Характеристика производственных процессов предприятия 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Характеристика производственных процессов предприятия



КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: Защита окружающей среды

Тема:

Техника защиты окружающей среды

 


Содержание

 

1. Общие сведения о предприятии

Характеристика производственных процессов предприятия

Характеристика сырья, используемого в производстве фосфорных удобрений

Технологическое оборудование, машины и агрегаты

. Характеристика производственных процессов как источников загрязнения окружающей среды

Характеристика производственных процессов как источников загрязнения атмосферы

Характеристика производственных процессов как источников образования отходов

Характеристика производственных процессов как источников образования сточных вод и загрязнения водотоков

. Разработка экологических нормативов предприятия

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Расчет нормативов образования отходов и лимитов на их размещение

. Разработка технических мероприятий, направленных на снижение влияния загрязняющих веществ на состояние окружающей среды

Литературный обзор

Выбор методов, обоснование технологической схемы и расчет необходимого оборудования для очистки газовых выбросов

Выбор методов, обоснование технологической схемы и расчет необходимого оборудования для очистки сточных вод

Выбор методов, обоснование технологической схемы и расчет необходимого оборудования для утилизации отходов

. Экономика природопользования

Расчет платежей за загрязнение окружающей среды

Экономическая оценка экологического ущерба

Определение экономической эффективности проведения природоохранных мероприятий

Заключение

Список используемой литературы

 


1. Общие сведения о предприятии:

 

Характеристика сырья, используемого в производстве фосфорных удобрений

 

Сырьем для производства фосфорных удобрений, фосфорной кислоты и элементарного фосфора служат природные фосфатные руды: апатиты и фосфориты. Основным фосфорсодержащим компонентом в них являются двойные соли трикальцийфосфата состав

 

ЗСаз(РО4)2'СаХ

где X = F, ОН, С1. В соответствии с этим различают: фторапатиты (X = F) и гидроксилапатиты (X = ОН).

Апатиты представляют собой породы вулканического происхождения, имеют крупнозернистую структуру и помимо фтор(гидроксил)апатита, содержат нефосфатные минералы, основным из которых является нефелин состава Na2O (K2O)-Al2O3-2SiO2. Поэтому для производства фосфорных удобрений используется продукт предварительного обогащения апатитовых рудапатитовый концентрат, содержащий до 40% Р2О5, выход которого составляет около 20% от массы апатитово-нефелиновой руды.

Фосфориты - руды осадочного происхождения, высокодисперсны и содержат фосфор в виде фторапатита и апатитоподобных минералов переменного состава. Содержание фосфора в фосфоритах колеблется от 16 до 30% Р2Об.

 

Технологическое оборудование, машины и агрегаты

 

В производстве фосфорных удобрений используют следующее оборудование:

- Гранулятор-смеситель

-  Реактор-смеситель

-  Распылительная сушилка

-  Барабанная сушила

-  Барабан - нейтролизатор

-  Дробилка.


 

Характеристика производственных процессов как источников загрязнения окружающей среды

Разработка экологических нормативов предприятия

Таблица

Климатическая зона Коэффициент А*
Средняя Азия, Казахстан, Нижнее Поволжье, Кавказ, Молдавия, Сибирь, Дальний Восток 200
Север и Северо-Запад Европейской территории России, Среднее Поволжье, Урал, Украина 160
Центральная часть Европейской территории России 120

 

* А - горячие выбросы ;

Для Калужской области А=120

М - масса выбрасываемых веществ, г/с.

Н - высота выбросов вредных веществ над уровнем земли (высота трубы), м;

Д - диаметр устья трубы, м;

rТ - разница между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой наружного воздуха, оС.

F - безразмерный коэффициент, зависящий от скорости оседания вредных веществ в атмосферном воздухе:

для газообразных вредных веществ и мелкодисперсной пыли F = 1;

для крупнодисперсной пыли, при среднем коэффициенте очистки пылеулавливающих устройств η ≥ 90%, F = 2; при 75% < η < 90%, F = 2,5 и при η < 75%, F = 3;

W0 - скорость выхода газов из устья трубы, м/с.

 

Параметр Значение
Н, м 60
Д, м 0,9
rТ, оС 145,6
F 1
W0, м/с 11

 

V - объем выбрасываемых газов в единицу времени, м3/с;

 

,

V=(3,14*0,92*11)/4=7 м3/с;

m - безразмерная величина. Для горячих выбросов определяется по формуле:

 

,

 

f - параметр для горячих выбросов:

 

, м/с2Ìград

f = (103*112*0,9)/(602*145,6)=0,2 м/с2Ìград

 

m = 1,1

n - безразмерный коэффициент зависит от параметра VМ,, который находят из выражения:

Vm - безразмерный параметр для горячих выбросов:

 

,

Vm = 0,65 * 1,67

 

при 0,3 ≤ VМ ≤ 2,

 

;

n = 0,93

 

Тогда максимальные концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферы равны:


 

 

Расчеты рассеивания не проводятся при соблюдении условия:

 

,

 

где Смi -максимальная концентрация i-го вещества, мг/м3;

Сф - фоновая концентрация, в долях ПДК;

e - коэффициент целесообразности расчета принимается до 1.

Расчет целесообразен для всех веществ не удовлетворяющих этим требованиям.

Таким образом, расчет целесообразен для всех веществ.

 

3) Определение расстояния Хм от источника выбросов, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации вредных веществ

Расстояние Хм определяется по формуле:

 

Xm = (5-F)/4*dН, м

 

где d - безразмерная величина, определяемое с учетом Vm для нагретых источников:

 

 при 0,5<Vm < 2.

 

Т.к. V m=1,67

 

d=7*1,29(1+0,28 ) = 10,5

Хm=(5-1)/4*10,5*60=630м

 

) Расчет опасной скорости ветра по значению Vm

 

Um = Vm при 0,5 < Vm ≤ 2.=1,67 м/с

 

) Определение концентрации вредных веществ при скоростях ветра, отличных от опасной.

Расчет выполняется по следующим формулам:

 

, мг/м3

 

При значениях  > 1, и < 1 найдем безразмерную величину r:

 

 при  > 1.

U/Um=2,99

r =

Сmu(пыль)=0,53*37,036=19,6 мг/м3

Сmu(H2S)=0,53*0,000079=0,000042 мг/м3

Сmu(SO2)=0,53*0,000026=0,000014 мг/м3

Сmu(CH4)=0,53*0,000017=0,0000092 мг/м3

Сmu(pxoy) = 0,53*0,00013=0,000069 мг/м3

 

) Расстояние от источника выброса, на котором при скорости ветра U и неблагоприятных метеоусловиях будет максимальная концентрация вредных веществ.

Расчет ведется по формуле:

 

 

Вычислим безразмерный коэффициент Р:

 

 при  > 1.

Р=0,32*2.99+0,68=1.63

Хmu=1,63*630=1026,9 м

 

) Расчет величины предельно допустимого выброса (ПДВ).

Произвести расчет величины предельно допустимого выброса (ПДВ), т.е. максимального количества вредных веществ в единицу времени (г/с), которое можно выбрасывать в атмосферу, чтобы ее загрязнение в приземном слое не превышало ПДК возможно по формуле:

 

 


 

Таблица

ПДК основных загрязняющих веществ.

Вещество
пыль 0,5
H2S 0,008
SO2 0,05
CH4 0,001
PxOy 0,15

 

ПДВ(пыль)=8*0,5* г/с

ПДВ(H2S)=8*0,008* г/с

ПДВ(SO2)=8*0.05* г/с

ПДВ(CH4)=8*0,001* г/с

ПДВ(PxOy) = 8*0.15* г/с

 

Вещество Cт, мг/м3 ПДКрз мг/м3 Сm мг/м3 0,1ПДКСС мг/м3 ПДВ, г/с ПДКмр
Пыль 37037 0,5 37,04 0,05 17,88 0,5
Н2S 0,035 10 0,000079 0,0008 0,29 0,008
SO2 0,003 10 0,000026 0,005 1,79 0,05
CH4 0,035 1 0,000017 0,05 0,04 0,001
P2O5 0,009 1 0,00013 0 5,36 0,15

 

Зоны воздействия и зоны влияния:

 

Р, % C СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ
Р/Р0 0,96 1,44 0,88 0,80 0,88 1,20 0,96 0,88
Lm 605 907 554 504 554 756 605 554
Lmu 986 1479 904 822 904 1232 986 904

 

Расчет нормативов образования отходов и лимитов на их размещение

 

На заводах производства фосфорных удобрений в результате технических процессов образуется, отходы из-за очистки сточных вод и загрязненного воздуха, на сооружениях. На циклоне образуется шлак, который мы складируем в баках на территории промышленной площадке, а затем вывозим на полигоны ТБО. На гидроциклоне образуется осадок, с влажностью 93%, который мы обезвоживаем на центрифугах, а затем складируем на площадках для хранения отходов.

Определяем массу и объем образовавшихся отходов:

На циклонах:

 

 

Определяем количество баков для складирования: V1=1,5 м3. Принимаем 3 бака.

На гидроциклонах:

 

 

Определяем класс опасности осадка по классификатору.

Шлак - 4 класс опасности.

Осадок с центрифуги - 4 класс опасности.

В таблице приведен паспорт на отходы.

 

 

Наименование отхода место образования Класс опасности код физико-химическая характеристика Периодичность образования

количество отходов

использование отходов

способ удаления или складиров. Приме-чание
          т/сут т/год передано другим т/год Складиро-вано т/год    
шлак из циклона система очистки воздуха 4 3140010008004 твердый раз в сутки 7,5 2737,5 2737,5 2737,5 Складирование в баках, с последующим вывозом на полигоны ТБО  
Осадки сточных вод из гидроциклона Система очистки сточных вод 49430000003004 Пастообразный, влажность 98% раз в сутки 0,31 113,15 - 113,15 Обезвоживание на центрифугах, с последующем хранением осадка на площадках для хранения осадка  

 

 

Литературный обзор

 

Существует много способов очистки воздуха от загрязнений.

Циклоны широко применяются для очистки от пыли вентиляционных и технологических выбросов во всех отраслях. Циклоны являются наиболее распространенным видом пылеулавливающего оборудования. Они имеют многие преимущества - простота устройства, надежность в эксплуатации при сравнительно небольших капитальных и эксплуатационных затратах.

Скрубберы-Вентури имеют распыливающие элементы в виде орошаемых труб Вентури или аналогичных устройств для ускорения газового потока. Эффект очистки достигает до 99,99%.

Сточные воды производства фосфорных удобрений в основном загрязнены взвешенными веществами.

Существуют следующие способы очистки сточных вод от взвешенных веществ.

Гидроциклон - открытые гидроциклоны применяются для выделения из сточных вод оседающих, преимущественно тяжелых и грубодисперсных примесей. Открытые гидроциклоны относятся к сооружениям отстойного типа с вращательным движением потока в рабочей зоне.

Выбор методов, обоснование технологической схемы и расчет необходимого оборудования для очистки газовых выбросов:

 

Так как в состав газового выброса, преимущественно входит неорганическая пыль, то выбираем следующую схему очистки:

- циклон ЦН-15;

- скруббер-Вентури;

После первой ступени концентрация пыли снизится до 2148,1 ; после второй ступени концентрация пыли снизится до 2,15 .

Данные установки позволят обезвредить газовый выброс до установленных нормативов и выброс их в окружающую среду не нанесет вреда природе и человеку.

Теоретическая часть:

Циклоны предназначены для сухой инерционной очистки газов от дисперсных загрязнителей. Средний размер частиц максимально удаляемых циклоном 10-20 мкм. Избыточное давление газов поступающих на очистку в циклоны не должно превышать 2500 Па, температура газов не должна превышать 400 С, исходная запыленность не должна превышать 400 г/м3.

Наиболее применяемыми являются циклоны цилиндрические и конические. Типовые размеры циклонов начинаются с диаметра 200 миллиметра и заканчиваются диаметром 4000 миллиметров.

Расчетная часть:

Выбираем газ-носитель воздух

 

Компоненты N2 CO2 O2
ri 0.82 0,11 0,07
r 1.251 1.977 1.429
h 17 14.7 19.3    
TCR 126 132.9 154.3

 

1. рассчитаем плотность газоносителя:

 

r=

r= кг/м3

 

2. рассчитаем плотность газоносителя при заданных условиях:

кг/м3

 

3. рассчитаем вязкость газоносителя:

 

Па

h=16,95 Па

 

4. рассчитаем вязкость газоносителя при заданных условиях:

 

 

5. По справочным данным задаемся типом циклона и определяем оптимальную скорость движения газового выброса в циклоне и среднюю дисперсность очищаемого газового выброса (Wopt, sp).

6. Определим диаметр циклона по следующему выражению:

 

 , м.

 

Где, W - расход газового выброса, м3/с;

Wopt - оптимальная скорость движения газового выброса в циклоне, м/с

n - число секций.

, м.

 

Принимаем стандартный диаметр 1000 мм.

7. Принимаем ближайшее стандартное значение диаметра и определяем действительную скорость движения газового потока

 

, м/с.

W-Wopt 15%.

 м/с

 

8. Определим коэффициент гидравлического сопротивления циклона

 

 

Где, К1 - коэффициент, учитывающий уменьшение диаметра циклона.

Если d>500 мм, то К1=1.

К2 - поправочный коэффициент, учитывающий запыленность газа, К2=0,93

x500 - сопротивление одиночного циклона диаметром 500 мм.

К3 - коэффициент, учитывающий группировку циклона.

Если число секций циклона равно 1, то К3=0.

 

x=

9. Определим потери давления в циклоне

 

, Па

Где, rG - плотность газового выброса при заданных условиях, кг/м3;

w - действительная скорость движения газового потока в циклоне, м/с.

 

 Па

 

10. Определим диаметр частиц удаляемых на 50% при заданных условиях

 

, м.

мкм.

 

11. Определим параметр Х

 

.

Ф(х)=88,49%.

 

12. На основании параметра Х определяем эффект очистки.

 

13. Определяем концентрацию загрязнения на выходе из аппарата

мг/м3

 

Выбираем циклон ЦН 15, со следующими техническими характеристиками:

 

Внутренний диаметр выхлопной трубы, м. 0,59
Внутренний диаметр пылевыпускаемого отверстия, м 0,3…0,4
Ширина входного патрубка в циклоне, м 0,2
Ширина входного патрубка на входе, м 0,26
Длина входного патрубка, м 0,6
Высота установки фланца, м 0,1
Высота входного патрубка, м 0,66
Высота выхлопной трубы, м 1,74
Высота цилиндрической части, м 2,26
Высота конической части, м 2,0
Высота внешней части выхлопной трубы, м 0,3
Общая высота циклона, м 4,56

 

Расчет скрубберов Вентури

Теоретическая часть: скрубберы Вентури предназначены для мокрой инерционной очистки газовых выбросов от дисперсных загрязнений. Наибольшую эффективность скрубберы Вентури демонстрируют при удалении частиц с диаметром 1-10 мкм. Условиями применения скрубберов является:

· температура газовых выбросов не должна превышать 220 8С;

·   исходная запыленность не должна превышать 100 г/м3.

Исходные данные для расчета:

Расход очищаемого газа W м3/с; плотность газа при рабочих условиях rG, кг/м3; давление в системе р, Па; плотность орошающей жидкости rL =1000 кг/м3; требуемый эффект очистки:

 

 

Алгоритм расчета:

.   По справочным данным определяем коэффициент смачиваемости и слипаемости загрязнителя В, n. В= , n=0,454.

.   По заданному расходу газа подбираем высоконапорный скруббер Вентури ГВПВ и находим его степень очистки:

 

Типо-размер аппарата ГВПВ Площадь сечения горловины трубы Вентури м2 Диаметр горловины D, мм Производительность (по выходным параметрам газа), м3 Расход жидкости на орошение, л/с Давление жидкости перед форсункой, КПа Габариты, мм Масса, кг
0,019 0,019 155 1,55…3,15 1,08…3,55 80…980 645х785х3140 174

 

3. Задаемся удельным расходом орошающей жидкости и определяем массовый расход орошающей жидкости.

 

 л/м3.

 

Принимаем =1,08 л/м3

 

, м3

м3

 

4. Определим гидравлическое сопротивление сухой трубы Вентури

фосфорный загрязнение экологический природоохранный


 

, Па

 

 - сопротивление сухой трубы Вентури, определяется по справочнику: =0,15.

W - скорость движения газа в горловине W = 100 200 м/с.

 

кг/м3

, Па

 

5. определим гидравлическое сопротивление мокрой трубы Вентури

 

, Па

 

Где,  - коэффициент гидравлического сопротивление мокрой трубы Вентури.

 

 

Где, МG- массовый расход газа, кг/с.

 

кг/с

 

6. Найдем общее сопротивление системы

 

, Па

 Па

 

7. Определим суммарную энергию сопротивления

 

, Па

Па

VL - объемный расход жидкости.

, м3/с.

м3

8. Определим эффект очистки при рабочих условиях

.

 

9. Сравниваем требуемый и действительный эффект очистки.

 

мкм


 

Так как Y>150, то h=99,99%

10. Определяем концентрацию загрязнения на выходе из аппарата

 

, мг/м3.

мг/м3

 

11. Определим количество и степень загрязненности образующихся сточных вод

 

, м3

м3

, кг/с.

кг/с

 

Где, G - количество загрязнений переходящих в сточные воды, кг/с.

 

, мг/л.

мг/л

 

Ср - концентрация загрязнителей в сточных водах, мг/л.

wL - скорость движения орошающей жидкости на входе в сооружение, 1-2 м/с.


 

Заключение

 

Данный курсовой проект представляет собой разработку природоохранных мероприятий направленных на снижение воздействия предприятия по производству фосфорных удобрений, расположенного в г. Калуге на окружающую природную среду.

Для снижения воздействия выбросов на атмосферу в качестве очистного оборудования применяются циклон, и скруббер-Вентури. Для снижения воздействия предприятия на водные объекты, следует установить ЛОС для очистки сточных вод. ЛОС включают:

Две стадии гидроциклона. В результате применения ЛОС в городскую водоотводящую сеть сбрасываются сточные воды с концентрацией ВВ 27,07 т/год.

Для снижения воздействия на почву, в результате образования отходов, отходы обезвоживаются на центрифуге, затем складируются на иловых площадках.

Применение данных природоохранных мероприятий позволяет снизить ущерб, наносимый окружающей природной среде.

 


Список используемой литературы

 

1. СНиП 2.04.03-85 «Канализация, наружные сети и сооружения»

. Зиганшин М.Г. Проектирование аппаратов пылегазоочистки, М.: Экопресс-ЗМ, 1998-505 с.

. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Справочник проектировщика. М.: Стройиздат, 1981 г-639 с.

. Ласков Ю.М. и др. Примеры расчетов канализационных сооружений: Учеб. Пособие для вузов/ Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов, В.И. Калицун. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1987.

. Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод / Учебник для вузов: - М.: АСВ, 2002 - 704с.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: Защита окружающей среды

Тема:

Техника защиты окружающей среды

 


Содержание

 

1. Общие сведения о предприятии

Характеристика производственных процессов предприятия

Характеристика сырья, используемого в производстве фосфорных удобрений

Технологическое оборудование, машины и агрегаты

. Характеристика производственных процессов как источников загрязнения окружающей среды

Характеристика производственных процессов как источников загрязнения атмосферы

Характеристика производственных процессов как источников образования отходов

Характеристика производственных процессов как источников образования сточных вод и загрязнения водотоков

. Разработка экологических нормативов предприятия

Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Расчет нормативов образования отходов и лимитов на их размещение

. Разработка технических мероприятий, направленных на снижение влияния загрязняющих веществ на состояние окружающей среды

Литературный обзор

Выбор методов, обоснование технологической схемы и расчет необходимого оборудования для очистки газовых выбросов

Выбор методов, обоснование технологической схемы и расчет необходимого оборудования для очистки сточных вод

Выбор методов, обоснование технологической схемы и расчет необходимого оборудования для утилизации отходов

. Экономика природопользования

Расчет платежей за загрязнение окружающей среды

Экономическая оценка экологического ущерба

Определение экономической эффективности проведения природоохранных мероприятий

Заключение

Список используемой литературы

 


1. Общие сведения о предприятии:

 

Характеристика производственных процессов предприятия

 

Методы переработки фосфатного сырья существенно зависят от состава руды и могут быть механическими и химическими. Механической обработкой (измельчением) получают простейшие фосфорные удобрения - фосфоритную муку и металлургические шлаки. Задачей химической переработки природных фосфатов в фосфорные удобрения является превращение нерастворимого трикальцийфосфата (ТКФ) в такие соединения фосфора, которые легко усваиваются растениями и являются высококонцентрированными, то есть содержат возможно больше Р2О5 в усвояемой форме, при минимальном количестве балласта и вредных примесей.

Химическая переработка природных фосфатов может быть осуществлена тремя методами: химическим разложением, восстановлением углеродом и термической обработкой. Наиболее распространенный метод переработки фосфатного сырья - его разложение серной, фосфорной или азотной кислотами, используемое в промышленных масштабах для производства фосфорных удобрений, фосфорной кислоты, фосфора и комплексных удобрений на основе соединений фосфора.

Двойной суперфосфат - фосфорное удобрение, которое в отличие от простого суперфосфата получают действием фосфорной (а не серной) кислоты на фосфорсодержащую руду. Производят его в виде гранул светло-серого цвета с содержанием усвояемой Р2О5 не ниже 45% и свободной кислотностью не выше 2,5%.

Основой двойного суперфосфата является фосфорная кислота. Методы получения фосфорной кислоты заключаются: в обработке фосфатного сырья серной кислотой (мокрый - экстракционный способ); в гидратации предварительно окисленного элементарного фосфора, полученного путем возгонки его в электрических печах из фосфатных руд (термический способ). В зависимости от метода получения промышленная фосфорная кислота называется либо экстракционной, либо термической.

Подавляющее количество экстракционной фосфорной кислоты идет на производство удобрений. Термическая фосфорная кислота в связи с высокой стоимостью ее производства в настоящее время в основном используется для получения технических солей.

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2020-03-26; просмотров: 169; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 44.221.70.232 (0.248 с.)