МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ
КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ К.И. САТПАЕВА
Институт высоких технологий и устойчивого развития
Кафедра прикладной химии
«Утверждаю»
Директор ИВТиУР
__________ Кумеков С.Е.
«_____» _________2014г.
ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)
По
дисциплине:
Основы
переработки
отходов
химической
промышленности
Специальность: 5В072000 – Химическая технология неорганических
веществ
Всего 3 кредита
Курс 4
Семестр 7
Лекций 30 часов
Лабораторные занятия 30 часов
СРС 45 часов
СРСП 30 часов (аудиторных 15 часов)
Трудоемкость 135 часов
Экзамен «Т» семестр 7
АЛМАТЫ 2014
Программа курса составлена д.т.н., доцентом Капраловой Викторией
Игоревной на основании Государственного общеобязательного стандарта
образования РК 5.04.019-2011 (приказ МОН РК № 261 от 17.06.2011) и
рабочего учебного плана специальности 5В072000 – химическая технология
неорганических веществ КазНТУ им.К.И.Сатпаева от 02.07.2011
Рассмотрена на заседании кафедры «Прикладная химия»
«__26__» ____08_______ 2014 г. Протокол № 1
Зав.кафедрой
К.х.н.
А.С. Каленова
Одобрена учебно-методическим Советом Института высоких технологий и
устойчивого развития
«___» __________ 2014 г. Протокол №___
Председатель
С.Е. Кумеков
Сведения о преподавателях: Капралова Виктория Игоревна – доктор
технических наук, доцент. Окончила Московский химико-технологический
институт им.Д.И.Менделеева. Научно-педагогический стаж – 36 года. Стаж
работы в КазНТУ – 7 лет.
Кафедра: Прикладная химия
Адрес: 480013, г. Алматы, ул. Сатпаева 22, МУК, 218 ауд.
Тел.: 251-71-91
Е-mail: vkapralova@mail.ru
2
1. Цели и задачи дисциплины
1.1. Целью изучения дисциплины «Основы переработки отходов
химической промышленности» является ознакомление с основными
технологиями и проблемами переработки и утилизации наиболее
крупнотоннажных отходов химической промышленности и сопутствующих
отраслей.
Изучение данной дисциплины позволит будущим химикам-технологам
обосновывать наиболее оптимальные технологические параметры химических
процессов, повышать эффективность работы химических предприятий за счет
расширения ассортимента выпускаемой продукции на основе вторичных
материалов и отходов и решать экологические проблемы в промышленных
регионах.
1.2. Основными задачами изучения курса «Основы переработки отходов
химической промышленности», определяющими минимум знаний, умений и
навыков бакалавров являются:
▪ ознакомление с основными группами промышленных отходов и классами
их опасности;
▪ ознакомление с общими методами переработки, утилизации и
обезвреживания отходов промышленности горно-химического комплекса и
применяемым технологическим оборудованием;
▪ изучение основ технологий переработки отходов фосфорного и содового
производства;
▪ ознакомление с методами утилизации нефтьсодержащих отходов.
Результаты изучения дисциплины «Основы переработки отходов
химической промышленности». В результате изучения дисциплины «Основы
переработки отходов химической промышленности» студент должен:
- знать классификацию отходов промышленности горно-химического
комплекса и основные группы их опасности;
- иметь представление об общих методах переработки, утилизации и
обезвреживания отходов;
- знать основные направления переработки наиболее крупнотоннахных
отходов химических производств.
Изучение дисциплины «Основы переработки отходов химической
промышленности» проводится в аудиторном и внеаудиторном виде.
Самостоятельная и индивидуальная работа планируется с целью более
качественного усвоения материала по дисциплине «Основы переработки
отходов химической промышленности».
1.3. Пререквизиты: химическая технология неорганических веществ, части
2и3
1.4. Постреквизиты: проектирование и оборудование заводов химической
промышленности, дипломная работа
2. Система оценки знаний
Контроль знаний студентов осуществляется по традиционной системе.
Виды контроля: текущий контроль, рубежный контроль, итоговый контроль
3
(Таблица 1). Текущий контроль: лабораторные работы, рефераты,
коллоквиумы. Курс завершается сдачей экзамена в виде тестирования.
Таблица 1
Распределение рейтинговых систем по видам контроля
№
вариантов
1.
Вид итогового
контроля
Экзамен
Виды контроля
Проценты
Итоговый контроль
Рубежный контроль
Текущий контроль
100
100
100
Количество текущих контролей определяется содержанием дисциплины и
ее объемом. Сроки сдачи результатов текущего контроля определяются
календарным графиком учебного процесса по дисциплине «Основы
переработки отходов химической промышленности» (Таблица 2).
Таблица 2
Календарный график сдачи всех видов контроля
по дисциплине «Основы переработки отходов химической
промышленности»
Недели
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
15
Виды
Л
Р
Л
Р
Л
Р
Л РК Р
Л
Р
Л
Р
Л
РК
контроля
Недельное
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
количество
контроля
Виды контроля: Л – лабораторная работа, Р – реферат, РК – рубежный контроль.
Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (Таблица 3).
Таблица 3
Оценка знаний студентов
Оценка
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Буквенный
эквивалент
А
АВ+
В
ВС+
С
СD+
D
F
4
В процентах %
В баллах
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
0-49
4
3,67
3,33
3,0
2,67
2,33
2,0
1,67
1,33
1,0
0
3. Содержание дисциплины
Тематический план курса приведен в таблице 4.
Таблица 4
3.1 Распределение часов по видам занятий
№
Наименование темы
1
1
2
Общие сведения о промышленных
отходах. Классы и группы опасности
Общие сведения о методах переработки,
утилизации и обезвреживании отходов
Термическая переработка отходов и
технологическое
оборудование
термических способов
Процессы и установки механической
переработки
отходов
добычи
и
обогащения полезных ископаемых
Процессы и установки для переработки
осадков сточных вод
Основы переработки отходов содового
производства
Основные виды гипсосодержащих отходов
и их переработка
Основы переработки отходов фосфорного
производства
Основы технологий переработки газовых
индустриальных выбросов
Основные виды шламовых отходов и их
переработка
Основы переработки железистых и
кремнеземистых отходов
Получение вяжущих материалов на основе
металлургических шлаков
Переработка травильных растворов и
шламов гальванических производств
Основные источники нефтеотходов и
способов их переработки. Утилизация
нефтешламов
Захоронение
отходов
химических
предприятий
Всего (часов)
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Количество академических часов
лекции лабораторные СРСП СРС
3
4
5
6
2
1
4
5
2
2
4
5
2
2
4
5
2
2
2
2
4
5
2
2
4
5
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
5
30
30
30
45
5
4
5
4
5
3.2 Наименование тем лекционных занятий и их содержание
№
1
1
Наименование темы
Содержание
2
3
Общие сведения о промышленных Общие сведения о промышленных
отходах.
Классы
и
группы отходах. Источники и масштабы их
опасности
накопления. Классификация отходов
5
Часы
4
2
2
Общие
сведения
о
методах
переработки,
утилизации
и
обезвреживании отходов
3
Термическая переработка отходов
и технологическое оборудование
термических способов
4
Процессы
и
установки
механической переработки отходов
добычи и обогащения полезных
ископаемых
5
Процессы
и
установки
для
переработки осадков сточных вод
6
Основы
переработки
содового производства
7
Основные виды гипсосодержащих
отходов и их переработка
8
Основы
переработки
отходов
фосфорного производства
9
Основы технологий переработки
газовых индустриальных выбросов
отходов
по технологическому назначению и по
технологиям
их
конечной
переработки.
Группы
опасности
промышленных отходов
Понятие
индустриальных
и
утилизационных
технологий.
Классификация
и
общая
характеристика
процессов
переработки промышленных отходов
Классификация
и
общая
хароактеристика
технологического
оборудования термических методов
переработки
отходов.
Сжигание
кусковых твердых отходов. Сжигание
жидких и газообразных отходов
Характеристика и состав отвальных
пород
и
хвостов
обогащения.
Вскрышные и вмещающие породы.
Производство
вяжущих
и
строительных материалов на основе
отходов
добычи
и
обогащения
полезных ископаемых
Состав и свойства осадков сточных
вод
химических
предприятий.
Инертные и токсичные осадки.
Классификация методов обработки
осадков
сточных
вод.
Методы
кондиционирования осадков сточных
вод. Технологическое оборудование
процессов уплотнения и фильтрования
осадков.
Основные виды и характеристика
отходов
содового
производства.
Переработка
твердых
отходов.
Переработка дистиллерной жидкости
Основные виды и характеристика
гипсосодержащих
отходов.
Переработка
карбидной
извести.
Производство вяжущих на основе
фосфогипса и борогипса
Источники образования фосфорных
шламов и электротермического шлака.
Переработка
электротермического
шлака.
Утилизация
фосфорных
шламов. Шлаки циклонных печей.
Переработка
сернистых
газов.
Улавливание
низкоконцентрированных
сернистых
газов.
Переработка
высококонцентрированных сернистых газов по методу
Клауса. Утилизация сероводородных
газов. Улавливание аммиачных газов.
6
2
2
2
2
2
2
2
2
10 Основные виды шламовых отходов Источники
образования
шламов.
и их переработка
Характеристика
шламов.
Основы
переработки белитового, красного и
белого шламов. Сульфатные шламы.
11 Основы переработки железистых и Основы
переработки
пиритных
кремнеземистых отходов
огарков. Переработка каолиновых
отходов
12 Получение вяжущих материалов на Общие представления о составе и
основе металлургических шлаков
свойствах металлургических шлаков.
Использование шлаков в производстве
шлаковой пемзы, минеральной ваты и
шлакоситаллов.
Производство
шлакощелочных цементов.
13 Переработка травильных растворов Основные методы травления черных
и
шламов
гальванических металлов.
Состав
отработанных
производств
травильных
растворов.
Основы
переработки
растворов
сернокислотного
травления.
Переработка
растворов
солянокислотного травления.
14 Основные источники нефтеотходов Индустриальный вариант утилизации
и способов их переработки. нефтеотходов. Удаление нефти и
Утилизация нефтешламов
нефтепродуктов
с
поверхности
акваторий. Источники образования
нефте шламов. Методы переработки
нефтешламов.
Термическое
обезвреживание нефтеотходов
15 Захоронение отходов химических Правила депонирования промотходов
предприятий
на
полигонах.
Сбор
и
транспортирование промотходов и
загрязнений.
Захоронение
на
поверхностных
хранилищах.
Подземное захоронение промстоков.
Переработка и утилизация отходов по
полной заводской технологии
Всего
2
2
2
2
2
2
30
3.3 Наименование и содержание лабораторных работ
№
1.
2
3
Наименование темы
лабораторной работы
Определение химического
состава сточных вод в
производстве удобрений
Определение химического
состава твердых отходов при
производстве
триполифосфата натрия
Определение
содержания
фтористых соединений в
отходящих газах
Содержание
Час
Проведение
химических
анализов
для
определения состава сточной воды на
содержание фосфора и фтора
Отработка методик определения основных
компонентов твердых отходов производства
триполифосфата натрия
4
Отработка методики отгонки и определения
фтористых соединений методом прямого
титрования
7
5
4
4
5
6
7
Определение
содержания
примесей в отходящих газах
при производстве двойного
суперфосфата
Определение химического
состава твердого остатка в
производстве
кормовых
обесфторенных фосфатов
Определение химического
состава фосфогипса
Отработка в лабораторных условиях методики
определения состава пылевидных выбросов
при производстве двойного суперфосфата
4
Получение
в
лабораторных
условиях
кормового
обесфторенного
фосфата
и
аналитическое определение состава твердого
отхода
Получение в лабораторных условиях ЭФК,
отделение осадка фосфогипса и аналитическое
определение его состава
Переработка
отходов Отработка в лабораторных условиях процесса
содового производства
переработка отхода содового производства –
дистиллерной жидкости (ДЖ) на «белую
сажу».
Всего
5
4
4
30
3.4 Самостоятельная работа студентов (СРС)
№
Наименование темы
Содержание
1 Источники
и
масштабы Отходы, полупродукты и побочные
образования отходов химической продукты химических производств.
промышленности
Классы токсичности, кумулятивность
и
мутагенность.
Обоснование
необходимости создания мало- и
безотходных производств
2 Переработка отходов фосфорной Виды
отходов
фосфорной
промышленности
промышленности.
Переработка
фосфогипса.
Утилизация
фосфорсодержащих шламов
3 Кондиционирование
осадков Основные
способы
сточных вод
кондиционирования:
химический,
термический, жидкофазное окисление,
замораживание,
использование
коагулянтов
и
флокулянтов.
Сравнительная оценка
4 Очистка дымовых газов от Состав дымовых газов. Обоснование
сжигания промышленных отходов необходимости очистки дымовых
газов. Технологическая схема и
основные стадии процесса очистки
5 Переработка
отработанных Состав маслосодержащих отходов.
индустриальных масел
Основные направления сокращения
образования
маслоотходов.
Утилизационные
технологии
переработки
маслоотходов:
физические,
физико-химические,
химические.
Комбинированные
методы регенерации
6 Утилизация
золошлаковых Использование золошлаковых отходов
отходов
в производстве бетона для замены
части цемента и наполнителя; в
8
Часы
5
5
5
5
5
5
7
8
9
производстве
искусственных
наполнителей типа глинозольного
керамзита,
зольного
гравия,
шлакогранулята,
в
производстве
кирпича и шлакоблоков; в дорожном
строительстве при отсыпке дорожного
полотна
Утилизация
ртутьсодержащих Термическая
демеркуризация,
отходов
реагентные
методы,
технология
водной отмывки
Подземное
захоронение Преимущества и недостатки метода.
промышленных стоков
Подбор участков для захоронения,
условия, обеспечивающие надежность
метода
Обезвреживание радиоактивных Остекловывание,
витрификация,
отходов
подземное захоронение
Всего
5
5
5
45
3.5. Самостоятельная работа студентов под руководством преподавателя
(СРСП)
№
Наименование темы
1 Современные тенденции и
направления
переработки
отходов
химической
промышленности
2 Классификация, типы и группы
опасности отходов химической
промышленности
3 Плазмохимическая
переработка промышленных отходов
4
5
6
7
Содержание
Современное состояние
химической
промышленности
РК.
Основные
направления
переработки
отходов
химической промышленности.
Классификация отходов по химическому
составу. Классификация отходов по
технологическому назначению
Плазма как высококонцентрированная
удельная
энергия.
Деструкция
химических
соединений
путем
использования плазменной струи
высокоток- Способы перевода высокого класса
химической токсичных отходов в низшие классы
Детоксикация
сичных отходов
промышленности
Неутилизируемые
неорганические отходы
Общая характеристика и источники
образования
твердых,
жидких,
пастообразных циан-, хром-, ртуть и
аммонийсодержащих отходов. Полная
заводская технология их обезвреживания
Сорбционная очистка кислых Сухой
метод:
введение
газов
тонкоизмельченного хемосорбента в
поток газа. Полусухой метод: введение
тонкодисперсной известковой суспензии
в газовый поток. Мокрый метод:
поглощение кислых газов в скрубберах
водными растворами или суспензиями
хемосорбентов
Технология
производства Составы
шлакоситаллов.
Основные
шлакоситаллов
технологические
операции
в
производстве шлакоситаллов.
9
Часы
4
4
4
4
4
4
4
8
Переработка солевых отходов
Источники
образования.
Вторичное
использование
в
виде
добавок.
Использование солевых отходов в других
производствах
Всего
2
30
Таблица 5
График проведения занятий
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
Дата
Время
Наименование тем
Лекции
Общие сведения о промышленных отходах. Классы и группы
опасности
Общие сведения о методах переработки, утилизации и
обезвреживании отходов
Термическая
переработка
отходов
и
технологическое
оборудование термических способов
Процессы и установки механической переработки отходов
добычи и обогащения полезных ископаемых
Процессы и установки для переработки осадков сточных вод
Основы переработки отходов содового производства
Основные виды гипсосодержащих отходов и их переработка
Основы переработки отходов фосфорного производства
Основы технологий переработки газовых индустриальных
выбросов
Основные виды шламовых отходов и их переработка
Основы переработки железистых и кремнеземистых отходов
Получение вяжущих материалов на основе металлургических
шлаков
Переработка травильных растворов и шламов гальванических
производств
Основы технологии золошлаковых и золокремнеземистых
материалов
Основные источники нефтеотходов и способов их переработки.
Утилизация нефтешламов
Лабораторные занятия
Определение химического состава сточных вод в производстве
удобрений
Определение химического состава твердых отходов при
производстве триполифосфата натрия
Определение содержания фтористых соединений в отходящих
газах
Определение содержания примесей в отходящих газах при
производстве двойного суперфосфата
Определение химического состава твердого остатка в
производстве кормовых обесфторенных фосфатов
Определение химического состава фосфогипса
Переработка отходов содового производства
10
4. Учебно-методические материалы по дисциплине
материал для обязательного изучения
1. Лотош В.Е. Переработка отходов природопользования. Екатеринбург:
Полиграфист, 2007. – 503 с.
2. Ветошкин А.Г. Защита литосферы от отходов, Учебное пособие, Пенза:
Пензенский госуниверситет, 2005.. 189 с.
материал для дополнительного ознакомления
1. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и
потребления, Учебное пособие. М.: Колос, 2003
2. Павлушкин Н.М. Основы получения ситаллов М.: Изд-во МХТИ
им.Д.И.Менделеева. – 1967. – 209 с.
Ресурсы сети Интернет
11
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
1.Цель и задачи дисциплины.............................................................................3
2.Система оценки знаний...................................................................................4
3.Содержание дисциплины................................................................................5
4. Учебно-методические материалы по дисциплине.......................................11
12