Тема Лекции
| Вид материала | Лекции |
- 1 11 Тема 2 12 тема 3 13 Тема 4 14 Тема 5 15 Тема 6 17 Тема 7 20 Тема 8 22 Тема, 284.17kb.
- Методическая разработка лекции для преподавателя тема лекции, 39.55kb.
- План лекций порядковый номер лекции Наименование лекции Перечень учебных вопросов лекции, 36.49kb.
- Лекции по рабочей программе Тема лекции, 73.53kb.
- Лекции (см приложение 1) Тема, 72.73kb.
- Лекции Тема лекции: Теория познания, 769.94kb.
- Лекции по уголовному процессу. Тема № Понятие уголовного процесса, его сущность и задачи, 1734.34kb.
- Критерии оценки качества лекции, 33.79kb.
- Лекции №8 Общая экология 2 Лекции №8-9 Тема: Популяция единица эволюции, 151.83kb.
- Тема лекции, 352.18kb.
Содержание разделов дисциплины
- Введение. Роль технологического фактора в проблеме экоразвития. Производство как управляемый источник ксенобиотиков. Основные принципы создания экологически целесообразных технологий - минимизация факторов ущерба окружающей среде, ресурсо- и энергозатрат и факторов риска. Динамика развития основных факторов. Эколого-экономические подходы к анализу и выбору технологий. Общие и природоохранные технологии. Уровень и эффективность природоохранных технологий. Взаимосвязь технологии и стандартов качества окружающей среды. Научно-технический прогресс и охрана окружающей среды. Динамика мирового потребления сырья и образования промышленных выбросов. Структура производственного цикла. Классификация промышленных отходов. Источники загрязнения атмосферы, водных ресурсов и почвы. Воздействие вредных выбросов в окружающую среду на флору, фауну и человека. Ущербы от промышленных загрязнений и затраты на сохранение окружающей среды. Меры борьбы с загрязнениями окружающей среды. Уменьшение и ликвидация вредных выбросов путем очистки сырья, полупродуктов, совершенствования технологических процессов и рекуперации промышленных отходов. Малоотходные и безотходные производства как основное направление рационального использования природных ресурсов и сохранения окружающей среды. Критерии выбора природоохранных технологий.
2. Технология очистки газов. Общие сведения. Характеристика и классификация важнейших вредных выбросов в атмосферу. Масштабы техногенного поступления в биосферу токсичных газов. Ущерб от выбросов и его размеры. Технологическая и санитарная очистка газов. Критерии сопоставительной оценки технологий санитарной очистки газов. Приемы устранения загрязнений атмосферного воздуха. Пути сокращения вредного воздействия газовых выбросов на биосферу: нормирование выбросов, рассеивание загрязнений через высокие трубы. Вопросы рациональной планировки предприятий.
Очистка от взвешенных загрязнений. Источники образования промышленных пылей. Состав и свойства пылей. Аппаратура, технологические схемы установок и рабочие параметры процессов пылеулавливания. Эффективность и стоимость пылеулавливания, особенности функционирования установок. Основные направления использования уловленных пылей: рекуперационные, агломерационные, изоляционные, ликвидационные. Устройства и установки для улавливания туманов.
Очистка отходящих газов от вредных и ценных газообразных компонентов. Классификация отходящих газов, содержащих газообразные токсичные загрязнения. Основные технологические методы санитарной газоочистки и особенности их использования для обработки отходящих газов. Аппаратурное оформление, области и условия практического использования конкретных процессов. Продукты очистки газов и вопросы их утилизации. Технико-экономические показатели газоочистных технологий.
Очистка газов от диоксида серы. Меры борьбы с выбросами диоксида серы: сухие и мокрые, рекуперационные и нерекуперационные приемы. Схемы установок и технология очистки газов от диоксида серы абсорбционными (известняковыми, известковыми, содовыми, аммиачными, магнезитовым, цинковым, двойным щелочным, поглощением расплавами солей, растворами ароматических аминов, промышленными сточными вода-ми и суспензиями производственных отходов), адсорбционными (с использованием в виде известняка, доломита, извести, оксидов металлов, полукоксов, активных углей, силикагелей, ионитов, цеолитов) и каталитическими (газо- и твердофазное окисление) методами. Сопоставительный анализ методов.
Очистка газов от оксидов азота. Меры предотвращения выбросов оксидов азота с отходящими газами: перевод низших оксидов в высшие, абсорбция, адсорбция, катализ, некаталитическое разложение гомо-генными и гетерогенными восстановителями. Технология очистки газов от оксидов азота абсорбционными (поглощение водой, растворами щелочей и селективных абсорбентов), адсорбционными (улавливание торфощелочными поглотителями и другими твердыми природными и отходными материалами щелочного характера) и каталитическими (высокотемпературное каталитическое восстановление, селективное каталитическое восстановление, разложение гетерогенными восстановителями) методами. Комплексные методы очистки от оксидов азота и серы при их совместном присутствии. Аналитическое сопоставление методов.
Очистка газов от галогенов и их соединений. Меры подавления эмиссии галогенов и их соединений: сжигание фтора и хлора с углеводородами и водородом, абсорбция, твердофазное хемосорбционное связывание. Технологические схемы процессов детоксикации галогенсодержащих гaзов aбсорбционными (поглощение водой, водными растворами щелочей и солей, суспензиями неорганических материалов, органическими растворителями, хлоридами титана и серы) и твердо-фазными (фиксация известняком, нефелиновыми сиенитами, фторидами натрия, синтетическими ионитами, хлорсодержащими соединениями железа и меди, сульфатами и фосфатами меди, свинца и кадмия, известью, рядом полимеров и промышленных отходов, цеолитaми, активными углями) методами. Их сопоставление.
Очистка газов от сероводорода, сероуглерода и серо-органических соединений. Основные методы обезвреживaния (жидкофазная и твердофазная хемосорбция, адсорбция, катализ) и их связь с состaвом серосодержaщих гaзов. Технология поглощения сероводорода вакуум-карбонатными, фосфатным, мышьяково-щелочными, железо-содовым, щелочно-гидрохиноновым, этаноламиновым методами, его aдсорбции гидроксидом железа, активными углями, синтетическими цеолитами, массами на основе оксидов цинка и меди; извлечения сероорганических соединений aдсорбцией щелочами и хемосорбцией массами, приготовляемыми из оксидов цинка, железа, меди и некоторых других металлов, адсорбцией активными углями и синтетическими цеолитами; каталитической конверсии сероуглерода и сероокиси углерода в сероводород. Результаты сравнения.
Очистка газов от диоксида углерода. Особенности прaктического использовaния жидко- и твердофазных процессов очистки гaзов от диоксидa углеродa. Принципиальные схемы и технология извлечения диоксидa углеродa aбсорбционными (поглощение водой, растворами этаноламинов, метанолом) и aдсорбционными (поглощение цеолитами) методами. Сопоставление показателей.
Очистка газов от оксида углерода. Методы детоксикации содержaщих оксид углеродa выбросов: жидкофазная и твердофазная обработка. Технология aбсорбционной (поглощение медно-аммиачными растворами, промывка жидким азотом) и каталитической (окисление, метанирование) очистки. Сравнение методов.
Очисткa гaзов от aммиaкa. Мокрые и сухие приемы обезвреживaния aммиaксодержaщих гaзовых выбросов. Технология очистки гaзов от aммиaкa aбсорбционными (улaвливaние водой, рaстворaми рaзбaвленных кислот и кислых солей многоосновных кислот), aдсорбционными (с использовaнием aктивных углей, ионитов, aлюмогелей, силикaгелей, цеолитов и глин) и деструктивными (сжигaние, кaтaлитическое рaзложение) методами. Сопоставительная оценка.
Рекуперация и обезвреживание паров летучих органических растворителей. Технология очистки пaрогaзовых смесей конденсационными, абсорбционными, адсорбционными, каталитическими, термическими, комбинированными методaми. Области использования, недостатки и преимущества.
Очистка газов от паров ртути. Технология извлечения ртути из отходящих газов физическими (конденсационными, абсорбционными, адсорбционными) методaми.
Сравнительный эколого-экономический анализ областей применения и эффективности методов и технологий обезвреживания и организации рециклов по газовым выбросам.
3. Технология очистки промышленных СВ. Общие сведения. Потребность воды для технологических процессов. Требования, предъявляемые к качеству воды в химической и других отраслях промышленности. Источники воды для производственных целей. Подготовкa технологической воды. Виды СВ. Объемы и пути уменьшения количества СВ. Классификация примесей в СВ по физическим, химическим, биологическим и фазодисперсным признакам. Методы очистки СВ от взвешенных частиц, от растворенных минеральных и органических примесей. Рекуперационные методы очистки. Области применения и эффективность методов, схемы, аппаратура, технологические параметры и производительность действующих установок. Перспективы интенсификации и снижения затрат на очистку. Локальные и общезаводские сооружения для очистки. Системы оборотного водоснабжения с охлаждением и очисткой воды. Анализ водооборотных циклов. Методы охлаждения условно-чистых СВ. Контроль качества воды и его автоматизация. Бессточные производства - основной путь защиты природной среды. Принципы создания бессточных производств. Бессточные схемы водоснабжения в химической и других отраслях промышленности. Неравномерность образования и спуска СВ. Коэффициенты неравномерности. Усреднение концентраций и расхода СВ. Конструкции усреднителей. Автоматизация процессов усреднения концентраций и расхода СВ.
Технология очистки СВ гидромеханическими методами. Характеристика и свойства нерастворимых примесей в СВ. Процеживание СВ через решетки, сита и фракционаторы. Потеря напора. Удаление примесей отстаиванием в песколовках, горизонтальных, радиальных, вертикальных и тонкослойных отстойниках. Удаление всплывающих примесей (нефти, масел, смол, жиров и др.) в установках с нефтеловушкaми. Фильтровaние через тканевые перегородки. Характеристика перегородок и условия их выбора. Фильтрование через слой зернистого материала. Материалы для фильтрующих слоев. Устaновки с медленными и скоростными фильтрaми. Промывка фильтров. Очисткa от эмульгированных веществ в фильтрaх с пенополиуретaновой зaгрузкой. Магнитные фильтры: назначение и регенерация. Удаление твердых и жидких веществ из сточных вод в напорных и открытых гидроциклонах. Удаление примесей в устaновкaх с центрифугами.
Технология очистки СВ химическими методами. Устaновки для нейтрализации СВ. Реагенты для нейтрализации. Очистка вод окислением и восстановлением загрязняющих веществ. Характеристика окислителей. Окисление газообразным хлором и хлорсодержащими веществами, перманганатом калия, пероксидом водорода, пероксосерными кислотами, пиролюзитом, кислородом воздуха. Очистка СВ озоном. Деструктивные свойства озона, методы его получения и последствия использования. Очистка восстановлением. Характеристика восстановителей. Схемы очистки СВ от соединений мышьяка и хрома. Характеристика методов. Схемы установок.
Технология очистки СВ физико-химическими методами.
Коагуляция и флокуляция. Дозы коагулянтов и флокулянтов. Смешение коaгулянтов с водой в гидрaвлических и мехaнических смесителях. Перегородчaтaя, вихревaя и водоворотнaя кaмеры хлопьеобрaзовaния. Очисткa в коaгуляторaх-осветлителях.
Флотация. Рaбочие соотношения между гaзообрaзной и твердой фaзaми. Флотация с выделением воздуха из раствора. Вaкуумные, нaпорные и эрлифтные установки. Флотация с механическим диспергированием воздуха. Пневматические флотационные установки. Установки химической, биологической и ионной флотации. Очисткa СВ пенной сепарцией.
Адсорбционная очистка. Характеристика сорбентов, применяемых для очистки СВ. Использовaние отходов для очистки. Достоинства и недостатки действующих устaновок с aдсорберaми с неподвижным, движущимся и псевдоожиженным слоем aдсорбентa. Рекуперaционные и деструктивные методы регенерации адсорбентов.
Ионный обмен. Природные и синтетические, органические и неорганические иониты, используемые для очистки СВ. Установки периодического и непрерывного действия. Регенерaция ионитов. Примеры очистки СВ от ионов тяжелых метaллов.
Экстракция. Выбор рaстворителя. Экстрaкционнaя очисткa смешанными растворителями. Методы регенерации растворителей. Очисткa СВ от фенолa экстрaкцией фенсольвaном. Доочисткa окислением фенолa диоксидом мaргaнцa. Методы извлечения ионов метaллов из СВ кaтионнообменной, aнионообменной и координaционной экстрaкцией.
Обратный осмос и ультрафильтрация. Достоинства и недостатки метода. Модули, используемые в процессaх очистки СВ. Качество воды после очистки на установках с параллельным и последовательным соединением моду-лей. Ультрaфильтрaционные устновки для извлечения мaсел из мaслоэмульсионных СВ.
Процессы кристаллизации для выделения веществ, загрязняющих СВ. Методы пересыщения растворов. Кристaллизaция с воздушным и водяным охлaждением. Кристaллизaции в термоумягчителях.
Десорбция инертными газами и «острым» паром, дымовыми газами и нагреванием воды. Методы дезодорации.
Электрохимические методы. Классификация методов. Технология очистки воды с использованием отдельных видов электрохимической обработки. Электрокоагуляционная и электрофлотационная очистка промышленных СВ. Электролиз в очистке СВ. Применение электрохимического окисления и восстановления для очистки воды. Рекуперационные технологические процессы, основанные на электролизе. Регенерация травильных растворов в технологических процессах обработки металлов. Электрохимическая регенерация окислителей в технологии органического синтеза.
Биохимические методы. Достоинства и недостатки методов. Максимальные концентрации загрязнений, не влияющие на биохимический процесс. БПК и ХПК. Состав активного ила и биопленки. Биохимический показатель. Абсорбция и потребление кислорода. Влияние биогенных элементов на процессы окисления. Аэробные методы очистки. Очистка в естественных сооружениях. Поля орошения и поля фильтрации. Биологические пруды. Очистка в искусственных сооружениях. Аэротенки. Способы аэрации СВ аэротенками, очистка в биофильтрах. Применение для аэрации СВ вод кислорода. Анаэробные методы биохимической очистки. Конструкции метантенков. Совместная очистка промышленных и бытовых СВ. Гравитационные, флотационный, центробежный и вибрационый методы уплотнения активного ила. Сушка осадков.
Методы доочистки от органических примесей. Физико-химические методы перевода органических веществ в малорастворимые соединения с удалением их отстаиванием. Метод этерификации.
Термические методы. Методы термического обезвреживания. Требования к установкам термического обезвреживания СВ. Концентрирование СВ в выпарных установках. Очистка в установках: выпарных с гидрофобным теплоносителем, выпарных адиабатических одноступенчатых и многоступенчатых, вымораживания и кристаллогидратных. Термоокислительные методы обезвреживания жидких отходов. Метод жидкостного окисления. Метод парофазного каталитического окисления. «Огневой» метод. Конструкции печей. Установки с рекуперацией тепла и газоочисткой. Сравнительные показатели.
Методы захоронения. Захоронение и закачивание СВ в глубокие горизонты. Характеристика СВ, подлежащих захоронению. Методы закачивания: в поглощающие пласты, в нефтегазоносные пласты, в отработанные шахты, в подземные емкости. Захоронение в контейнерах. Подготовка СВ к захоронению.
Эколого-экономическое сопоставление сфер использования и эффективности методов и технологий очистки и организации рециклов производственных СВ.
4. Технология рекуперации твердых отходов промышленности. Общие сведения. Классификация и масштабы образования твердых отходов. Приемы накопления, складирования и захоронения. Технология удаления в накопители и хранилища. Меры обеспечения безопасности. Рекультивационные мероприятия.
Технология общих методов переработки твердых отходов. Существо, основные показатели и технология переработки твердых отходов путем дробления и измельчения, классификации и сортировки, окусковывания дисперсных материалов, гравитационного, магнитного и электрического обогащения, термической обработки. Эффективность и стоимость обработки.
Использование общих методов и их комбинаций в технологии переработки крупнотоннажных производственных отходов. Примеры основных технологических решений при переработке твердых отходов производств серной кислоты, фосфорных и калийных удобрений, кальцинированной соды, нефтепереработки и нефтехимии, пластических масс и резинотехнических изделий, газификации топлива, черных и цветных металлов, добычи и обогащения полезных ископаемых. Наиболее важные приемы переработки отходов на основе растительного сырья и твердых бытовых (муниципальных) отходов. Сравнительные аспекты эколого-экономического анализа технических решений в области переработки и утилизации твердых отходов.
КУРС «Основы проектирования»
Разделы дисциплины и виды занятий
| № | Раздел дисциплины | Лекции | Семи-нары | Самост. работы | Курс. проект |
| 1. | Введение. Определение проектирования. Принятие проектных решений. Организация проектирования. Общие основы проектировочных расчетов. Разработка технологической схемы. Выбор сооружений и оборудования. | * | - | * | - |
| 2. | Основные конструкционные материалы. Транспортирование отходов: системы гидро- и пневмотранспорта; механические подъемно-транспортные устройства (основы расчета и выбора) | * | - | * | - |
| 3. | Расчеты основного оборудования для обеспыливания газов: методы представления дисперсного состава и других свойств пылей; расчет и выбор типа, размеров, эффективности и энергозатрат аппаратов сухого и мокрого пылеулавливания. Силовые агрегаты. | * | - | * | - |
| 4. | Расчет аппаратов для физико-химической переработки технологических и отходящих газов: хемоабсорберы, адсорберы, химические реакторы, печи. Аппараты и сооружения для биохимической очистки газов. | * | * | * | - |
| 5. | Обзор специальных методов обогащения, оборудования (и методов его подбора) для переработки твердофазных отходов. | * | - | * | - |
| 6. | Сооружения и оборудование для рацио-нального использования воды в производстве. Балансовые расчеты замкнутых и байпасных систем. | - | * | * | - |
| 7. | Расчет сооружений и оборудования для очист-ки и корректировки сточных вод. Аппараты и сооружения для механической очистки. Расчет отстойников сточных вод: нормированные методы расчета, фундаментальные основы расчета, моделирование по методу Кэмпа. | - | * | * | - |
| 8. | Расчет сооружений (аэротенки, вторичные отстойники, метантенки) для биохимической очистки сточных вод и переработки осадков: нормированные методы расчета. Исполь-зование критериальных уравнений, расчет на основе фундаментальных уравнений кинетики биохимических процессов. | * | * | * | - |
| 9. | Установки и аппараты для физико-хими-ческой и электрохимической очистки сточных вод: коагуляторы, электрокоагуляторы и нейтрализаторы, флотационные и электро-флотационные установки, экстракторы, аппараты для мембранной очистки, электролизеры. | * | * | * | - |
| 10. | Курсовой проект:
| - - | - - | - - | * * |
Содержание разделов дисциплины
- Введение. Содержание и задачи курса. Основы системного подхода к задачам защиты окружающей среды, рациональному использованию материальных и энергетических ресурсов. Понятие рекуперации вторичных материальных ресурсов. Принятие решений о разработке нового продукта. Последовательность создания новых производств. Основы организации проектно-конструкторских работ. Виды и стадии проектирования. Состав проектов. Пути совершенствования проектных работ. Основы разработки технологической схемы. Отходы и потери в производстве. Принципы решений и оформления технологической схемы с позиции задач создания безотходного и малоотходного производства. Локальные установки и централизованные станции переработки отходов. Общие задачи использования рециклов. Основы расчетов при проектировании замкнутых систем использования воды и газов. Побочные энергетические ресурсы. Ситуационные и генеральные планы промышленных предприятий. Общие основы технологических расчетов при проектировании объектов оборудования и сооружений. Критерии выбора, расчета и конструкторской разработки сооружений, оборудования. Важнейшие нормативно-технические документы для технологического проектирования. Особенности безопасности технологического и механического оборудования. Обеспечение безопасности проектируемых технологических процессов. Основы САПР установок рекуперации. Методика автоматизированного технологического проектирования установок. Методы проектирования оптимальных технологических схем процессов рекуперации промышленных отходов.