Методическая разработка семинарского занятия "Утилизация вторичных энергоресурсов"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СПО

„КРАСНОЛУЧСКИЙ ГОРНО-ПРОМЫШЛЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ”

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого семинарского занятия

Тема: «Утилизация вторичных энергетических ресурсов»

Предмет: «Технология утилизации отходов»

для специальности «Рациональное использование природохозяйственных комплексов»

Разработана:

преподавателем Гончаренко О.М.

Рассмотрено на заседании цикловой комиссии

экологических дисциплин и рекомендовано

к утверждению

г. Красный Луч

Тема занятия: Утилизация вторичных энергетических ресурсов

Цель занятия:

• Повторить, систематизировать и обобщить учебный материал по разделу «Утилизация вторичных энергетических ресурсов»;

• Развивать навыки ведения дискуссии, логическое мышление, память и внимание, умения эффективного группового взаимодействия студентов в группе;

• Воспитывать культуру изложения мыслей, умение применять полученные знания при решении поставленных заданий.

Методы:

словесный, комбинированное занятие с элементами дискуссии; создание ситуационной заинтересованности; презентационные сообщения; устный и тестовый опрос.

Мотивация семинарского занятия:

• Проблема антропогенного загрязнения окружающей природной среды, ухудшение качества и истощение природных ресурсов;

• Изучение технологий комплексной утилизации вторичных энергоресурсов, образующихся в различных отраслях промышленности;

• Обоснование с точки зрения эколого-экономических принципов рационального использования природных ресурсов и внутренних энергетических ресурсов предприятий;

• Рассмотреть проблемы утилизации и рекуперации вторичных энергетических ресурсов предприятий основных отраслей промышленности;

• Обоснование основных вопросов, решаемых с помощью утилизации вторичных энергоресурсов в народно-хозяйственном комплексе.

Вспомогательные материалы:

Раздаточный материал – принципиальная схема использования вторичных энергоресурсов; технологические схемы утилизации вторичных энергоресурсов в разных отраслях промышленности; тесты.

Видеоролики по утилизации ВЭР в разных отраслях народного хозяйства.

Презентации, слайды.

Литература

1. Краснянский М.Е. Утилизация и рекуперация отходов: Учебное пособие. Издание 2-е, испр. и доп. – Харьков: Бурун и К, Киев: КНТ, 2007. – 288с.

2. Винокуров В.Д., Козлов А.В., Ступников В.П. и др. Утилизация отходов производства. Учебное пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 60с.

3. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления. – М.: КолосС, 2000. – 232с.

4. Бойчук Ю.Д., Солошенко Э.М., Бугай О.В. Экология и охрана окружающей среды: Учебное пособие. – 4-е изд., исп. и доп. – Сумы: ИТД «Университетская книга», 2007.

1. Организационная часть – проверка наличия студентов в группе, приветствие приглашенным гостям, выдача раздаточного материала.

1. Сообщение темы, цели занятия и основных задач

Основные задачи:

1. Обобщить и закрепить основные понятия и термины по теме «Утилизация вторичных энергоресурсов»;

2. Рассмотреть основные отрасли промышленного производства с точки зрения образования вторичных энергоресурсов;

3. Изучить существующие технологии утилизации и рекуперации вторичных энергоресурсов;

4. Обосновать эффективность технологий утилизации вторичных энергоресурсов, образующихся на промышленных предприятиях, с точки зрения эколого-экономических принципов природопользования;

5. Обосновать необходимость решения вопросов утилизации ВЭР.

1. Порядок проведения семинарского занятия.

Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности:

Вопросы для повторения и обобщения пройденного материала.

1. Что такое утилизация?

2. Что такое энергетический ресурс?

3. Что мы понимаем под вторичными энергоресурсами?

4. Что является источником ВЭР в промышленности?

5. Какие виды ВЭР вы знаете?

6. Какие ВЭР мы относим к горючим?

7. В каком качестве используются горючие ВЭР?

8. Как используют вторичные энергоресурсы избыточного давления?

9. В каких направлениях можно использовать ВЭР в зависимости от их вида и параметров?

10. От чего зависит выход ВЭР в различных отраслях промышленности?

11. Какие отрасли народного хозяйства обладают большими запасами горючих ВЭР? И как они могут быть использованы?

12. С чем связаны основные проблемы использования горючих ВЭР?

13. Какие отрасли народного хозяйства имеют резервы ВЭР избыточного давления?

14. Какие основные отрасли промышленности и технологические процессы в них определяют выход тепловых ВЭР?

15. Что такое низкопотенциальные тепловые отходы?

16. Какие основные виды оборудования используются для утилизации вторичных энергоресурсов?

17. Какие же вопросы позволяет решать утилизация ВЭР?

І. Вопросы, которые обсуждаются на семинаре.

(Студенты отвечают на вопросы преподавателя с места по желанию)

1. Проблема исчерпаемости природных ресурсов планеты, в особенности энергетических природных ресурсов.

По оценке экспертов (в том числе по прогнозам Международного энергетического агентства – IEA), доступной нефти на Земле хватит лишь до 2030 года (мнение пессимистов) – или 2050 года (мнение оптимистов). Во всяком случае запасы нефти на планете стремительно уменьшаются: из 1150 разведанных во всем мире гигабаррелей нефти на сегодня «выкачаны» не менее 900, и в настоящее время ежедневно добывают по 80 мегабаррелей. Прогнозы по природному газу: его запасов хватит до 2060-2080 гг. Кроме того, уже в 2010 г. баррель нефти будет стоить более 150 дол., а 1000 м³ газа – более 500 дол.

Поэтому в ближайшие 25-30 лет мировому сообществу необходимо осуществить «энергетическую революцию». Энерготехнологические проблемы неотвратимы и человечество не должно обреченно ждать, пока будут «выжжены» все запасы угля, нефти и газа, а попутно и окончательно уничтожена окружающая среда. Помня: каменный век закончился вовсе не потому, что на Земле закончились камни……

(Видеоролик)

1. Основные пути энергосбережения как основа устойчивого развития человечества в 21 веке.

• максимальное использование альтернативных экологически чистых возобновляемых источников энергии – солнца, ветра, воды, океанских приливов и др., что покроет 15-20% всей потребности в энергии;

• Развивать атомную энергетику;

• Разработка и внедрение установок термоядерного синтеза;

• Перевод электроэнергии высокого напряжения на «однопроводные» линии электропередач. Суть идеи в том, что электроэнергия передается с помощью реактивного емкостного тока в резонансном режиме. Преимущества: два алюминиевых или медных провода заменяются одним стальным; потери электроэнергии в таком однопроводном кабеле близки к нулю; в таком кабеле невозможны короткие замыкания; воровство энергии исключено.

• Освещение жилых и офисных помещений будет осуществляться современными 5-ваттными высокояркими светодиодами, которые обеспечивают такой же уровень освещенности, как нынешние 100-ваттные лампочки накаливания, но потребляют в 20 раз меньше энергии и имеют срок службы 10 лет.

• Развитие нанотехнологий и использование их в электронном, точном и тяжелом машиностроении;

• Использование альтернативных видов топлива для транспорта, и соответственно, создание новых типов автомобилей: водородных, электромобилей; создание реального двигателя на «антиматерии»;

• Перевод теплового коммунального хозяйства на децентрализованную систему тепло- и водоснабжения: создание «энерго-экоэффективных» домов;

• Энергосберегающие революции в сельском хозяйстве: «био-еда», выращивание растений для производства «биодизеля» и «газохола», перевод с/х на низкоэнергетические «бесплужные» технологии, отказ от энергоемких химических удобрений

• Утилизация и рекуперация вторичных энергоресурсов во всех отраслях промышленности.

1. Основные направления и технологии использования, утилизации и рекуперации вторичных энергетических ресурсов в различных отраслях промышленности.

ІІ. Вопросы, которые выносятся на самостоятельную подготовку студентами.

Презентационная часть семинарского занятия – доклады, сообщения, видеосюжеты на темы семинара.

1. Утилизация вторичных энергоресурсов в химической и нефтехимической промышленности

2. Вторичные энергетические ресурсы в черной металлургии

3. Утилизация ВЭР в промышленности строительных материалов.

4. ВЭР тепло- и гидроэлектростанций

5. Использование изношенных автомобильных шин

6. Утилизация вторичных энергоресурсов в горнодобывающей промышленности

III. Выполнение студентами тестовых заданий.

IV. Подведение итогов занятия: выводы по теме семинарского занятия, оценивание работы студентов на семинаре.

V. Выдача задания для самостоятельной работы или домашнего задания

Оформить конспекты самостоятельной работы по перечисленным темам:

1. Использование бурого угля и торфа.

2. Утилизация нефтешламов и смолистых отходов коксохимических заводов

3. Отходы древесины, методы их утилизации.

Преподаватель: Гончаренко О.М.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Принципиальная схема использования ВЭР

ТЕСТЫ

1. Вторичные энергоресурсы – это:

1. Энергия различных видов, покидающая технологический процесс или установку, использование которой не является обязательным для осуществления основного технологического процесса.

2. Тепловые отходы, представляющие собой энтальпию отходящих газов технологических агрегатов, основной, побочной, промежуточной продукции и отходов производства

3. Отходы технологических процессов, содержащие химически связанную энергию

4. Преобразование энергоносителя для получения электроэнергии в газовых или паровых конденсационных турбоагрегатах

1. Энергия отходов от огнетехнического оборудования – это:

1. Тепловые ВЭР

2. Горючие ВЭР

3. ВЭР избыточного давления

4. Химические ВЭР

1. Физическая теплота отходящих дымовых газов и тепловых отходов
   от теплотехнологических аппаратов в виде воды, пара -

1. Тепловые ВЭР

2. Горючие ВЭР

3. ВЭР избыточного давления

4. Нефтехимические ВЭР

1. Энергия газов, жидкостей, пара, покидающие агрегаты с
   избыточным давлением – это:

1. Тепловые ВЭР

2. Горючие ВЭР

3. ВЭР избыточного давления

4. Химические ВЭР

1. Масса вторичных энергоресурсов, которые образуются в данной
   установке за определенный период времени – это:

1. Возможный выход ВЭР

2. Полный выход ВЭР

3. Коэффициент утилизации ВЭР

4. Энергетический потенциал.

1. Возможное (максимальное) количество энергии, которое
   экономически целесообразно можно использовать в утилизационных установках – это:

1. Резерв утилизации ВЭР

2. Возможный выход ВЭР

3. Полный выход ВЭР

4. Энергетический потенциал

1. Что является источником ВЭР в промышленности?

1. Технологический агрегат или установка, являющаяся источником отходов энергии, которую можно утилизировать

2. Энергетический потенциал продукции, побочных и промежуточных продуктов, образующихся в технологических агрегатах

3. Предприятия тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения

4. Отходы технологических процессов, содержащие химически связанную энергию

1. Основные виды вторичных энергоресурсов:

1. Горючие и тепловые;

2. Тепловые, электромагнитные, потенциальные и кинетические;

3. Физические, механические и химические;

4. Горючие, тепловые и отходы низкого давления

1. В каких направлениях можно использовать ВЭР в зависимости от их вида и параметров?

1. Энергетическое и механическое;

2. Топливное, тепловое, энергетическое;

3. Тепловое, топливное, электроэнергетическое и комбинированное;

4. Как энергетическое восполнение потерь энергоресурсов и топливное.

1. Какие отрасли народного хозяйства обладают большими запасами горючих ВЭР?

1. Черная металлургия, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая, химическая

2. Химическая и угольная промышленность

3. Нефтеперерабатывающая и черная и цветная металлургия

4. Энергетика, химическая и горнодобывающая

1. В каком качестве используются горючие ВЭР?

1. Как топливо и в качестве сырья

2. Как основной компонент для котельных установок

3. Как дополнительный компонент в топливные установки

4. Как сырье для электростанций

1. Какие основные отрасли промышленности определяют выход тепловых ВЭР?

1. Черная металлургия и промышленность строительных материалов;

2. Черная и цветная металлургия, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленности, промышленность строительных материалов, газовая промышленность, тяжелого машиностроения;

3. Химическая, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленности;

4. Черная и цветная металлургии, химическая, газовая и промышленность тяжелого машиностроения.

1. Какие отрасли народного хозяйства имеют резервы ВЭР избыточного давления?

1. Горнодобывающая промышленность

2. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленности

3. Черная металлургия и системы газоснабжения

4. Нефте- и газодобывающая промышленность

1. Что такое низкопотенциальные тепловые отходы?

1. Пар вторичного вскипания;

2. Энтальпия отходящих газов технологических и энергетических установок с температурой ниже 400 С;

3. Воды, охлаждающие элементы конструкций технологического оборудования, вентиляционных выбросов, шахтные воды;

4. Все вышеперечисленное

1. Количество энергии, которое может быть дополнительно вовлечено
   в производство

1. Резерв утилизации ВЭР

2. Возможный выход ВЭР

3. Полный выход ВЭР

4. Коэффициент использования энергии за счет ВЭР

1. К высокотемпературным ВЭР в промышленности относят
   дымовые газы с температурой выше

1. 800⁰С

2. 400⁰С

3. 300⁰С

4. 600⁰С

1. Отношение фактической экономии топлива за счет ВЭР к
   возможной – это:

1. Коэффициент утилизации ВЭР

2. Резерв утилизации ВЭР

3. Возможный выход ВЭР

4. Коэффициент использования энергии за счет ВЭР

1. Отношение фактического использования энергии, полученной за
   счет ВЭР, к планируемой выработке:

1. Возможный выход ВЭР

2. Коэффициент утилизации ВЭР

3. Коэффициент использования энергии за счет ВЭР

4. Резерв утилизации ВЭР

1. К низкотемпературным источникам ВЭР относят различные виды
   тепловых ВЭР от теплотехнологических аппаратов с температурой
   менее:

1. 100°С

2. 300°С

3. 200°С

4. 50^оС

1. Какие основные вопросы помогает решить утилизация ВЭР?

1. Организационно-технические, социальные и экономические;

2. Экономические, технические, ресурсосберегающие и социальные;

3. Социальные, экономические и экологические;

4. Экологические и организационно-технические.