Пластмасса қалдықтарын өңдеу және пайдалану.

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым министрлігі Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

СӨЖ

Тақырыбы: “Пластмасса қалдықтарын өңдеу және пайдалану. ”

Орындаған: Болатханов Н. Ғ

Тобы: ВМ-705

Тексерген: Даутбаева Н. Б

Семей қаласы

2018-2019 оқу жылы

Конспект

“Пластмасса қалдықтарын өңдеу және пайдаланy“

Пластмасса өзінің әмбебап қасиеттерінің арқасында пластмасса

қалдықтары басқа қалдықтармен салыстырғанда ерекше орынға ие .

Сонымен қатар, пластиктер өте қымбат - бір киллограмы 1-30 долларға сәйкес .

Қоқысқа ескірген бұйымдар тасталынады- теледидар, компьютер, тоңазытқыш, жиһаз корпустары және т. б. Нәтижесінде, өндірістік дамыған елдерде муниципиалды қалдықтардың 18-30 % пластиктерге сәйкес келеді .

Қазіргі уақытта пластмасса қалдықтарының теңіздегі тірі организмдердің өміріне әсері зерттелуде. Токио университетінің мәліметтері бойынша Беринг теңізінен ұсталған 372 балықтың 10%-да пластик бөлшектері болған, ал ұсталынған 17 теңіз құрбақасының 14-нің тамақтану мүшелерінен пластмасса кесінділері табылған .

Пластмасса қалдықтарын іс жүзінде дәстүрлі әдістермен утилизациялау мүмкін емес. Оларды жаққан кезде диоксиндер, адам денсаулығына және қоршаған ортаға қауіпті қосылыстар түзеді. Пластмасса қалдықтарын өңдеуде қолданатын негізгі бағыттардың бірі - оларды утилизациялау, яғни қайта қолдану. Утилизацияның тағы бір жақсы жағы - халық шаруашылығының әртүрлі салалары үшін қосымша пайдалы өнімдер мөлшерін алуға болады және қоршаған ортаның қайта ластануы болмайды .

Осы себептен, утилизация тек экономикалық жағынан ғана тиімді емес, сонымен қатар пластмасса қалдықтарын қолданудың экологиялық мәселесін де шешеді .

Пластикалық массалар қалдықтарын утилизациялаудың негізгі әдістеріне мыналыр кіреді:

1. Пиролиз жолымен термиялық ыдырату;

2. Бастапқы төмен молекулалық өнімдердің түзілуімен ыдырату;

3. Екіншілік өңдеу .

Пластмасса қалдығының қайта өңделуі және кәдеге асырылуы. Полимер материалдар өзінің ерекше физика-химиялық, технологиялық, тұтынушылық қасиеті арқылы заманауи қоғам өміріндегі барлық сферада кең түрде қолданыс тапқан. Синтетикалық күрделі жабдықты және энергияның айтарлықтай шығынын талап етпейтін шайырдың кейбір түрлерін қолдануының маңызы зор. Бірақ бұған қарамастан зиянды ұшып кететін заттар (фенол, этилен глюколь, ацетон) бөлінеді: білікті түрде зиянды азайту үшін процестің барлық сатысын герметтелген ыдыста орындау қажет. Бұл әрқашан мұмкін емес (бастапқы компоненттің немесе қоспаның физика - химиялық құрамы өзгеру кезінде экологияға зиянын әкеледі) . Мысалы, жылдам және сапалы түрде форманы (қуысты қаңқа) толтыру үшін жоғары ұшқыштық және улылыққа ие қосымша еріткішті (пластификатор) енгізуге тура келеді. Бұл кемшілікті жөндеу үшін 50 - 200 Гц жиіліктегі виброқозғалысты пайдалануға болады. Жабысқақ қоспаларда платификаторды қолданусыз жоғары ағуды қамтамасыз ету үшін толтырғыш элементтер, резанатордың рөлін ойнайтын арматура мен формалар тербелістерінің жиілік диапазондарын білу қажет. Вибро әсер ету жеңіл немесе көлемді болу мүмкін. Сол себептен процестің сатыларында тербелістердің әртүрлі жиіліктері қолданылуы мүмкін: толтыру сатысында - форма элементтерінің резонанстық жиілігін туғызу, содан кейін қоспаны дегаздау және қатқылдану процесін жылдамдату үшін тербеліс жиілігін 100 Гц-ке дейін жоғарлатады. Егер ірі бөлшектерді дайындау үшін сыртқа жылу бөлінсе, онда бұл температураның массаға байланысты тұрақсыздығын көрсетеді, бұл процестің экологиялық шарттарын төмендетеді. Қоспаның құрамына 1% - дан төмен емес ферромагниттік заттардың жоғары жиілікті магниттік өрісін қолдану бұйымның барлық көлемі бойынша процестің технологиялық өту шарттарын төмендетеді. Ұнтақ бөлшектерді дайындауда өндірістің үлкен интенсивтігіне біріктірілген ұнтақ дайындамаларда бөліктерді салқын қысып шығару және жабық матрицада келесі біріктірулермен ұнтақтың салқын формалануы жатады. Алғашқы технологиялық процесс алдымен ұнтақ дайындауды талап етеді (осындай ұнтақтардан: темір, пластификатор, қоспалы элементтер), яғни жабық қалыпта қуыс құрылымды (егер арнайы өлшемдерді қолданбаса) қарапайым форманың (мысалы, цилиндр) дайындамасын жасайды. Содан кейін бұл дайындамаларды қайта қалпына келетін атмосферада (сутегі, аммиак) немесе қышқылдануды болдырмайтын атмосферада (аргон, азот) пісіреді. Пісіргеннен кейін бұл дайындама сығу арқылы салқын қалыпқа келтіруге болатын қатты затқа айналды (цилиндр шыбықтан кесілген 21 қарапайым дайындамаға ұқсас) . Енді бөлшек қоршалған атмосферада термо өңдеуге түсіріледі (суару, босаңдату) . Бұл процесс аз қолданылады, себебі дайындаманың қарапайым формасын өзгертуге көп күш жұмсалуын талап етеді, яғни қалыптайтын жабдықтың үлкен беріктілігі болуы керек. Өндірістің жоғары тығызды ұнтақталған бөлшектердің технологиялық процесінің екінші түрі керек формадағы, соңында жабық атмосферадағы пісіруге ұшырайтын, не болмаса суыққа да шыдайтын детальды тез арада жасап шығаруынан тұрады. Пластмассалар - бұл табиғи немесе синтетикалық полимерлерден құралған материалдар, жылытудың немесе қысымның әсерінен күрделі конфигурациялы бұйымға айналуы, содан кейін алынған осы формасының төзімді түрде ұзақ сақталуына ие. Технологиялық процестің өндірісне байланысты қолданылатын толтырғыштар мен байланыстырғыш пластмассалар композициялы, қабатты немесе құйма түрінде болуы мүмкін, қолданылатын шайыр табиғаты жағынан терморактивті немесе термопластикті болып бөлінеді. Пластмасса өндірісінде полимерлерді өндіру процесінде газтектес өнімнің (аммиак, метил спирті, көмірқышқыл газының тотықсыздануы), органикалық оттектің, фенолдың, стиролдың бөлінуі жүреді. Бөлінетін заттардың локализациясы үшін сығынды вентиляция жүйесіне қосылған құрылғылардан жергілікті сорғыштарды бөліп алу қажет. Қатты қалдықтар (полимерлердің тайтұяқтары мен тілімдері, балқыған металл ағатын науа, кесінді, дефектісі бар бұйымдар) ұнтақтағыш құрылғыда толықтай қайта өңделіп, негізгі өндірісте қосымша екінші типті шикізат ретінде өндірілу мүмкін. Бірақ осыған қарамастан осындай көлемдегідей және қайта қолданыла алмайтын қалдық пайда болады, олар тұрмыстық қалдықтармен ҚТҚ полигонына жіберіледі. Құрамының күрделілігіне және типтерінің әртүрлілігі екінші ретті шикізат көзі болғандықтан пластмассалар аз қолданылады. Пластмассаның өндірісі қалдық судың ластануымен байланысты емес, себебі технология бойынша сумен қамтамасыз ету айналымы қамтамасыз етілуі керек. Пластмасса қалдығының утилизация мен ликвидациядағы негізгі бағыты полигон мен қоқыс тастайтын жерде көмілуі; зауыдтық технология бойынша қайта өңдеу; ҚТҚ және өндірістік қалдықтармен бірге қоса өртеу; пиролиз пластмассаның қалдығын дайын материал ретінде басқа технологиялық процесте қолданылу және арнайы пештерде бөлек-бөлек өртенілуі. Қалдықтарды қолдану үшін зауыттық технологиялар бойынша қайта өңдеу тиімді тәсіл болып келеді. Бірінші саты пластмасса емес компоненттердің бөлінуін (картон, қораптамалардың қалдығы: қағаз, ағаш және металл) және қалдықтарды сыртқы көрінісіне қарай сұрыптау. Екінші сатыда пластмассаның әрі қарайғы өңделуі үшін жеткілікті мөлшердегі пластмасса қалдықтарын ұсақтау жүргізеді. Үшінші саты сақталған қалдықтардың органикалық және минералдық түрдегі ластануларын жууды қамтамасыз етеді. Төртінші саты қалдықтарды пластмассалардың түрлеріне қарай бөлу тәсілдерімен анықталады: егер ол дымқыл тәсіл болса, ең алдымен қалдықтарды жіктеу жүргізеді содан кейін кептіру жүргізеді. 22 Тоқыма қалдықтары - бұл өнеркәсіптегі талшықты жіп, жүн, қиық және тоқыма материалдарының кескіндерінің қалдықтары және тұрмыстық қолданыстағы киілген тоқыма өнімдерінің қалдығы. Қолданыстағы қалдықтарға сонымен қатар өндірістік техникадағы тағайындау өндірістік кәсіпорында пайда болатын киілген арнайы киімдер дастархандар, жапқыш, төсек, перде, тұтас перде, өндірістік орындардан, транспорттан, тұрмыстық қызмет көрсету аясынан, қоғамдық тамақтанудан, денсаулық сақтау орындарынан қалған қалдықтар да жатады. Талшықты материалдарды кәдеге асыру. Талшықты қалдықтар жоғары сапамен сипатталатын және де оларды жасайтын кәсіпорындардың аясынан шықпайтын, өнеркәсіптің талшықты қалдықтары арнайы құрал - жабдықтарды қолданбай негізгі және қосымша өнімнің қайта өңделуіне жатады. Жеңіл және мата өнеркәсібінің қалдықтары. Синтетикалық бояғыштарды қолданған және көбіне технологиялық операцияларды орындаған кезде белсенді бояғышы бар ластанған қалдық су пайда болады. Бояғыштардан басқа, осы қалдық сулар құрамында ілеспе органикалық және минералды ластанулар: үстілік активті тоқыма көмекші заттар; ароматты көмірсутегілер, органикалық және минералды қышқылдар, хлоридтер, сульфаттар, ауыр металдардың иондары бар. Мұндай әр түрлі улы және қиын тотығатын заттардың (қосылыстар) үйлесімдігі осындый өнеркәсіптегі қалдық сулардың залалсыздандырудың күрделілігін көрсетеді. Бұл мәселелерді шешуде пайда болар кезінде химиялық энергиясының үлкен қоры бар, белсенді физико-химиялық реагенттер бастамасымен пайда болатын қышқылдық қайта қалпына келтіретін реакциялар көмектеседі. Пайда болатын кәсіпорындарда қайта өңделіне алмайтын өнеркәсіптің тоқыма қалдықтары екінші деңгейлі шикізатты арнайы қайта өңдеу фабрикасына жіберілуге жатқызылады. Қазіргі кезде түту құралының жоқтығынан талшықтанатын және қайта өңделетін өнімге жауапкершілігі тағайындала алмайтын химиялық мақта және араласқан талшық өнеркәсіптің және қайта қолдану тоқыма қалдықтары көбінесе сүртетін материал ретінде қолданылады немесе жай ғана қоқысқа тастай салады. Өнеркәсіптің төмен сұрыпты қалдықтары, мысалы, шаңды камерадағы жүндер және сыпырындылар, яғни тоқыма өнімдерін дайындауға мүлдем жарамсыз мерзімі өткен өндірістік сүзгілер; ұсақтайтын жабдықтың болу кезінде қайта қалпына келтіру мен тазалау, мысалы, талшықты құрылыс плиталарын дайындауда қолданылатын композициялық материалдарды алуда қолданылады. Қазіргі кезде осы топтағы қалдықтарды жағу және қоқысқа тастау жолымен жоюға ұшыратады. Осы топтағы қалдықтар тиісті дайындықтан кейін құрылысқа арналған плиталық материалға айналуы мүмкін, бірақ бұл жерде де жабдықтың монтажымен байланысты, өнеркәсіптің экологиялық қауіпсіздігіне, оның тиімділігіне және т. б. әрбір жағдайдағы мәселені шешу керек. 23 Жеңіл және тоқыма өнеркәсіп қалдықтарын қайта өңдеу мен кәдеге асыру технологиялары. Шаруашылық қызметтің нәтижесінде басқа да өндіріс орындарында пайдалануға болатын қалдықтар туындайды. Қалдықтарды (тоқыма, металл сынықтары, макулатура, пластмасса, әйнек) өндіріс және тұтыну қалдықтары деп бөледі. Жеңіл өнеркәсіпте қолданылатын боялған қалдық суларды физикахимиялық тазалау әдістерін үш топқа бөледі: 1) Қалдық суларды реагентті қайта өңдеуде туындайтын, гидроксидтік мақта сорбциясы жолымен ластануларды шөгіндіге немесе фотошламға аударуды қамтамасыз ететін әдістер. Бұларға тән кемшіліктер: жоғары емес дәреже, реагенттер мен материалдарды қолданбалы таңдаудың қажеттілігі; реагенттерді мөлшерлеу процесін автоматтандырудағы қиындықтар; ылғал шөгінділердің көп мөлшерінің болуы; бұлақ және жер асты суларының ластану қауіптігі. 2) Сепаративті әдістер (макронығыздаушы ионоттер және белсенді көмірдегі сорбция, кері осмос, ультра сүзгілеу, көбікті сепарация, электр флотация) . Бұл әдістер қалдық суларды тазалаудың жоғары дәрежесін қамтамасыз етеді, бірақ ерімейтін қоспаларды кетіретін алдын-ала механохимикалық өңдеу шартында, бірінші топтың барлық кемшіліктері байқалады және олардың тұйық сумен жабдықтау жүйелеріндегі қолдануларын шектейді. 3) Редукс процесінің нәтижесінде органикалық молекулаларды терең айналдыруға негізделген деструктивті әдістер. 3-топтың әдістері жоғары эффективтілік, технологиялылық, комфорттылық, автоматтандыру және басқарудың қарапайымдылығына ие. Бұл әдісті жүзеге асыру кезінде шөгінділер процедураланбайды, тазалаудың реагентті әдістерінде орын алатын, хлоридті, сульфатты және т. б. иондардың тазаланатын суға қосымша ластанулар кірмейді. Әртүрлі қышқылдық қайта қалпына келтіру реакцияларының негізінде декструктивті тазалау органикалық бояғыштардың құрылымын өзгертуге мүмкіндік береді .

Бүгінгі күні пластмасса өнеркәсібінің өте жылдам дамуы пластмасса қалдықтарының мөлшерін арттырумен қатар, қоршаған ортаны ластаушы көздердің біріне айналып отыр. Сондықтан көптеген елдерде пластмасс қалдықтарын кәдеге жарату немесе залалсыздандырудың тиімді жолдарын іздестіру үстінде көптеген жұмыстар жасалуда. Себебі, пластмасса қалдықтарын екіншілік шикізат ретінде пайдалануға болатындықтан, одан бұйымдар мен композизициялық материялдар және отын ресурстарының көзі ретінде қолдануға болады. Сонымен қатар, көптеген елдерде мұнайхимия шикізаты мен энергетикалық проблемалары жоғары деңгейде болғандықтан, пластмасса қалдықтарын пайдаланудың және өңдеудің тиімді әдістерін пайдалану жоғарыда көрсетілген мәселелерді шешудің бірден-бір жолы және экологиялық экономикалық жағынан тиімді болып табылады. Пластмасса қалдықтарын қайта өңдеудің экономикалық тиімді болу себебі, бастапқы өнімге қарағанда екіншілік қайта өңделген өнім арзан және қайта өңделген кезде аз энергия жұмсалады. Қазіргі кезде пластмассаны гидрогендеу арқылы жасанды сұйық отындар өңдірудің экономикалық тұрғыдан тиімді технологияларын қалыптастыру жұмыстары көптеген мемлекеттерде жүргізілген. Бұл технологиялар бір-бірінен катализатордың табиғатымен және оларды қайта өңдеу процесіндегі түрлі қолдану әдісімен ерекшеленеді. Біздің мақсатымыз пластмасса қалдықтарын қайта өңдеу арқылы сұйық көмірсутекті қосылыстыр алу және оның мөлшерін жоғарлату, яғни процесс барысында түзілген аралық радикалды көмірсутектерді тұрақты көмірсутектерге айналдырумен қатар, ароматты және гетероатомды қосылыстардың мөлшерін катализатор қатысында жоғарлату. Бұл процестердің талғампаздығы катализаторлардың табиғатымен анықталды. Активтілігі жоғары катализаторлар жеңіл көмірсутектердің түзілу реакцияларын жылдамдатады. Ал катализаторлардың каталитикалық активтілігі сұйық өнім шығымы бойынша бағаланды. Сонымен қатар реакция ортасы мен белгілі бір дәрежеде катализаторлардың табиғатын өзгерту арқылы көмірсутекті қосылыстардың түзілу бағыттарын өзгертуге болады / 1/. Пластмасса қалдықтарын екіншілік қайта өңдеу процесі жоғары қысымды қондырғыда 423-723 К температура аралығы және 0, 4-0, 5 МПа қысымда, үздіксіз араластыру арқылы жүргізілді. Катализатор ретінде «Семейтау» кен орнының табиғи цеолиті таңдалды. Цеолит-табиғи минералды зат. Цеолиттің құндылығы, оның кристаллохимиялық елегіштік каталитикалық қасиетімен бағаланады. Процесс барысында түзілген аралық радикалды көмірсутектерді тұрақты көмірсутектерге айналдыру үшін табиғи сутек ретінде пастатүзгіш қолданылды. Пастатүзгіш ретінде Құмкөл кен орны мұнайының ауыр фракциясы қолданылды /2/. Арзан табиғи сутек донорын пайдалану-молекулалық газ тәрізді сутекті қолданбай жұмсақ жағдайда пластмассадан сұйық өнімдер алуға мүмкіндік береді. Ал, катализатор еріткіштегі шығындалған сутек-донорлы қасиеттерін қайта қалпына келтіреді. Пластмасса қалдықтарын қайта өңдеудің оптималды жағдайларын анықтау үшін катализатор табиғаты, қысымы, гидрлеу уақыты, бастапқы заттардың молдік қатынастары, температураның әсері зерттелді. Пластмасса материалдарының қалдықтарын катализаторсыз өңдеу кезінде, 453-523 К температура интервалында түзілген масса құрамындағы сұйық өнім шығымы 33, 2%. Ал, каталитикалық өңдеуден кейін с жоғарлайды, яғни 52, 2%-ды құрады. 673 К температурада термоөңделген цеолит катализаторында сұйық өнім шығымы 19%-ға жоғарлайды. Осыдан, сұйық өнім құрамындағы бензин фракциясы 10%-ға дейін өседі. Мұны 673 К-де өңделген цеолиттің құрамындағы өзгерістермен, яғни Льюистің апротондық орталығымен байланысқан ОН-1 -тобына тән жұтылу жолағының пайда болуымен түсіндіруге болады. Сондықтанда процестің қолайлы жағдайын анықтау үшін 673 К өңделген цеолит таңдалды. Жоғары емес қысымда гидрогендеу процесі кезінде пластмассаның сұйық өнімге айналуына катализатордың мөлшері және гидрлеу уақыты жақсы әсер етеді. Егер, катализатор өлшендісін одан әрі арттырса, терең деструкцияға ұшырап, нәтижесінде газ тәрізді өнімдердің шығымы артады. Гидрогендеу процесінің уақытын ұзарту эксперимент жағдайында газды өнімдердің жоғары мөлшерінің және жартылай кокстың бөлінуімен жүреді, нәтижесінде сұйық өнімдердің жалпы шығымы төмендейді. Пластмасса:пастатүзгіш арақатынасын 1:1-ден 1:2-ге, одан 1:3-ке жоғарлату сұйық өнімдердің шығымына айтарлықтай әсер етпейді. Бұл пластмассаны гидрогендеу үшін, бірдей мөлшердегі пастатүзгіш құрамындағы сутектің жеткілікті түрде болуына байланысты. Пластмасса қалдықтарын деструкциялау кезінде температураның сұйық өнім шығымына және фракциялық құрамына әсері анықталды. Мотор отынының максималды шығымы 723 К температурада болды, ал одан төмен және жоғары температураларда сұйық өнімдердің шығымы төмендейді. Бұл жеңіл қайнайтын фракция мен газ тәрізді өнімдердің шығымын дәлелдейтін терең крекинг процесінің жүруімен байланысты /3/. Пластмасса қалдықтарын екіншілік қайта өңдеу процесінде 453-363К аралығында газ, сұйық және аз мөлшерде техникалық көміртек түзілді. Процесс барысында түзілген газ газгольдерге жиналды, ал қалған бөлігі атмосфералық қысымда фракцияларға бөлініп айдалды. Фракция соңында қатты -техникалық көміртек алынды. Алынған әрбір өнімдерге анализдер жүргізіліп, олардың құрамы анықталды: Пластмассаны гидрогендеу нәтижесінде алынған сұйық өнімдерге инфрақызыл спектрлік анализ жасалды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.