Общая характеристика отходов промышленности

 

 

Топливом, которое будет  использоваться на установке, является природный газ.

Теплота сгорания имеет важное значение для оценки пожарной

опасности веществ,  а  также является показателем практической ценности

топлива.

Различают стандартную высшую и низшую теплоту сгорания: ес-

ли вода, содержащаяся в  топливе и образующаяся при сгорании водорода

топлива, присутствует в  виде жидкости, то количество выделившейся теп-

лоты характеризуется  высшей теплотой сгорания  (Qв),  если – в виде пара,

то теплота сгорания называется низшей  (Qн).  В справочной литературе

приводятся значения теплот сгорания небольшого количества веществ и

материалов.  Поэтому для  расчета теплот сгорания приводятся различные

эмпирические формулы, например Коновалова-Хандрика для сложных ор-

ганических соединений, в которых используются структурные константы,

учитывающие структурные  группы, входящие в органическое соединение.

 

4.1 Расчёт теплотворной  способности топлива

 

Низшую теплотворную способность  для смеси сухих горючих газов

можно определить из эмпирического  соотношения:

 

Qн = 25,8Н2 + 30,2СО + 85,6СН4 + 152,3С2Н6 + 218,0С3Н8 +

283,4С4Н10 + 348,9С5Н12 + 133,8С2Н2 + 141,1С2Н4 + 205,4С3Н6 + 271,1С4Н8 + 330,6С5Н10 + 335,3С6Н6 + 55,9Н2S , ккал/м3,

здесь Н2,  СО,  СН4 и т.д. - проценты объёмного содержания газов в смеси.

С учётом процентного соотношения  компонентов природного газа, формула  перепишется следующим образом:

Qн=85,6*98,0 + 152,3*1,3 + 218,0*0,66 + 25,8*0,04= 8731,702 ккал/м3, или 37,8 МДж/кг.

 

Определим высшую теплотворную способность топлива:

Qв=95*98 + 166*1,3 + 236,9*0,66 + 30,5*0,04=9683,374 ккал/м3, или 40,5 МДж/кг.

 

Количество воздуха, необходимое  для сжигания данного топлива:

V₀=0,0476 (2*98 + 3,5*1,3 + 5*0,66 + 0,5*0,04)=9,7 м3/м3

 

Объём углекислого газа в  продуктах сгорания промышленных стоков:

Vп=10,74 м3/м3[31]

 

4.2 Расчёт удельного расхода  топлива

 

Количество необходимого топлива для сжигания промышленных отходов определяется расчётом. Общая  формула для расхода топлива  в печах сжигания стоков, которые  не могут гореть самостоятельно,  имеет следующий вид:

где Вуд – удельный расход топлива, кг/кг отходов;

η – коэффициент, учитывающий  неучтенные потери (применяется 1,1)

V`г – объём газов, образующихся от сжигания отходов и уходящих из печи, м3/кг отходов;

С_г - теплоёмкость уходящих газов, кДж/м3*град;

t_yx – температура уходящих из печи газов;

I – энтальпия паров воды, кДж/кг;

ω – влажность отходов, %;

Gз – количество золы в 1 кг отходов, кг;

С_з - теплоёмкость уходящих газов, кДж/м3*град;

t_з – температура золы;

q_пл.з – удельная теплота плавления золы, кДж/кг;

Q_н^с – низшая теплотворная способность отходов, кДж/кг;

 α – коэффициент  избытка воздуха (наиболее оптимальным  значением данного параметра  для полного сжигания природного  газа, используемого в установке  в качестве топлива, является  значение равное 1,2);

V`г – теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг отходов, м3/кг отходов;

С_возд - теплоёмкость воздуха, кДж/м3*град

Q_н^р – низшая теплотворная способность топлива, кДж/кг;

V`возд – теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива, м3/кг отходов;

Vг – объём газов, образующийся от сжигания 1 кг топлива, м3/кг;

 

В_уд =  1,1*(1,9*2,13*800+2095+(95/100)+0,05*(0,956*800+30))/(37800+1,2*11,32*1,031*27 + (12,36/0,87)*3,9*800)=0,05 кг/кг отходов.[32]

 

 

4.3 Расчёт центробежного  насоса

 

Для обеспечения подачи необходимого количества сточных вод, необходимо подобрать насос. При выборе насоса очень важно обеспечить его бескавитационную работу. Для этого необходимо убедиться, что выбранный насос по своим навигационным качествам соответствует системе, в которую его устанавливают.

Диаграмма для расчёта  насоса.

 

Исходя из данной диаграммы, был подобран насос, при необходимом  значении расхода подаваемых стоков равном 20 л/мин с учётом КПД двигателя, значение объёма насоса составило 100см3/об. При значении мощности равном 0,5 кВт.

Мощность требуемого электродвигателя N определяют из равенства 
 

N_э = R N /1OOO,

где:

• R - коэффициент запаса;
• N-мощность насоса на номинальном режиме (в расчетной точке), кВт.

N = 1,3*500/1000 = 0,65 кВт.[33]

 

4.4 Расчёт вентилятора

 

Удельный расход топлива  Вуд = 0,05 кг/кг отходов, учитывая что установка работает в режиме 1000 кг отходов в час, ежечасно подается 50 кг топлива, что в пересчете даёт 62,6 м3/ч.

На сжигание одного кубометра  газа необходимо подать 9,7 м3 воздуха. Таким  образом расход воздуха в час составил:

Gвозд = 9,7 * 62,6 = 607,2 м3/ч

Для обеспечения необходимого количества воздуха, исходя из табличных данных был подобран центробежный вентилятор марки ВР 300-45 №2, производства кампании ЕВРОМАШ. Масса изделия не более 14 кг (в сборе с двигателем).

Данный вид вентилятора  оснащен электродвигателем марки  АИР55В4 мощностью 0,18 кВт, с частотой вращения рабочего колеса 1330 об/мин.

Производительность вентилятора 600-900 м3/ч.

Данные параметры полностью  удовлетворяют предъявляемым требованиям.[34]

 

 

4.5 Расчёт высоты трубы  дымохода.

В настоящее время минимальная  высота дымовой трубы, при которой  обеспечивается значение максимальной приземной концентрации вредного вещества С_м, равное предельно допустимой концентрации ( ПДК ) для нескольких труб одинаковой высоты при наличии фоновой загрязненности С_ф от других источников, рассчитывается по формуле 1

 

 

- А - коэффициент, зависящий  от температурной стратификации  атмосферы для неблагоприятных  метеорологических условий (НМУ), определяющий условия горизонтального  и вертикального рассеивания  вредных веществ в атмосферном  воздухе, 

А = 200 с^2/3 ´ мг ´ К^1/3 / г ;

 

- F - безразмерный коэффициент,  учитывающий скорость оседания  вредных веществ в атмосферном  воздухе; значение безразмерного  коэффициента F = 1 т.к. скорость упорядоченного  оседания газообразных вредных  веществ и мелкодисперсных аэрозолей  практически равна нулю;

 

- М - масса вредного  вещества, выбрасываемого в атмосферу  в единицу времени;

М=42,7 мг/с;

 

- m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газов из дымовой трубы;

 

- h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности; в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h = 1;

 

- N - число одинаковых дымовых  труб;

 

- V₁ - объем дымовых газов приходящийся на дымовые трубы, м³/с;

V1=1923,

 

- DТ = Т_г - Т_в - разность температур выбрасываемых дымовых газов Т_г и окружающего атмосферного воздуха Т_в, К. Т_в - температура окружающего атмосферного воздуха равная средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца, для г. Саратова = 27 ^оС;

 

- п д к - предельно допустимая концентрация вещества, лимитирующего чистоту воздушного бассейна, мг/м³. Так ПДКSO₂ = 0.5 мг/м³, а ПДКNO₂ = 0.085 мг/м³ .

 

При выбросе сернистого ангидрида  и двуокиси серы учитывается их совместное действие на атмосферу. В этом случае выброс приводится к выбросу по сернистому ангидриду по выражению : М = МSO₂ + 5.88 ´ МNO₂

 

и, таким образом расчетная высота дымовой трубы (метров) составила:

 

H=14,7 м, при диаметре трубы:

 

d=1,2 м

 

 

 

Данные параметры являются также оптимальными для работы при повышенных давлениях.[35]

 

Не менее важным этапом расчёта нейтрализатора является также  подбор форсунки, необходимой для  впрыска сточных вод. За выбором  необходимой форсунки, мы обратились к Санкт-Петербургской научно-производственной фирме ЭКОТЭП, специализирующейся на выпуске незасоряющихся форсуночных устройств для грязных вод, содержащих нефтяные остатки, шламы и др. вещества.

Из каталога продукции  фирмы была подобрана форсунка, сопло  тангенциального типа имеет диаметр 16 мм, способна работать при напоре

2-15 м. вод. ст., расходная характеристика: до 1,6 м3/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

 

 

Проблема защиты окружающей среды – одна из важнейших задач  современности. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем и  транспорта в атмосферу, водоемы  и недра на современном этапе  развития науки и техники достигли таких размеров, что в ряде районов, особенно в крупных промышленных центрах, уровни загрязнений в несколько  раз превышают допустимые санитарные нормы. 

Продолжающиеся загрязнения  природной среды твердыми, жидкими  отходами производства и потребления, вызывающими деградацию окружающей среды, в последнее время остаются острейшей экологической проблемой, имеющей приоритетное социальное и  экономическое значение

В ходе данной курсовой работы был проведен расчёт установки термического обезвреживания промстоков.

Использование Нейтрализатора позволяет эффективно и экологически безопасно утилизировать промышленные стоки, загрязненные углеводородными  горючими жидкостями, спиртовые растворы и их смеси, при этом существенно  сокращать эксплуатационные расходы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

1.      Багрянцев Г.И., Черников В.Е. Термическое обезвреживание и переработка промышленных и бытовых отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.

2.      Байкулатова К.Ш. Вторичное сырье - эффективный резерв материальных ресурсов. Алма-Ата, Казахстан, 1982.

3.      Безотходная технология. М., Знание, 1983.

4.      Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М., Химия, 1990.

5.      Вредные вещества в промышленности. Л., Химия, 1967.

6.      Глоба В.Н., Яковлев Е.И., Борисов В.В. Строительство и эксплуатация подземных хранилищ. Киев: Будивельник, 1985.

7.      Дмитриев В.И., Коршунов Н.Н., Соловьев Н.И. Термическое обезвреживание отходов хлорорганических производств // Химическая технология, 1996, №5.

8.      Избавление биосферы от токсичных отходов. Проблемы и пути ее эффективного решения. Соликамск, 1995.

9.      Инструкции о порядке единовременного учета образования и обезвреживания токсичных отходов. М, 1990.

10.  Комплексное использование сырья в промышленности. Хайбулина Н.Е. Челябинск, Южноуральское книжное издательство, 1986.

11.  Комплексное использование сырья и отходов. Равич Б.М., Окладников В.П., Лыгач В.Н. и др. М., Химия, 1988.

12.  Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы. Л., Химия, 1981.

13.  Ласкорин Б.Ч и др. Безотходные технологии переработки минерального сырья. М., Недра, 1984.

14.  Литвинов В.К., Дмитриев С.А., Киярв Ч.А.  и др. Плазменная шахтная печь для переработки радиоактивных отходов средней и низкой активности. Магнитогорск, Магнитогорский горно-металлургический институт, НПО "Радон", 1993.

15.  Лукашов В.П., Янковский А.И. Переработка и обезвреживание промышленных и бытовых отходов с применением низкотемпературной плазмы. //Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.

16.  Максимов И.Е. Состояние и перспективы использования экозащитных систем в решении проблем отходов // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.

17.  Малоотходные и безотходные технологии. Материалы конференции. М.: Секретариат, 1990.

18.  Наркевич И.П., Печковский В.В. Утилизация и ликвидация отходов технологии органических веществ. М.: Химия, 1984.

19.  Подземные ядерные взрывы… для улучшения экологической обстановки. ВасильевА.П., Приходько Н.К., Симоненко В.А. // Природа, 1991, №2.

20.  Порядок накопления, транспортировки, обезвреживания и захоронения токсичных промышленных отходов. М.: Минздрав СССР, 1985.

21.  Размещение промышленных отходов в подземных хранилищах. Пермь, ПГТУ, 1995.

22.  Снуриков А.П. Комплексное использование сырья в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1986.

23.  Термические методы обезвреживания отходов. Беспамятнов Г.П., Ботушевская К.К., Зеленская Л.А. Л., Химия, 1975.

24.  Торопкина Г.Н., Калинкина Л.И. Технико-экологические показатели промышленной очистки газообразных выбросов органических веществ. М., 1983.

25.  Управление процессами обработки производственных отходов. М. 1991.

26.  Фокин А.В., Коломиец А.Ф. Диоксины - проблема научная или социальная? // Природа, 1985, №3.

27.  Фролов К.И., Шайдуров В.С. Химическая и технологическая защиты окружающей среды. Л., ГИПХ, 1980.

28.  Хмельницкий А.Г. Использование вторичных материальных ресурсов в качестве сырья для промышленности // Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры. Новосибирск, 1995, серия Экология.

29.  Шпирт М.Л. Безотходные технологии. Утилизация отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых. М., Недра, 1986.

30. http://www.gazovik-neft.ru

31. Исламов М. Ш. Печи химической  промышленности. Л., Химия, 1975.

32. Исламов М. Ш. Проектирование  и эксплуатация промышленных  печей. Л., Химия, 1986.

33. Кутепов А.М. и др. - Химическая гидродинамика, 1996

34. http://www.evromash.ru

35. gardenweb.ru