Хозяйства

Лекция 15. Перспективы развития промышленных отраслей народного

Промышленность является важнейшей укрупненной отраслью народ­ного хозяйства и представляет собой совокупность предприятий, занятых производством орудий и предметов труда, как для самой промышленности, так и для других отраслей народного хозяйства, а также товаров народного потребления.

В качестве предприятий могут выступать заводы, фабрики, рудники, шахты, электростанции, крестьянские и фермерские хозяйства.

Промышленность подразделяется на добывающую и обрабатывающую.

К добывающей промышленности относятся предприятия по добыче:

- горно-химического сырья;

- руд черных и цветных металлов;

- нерудного сырья для металлургии;

- неметаллических руд;

- нефти, газа, угля, торфа, сланцев, соли;

- нерудных строительных материалов;

- легких природных заполнителей и известняка.

Так же к добывающей промышленности принято относить:

- гидроэлектростанции;

- предприятия водоснабжения;

- лесозаготовительные предприятия и предприятия лесоэксплуатации;

- предприятия по лову рыбы и добыче морепродуктов.

К обрабатывающей промышленности относятся предприятия по производству:

- черных и цветных металлов;

- металлопроката;

- химических и нефтехимических продуктов;

- машин и оборудования;

- продуктов деревообработки;

- целюлозно-бумажной продукции;

- строительных материалов;

- товаров народного потребления широкого назначения.

К обрабатывающей промышленности также могут быть отнесены атомные и теплоэлектростанции, предприятия по ремонту промышленных изделий и товаров народного потребления. Поступательное развитие промышленных производств с учетом достижений в научно-техническом прогрессе представляет собой индустриализацию. Индустриализация занимает ключевую роль в развитии народного хозяйства и обеспечивает экономический рост, улучшение материального благосостояния и качества уровня жизни, развитие непромышленных отраслей экономки, повышение экономической безопасности и стабильности, создание основ дня.

Промышленный потенциал представляет собой совокупность ведущих промышленных производств и факторов, способствующих их поступательному развитию, созданию новых прогрессивных отраслей промышленности.

Промышленность Республики Казахстан на современном этапе дает около половины национального продукта и сопровождается полной обеспеченностью всеми необходимыми ресурсами

Проблема защиты атмосферы от производственных загрязнений решается в 2-х направлениях:

1) Разработка методов и аппаратуры для очистки газовых выбросов;

2) Создание процессов, полностью исключающих или сводящих к минимуму образование и попадание в атмосферу вредных веществ.

1-ое направление предусматривает оснащение действующих и

строящихся предприятий необходимым газоочистным оборудованием, которое обеспечивает снижение загрязнения атмосферы вредными веществами до установленных уровней.2-ое направление предполагает коренную перестройку большинства традиционных технологий получения продукции и энергии.

Выбор метода очистки и необходимого оборудования определяется физико-химическими параметрами улавливаемых продуктов, их концентрациями в газовом потоке, расходом газа, требованиями к степени очистки. Различают два основных метода очистки:

1) Механическую очистку от взвешенных веществ с использованием для этой цели циклонов, тканевых фильтров и абсорберов.

2) Химическую очистку методами абсорбции, хемосорбции, термического и термокаталитического сжигания.

В промышленности зачастую эксплуатируются газоочистные системы, в которых применяются одновременно механические и химические методы очистки. Основным критерием выбора метода очистки и оборудования является эффективность очистки. Задача заключается в достижении максимальной эффективности очистки при минимальных затратах на оборудование и эксплуатацию. Анализ опыта работы различных систем очистки промышленных газов показывает, что любой метод очистки а также оборудование имеют определенные недостатки.

Например, термическое и термокаталитическое сжигание вредных компонентов связано с расходованием топлива; кроме того, исключается возможность их применения для обезвреживания неорганических соединений. Один самых универсальных методов очистки газов - абсорбция связана с образованием сточных вод, регенерация которых дорого обходится. Тканевые фильтры - эффективные пылеуловители, нельзя применять при t=400C и при очистке больших объемов газов применяется оборудование крупных размеров. Циклоны улавливают взвешенные частицы только размером 3-5 мкм, а электрофильтры - более 0,1 мкм. Поэтому на практике при выборе системы очистки газов необходимо учитывать особенности методов очистки и оборудования.

Производство электрической и тепловой энергии на ТЭС, основанное на сжигании органических топлив, приводит к значительному загрязнению окружающей среды и особенно атмосферного воздуха. Улавливать и регенерировать продукты сжигания топлив, термодинамически бессмысленно. В виде тепла рассеивается большая часть энергии при ее производстве и значительная часть при ее распределении и потреблении. В этом состоит принципиальная особенность производства энергии на ТЭС и этим предопределяется сложность и уникальные масштабы задач по охране окружающей среды.

Основным направлением в развитии энергетики будет создание безотходных производств, где будут установлены высокоэффективные агрегаты по улавливанию и утилизации газообразных отходов.

Интерес представляет разработка в нашей стране и за рубежом технологии использования низкосортных природных топлив - бурых углей, торфа, горючих сланцев. К разрабатываемым процессам относятся термическая деструкция топлива, окислительный пиролиз, гидрогенезация и др. Полно разработаны методы использования бурых углей Канско - Ачинского бассейна и горюяих сланцев Прибалтики. Разработан и освоен в промышленном масштабе метод термической переработки сланцев с твердым зольным теплоносителем. При применении этой схемы электростанции будут работать на малосернистом и малозольном сланцевом масле и практически бессернистом высококалорийном газе. Около 90% серы связывается зольным остатком и выбросы соединений серы в атмосферу сокращаются в 5 раз по сравнению в прямым сжиганием сланца. Зольный остаток применяется в производстве строительных материалов и в сельском хозяйстве как раскислитель.

Разработан метод получения чистого энергетического топлива з высокосернистого низкосортного топлива путем его термической переработки в жидком теплоносителе, представляющем собой расплавы неорганических веществ.

Предовращения выбросов S0₂npn производстве энергии на ТЭС, сжигающих мазут, достигается газификацией жидкого сернистого топлива на ТЭС и сжиганием в парогенераторе очищенного от сернистых соединений газа. Этот процесс позволяет уменьшить выбросы окислов азота. А соединения V (ванадия) использовать в народном хозяйстве. Одним из направлений снижения выбросов окислов азота в атмосферу является изменение технологии сжигания топлива в парогенераторах на ТЭС. Образование оксидов N₂ Н 0₂ воздуха при 1:горения топлива, а также при взаимодействии 0₂ с азотосодержащими соединениями топлива. Механизм образования оксидов азота не изучен до конца. Применение 2-ух ступенчатого сжигания, рециркуляция дымовых газов в зону горения, сжигания топлива с малым избытком воздуха и комбинация этих методов позволяет снизить выброс окислов азота в атмосферу в 2-3 раза при сохранении надежности в работе и экономически парогенератора. Подавление образования окислов азота в парогенераторах экономически более целесообразно, чем очистка продуктов сгорания от них. Сжигание топлива в псевдо сжиженном или «кипящем» слое позволяет значительно снизить выбросы S и N₂ в атмосферу. Разработаны 3 модификации котлов с кипящим слоем - адиабатным, рециркуляционным и вращающимся. Сжигание топлива в котлах с адиабатным кипящим слоем позволяет уменьшить тепловое загрязнение примерно на 35 %, путем использования сбрасываемой воды для охлаждения аппаратуры (по сравнению с сжиганием топлива на обычных ТЭС). В котлах с рециркуляционным кипящим слоем конструкция топочной камеры позволяет организовать 2 встречных потока частиц - восходящий и нисходящий. Достоинством таких котлов является возможность сокращения выбросов в атмосферу О₂ и окислов азота. Стоимость этих котлов невелика, а эксплуатация проста. В установках с вращающимся кипящим слоем сжигание угля производится в кипящем слое, размещенном во вращающемся кожухе, куда подается воздух с коэффициентом избытка 1.3. С углем вводятся адсорбенты - известняк и доломит в количестве 30% расхода угля. Содержание окислов серы в отходящих газов снижается на 90% и более. Одним из способов регенерации отработанного сорбента есть его взаимодействие со смесью Н₂ и СО, выделяющейся при сжигании топлива во вспомогательной камере. При этом образуется СаО, который возвращается в кипящий слой и S0₂, перерабатываемый на S или H₂S0₄ кислоту. Установки КС пригодны и для сжигания отходов нефтеочистки, тяжелых мазутов с высоким содержанием S и металлов, а также для утилизации металлов и для сжигания промышленных и бытовых твердых отходов и осадков сточных вод. Современные методы очистки топочных газов от H₂S основаны в основном на его улавливании в скрубберах суспензиями известняка, извести, магнезита, растворами щелочей, сульфита Nan извести и др. степень очистки при этом достигает 90-98%. Одним из существенных недостатков этих методов является образование шламов отобранных поглотителей, которые необходимо подвергать переработке. Абсорбционные методы широко применяются и для улавливания окислов азота из топочных газов. Хорошими поглотителями окислов азота являются растворы щелочей и сульфитов, известковое молоко, этаноламин и другие. Абсорбционно каталитический процесс очистки топочных газов от окислов S и N2 разработан японской фирмой «Клода Кемикл - инжиниринг энд констракшен». Очистка газа по этому способу заключается в том, что предварительно охлажденный газ смешивают с озонированным воздухом, в результате окислы азота окисляются до двуокиси. После газофазного окисления газ направляется в нижнюю часть абсорбера, где он контактирует со стекающей сверху разбавленной серной кислотой, S02 растворяется, образуя серную кислоту, которая окисляется кислородом воздуха в присутствии железного катализатора до серной кислоты. Двуокись азота превращается в азотную кислоту и частично в закись азота N20 и N2. Очищенные газы выбрасываются в атмосферу. Разбавленную смесь сернистой, серной и азотной кислот направляют в окислительную башню, где сернистая кислота окисляется в серную кислоту в присутствии железного катализатора. Часть раствора возвращаетсяиа абсорбцию, другая используется для получения гипса. Так как в циркулирующих жидкостях накапливаются примеси, часть жидкости выводится из системы, нейтрализуется и сбрасывается в виде сточных вод. Степень очистки по этому методу от окислов азота составляет -60%, от -90%. Очистку газов осуществляют в движущемся слое угольного сорбента прямотоком. Температуру в адсорбере поддерживают -110-150С. В порах угля адсорбируется S02 и при его взаимодействии с 02 и парами Н20 образуется серная кислота. А на внешней поверхности гранул адсорбента оседает зола, содержащаяся в топочных газах. Очищенный газовой поток через нижнюю часть адсорбера отводят в дымовую трубу, а адсорбент направляют на сито для освобождения от золы и затем на регенерацию, путем взаимодействия угля с нагретым до 650-720Сº песком. При нагревании угля происходит термическое разложение находящейся в нем H₂S0₄ с образованием концентрированного по SО₃ газа. Газ выводят из регенератора и направляют на последующую переработку в товарные серосодержащие продукты. Уголь и песок поступают на вибросита для разделения. Охлажденный уголь направляется в адсорбер, а песок - в регенератор. В этой схеме в качестве адсорбента используются цилиндрические гранулы активированного угля, предварительно окисленного воздухом и карбонизированного. Степень очистки от окислов серы и пыли -80%, от окислов азота от 15 до 60%.Интересен способ очистки отходящих газов ТЭС сточными водами промышленных предприятий. В результате чего происходит связывание сернистого ангидрида и нагрев раствора. При адиабатном расширении раствора начинается испарение воды с получением дистиллята и осажлением солей, с дальнейшей их переработкой и складированием. В СНГ имеются крупные месторождения фосфатно-карбонатных руд, содержащих 15-40% доломита, являющегося балластом.

Черная металлургия

В этой отрасли значительное снижение выбросов загрязнений связано с развитием бескоксовых способов получения Fe - железа посредством восстановления его из руды водородом или конвертированным природным газом. А также расширение кислородно - конверторного производства, что снизит до минимума выбросы в атмосферу окислов азота и пыли. На действующих металлургических предприятиях большое сокращение выбросов пыли и вредных веществ достигается совершенствованием существующих технологических процессов: бездымный загрузки коксовых батарей,сухого тушения кокса, перевода ферросплавных печей на закрытый режим, изменение режима сжигания топлива в котлах, повышения основности агломерата, применения топлива с меньшим содержанием S, применение непрерывной разливки стали и т.д. Различные методы по сокращению газовых выбросов разрабатываются во всех подотраслях черной металлургии.Для очистки газов агломерационных фабрик, содержащих S0₂, окислы азота, СО и пыль, а также соединения As, Zn, Мп применяется комбинированная система газоочистки. Она включает механическую очистку - в циклонах, на тканевых и электрических фильтрах и химическую очистку - абсорбцию известняковой суспензией, каталитическое дожигание СО и С0₂ на Pt- палладий содержащих катализаторах и орошаемых аппаратах можно получить 50-70% серную кислоту. Степень очистки от пыли состовляет более 99,9%, от СО - 90-95%, от S0₂ -80-90%, от NO_x 40-60%.Применяемые в настоящее время для очистки газов сталеплавильных печей электрофильтры и трубы внутри обладают определенными недостатками: электрофильтры могут очищать газы только с t, повышению влажности, образованию отложений в газоходах и роторах дымососов и т.д. Перспективным направлением в решении этой задачи является применение аппаратов сухой очистки - металлотканевых и слоевых зернистых фильтров, установленных перед котлами - утилизаторами. Металлотканевые фильтры выдерживают t до 600С̊ и обеспечивают эффективность пылеулавливания 97-98%.В качестве фильтрующих материалов для загрузки зернистых фильтров м. б. использована чугунная дробь, дробленная стружка и рудный концентрат, которые вместе с уловленной пылью могут использоваться в качестве сырья для металлургических агрегатов. С целью экономии топлива на подогрев очищенных в аппаратах мокрой очистки газов перед их выбросом в атмосферу используется метод частичной сухой очистки газов (15-20%) на высокотемпературном фильтре, а затем его смешение с газами после мокрой очистки. Цветная металлургия.

На производствах тяжелых цветных металлов и А1 большое внимание уделяется совершенствованию методов очистки отходящих газов. Для улавливания частиц из отходящих газов применяются рукавные фильтры с тканями из синтетических волокон повышенной термостойкости (250-300°С) типа «сульфон Т», «оксалон» и др. проведенные исследования в области синтеза термостойких волокон определяют предел термостойкости до 500° С и выше таковы же пределы и для фильтровальных тканей из стеклянных волокон. Термостойки фильтровальные металлические ткани (до 800°С). Применение подобных фильтровальных тканей повысит качество очистки газов от взвешенных частиц и позволит утилизировать уловленные продукты. Дальнейшее развитие получит электрическая очистка газов в связи с внедрением электрофильтров, рассчитанных на запыленность газов >200г/м³ (для кивцетных процессов). В некоторых случаях предполагается применение горячих электрофильтров. Для улавливания газообразных компонентов (S0₂, HF и т.д.) получат развитие и совершенствование абсорбционные и адсорбционные методы с использованием высокоэффективной аппаратуры и новых поглотителей на основе ионитов. В алюминиевой промышленности для очистки вентиляционных газов цехов электролиза предложена 2-ух ступенчатая система: электрофильтры с игольчатыми коронирующими электродами, скрубберы с плавающей насадкой или полые скоростные скрубберы. На алюминиевых производствах перспективное использование различных сорбентов - методы сухой очистки газов. Твердый сорбент может быть осажден на рукавном фильтре или распылен в потоке отходящих газов с дальнейшей фильтрацией пылегазовой смеси на рукавных фильтрах с импульсной продувкой. Газы можно улавливать в аппаратах кипящего слоя с рециркуляцией сорбента. Применение двойного контактирования - это радикальный метод обезвреживания хвостовых газов, образующихся в сернокислотных цехах. Кроме этого, разработаны способы тонкой очистки серосодержащих газов и туманов, например, сульфид - бисульфитный, озонокаталитический, в электрофильтрах типа БВК, промывка щелочью и т.д.

Дата добавления: 2014-12-10