ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство аммиака и продуктов на его основе из "Технический прогресс - химия - окружающая среда" Как уже было показано в предыдущих главах, индустриальные выбросы всех видов, поступающие в окружающую среду, воздействуют на элементы биосферы. В исторической ретроспективе сброс отходов был пока относительно небольщим и не влиял существенно на экологическое равновесие в природе. Исключение составлял сброс бытовых отходов без канализации, что вплоть до XIX в. приводило к вспышкам эпидемий, уносивших миллионы человеческих жизней. Однако бурное промышленное развитие привело к тому, что распространение предприятий и рост их мощности вызвали выброс такого количества отходов, с которым природные системы оказались не в состоянии справиться. По данным современных исследований, сброс, например, 1 неочищенных сточных вод может надолго вывести из строя более 10 м воды поверхностных источников. [c.160] Эта проблема и в прошлом, и в настоящем решается внедрением в производство специальных очистных сооружений и установок. На каждом предприятии, как уже неоднократно отмечалось, обычно образуются отходы трех видов отходящие газы, сточные воды и твердые отходы. Поэтому развитие методов охраны окружающей среды было направлено прежде всего на создание очистных сооружений, эксплуатация которых полностью или частично решала или решает важнейшие аспекты проблемы охраны природы. [c.160] Отходящие газы очищают от пыли в различных фильтрах, в том числе в электрофильтрах, а от вредных химических веществ — в специальных аппаратах-поглотителях, например в скрубберах, с помощью поглощающих растворов. При этом получают не только очищенную воду или газ, но и вторичные отходы, представляющие собой продукты взаимодействия загрязняющих веществ и реагента, применяемого для очистки, а также уловленные твердые частицы. Например, при очистке отходящих газов сталеплавильного производства образуется более 20 млн. т в год железосодержащих пылей и шламов, которые для возвращения в процесс на стадию агломерации должны быть выделены из вод газоочистки, обезвожены и сгранулированы, т. е. получены в виде окатышей. [c.161] Таким образом, водо- и газоочистные установки и сооружения способствуют, с одной стороны, предотвращению поступления вредных веществ в атмосферу и водоемы, а с другой, — получению этих веществ в виде твердых концентрированных отходов и суммированию отходов, образующихся на различных основных технологических стадиях. Накопление отходов в определенных местах создает значительную угрозу окружающей среде под действием атмосферных осадков, подземных вод и воздушных течений возможно распространение вредных примесей на значительные расстояния. [c.161] Направление развития зависит от экономической обоснованности тех или иных технических решений, а в некоторых случаях — природных особенностей данного региона. Если в районе размешения предприятий ощущается острый дефицит водных ресурсов, то с точки зрения перспектив развития этого района в первую очередь внедряются водооборотные циклы. Однако если при этом количество твердых отходов, в том числе от водооборота, станет превышать допустимые нормы накопления, это может привести к загрязнению подземных и поверхностных вод — источников водоснабжения, поэтому в бессточную систему должен включаться узел по переработке или хотя бы безопасному хранению твердых отходов. [c.163] Таким образом, безотходная технология развивается не по соподчиненным, а по равноправным по существу и значению направлениям, зависящим от специфики отрасли. Под спецификой отрасли при рассмотрении вопросов внедрения безотходной технологии следует понимать экологическую оценку отходов, согласно которой каждый их вид можно оценить по степени отрицательного влияния на экосистемы. Экологическая опасность определяется как физико-химическими свойствами выбрасываемых веществ, так и степенью их трансформации и аккумулирования в биосфере. Например, известно, что при сгорании жидкого и твердого топлива в топках электростанций образуется сернистый ангидрид. [c.163] Одновременно образуется большое количество двуокиси углерода, окислов азота, водяных паров, несгоревших углеводородов, окислов металлов. В такой системе происходит сложное физико-химическое взаимодействие, в результате которого, например, сернистый ангидрид может превратиться в серную кислоту, сульфиты и сульфаты и постепенно осесть на поверхность земли. [c.163] Таким образом, схема бессточного производства зависит от технологии очистки использованной воды до норм, обеспечивающих ее возврат в цикл. Сложный состав стоков, компоненты которых могут к тому же реагировать друг с другом, делает невозможным подбор универсальной структуры бессточной системы, пригодной для использования в различных отраслях народного хозяйства. Одним из непременных условий работоспособности бессточной системы является выделение солей и некоторых других веществ из очищаемой оборотной воды. Для этого применяют термические, ионообменные, адсорбционные, электрохимические и другие методы. Общий недостаток заключается в том, что соли выделяют в виде смесей хлоридов, сульфатов и карбонатов, обычно не поддающихся разделению. Практическая ценность таких смесей невелика, так как народному хозяйству требуется продукция, удовлетворяющая определенным техническим условиям. Следовательно, водооборотную систему необходимо проектировать как набор локальных по составу используемых вод подсистем. Это вызывает заметное удорожание проекта и усложняет эксплуатацию систем. [c.165] Другие проблемы применения водооборотных циклов связаны с обеззараживанием оборотных вод специальными реагентами, использованием вторичных тепловых ресурсов, объединением городских и промышленных стоков, использованием промышленных отходов для очистки сточных вод и т. д. [c.165] К существенному снижению выбросов может привести создание новых технологических процессов, в которых при сохранении производительности и качества вырабатываемой продукции уменьшается количество технологических переделов, влекущих за собой образование тех или иных отходов. Как правило, новая технология должна характеризоваться более совершенными технико-экономическими показателями, в противом случае даже при явном экологическом преимуществе она не сможет на данном этапе научно-технического развития конкурировать с существующей. [c.166] Однако при разработке этого метода выявилось, что для внедрения подобных процессов необходимы новые, достаточно стойкие, дешевые и легко обрабатываемые конструкционные материалы. [c.167] Химическая промышленность является в основном поставщиком вторичных материальных ресурсов и лишь в некоторых случаях ее сырьевая база опирается на отходы других отраслей. Поэтому рост производства химических предприятий в пределах определенных промышленных комплексов или центров должен быть увязан с возможностями предприятий, перерабатывающих эти отходы. [c.167] Анализ направлений развития безотходной технологии показывает, что ускорение внедрения такой техноло-гиц зависит как от результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок, так и от изучения эколого-экономических вопросов развития от расли. Основой этого изучения должно быть составление баланса выпуска готовой продукции и распределения вредных выбросов химических соединений в почву, водоемы и воздух. В девятой пятилетке было определено количество выбросов предприятиями химической промышленности и составлен отраслевой кадастр отходов, в текущей пятилетке разработаны отраслевые нормативы образования отходов на единицу продукции. В других отраслях к подобной работе только приступили и составление баланса станет возможным, вероятно, в следующей пятилетке. [c.167] Переход на энерготехнологические процессы в химической промышленности позволит уменьшить количество вредных выбросов, но потребует увеличения энергоемкости производства и объема вырабатываемой электроэнергии. В настоящее время, когда 80% энергии получают на тепловых электростанциях, не оснащенных установками для очистки и улавливания сернистого ангидрида и окислов азота, широкое внедрение энергетических процессов приведет к повышению выброса этих химически активных соединений в атмосферу и дополнительному отчуждению земельной территории под золоотвалы (последнее, правда, можно устранить, используя отходы для получения строительных и дорожных материалов). Следовательно, необходимо увязывать развитие отдельных отраслей, чтобы решать проблему предотвращения выброса отходов в одном комплексе. [c.168] В связи со сказанным при планировании развития отраслей народного хозяйства следует учитывать данные о состоянии биосферы на 10—15 лет вперед, чтобы иметь достаточный запас времени на научно-исследова-тельские, проектные и строительные работы. Такой прогноз на период до 1990 г., осуществленный в нашей стране большой группой специалистов в различных областях знаний, дал возможность составлять эффективные планы развития производства с учетом охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Определенные сложности встретились при разработке раздела, который предусматривал мероприятия, необходимые для предотвращения отрицательного влияния промышленности, транспорта, сельского и коммунального хозяйства на элементы биосферы. [c.168] Анализ создавшегося положения, проведенный на первом Всесоюзном совещании Проблемы экономической оценки создания и внедрения безотходных промышленных производств (г. Ворошиловград, апрель 1978 г.), показал, что в отдельных случаях экономический эффект от внедрения безотходной технологии часто занижается, так как в расчетах не учитывают ущерб, наносимый народному хозяйству загрязнением окружающей среды. В ближайшие годы этот серьезный недостаток будет устранен, что позволит в условиях социалистического планового хозяйства ускорить переход на безотходные процессы не только в нашей стране, но и в братских социалистических странах — членах СЭВ, с которыми мы связаны тесным научно-техническим сотрудничеством. В одиннадцатой пятилетке это сотрудничество будет осуществляться по специально создаваемой целевой программе научно-исследовательских работ, что даст возможность наиболее эффективно и полно использовать научный потенциал и кадры заинтересованных стран. [c.169] Выпуск синтетического аммиака в мире в 1970 г. составлял 33 млн. т, в 1975 г. — около 50 млн. т. [c.170] Совершенствование производства синтетического аммиака идет по пути создания агрегатов большой единичной мощности. Если в послевоенные годы эксплуатировались установки производительностью 50—60 т аммиака Б сутки, то сейчас работают агрегаты мощностью 1360 т/сутки и проектируются агрегаты мощностью около 3000 т/сутки. [c.170] В качестве критерия совершенства технологии фиксации азота можно использовать такой показатель, как расход энергии на единицу выпускаемой продукции. Этот критерий тем более важен, что он определяет не только экономические затраты на производство электроэнергии, но и ущерб от загрязнения, обусловленный ее получением, например, на тепловых электростанциях. При использовании агрегатов мощностью 1360 т/сутки, работающих по энерготехнологической схеме, расход энергии уменьшается примерно до 40 кВт-ч на 1 т связанного азота в результате использования тепла реакции для получения пара, который приводит в действие компрессоры и турбины аммиачной установки (рис. 21). По сравнению с расходом энергии в электродуговом и цианамидном методах производства аммиака, расход энергии в данном случае уменьшается в десятки раз. [c.170] Стоимость аммиака существенно зависит от метода получения водорода. Из известных способов производства водорода, таких, как электролиз воды, газификация кокса (водород из полуводяного газа и из коксового газа, выделяемый методом глубокого охлаждения), парокислородная конверсия природного газа под атмосферным давлением и конверсия природного газа водяным паром под давлением 3 МПа, последнему отдается предпочтение и именно его используют в современных мощных агрегатах синтеза аммиака. [c.170] Вернуться к основной статье