Как было показано выше, в процессе плазменной резки выделяются различные газообразные вещества, из которых наиболее опасным является диоксид азота.

Известны и широко используются следующие способы очистки газовых выбросов, содержащих диоксид азота: адсорбционный, адсорбционно-окислительный, термокаталитический и абсорбционный.

Абсорбционные методы очистки газов основаны на способности жидкостей растворять газы. В процессе абсорбции участвуют две фазы - жидкая и газовая. При абсорбции происходит переход вещества из газовой в жидкую, а при десорбции, наоборот, - из жидкой в газовую фазу

К недостаткам абсорбционного метода можно отнести относительно высокую стоимость очистки. Однако абсорбционный метод, по сравнению с другими рассмотренными выше, имеет значительную ( до 97% ) степень очистки от диоксида азота. Кроме того, преимуществом данного метода является возможность утилизации шламов, образующихся в результате очистки.

Таким образом, именно абсорбционный метод может быть признан наиболее эффективным для осуществления нейтрализации NO.

Рассмотрим более подробно процесс абсорбции.

В технике очистки газовых выбросов процесс абсорбции часто называют скрубберным процессом. Очистка газовых выбросов методом абсорбции заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов (абсорбатов) этой смеси жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора.

Схемы абсорбционных установок отличаются, прежде всего, по типу основного применяемого аппарата - абсорбера. При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз, поэтому абсорбционные аппараты должны иметь развитую поверхность для контактирования газовой и жидкой фаз. Исходя из способа создания этой поверхности, абсорбционные аппараты подразделяют на четыре группы.

Для процессов плазменной резки лучше всего подходит абсорбер с подвижной насадкой (АПН). Если сравнить АПН с абсорберами других типов, то можно выделить следующие его преимущества: сравнительно высокие скорости газа по всей высоте аппарата (2,5 - 5,5), превышающие скорости газа в аппаратах других типов; возможность работы со средами, загрязненными твердыми частицами, выпадающими в осадок в процессе абсорбции; широкий диапазон устойчивой работы при изменении расходов жидкости и газа через аппарат.

Насадочный абсорбер выполнен в виде цилиндра, в нижней части которого установлена опорная решетка. На решетке располагают насадку. Орошающая жидкость подается на насадку сверху с помощью специальных оросительных устройств, в данном случае - с помощью перфорированного стакана.

Применяют абсорберы с "плавающей" (шаровой) насадкой. В качестве насадки используют, которые при достаточно высоких скоростях газа переходят во взвешенное состояние. В абсорберах с ''плавающей'' насадкой допустимы более высокие скорости газа, чем в абсорберах с неподвижной насадкой. Шары возьмем сплошные из резины.

Большое разнообразие источников выброса окислов азота в атмосферу, отличающихся по количеству отходящих газов, содержанию в них окислов азота и других примесей, по степени окисления NO2, температуре, давлению и т. д. требует разработки новых эффективных методов очистки газов.

Окислы азота обладают свойствами, которые определяют методы санитарной очистки газов от окислов азота:

способность окислов азота окисляться под действием жидких, твердых и газообразных окислителей;

способность окислов азота восстанавливаться до азота под действием высоких температур и в присутствии жидких, твердых и газообразных восстановителей и катализаторов;

способность окислов азота вступать в химические реакции с различными группами соединений, образуя различные соли и комплексные соединения, поддающиеся регенерации.

Для отделения нитрозных газов применяют водный раствор мочевины (карбамид). Этот процесс описывается простым уравнением:

NO2 + NO + CO (NH2)2 = 2N2 + CO2 +2H2O

Для абсорбции применяют 40%-ный раствор мочевины. Процесс осуществляется при температуре 80? С.

Карбамид не является ни токсичным, ни взрыво- ни пожароопасным веществом, имеет относительно невысокую стоимость и выпускается промышленностью в достаточных количествах.

Приведенный процесс очистки отходящих газов от оксидов азота обладает высокой эффективностью, селективностью, экологически безопасен.

Использование данного процесса позволяет максимально увеличить степень очистки газов от оксидов азота в промышленных условиях. Кроме того, исключается использование в качестве исходного восстановителя экологически опасного вещества - аммиака.

Наиболее доступной орошающей жидкостью является мочевина. На основе непродолжительных промышленных испытаний было выяснено, что эффективность процесса предполагается около 70%, причем отходы в результате оказываются практически бесцветными.

Принцип работы абсорбера с подвижной насадкой, относящийся к наиболее перспективным по очистке газа от окислов азота: обрабатываемый газ подается в аппарат под опорную решетку и делится на два потока (центральный и кольцевой). При прохождении кольцевой зоны поток газа сужается, увеличивает скорость движения, вступает в контакт с прижимаемыми к стенке элементами подвижной насадки и перемещает их от стенки в центральный поток. Насадка совершает пульсационное движение в центральном и прилегающем к стенке аппарата потоках, турбулизирует взаимодействующие фазы и обеспечивает высокую эффективность обработки газа жидкостью. В тех случаях, когда в результате процесса выпадает осадок, подвижная насадка удаляет его со стенок корпуса аппарата или опорной решетки.

5. РАСЧЕТ СТОИМОСТИ ОСНОВНЫХ ФОНДОВ И ИХ АМОРТИЗАЦИИ

При внедрении газоочистного оборудования следует учесть, что на реализацию данного проекта необходимы определенные капитальные вложения, общая сумма которых включает в себя нижеприведенные стоимостные характеристики.

Стоимость вспомогательного оборудования составляет 9 - 13% от стоимости технологического оборудования.

Стоимость энергетического оборудования принимаем по данным базового предприятия на 1 кВт мощности. Выбранное оборудование потребляет 2кВт энергии в час. Стоимость 1кВт/ч принимается равная 95 коп. Соответственно, в час за использование сооружения предприятие платит: 95 * 2 = 190(коп./ч), а в год:

190 * 24 * 365 = 1664400(коп.) или 1664,4 руб./год.

Стоимость вспомогательных материалов, которые используются для обеспечения нормального технологического процесса, устанавливаются по нормам расхода. В нашем случае дополнительные затраты связаны с приобретением мочевины для использования абсорбера и воды, которая непосредственно участвует в технологическом процессе очистки загрязненного воздуха.

Затраты на потребление воды рассчитывают по формуле:

Св = Qв * Цв,

где Qв - расход воды, м3; Цв - стоимость 1 м3 воды.

Следует отметить тот факт, что затраты на покупку необходимого оборудования и дополнительных материалов в ближайшие месяцы полностью себя окупят.

Плата за выбрасываемый воздух, частично загрязненный диоксидом азота, т. е. прошедший очистку в разработанном оборудовании значительно ниже рассчитанной выше для сверхлимитных платежей:

П = Кинд * (Сн i возд.*Мн возд.), при Мiвозд. Мн i возд.),

где Сн = 52 * 1,1 = 57,2; П = 1,8 * 57,2 = 102,96 (руб./год).

6. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

Расчет основывается на сопоставлении затрат на их осуществление с народнохозяйственным экономическим результатом, достигнутым благодаря этим мероприятиям (установке газоочистного оборудования). Этот результат выражается величиной ликвидированного экономического ущерба.

Превышение народнохозяйственного экономического результата над затратами на его достижение свидетельствует об экономической эффективности природоохранного мероприятия.

Сначала рассчитаем коэффициент очистки выбросов:

КОВ = ( МNO2 - ПДКNO2) / МNO2 = (18, 2 - 3,2) / 18,2 = 0,8.

Экономичность рассчитывается как снижение вредных веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух, на единицу текущих расходов:

Э = ( МNO2 - ПДКNO2) / Т.р. * V,

где Т.р. - текущие расходы при очистке атмосферного воздуха, 100руб./тыс. м3; V - годовой объем очищаемого воздуха, м3.

Э = (18,2 - 3,2) / 18000 * 3000 = 0,34 * 10-6 (усл.т/руб.)

Определим экономический ущерб, предотвращаемый разработанной системой очистки:

У =( * j * f*)*(mi * ai), где (t; N),

где - коэффициент, учитывающий региональные особенности территории; j - стоимостная оценка ущерба от единицы выброса вредного вещества; f - коэффициент, учитывающий рассеивание вредных веществ в атмосфере; (mi * ai) - приведенная масса выбросов из источников выбросов, t = 10.

У = (0,95*2215*1,5)*(18,2 - 3,2)*(1 + 0,2)-t =198500 (руб.)

Так как в процессе очистки загрязненного воздуха от диоксида азота образуются отходы, которые можно использовать в качестве удобрений, а следовательно их можно реализовать за определенную сумму, то можно посчитать экономический эффект, получаемый от сокращения ущерба У и увеличения прибыли предприятия П, может быть определен по формуле:

Э = У + П - (С + ЕнК).

Зная цену реализации 1кг полученного концентрата удобрений (6 руб./кг), можем найти прибыль за год:

18200 * 6 = 109200 (руб.).

Социальный эффект характеризуется следующими показателями:

- эффектом от предотвращения потерь чистой продукции вследствие заболеваемости из-за загрязнения среды

ЭЧ.П. = Бб * ПЧ *(Р2 - Р1),

- эффектом от сокращения выплат из фонда социального страхования в результате тех же причин

ЭС = БЗ * ВП * (Р2 -Р1),

- эффектом от сокращения затрат общества на лечение трудящихся в результате тех же причин

ЭЗ = БаДаЗа + БсДсЗс,

- экономическими эффектами от улучшения использования трудовых ресурсов, материалов и оборудования.

С учетом всех перечисленных факторов рентабельность природоохранного мероприятия с точки зрения предприятия-загрязнителя может быть рассчитана по формуле:

R = (П(У) + Потх + Пкред) / (Z - Zсуб),

где П(У) - снижение платы за загрязнение окружающей среды; Потх - дополнительная прибыль от реализации отходов; Пкред - снижение платы за полученный кредит; Zсуб - величина субсидии. Эффективность природоохранной деятельности оценивается, прежде всего, величиной экономической оценки снижения ущерба, причиняемого окружающей среде.

7. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Таким образом, анализ существующих методов очистки вентиляционных выбросов позволил выбрать для очистки от газообразных веществ - абсорбер с подвижной насадкой.

Представлена принципиальная технологическая схема очистки отходящих газов от участка плазменной резки, которая содержит абсорбер с подвижной насадкой (рисунок 1).

Из каплеуловителя 1 газы направляются в абсорбер 2, где происходит их обезвреживание от диоксида азота, и затем они могут быть выброшены в атмосферу. В абсорбере в качестве абсорбента используется раствор мочевины, который готовят в раствороприготовительном устройстве 3. Шлам, образующийся в процессе абсорбции и содержащий некоторое количество мочевины, подается в данное устройство, где используется вновь, а неиспользованный шлам перерабатывается и может быть использован как удобрение. Приготовленный раствор мочевины подается в оросительное устройство абсорбера.

Движение газов может осуществляться за счет вентилятора 3, а до абсорбера - за счет положительного давления.

Таким образом, предложенная схема очистки дает наиболее полную очистку воздуха с участка плазменной резки.

охрана окружающий среда выброс

8. КАЛЬКУЛЯЦИЯ ЗАТРАТ НА ПРИРОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ.

В ходе сравнительного анализа для определения эффективности природоохранных мероприятий можно привести следующую таблицу в виде сравнительной характеристики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Именно это послужило основанием для создания оборудования и соответствующего оснащения для устранения пылевых и обезвреживания вредных газообразных веществ, удовлетворяющих нормативным параметрам ПДВ и возможностям, связанными с материальными затратами.

В выполненном курсовом проекте разработана система очистки газовых выбросов от участка тепловой резки металлов.

Были рассчитаны параметры пылегазового потока и требуемая степень очистки, а также было разработано оборудование по обезвреживанию газообразных веществ при тепловой резке металлов.

Предложена технологическая схема для комплексного очищения пылегазового потока, образующегося при работе плазменнорежущей машины.

В ходе экономического анализа природоохранного мероприятия было выяснено: насколько внедренное оборудование прогрессивно в технико-экономическом отношении; насколько велик социальный эффект; была рассчитана величина экономического эффекта от его внедрения, которая составила 198500 рублей в год. Следует заметить, что предприятие после установления разработанной системы очистки стало более рентабельным. 1.Отходы, за складирование и утилизацию которых раньше предприятие платило немалые деньги, теперь после очистки можно выгодно реализовать в качестве удобрений. 2.Заболеваемость рабочего персонала и людей, проживающих в близлежащих районах сократилась. Соответственно затраты рабочих на лечение проф. Заболеваний уменьшились. 3.Значительно сократились платежи за выбросы диоксида азота в атмосферу.

Необходимо подчеркнуть, что средства, потраченные на приобретение оборудования, вспомогательных средств, а также на электроэнергию, в течение нескольких месяцев полностью себя окупят. А средства, полученные в основном за счет реализации диоксида азота в качестве удобрений, станут приносить предприятию ощутимый доход.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Рыбаков В.М. Сварка и резка металлов. - М.: Высшая школа, 1977 - 319с.

2. Вредные вещества в промышленности. Т.2. Под ред. Лазорева Н.В. - Л.: Химия, 1971 - 624с.

3. Власов А.Ф. Удаление от пыли и стружки от режущих инструментов. - М.: Машиностроение, 1982 - 240с.

4. Обработка металлов резанием с плазменным нагревом. Под ред. Резникова А.Н. - М.: Машиностроение, 1986 - 232с.

5. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. Под ред. КалвертаС., Инглунда Г.М. - М.: Металлургия, 1988 - 712с.

6. Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве. - М.: Металлургия, 1990 - 400с.

7. Очистка газов в химической промышленности. Процессы и аппараты. Под ред. Балабекова О.С., Балтабаева Л.Ш. - М.: Химия, 1991 - 256с.

8. Дроздова Г.Г. Методика определения эффективности затрат на охрану природы. - К.: КГТУ, 2004 - 12с.

Размещено на Allbest.ru