Лекция 1. Основные понятия. Структурная, функциональная, технологическая схемы переработки отходов

Основные понятия. Структурная, функциональная, технологическая схемы переработки отходов. Основные принципы разработки ХТП.

Цель дисциплины- разработка химико-технологических процессов переработки отходов.

Основные понятия:

ХТП- совокупность физических и химических операций, в результате которых либо утилизируют отходы, либо обезвреживают.

ХТП- сложная система, взаимодействующая с ОС.

При разработке ХТП необходимо руководствоваться следующими основными принципами:

1. Системность.

Необходимо увязать (согласовать) разработку ХТП с экологическими вопросами защиты ОС (уровень антропогенной нагрузки, экономический ущерб и т. д.), а также связать с социальными вопросами (влияние на качество жизни, здоровье и т. д.).

2. Комплексная переработка отходов с получением индивидуальных товарных продуктов с последующей их реализацией.

3. Рациональное использование энергии (тепло химических реакций, фазовых превращений; физическое тепло, аккумулированное в отходе; тепло отходящих газов, жидкостей и твердых потоков).

4. Принцип цикличности- создание замкнутых систем водопользования, замкнутых систем газо- и воздухооборота.

Структурная схема промышленного производства.

Рис. 1.1. Структурная схема промышленного производства.

а) Основные стадии переработки отходов.

б) Схема переработки отходов.

а)

б)

Условные обозначения:

ВС- вторичное сырье- часть ВМР, к-ая может быть повторно использована.

ВМР- вторичный материальный ресурс- как потенциал для повторного использования.

На стадии пр-во и потребление образуются отходы:

Опр- отходы производства- остатки материала, полуфабрикатов, утративших полностью или частично свои потребительские свойства (пример: переработка аккумуляторов).

Опотр- изделия, материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического, морального износов или контрафактная продукция.

НО- неутилизируемые отходы

Р- рассеивание

Пример 1.1. Переработка фосфогипса.

ФГ- тв. отход производства экстракционной фосфорной кислоты.

(Л.1. с. 210, рис. 4.3)

Химическая схема:

Са₅F(PO₄)₃ + 5H₂SO₄ + 10H₂O → 3H₃PO₄ + 5CaSO₄∙2H₂O + HF (1.1)

Реакцию 1.1 осуществляют в экстракторах. Процесс носит название: «Сернокислотное разложение апатита».

Апатит- минерал Ca₅F(PO₄)₃

Активная часть: CaO ~45%

P₂O₅ ~до 42% (месторождение- Кольский п-ов, г. Апатиты)

Примеси: фтор + редкоземельные Ме до 7%

В результате сернокислотного разложения получают:

Реакционную смесь:

H₃PO₄- жидкость

CaSO₄·2H₂O – фосфогипс- тв. в-во

HF- газообразное в-во.

Реакционную смесь подвергают разделению:

карусельный вакуумфильтр: ЭФК и ФГ

жидкостная абсорбция: HF + H₂O^пар