Проектирование систем очистки выбросов цеха литья пластмасс

|5 |Производить смену цеолита в |По мере |Уменьшение попадания |

| |цеолитовых установках на |необходи-мос|ионов металлов в |

| |моечных отделениях |ти |сбросе промстоков в |

| |механозаготовительного и | |канализацию |

| |штамповочных цехов | | |

|6 |Производить слив воды после |постоянно |Уменьшение попадания |

| |уборки помещений цехов через | |стружки и мелких |

| |мелкоячеистое сито | |деталей в канализацию|

|1 |2 |3 |4 |

|7 |Провести работу по |2003 г. |Снижение сброса |

| |определению целесообразности | |СПАВов |

| |принятой технологии промывки | | |

| |пластин до и после зачистки | | |

| |заусенцев (виброгалтовкой) | | |

|8 |Отработанные люминесцентные |постоянно |Снижение негативного |

| |лампы должны храниться в | |воздействия отходов |

| |заводской упаковке или в | |на окружающую среду |

| |любых ящиках, в закрытом | | |

| |специально отведенном месте | | |

|9 |Заключить договор на сдачу |2003 г. |- « - |

| |отработанных люминесцентных | | |

| |ламп на переработку | | |

|10 |Организовать селективный сбор|2003 г. |- « - |

| |промасленной ветоши в каждом | | |

| |цехе (переносной контейнер | | |

| |или ящик) и промасленных | | |

| |фильтров в гараже. | | |

|11 |Заключить договор с |По мере |Снижение негативного |

| |предприятием, имеющим |накопления |воздействия отходов |

| |котельную на твердом топливе | |на окружающую среду |

| |для сжигания промасленных | | |

| |фильтров, ветоши, опилок и | | |

| |бумаги, загрязненной клеем и | | |

| |организовать вывоз данных | | |

| |отходов для сжигания | | |

|12 |Организовать специально |2003 г. |- « - |

| |оборудованное место для | | |

| |хранения химических реактивов| | |

| |с истекшим сроком годности | | |

6.0 Разработка технических мероприятий, направленных на снижение влияния

загрязняющих веществ на состояние окружающей среды

6.1 Литературный обзор

Развитие научно-технической революции связанные с ней грандиозные

масштабы производственной деятельности человека привели к большим

позитивным преобразованиям в мире – созданию мощного промышленного и

сельскохозяйственного потенциала. Но вместе с тем резко ухудшилось

состояние окружающей среды. Загрязнение атмосферы, как части экосферы,

достигает угрожающих размеров.

За последние три-четыре десятилетия в промышленности резко возросло

использование полимерных материалов и к настоящему времени достигло

колоссальных размеров, а перспективы их производства и применения в

различных областях народного хозяйства и быта постоянно расширяются [

].

В мире ежегодно производится и перерабатывается более 300 млн. тонн

пластических масс [ ].

Пластмассы - материалы на основе органических природных,

синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и

приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Полимеры - это

высоко молекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим

количеством одинаковых группировок атомов, соединенных химическими связями.

Кроме полимера в пластмассе могут быть некоторые добавки.

Переработка пластмасс - это совокупность технологических процессов,

обеспечивающих получение изделий - деталей с заданными конфигурацией,

точностью и эксплуатационными свойствами [ ].

В атмосферу, процессе переработки, выделяется ежегодно 3,5 млрд.

тонн различных вредных веществ: формальдегид, стирол, ксилол, фенол,

дибутилфталат, аммиак, органические кислоты, метиловый спирт, пыль

органическая и др [ ].

Одной из основных задач, стоящих перед специалистами на

предприятиях, где перерабатываются пластмассы, является решение проблемы по

очистке выбросов.

6.1.1 Характеристика, состав и физико-химические свойства загрязняющих

веществ, выбрасываемых цехом литья из пластмасс

Основные вредности в цехе литья из пластмасс выделяются из

перерабатываемого материала при термообработке сырья и детали, а так же

непосредственно при литье из пластмасс.

Стирол (винилбензол, стирон, стирен) С6Н5СН=СН2

Применяется при изготовлении, многочисленных полимеризационных

пластических масс (полистиролов и др.) и синтетических сополимерных

каучуков. Стирол выделяется при деполимеризации соответственных

пластических масс, особенно при их разогревании.

Физические и химические свойства: чрезвычайно легко полимеризуется,

особенно на свету и при нагревании. При хранении, даже в темноте

превращается в метастирол – стекловидную твердую массу. За счет винильного

радикала, легко присоединяет галогены, галогеноводородные кислоты и т.п.;

легко окисляется; конечный продукт окисления – бензойная кислота. Пределы

взрываемости смеси паров стирола с воздухом 1,1-6,1%. Растворимость в воде

0,026%. Коэффициент растворимости паров (расчетных) 8,3.

Общий характер действия на организм: отличается от бензола меньшим

общетоксическим (наркотическим) действием и значительно меньшим влиянием на

кровотворные органы; раздражает слизистые оболочки. Вызывает поражения

печени.

Порог восприятия запаха 0,02 мг/л. Эта концентрация вызывает через

10-30 сек слабое раздражение слизистых оболочек глаз, носа и горла. 10-

минутное вдыхание паров в концентрации до 2 мг/л вызывает легкое

раздражение в горле, в дальнейшем сонливость. Раздражение в горле ощущается

некоторое время и после вдыхания. При 3,4 мг/л – немедленное раздражение

слизистой оболочки глаз, носа, горла, повышение секреции слизистой носа,

металлический привкус, апатия, сонливость. После прекращения вдыхания –

слабое ощущение болезненности слизистой оболочки, мышечная слабость,

неустойчивость, инертность. Порог рефлекторного изменения световой

чувствительности глаза 0,02 мг/л, а образования электрокортикального

условного рефлекса 0,005 мг/л.

Картина хронического отравления и вызывающие его концентрации: у

работающих при концентрациях порядка десятых долей мг/л (даже 0,1-0,2 мг/л)

– раздражение слизистых оболочек глаз, носа, глотки, жалобы на усталость,

желудочно-кишечные расстройства, боли в подложечной области. По мере

удлинения стажа – усиливающиеся жалобы на похудание, ухудшение

самочувствия, головную боль и головокружение, нарушение сна,

раздражительность, сердцебиение, одышку при физическом напряжении, тошноту,

неприятный привкус во рту после рабочего дня («стирольная болезнь»).

Указанные изменения обнаруживались как при воздействии чистого

стирола, так и при совместном действии с другими веществами.

Предельно-допустимая концентрация – 0,005 мг/л.

Формальдегид (муравьиный альдегид, метаналь) СН2=О

Встречается при изготовлении искусственных смол, пластических масс.

Физические и химические свойства: газ с резким запахом.

Газообразный формальдегид горит. С воздухом или кислородом образует

взрывчатые смеси. Обладает сильным восстановительным действием. Легко

конденсируется с аминами и аммиаком (с последним образует уротропин); с

фенолами дает вначале оксиметильные (метилолные) производные, переходящие

далее в производные диоксидифенилметана и, наконец, в фенолоформальдегидные

смолы [ ].

Морфологические, гигиенические и клинические исследования последних

десятилетий указывают на экологическую подверженность населения действию

формальдегида в повседневной жизни человека в связи с широким

использованием его в составной части синтетических смол и полимеров,

строительстве, текстильной, мебельной, резиновой промышленности и в

медицинской практике. Экспериментально доказано, что токсические свойства

формальдегида могут оказывать на млекопитающих мутагенный и канцерогенный,

эмбриотоксический и нейротоксический эффекты. У лиц, имеющих ингаляционное

воздействие, формальдегид является метаболитом организма и способствует

развитию инфекционных заболеваний. В настоящее время особое внимание

уделяется исследованиям, связанным с воздействиями формальдегида на детей,

беременных женщин, пожилых людей и лиц с хроническими заболеваниями.

Показано, что формальдегид оказывает особое влияние на подвижность

цилиарных структур носа, бронхов, функцию альвеолярных макрофагов и других

защитных механизмов, а также на органы иммунной системы. Результаты

исследований экологической токсичности формальдегида и его воздействия на

человека, наземных и водных животных и растительные организмы

свидетельствуют о значительном полиморфизме биологических эффектов его в

современных условиях на всю биосферу и особенно на организм человека и

необходимости создания предохранительных и профилактических мер [ ].

Метиловый спирт (карбинол метанол) СН3ОН

Химические свойства. При окислении образует последовательно

формальдегид, затем муравьиную кислоту и, наконец, двуокись углерода.

Нижний предел воспламеняемости в смеси с воздухом 3,5%.

Сильный, преимущественно нервный и сосудистый яд с резко выраженным

кумулятивным действием. При вдыхании паров метилового спирта типичны

поражения зрительного нерва и сетчатки глаз. Пары сильно раздражают

слизистые оболочки дыхательных путей и глаз.

Картина отравления и токсические концентрации: симптомы хронических

отравлений: головокружение, мерцание в глазах, коньюктивит, головная боль,

бессонница, повышенная утомляемость, желудочно-кишечные расстройства и

проходящее нарушение зрения. Отравление чаще всего развивается в течение

нескольких дней или еще медленнее. Вдыханию очень высоких концентраций

паров спирта препятствует вызываемое ими раздражение дыхательных путей и

коньюктивиты. При малых концентрациях отравление развивается постепенно,

выражаясь в раздражении слизистых оболочек, подверженности заболеваниям

дыхательных путей, головных болях, звоне в ушах, дрожании, невритах,

расстройствах зрения.

Предельно-допустимая концентрация 0,05 мг/л

Ацетон (диметилкетон, пропанон) С3Н6О

Прозрачная бесцветная жидкость с характерным запахом. Температура

кипения 56,240С. Смешивается с водой во всех соотношениях. Порог ощущения

запаха 40-70 мг/л; в этой концентрации не влияет на вкус, цвет и

прозрачность воды. Порог привкуса 12 мг/л.

Нижний предел воспламеняемости в смеси с воздухом 2,25%.

Действует как наркотик, последовательно поражая все отделы

центральной нервной системы и прежде всего нарушая условно-рефлекторную

деятельность. При вдыхании в течении длительного времени накапливается в

организме; поэтому токсический эффект зависит не только от концентрации, но

и от времени действия.

Предельно-допустимая концентрация 0,2 мг/л

Дибутилфталат (дибутиловый эфир о-фталиевой кислоты)

Жидкость практически без запаха. Температура кипения 3400С.

Растворимость в воде 0,04%.

Туман дибутилфталата вызывает раздражение верхних дыхательных путей

и глаз, двигательное возбуждение с последующим состоянием угнетения [

].

При переработке пластмасс, в результате испарения материала , с

последующей конденсацией в воздухе образуется пыль пластмасс: полиэтилена,

полиамида, полипропилена, полистирола – пыль органическая.

6.1.2 Методы очистки выбросов

Защита окружающей среды от загрязнений включает, с одной стороны,

специальные методы и оборудование для очистки газовых и жидких сред,

переработки отходов и шламов, вторичного использования теплоты и

максимального снижения теплового загрязнения. С другой стороны, для этого

разрабатывают технологические процессы и оборудование, отвечающие

требованиям промышленной экологии, причем технику защиты окружающей среды

применяют практически на всех этапах технологий. Предлагаемые к

рассмотрению методы и устройства защиты окружающей среды сгруппированы по

типу очищаемой среды (газовая, жидкая, твердая, комбинированная) или

вторично используемого отхода в зависимости от его характеристик.

Газообразные промышленные отходы включают в себя не вступившие в

реакции газы (компоненты) исходного сырья; газообразные продукты;

отработанный воздух окислительных процессов; сжатый (компрессорный) воздух

для транспортировки порошковых материалов, для сушки, нагрева, охлаждения и

регенерации катализаторов; для продувки осадков на фильтровальных тканях и

других элементах; индивидуальные газы (аммиак, водород, диоксид серы и

др.); смеси нескольких компонентов (азотоводородная смесь, аммиачно-

воздушная смесь, смесь диоксида серы и фосгена);

газопылевые потоки различных технологий; отходящие дымовые газы

термических реакторов, топок и др., а также отходы газов, образующиеся при

вентиляции рабочих мест и помещений. Кроме этого, все порошковые технологии

сопровождаются интенсивным выделением газопылевых отходов. Пылеобразование

происходит в процессах измельчения, классификации, смешения, сушки и

транспортирования порошковых и гранулированных сыпучих материалов [

].

Для очистки газообразных и газопылевых выбросов с целью их

обезвреживания или извлечения из них дорогих и дефицитных компонентов

применяют различное очистное оборудование и соответствующие технологические

приемы.

В настоящее время методы очистки запыленных газов классифицируют на

следующие группы:

I. «Сухие» механические пылеуловители.

II. Пористые фильтры.

III. Электрофильтры.

IV. «Мокрые» пылеулавливающие аппараты.

Механические («сухие») пылеуловители

Такие пылеуловители условно делятся на три группы:

- пылеосадительные камеры, принцип работы которых основан на

действии силы тяжести (гравитационной силы);

- инерционные пылеуловители, принцип работы которых основан на

действии силы инерции;

- циклоны, батарейные циклоны, вращающиеся пылеуловители, принцип

работы которых основан на действии центробежной силы.

Пылеуловительная камера

Представляет собой пустотелый или с горизонтальными полками во

внутренней полости прямоугольный короб, в нижней части которого имеется

отверстие или бункер для сбора пыли (рисунок 6.1).

[pic]

а – полая камера; б - с горизонтальными полками; в, г - с

вертикальными перегородками: I - запыленный газ; II - очищенный газ; III -

пыль; 1 - корпус; 2 - бункер; 3 - штуцер для удаления; 4 - полки; 5 –

перегородки

Рисунок 6.1 - Пылеосадительные камеры

Скорость газа в камерах составляет 0,2-1,5 м/с, гидравлическое

сопротивление 50-150 Па. Пылеосадительные камеры пригодны для улавливания

крупных частиц размером не менее 50 мкм. Степень очистки газа в камерах не

превышает 40-50%. Продолжительность прохождения т(с) газами осадительной

камеры при равномерном распределении газового потока по ее сечению

составляет:

[pic]

где Vk, - объем камеры, м3; Vг- объемный расход газов, м3/с; L -

длина камеры, м; В- ширина камеры, м; Н- высота камеры, м.

Инерционные пылеуловители

В инерционных пылеуловителях для изменения направления движения

газов устанавливают перегородки (рисунок 6.2). При этом наряду с силой

тяжести действуют и силы инерции. Пылевые частицы, стремясь сохранить

направление движения после изменения направления движения потока газов,

осаждаются в бункере. Газ в инерционном аппарате поступает со скоростью 5-

15 м/с. Эти аппараты отличаются от обычных пылеосадительных камер большим

сопротивлением и высокой степенью очистки газа [ ].

[pic]

а - камера с перегородкой; б - камера с расширяющимся конусом; в -

камера с заглубленным бункером.

Рисунок 6.2 - Инерционные пылеуловители с различными способами

подачи и распределения газового потока

Большое внимание при проектировании пневмотранспортных и других

устройств пылеочистки необходимо уделять узлам отделения материала от

транспортирующего воздуха - разгрузочным и пылеулавливающим устройствам

(циклонам, фильтрам и т.п.). В зависимости от способа отделения материала в

системах пневмотранспорта используют объемные разгрузочные устройства и

центробежные циклоны. Выбор того или иного типа устройства зависит от

конкретных условий работы установок и требований, предъявляемых к его

работе: наибольшее значение коэффициента осаждения материала, минимальное

сопротивление разгрузочного устройства, надежность в эксплуатации.

Центробежные циклоны

Предпочтение отдается центробежным циклонам, выполняющим

одновременно и роль пылеулавливающего аппарата. Эффективность улавливания

пыли в циклонах повышается с уменьшением диаметра корпуса, но при этом

снижается их пропускная способность. Для обеспечения соответствующей

производительности пневмотранспортной установки небольшие циклоны

группируют в батарею. Коэффициент пылеулавливания батареи циклонов

составляет 0,76-0,85 и несколько повышается с увеличением входной скорости

(с 11 до 23 м/с). Использование вместо циклонов вихревых пылеуловителей

обеспечивает улавливание частиц пыли размером 5-7 мкм.

Воздух после разгрузочных устройств или циклонов, насыщенный

субмикронными частицами, должен направляться на доочистку в пылеуловители.

При выборе типа пылеуловителя в условиях работы таких установок учитывают

следующие показатели:

- степень пылеулавливания, равную отношению количества пыли,

задержанной пылеуловителем, к количеству пыли, содержащейся в воздухе при

его поступлении в пылеуловитель;

- сопротивление пылеуловителя, от которого зависит экономичность

процесса пылеулавливания;

- габаритные размеры и масса пылеуловителя, надежность и простота

его обслуживания.

Циклоны рекомендуется использовать для предварительной очистки

газов и устанавливать перед высокоэффективными аппаратами (например,

фильтрами или электрофильтрами) очистки.

Основными элементами циклонов являются корпус, выхлопная труба и

бункер. Газ поступает в верхнюю часть корпуса через входной патрубок,

приваренный к корпусу тангенциально. Улавливание пыли происходит под

действием центробежной силы, возникающей при движении газа между корпусом и

выхлопной трубой. Уловленная пыль ссыпается в бункер, а очищенный газ

выбрасывается через выхлопную трубу (рисунок 6.3).

В зависимости от производительности циклоны можно устанавливать по

одному (одиночные циклоны) или объединять в группы из двух, четырех, шести

или восьми циклонов (групповые циклоны).

[pic]

1 - коническая часть циклона; 2 - цилиндрическая часть циклона; 3 -

винтообразная крышка; 4 - камера очищенного газа; 5 - патрубок входа

запыленного газа; 6 - выхлопная труба; 7 -бункер; 8 - люк; 9 - опорный

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13