Производство кальцинированной соды

Q₄ - теплота, уносимая топочными газами, кДж;

Q₅ - теплота, уносимая газами содовых печей, кДж.

Рисунок 7 - Схема тепловых потоков

Исходные данные для расчета:

выход соды из бикарбоната натрия, % 63

влажность бикарбоната натрия, % 17

содержание NH₄HCO₃ в бикарбонате натрия, % 3,5

температуры, в ⁰С, начальные: бикарбоната натрия, природного газа и воздуха 25; выходящей из барабана соды 140; выходящего из барабана газа 140; топочных газов на выходе из топки 550.

теплота горения природного газа, кДж/кг 51945

удельные теплоемкости, в кДж/(кг·К): природного газа 0,84; сырого бикарбоната 1,84; соды 1,09; воздуха 1,26; топочного газа 0,84. теплопотери в окружающую среду составят 25% от общего количества расходуемой теплоты.

на сгорание 1 кг природного газа расходуется 17,68 кг воздуха.

Химизм процесса

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂ + H₂О-Q (48)

Общее уравнение теплового баланса рассчитали согласно /11,с.432/ по

формуле

Qприх=Qрасх, (49)

где Qприх - сумма прихода тепла потоков, кДж;

Qрасх - сумма расхода тепла потоков, Вт.

Суммарный приход тепла, Q_прих, Вт, рассчитали согласно /11,с.432/ по формуле

Q_прих = Q₁ + Q₂ + Q_р-ции, (50)

где Q₁ - тепло, вносимое топливом, кДж;

Q₂ - тепло, вносимое гидрокарбонатом натрия, кДж;

Q_р-ции - тепло реакции, Вт.

Тепло, вносимое в печь с топливом, Q1, кДж, рассчитали согласно /11,с. 432/ по формуле

Q₁ =51945х. (51)

где 51945 - теплотворная способность топлива, Дж/кг;

х - количество топлива для получения 1000 кг соды, кг

Тепло, поступающее с гидрокарбонатом натрия , Q2, кДж, рассчитали согласно /11,с.432/ по формуле

Q₂ =х•0,84•25=21х. (52)

Количество теплоты, внесенной в топку с воздухом, Q₃, кДж, подаваемым для сжигания мазута, рассчитали согласно /11,с. 432/ по формуле

Q₃=17,68х•1,26•25=556х. (53)

Количество тепла, поступающего в топку с сырым бикарбонатом, Q4, кДж, рассчитали согласно /11,с. 432/ по формуле

Q₄=1000•1,84•25=46000 кДж. (54)

Итак: Q_прих= Q₁+ Q₂ + Q₃ + Q₄ =51945х+21х+46000+556х=52522х+46000кДж.

Расход теплоты

С готовой содой из печи кальцинации уносятся согласно /11,с. 432/

Q₁ =1000•0,825•0,63•1,09•140=79313,85 кДж. (55)

где 0,825-содержание бикарбоната в сыром полупродукте, поступающем в печь кальцинации;

0,63- выход Na₂CO₂ из бикарбоната;

1,09- теплоемкость соды, кДж/(кг•К);

140-температура соды, єС.

Количество теплоты, расходуемой на разложение, кДж:

-бикарбоната натрия согласно реакции

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂ + H₂О-125,6, (56)

(57)

-бикарбоната аммония согласно реакции

NH₄HCO₃=NH₃+CO₂+H₂O-172кДж, (58)

(59)

Рассчитали количество теплоты, Q₄, кДж, теряемое с водяным паром содержащимся в отходящих газах при 140 єС. Для этого нашли массу пара путем сложения масс, в кг:

-гигроскопической влаги бикарбоната 140;

-водяного пара, выделяющегося при разложении NаHCO₃

-водяного пара, образующегося при разложении NH₄HCO₃

-всего водяного пара

140+88,2+8=236,2 кг.

Q₄=236,2•2750=649550 кДж. (60)

где 2750- энтальпия пара, кДж/кг

Теплопотери:

-с топочными газами

Q₅ =18,5х•0,84•550=8547х; (61)

-в окружающую среду, они составляют 25% от прихода теплоты

(52522х+46000)•0,25=13130х+11500.

Всего расход теплоты

Q_расх=79313,8+615854,7+76202,5+649550+8547х+13130х+11500=1432421+21677х

Приравнивая Q_прих= Q_расх, находим х:

52522х+46000=1432421+21677х,

х=44,9кг.

Расход топлива на кальцинацию 1000кг сырого бикарбоната равен 44,9 кг, что в пересчете на 1000кг соды составит

Составляем тепловой баланс кальцинации на 1000кг бикарбоната натрия.

Таблица 5 - Тепловой баланс

Приход	кДж	Расход	кДж
1	2	3	4
За счет сжигания топлива За счет энтальпии природного газа Теплота внесенная в топку воздухом Сырым бикарбонатом	2332330,5 942,9 24964,4 46000	Теплота, уносимая из печи содой Теплота, расходуемая на разложение: Na NH4HCO3 HCO3 Теплота теряемая с водяным паром Теплопотери: с топочными газами	79313,8 615854,7 76202,5 649550 383760,3
		в окружающую среду	601037
Итого	2404237,8	Итого	2405718

3.4 Расчет и подбор вспомогательного оборудования

Рассчитали центробежный насос поз. Н17 для подачи слабой жидкости 0,026 м³/с из резервуара ХГСП15 на дистилляцию. Давление атмосферное.

Температура слабой жидкости 20 ⁰С. Геометрическая высота подъема слабой жидкости 15 м.

Выбор диаметра трубопровода. Приняли скорость слабой жидкости во всасывающем и нагнетательном трубопроводе одинаковой, равной 2 м/с. Тогда диаметр трубопровода, d, м, рассчитали согласно /6, с. 25/ по формуле

(62)

где щ - скорость слабой жидкости, м/с;

V - объемный расход, м³/с.

Величину критерия Рейнольдса рассчитали согласно /6, с.33/ по формуле

(63)

где м - динамический коэффициент вязкости, Па·с;

- плотность смеси, кг/м³.

Re10000, следовательно режим турбулентный.

Приняли абсолютную шероховатость стенок труб e=0,2мм /10,с.519/. Степень шероховатости определили согласно /6,с.28/

. (64)

Определили сумму коэффициентов местных сопротивлений.

1)для всасывающей линии:

-в ход в трубу (принимаем с острыми краями) о=0,5;

-нормальный вентиль для d=0,02м о=8;

Уовс=0,5+8=8,5.

2)для нагнетательной линии:

-выход из трубы о=1;

-нормальный вентиль о=8;

-дроссельная заслонка о=09 при L=15;

-колено под углом 90є о=1,6;

Уон=1+8+0,9+2+1,6=13,1.

Потери напора, h, м, рассчитали согласно /6,с.33/ по формуле

1)во всасывающей линии

(65)

2) в нагнетательной линии

Общие потери напора, h_п, м, рассчитали согласно /6, с. 34/ по формуле

h_п= h_вс + h_п.н , (66)

h_п =2,25+4,2=6,45 м.

Полный напор, Н, м, развиваемый насосом рассчитали согласно/6, с. 34/ по формуле

(67)

где Р - атмосферное давление, Па;

Н_г - геометрическая высота подъема, м;

h_n - потери напора, м.

Полезную мощность насоса, N_полз, кВт, рассчитали согласно /4,с.28 / по формуле

(68)

Принимая з_п=1 и з_н=0,6 для насосов малой производительности мощность на валу двигателя, Н_дв, кВт, рассчитали согласно /6, с. 34/ по формуле

(69)

Потребляемую мощность, N, кВт, рассчитали согласно /6, с.33/ по формуле

(70)

где - общий КПД, равный 0,9.

С учетом коэффициента запаса мощности в рассчитали установочную мощность, N_уст, кВт, согласно /6, с. 34/ по формуле

N_уст=N·в, (71)

где - коэффициент запаса мощности 1,11,5.

N_уст=14,8·1,2=17,76 кВт.

Установили согласно /4,с.29/, что по заданной производительности и напору следует выбирать центробежный насос марки Х160/49/2, напором 33м, производительностью Q=4,5·10^-2 м³/с, с электродвигателем типа А02-81-2, з_дв=0,75, частотой вращения вала n=48,3 с^-1, мощностью 40 кВт.

Запас напора, h₃, м, необходимый для исключения коветаций рассчитали согласно /6, с. 34/ по формуле

h₃=0,3·(V·n²)^2/3, (72)

h₃=0,3(0,026·48,3²)^2/3=4,5 м.

Высоту всасывания, Н_вс, м, рассчитали согласно /6, с. 34/ по формуле

(73)

где Р_а - атмосферное давление, Па;

Р_t - давление насыщенного пара перекачиваемой жидкости при рабочей температуре, Па;

щ_вс - скорость жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с;

h_п.вс - потеринапора во всасывающем трубопроводе, м.

Таким образом, центробежный насос может быть расположен над уровнем раствора в емкости на высоте менее 2,6 м.

Вентилятор поз.В 17

Мощность рассчитали согласно /8, с. 167/ по формуле

, (74)

где V - расход газа, м³/ч;

Р - разность давлений до и после газодувки, Па. Р₁ =113125 Па-после газодувки, Р₂ =101325 Па- до газодувки;

_г, _пер- КПД газодувки и передачи от электродвигателя, принятые соответственно 0,6 и 0,98.

Выбрали вентилятор согласно /6, с. 52/ с характеристикой: марка ТВ-1100-1,12, Q=6000 м³/ч, тип электродвигателя А02-81-2, мощность 40 кВт.

Емкость для слабой жидкости поз. БН3

Объем заливной жидкости V_ж приняли равным 150 м³/ч. Время заполнения емкости 10 минут.

(75)

Условный объем аппарата, V_у, м³, рассчитали согласно /8, с. 61/ по формуле

(76)

где ц - коэффициент заполнения, приняли равное 0,85.

Согласно /8, с. 76/ приняли стандартные размеры емкости:

номинальная емкость, м³ 40

диаметр внутренний, мм 2600

высота емкости, мм 8180

высота цилиндрической обечайки, мм 6800

4. ОХРАНА ТРУДА И ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА

4.1 Техника безопасности

В производстве кальцинированной соды вредными факторами являются: воздействие окиси и двуокиси углерода, аммиака и сероводорода в воздухе рабочей зоны. Постоянное содержание аммиака, окиси углерода, а также сероводорода в воздухе рабочих помещений в количествах, превышающих допустимые нормы, может привести к профессиональным заболеваниям.

Попадания на кожу применяемых в производстве едких веществ с высокой температурой вызывают термические и химические ожоги.

С целью предупреждения выделения в рабочие помещения паров и пыли, аппаратура цеха и коммуникации, из которых могут проходить выделения указанных веществ, должны быть тщательно герметизированы.

О каждом несчастном случае на производстве пострадавшим или очевидец несчастного случая немедленно извещает мастера по ремонту или мастера смены. Мастер должен немедленно оказать первую медицинскую помощь пострадавшему направить его в медпункт, сохранить обстановку на рабочем месте до обследования таким, каким оно было в момент происшествия,

Предельно-допустимые концентрации ядовитых и вредных веществ, встречающихся в воздухе рабочей зоны производственных помещений: годового производства следующие:

для сероводорода 10 мг/м

для аммиака 20 мг/м

Воздух в производственных помещениях должен подвергаться систематическому контролю на содержание вредных газов и пыли (по графику контроля сан лаборатории, утвержденному главным инженером объединения). /5, с 8/

К опасным факторам относятся: аппараты, работающие при повышенном давлении и температуре, подъемные и транспортные устройства, вращающиеся механизмы; обслуживание и ремонт ленточных транспортеров, скребковых конвейеров; места подъемов и опускания грузов.

Применение в производственных условиях электрозащитные средства объединяют в следующие группы:

-средства коллективной защиты (оградительное устройство, изолирующие устройства и покрытия, устройства защитного заземления, устройства дистанционного управления, а также предупредительные надписи и плакаты);

-изолирующие устройства (шланги, клещи и инструменты с изолирующими ручками. Эти устройства предназначены для использования только специально обученными людьми рассчитаны на определение пробойного напряжения, которое указывается в клейме на устройстве);

-средства индивидуальной защиты (предохранительные пояса при работе на высоте, защитные очки с цветными светофильтрами, диэлектрические перчатки, галоши, боты и коврики).

В производственном помещении имеется электрооборудование, поэтому существует опасность получения электротравм. В процессе работы не допускать касаний токоведущих проводов и кабелей, электромоторов и других заземлений.

При обнаружении нарушении изоляции, искрении, дымлении электрооборудования необходимо немедленно известить эл.персоналу (энергетика, сменного электромонтера). Нельзя касаться выключателей и кнопок пускателей мокрыми руками. В процессе работы существует вероятность получения повреждений частей тела электротоком от электродвигателей центробежных насосов, вакуум-фильтров, вент-систем и их пусковой аппаратуры. Для предотвращения травм используют заземление электродвигателей, герметичность изоляции подводящих проводов, наличие защитных кожухов, козырьков во избежание случайных попаданий жидкости на электрооборудование.

Наиболее опасен прямой удар молнии. Сила тока, возникающая при разряде (молнии), очень велика и способна вызвать загорание объекта. При вторичных проявлениях молнии в металлических частях технологического и любого другого оборудования возникают токи высокого напряжения, что обусловлено электрической и электромагнитной индукцией. Эти токи приводят к искрению между металлическими элементами конструкции и оборудования. Для защиты оборудования и сооружений, расположенных под металлической крышей, от вторичного проявлении молнии необходимо крышу (через 15 метров по периметру здания) присоединить к заземлению. Для защиты помещений от попадания молнии необходимо броню кабелей и металлические трубопроводы заземлять в местах ввода их в здание. Молниеотводы предназначаются для отвода в землю атмосферного электричества в результате прямого удара молнии, а также для постепенного уменьшения заряда облака и предупреждения прямого удара молнии. Молниеотводы состоят из молниеприемников, токоотводов и заземлителей.

К основным мерам защиты от процесса образования, сохранения зарядов в пространстве при контакте двух материалов, если хотя бы один из них является диэлектриком относят

-предотвращение накопления зарядов на электропроводных частях технологического оборудования, что достигается заземлением оборудования и коммуникаций;

-уменьшение электрического сопротивления перерабатывающих веществ. Принято считать, что при значении электрического сопротивления диэлектрических материалов близко к величине 105Ом*м, вещества электролизуются слабо и опасности не представляют;

-снижение интенсивности зарядов статического электричества. В этих случаях ограничивают скорости движения материалов, избегают разбрызгивания струй жидкости;

-нейтрализация зарядов сжатого электричества применяется в тех случаях, когда нельзя использовать более простые средства защиты. Метод нейтрализации сводится к ионизации воздуха в местах возникновения и накопления зарядов. Заряды с противоположным знаком притягиваются друг к другу нейтрализуются;

-отвод зарядов, накапливается на людях, достигается путем изготовления токопроводящих полов, заземлением ручек приборов, дверей обеспечением работающих токопроводящей обувью и антистатическими халатами.

Защита персонала от статического электричества

Для предотвращения опасных искровых разрядов ,которые возникают вследствие накопления на теле человека заряда статического электричества при контактном или индуктивном воздействии наэлектризованного материала или элементов одежды, электризующихся при трении друг о друга, обеспечивается отекание этих зарядов в землю. /7, с.3/

Основным методом выполнения этого требования является обеспечение электростатической проводимости пола и использование антиэлектростатической обуви. Подошва прошита электропроводными материалами, которые не дают механической и выходят под стельку.

Для обеспечения непрерывного отвода заряда статического электричества с тела человека, с передвижных сосудов, и аппаратов полы в производственных помещениях электростатически проводящие.

Одним из наиболее эффективных средств улучшения условий труда является вентиляция. Бесперебойная работа вентиляционных установок в цехе должна обеспечивать состояние воздушной среды в соответствии с требованиями санитарных норм.

При эксплуатации вентиляционных установок нужно систематически следить за тем, чтобы:

а) работающие вентиляторы имели плавный и бесшумный ход;

б) рабочее колесо вентилятора имело правильное направление вращения;

в) двери камер приточных вент систем должны герметично закрываться.

При обслуживании вентиляционных установок должны быть соблюдены следующие основные требования охраны труда:

а) работа вентиляционного оборудования допускается только при условии ограждения решетками или кожухами приводных ремней, соединительных полумуфт и других вращающихся частей;

б) запрещается загромождать вентиляционные камеры, каналы и площадки посторонними предметами;

в) запрещается снимать и надевать приводные ремни при вращении ротора электродвигателя. /9, с. 45/

4.2 Производственная санитария

Токсические свойства вещества, ПДК и средства индивидуальной защиты указанны в таблице 6.

Таблица 6 - Токсические свойства веществ, их ПДК и средства индивидуальной защиты

Наименование сырья	Характеристика токсичности	ПКД, мг/м3	Класс опасности	Средства защиты
1	2	3	4	5
Аммиак	Вызывает обильное слезо- точение и боли в глазах, удушье, сильные приступы кашля, головокружение, рвота, чихание	0,2	4	Промышленный фильтрующий противогаз марки КД, спецодежда, спецобувь, рукавицы, очки
Окись углерода (угарный газ)	Становится причиной тяжелого отравления, потери сознания, судороги, отдышка	5	4	Промышленный фильтрующий противогаз марки М и СО
Сероводород	Вызывает чувство сжения в глазах, слезоточение. При вдыхании 1 мг/л и выше отравление может размываться мгновенно (судороги, потеря сознания оканчиваются быстрой смертью и остановки дыхания или паралича сердца)	0,008	2	Промышленный фильтрующий противогаз марки КД, спецодежда, спецобувь, рукавицы, очки
Сода кальцинированная (пыль)	Содовая пыль действует на кожу и слизистые оболочки. Вызывает нарушение кожных покровов, дерматиты, хронические экземы. Вдыхание пыли вызывает раздражение и заболевания органов дыхания	2	3	Респираторы, спецодежда, спецобувь

/15, с. 9/

4.3 Основы пожарной безопасности

В целях противопожарной профилактике в зданиях устанавливают противопожарные преграды в виде противопожарных стен, предназначены для ограничения распространения пожара в здание. Противопожарные стены опираются на самостоятельный фундамент и выполняется из материалов с пределом огнестойкости не менее 2,5 часов.

В качестве пожаротушащего средства в цехе применяется: самое дешевое и нетоксическое вещество - вода, которая подается в зону горения из пожарных гидрантов; при возгорании электрооборудования применяют огнетушители ОУ-5 или ОУ-8, которые представляют собой пустотелые толстостенные цельнотянутые сосуды со сферическим днищем; грубошерстные полотно, кошма (1х1м), предназначенные для тушения горящей одежды; песок; может применяться сырой гидрокарбонат натрия, обладающий теми же свойствами, что и песок.

Для тушения пожара применяют противопожарные краны и пожарные гидранты, в которых используется вода. Пожарные краны оснащены прорезиненными головками. Два пожарных крана находятся возле душевых, в монтажном проеме и возле комнаты приема пищи. Для тушения значительных очагов пожара предусмотрены гидранты, которые расположены на расстоянии 4 метров от стены здания и восточной стороны. К ним возможен подъезд пожарных машин.

Для оповещения работников и руководства предприятия о пожаре на производстве используют дымовые, световые и комбинированные извещатели, служащие основным элементом любой автоматической пожарной защиты./5, с. 4/

Классификация основных цехов, отделений и наружных установок по взрывоопасности. степени огнестойкости и санитарной характеристике указана в таблице 7.

Таблица 7 - Классификация основных цехов, отделений и наружных установок по взрывоопасности, степени огнестойкости и санитарной характеристике

Наименование отделения	Категори пожарной опасности	Классификация взрывоопасности	Класс помещений по ПЭУ	Средства и устройства пожаротушени
1	2	3	4	5	6
Кальцина ция	Г	Не классифицируютс	Не классифицируютс	Б-3	Пож-е гидранты,система пожарных кранов,щитов

5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

5.1 Характеристика места расположения объекта

ОАО «Сода» расположено на северо-востоке города в промышленной зоне отделенного от жилой застройки лесным массивом. Предприятие отделено зоной разрыва расстоянием более 1 км от жилой зоны. Внешняя граница сан - защиты огибает все производства и обустроена в соответствии со всеми строительными нормами и правилами.

При строительстве ОАО «Сода» учитывалось присутствие источника основных производственных и промышленных вод. В связи с этим предприятие было построено недалеко от реки Белой для уменьшения водозабора и сброса сточных вод ниже по течению от селективной зоны. Газовые выбросы на данном предприятии подразделяются на организованные и неорганизованные. В связи с этим учитывалась роза ветров данного предприятия. Преобладающий ветер в данном регионе, где расположено предприятие - южный. Таким образом, газовые выбросы угоняются в сторону от города.

Рисунок 8 - Месторасположение объекта

5.2 Источники образования отходов, выбросов

В цехе производства кальцинированной соды имеется 4 вида выбросов в окружающую среду: газообразные, жидкие, твердые отходы и сточные воды.

К газообразным относятся:

-газы со станции фильтрации с промывателя воздуха фильтров, не используются, выбрасываются в атмосферу.

- потери аммиака с вентиляционной системой от вакуум - фильтров, не используются, выбрасываются в атмосферу.

- потери аммиака в атмосферу с вакуум - фильтров, не используются, выбрасываются в атмосферу.

- дымовые газы с содовых печей, не используются, выбрасываются в

атмосферу.

- потери кальцинированной соды с вентиляционной системой цеха кальцинации и ОМУСК - 2, не используются, выбрасываются в атмосферу.

К жидким отходам относятся:

вода после охлаждения роликов содовых печей и смыв с полов станции кальцинации, направляются в шламопровод.

К твердым отходам относятся:

- ткань и мешки фильтровальные, содержащие соду кальцинированную, направляются на рекультивируемую старую городскую свалку.

- бой кирпичной кладки, бой шамотного кирпича, образуемые при плановых ремонтах содовых печей, направляются на рекультивируемую старую городскую свалку. /15, стр. 2/

Источники образования отходов, выбросов указанны в таблице 8.

Таблица 8 - Источники образования отходов, выбросов

Наименование отходов, характеристика, состав	Направление использования, метод очистки и утилизации.	Нормы образования отходов достигнутые на 2004г.	Количество отходов, м3 /ч
1	2	3	4
Жидкие отходы Вода после охлаждения роликов содовых печей и смыв с полов станции кальцинации, состав, % NaCl - 0,050 Na2SO4 - 0,017 CaCO3 - 0,017 MgCO3 - 0,008 H2O - 99,740 Na2 CO3 - 0,170	Направляется в шламопровод	11,68	0,65
Газообразные отходы Газы со станции фильтрации с промывателя воздуха фильтров,	Не используются, выбрасываются в атмосферу	401,06	12100
Н2О - 8,5673 СО2 - 3,9096 NH3 - 0,0249 H2S - 0,0002 NO2 - 0,0001 N2 - 67,1095 O2 - 20,3884 Потери аммиака с вентиляционной системой от вакуум - фильтров, состав, % Н2О - 75,82 СО2 - 21,98 NH3 - 1,92 H2S - 0,28 Дымовые газы с содовых печей, состав, % Н2О - 6,40 СО2 - 14,82 SO2 - 0,27 N2 - 71,69 O2 - 6,75 Зола - 0,01 СО - 0,04 NOх -0,02 Потери кальцинированной соды с вентиляционной системой цеха кальцинации и ОМУСК - 2, состав,% Na2СO3 - 93,02 NH3 - 4,65 СО - 2,33	Не используются, выбрасываются в атмосферу Не используются, выбрасываются Не используются, выбрасываются в атмосферу	3,64 1943,81 0,0645	34400 96100
Твердые отходы Ткань и мешки фильтровальные, содержащие соду кальцинированную Бой кирпичной кладки, бой шамотного кирпича, образуемые при плановых ремонтах содовых печей	Направляются на рекультивируе мую старую городскую свалку	0,0045 1,168

5.3 Расчет количества предельно допустимых выбросов

Исходные данные:

высота источника выброса, Н, м 100

диаметр устья, D, м 5

температура ПГВ смеси, t⁰ С 550

состав ПГВ смеси СО₂, СО, SO₂

ПДК компонентов ПГВ смеси, мг/м³ 20;3;0,5

температура окружающего воздуха, t⁰С 30

концентрация компонентов в смеси, с₀, г/м³ СО-0,008;СО₂-2,02; SО₂-0,025

Объем ПГВ смеси, V равен 26,6 м³/с.

Скорость выхода смеси, щ, м/с, рассчитали согласно /18, с. 365/ по формуле

(76)

Валовый выброс каждого вредного вещества, M_i , г/с, рассчитали согласно /18, с. 365/ по формуле

M_i=с₀·V, (77)

M_СО=0,008·26,6=0,21 г/с,

M_СО2=2,02·26,6=53,7 г/с,

M_SO2=0,025·4,04=0,66 г/с.

Для групп веществ однонаправленного действия условную концентрацию, с', г/м³, и условный валовый выброс, М', г/с, рассчитали согласно /18, с. 365/ по формуле

(78)

(79)

Показатель доминируемости, П_д, для групп из однонаправленных веществ при совместном присутствии в составе выброса рассчитали согласно /18, с. 365/ по формуле

(80)

Величину коэффициента m, входящего в расчет дальнейших формул рассчитали согласно /18, с. 365/ по формуле

(81)

где f - рассчитали согласно /18, с. 356/ по формуле

(82)

Коэффициент n в зависимости от скорости щ,м/с, рассчитали согласно /18, с. 368/ по формуле

Безразмерный коэффициент F для газообразных сред приняли равным 1.

Коэффициент А для района Урала приняли равным 160.

Значение максимально приземной концентрации вредных веществ в приземном слое, с_max, мг/м³, рассчитали согласно /18, с. 357/ по формуле

(84)

Концентрация вредного вещества в устье, с_min, мг/м³, трубы не должна превышать значения, рассчитываемого согласно /18, с. 367/ по формуле

(85)

Предельно-допустимые выбросы, ПДВ, г/с, рассчитали согласно /18, с. 364/ по формуле

(86)

Вывод: рассчитанные предельно допустимые выбросы вредных веществ в атмосферу не превышают установочный ПДВ.

5.4 Существующие методы очистки отходов, выбросов, стоков

На предприятии имеются следующие отходы: пылегазообразные выбросы, сточные воды.

Газообразные выбросы после вакуум фильтров отправляются на очистку в промыватели вакуум-фильтров, а потом выбрасываются в атмосферу. Газы после содовых печей идут на отчистку в циклон, далее в промыватель газа содовых печей, и снова применяются в производстве. Сточные воды после охлаждения аппаратуры отправляются на водооборот, промывная вода после промывки и смыва полов цехов кальцинации отправляется в шлаконакопитель - «белое море».

5.5 Предлагаемый метод очистки и расчет его экономической эффективности

5.5.1 Предлагаемый метод очистки

Определили величину максимальной приземной концентрации диоксида серы, выбрасываемой из домовой трубы проектируемого производства, сжигающего мазут.

Исходные данные:

количество сжигаемого мазута, G, кг/ч 9145,72

содержание серы в мазуте, % (масс.) 2

местонахождение проектируемого производства - район Урала

высота дымовой трубы, Н, м 100

диаметр трубы, D, м 5

средняя скорость дымовых газов, х, м/с 15

температура дымовых газов, t_г, ⁰С 550

температура воздуха, t_в, ⁰С 30

Количество диоксида серы, G_с, г/с, выбрасываемого в атмосферу, учитывая, что при сжигании 1 кг серы образуется 2 кг SO₂, рассчитали согласно /18, с.369/по формуле

(87)

Величину максимально приземной концентрации диоксида серы для выброса нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем рассчитали согласно /18, с. 369/по формуле

(88)

где А - коэффициент, определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе, принимаем равным 160;

G_с - количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;

G' - объем газовоздушной смеси, м³/с;

F - безразмерный коэффициент, учитывающей скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m,n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

Н - высота источника выброса над уровнем земли, м;

Дt - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой окружающего атмосферного воздуха, ⁰С

Коэффициент m рассчитали согласно /18, с. 369/ по формуле

(89)

где f - рассчитали согласно /18, с. 356/ по формуле

(90)

Коэффициент n рассчитывается в зависимости от параметра х_м. Величину х_м рассчитали согласно /18, с. 369/ по формуле

(91)

Объем газо-воздушной смеси, G', м³/с рассчитали согласно /18, с. 369/ по формуле

(92)

Так как, х_м>2, то n=1. Коэффициент о рассчитали согласно /18, с. 369/ по формуле

(93)

Расстояние от источника выбросов рассчитали согласно /18, с. 369/ по формуле

l_м=оН, (94)

l_м=22,07·100=2207 м.

Полученная величина не превышает максимально разовую ПДК=0,5 мг/м³, следовательно, дымовая труба с указанными параметрами работы и размерами соответствует предъявляемым требованиям.

Минимальную высоту одноствольной трубы для рассеивания выбросов рассчитали методом приближений:

1 принимаем ПДК_SO2=0,5 мг/м³, Н_min=20 м;

2 параметр f

3 величина х_м

4 минимальная высота дымовой трубы

(95)

Расчетная и принятая величина близки, поэтому пересчета не требуется.

5.5.2 Расчет экономической оценки ущерба

Экономическую оценку ущерба, приносимого годовыми выбросами загрязнителей в атмосферу Уа, руб./год определили согласно /18, с.136/ по формуле

, (96)

где - константа, численное значение которой равно 2,4 руб. на

условную тонну выбросов;

- показатель относительной опасности загрязнителей в атмосферу, для территорий промышленного предприятия приняли равным 1,2;

М_а - приведенная масса годового выброса из источника;

f - поправка, учитывающая характер примесей в атмосфере 0,5.

Значение приведенной массы годового выброса загрязнителей в атмосферу из источника М_а, усл.т/год определили согласно /18, с.137/ по формуле

(97)

где N - общее число примесей, выбрасываемых источником в атмосферу;

А_i - показатель относительной опасности i-го вещества в атмосферу, усл.т/год;

m_i - масса годового выброса примесей i-го вещества в атмосферу, т/г.

А _{i (CO)} =1 усл.т/год

А _{i (CO2)} =2,4 усл.т/год

А _{i (SO2)} =22 усл.т/год

М_а=(1·6,3)+(2,4·1693,4)+(22·3153,6)=73449,6 усл.т/год.

Экономическую оценку ущерба Уа, руб./год определили по формуле

Уа=2,4·1,2·0,5·73449,6 =105767,5 руб./год.

Вывод: эколого-экономический ущерб, предотвращенный в результате снижения концентрации выбросов CO₂ , СО, SO₂ составил 105767,5 руб./год.

Размещено на Allbest.r

...