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

Оцінка впливу промислових забруднень ЗАТ "Сєвєродонецьке об'єднання Азот" на навколишнє середовище. Токсикологічна характеристика відходів, санітарно-гігієнічне нормування. Впровадження заходів по зменшенню викидів формальдегіду та метанолу у атмосферу.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид дипломная работа
Язык украинский
Дата добавления 23.08.2015
Размер файла 611,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

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].

3.2 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].

3.3 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

Абсорбція є процесом хімічної технології, що включає масоперенесення між розчинним газоподібним компонентом і рідким розчинником, здійснюваний в апараті для контактування газу з рідиною. Рушійною силою абсорбції є різниця між парціальним тиском розчиненого газу в газовій суміші і його рівноважним тиском над плівкою рідини, що контактує з газом. Якщо значення рушійної сили не є позитивним числом, то абсорбція не відбувається. Якщо це значення представляє негативну величину, то відбувається десорбція і кількість забруднювачів в оброблюваному газі може зрости [17, 18].

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) = ,

m (СНОН) = ,

m (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:

m (СНО) = ,

m (СНОН) = ,

m (НО) = .

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

У дистиляті ж міститься:

m (СНО) = або 12,5%,

m (СНОН) = або 12,5%,

m (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:

m (СНО) = 2,85= 19,523 ,

m (СНОН) = 2,85= 19,523 ,

m (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:

m (СНО) = 0,475= 3,253 ,

m (СНОН) = 0,475= 3,253 ,

m (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 %,

m (СНОН) = 2,375= 16,269 або 12,5 %,

m (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

Прихід

Витрата

Найменування потоку

Масова витрата, кг/год

Масова частка компоненту, %

Найменування потоку

Масова витрата, кг/год

Масова частка компоненту, %

1. Газовий конденсат, що йде на знешкодження,

у т. ч.: СНО

СНОН

НО

130,151

19,523

19,523

91,105

100,00

15,00

15,00

70,00

1. Дистилят,

у т. ч.: СНО

СНОН

НО

2. Кубовий залишок,

у т. ч.: СНО

СНОН

НО

46,238

16,269

16,269

13,7

84,116

3,253

3,253

77,61

35,53

12,50

12,50

10,53

64,47

2,50

2,50

59,47

Разом

130,151

100

Разом

130,151

100

5.3 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.

5.4 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 (40єС 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 20єС.

Приведення щільності метанолу проводиться за формулою (6.1):

, (6.1)

де - щільність метанолу при 20єС;

- щільність метанолу за ареометром при температурі виміру;

t - температура досліджуваного метанолу;

0,00093 - коефіцієнт, рівний зміні щільності при зміні температури на 1є.

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 15єС, 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 єС, температура кипіння - 19 єС, 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 л = 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 л = 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 40єС, і витримують 30 хв. Після охолоджування проби вимірюють оптичну густину забарвленого розчину на фотоколориметрі при л = 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 (0єС, 101080 Па);

V - загальний об'єм розчину проби, мл;

V - 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 15єС. Визначення вмісту кислот засноване на нейтралізації останніх 0,1 н. розчином їдкого натру [10].

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

6.2 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:

кліматичну характеристику місця розташування підприємства;

структуру джерел забруднення;

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:

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

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

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:

місцевий моніторинг, що виконується самими промисловими підприємствами;

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].


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.