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

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

№ поз.	Технологічний параметр	Найменування і тип приладу	Технічна характеристика
1	2	3	4
Витрата:
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 Тип Н3
	Рівень:
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 Час спрацьовування не більше за 0,1 с, Тип Н3
	Температура:
1а, 4а, 7а, 10а, 11а, 12а, 16а 1б, 4б, 7б, 10б, 11б, 12б, 16б 1в, 4в, 7в, 10в, 11в, 12в, 16в 1г, 4г, 7г, 10г, 11г, 12г, 16г 1д, 4д, 7д, 10д, 11д, 12д, 16д	- на вході у К; - на вході у центральну зону КР; - у кубовій та верхній частині КР; - після Д; - після Р; - після Х2.	Термоелектричний перетворювач ТХА-1774 Нормуючий перетворювач Ш-78 Вторинний прилад А-542 з пристроєм сигналізації Електропневматичний перетворювач ЕПП-63 Мембранний виконавчий механізм МІМ	Клас точності 3; діап. вим. 0 - 1000єС; інерційність не більше 45сек Клас точності 0,5; вихідний сигнал 4 - 20 мА Клас точності 0,5; шкала 0 - 400єС Клас точності 1,0; вихідний сигнал 0,02 - 0,1 МПа Тип Н3
	Тиск:
2а, 6а, 13а 2б, 6б, 13б 2в, 6в, 13в 2г, 6г, 13г	- пари перед К; - у кубовій та верхній частині КР;	Вимірювальний перетворювач тиску «Сапфір 22ДІ» Вторинний прилад А-542 з пристроєм сигналізації Електропневматичний перетворювач ЕПП-63 Мембранний виконавчий механізм МІМ	Клас точності 0,5; діап. вим. 0 - 0,5 Мпа Клас точності 0,5; діап. вим. 0 - 0,5 МПа Клас точності 0,5; діап. вим. 0 - 0,5 МПа Клас точності 1,0; вих. сигнал 0,02 - 0,1 МПа
	Вмикання:
24а, 25а, 26а	- насосів Н1, Н2, Н3	Електромагнітний пускач з сигналізацією вмикання

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].

8.1 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

№ п/п	Назва речовини	Емпірична формула	Структурна формула	Агрегатний стан за н.у.	Температура плавлення, єС	Температура кипіння, єС
	Раціональна номенклатура	Систематична номенклатура
1	метанол	метанол	СНОН	HC-OH	рідина	- 97,8	64,9
2	формальдегід	метаналь	СНО	HC=OH	газ	- 91	- 21
3	формалін	-	-	-	рідина	-	99
4	водень	водень	Н	H - H	газ	- 259,2	- 252,8
5	окис вуглецю	оксид вуглецю	СО	C = O	газ	- 205	- 191,5
6	двоокис вуглецю	діоксид вуглецю	СО	O=C=O	газ	- 56,65,2	-78,5возг
7	азот	азот	N	N?N	газ	- 210	- 195,8

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

Таблиця 8.2

Характеристика токсичності речовин

№ п/п	Речовина	Клас небезпеки	Характер дії на людину	ГДК в повітрі	Засоби індивідуаль-ного захисту
				робочої зони	Населеного пункту
					Макс. разова	Середньо-добова
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Метанол	3	Сильна, переважно нервово-судинна отрута. Дія метанолу виражається у паралічі судин. Вживання всередину приводить до сліпоти та смерті.	5,0	1,0	0,5	Протигази марки А і М
2	Формаль-дегід	2	Діє на центральну нервову систему. За високих концентрацій викликає задуху.	0,5	0,035	0,012	Фільтруючий протигаз марки М
3	Водень	-	Фізіологічно інертний газ, за високих концентрацій викликає задуху.	-	-	-	Фільтруючі протигази М, ПШ-1, ПШ-2
4	Окис вуглецю	4	Вступає у сполуку з гемоглобіном крові та робить кров нездібної переносити кисень. Вражає ЦНС.	20	3	1
5	Двоокис вуглецю	4	Володіє наркотичною дією і подразнює слизові оболонки очей та верхніх дихальних шляхів. За великих концентрацій викликає задуху через нестачу кисню.	3000	-	-	Ізолюючий шланговий протигаз ПШ-1 і ПШ-2
6	Азот	-	При атмосферному тиску має з задушливу дію.	-	-	-	Шланговий протигаз ПШ-1 та ПШ-2

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

№ п/п	Речовина	Температура спалаху, єС	Температура самозапалювання, єС	Межі розповсюдження полум'я концентраційні, % об.
				нижній	верхній
1	Метанол	6	440	6,98	35,5
2	Формальдегід	90	430	7	73
3	Водень	-	510	4	75
4	Окис вуглецю	-	650	12,5	74,2

8.2 Небезпечні та шкідливі виробничі фактори на даному виробництві

1. 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.

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

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

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

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

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

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

8. 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

Найменування відділення, установки	Категорія вибухоне-безпечності виробництва	Класифікація приміщень та зовнішніх установок за електрообладнанням (ПУЕ-85)	Група виробн. процесів за сан. характеристикою
		Клас вибухонебезпечної зони за правилами улаштування электроустановок	Категорія і група вибухонебезпечних сумішей за правилами виготовлення вибухозахищеного обладнання
1	2	3	4	5
1. Виробництво формаліну, відкрита площадка	А	B-Iг	II CT2	3а
2. Склад метанолу з насосним відділенням	А	B-Iг	II AT2	3а
3. Склад формаліну	Б	B-Iг	II BT2	1а
4. Відділення нагнітачів	А	B-Iа	II CT2	3а

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;

W = 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:

F = 1,6*0,4 = 0,64 м;

V - 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.

W = 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 = q*F*(1+k), Вт,(8.4)

де: q - укрупнений показник максимальної витрати на опалювання 1 м приміщення,

q = 152 Вт/м для сєвєродонецького басейну;

F - площа приміщення, м;

K - 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.

S = *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;

S - освітлювана площа, м;

F - світловий потік лампи, лм; залежить від потужності лампи. У приміщенні лабораторії застосовуються люмінесцентні лампи БС потужністю 80 Вт, для яких F = 3260 лм;

K - коефіцієнт запасу; для лабораторії (приміщення з маленьким вмістом шкідливих речовин) складає 1,5;

Z - поправочний коефіцієнт; для люмінесцентних ламп з типом світильника БС - Z = 1;

U - 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

Размещено на http://www.allbest.ru/

4,5 м

, кВт (8.9)

де: n - розрахункова кількість світильників;

W - 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.

3. Контроль за станом ізоляції та використання подвійної ізоляції.

4. 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;

R- опір штаби, яка з'єднує заземлювачі, Ом;

n - кількість заземлювачів;

- коефіцієнт екранування заземлювача; приймаємо рівним 0,6;

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

Опір заземлювача визначаємо за формулою (8.11):

R, Ом (8.11)

де: с - питомий опір ґрунту, приймаємо рівним 500 Ом*м;

l - довжина заземлювача, приймаємо для стрижнів рівною 8 м;

d - діаметр заземлювача, для стрижнів приймаємо 0,02 м;

t - 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;

b - ширина штаби, яка з'єднує заземлювачі, при прокладенні зовні будівлі, дорівнює 0,05 м;

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

RОм

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



n = , (8.13)

де: 4 - допустимий загальний опір;

2 - 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: л - теплопровідність горючої суміші, Вт/(м*град);

t - температура самозаймання пари, °С;

t - початкова температура суміші, єС;

W - швидкість горіння суміші, м/с;

q - кількість тепла, що виділяється при згоранні 1 м суміші, Дж/м;

С - теплоємність продуктів горіння, Дж/(м*град);

t - 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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].

9.2 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

9.3.1 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.

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

т

км

4. 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

6. Максимально можливе значення глибини переносу повітряних мас:

r = = 40 км.

7. 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 ц, яка визначається за формулою (9.3):

= , (9.3)

де:R - радіус зони детонаційної хвилі (зони 1), м;

R - 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 2 P_з=,(9.4)

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

- відносна величина.

P= 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;

F - коефіцієнт, що враховує фактор кута падіння

(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:

1. Контроль та нагляд за дотриманням норм технологічного режиму.

2. Організація навчання та інструктажу виробничого персоналу.

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

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

5. Перевірка правильності зберігання метанолу та формаліну.

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

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

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

9. 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.

10.2 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 20єС до 100єС:

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 40єС, 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;

D = 1000 кг - витрата пари, що конденсується;

r = 40 656 Дж/моль - мольна теплота випаровування води [33];

Розрахунок витрат холоду на охолоджування 1000 кг конденсату з 100єС до 40°С:

Q'' = [(100 - 40) х (1000 х 1000) ] : 1 000 000 000 = 0,06 Гкал

Загалом витрати по холоду складуть:

Q = [(1 000 000:18 ) х (40 656,5 : 4,1868)] + 0,06 = 0,6 Гкал

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

18, грам/моль - молярна вага води;

40 656 Дж/моль - мольна теплота випаровування води;

4,1868 - коефіцієнт перерахунку Дж в калорії [33];

0,06, Гкал - затрати холоду на охолоджування 1000 кг конденсату з 100єС 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:

1) 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;

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

Д_мр = 139,8 грн. або

3) 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%;

37, % - масова доля формальдегіду в стандартному формаліні;

0,528, 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

10.4 Визначення відверненого еколого-економічного збитку

Вихідні дані:

1. Район розташування підприємства - південніше 50⁰ п.ш.

2. Площа міста - 2500 га

3. Кількість опадів у рік - менш 400 мм

4. Середньорічний модуль швидкості вітру - 4 м/сек

5. Середньорічна температура повітря - +10 ⁰С

6. Підприємство розташоване в межах міста

7. Чисельність населення - 128000 чол.

8. Кількість джерел викидів - 1

9. Висота джерела викиду - 75 м

10. Середньорічна температура в усті приведеного джерела викидів + 490⁰С

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