Пермский национальный исследовательский политехнический университет Анализ технологий переработки стекла Выполнила ст. гр. ООС-06(М) Галиева И. Р.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Основные свойства стекла Стекло – все аморфные тела, получаемые путем переохлаждения расплава, независимо от их химического состава и температурной области затвердевания, и обладающие механическими свойствами твердых тел. Основным компонентом стекла является двуокись кремния — кремнезем, Тпл равна 1728°С. Содержание окиси кремния в стекле составляет 50— 85%, а в кварцевом стекле 98, 8— 99, 9%.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Основные свойства стекла Жидкое стекло Кварцевое стекло В зависимости от используемого стеклообразующего вещества, стекла бывают оксидными, фторидными, сульфидными. Базовый метод получения силикатного стекла заключается в плавлении смеси кварцевого песка (Si. O 2), соды (Na 2 CO 3) и извести (Ca. O). В результате получается химический комплекс с составом Na 2 O*Ca. O*6 Si. O 2. Кварцевое стекло получают плавлением кремнезёмистого сырья высокой чистоты (обычно кварцит, горный хрусталь), его химическая формула — Si. O 2.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Физические свойства Важнейшими свойствами стекла, определяющими условия его варки и дальнейшей обработки, являются вязкость и поверхностное натяжение. Плотность зависит от химического состава стекла и температуры, с повышением которой плотность стекла уменьшается, бывает от 2, 2 до 7, 5 г/см 3. Прочность. Предел прочности на сжатие колеблется от 500 до 2000 МПа, на растяжение от 35 до 100 МПа. Твердость стекла по шкале Мооса равна 7. Теплопроводность. У стекла коэффициент теплопроводности равен 0, 0017— 0, 032 кал/(см-с-град). У оконных стекол эта цифра равна 0, 0023.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Физические свойства Термическая устойчивость — способность стекла выдерживать резкие изменения температуры не разрушаясь. Термостойкость оконных стекол равняется 80— 90°С. Оптические свойства светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света. Светопоглощение стеклом света в оконном стекле равняется примерно 88%. Хрупкость стекол – способность противостоять удару. В лабораторных условиях определяют микрохрупкость стекла, которая измеряется числом микротрещин, образовавшихся на поверхности стекла при вдавливании в него алмазной пирамидки.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Примерные химические составы промышленных стекол Стекло Оконное Полированное Тарное Сортовое Химико-лабораторное Электровакуумное Оптическое Хрустальное Si. O 2 71, 6 73, 2 73, 7 74, 5 68, 7 71, 9 53, 5 57, 5 Аl 2 O 3 Са. О 1, 5 1, 3 0, 2 0, 5 3, 8 — 8, 8 0, 5 7, 8 9, 1 6, 5 8, 4 5, 5 — — Mg. O 4, 0 3, 8 1, 75 2, 0 0, 8 3, 5 — — Na 2 O K 2 O B 2 O 3 Ba. О 15, 1 — — 13, 9 — — 15, 2 — — 14, 0 2, 0 — 9, 7 6, 1 2, 5 16, l 1, 0 — — 16, 2 — 15, 5 1, 0 — — — 2, 0 — 1, 0 F — — — 5, 3 — Pb. О — — — — 24
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Химические свойства стекла Химическая стойкость – способность стекла противостоять разрушающему действию воды, растворов солей, влаги и газов атмосферы. С увеличением в стекле содержания щелочей оксидов (Na 2 O или K 2 O) химическая стойкость стекла снижается. Введение в состав стекла оксидов цинка, циркония, магния, бария способствует повышению химической стойкости стекла. Химическую стойкость стекла определяют по разности массы образца до и после испытания. С изменением химического состава стекла его плотность заметно изменяется, поэтому на практике она служит косвенным средством контроля постоянства состава стекла.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Термические свойства стекла Теплоемкость. Удельная теплоемкость характеризуется количеством теплоты, необходимым для нагревания 1 г вещества на 1° С. Стекла имеют удельную теплоёмкость от 0, 08 до 0, 25 кал/г·град в зависимости от химического состава. Температура начала размягчения в основном определяется его химическим составом. Тугоплавкие окислы (размягчающиеся при высоких температурах), такие, как Si. O 2, Al 2 O 3, повышают температуру начала размягчения стекла, легкоплавкие окислы типа Na 2 O, K 2 O, Li 20 понижают ее. Наивысшей температурой начала размягчения обладает кварцевое стекло (1200— 1500° С). Большинство обычных строительных стекол, в том числе и оконное, начинает размягчаться при 550 — 700° С.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Отходы стекла Тонкодисперсные пыли в технологиях изготовления, 2. бой и брак и отслужившие изделия (возвращают на переплавку), 3. осадки сточных вод стекловыпускающих предприятий. 1. Из ежегодно образуемых 0, 5 млн т этих материалов в нашей стране утилизируется порядка 80 %. Основная масса их используется в стекловаренном производстве, в шихту которого можно вводить порядка 50 % боя стекла.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Анализ методов переработки стекла Вторичный оборот стеклотары Большая часть отходов, представляет небитые стеклянные ёмкости, которые после очистки и дезинфекции повторно используются как тара Стеклобой Механические Измельчение Термические Сортировка Расплав
Классификация способов и продуктов вторичной переработки стеклобоя
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Методы переработки стекла Механохимический способ • в порошок (5 - 800 мкм), • гранулы (3 - 6 мм) • агломераты (1 - 8 мм) Использование в качестве наполнителей в • Строительные композитах и материалах • Конструкционные Вторичный оборот стеклотары • Производство новой тары • Готовая продукция
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Ранжирование технологических критериев Востребованн ость продукта Наличие реагентов Аварийная опасность Мобильность 0 0 1 0 2 0 0 Трудоемкость Сложность технологии Потребление ресурсов Сложность технологии Технологические критерии 0 2 1 1 0 2 2 2 0 1 Потребление ресурсов 2 Трудоемкость 2 2 Мобильность 2 2 2 Аварийная опасность 1 0 0 0 Наличие реагентов 2 1 0 0 2 Востребованность продукта 0 1 0 Сумма баллов (42) 9 6 2 0 10 5 10 Ранг 2 3 5 6 1 4 1 % 21, 43 14, 28 4, 76 0 23, 81 11, 9 23, 81 Весовой коэффициент 0, 2143 0, 1428 0, 0476 0 0, 2381 0, 119 0, 2381 2
Результаты Парето-анализа технологических параметров 30 100 80 20 60 15 40 10 20 5 0 0 10 10 9 6 5 2 0 Критерии оценка в баллах 1. 2. 3. 4. Востребованность продукта Аварийная опасность Сложность технологии Потребление ресурсов оценка в процентах 5. Наличие реагентов 6. Трудоемкость 7. Мобильность Проценты Баллы 25
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Ранжирование экономических критериев Экологические платежи при реализации технологии Возможные штрафы в результате реализации технологии 0 Капитальные затраты для реализации технологии Эксплуатационн ые затраты для реализации технологии Капитальные затраты для реализации технологии Экономические критерии 0 0 0 1 Эксплуатационные затраты для реализации технологии 2 Экологические платежи при реализации технологии 2 2 Возможные штрафы в результате реализации технологии 2 1 1 Сумма баллов (12) 6 3 1 2 Ранг 1 2 4 3 % 50 25 8, 33 16, 67 Весовой коэффициент 0, 5 0, 25 0, 0833 0, 1667 1
Результаты Парето-анализа экономических параметров 6 100 5 Баллы 4 60 3 40 2 20 1 0 0 1 2 3 4 Критерии оценка в баллах оценка в процентах 1 – Капитальные затраты для реализации технологии 2 – Эксплуатационные затраты для реализации технологии 3 – Экологические платежи при реализации технологии 4 – Возможные штрафы в результате реализации технологии Проценты 80
Результаты Парето-анализа экологических параметров 12 100 10 Баллы 8 60 6 40 4 20 2 0 0 1 2 3 Критерии оценка в баллах оценка в процентах 1. Размер СЗЗ завода 2. Негативное воздействие на здоровье человека 3. Наличие очистных сооружений 4. Воздействие на ОПС 4 Проценты 80
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Ранжирование экологических критериев Наличие очистных сооружений 0 Негативное воздействие на здоровье человека Размер СЗЗ завода Воздействие на ОПС Размер СЗЗ завода Экологические критерии 0 1 2 1 Воздействие на ОПС 2 Негативное воздействие на здоровье человека 2 0 Наличие очистных сооружений 1 1 2 Сумма баллов (12) 5 1 4 2 Ранг 1 4 2 3 % 41, 61 8, 33 33, 33 16, 67 Весовой коэффициент 0, 4161 0, 0833 0, 3333 0, 1667 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Ранжирование законодательных критериев Законодательные критерии 1 2 1. Наличие сертификатов на материалы, необходимые для реализации технологии 2. Промышленный опыт применения технологии 3 2 4 5 2 2 1 0 1 2 0 0 0 1 1 0 0 2 2 2 Сумма баллов (20) 1 5 6 6 2 Ранг 4 2 1 1 3 % 5 25 30 30 10 0, 05 0, 25 0, 3 0, 1 3. Наличие сертификатов на продукты технологии 4. Наличие сертификатов на оборудование, используемое для реализации технологии 5. Наличие патента на применение технологии Весовой коэффициент 0
Результаты Парето-анализа законодательных параметров 80 15 60 10 40 5 20 0 Проценты 100 20 Баллы 25 0 1 2 3 4 5 Критерии оценка в баллах оценка в процентах 1. Наличие сертификатов на продукты технологии 2. Наличие сертификатов на оборудование, используемое для реализации технологии 3. Промышленный опыт применения технологии
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Основные критерии для оценки технологий переработки стекла Критерии 1 2 1. Сложность технологии 3 2 4 5 6 7 8 9 2 2 0 0 2 1 1 1 2 0 0 2 2 0 2 1 1 2 0 1 2 1 1 2 2 1 1 0 2. Аварийная опасность 0 3. Востребованность продукта 0 1 4. Капитальные затраты для реализации технологии 0 0 0 5. Эксплуатационные затраты для реализации технологии 2 2 6. Размер СЗЗ завода 2 2 0 1 1 0 0 1 2 1 1 1 0 0 0 1 1 2 2 6 9 7 12 4 5 11 9 9 5 3 4 1 7 6 2 3 3 % 8, 33 12, 5 9, 72 16, 67 5, 56 6, 94 15, 28 12, 5 Весовой коэффициент 0, 083 0, 125 0, 097 0, 167 0, 056 0, 069 0, 153 0, 125 7. Негативное воздействие на здоровье человека 8. Наличие сертификатов на продукты технологии 9. Наличие сертификатов на оборудование, используемое для реализации технологии Сумма баллов (72) Ранг 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий по критерию «Сложность технологии» Сложность технологии 1 2 Термическая грануляция (3 -6 мм) 3 1 4 5 1 2 0 2 0 Эндотермического измельчения 1 Пеностеклянные материалы 1 1 Производство новой тары 0 0 0 Готовая продукция 2 2 Сумма баллов (20) 4 4 4 8 0 Ранговый коэффициент 20 20 20 40 0 1, 66 3, 32 0 С учетом весового коэффициента 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий по критерию «Аварийная опасность» Аварийная опасность 1 2 Термическая грануляция (3 -6 мм) 3 1 4 5 0 1 0 2 0 Эндотермического измельчения 1 Пеностеклянные материалы 2 2 Производство новой тары 1 1 0 Готовая продукция 2 2 Сумма баллов (20) 6 6 2 6 0 Ранговый коэффициент 30 30 10 30 0 3, 75 1, 25 3, 75 0 С учетом весового коэффициента 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий по критерию «Востребованность продукта» Востребованность продукта 1 2 Термическая грануляция (3 -6 мм) 3 1 4 5 2 2 2 0 1 Эндотермического измельчения 1 Пеностеклянные материалы 0 0 Производство новой тары 0 0 2 Готовая продукция 0 0 1 0 Сумма баллов (20) 1 1 7 4 7 Ранговый коэффициент 5 5 35 20 35 0, 485 3, 395 1, 94 3, 395 С учетом весового коэффициента 2
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий по критерию «Капитальные затраты» Капитальные затраты 1 2 Термическая грануляция (3 -6 мм) 3 1 4 5 0 1 0 2 0 Эндотермического измельчения 1 Пеностеклянные материалы 2 2 Производство новой тары 1 1 0 Готовая продукция 2 2 Сумма баллов (20) 6 6 2 6 0 Ранговый коэффициент 30 30 10 30 0 5, 01 1, 67 5, 01 0 С учетом весового коэффициента 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий по критерию «Эксплуатационные затраты» Эксплуатационные затраты 1 2 Термическая грануляция (3 -6 мм) 3 1 4 5 1 2 0 2 0 Эндотермического измельчения 1 Пеностеклянные материалы 1 1 Производство новой тары 0 0 0 Готовая продукция 2 2 Сумма баллов (20) 4 4 4 8 0 Ранговый коэффициент 20 20 20 40 0 1, 12 2, 24 0 С учетом весового коэффициента 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий по критерию «Размер СЗЗ» Размер СЗЗ 1 2 Термическая грануляция (3 -6 мм) 3 1 4 5 1 1 0 1 0 Эндотермического измельчения 1 Пеностеклянные материалы 1 1 Производство новой тары 1 1 1 Готовая продукция 2 2 Сумма баллов (20) 5 5 0 Ранговый коэффициент 25 25 0 1, 725 0 С учетом весового коэффициента 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий по критерию «Негативное воздействие на здоровье населения» Негативное воздействие на здоровье 1 2 Термическая грануляция (3 -6 мм) 3 2 4 5 0 1 0 0 2 0 1 1 Эндотермического измельчения 0 Пеностеклянные материалы 2 2 Производство новой тары 1 0 1 Готовая продукция 2 2 1 2 Сумма баллов (20) 5 6 2 6 1 Ранговый коэффициент 25 30 10 30 5 3, 825 4, 59 1, 53 4, 59 0, 765 С учетом весового коэффициента 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий по критерию «Наличие сертификатов на продукты технологии» Наличие сертификатов на продукты технологии 1 2 Термическая грануляция (3 -6 мм) 3 1 4 5 2 2 1 1 0 Эндотермического измельчения 1 Пеностеклянные материалы 0 0 Производство новой тары 0 0 1 Готовая продукция 1 1 2 2 Сумма баллов (20) 2 2 7 7 2 Ранговый коэффициент 10 10 35 35 10 1, 25 4, 375 1, 25 С учетом весового коэффициента 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий по критерию «Наличие сертификатов на оборудование, используемое для реализации технологии» Наличие сертификатов на оборудование 1 2 Термическая грануляция (3 -6 мм) 3 2 4 5 2 2 0 0 2 0 1 0 Эндотермического измельчения 0 Пеностеклянные материалы 0 2 Производство новой тары 0 0 1 Готовая продукция 2 2 Сумма баллов (20) 2 6 5 7 0 Ранговый коэффициент 10 30 25 35 0 1, 25 3, 75 3, 125 4, 375 0 С учетом весового коэффициента 0
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Результаты ранжирования технологий Технология Итоговый ранговый коэффициент Ранг Термическая грануляция (3 -6 мм) 20, 075 2 Эндотермического измельчения 23, 34 3 Пеностеклянные материалы 19, 85 1 Производство новой тары 31, 325 4 5, 41 - Готовая продукция
Пермский национальный исследовательский политехнический университет Анализ технологий переработки стекла Выполнила ст. гр. ООС-06(М) Галиева И. Р.
Скачать презентацию Пермский национальный исследовательский политехнический университет Анализ технологий переработки
Анализ технологий переработки стекла.pptx