Екологічні проблеми при виробництві скла

МІнІстерство ОСВІТИ І науки УкраЇнИ

Національний технічний університет «ХПІ»

Кафедра технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНА  РОБОТА

За  дисципліною «Екологія в виробництві»

Тема  «Екологічні проблеми при виробництві  скла» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Викладач Шабанова  
 
 

Виконала: студентка гр.НЗ-35

Іванова О. М.

Обл. Донецька

вул.Островського 522/2 
 
 
 

2009р.

       

 
План

1. Анализ отходов и источников загрязнения окружающей среды в стекольном производстве 2
2. Классификация отходов в стекольном производстве 5
3. Нормативы уровней загрязнения окружающей среды 6
4. Оборудование средств защиты атмосферы от пыле газовых    выбросов 11
5. Методы и оборудование для очистки воды, промышленных стоков и паров кислот 12
6. Вторичное использование твердых отходов 14
7. Вторичное использование теплоты 16
8. Новые технические решения, отвечающие требованиям             промышленной экологии 17
9. Новые методы варки стекла и предпосылки создания новых          конструкций стекловаренных печей 18

ВЫВОДЫ 21

10. Список использованной литературы 22
 

1. Анализ отходов и источников загрязнения окружающей среды в стекольном производстве

    Наряду с многоплановыми задачами по техническому перевооружению производств стекла и стекловолокна, решение которых позволит повысить производительность труда. снизить энергопотребление и расход материалов, неотложными являются задачи, вытекающие из требований промышленной экологии.

    Рост  мощностей производств стекла и  стекловолокна неизбежно связан с ростом их воздействия на окружающую среду. Поэтому дальнейший прогресс этой отрасли должен протекать в тесной взаимосвязи с решением задачи очистки отходящих газов, созданием бессточных производств, вовлечением в переработку отходов, уменьшением теплового воздействия на биосферу и т.д. Одним из путей решения экологических проблем стекольных производств является такое изменение технологии стекла и стекловолокна, которое позволило бы снизить объем вредных газовых потоков, уменьшить объемы отбросных твердых компонентов и снизить энергопотребление. Этот путь наиболее экономичен, так как очистка отходящих газов и жидкостей весьма сложное, дорогое, но необходимое дополнение к действующему производству.

    Выбросы твердых веществ и выпадение соединений серы и азота с кислотными дождями и унесенных в атмосферу твердых частиц приводят к загрязнению литосферы и гидросферы.

    Антропогенное воздействие на биосферу многообразно, и в последние годы оно приближается к критически допустимому. Особое чувство беспокойства возникает при оценке отрицательного вмешательства в судьбу атмосферы. Критическая черта допустимого воздействия определяется: глобальным увеличением выбросов многообразных антропогенных веществ; выбросами теплоты, влияющими через непосредственный нагрев на состояние атмосферы, а также изменением ее радиационных параметров, в особенности приземных слоев, в которых пребывают человек, животные, растения.

    Биосфера - область сосредоточения на нашей  планете сложных систем обмена веществ и энергии между входящими в такую систему компонентами.

    Особенностью  функционирования отдельных систем является наличие монотонных колебаний условий жизни во времени, однако амплитуда колебаний должна быть в пределах, возможных для их существования. Если в этот размеренный цикл вводится новый фактор, который не может контролироваться установившимися внутренними самоуправляющимися связями, то он может стать причиной гибели систем.

    В последние годы такие системы  называют экосистемами, биосферу экосферой. Основой словообразований является термин "экология" (от греч. ocкos - дом, жилище. местопребывание и logos - учение).

    Задачи, стоящие перед стекольной промышленностью. которые должны быть решены с учетом требований промышленной экологии:

    1. Разработка новых видов стекол и материалов на основе стекла с повышенными механическими свойствами, высокой термостойкостью, химической устойчивостью и заданными оптическими свойствами.

    2. Создание на их основе новых  видов приборов, оборудования, нужных  народному хозяйству.

    З. Удовлетворение потребности населения в высокохудожественных изделиях сортовой посуды.

    4. Расширение области применения архитектурно-строительных изделий из стекла с улучшенными декоративными свойствами и изделий из стекловолокна (ткани, стеклопластики, волоконная оптика и т.д.).

    Для решения этих задач потребуется  разработка новых технологических процессов, агрегатов и линий. Для решения стоящих перед отраслью задач повышения качества изделий, снижения их себестоимости, экономии топливно-энергетических, сырьевых и других материальных ресурсов потребуется повышение производительности труда, осуществление модернизации и комплексной автоматизации технологических процессов.

    Перспективным является разработка и создание заводов-автоматов по производству массовых изделий для различных отраслей народного хозяйства.

    Решение указанных выше задач, поставленных перед отраслью, потребует реализации взаимосвязанных технических решений, гармоничных с природой. Это возможно лишь на основе системного подхода, рассматривающего производство стекла как замкнутую систему, взаимодействующую с окружающей средой.

    При таком подходе завод или линию по производству стекла или стеклоизделий необходимо рассматривать как технологическую динамическую систему, состоящую из ряда подсистем, находящихся в тесном взаимодействии как на уровне протекающих процессов, аппаратов и машин, так и на уровне их совокупностей (блоков, агрегатов).

    Процессы  подготовки сырья, шихты, варки стекла и производства стеклоизделий рассматриваются как физико-химические системы, которые являются детерминированными или стохастическими. На основе требований промышленной экологии современное производство необходимо рассматривать как сложно взаимодействующую эколого -экономическую систему.

    При разработке новых или оптимизации существующих технологий производства стекла необходимо решать следующие задачи промышленной экологии:

    1. Разработка надежного и эффективного  контроля за состоянием биосферы как результата взаимодействия литосферы, гидросферы и атмосферы с подсистемами производства стекла.

   2. Разработка безотходных или малоотходных технологий производства стекла, производящих конечный продукт с минимальными или нулевыми отходами (выбросами).

    3. Создание новых видов оборудования и технологических процессов, обеспечивающих комплексное и рациональное использование сырьевых и топливно-энергетических ресурсов.

    4. Создание технологии для утилизации отходов производства, образующих вторичные материальные ресурсы.

    5. Разработка специальных средств  защиты воздушной среды от пылегазовых выбросов вредных веществ и тепловых загрязнений, создание замкнутых циклов и оборудования для очистки сточных вод замкнутой системы оборотного водоснабжения с извлечением токсичных и ценных компонентов.

    6. Модернизация существующего оборудoвания и технолoгических процессов с учетом требовании промышленной экологии

 

2. Классификация отходов в стекольном производстве

     Производство изделий из стекла связано с образованием большого количества отходов и выбросов, которые можно классифицировать по физико-механическому состоянию cледующим образом:

твердые отходы (стеклобой, сырьевые материалы цехов подготовки шихты виде пыли, порошковых отходов цехов обработки сортовой посуды);

суспензии и шламы (шламы и осадки систем подготовки шихты, систем пылегазоулавливания и очистки сточных вод, суспензии систем шлифования и полирования стекол);

сточные воды (сливы замасливателя в производстве стекловолокна, полировальные, промывные и травильные растворы при обработке и декорировании изделий и т .д.);

газообразные  выбросы (отходящие газы стекловаренных печей, содержащие оксиды азота и серы, соединения свинца, фтоpa, фосфора и бора, оксид углерода, бензпирен, дымовые газы сушильных цехов подготовки шихты, газовая фаза и воздух стадий закалки и охлаждения стекла).

     Образование отходов в различных подсистемах производств стекла вызвано рядом причин, ранжированную последовательность которых можно записать в следующем порядке: 1 - несовершенство технологических процессов отдельных стадий производства стекла; 2 - недостатки в конструкции оборудования и его несоответствие характеру протекающих процессов; 3 - несоблюдение технологичecкиx регламентов и низкая культура обслуживания и эксплуатации производства.

    Из  всех классификаций отходов наиболее эффективна классификация, учитывающая их физико-механическое состояние, химико-физическую структуру и специфические свойства.

    По  свойствам и составу отходов их можно разделить на близкие к исходному сырью (порошковой шихте), к целевому продукту (стекломасса, стеклобой, крошка и пыль цехов обработки изделий), к сырью других производств.

    В то же время ряд отходов образуют так называемые вторичные материальные ресурсы, например стеклобой, количество которого для некоторых производств достигает 50% от исходной стекломассы. К таким ресурсам относятся и дымовые газы стекловаренных печей, теплота которых может быть использована в качестве источников энергии.

3. Нормативы уровней загрязнения окружающей среды

    Технология  стекла включает две основные стадии: подготовку сырьевых компонентов с получением шихты и стекловарение с выработкой стеклоизделий.

    Основным  компонентом шихты, используемой для широкого ассортимента стекол, является кварцевый песок, диоксид кремния, который составляет 50-75% массы готового стекла. В состав шихты входят также карбонат натрия, доломит, карбонат калия, сульфаты, нитрат кальция и нитрат натрия, борная кислота, оксиды свинца, цинка. мышьяка, фтористые соединения и др.

    Пылеобразование сопутствует начальным операциям  разгрузки и транспортирования компонентов шихты, поэтому состав пыли, образующейся на каждой из этих операций, будет различным. Однако даже при локальном попадании в атмосферу (от одной установки), вызванном неправильной организацией воздухообмена, пыль может распространиться по всему отделению.

    Концентрация  пыли в воздухе отделения подготовки сырья и приготовления шихты может, по зарубежным данным, достигать сотен и даже тысяч миллиграмм на кубический метр. Наибольшее пыление характерно для доломита, известняка (мела), полевого и плавикового шпатов, карбоната натрия и борной кислоты. Количество образующейся пыли достигает для шихт стекольных заводов 1,6% от массы приготавливаемой шихты. Максимальные пылепотери приходятся на материалы известняковой группы и полевого шпата (до 85% от общего количества пыли), а в воздухе отделения при получении шихты содержится до 60- 70% пылевых частиц размером менее 5мкм.

    В стекольном производстве пылевые частицы размером до 50 мкм удерживаются в воздухе длительное время. Пыль обладает фиброгенным действием (SiО₂) и общетоксичным (В₂О₃ Аs₂О₃ и др.).

    Диоксид кремния - основа кварцевого песка (99-99,5%) - имеет средний размер кристаллических  частиц 0,1-1 мм. На организм человекa наибольшее влияние оказывают частицы размером 1-2 мкм. длительное воздействие этих частиц на легкие приводит к фиброзу - разрастанию в легких соединительных тканей, ведущего к силикозу - заболеванию всего организма.