Розробка природоохоронних заходів щодо знешкодження промислових забруднень ЗАТ 'Сєвєродонецьке об'єднання Азот'

Розробка природоохоронних заходів щодо знешкодження промислових забруднень ЗАТ 'Сєвєродонецьке об'єднання Азот'

АНОТАЦІЯ

У даному дипломному проекті, для зменшення забруднення повітряного середовища, пропонується піддати рідину з колекторів газів, які містять формальдегід, ректифікації, що дозволить виділити оксиди заліза. Впровадження цих заходів виключить безповоротні втрати формальдегіду та метанолу у атмосферу, витрати на транспортування і термічне знешкодження стоку, а також дозволить отримати економічний ефект за рахунок повернення у виробництво формальдегіду та метанолу.

АНОТАЦИЯ

В данном дипломном проекте, для уменьшения загрязнения воздушной среды, предлагается подвергнуть жидкость из коллекторов газов, которые содержат формальдегид, ректификации, что позволит выделить оксиды железа. Внедрение этих мероприятий исключит безвозвратные потери формальдегида и метанола в атмосферу, расходы на транспортировку и термическое обезвреживание стока, а также позволит получить экономический эффект за счет возврата в производство формальдегида и метанола.

this diploma project for diminishing of contamination of air environment, it is suggested to subject a liquid from the collectors of gases, which contain formaldehyde, rectifications, that will allow to select the oxides of iron. Introduction of these measures will eliminate the irretrievable losses of formaldehyde and methyl alcohol in an atmosphere, charges on transporting and thermal render harmless of flow, and also will allow to receive an economic effect due to a return in the production of formaldehyde and methyl alcohol.

ЗМІСТ

Вступ

1. Оцінка впливу базового об'єкта на навколишнє середовище

1.1 Фізико-географічна та кліматична характеристика району

1.1.1 Стислий опис ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот»

1.2 Розрахунок кількості відходів, що утворюються

1.3 Характеристика компонентів навколишнього середовища та впливу на них відходів базового об'єкту

1.3.1 Геологічне середовище і гідрогеологія

.3.2 Повітряне середовище

.3.3 Мікроклімат

.3.4 Водне середовище

.3.5 Ґрунт

.3.6 Рослинний і тваринний світ

.3.7 Соціальне середовище

.3.8 Техногенне середовище

2. Санітарно-гігієнічне нормування для базового об'єкту

.1 Токсикологічна характеристика контамінантів - компонентів відходів базового об’єкту

2.2 Розрахунок ГДВ

3. Аналітичний огляд. Розробка природоохоронних заходів щодо знешкодження промислових забруднень

3.1 Теоретичні основи процесу

3.2 Опис технологічної схеми

3.3 Методи знешкодження відходів виробництва

3.3.1 Обробка газів методами абсорбції, адсорбції і конденсації

3.3.2 Очистка газів допалюванням

4. Нові технічні та техніко-організаційні рішення. Спосіб утилізації концентрованого стоку виробництва формаліну

5. Система знешкодження відходів

5.1 Функціональна схема процесу

.2 Розрахунок матеріального балансу системи знешкодження відходів виробництва формаліну

5.2.1 Розрахунок матеріального балансу системи знешкодження відходів виробництва формаліну на 1 т продукту

.2.2 Розрахунок матеріального балансу системи знешкодження відходів виробництва формаліну на 60000 т/рік продукту

5.2 Опис технологічної схеми

.4 Підбір обладнання

. Система екологічного моніторингу якості природного середовища

6.1 Методики аналітичного контролю виробництва формаліну

6.2 Система моніторингу навколишнього природного середовища

6.2.1 Аналіз стану повітряного басейну в районі розташування підприємств

6.2.2 Мережі спостережень за повітряним середовищем

6.2.3 Моніторинг атмосферного повітря регіону

7. Система контролю та управління технологічним процесом

7.1 Контрольно-вимірювальні прилади і засоби автоматизації

7.1.1 Технічна структура автоматичної системи управління

.1.2 Контроль основних технологічних параметрів процесу

7.1.3 Регулювання параметрів технологічного процесу

7.1.4 Сигналізація і блокування процесу

.1.5 Відомість приладів

8. Охорона праці та протипожежний захист

.1 Основні фізико-хімічні властивості, токсичність, пожежо- і вибухонебезпечність речовин, які використовуються та отримані на виробництві

.2 Небезпечні та шкідливі виробничі фактори на даному виробництві

8.3 Класифікація і категорія виробництва та його приміщень

8.4 Заходи щодо запобігання шкідливих та небезпечних виробничих факторів

8.4.1 Вентиляція і опалювання

.4.2 Аварійна вентиляція

.4.3 Освітлення приміщень

.4.4 Методи боротьби з шумом та вібраціями

.4.5 Методи захисту від статичної електрики

8.4.6 Заходи електробезпеки

8.4.7 Пожежобезпека

. Цивільна оборона

9.1 Структура ЦО на підприємстві

.2 Основні техногенні небезпеки на виробництві

9.3 Розрахунок основних небезпек виробництва

9.3.1 Прогнозування масштабів зони можливого зараження СДОР під час аварії

.3.2 Оцінка стійкості об’єкту до вражаючих факторів вибуху

.4 Заходи попередження та ліквідація небезпек

9.5 Засоби індивідуального захисту

. Еколого-економічні розрахунки

10.1 Скорочений зміст запропонованих природоохоронних заходів

10.2 Економічні розрахунки одноразових витрат. Розрахунок вартості обладнання

10.3 Розрахунки економічного ефекту від зниження собівартості

.4 Визначення відверненого еколого-економічного збитку

.5 Розрахунок зниження розміру зборів за забруднення

10.6 Розрахунок еколого-економічного результату впровадження

природоохоронних заходів

Висновок

Анотація

Література

ВСТУП

Промисловість основного органічного синтезу є одній з найважливіших і швидко прогресуючих галузей хімічного виробництва.

Серед багатьох сотень тисяч органічних сполук, відомих на даний час, формальдегіду, безперечно, належить особлива роль. Разом з метаном, метанолом, циановоднем та мурашиною кислотою, формальдегід належить до найбільш простих, можна сказати, елементарних органічних сполук. Він є першим в гомологічному ряду аліфатичних альдегідів [3].

Відкриття формальдегіду відноситься до другої половини XIX століття. За час, що минув з тих пір, формальдегід придбав виключно важливе промислове значення [14].

Формальдегід і його технічні модифікації - водні і водно-метанольні розчини, нестабільні полімери - параформальдегід (параформ), поліоксиметилен, гексаметилентетрамін (уротропін) - завдяки великій реакційній здатності, доступності і дешевизні придбав дуже важливе значення для синтезу різних продуктів і поліпшення властивостей деяких матеріалів, а також як дезинфікуючий, інсектицидний і консервуючий засіб [2].

Переважно формальдегід випускають у вигляді 37%-го водного розчину, званого формаліном. У нім формальдегід присутній у вигляді гідрата НСНО · НО і низькомолекулярних полімерів HO [CHO]_n Н. Щоб уникнути глибшої полімеризації і випадіння осаду, до формаліну додають 7-12% (мас.) метилового спирту - як стабілізатор [13].

У найбільших кількостях формальдегід споживається для виробництва полімеризаційних і поліконденсаційних полімерів (поліформальдегід, фенолформальдегідних, карбамідних, меламінових та інших смол), що є основою пластичних мас, плівкотвірних та просочуючих матеріалів, клеїв і так далі. Формальдегід використовують для отримання ізопрена і бутадієну - важливих мономерів промисловості синтетичних каучуків. На основі формальдегіду можна отримувати синтетичні смоли для хімічних волокон (нейлон, капрон), етилгліколь, гліцерин, пентаеритрит, бутандіол, пірролідон, фарбники, вибухові речовини і тому подібне [1]. Формальдегід широко застосовується в металургійній промисловості (як інгібітори в травильних ваннах), в медицині (консервація, бальзамування, дезинфекція, для синтезу хіміко-фармацевтичних препаратів), в шкіряній промисловості (для дублення і фарбування шкіри). Формальдегід, також, знаходить застосування в текстильній промисловості, в сільському господарстві, в паперовій промисловості і в багатьох інших галузях господарської діяльності [2].

Останнім часом світовий попит на формалін повільно, але неухильно росте. Виробники, слідуючи попиту, що збільшується, на продукт, нарощують виробничі потужності. В даний час спільний світовий обсяг виробництва формальдегіду складає приблизно 5 млн. тонн. За головний напрям вирішення проблеми екологічної безпеки слід вважати екологізацію хімічних виробництв, тобто створення екологічно чистих безвідходних, точніше мало відхідних, технологічних виробництв, в яких найраціональніше і комплексно використовуються всі компоненти сировини і енергії, і не порушується нормальне функціонування навколишнього середовища і природна рівновага [11].

1. ОЦІНКА ВПЛИВУ БАЗОВОГО ОБ'ЄКТА НА НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ

1.1 Фізико-географічна та кліматична характеристика району

1.1.1 Стислий опис ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот»

Закрите акціонерне товариство «Сєвєродонецьке об'єднання Азот» розташоване у м. Сєвєродонецьк Луганської області, на відстані 850 м від західної частини міста. Місто знаходиться на заході області, на відстані 100 км від обласного центру. По території міста протікають дві річки - Сіверський Донець і Борова. Сєвєродонецьк стоїть на лівому березі р. Сіверський Донець. Його загальна площа - 49,4 кв. км. Поверхня території - хвиляста рівнина, яка підноситься від долини р. Сіверський Донець на північ і на південь до Донецького кряжу [4, 6].

Загальний опис об'єкту та споруджень

Підприємство є юридичною особою, свідоцтво про державну реєстрацію суб'єкта підприємницької діяльності видане міськвиконкомом Сєвєродонецької міської Ради народних депутатів. Статут підприємства був затверджений 21 липня 1993 р. Керівником підприємства є Генеральний директор.

Загальна територія підприємства 850 га, під промислові цехи - 593 га, звалище промислових відходів займає 6,5 га. Підприємство займає одну промплощадку.

До складу підприємства входять такі основні виробництва:

·  виробництво аміаку - цех 1-А, 1-Б, відділення аргону, ділянки резервного обладнання 1 і 2;

·        виробництво мінеральних добрив і полімерів - цех калієвої селітри, аміачної селітри, карбаміду, азотної кислоти, вуглеамонійної солі, регенерації води, цех централізованого ремонту, ділянки електрообслуговування і контрольно-вимірювальних приладів і автоматики;

·        виробництво «Оргсинтез» - цех синтезу метанолу, метанолу-ректифікату та формаліну, цех ацетилену, цех оцтової кислоти, цех вінілацетату і похідних вінілацетату та формаліну, цех побутової хімії;

·        виробництво органічних продуктів з ароматичної сировини - цех спиртів та кетонів, цех амінів, цех органічних кислот, цех полімерів, цех централізованого ремонту;

·        виробництво ацетилену високого тиску - законсервовано;

·        будівельно-ремонтне виробництво;

·        допоміжні цехи:

- цех нейтралізації та очищення промислових стоків (НОПС);

цех оборотного і зовнішнього водопостачання;

цех паропостачання і загальних комунікацій комбінату (ПіЗК);

цех хімічної підготовки води (ХПВ);

цех централізованого ремонту електрообладнання (ЦЦЕЕО) [4].

ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот» є одним із провідних підприємств Луганської області в хімічній промисловості України в цілому. Питома вага обсягів виробництва «Азоту» по області складає 6,7%, а у хімічній галузі регіону - 65,6%.

ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот» є крупним виробником аміаку і азотних добрив.

У Сєвєродонецьку діє 26 підприємств. «Азот» є найбільшим з них. Його продукція має попит в Україні та її експортують в багато зарубіжних країн. Найбільший попит мають нітрат амонія, карбамід, оцтова кислота, ацетилен. На «Азоті» працює близько 50% працездатного населення [5].

Стислий опис цеху метанолу-ректифікату та формаліну

Відділення формаліну розміщене на пром. майданчику цеху метанолу-ректифікату та формаліну і межує:

- з північного боку на відстані 150 м - цехи виробництва №3;

із західного боку на відстані 200 м - виробництво «Армопласт»;

- з південного боку на відстані 100 м - ВОЦ-5;

-        зі східного боку на відстані 150 м - дослідницький завод «Хімобладнання».

Відстань від цеху до житлової зони міста 1300 м, при нормативній 1000 м [7].

.2 Розрахунок кількості відходів, що утворюються

Відходи виробництва на 1 т формаліну наведені у табл. 1.1 [8].

Таблиця 1.1

Відходи виробництва на 1 т формаліну

Склад % об’ємн.: СО 0,2 ÷ 3 СО 2 ÷ 7

Н 12 ÷ 26

О 0,1 ÷ 1,0

СНОН до 4,22

СНО до 0,05

СНО до 0,05

НО 2 ÷ 5

При виробництві формаліну мають місце газові викиди, тверді і рідкі відходи.

Досягнута потужність виробництва за регламентом - 66645 т/год. Проектна потужність виробництва у тех. регламенті не вказана. Розрахунки видів забруднюючих речовин в атмосферу, зі стоками, твердих відходів проведені на потужність виробництва формаліну 101400 т/год. Згідно з проведеними розрахунками, загальний валовий викид метанолу в атмосферне повітря складає 10,6 т/р., формальдегіду - 1,05 т/р., що не перевищує дозволений викид (дозволений викид формальдегіду в 2 рази перевищує фактичний і в 5 разів фактичний обсяг викиду по метанолу).

Всього по цеху метанолу-ректифікату та формаліну є 16 джерел викидів, з них 8 організованих та 8 неорганізованих. Дані з дозволених і фактичних обсягів викидів з виробництва формаліну і метанолу-ректифікату за 2005 та 2004 роки представлені в таблиці 1.2:

Таблиця 1.2

Дані з дозволених і фактичних обсягів викидів цеху з виробництва формаліну і метанолу-ректифікату за 2005 та 2004 роки

Фактичний викид забруднюючих речовин за 2005 рік склав 33,369 тонн, з них організованих 8,556 тонн, неорганізованих 24,813 тонн, що не перевищує дозволений об'єм викидів. Фактичний викид забруднюючих речовин в атмосферу зменшився в порівнянні з 2004 роком на 2,583 т.

Лабораторний контроль за викидами забруднюючих речовин в атмосферне повітря і стічних вод здійснює щотижня ПСЛ згідно затвердженого графіка. Цехова лабораторія щомісячно здійснює контроль стічної та оборотної води, а також атмосферного повітря від джерел 9/20 і 4/20 (2 промивних колони).

Від восьми сховищ формаліну пари формальдегіду, що витісняються, надходять до промивної колони (газоочисної установки - скрубера типу насадки з мокрим очищенням газу), ступінь очищення по метанолу - 96,1%, по формальдегіду - 95,7%. Ефективність роботи установки перевіряється щорічно. Пром. забруднені стічні води утворюються при роботі агрегатів формаліну і природоохоронного комплексу і збираються в збірник пром. забруднених стічних вод, що є заглибленою залізобетонною ємкістю, де відбувається усереднювання стоків з додаванням оборотної води, і потім, із вмістом формальдегіду до 100 мг/дм, прямують на БХО, вміст формальдегіду контролюється цеховою лабораторією щозмінно.

Відходи 1-4 класів небезпеки - параформ (100% формальдегід), парафін, конденсат з колекторів формальдегіду і метанолу (рідкі відходи), виробничо-технологічні (ΙV кл. н.) утворюються в процесі виробничої діяльності цеху. При періодичному чищенні обладнання і сховищ утворюється параформ (при виробництві формаліну) і парафін (при виробництві метанолу) у вигляді твердої маси, яка упаковується в поліетиленові мішки і вивозиться на хім. накопичувач с. Фугаровка. Норми утворення відходів на 2005 рік і фактичний об'єм утворених відходів представлені у таблиці 1.3 [7]:

Таблиця 1.3

Норми утворення відходів на 2005 рік і фактичний об'єм утворених відходів

1.3 Характеристика компонентів навколишнього середовища та впливу на них відходів базового об'єкту

1.3.1 Геологічне середовище і гідрогеологія

У геологічному відношенні район розташування ЗАТ «Сєвєродонцьке об'єднання Азот» відноситься до східної частини Воронежського кристалічного масиву. Верхня частина геологічного розрізу, до глибини 10-12 м, представлена еоловими дрібнозернистими пісками, нижче залягають делювіальні суглинки потужністю 3-5 м, нижче за суглинки - товща алювіальних дрібно-, середньо- й крупнозернистих пісків.

На території промплощадки ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот» підземні води техногенного алювіального водоносного горизонту залягають на глибинах 0,13-3,24 м, без кольору, прозорі, з болотяним запахом. Рівень залягання підземних вод алювіального водоносного горизонту 3,61-3,9 м, без запаху. У районі накопичувача зливових стоків і шламонакопичувача №1 у водах з'являється мильний запах і значне забарвлення.

Ґрунтові води алювіального водоносного горизонту в районі буферних накопичувачів залягають на глибині 1,25-2,85 м, на решті території - 0,41-1,12 м. Підземні води верхньокрейдяного водоносного горизонту на території промплощадки залягають на глибині 6,13-8,09 м. Їх колір 46-67 град в центральних районах, 122,23 град - в районі накопичувачів, 79,59 град - в південно-східній частині території.

Поверхневі води в районі шламонакопичувачів мають такі характеристики:

№1 - з великим вмістом амонія, кольором 201,82 град;

№2 - з болотяним запахом, кольором 38,09 град;

№3 - без запаху, кольором 8,53 град;

№4 - без запаху, кольором 44,91 град [4].

1.3.2 Повітряне середовище

Основний фактор, що зумовлює кліматичні особливості місцевості, - це географічна широта. Завдяки своєму серединному положенню між екватором та Північним полюсом територія Донбасу одержує від сонця значну кількість тепла. Найтепліший місяць - липень. Середня багатолітня температура його від 20,8 до 22,7 градуса. Максимальна температура 41 градус була відмічена в Луганську та Старобільську в 1971 році. Період температур, що вище за нуль, триває близько 250 днів. Найхолодніший місяць - січень, середня температура його від 8 на півночі Луганської області до 5,9 градуса нижче за нуль на півдні. Але вторгнення арктичних мас повітря приносить значне похолодання. Мінімальна температура - 42 градуси була зареєстрована 8 січня 1935 року в Луганську.

Річна сума опадів в середньому - 450 міліметрів. Але характерна нерівномірна кількість випадених опадів по роках. Днів з опадами буває від 90 до 120 днів на рік. Найбільша кількість опадів випадає у літній період (близько половини річної суми). У зимові місяці випадає від 20 до 35 відсотків річної суми опадів.

Пануючі вітри у холодний період - східні та південно-східні. Це суховії. Влітку переважають західні та північно-західні, ці вітри приносять вологу, влітку - прохолоду, взимку - тепло, у зимовий період води часто супроводжуються відлигою. Рідше за все в цій місцевості південні вітри [6].

Значення повторюваності вітру або штилю, швидкості вітру наведені в таблиці 1.4 [6].

Таблиця 1.4

Напрямок та швидкість вітру

Примітка: повторюваність напрямку вітру (чисельник), %;

середня швидкість вітру по напрямках (знаменник), м/с;

повторюваність штилів, %.

1.3.3 Мікроклімат

У таких густонаселених, з розвиненою промисловістю регіонах, як наш, слід враховувати вплив міст на мікроклімат. Для поверхні міських вулиць, майданів, дахів та стін будівель у літній час характерне інтенсивне прогрівання, з чим пов'язана підтримка вищої температури і вдень і вночі. У населених пунктах протягом всього року відбувається виділення в атмосферу додаткового тепла разом з газами, що викидаються, пилом, водяною парою, з різними скидами в каналізаційну мережу. Чим населений пункт більший, тим це «теплове забруднення» більше. Зіставлення температури в містах і сільській місцевості показало, що в середньому за рік повітря в місті тепліше на 0,7-0,5 градуса, в літні місяці ця різниця збільшується до 1,5-2,5 градуса, а в окремі дні, особливо у вечірні години, може досягти 6-8 градусів. Вологість повітря в містах також менше, ніж в сільській місцевості, оскільки у теплу пору року практично всі атмосферні осади стікають, а випаровується лише незначна їх частина [6].

1.3.4 Водне середовище

ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот» знаходиться на відстані 2 км від р. Сєвєрський Донець, на півночі від промплощадки протікає р. Борова - ліва притока Сєвєрського Дінця. Крім того, місцевість навколо підприємства багата на озера, ставки та інші водоймища. Найбільші з них - оз. Чисте, оз. Вільхове, оз. Боброве, оз. Зимовє, оз. Лопатіно [4].

1.3.5 Ґрунт

Верхня частина геологічного розрізу, до глибини 10-12 м, представлена еоловими дрібнозернистими пісками, нижче залягають делювіальні суглинки потужністю 3-5 м, нижче за суглинки - товща алювіальних дрібно -, середньо - й крупнозернистих пісків. Тобто у нашій місцевості піщані та супіщані ґрунти [4, 6].

1.3.6 Рослинний і тваринний світ

Рослинність території

З півдня і заходу територію підприємства оточують ліси (Синецьке, Єпіфанівське, Павлоградське, Фугаровське та Кременчужське лісопромислові господарства) з багаточисельними озерами. По лівому березі річки Сєвєрський Донець та її приток майже тридцятикілометровою смугою тягнуться ліси, переважно хвойні. На цій території сосна була штучно насаджена з метою закріплення пісків. Рідше можна зустріти лісні масиви з дубів, кленів, беріз, ясенів.

У соснових лісах цієї місцевості зустрічаються торф’яні болітця, що поросли мохом сфагнумом. На сирих піщаних оголіннях та по берегах торф’яних болітець знайдена росянка круглолиста - рослина-хижак. Також є лікарські рослини - безсмертник піщаний, або цмін, мати-і-мачуха, кропова, чебрець, чистотіл і т.і.

По берегах багатьох водойм території є потужні зарості очерету, комишу, рогози. У вологих місцях часто зустрічається іван-чай, кінський щавель, алтей, осока, м’ята австрійська. А біля самої води - зарості сусаку, стрілолисту, частухи-подорожнику, земноводної гречихи та ін. На поверхні водоймищ зазвичай можна зустріти ряску, кубушку, латаття.

Зони зелених насаджень охоплюють практично весь периметр межі території ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот».

Щодо безпосереднього озеленіння міста Сєвєродонецьк, найбільшу питому вагу займають дуб, ясен, клен, липа, берест, біла акація, береза, верба, каштан, тополя, горіх, бузок, скумпія, троянда. Зараз активно ведеться озеленення міста газонами [4, 6].

Тваринний світ

Серед мешканців степів і лісів нашого краю є деякі види метеликів, що потребують охорони: бражник «мертва голова», аполлон, павліноочка, парусник-поліксена, ктир гігантський, жук-олень, жук-носоріг, священний скарабей, звичайний богомол, дольчастий павук та ін. Але більшості комах загибель не загрожує, у тому числі тлі, шпанським мушкам та ін. шкідникам.

З земноводних найбільш поширена жаба озерна. У вогких місцях мешкає жаба зелена, ковганка, червоно черевна жерлянка. Іноді зустрічається в озерах лісової зони тритон гребінчастий - хвостата амфібія.

Із плазунів найширше поширені ящірки: у лісовій зоні - ящірка живородяща, в степовій - ящірка прудка, веретенниця безнога. Найбільш поширені з рептилій - вуж звичайний і водяний, змії мідянка, полоз чотирьохполосий, жовтобрюх, полоз візерунчастий, гадюка. Зустрічається болотяна черепаха.

Досить різноманітний світ пернатих - близько 250 видів, з яких значна частина буває на прольоті. У лісах мешкають синиці, мухоловки, горихвістки, пєночки, малинівки, славки, повзики, зозулі, дрімлюги, іволги, дятли, граки, сірі ворони, галки, сороки, горлінки. У населених пунктах звичні горобці, шпаки, ластівки, стрижі.

У лісах, подалі від міських масивів, живуть плямисті олені, дикі кабани, зрідка зустрічається лось (у північних районах) і косулі, повсюдно поширений заєць-русак, акліматизований дикий європейський кролик, у лісах водяться кам'яна і лісова куниці, білка, лісова соня, європейська норка, борсук, червона степова лисиця, вовк та ін.

У нашому регіоні також розповсюджені такі гризуни: бабаки, або байбаки, малий і крапчастий ховрахи, великий тушканчик, хом'як звичайний, полівки - звичайна, сіра і водяна, сліпиш, мишівки, землерийки і др. Є, також, вухаті їжаки, тхори, перев'язки.

Зустрічаються, навіть, такі представники фауни, як летючі миші - підковоніс малий, ставкова нічниця і вечірниця мала [6].

1.3.7 Соціальне середовище

Населення м. Сєвєродонецьк - 130 тис. чол., з них чоловіків - 59,9 тис. чол., жінок - 71,1 тис. чол., молоді - 27,6 тис. чол., осіб старіше працездатного віку - 29,8 тис. чол.

Найчисельніші національності: українці - 76,7 тис. чол., росіяни - 50,3 тис. чол., білоруси - 0,8 тис. чол.

Освіта у місті

Технологічний інститут Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля, філія Київської Міжрегіональної Академії управління персоналом, музичне училище, хіміко-технологічний технікум, 5 професійно-технічних учбових закладів, 21 загальноосвітня установа, 16 дошкільних установ, система позашкільних установ.

Охорона здоров’я

медичних установ, у т.ч. 4 лікарняних, 7 амбулаторно-поліклінічних.

Культурно-освітні установи.

театр, 9 бібліотек, 4 клуби, музей, 4 кінотеатри [6].

1.3.8 Техногенне середовище

Основною галуззю у промисловому комплексі міста є хімічна. Окрім ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот», що виробляє мінеральні добрива, аміак, оцтову кислоту та ін. хімічні сполуки, у місті також розташовані такі підприємства: спільне підприємство ООО «Укрзовніштрейдінвест», що випускає карбамід та сухий лід; ООО науково-виробнича кампанія «Алвіго-КС», що виготовляє каталізатори для хімічних технологій; ОАО «Об’єднання «Склопластик», яке виробляє скловолокно, поліаміди та ін. продукцію.

На північному сході знаходяться заводи залізобетонних виробів та великопанельного домобудівництва, у східному напрямку - деревообробний комбінат, у північному - завод «Склопластик».

Машинобудувальну галузь представляє Сєвєродонецький завод нестандартного обладнання і ОАО «Імпульс».

Великим попитом в Україні та за рубежем користуються електронні табло та інша продукція холдингової компанії «Мрія-інвест» [6].

2. САНІТАРНО-ГІГІЄНІЧНЕ НОРМУВАННЯ ДЛЯ БАЗОВОГО ОБ’ЄКТУ

2.1 Токсикологічна характеристика контамінантів - компонентів відходів базового об’єкту

Формалін

Формалін - водно-метанольний розчин формальдегіду. Отруйний і є дезинфікуючим засобом.

Молекулярна формулаНСОН

O

Структурна формула H - C

H

Молекулярна маса30,03

Густина 37% -го формаліну, г/см1,101

Температура кипіння, °С99

Температура замерзання 25% -го формаліну, °С - 15,45

У більш концентрованих розчинах формаліну осадження полімеру відбувається раніше, ніж досягається точка замерзання. Густина і показник заломлення технічних розчинів формальдегіду міняються зі зміною масової частки метанолу і температури. Вплив масової долі метанолу на густину і показник заломлення 37%-го розчину формальдегіду представлений у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1

Вплив масової долі метанолу на густину і показник заломлення 37%-го розчину формальдегіду

При розбавленні розчинів формальдегіду в перший момент відбувається виділення тепла, а потім йде його поступове поглинання.

За фізико-хімічними показниками технічний формалін повинен відповідати вимогам норм, вказаних в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2

Вимоги і норми, які пред'являються до формаліну

Метанол

Метанол (ГОСТ 2222-78) - безколірна прозора рідина з характерним запахом етилового спирту. Метанол або метиловий спирт сильно отруйний, легко займається.

Молекулярна формула СНОН

Питома вага 0,791-0,792

Молекулярна вага 32,04

Температура спалаху, °С6

Температура займання, °С13

Температура кипіння, °С64,9

Відносна густина, d0,791

Температура самозаймання, °С440

Розчинний у воді в будь-яких співвідношеннях. Теплота розчинення у воді 15 ккал/г·моль.

Метанол діє, переважно, на нервову і судинну системи людини, уражає зоровий нерв і сітківку ока. ГДК в приміщеннях робочої зони - 5,0 мг/м.

Формальдегід

Формальдегід - безколірний газ, їдкий, задушливий, з різким запахом, що спричиняє сльозоточіння.

Відносна молекулярна маса 30,03

Температура кипіння, °С- 21

Відносна щільність d0,815

Температура самозаймання, °С430

Температура спалаху, °С90

Концентраційні межі поширення полум'я: нижній - 7%, верхній - 73%.

Розчинність формальдегіду у воді, спиртах та інших полярних розчинниках - добра, при взаємодії з ними формальдегід утворює сольвати.

Формалін - водно-метанольний розчин формальдегіду. Пожежонебезпека і токсичність формаліну визначаються присутністю у ньому формальдегіду та метанолу.

Формальдегід виявляє сильну дію на центральну нервову систему. При вдиханні формальдегіду з'являється сильне подразнення слизистих оболонок очей і дихальних шляхів, кашель, відчуття обмеженості в грудях, бронхіт, іноді з кривавою блювотою. За високих концентрацій можливі омертвляння слизистих оболонок і запалення легенів. Дія формальдегіду на шкіру виявляється в почервонінні і появі висипу по всьому тілу - дерматитові. Формалін інколи викликає захворювання нігтів.

ГДК формальдегіду в повітрі робочої зони 0,5 мг/м.

Азотнокисле срібло

Застосовується в цеху для приготування каталізатора «срібло на пемзі». Кристалічний порошок білого кольору, темніє на повітрі. Азотнокисле срібло діє припікаюче і в'яжуче на шкіру та слизисті оболонки. Можуть бути запальні захворювання шкіри. Індивідуальними засобами захисту є марлеві пов'язки, при великому виділенні - протигаз, що фільтрує, захисні окуляри, гумові рукавички, захисний спецодяг.

ГДК в повітрі робочої зони - 0,5 мг/м

Азот (N)

Безколірний газ, без запаху і смаку. Не горить і не підтримує горіння. Мало розчинний у воді.

Відносна молекулярна маса28

Щільність по відношенню до повітря0,8 мл/ 100г

Питома вага, г/дм1,25

Більша частина азоту перебуває в природі у вільному стані.

Водень (Н)

Безколірний газ, що не має запаху. Водень - горючий газ, вибухонебезпечний в суміші з повітрям. Концентраційні межі поширення полум'я від 4 до 75% об.

Відносна молекулярна маса2,016

Відносна щільність0,08988

Температура самозаймання, °С510

Температура займання, °С320

Температура при вибусі суміші водню з повітрям (гримучий газ) досягає 2500°С. Водень горить полум'ям, яке світиться. У великих концентраціях спричиняє задуху. Водень утворюється в процесі отримання формальдегіду і присутній у вихлопному газі.

Діоксид вуглецю (СО)

Відносна молекулярна маса 44,01

Відносна щільність 1,53

Безколірний газ із слабким кислуватим смаком, значно важче за повітря. Володіє наркотичною дією і подразнює слизисті оболонки очей і верхніх дихальних шляхів. Двоокис вуглецю утворюється при отриманні формальдегіду як побічний продукт, а також застосовується в цеху для приготування газ води.

Оксид вуглецю (СО)

Відносна молекулярна маса 28,01

Відносна щільність 0,97

Безколірний газ, що не має запаху. Не розчинний у воді. Токсична дія позначається вже при вмісті його 0,06 мг/ дм повітря. ГДК у повітрі робочої зони 20 мг/ м. Концентраційні межі поширення полум'я: нижній - 12,5% об., верхній - 74% об [9].

У таблиці 2.3 наведена характеристика початкової сировини, матеріалів і напівпродуктів виробництва формаліну [8, 9].

У таблиці 2.4 представлена докладна характеристика формаліну [8, 9, 10].

У таблиці 2.5 представлена докладна характеристика їдкого натру [8, 9, 10].

2.2 Розрахунок ГДВ

Величина ГДВ для викиду нагрітої газоповітряної суміші з одиночного джерела з круглим гирлом або групи таких близько розташованих однакових джерел у разі, коли фонова концентрація даної домішки встановлена незалежно від швидкості і напряму вітру, і є постійною на території міста, розраховується за формулою (2.1):

Таблиця 2.3

Характеристика початкової сировини, матеріалів

Таблиця 2.4

Характеристика формаліну

Таблиця 2.5

Характеристика їдкого натру

ГДВ = , (2.1)

Де, ГДК - гранично допустима концентрація забруднюючих речовин у атмосферному повітрі населених місць, мг/м;

С - фонова концентрація домішки, визначена розрахунковим шляхом і не залежить від швидкості та напряму вітру, мг/м;

А - коефіцієнт, залежний від температури стратифікації атмосфери і визначаючий умови горизонтального та вертикального розсіювання атмосферних домішок. На території України А = 160.

F - безрозмірний коефіцієнт, що враховує швидкість осідання забруднюючих речовин в атмосфері. Для газоподібних речовин і дрібнодисперсних аерозолів, швидкість впорядкованого осідання яких не більше 3-5 м/с, F = 1. Для більш великодисперсних пилу і золи, при середньому експлуатаційному коефіцієнті очистки не менше 90%, F = 2. При експлуатаційному коефіцієнті очистки від 75 до 90%, F = 2,5; менше 75% або при його відсутності - F = 3;

Н - висота джерела викиду;

∆Т - різниця між температурою газу і температурою повітря;

η - коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу на розсіювання домішок.

V - об'єм газоповітряної суміші, визначається за формулою (2.2):

V =  (2.2)

- діаметр гирла джерела викидів;

w - середня швидкість виходу суміші з джерела.

m = (2.3)= 10(2.4) = 0,65(2.5)

При V < 0,3n = 3;

,3 < V < 2nвизначається за формулою (2.6): > 2n = l;= 3 - (2.6)

Максимальну приземну концентрацію забруднюючої речовини розраховують за формулою (2.7):

C =  (2.7)

Необхідно дотримуватися умови: С < ГДК [11, 12].

У даній роботі розрахунок ГДВ забруднюючих речовин не потрібний, оскільки викид забруднюючої речовини не збільшується.

3. АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД. РОЗРОБКА ПРИРОДООХОРОННИХ ЗАХОДІВ ЩОДО ЗНЕШКОДЖЕННЯ ПРОМИСЛОВИХ ЗАБРУДНЕНЬ

3.1 Теоретичні основи процесу

Основним методом виробництва формальдегіду до теперішнього часу залишається окислювальне дегідрування метанолу у присутності каталізаторів за високих температур. При цьому одночасно протікають ендотермічна реакція дегідрування і екзотермічна реакція окислення (реакції 3.1, 3.2):

CHOH ↔ НСНО + Н- ∆Н = - 85, 3 кДж/моль (3.1)OH + 0,5О → НСНО + НO- ∆Н = 156, 3 кДж/моль (3.2)

Окислювальне дегідрування займає проміжне становище між окисленням та дегідруванням. Його застосовують з метою усунення ендотермічності процесу дегідрування, а також тому, що дегідрування первинних спиртів, у тому числі метанолу, менш сприятливе в порівнянні з вторинними спиртами за умовами рівноваги і селективності реакції [15].

Процес окислювального дегідрування має тепловий ефект, залежний від долі реакцій окислення і, власне, дегідрування. Оскільки окислення завжди протікає з виділенням тепла, введенням тих або інших кількостей кисню можна широко варіювати тепловий ефект сумарного перетворення. Це є однією з переваг окислювального дегідрування - усуваються ендотермічність процесу і необхідність в постійному підігріванні реакційної системи [13].

Можна так підібрати співвідношення реакцій окислення і дегідрування, що сумарна реакція буде екзотермічною настільки, аби відшкодувати втрати тепла в навколишнє середовище і нагрівати початкову суміш до потрібної температури. Практично при отриманні формальдегіду таке становище досягається коли процес на 55% йде через окислення і на 45% через дегідрування, тоді процес можна здійснювати в адіабатичних реакторах, що не мають поверхонь теплообміну. При вказаному співвідношенні реакції дегідрування і окислення вихідна пароповітряна суміш повинна містити ~ 45% (об.) метанолу, що перебуває за верхньою межею вибуховості метанолу у повітрі(34,7% об.) [15]. Дуже важливо підтримувати постійний склад пароповітряної суміші, оскільки при підвищеному вмісті пари спирту побічні реакції протікають інтенсивніше, а при пониженому вмістові спирту може утворитися вибухонебезпечна суміш [1].

Незважаючи на простоту, що видається, в каталітичному реакторі протікають складні паралельні і послідовні хімічні реакції. У них, окрім основних реакцій утворення формальдегіду окисленням і дегідруванням метанолу, відбувається велика кількість побічних, у тому числі глибоке окислення, дегідрування і гідрування, що ведуть до утворення оксидів вуглецю, мурашиної кислоти, води і метану [3, 8]:

CHOH  НСНОНСООНСO + НO(3.3)OH  НСНО CO(3.4)OH + Н → СH + НO(3.5)

Н+ 0,5О → НO(3.6)

СO + Н ↔ CO + НO(3.7)

Окислювальне дегідрування проходить при нестачі кисню, тому глибоке окислення не одержує достатнього розвитку. В той же час само дегідрування, що ініціюється киснем, протікає швидше, і всі раніше згадані побічні реакції не так помітні, як при дегідруванні інших первинних спиртів. Це дозволяє проводити реакцію при вищій температурі (600-700°), великій швидкості та часі 0,01-0,03 сек. Вихід формальдегіду на пропущену сировину досягає 80-85% при ступені конверсії метанолу 85-90%. Відомо, що додавання води до початкового метанолу, окрім зменшення вибухонебезпечності процесу, сприятливо позначається на таких показниках, як вихід і ступінь конверсії, очевидно, внаслідок розкладання ацеталів [15].

За низьких температур процес протікає в кінетичній області по чисто окислювальному механізму (без простого дегідрування). Швидкість реакції в цій області залежить від об'ємної швидкості потоку (пропорційна кількості завантаженого каталізатора). Розмір зерен контакту на швидкість реакції не впливає. При температурах, вищих за 290-300°С, реакція зміщується в так звану перехідну область. Зовнішньо це виявляється в нестабільності протікання реакції: температура мимоволі коливається затруджене управління процесом. При температурі близько 300°С відбувається «запалювання» каталізатора, тобто перехід від ізотермічного режиму до адіабатичного. Зворотному переходу процесу в кінетичну область сприяє не лише зниження температури, але й збільшення лінійної швидкості потоку реагентів. Так, збільшення лінійної швидкості в 10 разів (від 0,1 до 1,3 м/с) розширює кінетичну область до 350°С. При температурах, вищих за 370-400°С процес переходить в область зовнішньої дифузії. Протікання процесу в дифузійній області обумовлює значну різницю концентрацій реагентів і продуктів реакції на поверхні срібла та в потоці.

Сама хімічна взаємодія між молекулами метанолу і кисню відбувається дуже швидко і розігрівання каталізатора настільки велике, що воно виявляється достатнім для підтримки високої температури реакції. Конверсія кисню в області зовнішньої дифузії різко зростає і за підвищених температур близька до повної. Все це дозволяє зробити висновок про перевагу проведення реакції в дифузійній області. Так, з переходом у зовнішньо дифузійну область різко зростає активність і селективність каталізатора, що призводить до значного підвищення продуктивності каталізатора (на 1,5-2,0 порядки), крім того, виключається необхідність підведення тепла ззовні для підтримки температури в реакторі. Таким чином процес протікає у зовнішньо дифузійній області, в адіабатичних умовах, без охолодження каталізатора, в реакторах ідеального витіснення [3].

Про активність і вибірковість процесу можна судити за температурою реакції. Як видно на рисунку 3.1 з підвищенням температури конверсія метанолу монотонно зростає. Селективність утворення формальдегіду практично постійна при збільшенні температури від 400 до 700°С, а з подальшим зростанням її - різко знижується. Відповідно до цього вихід формальдегіду з підвищенням температури від 400 до 700-750°С зростає, а при подальшому збільшенні температури вихід формальдегіду різко зменшується.

Рис. 3.1 - Залежність показників процесу від температури: а - конверсія СHOH; б - селективність процесу за СHO; в - вихід СHO

Таким чином, підтримка високої температури корисна, оскільки збільшує конверсію метанолу, але до певної межі (600-700°С), вище за яку розкладання формальдегіду, що утворився, почне випереджати його утворення, що призведе до різкого зниження селективності. Така температура вважається за оптимальну [3].

Рис. 3.2 - Залежність показників процесу від часу контакту за різних температур: а - вихід СHO; б - селективність процесу за СHO; в - вміст Н в абгазах; г - вміст СО в абгазах;

- 350°С;

- 330°С;

- 300°С.

Оскільки основним параметром, що визначає температуру в зоні реакції, при адіабатичному режимі проведення процесу є співвідношення кисень: метанол, характер впливу цього співвідношення на конверсію і селективність аналогічний дії температури. Максимальна селективність утворення формальдегіду (близько 90%) спостерігається при значенні мольного співвідношення b близько 0,3.

Деякі залежності параметрів процесу від часу контакту і температури представлені на малюнку 3.2.

Зокрема, видно, що формальдегід є проміжним продуктом реакції: при часі контакту (5÷10)сек. відбувається накопичення його, а при подальшому збільшенні часу контакту спостерігається його витрачання. Водень також є проміжним продуктом. При часі контакту (10÷15) сек. вміст його в газоподібних продуктах реакції максимальний: далі, очевидно, відбувається окислення водню до води. Кінцевий продукт реакції - діоксид вуглецю [3].

Вивчення впливу температури «загартування» на вихід формальдегіду показало, що при русі гарячої реакційної суміші від каталітичного шару відбувається наростання кількості оксиду вуглецю та водню з одночасним зменшенням виходу формальдегіду. Охолодження реакційної суміші поверхнею з температурою близько 100°С за інших рівних умов значно підвищує селективність процесу. Найбільш поширений спосіб охолодження продуктів реакції - застосування «підконтактного» холодильника, тобто теплообмінника, розташованого безпосередньо під шаром каталізатора.

Залежність селективності утворення формальдегіду від складу спиртоводної суміші має екстремальний характер, причому максимум відповідає концентрації метанолу 80-90% (рис. 3.3).

Конверсія метанолу у міру зростання вмісту метанолу монотонно падає. Спільний вплив цих факторів призводить до того, що вихід формальдегіду на пропущений метанол до вмісту останнього 80-85% практично не змінюється, а при меншому вмісті води - знижується.

Рис. 3.3 - Залежність показників процесу від концентрації спиртоводної суміші: 1 - селективність процесу; 2 - конверсія СHOH; 3 - вихід СHO

Використання розбавлених розчинів метанолу приводить до підвищення конверсії спирту і зменшення концентрації формальдегіду у формаліні. Тому на виробництвах, де існують жорсткі вимоги до вмісту метанолу в продуктах реакції, та не потрібний концентрований формалін, доцільно застосовувати розбавлені розчини метанолу (60-80%). Підприємствам, що випускають концентрований безметанольний формалін, і мають вузол обезметанолювання, можна рекомендувати концентровані розчини метанолу (85-90%).

В процесі виробництва формальдегіду з метанолу утворюються гази, які містять водень, кисень, оксиди вуглецю, азот, метан та ін. [3].

По складу газів, що відходять, можна розрахувати ступінь перетворення метанолу у формальдегід [1]:

,(3.8)

де α - ступінь перетворення метанолу у формальдегід, %;

С - концентрація компонентів в газі, % об.

Таблиця 3.1

Склад газів, що відходять, процесу виробництва формальдегіду з метанолу [16]

Користуючись цими даними, можна обчислити чистий вихід формальдегіду. Для отримання добрих результатів необхідно, аби введений з повітрям кисень був майже цілком витрачений, а вміст водню в газах, що відходять, був можливо вищим. Отже, потрібно прагнути до створення таких умов, при яких реакція дегідрування протікала б якнайповніше [14].

Найпростішим і найбільш доступним окислювачем в каталітичному процесі синтезу формальдегіду з метанолу є кисень повітря. У цьому процесі він грає багатопланову роль:

є джерелом тепла, що забезпечує підтримку температури під час реакції, необхідної для ендотермічного дегідрування;

знижує парціальний тиск водню, що зміщує зворотну реакцію в потрібну сторону;

підвищує активність каталізатора завдяки процесам його окислення та відновлення, що постійно змінюють один одного [15].

Хімізм реакцій і механізм утворення формальдегіду, незважаючи на простоту, яка здається, складний, і хоча було проведено багато досліджень, точно не установлений. Механізм заснований на послідовно-паралельних реакціях, тобто частина продуктів утворюється за першим актом (у первинних хімічних реакціях), а друга частина - за другим актом за участю частини продуктів, отриманих у перших хімічних реакціях (у подальших хімічних реакціях). Процес утворення формальдегіду є каталітичним. Дія каталізатора зводиться до безперервного чергування окислення каталізатора киснем і відновлення воднем, що утворився при дегідруванні метанолу [2].

При глибокому вивченні хімізму реакцій, що протікають на каталізаторах за механізмом окислювального дегідрування, утворення формальдегіду з метанолу, за проведення реакцій окислення відповідальний кисень, адсорбований у формі Ад(О) адс. За реакцію дегідрування відповідальний кисень, міцно зв'язаний, атомарний, дворядний Ад(О) адс., а слабозв'язаний молекулярний кисень у формі Ад(О) адс. забезпечує протікання реакції глибокого окислення метанолу до СО і НО. Швидкість процесу окислювального дегідрування метанолу у формальдегід за прийнятих температурних режимів лімітується підведенням реагентів до поверхні каталізатора, що вказує на протікання процесу у зовнішньо дифузній області. Температурний коефіцієнт швидкості реакції відповідає температурному коефіцієнту дифузії кисню [15].

При виробництві формальдегіду окислювальним дегідруванням метанолу на срібному каталізаторі як продукт виходить досить чистий формальдегід, що містить деяку кількість метанолу і сліди мурашиної кислоти [14].

.2 Опис технологічної схеми

Процес отримання формаліну під тиском складається з наступних стадій:

- спиртовипаровування (приготування спиртоповітряної суміші);

окислювального дегідрування (перетворення метанолу на формальдегід);

поглинання (приготування водного розчину формальдегіду і метанолу).

Процес ведуть під тиском 0,06 МПа

Метанол з лінії нагнітання насосів безперервно подається по трубопроводу у спиртовипаровувач СВ з об'ємною витратою не більше 2200 л/год. У трубопровід подачі метанолу подається конденсат паровий з об'ємною витратою не більше 1200 л/год. Масова частка метанолу у метанольно-водній суміші, що надходить у спиртовипаровувач, підтримується автоматично в межах від 60 до 80% і регулюється подачею конденсату у спиртовипаровувач.

Спиртовипаровувач є вертикальним циліндровим апаратом з гріючою камерою, краплевідбійником і барботером.

Температура рідкої фази у спиртовипаровувачі підтримується в межах від 72 до 82°С шляхом безперервної подачі циркуляційного конденсату в гріючу камеру спиртовипаровувача і залежить від температури циркуляційного конденсату, яка має бути від 74 до 95°С.

Циркуляційний конденсат, безперервно циркулюючи за схемою: теплообмінник спиртовипаровувача → насос циркуляційного конденсату Н1 → підконтактний холодильник → теплообмінник циркуляційного конденсату АТ6 → теплообмінник спиртовипаровувача, - здійснює охолоджування реакційних газів та нагріває рідку фазу у спиртовипаровувачі до заданих температур.

Температура циркуляційного конденсату регулюється шляхом зміни кількості конденсату, що подається у теплообмінник та у бойпас теплообмінника циркуляційного конденсату. Оскільки кількість теплоти, що віддається реакційними газами, більше необхідного для підтримки робочого значення температури рідкої фази у спиртовипаровувачі, надлишок тепла знижується оборотною водою, що подається в теплообмінник циркуляційного конденсату.

Повітря з напірного колектора надходить у спиртовипаровувач СВ. Тиск повітря в напірному колекторі підтримується не більше 0,063 МПа. Об'ємна витрата повітря у спиртовипаровувачі підтримується в межах від 1400 до 2000 м/год. Барботуючи у спиртовипаровувачі через метанольно-водну суміш, повітря насичується парами метанолу та води. Отримана парогазова суміш надходить у перегрівач АТ1, де нагрівається парою для попередження конденсації з неї рідини до температури не менше за 100°С.

Після перегрівача парогазова суміш через вогнеперепинач ВП, призначений для запобігання проскакуванню полум'я з контактного апарату у спиртовипаровувач при аварійній ситуації, надходить в контактний апарат РТ.

Контактним апаратом є вертикальний циліндровий апарат, змонтований на підконтактному холодильнику. На трубну дошку підконтактного холодильника вкладається мідна (або неіржавіюча) сітка, потім мідні перфоровані грати та мідна (або неіржавіюча) сітка. На сітку засипається каталізатор «срібло на пемзі» (свіжий, регенерований або пошарово свіжий та регенерований). Висота шару каталізатору 76 мм, термін служби - не менше 120 діб. На верхній шар каталізатора вкладається мідна (або неіржавіюча) сітка.

Для рівномірного розподілу парогазової суміші на поверхні каталізатора її введення в контактний апарат проводиться по конусоподібному ковпаку. Температура в зоні реакції підтримується в межах від 650 до 750°С.

На виході з зони контакту реакційні гази різко охолоджуються в підконтактному холодильнику до температури не більше 120°С і надходять в нижню частину поглинювальної колони КЛ.

Проходячи від низу до верху по колоні, гази контактують з рідиною, що рухається протитечією. При цьому формальдегід та метанол поглинаються рідиною, а непоглинені гази з верхньої частини колони КЛ прямують на додаткове поглинання у скрубер СК системи уловлювання.

При поглинанні формальдегіду та метанолу водою і при їх конденсації виділяється велика кількість тепла. Для відведення тепла передбачена примусова циркуляція та охолоджування формаліну у виносних холодильниках з подальшою його подачею в колону.

Поглинювальна колона формаліну КЛ є циліндровим вертикальним зварним апаратом з неіржавіючої сталі заввишки 16,850 м та діаметром 1,812 м. По висоті колона має 37 ковпачкових тарілок і 3 (7, 22, 31) глухих.

Примусова циркуляція формаліну по колоні здійснюється таким чином:

-  формалін з кубової частини колони поглинання формаліну надходить на всос насосів Н2. З лінії нагнітання насосів формалін подається в холодильник АТ2, де охолоджується оборотною водою. Охолоджений формалін подається на 21-у тарілку, а надлишок як готовий продукт прямує на склад.

-       формалін з середньої (другої) глухої тарілки надходить на всос насосів Н3, прокачується через холодильник АТ3, де охолоджується оборотною водою та подається на 30-у тарілку колони.

-       формалін з верхньої (третьої) глухої тарілки надходить на всос насосів Н4, потім прокачується через холодильник АТ4, де охолоджується оборотною водою та подається на 37-у тарілку колони.

Надлишок рідини з кожної глухої тарілки через переливні пороги по зовнішніх переливах самотужки перетікає на низлежачу ковпачкову тарілку. Рідина, перетікаючи з тарілки на тарілку та насичуючись формальдегідом і метанолом, попадає у кубову частину поглинювальної колони. Рівень у кубі колони підтримується шляхом відкачування частини формаліну на склад готової продукції. Температура в кубі колони має бути від 60 до 90°С.

У верхню частину колони проводиться подача охолодженої рідини системи уловлювання або охолодженого парового конденсату з об'ємною витратою не більше за 1200 л/год залежно від концентрації формаліну в кубовій частині колони.

Перехід газу з однієї частини колони в іншу здійснюється по зовнішніх газових трубопроводах, розташованих в глухих тарілках.

Скрубер СК - вертикальний циліндровий апарат з десятьма ковпачковими тарілками по висоті. Уловлювання метанолу та формальдегіду з газу у скрубері здійснюється рідиною, циркулюючою за схемою: збірник Є → холодильник АТ5 → насос Н5 → скрубер.

З нижньої частини скруберу СК рідина по «качці» зливається у збірник Є. Рідина зі збірника Є подається на холодильник АТ5, де охолоджується оборотною водою, і далі надходить на всос насосів Н5.

З лінії нагнітання насосів рідина подається на зрошування скруберу СК з об'ємною витратою 2-5 м/год, а також на зрошування поглинювальної колони КЛ.

Відпрацьовані гази з температурою не більше за 40°С надходять в циклон Ц, де відокремлюється краплинна волога, що міститься у газах, що відходять.

Гази, що відходять, після циклону Ц скидаються в атмосферу або подаються на утилізацію [8, 10].

.3 Методи знешкодження відходів виробництва

3.3.1 Обробка газів методами абсорбції, адсорбції і конденсації

Застосовність даних методів

Існує п'ять основних методів видалення газоподібних забруднювачів: абсорбція, адсорбція, конденсація, хімічна обробка і спалювання горючих забруднювачів. Для абсорбції газу використовують рідкі розчинники. Її застосування особливо ефективне при значних концентраціях газоподібних забрудників (починаючи від об'ємної долі в декілька відсотків). Однак можливе застосування цих розчинників і при вельми низьких концентраціях, коли розчинність газу в рідині дуже висока. Хоча вода використовується як розчинник найчастіше, для поглинання газів, погано розчинних у воді, можна застосовувати інші розчинники з низьким тиском пари; прикладом вказаних газів можуть служити вуглеводні або HS. Вода, використовувана для абсорбції, може містити добавки хімічних речовин, таких як кислоти, луги, окислювачі або відновники, що реагують з газом, який поглинається, і знижують рівноважний тиск його пари. Даний варіант можна розглядати як комбінацію методів абсорбції і хімічної обробки.

Адсорбцію застосовують для видалення великої кількості різних газоподібних забруднень, особливо органічних, до отримання їх дуже низьких об'ємних концентрацій (менш мільйонних доль). Основними сферами застосування цього методу є обробка великих об'ємів газів з дуже низькою концентрацією забруднюючих речовин і зниження концентрацій цих речовин до рівнів слідів. Полярні адсорбенти, такі як активовані оксиди алюмінію, силікагель і молекулярні сита, володіють високою селективністю по відношенню до газів з полярними молекулами. Однак присутність полярних продуктів, що часто зустрічаються (як водяна пара, наприклад), може призводити до зниження їх адсорбуючої здатності по відношенню до інших речовин або робити їх зовсім неефективними. Неспецифічний адсорбент - активоване вугілля набуло найбільш широкого поширення. Воно є одним з небагатьох адсорбентів, які можна використовувати для вогких газів. Унаслідок неспецифічності активоване вугілля адсорбує всі гази, які присутні в малих кількостях, пропорційно їх концентраціям, тому слід враховувати той факт, що, окрім газу, який необхідно вловити, адсорбуватимуться і інші домішки. Оскільки адсорбент повинен регенеруватися для повторного використання, при розробці процесу необхідно також детально розглядати і стадії десорбції. Деякі матеріали мають таку сильну адсорбуючу здатністю, що при десорбції одночасно віддаляється деяка кількість молекул адсорбенту (хемосорбція). Інші матеріали, на яких відбувається полімеризація в порах адсорбенту, поступово втрачають свою активність, тому що видалення полімерного матеріалу не відбувається і площа поверхні адсорбенту зменшується.

Конденсація може бути застосована для видалення матеріалів, що мають низький тиск пари, при помірних температурах, а також для матеріалів з високим тиском пари в тих випадках, коли не потрібне видалення забруднень до таких низьких концентрацій, як мільйонні долі. Необхідність охолоджування при конденсації значно знижує економічну ефективність цього методу обробки.

Вибір методу обробки певною мірою може визначатися параметрами газового потоку і концентрацією забруднюючих речовин. Для зниження витрат бажано, щоб об'єм оброблюваного газу був мінімально можливим, а концентрація забруднюючої речовини - щонайвищою (необхідна мінімальна кількість інертних розріджувачів). Для потоків з високою концентрацією забруднювача може виявитися доцільним використання системи попередньої обробки. Це дозволить зменшити розміри основної очисної системи і забезпечити вищу економічну ефективність. Якщо не враховувати таких додаткових обставин, як необхідність вилучення цінних продуктів або попереднє охолодження гарячого газового потоку, то обробка в одній системі, як правило, дешевше (менше капіталовкладень), ніж при двох- або багатостадійній обробці. При необхідності обробки невеликих потоків з високими концентраціями забруднень і великих об'ємів з малими їх концентраціями слід, перш за все, розглядати можливість обробки кожного потоку окремо, а не варіанти, що передбачають змішування обох потоків. При роздільній подачі потоків більш розбавлений газ в деякій кількості може періодично подаватися в оброблювальну систему, що дозволяє підтримувати рушійну силу, пов'язану з градієнтом концентрації [17, 18].

Абсорбція

Абсорбційні системи

Ці системи можна розділити наступним чином на:

1. Системи, в яких основна абсорбуюча рідина - вода.

2.      Системи, в яких використовуються малолетючі органічні рідини.

Абсорбційна система може бути простою, в якій рідина застосовується лише один раз і без відокремлення абсорбованого забруднення віддаляється з системи. У іншому варіанті забруднення відокремлюють від абсорбуючої рідини, виділяючи останню в чистому виді. Потім абсорбент знову подають на стадію абсорбції, знову регенерують і повертають в систему. Окрім регенерації абсорбенту за допомогою випарювання (десорбції), можливе видалення абсорбованих забруднень шляхом осадження і відстоювання, шляхом їх хімічного руйнування в результаті нейтралізації, окислення, відновлення або гідролізу, а також екстракцією, рідинною адсорбцією та іншими методами [17, 18].

Адсорбція

Сили тяжіння, що існують між атомами, молекулами та іонами в твердому стані, дозволяють часткам, що знаходяться на поверхні, притягувати і утримувати інші речовини - гази і рідини. Це явище і називається адсорбцією. Якщо тверда речовина є високопористою, з великим розміром пір і розвиненою мікроструктурою, то для неї характерна висока адсорбційна здатність.

Адсорбована молекула газу затримується на твердій поверхні, причому цей процес супроводжується виділенням тепла в кількості, часто близькій до величини теплоти конденсації. Адсорбція завжди є екзотермічним процесом. Десорбція - зворотний процес, і для її протікання необхідна затрата енергії. Відведення тепла, пов'язаного з виділенням енергії, сприяє протіканню адсорбції і підвищує адсорбційну здатність твердої речовини. Отже, при здійсненні адсорбції бажане охолодження шару адсорбенту або попереднє охолодження газу, що подається.

Багато адсорбційних процесів є безповоротними, тобто десорбція адсорбованої речовини може бути здійснена тільки при видаленні деякої кількості твердого адсорбенту. Такі адсорбційні процеси називають хемосорбцією. Так, наприклад, кисень настільки сильно адсорбується на активованому вугіллі, що видалити його з поверхні можна лише у вигляді CO або CO. Адсорбуюча тверда речовина називається адсорбентом, або сорбентом, а адсорбований матеріал - адсорбатом, або сорбатом [17, 18].

Деякі сфери застосування

Найбільш широке застосування методи адсорбції знаходять в тих випадках, коли необхідно знизити вміст забруднюючих речовин до дуже низьких значень, значень слідів (від мільярдних долей до декількох мільйонних долей). Багато забруднювачів з сильним запахом виявляються вже при вмісті близько 100 млрд.; для цілковитого видалення запаху концентрація забруднюючої речовини має бути зниженою до нижчих значень, чого неможливо досягти, застосовуючи більшість інших методів обробки. Подібні задачі виникають в харчовій промисловості (видалення запахів при консервації, випалі кави, переробці риби, витопленні сала, ферментації, смажінні і випічці), в хімічній і переробній промисловості (зокрема, у виробництві клею і при переробці природних матеріалів, таких як кров і залози, при дубленні, у виробництві паперу), а також при здійсненні інших процесів, наприклад, в ливарному виробництві, при нанесенні лакофарбних і інших покриттів, і в лабораторіях, де проводяться експерименти на тваринах.

Адсорбція менш ефективна при необхідності видалення великих концентрацій забруднюючих речовин, оскільки при цьому необхідна велика адсорбційна ємкість або велика кількість адсорбенту. У тих випадках, коли концентрації забруднень невеликі і обробці піддається велика кількість повітря, адсорбція може виявитися дуже ефективною для видалення летючих вуглеводнів і органічних розчинників. Найдоцільніше використовувати цей метод для видалення парів отруйних речовин і передбачуваних канцерогенів в тих випадках, коли вміст домішок має бути знижений до декількох мільйонних долей або нижче.

Широке застосування знаходить адсорбція для видалення парів розчинника з відпрацьованого повітря при фарбуванні автомобілів, органічних смол і парів розчинника в системі вентиляції підприємств по виробництву скловолокна і склотканини, а також парів ефіру, ацетону та інших розчинників у виробництві нітроцелюлози і бездимного пороху. Адсорбція застосовується і для видалення радіоактивних газів при експлуатації ядерних реакторів, зокрема, радону і радіоактивного йоду.

Адсорбція знаходить застосування і в тих випадках, коли необхідне більш менш вибіркове видалення певних газоподібних компонентів з суміші. Окрім використання для осушення газів, імпрегновані адсорбенти мають і інші області застосування, пов'язані з їх селективністю, наприклад, для видалення етилену з газів, що відходять. Молекулярні сита використовувалися для видалення пари ртуті на підприємствах по виробництву хлору і лугу, де застосовуються електролізери з ртутним електродом [17, 18].

Адсорбційна концентрація перед допалюванням

В деяких випадках, зокрема при обробці горючих газів, для руйнування токсичних органічних речовин може бути використане допалювання, однак застосування цього методу затруджене тим, що концентрації органічних домішок, розподілених у великому обсязі повітря, дуже низькі. Для того, щоб нагрівати такі великі кількості повітря до температур, при яких проводиться допалювання, витрачається дуже велика кількість енергії. Економічність процесу допалювання може бути значно підвищена завдяки адсорбційному концентруванню забруднень перед допалюванням. Найбільший економічний ефект досягається в тих випадках, коли об'ємна концентрація забруднювачів складає 20-100 млн., хоча метод залишається ефективним і при концентраціях до 300 млн.. Оброблювані гази пропускають через шар адсорбенту звичайним способом, а насичений адсорбент продувають повітрям, яке потім поступає на допалювання. Такий метод дозволяє підвищити концентрацію забруднювача в 40 разів, при чому ефективність адсорбційної обробки різко зростає зі збільшенням об'єму оброблюваного газу [17, 18].

Конденсація

Конденсація може бути застосована для обробки систем, що містять пари речовин при температурах, досить близьких до їх точки роси. Цей метод найбільш ефективний у разі вуглеводнів і інших органічних сполук, що мають достатньо високі температури кипіння за звичайних умов і присутніх в газовій фазі у відносно високих концентраціях. Для видалення забруднювачів, що мають досить низький тиск пари при звичайних температурах, можна з успіхом використовувати конденсатори з водяним і повітряним охолодженням. Для декілька більш летючих розчинників можлива двостадійна конденсація з використанням водяного охолодження на першій стадії і низькотемпературного охолодження - на другій. Заморожування до дуже низьких температур лише з метою видалення забруднювачів рідко є доцільним; якщо в заморожуванні немає необхідності з будь-яких інших технологічних причин, то для видалення забруднювачів з більшою ефективністю можуть бути застосовані інші методи. Максимальне зниження вмісту інертних або таких, що не конденсуються газів в оброблюваній суміші дозволяє полегшити проведення процесу конденсації і підвищити її економічну ефективність, оскільки дає можливість виключити необхідність охолоджування до дуже низьких температур, відповідних точці роси.

Конденсацію не можна розглядати як практичний метод в тих випадках, коли необхідне видалення достатньо летючих небезпечних або отруйних органічних сполук, присутніх в значних кількостях в потоках газів, що не конденсуються, особливо якщо об'ємна концентрація забруднювачів після обробки повинна складати всього лише декілька мільйонних долей. В той же час конденсація може бути застосована для попередньої обробки, при якій виділяються цінні розчинники і зменшується кількість забруднювачів перед наступною стадією обробки. Парціальна конденсація може знайти застосування, зокрема, в тих випадках, коли оброблений газ не викидається, а знову повертається в процес або використовується в процесі допалювання (забруднювачі, що залишилися в ньому, при цьому згоряють). Попередня обробка конденсацією доцільна і в тих випадках, коли перед основною обробкою газовий потік необхідно охолодити, наприклад, при здійсненні адсорбції [17, 18].

3.3.2 Очистка газів допалюванням

Допалювання - це метод очистки газів шляхом термічного окислення вуглеводневих компонентів до CO і HO. Це визначення цілком може бути віднесене і до рідких відходів. В ході процесу інші компоненти газової суміші, наприклад, галоген - і сірковмісні органічні сполуки, також зазнають хімічні зміни і в новій формі можуть ефективно видалятися або вилучатися з газових потоків. З точки зору охорони навколишнього середовища очистка газів методом допалювання забезпечує необхідну чистоту викидів в атмосферу з мінімальним вмістом вуглеводнів, що не прореагували, оксидів азоту і сірки, галогенів та інших органічних сполук. Розглянемо практичне застосування методу термічного окислення для ефективного контролю за чистотою газових викидів; основну увагу приділимо використанню теоретичних положень в конкретній практиці інженерного проектування [17, 18].

Основні положення

Процеси очистки включають хімічні (термічне окислення, абсорбцію) і фізичні (адсорбція, електростатичне осадження) методи.

З економічної точки зору очищення методом допалювання на місці не повинна розглядатися як стадія, що знижує економічність всього процесу, оскільки залучення вуглеводневих компонентів до процесу горіння дозволяє отримати додаткове тепло і робить технологію ефективнішої. Сучасні пристрої повинні забезпечувати ефективну переробку всіх типів викидів (газові потоки, рідини), що містять вуглеводні і органічні сполуки, за умови мінімального споживання енергії і можливо більшої економічної ефективності [17, 18].

Термічне окислення

Система термічного окислення, або допалювання, повинна повною мірою відповідати умовам конкретного виробництва, інакше проблеми вибухонебезпечності, сполучення з основною технологією і технічного обслуговування лише створюють додаткові труднощі. При правильному проектуванні і підборі оптимального методу використання теплоти згорання газів, що відходять, система стає безпечною, надійною і економічно ефективною [17, 18].

4. НОВІ ТЕХНІЧНІ ТА ТЕХНІКО-ОРГАНІЗАЦІЙНІ РІШЕННЯ. СПОСІБ УТИЛІЗАЦІЇ КОНЦЕНТРОВАНОГО СТОКУ ВИРОБНИЦТВА ФОРМАЛІНУ

Згідно з регламентом при виробництві формаліну утворюється відхід - концентрований стік - рідина з колекторів формальдегідвмістких газів. Даний відхід має масову долю органічної частини метанол та формальдегід до 30%, але через наявність домішок - оксидів заліза, не може бути повернений у виробництво і прямує на спалювання, в контейнерах, на печі в цех ПіЗК [8].

Спосіб термічного знешкодження відходу в печах має недоліки: безповоротні втрати метанолу і формальдегіду, затрати на транспортування контейнерів, затрати на спалювання. Крім того, внаслідок наявності високоагресивного середовища - формальдегіду та кислот, агрегати спалювання вимагають частого дорогого ремонту.

З метою виключення даних недоліків пропонується піддати дані стоки ректифікації, що дозволить виділити у вигляді сухого залишку оксиди заліза та повернути у виробництво метанол і формальдегід.

5. СИСТЕМА ЗНЕШКОДЖЕННЯ ВІДХОДІВ

5.1 Функціональна схема процесу

Проміжними ємкостями для збору газового конденсату та сепараторної рідини є збірники поз. 3 та 3А, розташовані на відкритому майданчику. У ці збірники надходять:

сепараторна рідина з сепаратору;

- газовий конденсат та рідина при промиванні (пропарюванні) колекторів газів, що відходять, агрегатів №1, 2, 5, 6, 7, які зливаються по дренажних відведеннях;

- газовий конденсат із збірника поз. 98, що видавлюється азотом по трубопроводу, розташованому на цеховій естакаді.

Рідина із збірників поз. 3 і 3А відкачується в контейнер з подальшою відправкою на спалювання в цех ацетилену [8].

Пропонується піддати концентрований стік з ємності поз. 3А (рідину з колекторів формальдегідвмістких газів) ректифікації, що дозволить виділити у вигляді сухого залишку оксиди заліза та повернути у виробництво метанол і формальдегід. Для цього змонтувати в корпусі 735 ректифікаційну установку.

Ефективність очищення забрудненого стоку ректифікацією підтверджена лабораторними випробуваннями в цеховій лабораторії.

Впровадження даної схеми дозволить виключити безповоротні втрати формальдегіду та метанолу, виключити затрати на транспортування і термічне знешкодження стоку, отримати економічний ефект за рахунок повернення у виробництво формальдегіду та метанолу.

5.2 Розрахунок матеріального балансу системи знешкодження відходів виробництва формаліну

5.2.1 Розрахунок матеріального балансу системи знешкодження відходів виробництва формаліну на 1т продукту

Згідно з регламентом, газовий конденсат, який у даному дипломному проекті пропонується знешкодити, містить близько 30% органічних речовин (15% метанолу і 15% формальдегіду). Тобто інші 70% - це вода. Масова витрата газового конденсату - 19 кг/т. Виходячи з цього, масова витрата кожної речовини у статті «Приход» становить:

m (СНО) = ,(СНОН) = ,(НО) = .

Після ректифікації, що запропонована як нове рішення, у статті «Витрата» з'являється 2 потоки: дистилят і кубовий залишок, який містить 5% органічних речовин (від загальної масової витрати).

Тобто, кубовий залишок складається з 5% органічних речовин (2,5% метанолу і 2,5% формальдегіду) та 59,47% води. Виходячи з цього, масова витрата кожної речовини у кубовому залишку у статті «Витрата» становить:(СНО) = ,(СНОН) = ,(НО) = .

Разом: 0,475 + 0,475 + 11,3 = 12,25 кг/т, або 64,47% від загальної масової витрати.

У дистиляті ж міститься:(СНО) =  або 12,5%,(СНОН) = або 12,5%,(НО) =  або 10,53%.

Разом: 2,375 + 2,375 + 2 = 6,75 кг/т, або 35,53% від загальної масової витрати.

5.2.2 Розрахунок матеріального балансу системи знешкодження відходів виробництва формаліну на 60000 т/рік продукту

Розрахуємо коефіцієнт для того, щоб перевести розраховані величини з кг/т продукту у кг/год:

М (кг/год) =  = 6,85

Виходячи з цього, масова витрата кожної речовини у статті «Приход» становить:(СНО) = 2,85= 19,523 ,(СНОН) = 2,85= 19,523 ,(НО) = 13,3= 91,105 .

Разом: 19,523 + 19,523 + 91,105 = 130,151, або 100 % від загальної маси у приході.

Виходячи з цього, масова витрата кожної речовини у кубовому залишку у статті «Витрата» становить:(СНО) = 0,475= 3,253 ,(СНОН) = 0,475= 3,253 ,(НО) = 11,33= 77,61.

Разом: 3,253 + 3,253 + 77,61 = 84,116, або 64,47% від загальної масової витрати.

У дистиляті ж міститься:

m (СНО) = 2,375= 16,269 або 12,5 %,(СНОН) = 2,375= 16,269 або 12,5 %,(НО) = 2= 13,7 або 10,53 %.

Разом: 16,269 + 16,269 + 13,7 = 46,238 , або 35,53 % від загальної масової витрати.

Разом: 46,238 + 84,116 = 130,354, або 100 % від загальної масової витрати.

Таблиця 5.1

Матеріальний баланс системи знешкодження відходів виробництва формаліну

1. Газовий конденсат, що йде на знешкодження, у т. ч.: СНО

СНОН

НО130,151   19,523  19,523 91,105100,00   15,00  15,00 70,001. Дистилят, у т. ч.: СНО

СНОН

НО

. Кубовий залишок,

у т. ч.: СНО

СНОН

.3 Опис технологічної схеми

Початкова суміш з проміжної ємкості Є1 (поз. 3А) відцентровим насосом Н1 подається в підігрівач П, де підігрівається до температури кипіння насиченою водяною парою. Нагріта суміш надходить на розділення в колону ректифікації КР на тарілку живлення (верхню тарілку вичерпної частини колони), де змішується з флегмою із зміцнюючої частини колони.

Стікаючи вниз по колоні рідина взаємодіє з парою, що підіймається вгору, який утворюється при кипінні кубової рідини в кип'ятильнику К. Унаслідок цього з рідини видаляється легколетючі компоненти.

Пара, збагачена низькокиплячими компонентами, підіймається вгору по колоні і надходить у дефлегматор Д. З дефлегматора пара, що сконденсувалася, надходить в розподільний стакан Р, де конденсат розділяється на два потоки: один (флегма) повертається на зрошування колони, інший (дистилят) - надходить у холодильник дистиляту Х2 та далі в проміжну ємність Є3. Його можна застосовувати для стандартизації сховищ готового продукту.

З кубової частини колони безперервно відводиться кубовий залишок - продукт, збагачений висококиплячими компонентами, який охолоджується в холодильнику Х1 і прямує в ємність Є2, після чого він відкачується в цех НОПС або залізобетонну ємкість відділення ректифікації метанолу.

Підігрівач початкової суміші П і кип'ятильник К обігріваються насиченою водяною парою, конденсат, що утворився, повертається в цех ПіЗК [8, 19].

Періодично, по мірі забруднення, після цілковитого випаровування рідини, проводити чистку теплообмінника - підігрівача ректифікаційної установки від сухого залишку - оксидів заліза.

.4 Підбір обладнання

Для ректифікації концентрованого стоку (рідини з колекторів формальдегідвмістких газів) у даному дипломі пропонується змонтувати в корпусі 735 ректифікаційну установку, основним апаратом якої є ректифікаційна колона діаметром 800 мм з 12 ковпачковими тарілками, що, зазвичай, використовується для розділення сумішей різних спиртів та води концентрацією 30-40% (мас.). Номінальна ємність - 5,65 м. Продуктивність - 1,25 кг/с. Тиск у колоні атмосферний. Температура середовища у кубі - 100°С [34].

Окрім основного апарату у ректифікаційній установці використовуються такі допоміжні: 4 теплообмінника (перегрівач, кип'ятильник та 2 холодильника: холодильник дистиляту та холодильник кубового залишку), дефлегматор, розподільний стакан і 3 ємності.

У якості холодильника дистиляту пропонується використовувати теплообмінник тупу «труба у трубі» з поверхнею теплообміну за наружним діаметром - 0,48 м та довжиною труб - 1,5 м. Трубний простір займає нагрітий дистилят (100°С на вході), а міжтрубний - охолоджувальна вода (40ºС на виході). Тиск у трубному просторі - 0,2 МПа, у міжтрубному - 0,6 МПа. Емність апарату: трубний простір - 0,0063 м, міжтрубний - 0,014 м [34].

6. СИСТЕМА ЕКОЛОГІЧНОГО МОНІТОРИНГУ ЯКОСТІ ПРИРОДНОГО СЕРЕДОВИЩА

6.1 Методики аналітичного контролю виробництва формаліну

Промислово-санітарна лабораторія ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот», яка підпорядковується ВОНС даного підприємства, за допомогою певних методик вивчає стан атмосферного повітря на території ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот». Щорічно за результатами проведених досліджень складаються графіки контролю, де вказуються найменування показників, місця відбору проб, вживані методики, періодичність контролю, тривалість відбору проб і результати [20].

У виробництві формаліну проводяться аналізи: метанолу, що надходить у виробництво, контактних газів на вміст формальдегіду, газів, що відходять з виробництва та формаліну з колони і зі сховища. У метанолі визначають вміст метанолу та перманганатну пробу. Метанол для виробництва формаліну має бути концентрацією не нижче за 98,8%. Визначення вмісту метанолу проводиться за щільністю. Для проведення аналізу необхідно мати циліндр і ареометр.

При визначенні щільності пробу аналізованого розчину наливають у чистий циліндр. У наповнений циліндр плавно занурюють ареометр (діаметр циліндра має бути в два рази більше за діаметр потовщеної частини ареометру). Коли встановиться постійне показання термометру, помічають температуру і проводять відлік за шкалою ареометра за верхнім меніском. Відсотковий вміст метанолу визначають за таблицею, виходячи з щільності, приведеної до 20ºС.

Приведення щільності метанолу проводиться за формулою (6.1):

, (6.1)

де - щільність метанолу при 20ºС;

 - щільність метанолу за ареометром при температурі виміру;- температура досліджуваного метанолу;

,00093 - коефіцієнт, рівний зміні щільності при зміні температури на 1º.

Вміст метанолу за нормальної температури залежно від щільності змінюється таким чином: чим більше щільність метанолу, тим відсоток його вмісту в розчині менший.

У разі визначення перманганатної проби 20 мл випробовуваного метанолу поміщають в чистий сухий циліндр з безколірного скла, підігрівають до 15ºС, додають 0,1 мл 0,1 н. нейтрального розчину марганцевокислого калію і перемішують. Визначають час, протягом якого зберігається забарвлення розчину при розгляді його вздовж осі циліндра [10].

Методика визначення формальдегіду

Газ, температура плавлення - 92 ºС, температура кипіння - 19 ºС, добре розчиняється у воді, етанолі та ефірі. Гранично допустима максимальна разова концентрація 0,035 мг/м, середньодобова - 0,003 мг/м; кл. небезпеки 2.

Принцип аналізу. Метод заснований на реакції взаємодії формальдегіду з ацетилацетоном у середовищі ацетату амонію з утворенням продукту, забарвленого в жовтий колір.

Нижня межа виявлення 0,5 мкг в 10 мл розчину, точність вимірювання ± 10%, вимірювані концентрації 0,003-0,1 мг/м.

Визначенню не заважають метанол, етанол, етилгліколь, сірководень, ацетон, аміак, поліетиленова емульсія, ацетальдегід, пропіоновий альдегід і фенол.

Апаратура і реактиви

Аспіраційний пристрій з пристроєм для вимірювання об'єму або швидкості повітря.

Фотоколориметр зі світлофільтром з максимальним світлопоглинанням при λ = 412 нм і кюветою з товщиною шару 20 мм.

Колби мірні місткістю 50; 100; 250 мл.

Колби конічні місткістю 100 мл.

Поглинювальні прилади з пористою пластинкою, ТУ 25-111081-75.

Баня водяна з терморегулятором.

Ацетилацетон, чда.

Оцетова кислота крижана, хч.

Амонія ацетат, чда.

Ацетилацетоновий реактив. Розчиняють 150 г ацетату амонія у 800 мл води в мірній колбі місткістю 1 л. До розчину додають 2 мл ацетилацетона, 3 мл оцтової кислоти і об'єм у колбі доводять водою до мітки. Розчин перемішують і зберігають в склянці з темного скла (поглинювальний розчин).

Формалін, 40%-ий розчин формальдегіду.

Натрію гідроксид, чда, 30%-ий розчин.

Хлороводнева кислота, густ. 1,19 г/см, чда, розбавлена (1 : 5).

Натрію тіосульфат (NaSO· 5HO), фіксанал, 0,1 н. розчин.

Йод, фіксанал, 0,1 н. розчин.

Крохмаль розчинний, 1%-ий розчин.

Стандартний розчин формальдегіду. Вносять до мірної колби місткістю 250 мл 5 мл формаліну, доводять водою до мітки і визначають вміст формальдегіду в цьому розчині. Для цього 5 мл розчину поміщають в конічну колбу місткістю 250 мл з притертой пробкою, доливають 20 мл 0,1 н. розчину йоду і по краплинах вносять 30%-ий розчин гідроксиду натрію до появи стійкого блідо-жовтого забарвлення. Колбу залишають на 10 хв., потім обережно додають 2,5 мл хлороводневої кислоти (розбавленої 1:5), залишають на 10 хв. в темряві і відтитровують надлишок йоду 0,1 н. розчином тіосульфату натрію. Коли розчин стане світло-жовтим, додають декілька крапель крохмалю. Заздалегідь встановлюють кількість тіосульфату, що витрачається на титрування 20 мл 0,1 н. розчину йоду. По різниці кількості тіосульфату, витраченого на контрольне титрування, і надлишку йоду встановлюють кількість йоду, яка пішла на окислення формальдегіду; 1 мл 0,1 н. розчину йоду відповідає 1,5 мг формальдегіду. Встановивши вміст формальдегіду в 1 мл розчину, відповідним розбавленням водою готують початковий стандартний розчин формальдегіду, що містить 0,1 і 0,01 мг/мл формальдегіду. Вміст формальдегіду в розчинах встановлюють титриметрично.

Градуювальний графік. Готують шкалу стандартів:

Стандартний розчин - 00,050,10,20,40,60,81,0

формальдегіду з вмістом - 0,01 мг/мл, мл

Поглинювальний розчин, мл - 5,04,954,94,84,64,44,24,0

Вміст формальдегіду, мкг - 00,51,02,04,06,08,010,0

Стандарти обробляють так само, як проби і вимірюють оптичну густину кожного стандарту при λ = 412 нм. За одержаними середніми даними з 4 визначень будують графік залежності оптичної густини від вмісту формальдегіду (мкг).

Відбір проб. Для визначення максимальної разової концентрації формальдегіду повітря аспірують 30 хв. зі швидкістю 1,5 л/ хв. крізь два послідовно з'єднаних поглинювальних прилади з пористою пластинкою, заповнених 5 мл ацетилацетонового поглинювального розчину. В процесі відбору проби утворюється нелетюче похідне формальдегіду.

Для визначення середньодобової концентрації формальдегіду повітря аспірують крізь два послідовно з'єднаних поглинювальних прилади з пористою пластинкою в умовах визначення максимальної разової концентрації 6 разів протягом доби, через рівні проміжки часу. Проби відбирають в одні і ті ж поглинювальні прилади.

Хід аналізу. Відібрані проби в поглинювальних приладах поміщають у водяну баню, нагріту до 40ºС, і витримують 30 хв. Після охолоджування проби вимірюють оптичну густину забарвленого розчину на фотоколориметрі при λ = 412 нм в кюветах з товщиною шару 10 мм по відношенню до контрольного розчину. Вміст формальдегіду в пробі находять по калібрувальному графіку.

Розрахунок. Концентрацію формальдегіду в повітрі с (мг/м) обчислюють за формулою (6.2):

с = ,(6.2)

де: a - маса речовини, знайдена у пробі, мкг;

V - об’єм досліджуваної проби повітря, приведений до нормальних умов, л (0ºС, 101080 Па);

V - загальний об’єм розчину проби, мл; - об’єм розчину проби, використовуваний для аналізу, мл [21].

У формаліні також визначають вміст метилового спирту та вміст кислот. Визначення вмісту метилового спирту засноване на вимірі щільності випробовуваного розчину формаліну за певної температури, зазвичай за 15ºС. Визначення вмісту кислот засноване на нейтралізації останніх 0,1 н. розчином їдкого натру [10].

Отбор проб воздуха сопровождается наблюдениями за метеорологическими параметрами [20].

.2 Система моніторингу навколишнього природного середовища

6.2.1 Аналіз стану повітряного басейну в районі розташування підприємств

Аналіз стану повітряного басейну в районі розташування підприємства є складовою частиною моніторингу навколишнього середовища і включає:

1  кліматичну характеристику місця розташування підприємства;

2  структуру джерел забруднення;

3  динамічні спостереження за станом атмосфери та визначення екологічних параметрів забруднення атмосфери.

Такий аналіз з використанням результатів минулих спостережень дає можливість оцінити значущість викидів шкідливих речовин, ефективність природоохоронних заходів, що проводяться, визначити перелік пріоритетних шкідливих речовин.

Екологічна обстановка району розташування підприємств визначається кліматичною характеристикою цієї території, кількістю і потужністю джерел забруднення. Основними кліматоутворюючими факторами є: сонячна радіація, атмосферна циркуляція і характер підстилаючої поверхні.

Особливу увагу слід звернути на повторюваність таких найбільш несприятливих з погляду забруднення метеорологічних умов, як повторюваність та потужність інверсій, штилів, застоїв повітря. Найбільш несприятливі метеорологічні умови, обумовлені кліматом і пов'язані із застоями повітря і інверсіями, створюються влітку, переважно вночі при слабких вітрах (повторюваність - 15-17%).

6.2.2 Мережі спостережень за повітряним середовищем

Виконання робіт з контролю за станом забруднення атмосферного повітря в промисловій та санітарно-захисній зонах проводиться у двох напрямах. Перший напрям - контроль за викидами на технологічних установках та дотриманням нормативів ГДВ. Відбір проб проводиться з гирла труб, вентиляційних камер та інших джерел викидів з подальшим виконанням аналізів в лабораторії. Аналіз проб викидів доповнюється розрахунковими методами, що при необхідності діють. Другий напрям по спостереженню за станом атмосферного повітря - проведення спостережень в санітарно-захисній зоні підприємства та спостереження за станом атмосферного повітря в промисловій зоні підприємства.

Використовують два способи отримання результатів аналітичних вимірювань про стан навколишнього середовища:

попередній відбір проб в заздалегідь визначених точках відбору з подальшим аналізом в лабораторії (лабораторна мережа спостережень);

відбір проб та проведення аналізу в точці відбору за допомогою спеціальних призначених для цього приладів (інструментальний контроль).

Інструментальний контроль є більш експресним і дозволяє проводити аналізи в набагато більшому числі точок відбору, ніж у лабораторній мережі спостережень. При використанні інструментального контролю можлива побудова експериментальних карт вмісту шкідливих речовин. За допомогою лабораторної мережі спостережень можливо лише побудова розрахункових карт на базі методики розрахунку концентрацій в атмосферному повітрі шкідливих речовин, що містяться у викидах підприємств (ОНД-86).

У загальному випадку, точка відбору проб повітря (піст спостереження) - це точка місцевості, на якій розміщується павільйон або автомобіль, обладнані відповідними приладами та пробовідбірними пристроями.

Пости спостереження ділять на три групи: стаціонарні, маршрутні і пересувні (підфакелъні). Стаціонарний пост призначений для забезпечення безперервної реєстрації вмісту шкідливих речовин або регулярного відбору проб повітря для подальшого аналізу. З числа стаціонарних постів виділяють опорні стаціонарні пости, які призначені для виявлення довготривалих змін вмісту основних та найбільш поширених специфічних шкідливих речовин. Стаціонарні пости обладнуються спеціальними павільйонами, які встановлюються в заздалегідь вибраних місцях.

Маршрутний пост призначений для регулярного відбору проб повітря, коли неможливо (або економічно недоцільно) встановити стаціонарний пост. Маршрутні пости використовують для детальнішого вивчення стану повітря в окремих районах. Спостереження на маршрутних постах проводяться за допомогою пересувної лабораторії, оснащеної необхідними приладами та обладнанням. Маршрутні пости встановлюють в заздалегідь вибраних точках. Одна машина за робочий день об'їжджає 4 - 5 точок. Порядок об'їзду автомашиною вибраних маршрутних постів має бути одним і тим же, аби забезпечити визначення концентрацій шкідливих речовин в постійні терміни.

Пересувний (підфакельний) пост призначений для відбору проб під димовим (газовим) факелом з метою виявлення зони впливу даного джерела викидів. Спостереження під газовим факелом підприємства проводяться також за допомогою обладнаної машини. Підфакельними постами є точки місцевості, розташовані на фіксованих відстанях від джерела викиду. Вони переміщаються відповідно до напряму факела обстежуваного джерела викидів. У житловій зоні пробовідбірні точки розташовані таким чином, що вони як би відгороджують підприємство від розміщення житлової забудови.

Для забезпечення точності результатів вимірювань та достовірності результатів випробувань, що виконуються тією або іншою мережею спостереження, необхідна розробка єдиних документів, що регламентують вимоги до організації та проведення моніторингу. Регламентація окремих стадій спостережень (вибір точок відбору, пробовідбір, консервація і транспортування проб, пробопідготовка, виконання аналізу, обробка та видача результатів) дозволяють одержувати порівняльні дані в різних лабораторіях. З цією метою розроблені та введені в дію керівні документи, обов'язкові для всіх організацій, що здійснюють спостереження за станом забруднення атмосфери.

Відбір проб атмосферного повітря на вміст сірководню, фенолу, формальдегіду проводять в барботери. Барботери, наповнені відповідним поглинювальним розчином, через скляну гребінку за допомогою гумової муфти під'єднують до електроаспіратора. Відбір проб атмосферного повітря на вміст окису вуглецю та вуглеводнів проводят у скляні шприци. Частота відбору проб - 2 рази на добу.

6.2.3 Моніторинг атмосферного повітря регіону

Зміна стану біосфери відбувається під впливом природних і антропогенних дій. На відміну від природних дій, безповоротні зміни біосфери під впливом антропогенних факторів інтенсивні, короткочасні, але можуть відбуватися і за довгий час.

Для вивчення і вирішення екологічних проблем необхідне створення інформаційних систем, що характеризують фактичний стан навколишнього середовища. Питання спостереження за фактичним станом навколишнього середовища є також ключовими при розробці, здійсненні та оцінці ефективності природоохоронних заходів. Дані заходи проводяться для зниження антропогенного навантаження на природне середовище і для приймання рішень про природоохоронну діяльність. Передусім, потрібна інформація про фактичний стан навколишнього середовища. Основним джерелом інформації, що характеризує стан навколишнього середовища, є результати аналітичних вимірювань.

Залежно від поставлених завдань аналітичні вимірювання можуть здійснюватися в наступних цілях:

4  контроль змін, що відбуваються в навколишньому середовищі, та виявлення причин, що викликали їх;

5  отримання вторинної інформації (статистична обробка), що ґрунтується на результатах спостережень або контролю;

6  прогнозування тенденцій зміни екологічної обстановки на різних рівнях.

Структура системи моніторингу включає підсистеми: "Спостереження", "Оцінка фактичного стану", "Прогноз стану", "Оцінка прогнозованого стану".

Спостереження за природними змінами навколишнього середовища раніше здійснювала Загальнодержавна служба спостережень і контролю за рівнем забруднення природного середовища (ЗДССК). Ця служба забезпечувала зацікавлені державні та громадські органи, підприємства, установи і організації систематичною інформацією і прогнозами про рівні забруднення природного середовища і про метеорологічні умови.

Управління навколишнім середовищем полягає в дії на об'єкти так, щоб характеристики якості середовища наближалися до еталону. Одним з основних принципів функціонування системи управління якістю навколишнього середовища є принцип, по якому організація здійснює моніторинг навколишнього середовища і оцінює її параметри. Моніторинг навколишнього середовища дозволяє впевнитися, що підприємство діє відповідно до прийнятої програми з охорони довкілля і екологічної безпеки.

Пріоритетні природоохоронні заходи впроваджують на основі даних моніторингу навколишнього середовища, організованого на різному рівні, який ведеться відповідними службами. Структура контролю:

7  місцевий моніторинг, що виконується самими промисловими підприємствами;

8  санітарний моніторинг, що виконується державною санітарно-епідеміологічною службою;

- моніторинг, що виконується державною інспекцією охорони навколишнього середовища;

- система державного статистичного обліку, що збирає дані про емісію забруднювачів навколишнього середовища.

Існуючі регіональні та міські системи моніторингу розглядають промислові підприємства як точкові (і дуже густо, близько розташовані) джерела, що не дозволяє визначити внесок кожного з них в забруднення навколишнього середовища та оцінити вплив джерел викидів шкідливих речовин, розташованих всередині промислових об'єктів. Для вирішення цих питань необхідне створювання локальних систем моніторингу навколишнього середовища на рівні промислових підприємств.

Таким чином, рішення задачі зниження екологічної напруженості на небезпечних підприємствах можливе шляхом створення систем моніторингу навколишнього середовища, а отримані за допомогою цих систем результати в комплексі з технологічними заходами з підвищення екологічності виробництва дозволять ефективно управляти якістю навколишнього середовища. Всі системи моніторингу діють на єдиних принципах, що дозволяють провести комплексний аналіз і зробити узагальнення за даними отриманих вимірювань, дати оцінку та прогноз змін, що відбуваються в екосистемах [11].

промисловий токсикологічний сєвєродонецький атмосфера

7. СИСТЕМА КОНТРОЛЮ ТА УПРАВЛІННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИМ ПРОЦЕСОМ

7.1 Контрольно-вимірювальні прилади і засоби автоматизації

7.1.1 Технічна структура автоматичної системи управління

Управляти процесом ректифікації, який запропонований у даному дипломному проекті як метод знешкодження рідини з колекторів формальдегідвмістких газів, використовуючи застарілі засоби контролю і системи регулювання, забезпечуючи при цьому високі техніко-економічні показники і якість знешкодження, неможливо. Для цього запропоновано використовувати АСУТП на базі мікропроцесорного керуючого обчислювального комплексу (далі КОК) МСКУ - М.

Робочим режимом вибраний режим безпосереднього цифрового управління (БЦУ). Працюючи в даному режимі, КОК виконує наступні функції: збирання і обробку вимірювальної інформації, видачу технологічної інформації на пристрої контролю, формування управляючих дій за заздалегідь заданими критеріями оптимальності і видачу їх на виконавчий механізм.

У стандартній конфігурації МСКУ - М задіяні наступні блоки:

- РГ1 і РГ2 - блоки вхідних і вихідних гальванічних розв'язок. Основне призначення цих блоків полягає в захисті мікропроцесорного контролера від коротких замикань в схемах живлення датчиків і виконавчих механізмів;

- АЦП і ЦАП - блоки аналого-цифрового і цифро-аналогового перетворювача сигналів;

ЦІП - блок цифро-імпульсного перетворювача сигналів;

- ЦДП і ДЦП - блоки цифро-дискретного і дискретно-цифрового перетворення сигналів;

- АЛГО - блок алгоритмічного перетворення сигналів. МСКУ - М працює з уніфікованими струмовими сигналами.

Робоче місце оператора-технолога (РМОТ) обладнане пристроями контролю (ПК) (дисплеї, монітори, екрани, принтери і т.д.), панелями ручного управління (РУ) (у оперативного персоналу завжди має бути можливість перевести технологічний процес з автоматичного на ручний і навпаки) і схемою сигналізації (С), яка, як правило, розташована на мнемосхемі виробництва.

Через те, що процес ректифікації забрудненого стоку є пожеже-, вибухонебезпечним, для регулювання використовуються пневматичні клапани типу «МІМ». У зв'язку з тим, що вихідний сигнал МСКУ - М є електричним, то на виході КОК необхідно використовувати електропневматичні перетворювачі ЕПП - 86.

При впровадженні АСУТП для управління ректифікацією зменшується собівартість знешкодження за рахунок зниження витратних норм енергоресурсів на знешкодження стоку (газового конденсату), збільшується продуктивність апаратів, покращується якість знешкодження, полегшується робота оперативного персоналу за веденням технологічного процесу (скорочується кількість зайнятих у виробництві людей) [23].

7.1.2 Контроль основних технологічних параметрів процесу

Для управління технологічним процесом ректифікації рідини з колекторів формальдегідвмістких газів, оператор - технолог повинен мати можливість у будь-який момент часу отримувати повну інформацію про хід процесу. Для цього в даному дипломному проекті запропоновано виміряти і виводити на ЦПУ і на КОК значення наступних технологічних параметрів:

температура: насиченої пари на вході у кип'ятильник К (контролюється приладом поз. TIRА - 1в); початкової суміші на вході у центральну зону ректифікаційної колони КР (контролюється приладами поз. TIRА - 4в); у верхній та кубовій частині ректифікаційної колони КР (контролюється приладом поз. TIRА - 10б та TIRA - 7в відповідно); оборотної води після дефлегматора Д (контролюється приладом поз. TIRА - 11в); флегми після розподільника Р на вході у верхню частину ректифікаційної колони КР (контролюється приладами поз. TIRА - 12в); дистиляту після холодильника дистиляту Х2 (контролюється приладами поз. TRKА - 16в);

рівень: у збірнику вихідної суміші Є1, у кубовій частині ректифікаційної колони КЛ у збірнику кубового залишку Є2, у збірнику дистиляту Є3 (контролюється приладами поз. LIRA - 3б, LIRA - 9б, LIRA - 14б і LIRA - 15б відповідно);

витрата: насиченої пари та вихідної суміші на вході у підігрівач П (контролюється приладами поз. FIR - 5в та FIR - 8в відповідно); рідини з кубу на вході у холодильник Х1(контролюється приладом поз. FRК - 17в);

тиск: насиченої пари на вході у кип'ятильник К (контролюється приладами поз. PIRA - 2в); у верхній та кубовій частині ректифікаційної колони КР (контролюється приладом поз. PIRA - 13в і PIRA - 6в відповідно) [19, 23, 24].

Для вимірювання витрати у всіх випадках використовують метод змінного перепаду тиску. У трубопроводі, по якому транспортується потік, встановлюється звужуючій пристрій (діафрагма типу ДКП), на якому при протіканні потоку виникає перепад тиску ∆Р (вимірюється дифманометром типу «Сапфір 22ДД»). Вихідний сигнал даного приладу є струмовим уніфікованим. За величиною перепаду тиску визначається витрата.

Для вимірювання температури використовується термоелектричний перетворювач ТХА-1774. В основу роботи даної термопари покладений термоелектричний ефект. Вихідний сигнал термопари неуніфікований, тому їх використовують в комплекті з нормуючим перетворювачем Ш-78.

Для вимірювання рівня використовується буйковий рівнемір «Сапфір 22ДУ». Чутливим елементом рівнеміра є буйок, який виготовляється із неіржавіючої сталі, і встановлюється безпосередньо в апарат. В основу роботи рівнеміра покладений закон Архімеда. При зміні рівня в апараті змінюється висота занурення буйка в робочу рідину. При цьому змінюється сила, яка виштовхує буйок, а, отже, змінюється його вага. Вимірювальна схема перетворює зміну ваги буйка в уніфікований струмовий сигнал 4-20 мА, який подається на вторинний прилад і на КОК.

Для вимірювання тиску використовують вимірювальний перетворювач тиску «Сапфір 22ДІ». У основу роботи даного перетворювача покладений теізомеричний принцип. Він має уніфікований струмовий вихідний сигнал 4-20 мА. Вторинним приладом служить міліамперметр А-542 з пристроєм сигналізації (в тих випадках, коли це необхідно).

Проходження уніфікованого струмового сигналу від датчиків по блоках МСКУ-М має наступну послідовність. Вихідний сигнал датчика надходить на перетворювач (якщо він необхідний), а далі через вхідну гальванічну розв'язку РГ1 і аналого-цифровий перетворювач подається в блок АЛГО. У блоці АЛГО відбувається первинна обробка технологічної інформації і виробка управляючих дій на процес. Управляючі дії і вимірювальна інформація з блоку АЛГО через блок ЦАП і вихідну гальванічну розв'язку РГ2 виводяться на пристрої контролю (ПК), розміщені на робочому місці оператора-технолога (РМОТ).

У випадку, якщо ведеться регулювання, з панелі ручного управління (РУ) сигнал через електропневматичний перетворювач подається на виконавчий механізм.

Якщо необхідно сигналізувати відхилення параметру від норми, то сигнал з блоку АЛГО через ЦДП виводиться в схему сигналізації [19, 23, 24].

7.1.3 Регулювання параметрів технологічного процесу

Для ведення технологічного процесу ректифікації, як методу знешкодження рідини з колекторів формальдегідвмістких газів, в умовах, близьких до оптимальних, в даному дипломному проекті запропоновані наступні системи автоматичного регулювання.

Витрата насиченої пари стабілізується автоматично за допомогою одноконтурної АСР витрати. Регулюючий клапан (поз. FC-5д) знаходиться у лінії подачі насиченої пари у підігрівач П.

Витрата вихідної суміші на вході у підігрівач П стабілізується автоматично за допомогою одноконтурної АСР витрати. Регулюючий клапан (поз. FC-8д) знаходиться у лінії нагнітання перекачувального насосу.

Рівень рідини у холодильнику Х1 стабілізується автоматично за допомогою одноконтурної АСР рівня. Регулюючий клапан (поз. LC-9е) знаходиться у лінії подачі рідини на вході у холодильник Х1.

Температура вихідної суміші на вході у центральну зону ректифікаційної колони КР стабілізується автоматично за допомогою одноконтурної АСР температури за рахунок зміни витрати пари, що надходить у підігрівач П. Регулюючий клапан (поз. ТC-4д) знаходиться у лінії подачі насиченої пари у підігрівач П.

Температура рідини з кубової частини ректифікаційної колони КР, стабілізується автоматично за допомогою одноконтурної АСР температури за рахунок зміни витрати насиченої пари, що надходить у кип'ятильник К. Регулюючий клапан (поз. ТC-7д) розташований у лінії подачі насиченої пари у кип'ятильник К.

Температура дистиляту у холодильнику дистиляту Х2 стабілізується автоматично за допомогою одноконтурних АСР температури за рахунок зміни витрати цього дистиляту і за рахунок зміни витрати оборотної води. Регулюючі клапани (поз. ТC-12д та ТC-16д) розташовані у лінії подачі дистиляту та у лінії подачі оборотної води у холодильник дистиляту Х2 відповідно.

Насос подачі вихідної суміші зі збірника вихідної суміші Є1 у підігрівач П-Н1, насос відкачування кубового залишку зі збірника кубового залишку Є2-Н2 і насос відкачування дистиляту зі збірника дистиляту Є3-Н3, включаються дистанційно з ЦПУ за допомогою електромагнітних пускачів (поз. NSA-24а, NSA-25а і NSA-26а відповідно) [19, 23, 24].

7.1.4 Сигналізація і блокування процесу

Для сповіщення оперативного персоналу про відхилення технологічного процесу від норми, у даному дипломному проекті запропонована схема сигналізації, яка спрацьовує у наступних випадках:

максимальна температура у лінії подачі насиченої пари;

максимальна температура на вході початкової суміші та флегми після розподільника Р у ректифікаційну колону КР і по висоті ректифікаційної колони КР;

максимальна температура оборотної води на виході з дефлегматора Д;

максимальна температура дистиляту на виході з холодильника дистиляту Х2;

максимальний рівень у збірниках вихідної суміші Є1, кубового залишку Є2 та дистиляту Є3;

мінімальний рівень у кубовій частині ректифікаційної колони КР;

максимальний тиск у лінії подачі насиченої пари та по висоті ректифікаційної колони КР;

мінімальний тиск у лінії нагнітання насосів Н1, Н2, Н3;

вмикання і вимикання насосів Н1, Н2, Н3 [19, 23, 24].

7.1.5 Відомість приладів

Відомість приладів представлена у табл. 7.1 [19, 23, 24].

Таблиця 7.1

Відомість приладів

5а, 8а, 17а 5б, 8б, 17б 5в, 8в, 17в  5г, 8г, 17г  5д, 8д, 17д   - насиченої пари; - вихідної суміші; - рідини з кубу на вході у Х1.              Діафрагма камерна, тип ДКП Дифманометр «Сапфір 22ДД» Вторинний прилад А-542  Електропневматичний перетворювач Виконавчий механізм типу МІМ  Клас точності 0,1 Клас точності 0,5 Клас точності 0,5; шкала 0-10 м/с

Клас точності 1,0; вихідний сигнал 0,2 - 1 кгс/см

3а, 9а, 14а, 15а  3б, 9б, 14б, 15б  3в, 9в, 14в, 15в  3г, 9г, 14г, 15г  3д, 9д, 14д, 15д  3е, 9е, 14е, 15е  - у збірнику Є1;  - у кубі КР;  - у збірнику Є2;  - у збірнику Є3. Рівнемір буйковий «Сапфір 22ДУ» Вторинний прилад А-542 з пристроєм сигналізації Електропневматичний перетворювач ЕПП-63 Пневматичний виконавчий механізм МІМ Електроконтактне реле блокування Електромагнітна засувка ЕВ - 1 Клас точності 0,5; діап. 0 - 2500 мм Клас точності 0,5; шкала 0 - 100% Клас точності 1,0; вихідний сигнал 0,2 - 1 кгс/см

Тип Н3

8. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА ПРОТИПОЖЕЖНИЙ ЗАХИСТ

Хімічні виробництва характеризуються підвищеною небезпекою праці працівників, несуть потенційну небезпеку професійних отруєнь і захворювань, травматизму, забруднення навколишнього середовища та ін. Тому питанням охорони праці приділяється велика увага.

Охорона праці - це система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних та лікувально-профілактичних способів і методів, спрямованих на збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці.

При переході до роботи основним зобов'язанням керівника стає створення такої організації виробництва, при якій досягається найбільший прибуток. Функціонування підприємства в умовах ринкових стосунків означає, що нещасні випадки, захворювання на виробництві спричиняють значні економічні втрати, як для підприємства, так і для держави. Вони впливають на конкурентоспроможність, собівартість, прибуток та рентабельність. Незадовільні умови негативно позначаються на продуктивності праці, якості продукції, національному добрі. Тому забезпечення здорових, безпечних, високопродуктивних умов праці є важливим фактором існування підприємства в умовах ринкової конкуренції [25, 26].

.1 Основні фізико-хімічні властивості, токсичність, пожежо- і вибухонебезпечність речовин, які використовуються та отримані на виробництві

Основні фізико-хімічні властивості речовин, які використовуються та отримані на виробництві наведені у табл. 8.1 [8, 9, 10, 25].

Таблиця 8.1

Основні фізико-хімічні властивості речовин

Характеристика токсичності речовин, які використовуються та отримані на виробництві наведена у табл. 8.2 [8, 9, 10, 25].

Таблиця 8.2

Характеристика токсичності речовин

Показники вибухо- та пожеженебезпеки речовин, які використовуються та отримані на виробництві наведені у табл. 8.3 [8, 9, 10, 25].

Таблиця 8.3

Показники вибухо- та пожеженебезпеки речовин

8.2 Небезпечні та шкідливі виробничі фактори на даному виробництві

. Токсичні речовини, які проникають в організм людини та спричиняють отруєння. Це газоподібні речовини (пари метанолу, формальдегід), рідини (метанол, формалін), тверді речовини (параформ), які можуть потрапити всередину організму через легені, шлунково-кишковий тракт і шкіру.

. Хімічні опіки тіла та очей, які можуть виникнути при попаданні формаліну, метанолу.

. Термічні опіки, які можуть виникнути при дотику до гарячих трубопроводів пари, гарячої води, до розжарених матеріалів.

. Статична електрика, яка виникає при русі сировини та продукції по трубопроводах і апаратах.

. Використання електричного струму. Електрообладнання цеху перебуває під високою напругою, небезпечною для життя людини - 220, 380, 500, 6000 Вольт.

. Шум та вібрація, які утворюються при роботі нагнітачів природоохоронного комплексу, а також при переміщенні рідин і газів по трубопроводах.

. Механічні травми - порізи, садно, удари, вивихи, переломи кісток можуть відбутися внаслідок порушення правил техніки безпеки при обслуговуванні рухомих механізмів, підіймальних пристосувань.

. Небезпека попадання під залізничний транспорт та автотранспорт [8, 10, 25, 26].

8.3 Класифікація і категорія виробництва та його приміщень

Класифікація виробничих приміщень за вибухо-, пожеженебезпеч-ностю, за електрообладнанням та санітарною характеристикою представлена у табл. 8.4 [8, 25].

За санітарною характеристикою виробництво формаліну відноситься до II класу. Ширина санітарно-захисної зони 500 м [8].

Таблиця 8.4

Класифікація виробничих приміщень за вибухо-, пожеженебезпечностю, за електрообладнанням та санітарною характеристикою

8.4 Заходи щодо запобігання шкідливих та небезпечних виробничих факторів

8.4.1 Вентиляція і опалювання

Розробка даного заходу при проектуванні виробництва є обов'язковою відповідно до санітарних норм і правил, державної системи стандартів безпеки праці та інших нормативних документів.

Вентиляція та опалювання - важливі засоби забезпечення нормальних санітарно-гігієнічних та метеорологічних умов у виробничих і допоміжних приміщеннях [27].

Оскільки установка виробництва формаліну знаходиться на відкритій площадці, для розрахунку вентиляції і опалювання вибираємо приміщення лабораторії аналітичної з розмірами 8,5 х 4,5 х 3,5 м.

У лабораторіях передбачається приточно-витяжна вентиляція, причому кількість повітря, що видаляється, має бути більше, ніж кількість повітря, що подається.

Кількість повітря, яку необхідно подати в лабораторне приміщення, визначається за формулою (8.1):

W = K*V, м/ч, (8.1)

де: К - кратність повітрообміну, 1/год. Приймаємо К=7 1/год.;

V - об'єм робочого приміщення, м;= 7*8,5*4,5*3,5 = 937,125 м/ч.

Для приточної вентиляції обираємо вентилятор типу В-Ц4-70 (1-го виконання) продуктивністю 1400 м/ч, номер вентилятора 3,15; напір 27 мм вод.ст., частота обертання 1500 об/хв; тип електродвигуна 4АА63А4; потужність електродвигуна 0,25 кВт [25].

Видалення шкідливих виділень з хімічної лабораторії проводиться через витяжні шафи. У приміщенні аналітичної лабораторії встановлено 2 витяжні шафи. Кількість повітря, що видаляється з однієї витяжної шафи, визначимо за формулою (8.2):

W = F*V*3600, м/ч,(8.2)

де: F- площа робочого отвору витяжної шафи, м; для витяжної шафи завдовжки 1,6 м та шириною робочого отвору 0,4 м: = 1,6*0,4 = 0,64 м; - швидкість руху повітря, що видаляється через витяжну шафу, м/с; приймаємо рівною 0,7 м/с тому, що найнебезпечніша речовина на виробництві - формальдегід, має 2 кл. небезпечності з ГДК, а для речовин 2 кл. небезпечності з ГДК (від 0,1 до 1 мг/м) V приймається рівною 0,5-0,7 м/с. = 0,64*0,7*3600 = 1612,8 м/ч

Продуктивність вентилятору для витяжної шафи визначається за формулою (8.3):

L = V*k, м/ч, (8.3)

де: V - кількість повітря, що видаляється з однієї витяжної шафи, м/ч;

k - коефіцієнт підсосу повітря через нещільності шафи; приймається рівним 1,15.

L = 1612,8*1,15 = 1854,72 м/ч.

Оскільки у приміщенні лабораторії встановлено дві витяжні шафи, то продуктивність вентилятора складе:

2*1854,72 = 3709,44 м/ч.

Для витяжної вентиляції обираємо вентилятор типу В-06-300 з продуктивністю 5200 м/ч, номер вентилятора 4, напір 30 мм вод. ст., електродвигун типу 4А71А2, потужність 0,75 кВт, частота обертання 2840 об/хв [25].

Хімічні лабораторії забезпечуються опалюванням від теплопунктів. Як опалювальні пристрої використовують радіатори. Кількість тепла, необхідна для обігріву лабораторії, визначається за формулою (8.4):

= q*F*(1+k), Вт,(8.4)

де: q - укрупнений показник максимальної витрати на опалювання 1 м приміщення,= 152 Вт/м для сєвєродонецького басейну;- площа приміщення, м;- коефіцієнт, який враховує затрати теплоти на опалювання (приймається рівним 0,34).

Q = 152*8,5*4,5*(1+0,34) = 7790,76 Вт

Площу опалювальних приладів (радіаторів) визначимо за формулою (8.5):

Н = Q/505, экм, (8.5)

де: Q - кількість тепла, що необхідна для обігріву приміщення, Вт;

Н = 7790,76/506 = 15,4 экм

За розрахунковою площею обираємо радіатор марки М-140АО з площею поверхні нагріву однієї секції 0,35 экм (0,299 м) та об'ємом 4,1 м. Для забезпечення необхідної площі поверхні нагріву встановлюємо 5 радіаторів по 9 секцій в кожному [25].

8.4.2 Аварійна вентиляція

У хімічних виробництвах обов'язково передбачають аварійну вентиляцію. Вона призначена для швидкого видалення з виробничих приміщень значних обсягів повітря з високими концентраціями токсичних та вибухонебезпечних речовин (парів метанолу, формальдегіду), що виникають при порушеннях технологічного процесу, аваріях. Вентилятори аварійної вентиляції повинні вмикатися за сигналом від газоаналізаторів (при вмісті метанолу в повітряному середовищі вище за ГДК) або при відключенні основної вентиляції. Крім того, передбачений дистанційний пуск від пускових пристроїв. Кратність повітрообміну аварійної вентиляції 10 1/час.

8.4.3 Освітлення приміщень

Розрахунок освітлення приміщень виконуємо для вибраного раніше приміщення аналітичної лабораторії.

Приміщення лабораторії має природне і штучне освітлення. Природне освітлення здійснюється через віконні отвори. Розрахунок природного освітлення зводиться до визначення кількості віконних отворів.

Визначимо загальну площу віконних отворів за формулою (8.6):

S =  м, (8.6)

де: S - площа підлоги, м. = *8,5*4,5 = 6,4 м.

Розміри вікон, що знаходяться в приміщенні лабораторії становлять 1,2 х 1,96 м.

Кількість віконних отворів визначимо за формулою (8.7):

, (8.7)

де: - загальна площа віконних отворів, м;

- площа одного вікна, м.

Таким чином, в приміщенні лабораторії знаходиться 3 вікна.

Розрахунок загального штучного освітлення зводиться до визначення кількості світильників та розробки схеми їх розміщення. Для освітлення лабораторного приміщення використовуються люмінесцентні лампи.

Кількість світильників, що необхідна для освітлення приміщення, визначимо за формулою (8.8):

, (8.8)

де:  - мінімально допустима освітленість робочої поверхні. Приміщення лабораторії за зоровими умовами відносять до II розряду (роботи високої точності), підряд В, контраст об'єкту розрізнення з фоном робочої поверхні - середній, фон робочої поверхні - світлий; Е = 400;- освітлювана площа, м;- світловий потік лампи, лм; залежить від потужності лампи. У приміщенні лабораторії застосовуються люмінесцентні лампи БС потужністю 80 Вт, для яких F = 3260 лм;- коефіцієнт запасу; для лабораторії (приміщення з маленьким вмістом шкідливих речовин) складає 1,5;- поправочний коефіцієнт; для люмінесцентних ламп з типом світильника БС - Z = 1;- коефіцієнт використання освітлювальної установки; для люмінесцентних ламп можна прийняти U = 1 [25].

Для освітлення лабораторії приймаємо 8 люмінесцентних ламп, тобто 4 світильника БС з 2 люмінесцентними лампами у кожному. Світильники з люмінесцентними лампами БС мають потужність 80 Вт, напругу 220 В, діаметр трубки d = 38 мм, довжину трубки 1515 мм, світловий потік 3260 лм [25].

Графічна схема розміщення світильників з люмінесцентними лампами БС для освітлення лабораторії:

Завершальним етапом розрахунку є розрахунок потужності електроосвітлювальної установки, яка визначається за формулою (8.9):

8,5 м

4,5 м

, кВт (8.9)

де: n - розрахункова кількість світильників;- потужність однієї лампи, Вт.

 кВт

8.4.4 Методи боротьби з шумом та вібраціями

Одним зі шкідливих виробничих факторів є шум і вібрація. Вони утворюються при роботі нагнітачів природоохоронного комплексу, а також при переміщенні газів по трубопроводах. Допустимі значення загального рівня шуму у виробничих приміщеннях не більше за 80 дБ.

Основні технічні заходи щодо боротьби з шумом і вібраціями, що використовуються на виробництві, слідуючі:

жорстке кріплення обладнання;

вибір ефективних амортизаторів;

балансування рухомих деталей та деталей, що обертаються;

збільшення фундаменту;

зниження швидкості руху газів та рідин.

Для захисту органів слуху від підвищеного рівня шуму працівники цеху застосовують протишумні навушники ВЦНДІОТ-2М або «Беруши» [25].

8.4.5 Методи захисту від статичної електрики

Іскри розрядів статичної електрики часто є джерелом пожеж та вибухів. У цеху статична електрика утворюється, головним чином, при русі по трубопроводах рідин і газів, що електризуються. При русі продуктів в апаратах і по трубопроводах відбувається тертя між рухомими продуктами і молекулярним шаром продукту, що знаходиться на трубопроводі. Захист від статичної електрики входить у загальний комплекс заходів щодо захисту від вторинних проявів блискавок і повинна проводитися відповідно до вимог «Правил захисту від статичної електрики на виробництвах хімічної промисловості».

Для попередження накопичення зарядів статичної електрики в небезпечних місцях необхідно:

не допускати переміщення по трубах легкозаймистих рідин з великою швидкістю (для метанолу - не більше за 5 м/с);

подавати ЛЗР лише через трубку, занурену до дна ємкості, не допускаючи розриву струменя рідини; відстань від кінця завантажувальної труби до кінця приймальної судини не повинна перевищувати 200 мм;

стежити за станом заземлення від статичної електрики.

Для захисту від розрядів статичної електрики необхідно заземлити всі металеві конструкції і апарати, резервуари, зливно-наливні устрої, автоцистерни, що перебувають під наливанням і зливом, та інше обладнання, що застосовується для переробки і транспортування пожежонебезпечних речовин.

Все металеве та електропровідне неметалеве обладнання, трубопроводи, вентиляційні короби і кожухи, термоізоляції трубопроводів і апаратів, розташованих в цеху, а також на зовнішніх установках, естакадах і каналах мають бути на всьому протязі безперервним електричним ланцюгом, який в межах цеху має бути приєднаний до контуру заземлення не менше, ніж у двох точках [25].

8.4.6 Заходи електробезпеки

Електрообладнання цеху перебуває під високою напругою, небезпечною для життя людини, - 220, 380, 500, 6000 В.

До заходів електробезпеки відносять:

1. Забезпечення недоступності токоведучих частин обладнання, що знаходяться під напругою.

2.      Усунення небезпеки ураження електричним струмом при появі напруги на корпусах, кожухах, інших частинах обладнання.

.        Контроль за станом ізоляції та використання подвійної ізоляції.

.        Заземлення, занулення.

Для розрахунку захисного заземлюючого пристрою обираємо адміністративну будівлю з розмірами 36 х 20 м.

При будівництві будівлі по його периметру прокладають захисний контур, що складається із заземлень (стрижнів) і штаби, яка з'єднує заземлювачі.

Розрахунок заземлюючого контуру проводиться виходячи з умови, що загальний опір захисного заземлюючого контуру має бути < або = 4 Ом.

Загальний опір захисного заземляючого контуру визначається за формулою (8.10):

R= , (8.10)

де: R - опір заземлювача, Ом;- опір штаби, яка з'єднує заземлювачі, Ом;- кількість заземлювачів;

h- коефіцієнт екранування заземлювача; приймаємо рівним 0,6;

h - коефіцієнт екранування штаби, яка з'єднує заземлювачі, приймаємо рівним 0,4.

Опір заземлювача визначаємо за формулою (8.11):

R, Ом (8.11)

де: ρ - питомий опір ґрунту, приймаємо рівним 500 Ом*м;- довжина заземлювача, приймаємо для стрижнів рівною 8 м;- діаметр заземлювача, для стрижнів приймаємо 0,02 м;- відстань від середини забитого в ґрунт заземлювача до рівня землі

t = 8/2 + 0,5 = 4,5 м.

RОм

Опір штаби, яка з'єднує заземлювачі, знаходимо за формулою (8.12):

R, Ом (8.12)

де: L - довжина штаби, яка з'єднує заземлювачі, м; приблизно дорівнює периметру будівлі l = (36 + 20)*2 = 112 м;- ширина штаби, яка з'єднує заземлювачі, при прокладенні зовні будівлі, дорівнює 0,05 м;

t - глибина заземлення, м; зазвичай приймається рівною 0,5 м.Ом

Кількість заземлювачів захисного заземлюючого пристрою визначається за формулою (8.13):

n = , (8.13)

де: 4 - допустимий загальний опір;

- коефіцієнт сезонності;

n =

Таким чином, загальний опір захисного заземлюючого пристрою рівний:

R= Ом < 4 Ом.

Оскільки R < 4 Ом, то захисний заземлюючий пристрій забезпечує електробезпеку будівлі [25].

8.4.7 Пожежобезпека

Виробництво формаліну характеризується підвищеною пожежною небезпекою. У виробництві застосовується велика кількість легкозаймистих та горючих рідин, горючих газів та інших матеріалів, що згоряють (метанол, формалін, водень, окис вуглецю, мастильні та обтиральні матеріали і ін.).

Для забезпечення пожежної безпеки забороняється:

проводити вогневі роботи без оформлення дозволу;

зливати в каналізацію відходи виробництва з вмістом горючих і легкозаймистих рідин;

допускати розливи горючих та легкозаймистих рідин;

мити підлогу, прати спецодяг легкозаймистими рідинами;

загороджувати проходи і доступи до засобів пожежогасіння та пожежним сповіщувачам;

курити, окрім як у спеціально відведених місцях.

Первинні засоби пожежогасіння повинні оглядатися щодня при прийомі та здачі зміни.

Концентрація вогненебезпечної і токсичної пари, газів в приміщеннях не повинна перевищувати граничнодопустимих значень по санітарних нормах.

В разі виникнення пожежі на комунікаціях, а також при прориві газів або рідин з пошкоджених трубопроводів необхідно викликати пожежну команду та газорятувальну службу.

Всі металеві та електропровідні неметалеві частини технологічного обладнання, трубопроводи мають бути заземлені.

При виробництві ремонтних робіт на території підприємства забороняється захаращувати матеріалами дорогу, проїзди, під'їзди до будівель, пожежних гідрантів та водоймищ, а також доступи до засобів пожежогасіння, пожежних кишень і засобів зв'язку; знімати, прибирати або переміщати без дозволу пожежної охорони засоби пожежогасіння (вогнегасники, ящики з піском, відра, лопати і т.д.), а також пожежні попереджувальні надписи і плакати.

Місце проведення вогневих робіт має бути забезпечене необхідними первинними засобами пожежогасіння (вогнегасник або ящик з піском, балон з азотом, лопата, відро з водою, азбестове полотно). За наявності та безпосередньої близькості від місця зварки кранів внутрішнього водопроводу або кранів системи азотогасіння напірні рукави зі стволом або шланги азотогасіння мають бути приєднані до кранів. Робітники, зайняті на вогневих роботах, повинні вміти користуватися первинними засобами пожежогасіння.

При проведенні робіт необхідно приймати заходи проти попадання вогненебезпечних газів, парів та пилу в повітряне середовище цеху або розливу вогненебезпечних рідин. Розкриття люків та кришок апаратів, злив продуктів, розвантаження через відчинені люки, а також проведення інших операцій, сприяючих утворенню вибухонебезпечних концентрацій у період проведення вогневих робіт у цеху, забороняється.

Особливе значення для захисту від пожежі має установка вогнеперепиначів. У виробництві формаліну вогнеперепинач знаходиться на лінії подачі спиртоповітряної суміші в контактний апарат та призначений для запобігання поширенню полум'я з контактного апарату у спиртовипаровувач в аварійних ситуаціях.

Вогнеперепиначі - захисні пристрої, що вільно пропускають паро-, пиле - або газоповітряну суміш, але які не пропускають полум'я. Принцип їх дії полягає в тому, що горюча суміш, що проходить через них, розбивається на тонкі струмені. При окисленні суміші в каналах малого діаметру тепловтрати перевищують тепловиділення і горіння припиняється [8, 10, 25, 26]. Критичний (що гасить) діаметр отвору полум’ягасячої сітки або струменю газу визначається за формулою (8.14):

 м (8.14)

де: λ - теплопровідність горючої суміші, Вт/(м*град);

t - температура самозаймання пари, °С; - початкова температура суміші, ºС;- швидкість горіння суміші, м/с; - кількість тепла, що виділяється при згоранні 1 м суміші, Дж/м;

С - теплоємність продуктів горіння, Дж/(м*град); - температура горіння, °С [25].

Засоби пожежогасіння

1. Вода використовується у вигляді компактних та розпорошених струменів. Застосування води неприпустимо для гасіння електромереж та обладнання, що перебуває під напругою. На всіх поверхах відділення формаліну є проводка пожежо-господарської води з пожежними рукавами у пожежних кранів. На складі формаліну та метанолу є дренчерна установка. Живлення установки здійснюється від мережі оборотного водопостачання 6-го оборотного циклу. На території відділення формаліну встановлено три лафетні стволи.

2. Водяну пару застосовують для гасіння пожеж в приміщеннях об'ємом до 500 м і невеликих пожеж на відкритих майданчиках та установках. Для гасіння пожежі змонтована стаціонарна установка біля входу в приміщення мастило-господарства.

. Вуглекислота (СО) застосовується в різних вогнегасниках в зрідженому стані для гасіння пожеж у закритих приміщеннях і невеликих відкритих загорянь. Джерелом вуглекислоти можуть бути вуглекислотні вогнегасники ОУ-2, ОУ-5, наявні в цеху.

. Інертні гази, до яких відносять азот, аргон, гелій, димові та інші гази, знижують концентрацію кисню в осередку горіння і гальмують інтенсивність горіння. Вони застосовуються також для заповнення вільного простору резервуарів, трубопроводів і т. п. для попередження пожежі, вибуху (у тому числі і при проведенні вогневих робіт на цьому обладнанні). У цеху є розводка 97%-го азоту на всіх поверхах виробничих приміщень та зовнішніх етажерках, а також до «азотного дихання» сховища метанолу та напірних баків спиртоводяної суміші, в збірний колектор газів, що відходять, до газгольдера, на всос нагнітачів, до заливної естакади залізничних систем.

. Повітряно-механічна піна застосовується для гасіння горючих та легкозаймистих рідин, твердих горючих речовин і матеріалів. Джерелом повітряно-механічної піни в цеху може бути повітряно-пінний вогнегасник ОБП-100.

. Порошкові сполуки є ефективним вогнегасячим засобом при гасінні твердих речовин різних класів, горючих рідин, газів, електроустановок під напругою до 1000 В. На виробництві є порошкові вогнегасники ОП-1, ОП-5, ОПШ-10.

7. Азбестове полотно та висушений і просіяний пісок призначені для гасіння початкових осередків пожежі при займанні речовин, горіння яких не може відбуватися без доступу повітря, шляхом їх ізоляції від повітря [8, 10, 25, 26].

9. ЦИВІЛЬНА ОБОРОНА

Проблема промислової безпеки значно загострилася з появою великомасштабних промислових виробництв. Постійне зростання продуктивності обумовлене значною економічною перевагою крупних установок. Як наслідок, зростає вміст небезпечних хімічних речовин в технологічних апаратах, що супроводжується виникненням небезпек, катастрофічних вибухів, пожеж, токсичних викидів та інших руйнівних явищ.

Згідно з законом України «Про цивільну оборону України» попередження виникнення надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру, ліквідація їх наслідків та максимальне скорочення затрат і збитків є загальнодержавним завданням та одним з найважливіших завдань цивільної оборони [29, 30].

9.1 Структура ЦО на підприємстві

Структура ЦО на підприємстві представлена на рис. 9.1 [29, 30].

.2 Основні техногенні небезпеки на виробництві

Аварія - вихід із ладу машини, агрегату або ряду їх, що супроводжується порушенням виробничого процесу цеху або ряду цехів та пов'язаний з небезпекою для людських життів. Причинами виникнення аварійних ситуацій на виробництві формаліну є:

погана організація праці;

порушення норм технологічного режиму;

робота на несправному обладнанні;

порушення вимог проведення вогневих та газонебезпечних робіт;

відключення електроенергії, припинення подачі пари, оборотної води, повітря КВП і А, азоту;

порушення умов зберігання та транспортування метанолу і формаліну.

За аварійне становище на виробництві формаліну вважається:

вибух у контактному апараті;

прорив газів формальдегіду через руйнування трубопроводів;

відключення електроенергії;

відключення повітря КВП і А та ін.

Результатами таких аварій є небезпеки техногенного характеру: вибухи, пожежі, руйнування та обвали будівель, загазованість і зараженість шкідливими речовинами, внаслідок яких можливі різні ураження людей [8, 10, 29, 30].

На виробництві основною небезпекою техногенного характеру є наявність великої кількості вибухонебезпечних речовин, зокрема, на відстані 70 м від цеху знаходиться сховище пропан-пропіленової фракції місткістю 50 т. Нижня межа вибуховості пропану 2.1, верхня - 9.5. Вибух цього сховища може призвести до руйнівних наслідків на виробництві. Також на відстані 5 км від цеху знаходиться ізотермічне сховище аміаку. У разі аварії на цьому сховищі виробництво може виявитися під небезпечною дією сильнодіючої отруйної речовини (СДОР) - аміаку.

Аміак (NH) - безколірний газ з характерним різким запахом, схожим із запахом нашатирного спирту. З повітрям може утворювати вибухонебезпечні суміші.

Газоподібний аміак за невеликих концентрацій спричиняє легке роздратування очей, слизистої оболонки носу, чхання, нудоту, головний біль, біль у грудях. Можливий набряк легенів та гортані, втрата свідомості, смерть.

Рідкий аміак викликає сильні опіки, особливо небезпечний при попаданні в очі.

Аміак добре розчиняється у воді та спирті. Водний розчин аміаку утворює гідроокис амонію - аміачну воду [9, 25].

9.3 Розрахунок основних небезпек виробництва

.3.1 Прогнозування масштабів зони можливого зараження СДОР під час аварії

На відстані 5 км на північ від виробництва відбулася аварія ізотермічного сховища, в якому знаходилося 340 т аміаку. Висота обваловки сховища 2 м. Метеоумови: температура 20°С, вітер північний, швидкість 2 м/с, інверсія.

1. Знаходимо час підходу хмари забрудненого повітря до об'єкту Х:

t =  = 0,5 год

2. Знаходимо тривалість уражаючої дії СДОР:

 год

Розрахункова величина Т > 4 годин, зн. приймаємо для розрахунків Т = 4 год.

. Знаходимо еквівалентну кількість СДОР і глибину зони зараження по первинній хмарі:

т

 км

. Знаходимо еквівалентну кількість СДОР і глибину зони зараження по вторинній хмарі:

т

 км

5. Повна глибина зони ураження

r = r + 0,5r = 0,932 + 2,98 = 2,422 км

. Максимально можливе значення глибини переносу повітряних мас: =  = 40 км.

. Порівнюючи r з r , остаточно визначаємо глибину зони можливого зараження: r = 2,43 км.

Висновки: глибина можливої зони зараження складає 2,43 км., отже, цех формаліну не потрапляє у зону забруднення, тривалість уражаючої дії СДОР на зараженій території - 36,87 год. Класифікуємо даний об'єкт як об'єкт IV ступеню хімічної небезпеки [25].

9.3.2 Оцінка стійкості об’єкту до вражаючих факторів вибуху

Оцінка впливу ударної хвилі на об'єкт

Визначимо надлишковий тиск в районі адміністративно-побутового корпусу цеха виробництва метанолу-ректифікату та формаліну при вибуху газгольдера, в якому знаходиться 467 кг горючої пари та газів. Відстань від газгольдера до адміністративно-побутового корпусу цеха 100 м. У зону яких руйнувань потрапить будівля цеху?

Визначимо радіус зони детонаційної хвилі (зони 1) за формулою (9.1):

R = , м (9.1)

де: Q - маса горючої пари та газів, т.

R =  < 100 м

Зона детонаційної хвилі знаходиться в межах хмари вибуху. В межах цієї зони надлишковий тиск приймається постійним та дорівнює ∆P = 1700 кПа.

Зона дії продуктів вибуху (зона 2) захвачує всю площу розльоту продуктів вибуху газоповітряної суміші унаслідок її детонації. Радіус цієї зони визначається за формулою (9.2):

 (9.2)

 < 100м.

Надлишковий тиск в межах другої зони змінюється від 1650 до 300 кПа. У зоні дії повітряної ударної хвилі (зона 3) формується фронт ударної хвилі, що поширюється по поверхні землі. Надлишковий тиск в межах цієї зони залежно від відстані до центру вибуху визначається після знаходження відносної величини φ, яка визначається за формулою (9.3):

 = , (9.3)

де:R - радіус зони детонаційної хвилі (зони 1), м; - радіус зони дії повітряної ударної хвилі (зони 3) від центру вибуху до точки (R), в якій необхідно визначити надлишковий тиск повітряної ударної хвилі (кПа), м.

R = R = 100 м

При j £ 2 DP_з=,(9.4)

де: ∆P - надлишковий тиск повітряної ударної хвилі, кПа;

j - відносна величина.

DP= кПа

Таким чином, будівля цеху потрапляє в зону слабких руйнувань (∆P = 10-20 кПа). Руйнуються віконні та дверні заповнення, легкі перегородки, частково покрівля, можливі тріщини в стінах верхніх поверхів. Адміністративно-побутовий корпус цеха може експлуатуватися після проведення поточного ремонту [25].

Оцінка пожежного стану

Виробництво формаліну, відкрита площадка, відноситься до категорії пожежонебезпечності А.

Адміністративна будівля має ступінь вогнестійкості 2.

Оцінка пожежної обстановки проводиться в залежності від ступеня вогнестійкості будівлі. Якщо адміністративна будівля має ступінь вогнестійкості 2, зн. основні елементи будівлі виконані з негорючих матеріалів, тобто орієнтовний час розвитку пожежі до повного обхвату будівлі вогнем не більше 2 годин; щільність забудови не повинна перевищувати 30%; при швидкості вітру 3 - 5 м/с швидкість розповсюдження вогню буде становити 60 - 120 м/год [25].

Оцінка дії теплового імпульсу на пожежну обстановку

Опіки, отримані людиною під час пожежі, поділяються на чотири ступені в залежності від наслідків ураження організму та викликаються тепловими імпульсами певної величини. Для визначення теплового імпульсу необхідно розрахувати радіус вогняної кулі:

, (9.5)

де: M - половина маси зрідженого палива, т;

М = 233,5 т

178,58 м.

Час існування вогняної кулі:

; (9.6)

= 27,71 с.

Потік випромінювання від вогняної кулі:

 (9.7)

де: Е = 270 кВт/м - потужність поверхневої емісії;

(9.8)

= 0,177

Т - провідність повітря:

Т =

Т = = 0,6586

 =  = 31,48 кВт/м

Імпульс теплового потоку випромінювання:

, (9.9)

 = 872,31 кДж/м

Оскільки розрахована величина імпульсу теплового потоку випромінювання дорівнює 872,31 кДж/м, а гранично допустима величина імпульсу теплового потоку для шкіри людини складає 42 кДж/м, то людина одержить опіки четвертого ступеню або, найвірогідніше, - помре.

Гранично безпечний радіус (радіус евакуації) для людини складе:

Можна зробити висновок, що адміністративна будівля розташована в неприпустимій близькості від газгольдера з горючою парою та газами [25].

9.4 Заходи попередження та ліквідація небезпек

У аварійних ситуаціях, що створилися, діяти згідно з “Планом локалізації аварій”. Необхідно негайно сповістити працівників підприємства про виробничу аварію. За сигналом сповіщення посадові особи Цивільної оборони, робітники та службовці підприємства приступають до здійснення заходів, передбачених в “Плані локалізації аварій” та інструкціях, розроблених завчасно для кожного цеху. Начальники, майстри та бригадири цехів, відповідно до інструкцій зупиняють апарати або переводять їх на знижений режим роботи. При повній зупинці цеху відключаються паро-, газо- та електропровідні комунікації. Технологічні запаси отруйних та легкозаймистих рідин з апаратів спускають в резервні ємності. Одночасно з початком операцій по аварійній зупинці, в разі підвищеної загазованості приміщень або території цеху викликати воєнізований газорятувальний загін, при виникненні пожежі - пожежну частину, при необхідності - швидку допомогу. На підставі оцінки обстановки, начальник ЦО ухвалює рішення на проведення рятувальних та невідкладних аварійно-відновлювальних робіт.

Заходи попередження техногенних аварій:

. Контроль та нагляд за дотриманням норм технологічного режиму.

. Організація навчання та інструктажу виробничого персоналу.

. Утримання в справному стані обладнання, КВП і А, трубопроводів, складів отруйних та пожежонебезпечних речовин (метанолу, формаліну).

. Точне виконання системи планово-запобіжних ремонтів хімічного обладнання та транспортних засобів.

. Перевірка правильності зберігання метанолу та формаліну.

. Застосування вогнеперепиначів. Вони призначені для запобігання поширенню полум'я з контактного апарату у спиртовипаровувач в аварійних ситуаціях.

. Захист апаратів від руйнування при вибуху за допомогою запобіжних клапанів. Вони встановлені на спиртовипаровувачі та контактному апараті.

. Дотримання на об'єкті встановлених правил техніки безпеки, промислової санітарії та пожежної безпеки.

. Підтримка в постійній готовності сил та засобів ЦО, навчання і підготовка особового складу формувань ЦО, призначених для проведення аварійно-рятувальних та ін. робіт.

10. Навчання робітників та службовців, які не входять до складу формувань ЦО [8, 10, 25, 29, 30].

9.5 Засоби індивідуального захисту

Як індивідуальні засоби захисту органів дихання та зору від дії шкідливих газів, парів, рідини, що присутні в повітрі, застосовується протигаз марки «М». Використовувати його можна лише в атмосфері, що містить не менше 18% об'єму вільного кисню і не більше 0,5% об'єму шкідливих речовин.

При виконанні газонебезпечних робіт використовується шланговий протигаз ПШ-1.

Для захисту від механічного травмування голови застосовуються захисні каски типу «Труд» з підшоломником ОСТ 39-124-81 (ТУ 17-8-149-81).

Для оберігання очей від ушкоджень хімічними, термічними, механічними діями використовуються захисні окуляри 02, 02У ГОСТ 12 4.003-80, Г-64, ЗР7.

Для захисту органів дихання від пилу використовуються респіратори У-2К, ШБ-1, Ф-57, ПРШ 2-59.

Для захисту органів слуху від підвищеного рівня шуму використовуються протишумні навушники ВЦНДІОТ-2М або «Бєруши» (ТУ 6-16-2402-80).

Для безпечної роботи на висоті застосовують пояс запобіжний по ТУ 205-309-80 або ОСТ 39062-78.

Працівники цеху забезпечуються спецодягом, спецвзуттям та іншими засобами індивідуального захисту у відповідності з типовими галузевими нормами [8, 10, 25].

10. ЕКОЛОГО-ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ

10.1 Скорочений зміст запропонованих природоохоронних заходів

Для зменшення забруднення повітряного середовища шкідливими речовинами, пропонується піддати концентрований стік (рідину з колекторів формальдегідвмістких газів) ректифікації, що дозволить виділити у вигляді сухого залишку оксиди заліза та повернути у виробництво метанол і формальдегід. Впровадження цієї схеми виключить безповоротні втрати формальдегіду та метанолу у атмосферу, виключить витрати на транспортування і термічне знешкодження стоку, й дозволить отримати економічний ефект за рахунок повернення у виробництво формальдегіду та метанолу.

.2 Економічні розрахунки одноразових витрат. Розрахунок вартості обладнання

Вартість ректифікаційної установки визначається лише вартістю основного апарату - ректифікаційної колони, оскільки допоміжні апарати є у цеху в наявності (4 теплообмінника - перегрівач, кип'ятильник та 2 холодильника: холодильник дистиляту та холодильник кубового залишку, а також дефлегматор, розподільний стакан і 3 ємності).

Вартість ректифікаційної колони розраховується за фактичними витратами суми, яка сплачена постачальнику, суми непрямих податків та монтажу.

Фактичну вартість ректифікаційної колони визначаємо за формулою:

В = В + В + В + В, (10.1)

Де:В - сума, яка сплачена постачальнику;

В - вартість доставки;

В - вартість монтажу;

В - всі інші витрати, пов’язані з придбанням ректифікаційної колони.

Такі витрати на підприємстві складають близько 25%.

Сума вартості ректифікаційної колони, що сплачена постачальнику - В, складає 100000 грн.

Витрати на доставку колони складають близько 8% від суми вартості ректифікаційної колони:

В = 100000 х 0,08 = 8000 грн.

Витрати на монтаж складають близько 12% від суми вартості ректифікаційної колони:

В = 100000 х 0,12 = 12000 грн.

Інші витрати складають близько 3% від суми вартості ректифікаційної колони.

В = 100000 х 0,03 = 3000 грн.

Фактичні витрати на придбання колони склали:

В = 100000 + 8000 + 12000 + 3000 = 123000 грн.

Витрати на монтаж допоміжного обладнання ректифікаційної установки складуть близько 20000 грн.

Загальні витрати на одноразові капітальні вкладення:

В = 123000 + 20000 = 143000 грн.

10.3 Розрахунки економічного ефекту від зниження собівартості

Розрахунки витрат від впровадження заходів по знешкодженню стоків:

1) Розрахунок витрат на нагрівання та випаровування стоку:

Розрахунок В_н - витрат пари на нагрів 1000 кг стоку з 20ºС до 100ºС:

В_н = [(100 - 20) х (1000 х 1000) ] : 1 000 000 000 = 0,08 Гкал

Розрахунок З_в - витрат пари на випаровування 1000 кг стоку:

В_в = (1 х 1,2 ) х 0,7 = 0,84 Гкал

Розрахунок виконуємо в першому наближенні, приймаючи дані «по воді» - на випаровування 1 тонни води (із втратами в навколишнє середовище) необхідно пари в 1,2 рази більше тонн [32].

Всього необхідно пари: 0,08 + 0,84 = 0,92 Гккал, що за ціною за 1 Гкал - 121,8 грн. складе: 0,92 х 121,8 = 112 грн.

В_п - витрати пари на нагрівання та випаровування 1 т стоку:

В_п = В_н + В_в = 112 грн. бо

2) Розрахунок витрат на холод - конденсацію випареного стоку і охолоджування конденсату до 40ºС, в перерахунку на холод по розсолу АХУ

Виходячи з того, що необхідно сконденсувати 1000 кг не перегрітої пари (*розрахунок виконуємо в першому наближенні «по воді»). Теплове навантаження на конденсатор (холодильник) Q дорівнюватиме [32], сумі кількості тепла конденсації насиченої пари - Q' і охолоджування конденсату Q'' (до температури 40°С):

Q = Q' + Q'' (10.2)

Де:Q' = D x r, кал;= 1000 кг - витрата пари, що конденсується;= 40 656 Дж/моль - мольна теплота випаровування води [33];

Розрахунок витрат холоду на охолоджування 1000 кг конденсату з 100ºС до 40°С:'' = [(100 - 40) х (1000 х 1000) ] : 1 000 000 000 = 0,06 Гкал

Загалом витрати по холоду складуть:= [(1 000 000:18 ) х (40 656,5 : 4,1868)] + 0,06 = 0,6 Гкал

Де:1 000 000, грам - кількість насиченої пари;

, грам/моль - молярна вага води;

656 Дж/моль - мольна теплота випаровування води;

,1868 - коефіцієнт перерахунку Дж в калорії [33];

,06, Гкал - затрати холоду на охолоджування 1000 кг конденсату з 100ºС до 40°С.

При ціні 1 Гкал холоду АХУ 310,85 гривень, затрати на холод - конденсацію випареного стоку і охолодження складуть:

В = 310,85 х 0,6 = 186,51 грн. або

Розрахунки доходів від впровадження заходів по знешкодженню стоків:

) Повернення витрат на спалювання 1 т стоку в печах цеху Ацетилену:

Д= 21,78 грн. або

2) Повернення метанолу у виробництво:

Д_мр = С_мр х 0,1(10.3)

Де: С_мр = 1 398 грн. - собівартість 1 т метанолу;

,1 т - кількість метанолу, що утилізувався, при його середній масовій долі в стоці - 10% ;

Д_мр = 139,8 грн. або

) Повернення у виробництво формальдегіду, у перерахунку на 37% формалін, по метанолу, витраченому на виробництво

Д_ф = {[(0,1 : 37) х 100] х 0,528 } х С_мр = 199,49

Де: 0,1, т - кількість формальдегіду, що утилізувався, при його середній масовій долі в стоці - 10%;

, % - масова доля формальдегіду в стандартному формаліні;

,528, т/т - питома витрата метанолу на виробництво формаліну;

С_мр = 1 398 грн. - собівартість 1 т метанолу.

Д = 199,49 грн. або

Тобто річний економічний ефект від зниження собівартості знешкодження стоків:

Е = Д + Д_мр + Д_ф - В- В (10.4)

Е = 24831,87 + 159388,78 + 227442,54 - 127693,44 - 212643,78

Е = 71325,97 грн./рік

.4 Визначення відверненого еколого-економічного збитку

Вихідні дані:

. Район розташування підприємства - південніше 50⁰ п.ш.

. Площа міста - 2500 га

3. Кількість опадів у рік - менш 400 мм

. Середньорічний модуль швидкості вітру - 4 м/сек

. Середньорічна температура повітря - +10 ⁰С

. Підприємство розташоване в межах міста

. Чисельність населення - 128000 чол.

. Кількість джерел викидів - 1

. Висота джерела викиду - 75 м

. Середньорічна температура в усті приведеного джерела викидів + 490⁰С

. Перелік речовин, що викидаються з цеху ацетилена після знешкодження стоків з цеху виробництва формаліну до впровадження заходів представлено в табл. 10.1.

Таблиця 10.1

Перелік шкідливих речовин

 (10.5)

γ =2,4 грн./ум.т

,(10.6)

Безрозмірний коефіцієнт f , що враховує характер розсіювання домішок в атмосфері знаходимо за формулою, приймаючи до уваги, що шкідливі викиди, що розглядаються, складаються в основному з газоподібних і дрібнодисперсних домішок з дуже малою швидкістю осідання (менш 1м/сек):

 (10.7)

(10.8)

Зниження приведеної маси річного викиду забруднень від джерела знаходимо як:

Μ = М- М= М (10.9)

М = (10.10)

Показник агресивності середовища  знаходимо за формулою:

 (10.11)

 (10.12)

для оксиду вуглецю :

 =  = 1 = 1; = 1; = 1; =1

А = 1∙1∙1∙1∙1 = 1

- для оксидів азоту:

1 = 1,5; = 1; =1

А = 14,14∙1∙1,5∙1∙1 = 21,21

Отримані значення підставляємо в формулу для розрахунку приведених мас річних викидів:

∆Μ = М₁ = 1 ∙ 0,43 + 21,21 ∙ 0,065 = 1,8

Відвернений еколого-економічний збиток після впровадження заходів [31]:

 = 2,4 ∙ 5,12 ∙ 0,15 ∙ 1,8 = 3,33 грн/рік

10.5 Розрахунок зниження розміру зборів за забруднення

Для стаціонарних джерел забруднення:

П = (10.13)

де:

 - сума збору за викиди в атмосферу забруднюючих речовин;

 - обсяг викиду -ої забруднюючої речовини в межах ліміту (т);

 - обсяг над лімітного викиду і-ої забруднюючої речовин (т);

 - коефіцієнт кратності збору за понадлімітний викид (=5);

 - норматив збору за 1т і-ої забруднюючої речовини *2,373 (на 01.01.2007), в грн/т, визначається за таблицею 10.2;

 - коригуючий коефіцієнт, що враховує чисельність жителів населеного пункту, визначається за таблицею 10.3;

 - коригуючий коефіцієнт, що враховує народногосподарське значення населеного пункту, визначається за таблицею 10.4.

Таблиця 10.2

Викиди до та після впровадження природоохоронних заходів

Таблиця 10.3

Коефіцієнт, який враховує чисельність жителів населеного пункту

Таблиця 10.4

Коефіцієнт, який встановлюється залежно від народногосподарського значення населеного пункту

* Автономної Республіки Крим

** Якщо населений пункт одночасно має промислове значення та віднесений до курортних, застосовується коефіцієнт 1,65 [31].

Зниження розміру сплати зборів за забруднення після впровадження природоохоронних заходів буде дорівнювати платі за забруднення до впровадження природоохоронних заходів:

- збори за забруднення оксидами вуглецю:

П = =  4,59 грн./рік

- збори за забруднення оксидами азоту:

П = = 18,51 грн./рік

П = П + П = 4,59 + 18,51 = 23,1 грн./рік

10.6 Розрахунок еколого-економічного результату впровадження природоохоронних заходів

Р = Е + Y + П(10.14)

Р = 71325,97 + 3,33 + 23,1 = 71352,4 грн./рік

Термін окупності капітальних вкладень:

,(10.15)

де: Т - термін окупності капітальних вкладень, років;

В - витрати на одноразові капітальні вкладення, грн.;

Р - річний прибуток або еколого-економічний результат, грн./рік.

Розрахунок показників еколого-економічної оцінки впровадження природоохоронних заходів зведено у табл. 10.5.

Таблиця 10.5

Показники еколого-економічної оцінки впровадження природоохоронних заходів

Аналізуючи одержані дані, можна зробити висновок, що впровадження запропонованих природоохоронних заходів з економічної точки зору є доцільним. При їх впровадженні не нараховується плата за викиди, т.я., безпосередньо, зникає сам викид. А витрати на одноразові капітальні витрати окупляться за 2 роки, після чого впровадження запропонованого природоохоронного заходу буде давати прибуток у розмірі 71352,4 грн. на рік.

ВИСНОВОК

1. У даному дипломному проекті розглянуто: оцінка впливу базового об'єкта на навколишнє середовище, санітарно - гігієнічне нормування, система екологічного моніторингу якості природного середовища, охорона праці і протипожежний захист, а також цивільна оборона на базовому об'єкті; виконана розробка природоохоронних заходів щодо знешкодження промислових забруднень і запропонована нова система знешкодження концентрованого стоку виробництва формаліну й система контролю та управління процесом знешкодження, а також виконані еколого-економічні розрахунки результатів впровадження природоохоронних заходів. Були використані літературні, патентні та регламентні дані, науково - технічні звіти, методичні вказівки до виконання дипломного проектування.

2. На відміну від діючого способу знешкодження забруднених стоків - спалювання, пропонується піддати цей стік (рідину з колекторів формальдегідвмістких газів) ректифікації. Виконаний розрахунок матеріального балансу, наданий опис технологічної схеми та зроблений підбір основного обладнання ректифікаційної установки.

3.Впровадження цієї схеми виключить безповоротні втрати формальдегіду та метанолу у атмосферу, виключить витрати на транспортування і термічне знешкодження стоку й дозволить за 2 роки отримати еколого-економічний ефект у розмірі 71352,4 грн. на рік.

ЛІТЕРАТУРА

1. Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза. - М.: Химия, 1968. - 846 с.

. Накрохин Б.Г., Накрохин В.Б. Технология производства формалина из метанола. - Новосибирск, 1995. - 444 с.

. Огородников С.К. Формальдегид. - Л.: Химия, 1984. - 279 с.

. Підготовка звітів з екологічного аудиту промислових підприємств, що є значними джерелами забруднення навколишнього природного середовища. «Азот», Сєвєродонецьк. Міністерство екології та природних ресурсів України. Проект технічного звіту. Центр управління промисловими відходами. Березень, 2003 - 115 с.

. Отчет об экологическом аудите ЗАО «Северодонецкое объединение Азот». 01-08. ОТ. Украинский центр Экологического аудита и Страхования. - 2008. - 83с.

. Слюсарев А.А. Природа Донбасса. - Донецк: Донбас, 1988. - 175с.

. Акт проверки выполнения санитарного законодательства от 13, 16.01.2006 г. на ЗАО « Северодонецкое объединение Азот». Цех метанола-ректификата и формалина.

. Технологический регламент № 40 цеха метанола-ректификата и формалина (МРиФ), утвержден 9.02.2004 г.

. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Органические вещества. Под ред. Лазарева Н.В., Левиной Э.Н. - Л.: Химия, 1976.- 624 с.

. Лендер Ю.В., Ведерников М.И., Рудой И.В., Сухин В.П. Производство метанола и формалина. - К.: Техника, 1972. - 172 с.

. Экология города. Стольберг Ф.В. - К.: Либра, 2000. - 462 с.

. Методические указания к решению задач по экологическому нормированию вредных веществ в окружающей среде/ Составитель: Быкова С.П. - Северодонецк: СТИ, 2000. - 10 с.

. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1971. - 840 с.

. Уокер Дж.Ф. Формальдегид. - М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1957. - 608 с.

. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М.: Химия, 1988. - 590 с.

. Homer H.W., J. Soc. Chem. Ind., 60, 213 - 8T (1941)

. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. В 2-х ч. Ч. 1. / Под ред. Калверта С., Инглунда Г.М. М.: Металургия, 1988. - 760 с.

. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. В 2-х ч. Ч. 2. / Под ред. Калверта С., Инглунда Г.М. М.: Металлургия, 1988. - 712 с.

. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 1991. - 352 с.

. Графики аналитического контроля образцов воздуха, воды, воздуха на ЗАО «Северодонецкое объединение Азот».

. Муравьёва С.И., Казнина В.И., Прохорова Е.К. Справочник по контролю вредных веществ в воздухе. - М.: Химия, 1988. - 320 с.

. Методические указания к дипломному проектированию для студентов специальности 7.070801 «Экология и охрана окружающей среды» дневной и комбинированной форм обучения / Сост.: А.А. Светиков, - Северодонецк: СТИ, 2000. - 48с.

23. Методичні вказівки до виконання розділу “Контроль та керування хіміко-технологічними процесами” для студентів-дипломників денної та заочної форми навчання./Скл. О.Б. Целіщев, М.Г. Лорія. - Сєвєродонецьк: СТІ, 2004. - 23 с.

24. Полоцкий Л. М., Лапшенков Г. И. Автоматизация химических производств. - М.: Химия, 1982. - 296 с.

25. Методичні вказівки до виконання розділу з охорони праці в дипломних проектах для студентів V-VI курсів хімічного та механічного факультетів деної та заочної форми навчання./Скл. В.Т. Мякухіна, Г.В. Попенко, В.П. Єрешко, О.П. Шарун. - Сєвєродонецьк: СТІ, 2002. - 41 с.

. Макаров Г.В. и др. Охрана труда в химической промышленности. - М.: Химия, 1977. - 568 с.

. Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок. -М.: Высшая школа, 1989. - 304 с.

. Методичні вказівки до виконання розділу “Цивільна оборона” дипломних проектів для студентів всіх спеціальностей денної і заочної форм навчання./ Укладач: Т.Е. Римар. - Сєвєродонецьк: СТІ, 2005. - 29 с.

. Тихомиров М.И. Гражданская оборона предприятий химической промышленности. - НИИТЭХИМ, 1970. - 354 с.

. Гражданская оборона/Под ред. А.Т. Алтунина. - М.: Военнное издательство, 1982. - 467 с.

31. Методические указания по расчетам размеров возмещения ущерба, причиненного государству в результате сверхнормативных выбросов в атмосферу/ Составитель: Быкова С.П. - Северодонецк: СТИ, 1999, - 17 с.

. Процессы и аппараты/ Под ред. А.Г. Касаткина. - М.: Химия, 1971. - 657 с.

. Справочник азотчика/ Под ред. Е.Я. Мельникова, - М.: Химия, 1967. - 895 с.

. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Под. ред. Ю.И. Дытнерского. М.: Химия, 1991. - 496 с.