Исследовательская работа. Основная часть

• Название: Основная часть
• Дата: 01.06.2019
• Размер: 134.5 Kb.
• Имя файла: Исследовательская работа.doc
• Тип: Документы; #79906

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ 1

ВВЕДЕНИЕ 2

3

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 4

1.1 Экологические проблемы в промышленности 4

1.2 Экологические проблемы на БФ АО «Апатит» 5

1.3 Пути решения экологических проблем на сернокислотном производстве БФ АО «Аппатит» 6

2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 9

2.1 Объект исследования 9

2.2 Методика и результаты исследования 9

Заключение 11

Приложения 13

Список используемой литературы 14

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы: выявление экологической проблемы в промышленности и способы их решения.

Задачи проекта:

1. 
   изучение данной проблемы с помощью литературных источников;
   
2. 
   исследование влияния работы предприятия БФ АО «Апатит» (производство серной кислоты) на окружающую среду;
   
3. 
   поиск эффективных решений экологических проблем в промышленности.
   

Метод: эмпирический

Объект исследования: БФ АО «Апатит» и производство серной кислоты

В мире все больше происходит осознание того факта, что решение глобальных экологических проблем невозможно без объединения усилий мирового сообщества, в том числе через принятие актов, которые были бы обязательными для всех или большинства стран [1].

Видный американский ученый Л. Браун считает, что политическое влияние все больше будет смещаться в сторону тех государств, которые лидируют в экологической сфере.

Актуальными являются предложения, направленные на формирование новых моральных принципов. В частности, отказ от чисто экономических приоритетов при оценке различных видов деятельности людей. Предлагается, например, при оценке уровня развития государств и оценке благосостояния общества использовать такие показатели, как полноту использования добываемых природных ресурсов, мероприятия по охране от загрязнения вод, воздуха и другие критерии, характеризующие качество среды. Последняя должна рассматриваться как один из важнейших показателей благосостояния людей.

Становится все более очевидным, что путь удовлетворения человеком своих неуемных потребностей и желаний не оправдан ни с нравственной, ни с экономической, ни с экологической точек зрения. Осознается, что такой путь для человечества тупиковый. Он может осуществляться только в рамках отдельных государств, которые используют не только свои ресурсы и среду; но и других государств.

Экономия природных ресурсов и уменьшение воздействия на окружающую природную среду могут осуществляться также посредством более полного использования ресурсов на стадии их добычи и переработки и путём экономии продуктов переработки ресурсов.

1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Экологические проблемы в промышленности

Загрязнение природы человеком представляет собой одну из самых древних проблем истории цивилизации. Человек издавна рассматривал окружающую среду в основном как источник ресурсов, стремясь достигнуть независимости от нее, улучшить условия своего существования. Пока народонаселение и масштабы производства были не велики, а природные пространства были столь обширны, то для достижения поставленных целей люди были согласны пожертвовать частью нетронутой природы, равно как и некоторой степенью частоты воздуха и воды [2].

Деятельность промышленности весьма разнообразна - от добычи и переработки сырья до выпуска сложнейших механизмов и машин. Геоэкологические последствия промышленного производства складываются в форме своеобразной пирамиды, которая в общем виде напоминает экологическую пирамиду. В основании пирамиды покоятся добыча и обогащение сырья, основу которого составляет минеральное сырье. Известно, что в зависимости от содержания полезного компонента часть добываемой руды идет в отвалы в виде пустой породы, грунта, нестандартной древесины, руды с низкими концентрациями полезного минерала. Это составляет иногда около 95 % добываемого сырья. Однако, как известно, с развитием технологий некоторая часть пустой породы вновь становится объектом добычи и соответствующей переработки.

Промышленность - весьма важный, если не основной потребитель природных ресурсов, в число которых входят металлические и неметаллические, а также горючие полезные ископаемые, продуктов сельскохозяйственного производства, энергии различных видов. В результате работы промышленности возникает необходимость в запланированных и неожиданных (залповых) сбросах вредных газов, твердых отходов и разнообразных жидких стоков. Это может произойти на любой стадии и в процессе любого вида производства. При этом надо учитывать, что некоторые отходы и даже сами продукты производства промышленности являются токсичными и наносят значительный ущерб здоровью человека и окружающей среде.

Научно-техническая революция и связанный с ней интенсивный рост химического производства, вызывает существенные негативные изменения в окружающей среде. Например, отравление пресных вод, загрязнение земной атмосферы, истребление животных и птиц. В результате мир оказался в тисках экологического кризиса.

1.2 Экологические проблемы на БФ АО «Апатит»

«ФосАгро» - российская вертикально-интегрированная компания, один из ведущих мировых производителей фосфоросодержащих удобрений [3]. Основным направлением деятельности является производство фосфорсодержащих удобрений, кормовых фосфатов, высококачественного фосфатного сырья, а также азотных удобрений и аммиака. В группу «ФосАгро» входят ОАО «Апатит», ОАО «Аммофос», ОАО «Череповецкий «Азот», ЗАО «Агро-Череповец», ООО «Балаковские минеральные удобрения», ООО «ФосАгро-Транс», ООО «ФосАгро-Регион» и ОАО «НИИУИФ».   В Группе «ФосАгро» работает примерно 25 000 сотрудников.

БФ АО «Апатит» - одно из крупнейших в России предприятий по производству сложного азотно-фосфорного удобрения - аммофоса. Кроме того, здесь  выпускают  серную кислоту различных марок, олеум, осветленную фосфорную кислоту, кормовой монокальцийфосфат, диаммонийфосфат, сульфоаммофос, кремнефтористый натрий. Продукция предприятия пользуется широким спросом, как на внутреннем, так и на внешнем рынках.

Серная кислота одна из самых активных неорганических кислот [4]. Она реагирует почти со всеми металлами и их окислами, вступает в реакции обменного разложения, обладает окислительными свойствами. Высокая активность серной кислоты обуславливает и широкое применение в различных отраслях промышленности:

В химической промышленности – для производства плавиковой, фосфорной, борной кислот, сульфатов, взрывчатых веществ, химических волокон, спиртов, кислот и эфиров, красителей, минеральных пигментов, удобрений.

В нефтяной промышленности – для очистки нефтепродуктов.

В пищевой промышленности – в производстве патоки и глюкозы.

В металлургии – для получения алюминия, магния, меди, ртути, кобальта, никеля и др.

В машиностроении – при травлении металлов.

В текстильной промышленности – при крашении тканей и пряжи, отбелке тканей.

В кожевенном производстве – при дублении кожи.

1.3 Пути решения экологических проблем на сернокислотном производстве БФ АО «Аппатит»

Вредные выбросы сернокислых заводов следует оценивать не только по действию содержащегося в них оксида серы на расположенные вблизи предприятия зоны, но и учитывать другие факторы - увеличение количества случаев респираторных заболеваний человека и животных, гибель растительности и подавление ее роста, разрушение конструкций из известняка и мрамора, повышение коррозионного износа металлов. По вине кислых дождей происходит повреждение памятников архитектур. В зоне до 300 км от источника загрязнения (SO₂) опасность представляет серная кислота, в зоне до 600 км - сульфаты. Серная кислота и сульфаты замедляют рост сельскохозяйственных культур. Очистка газов в химической промышленности является сложной и актуальной проблемой, имеющей ряд аспектов [5].

Важнейшей задачей является совершенствования контактирования и снижение выбросов оксида серы (IV) в атмосферу. Во обычном процессе повышение степени контактирования выше 0,98 дол.единицы нецелесообразно, так как связано с резким увеличением количества и числа слоев контактной массы. Однако, даже при этой, максимальной для обычного процесса степени контактирования, выброс оксида серы (IV) может достигать на современных установках 35-60 т/сутки. Помимо значительных потерь продукции, это вызывает необходимость в сложных дорогостоящих очистных сооружениях для нейтрализации отходящих газов. Научно-техническая революция и связанный с ней интенсивный рост химического производства, вызывает существенные негативные изменения в окружающей среде. Например, отравление пресных вод, загрязнение земной атмосферы, истребление животных и птиц. В результате мир оказался в тисках экологического кризиса. Вредные выбросы сернокислых заводов следует оценивать не только по действию содержащегося в них оксида серы на расположенные вблизи предприятия зоны, но и учитывать другие факторы - увеличение количества случаев респираторных заболеваний человека и животных, гибель растительности и подавление ее роста, разрушение конструкций из известняка и мрамора, повышение коррозионного износа металлов. По вине кислых дождей происходит повреждение памятников архитектур. В зоне до 300 км от источника загрязнения (SO₂) опасность представляет серная кислота, в зоне до 600 км - сульфаты. Серная кислота и сульфаты замедляют рост сельскохозяйственных культур. Закисление водоемов (весной при таянии снега, вызывает гибель икр и молоди рыб) Помимо экологического ущерба налицо экономический ущерб - громадные суммы каждый год теряются при раскисление почв. Технологические аспекты заключаются в переходе химических производств к новым способам и системам газоочистки, основанным на последних достижениях мировой науки и техники, модернизации малоэффективных установок разделения газов, создание высокоэффективной аппаратуры и схем удаления газообразных и аэрозольных примесей из газовых потоков, унификации и стандартизации газоочистного оборудования и т.д.

Экономические аспекты заключаются в разработке таких способов и систем, которые позволяют значительно повысить КПД извлечения ценных компонентов из сырья, максимально утилизировать улавливаемые газы. Экологические аспекты заключаются в снижение до санитарных норм удельных выбросов загрязняющих вредных веществ в атмосферу, ликвидации залповых выбросов вредных веществ, связанных с обслуживанием и авариями оборудования. Решение этой сложной проблемы предполагает реализацию комплекса технических и организационных мероприятий на основе глубокого и всестороннего анализа способов и аппаратов, предназначенных для очистки газов в различных химических производствах. Конечная цель разработки химико-технологической системы создание высокоэффективного химического производства, т. е. такого объекта химической промышленности, который позволит получать необходимую продукцию не только в заданном объёме и требуемого качества, но и экономически целесообразным путём. На сернокислотном производстве возможны случаи отравления сернистым газом, окислами азота или туманообразной серной кислотой, химических ожогов серной кислотой и термических ожогов при соприкосновении с горячими поверхностями аппаратуры, не исключена также опасность поражения электрическим током. Сернистый ангидрид вызывает раздражение кожи, слизистых оболочек носа, глаз и верхних дыхательных путей. При содержании в воздухе 0,06 мг/л SO₂ возможны острые отравления, сопровождающиеся отеком легких и расширением сердца.

2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Объект исследования

Рассматривая вопрос об экологических проблемах в промышленности, было взято производство серной кислоты на БФ АО «Апатит».

В настоящее время серная кислота производится двумя способами: нитрозным, существующим более 200 лет, и контактным, освоенным в промышленности в конце 19 и начале 20 века. Контактный способ вытесняет нитрозный (башенный). В настоящее время контактным методом получают концентрированную серную кислоту, олеум и 100% серный ангидрид.

Контактный процесс получения  серной кислоты в мире осуществляется двумя методами:

- методом одинарного контактирования со степенью окисления SO₂ в SO_3, равной 97,5 – 98% и выбросам в атмосферу выхлопных газов, содержащих  SO₂  иSO₃ выше предельно допустимой концентрации, что потребовало дополнительных затрат на сооружения в таких системах очистки:

- методом двойного контактированияи двойной абсорбции. В системах ДК–ДА степень окисления SO₂в SO₃ составляет 99,7 – 99,8% что соответствует достижению предельно допустимой концентрации SO₂  и SO₃ в выхлопных газах.

2.2 Методика и результаты исследования

Метод измерений [6] по основан на поглощении диоксида серы из воздуха раствором формальдегида с образованием гидроксиметан-сульфокислоты. При добавлении гидроксида натрия гидроксиметансульфокислота снова разлагается на формальдегид и серу (IV). Эти вещества при реакции с парарозанилином образуют соединение, по интенсивности окраски которого определяют содержание диоксида серы фотометрическим методом. 

На диаграмме 1 (Приложение А) представлены данные по выбросам SO₂ в окружающую среду. Из данных, приведенных на диаграмме 1 видно, что концентрации фактических выбросов по всем цехам не превышают предельно-допустимые.

Такие результаты достигаются путем перехода химических производств к новым способам и системам газоочистки, основанным на последних достижениях мировой науки и техники, модернизации малоэффективных установок разделения газов, создание высокоэффективной аппаратуры и схем удаления газообразных и аэрозольных примесей из газовых потоков, унификации и стандартизации газоочистного оборудования и т.д.

Заключение

В последнее десятилетие все большее признание получало существование взаимного влияния здоровой окружающей среды и устойчивого экономического развития. В это же время в мире происходили крупные политические, социальные и экономические изменения, по мере того, как многие страны начинали осуществление программ радикальной структурной перестройки своей экономики. Таким образом, изучение влияния на окружающую среду общеэкономических мероприятий стало проблемой, имеющей серьезное значение и требующей скорейшего решения. 

В данной работе сделана попытка рассмотреть экологические проблемы при развитии промышленного производства. Промышленное производство и окружающая природная среда – две противоположные неразрывные составляющие развития современной человеческой цивилизации. Сегодня на нашей планете проживает более 7 миллиардов человек, и каждый, естественно, хочет жить лучше и безопаснее. Очевидно, что единственным путем дальнейшего существования человека в настоящем и будущем является жизнедеятельность в полной гармонии с окружающим миром, что предполагает развитие и функционирование промышленного производства с учетом интересов природы. 

Дальнейшее развитие современной цивилизации на основе использования достижений научно-технического прогресса немыслимо без экологического обеспечения, то есть без бережного и рационального отношения к окружающей природной среде. 

Россия входит в Конвенцию по SO₂ и участвует во всех процессах, способствующих снижению выбросов окислов серы в атмосферу. В основном это строительство заводов по производству серной кислоты по схеме: диоксид серы - триоксид серы – серная кислота. Используя оксиды серы как вторичное сырье, человечество для производства такого необходимого ему во многих отраслях промышленности продукта, как серная кислота, перестанет извлекать из недр ограниченные запасы серы.

Подсчитано, что в 80-е годы человечеству было необходимо получать около 25 млн т серной кислоты в год (например, для получения синтетических моющих средств и других продуктов), а выброс оксидов серы в то же время составил 15,6 млн т в год, больше, чем необходимо для производства указанного выше количества серной кислоты.

Даже при среднем содержании оксидов серы в воздухе порядка 100 мкг на кубометр, что нередко имеет место в городах, растения приобретают желтоватый оттенок. Отмечено, что заболевания дыхательных путей, например, бронхиты, учащаются при повышении уровня оксидов серы в воздухе.

Разработано большое число методов для улавливания двуокиси серы из отходящих дымовых газов. Весьма привлекательными оказались скрубберные установки, дающие отходы в виде продуктов, имеющих спрос на рынке: один из таких скрубберов производит серу высокой чистоты, другой - разбавленную серную кислоту. Последнюю невыгодно перевозить на большие расстояния, но высокочистая сера, которая находит применение при производстве лекарственных препаратов, промышленных реагентов, удобрений в развитых странах привлекает и потребителей из-за рубежа.

Приложения

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Мониторинг промышленных выбросов SO₂.

Список используемой литературы

1. Промышленная экология: учебное пособие / Мар. гос. ун-т.; Е.А. Алябышева, Е.В. Сарбаева, Т.И. Копылова, О.Л. Воскресенская. – Йошкар-Ола, 2010. – 110 с

2. Охрана труда и промышленная безопасность:  [Электронный ресурс]. URL: http://prom-nadzor.ru/content/zagryaznenie-okruzhayushchey-sredy. (Дата обращения 20.11.2017).

3. Группа компаний «ФосАгро»: [Электронный ресурс]. URL: https://www.phosagro.ru/. (Дата обращения 07.10.2018).

4. Постоянный технологический регламент производства серной кислоты из жидкой серы 045 – ТР – 006 – 2010.

5. Амелин А. Г., Технология серной кислоты, 2 изд., М., 2009.-472 с.

6.  РД 52.04.794-2014 «Массовая концентрация диоксида серы в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений фотометрическим формальдегидопарарозанилиновым методом».

РАСПОЛОЖИТЬ В АЛФАВИТНОМ ПОРЯДКЕ И ИСПРАВИТЬ НУМЕРАЦИЮ В ТЕКСТЕ