Разработка мероприятий по производственной и экологической безопасности на производстве резиновых рукавов на ОАО "Курскрезинотехника"

Можно выделить следующие основные способы осуществления процессов адсорбционной очистки:

После адсорбции проводят десорбцию и извлекают уловленные компоненты для повторного использования. Таким способом улавливают различные растворители, сероуглерод в производстве искусственных волокон и ряд других примесей.

После адсорбции примеси не утилизируют, а подвергают термическому или каталитическому дожиганию. Этот способ применяют для очистки отходящих газов химико-фармацевтических и лакокрасочных предприятий, пищевой промышленности и ряда других производств. Данная разновидность адсорбционной очистки экономически оправдана при низких концентрациях загрязняющих веществ и (или) многокомпонентных загрязнителей.

После очистки адсорбент не регенерируют, а подвергают, например, захоронению или сжиганию вместе с прочно хемосорбированным загрязнителем. Этот способ пригоден при использовании дешевых адсорбентов.

Для десорбции примесей используют нагревание адсорбента, вакуумирование, продувку инертным газом, вытеснение примесей более легко адсорбирующимся веществом, например, водяным паром. В последнее время особое внимание уделяют десорбции примесей путем вакуумирования, при этом их часто удается легко утилизировать.

Для проведения процессов адсорбции разработана разнообразная аппаратура. Наиболее распространены адсорберы с неподвижным слоем гранулированного или сотового адсорбента. Непрерывность процессов адсорбции и регенерации адсорбента обеспечивается применением аппаратов с кипящим слоем.

В последние годы все более широкое применение получают волокнистые сорбционно-активные материалы. Мало отличаясь от гранулированных адсорбентов по своим емкостным характеристикам, они значительно превосходят их по ряду других показателей. Например, их отличает более высокая химическая и термическая стойкость, однородность пористой структуры, значительный объем микропор и более высокий коэффициент массопередачи (в 10-100 раз больше, чем у сорбционных материалов). Установки, в которых используются волокнистые материалы, занимают значительно меньшую площадь. Масса адсорбента при использовании волокнистых материалов меньше, чем при использовании АУ в 15-100 раз, а масса аппарата в 10 раз. Сопротивление слоя не превышает при этом 100 Па.

Повысить технико-экономические показатели существующих процессов удается также путем оптимальной организации стадии десорбции, например, за счет программированного подъема температуры.

Следует отметить эффективность очистки на активированных углях сотовой (ячеистой) структуры, обладающих улучшенными гидравлическими характеристиками. Такие сорбенты могут быль получены нанесением определенных композиций с порошком АУ на вспененную синтетическую смолу или вспениванием смеси заданного состава, содержащей АУ, а также выжиганием наполнителя из смеси, включающей АУ вместе со связующим.

Еще одним направлением усовершенствования адсорбционных методов очистки является разработка новых модификаций адсорбентов - силикагелей и цеолитов, обладающих повышенной термической и механической прочностью. Однако гидрофильность этих адсорбентов затрудняет их применение.

Наибольшее распространение получили адсорбционные методы извлечения из отходящих газов растворителей, в том числе хлорорганических. Это связано с высокой эффективностью процесса очистки газов (95-99%), отсутствием химических реакций образования вторичных загрязнителей, быстрой окупаемостью рекуперационных установок (обычно 2-3 года) благодаря повторному использованию растворителей и длительным (до 10 лет) сроком службы АУ. Ведутся активные работы по адсорбционному извлечению из газов оксидов серы и азота.

Адсорбционные методы являются одним из самых распространенных в промышленности способов очистки газов. Их применение позволяет вернуть в производство ряд ценных соединений. При концентрациях примесей в газах более 2-5 мг/мі, очистка оказывается даже рентабельной. Основной недостаток адсорбционного метода заключается в большой энергоемкости стадий десорбции и последующего разделения, что значительно осложняет его применение для многокомпонентных смесей.

Термическое дожигание.

Дожигание представляет собой метод обезвреживания газов путем термического окисления различных вредных веществ, главным образом органических, в практически безвредных или менее вредных, преимущественно СО2 и Н2О. Обычные температуры дожигания для большинства соединений лежат в интервале 750-1200 °C. Применение термических методов дожигания позволяет достичь 99%-ной очистки газов.

При рассмотрении возможности и целесообразности термического обезвреживания необходимо учитывать характер образующихся продуктов горения. Продукты сжигания газов, содержащих соединения серы, галогенов, фосфора, могут превосходить по токсичности исходный газовый выброс. В этом случае необходима дополнительная очистка. Термическое дожигание весьма эффективно при обезвреживании газов, содержащих токсичные веществав виде твердых включений органического происхождения (сажа, частицы углерода, древесная пыль и т.д.).

Важнейшими факторами, определяющими целесообразность термического обезвреживания, являются затраты энергии (топлива) для обеспечения высоких температур в зоне реакции, калорийность обезвреживаемых примесей, возможность предварительного подогрева очищаемых газов. Повышение концентрации дожигаемых примесей ведет к значительному снижению расхода топлива. В отдельных случаях процесс может протекать в автотермическом режиме, т. е. рабочий режим поддерживается только за счет тепла реакции глубокого окисления вредных примесей и предварительного подогрева исходной смеси отходящими обезвреженными газами.

Принципиальную трудность при использовании термического дожигания создает образование вторичных загрязнителей, таких как оксиды азота, хлор, SO₂ и др.

Термические методы широко применяются для очистки отходящих газов от токсичных горючих соединений. Разработанные в последние годы установки дожигания отличаются компактностью и низкими энергозатратами. Применение термических методов эффективно для дожигания пыли многокомпонентных и запыленных отходящих газов.

Термокаталитические методы.

Каталитические методы газоочистки отличаются универсальностью. С их помощью можно освобождать газы от оксидов серы и азота, различных органических соединений, монооксида углерода и других токсичных примесей. Каталитические методы позволяют преобразовывать вредные примеси в безвредные, менее вредные и даже полезные. Они дают возможность перерабатывать многокомпонентные газы с малыми начальными концентрациями вредных примесей, добиваться высоких степеней очистки, вести процесс непрерывно, избегать образования вторичных загрязнителей. Применение каталитических методов чаще всего ограничивается трудностью поиска и изготовления пригодных для длительной эксплуатации и достаточно дешевых катализаторов. Гетерогенно-каталитическое превращение газообразных примесей осуществляют в реакторе, загруженном твердым катализатором в виде пористых гранул, колец, шариков или блоков со структурой, близкой к сотовой. Химическое превращение происходит на развитой внутренней поверхности катализаторов, достигающей 1000 мІ/г.

В качестве эффективных катализаторов, находящих применение на практике, служат самые различные вещества - от минералов, которые используются почти без всякой предварительной обработки, и простых массивных металлов до сложных соединений заданного состава и строения. Обычно каталитическую активность проявляют твердые вещества с ионными или металлическими связями, обладающие сильными межатомными полями. Одно из основных требований, предъявляемых к катализатору - устойчивость его структуры в условиях реакции. Например, металлы не должны в процессе реакции превращаться в неактивные соединения.

Современные катализаторы обезвреживания характеризуются высокой активностью и селективностью, механической прочностью и устойчивостью к действию ядов и температур. Промышленные катализаторы, изготавливаемые в виде колец и блоков сотовой структуры, обладают малым гидродинамическим сопротивлением и высокой внешней удельной поверхностью.

Наибольшее распространение получили каталитические методы обезвреживания отходящих газов в неподвижном слое катализатора. Можно выделить два принципиально различных метода осуществления процесса газоочистки - в стационарном и в искусственно создаваемом нестационарном режимах.

- Стационарный метод. Приемлемые для практики скорости химических реакций достигаются на большинстве дешевых промышленных катализаторов при температуре 200-600 °C. После предварительной очистки от пыли (до 20 мг/мі) и различных каталитических ядов (As,Cl₂ и др.), газы обычно имеют значительно более низкую температуру.

Подогрев газов до необходимых температур можно осуществлять за счет ввода горячих дымовых газов или с помощью электроподогревателя. После прохождения слоя катализатора очищенные газы выбрасываются в атмосферу, что требует значительных энергозатрат. Добиться снижения энергозатрат можно, если тепло отходящих газов использовать для нагревания газов, поступающих в очистку. Для нагрева служат обычно рекуперативные трубчатые теплообменники.

При определенных условиях, когда концентрация горючих примесей в отходящих газах превышает 4-5 г/мі, осуществление процесса по схеме с теплообменником позволяет обойтись без дополнительных затрат.

Такие аппараты могут эффективно работать только при постоянных концентрациях (расходах) или при использовании совершенных систем автоматического управления процессом.

Эти трудности удается преодолеть, проводя газоочистку в нестационарном режиме.

- Нестационарный метод. Предусматривает периодическое изменение направлений фильтрации газовой смеси в слое катализатора с помощью специальных клапанов. Процесс протекаетследующим образом. Слой катализатора предварительно нагревают до температуры, при которой каталитический процесс протекает с высокой скоростью. После этого в аппарат подают очищенный газ с низкой температурой, при которой скорость химического превращения пренебрежимо мала. От прямого контакта с твердым материалом газ нагревается, и в слое катализатора начинает с заметной скоростью идти каталитическая реакция. Слой твердого материала (катализатора), отдавая тепло газу, постепенно охлаждается до температуры, равной температуре газа на входе. Поскольку в ходе реакции выделяется тепло, температура в слое может превышать температуру начального разогрева. В реакторе формируется тепловая волна, которая перемещается в направлении фильтрации реакционной смеси, т.е. в направлении выхода из слоя. Периодическое переключение направления подачи газа на противоположное позволяет удержать тепловую волну в пределах слоя как угодно долго.

Преимущество этого метода в устойчивости работы при колебаниях концентраций горючих смесей и отсутствие теплообменников.

Основным направлением развития термокаталитических методов является создание дешевых катализаторов, эффективно работающих при низких температурах и устойчивых к различным ядам, а также разработка энергосберегающих технологических процессов с малыми капитальными затратами на оборудование. Наиболее массовое применение термокаталитические методы находят при очистке газов от оксидов азота, обезвреживании и утилизации разнообразных сернистых соединений, обезвреживания органических соединений и СО.

Для концентраций ниже 1 г/мі и больших объемов очищаемых газов использование термокаталитического метода требует высоких энергозатрат, а также большого количества катализатора.

Озонные методы.

Озонные методы применяют для обезвреживания дымовых газов от SO₂(NO₂) и дезодорации газовых выбросов промышленных предприятий. Введение озона ускоряет реакции окисление NO до NO₂ и SO₂ до SO₃. После образования NO₂ и SO₃ в дымовые газы вводят аммиак и выделяют смесь образовавшихся комплексных удобрений (сульфата и нитрата аммония). Время контакта газа с озоном, необходимое для очистки от SO2 (80-90%) и NO₂ (70-80%)составляет 0,4 - 0,9 сек. Энергозатраты на очистку газов озонным методом оценивают в 4-4,5% от эквивалентной мощности энергоблока, что является, по-видимому, основной причиной, сдерживающей промышленное применение данного метода.

Применение озона для дезодорации газовых выбросов основано на окислительном разложении дурно пахнущих веществ. В одной группе методов озон вводят непосредственно в очищаемые газы, в другой газы промывают предварительно озонированной водой. Применяют также последующее пропускание озонированного газа через слой активированного угля или подачуего на катализатор. При вводе озона и последующем пропускании газа через катализатор температура превращения таких веществ как амины, ацетальдегид, сероводород и др.понижается до 60-80 °C. В качестве катализатора используют как Pt/Al₂O₃, так и оксиды меди, кобальта, железа на носителе. Основное применение озонные методы дезодорации находят при очистке газов, которые выделяются при переработке сырья животного происхождения на мясо- (жиро-)комбинатах и в быту.

Биохимические методы.

Биохимические методы очистки основаны на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разложение веществ происходит под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами в среде очищаемых газов. При частом изменении состава газа микроорганизмы не успевают адаптироваться для выработки новых ферментов, и степень разрушения вредных примесей становится неполной. Поэтому биохимические системы более всего пригодны для очистки газов постоянного состава.

Биохимическую газоочистку проводят либо в биофильтрах, либо в биоскрубберах. В биофильтрах очищаемый газ пропускают через слой насадки, орошаемый водой, которая создает влажность, достаточную для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов. Поверхность насадки покрыта биологически активной биопленкой (БП) из микроорганизмов.

Микроорганизмы БП в процессе своей жизнедеятельности поглощают и разрушают содержащиеся в газовой среде вещества, в результате чего происходит рост их массы. Эффективность очистки в значительной мере определяется массопереносом из газовой фазы в БП и равномерным распределением газа в слое насадки. Такого рода фильтры используют, например, для дезодорации воздуха. В этом случае очищаемый газовый поток фильтруется в условиях прямотока с орошаемой жидкостью, содержащей питательные вещества. После фильтра жидкость поступает в отстойники и далее вновь подается на орошение.

На основе рассмотренных данных можно сделать вывод, что самым эффективным методом очистки воздуха поступающего в атмосферу из цеха №16 является абсорбционный метод.

3. Разработка мероприятий по производственной безопасности рукавного цеха.

3.1 Правила производственной безопасности

Ознакомление с рабочими местами вальцовщика и машиниста агрегата по изготовлению навивочных рукавов дает возможность выявить следующие опасные и вредные факторы: шум, тяжесть, напряженность, вредные газообразные и пылевидные вещества, нагретые поверхности прессовального оборудования, статическое электричество, движущиеся части машин для сборки ремней, высокая температура воздуха рабочей зоны. На основании этих данных проведена аттестация рабочих мест вальцовщика и машиниста агрегата по изготовлению навивочных рукавов по условиям труда.

В разделе аттестация рабочих мест была проведена аттестация рабочего места вальцовщика, материалы аттестации представлены в виде карты аттестации в приложении Б. Они включают общие сведения о рабочем месте вальцовщика, данные по фактическому состоянию условий труда на рабочем месте по показателям вредности и опасности, протокол определения тяжести трудового процесса на рабочем месте, протокол определения напряженности трудового процесса на рабочем месте, протокол оценки травмобезопасности рабочего места, протокол оценки обеспечения работников средствами индивидуальной защиты.

В разделе аттестация рабочего места машиниста агрегата по изготовлению навивочных рукавов была проведена аттестация рабочего места вулканизаторщика, материалы аттестации представлены в виде карты аттестации в приложении В: общие сведения о рабочем месте вулканизаторщика, данные по фактическому состоянию условий труда на рабочем месте по показателям вредности и опасности, протокол определения тяжести трудового процесса на рабочем месте, протокол определения напряженности трудового процесса на рабочем месте, протокол оценки травмобезопасности рабочего места, протокол оценки обеспечения работников средствами индивидуальной защиты (СИЗ).

Таким образом, для улучшения условий труда в цехе по производству клиновых ремней необходимо провести организационные мероприятия для стабилизации освещенности и шума. Они включают в себя своевременный ремонт оборудования, смазку станков (шум), а также чистку светильников и замену ламп (освещение).

Аттестация рабочего места вальцовщика

В данном разделе была проведена аттестация рабочего места вальцовщика, материалы аттестации представлены в виде карты аттестации в приложении Б.

Они включают общие сведения о рабочем месте вальцовщика, данные по фактическому состоянию условий труда на рабочем месте по показателям вредности и опасности, протокол определения тяжести трудового процесса на рабочем месте, протокол определения напряженности трудового процесса на рабочем месте, протокол оценки травмобезопасности рабочего места, протокол оценки обеспечения работников средствами индивидуальной защиты.

Аттестация рабочего места машиниста агрегата по изготовлению навивочных рукавов

В данном разделе была проведена аттестация рабочего места машиниста агрегата по изготовлению навивочных рукавов, материалы аттестации представлены в виде карты аттестации в приложении В: общие сведения о рабочем месте вулканизаторщика, данные по фактическому состоянию условий труда на рабочем месте по показателям вредности и опасности, протокол определения тяжести трудового процесса на рабочем месте, протокол определения напряженности трудового процесса на рабочем месте, протокол оценки травмобезопасности рабочего места, протокол оценки обеспечения работников средствами индивидуальной защиты (СИЗ).

Таким образом, для улучшения условий труда в цехе по производству клиновых ремней необходимо провести организационные мероприятия для стабилизации освещенности и шума. Они включают в себя своевременный ремонт оборудования, смазку станков (шум), а также чистку светильников и замену ламп (освещение).

3.2 Характеристика воздушной среды на рабочих местах рукавного цеха, воздействие веществ на организм

Основными примесями в газовых выбросах является пыль перерабатываемых резиновых изделий: тальк, стеклопластик, углеводороды.

Пылью (аэрозолем) называются измельченные или полученные иным путем мелкие частицы твердых веществ, витающие (находящиеся в движении) некоторое время в воздухе. Такое витание происходит вследствие малых размеров этих частиц (пылинок) под действием движения самого воздуха.

Воздух всех производственных помещений в той или иной степени загрязнен пылью; даже в тех помещениях, которые обычно принято считать чистыми, не запыленными, в небольших количествах пыль все же есть (иногда она даже видна невооруженным глазом в проходящем солнечном луче). Однако во многих производствах в силу особенностей технологического процесса, применяемых способов производства, характера сырьевых материалов, промежуточных и готовых продуктов и многих других причин происходит интенсивное образование пыли, которая загрязняет воздух этих помещений в большой степени. Это может представлять определенную опасность для работающих. В подобных случаях находящаяся в воздухе пыль становится одним из факторов производственной среды, определяющих условия труда работающих; она получила название промышленной пыли. Она образуются вследствие дробления или истирания (аэрозоль дезинтеграции), испарения с последующей конденсацией в твердые частицы, (аэрозоль конденсации), сгорания с образованием в, воздухе твердых частиц - продуктов горения (дымы), ряда химических реакций и т. д. В производственных условиях с образованием пыли чаще всего связаны процессы дробления, размола, просева, обточки, распиловки, пересыпки и других перемещений сыпучих материалов, сгорания, плавления и др.

Пыль находящаяся в воздухе рабочих помещений, оседает на поверхности кожного покрова работающих, попадает на слизистые оболочки полости рта, глаз, верхних дыхательных путей, со слюной заглатывается в пищеварительный тракт, вдыхается в более глубокие участки органов дыхания (включая легкие).

Находясь в запыленной атмосфере, рабочий подвергается как внешнему, так и внутреннему воздействию пыли. Внешнее воздействие пыли не представляет серьезной опасности для работающих, так как с наружных поверхностей (кожного покрова, слизистых) она относительно легко смывается, а иногда просто стряхивается, и, следовательно, непосредственный контакт с ней прекращается по окончании рабочей смены или после выхода из запыленной атмосферы. Кроме того, кожный покров не пропускает большинства видов пыли и не подвергается сам их воздействию.

Попадание пыли в пищеварительный тракт практически столь незначительно, что также не представляет большой опасности. Гораздо более опасно вдыхание пыли, при котором значительное ее количество попадает в организм, и лишь некоторая часть выдыхается обратно. Создаются условия для длительного контакта относительно больших масс пыли со слизистой поверхностью дыхательных путей, наиболее восприимчивой к ее действию.

Степень опасности неблагоприятного действия пыли на организм определяется в основном концентрацией пыли в воздухе и ее дисперсностью. Определенную роль играют вышеописанные физико-химические свойства пыли, поэтому их также следует учитывать при гигиенической оценке пылевой загрязненности воздуха - запыленности.

Концентрация пыли - это весовое содержание взвешенной пыли в единице объема воздуха; эту величину принято выражать в миллиграммах пыли на 1 кубический метр воздуха (мг/м3).

Концентрацию пыли иногда выражают также в количестве пылинок в единице объема воздуха, и в некоторых зарубежных странах эта величина принята за основной показатель запыленности.

Однако учеными (Е. В. Хухрина и др.)[23] доказано, что первостепенное значение имеет не число пылинок, а их масса, поэтому был принят весовой метод гигиенической оценки запыленности воздуха как основной.

Чем выше концентрация пыли в воздухе, тем большее ее количество за тот же период оседает на кожный покров работающих, попадает на слизистые оболочки и, самое главное, проникает в организм через органы дыхания.

Дисперсность пыли выражается в процентном содержании отдельных фракций пыли по отношению ко всему количеству пылинок. Для гигиенической оценки дисперсности пыли условно принято делить ее на следующие фракции: менее 2 мкм, 2-4 мкм, 4-6 мкм, 6-8 мкм, 8-10 мкм и более 10 мкм. Иногда для исследовательских целей ее делят на более мелкие фракции с выделением пылинок менее 1 мкм; в некоторых же случаях (обычно для грубой оценки) ее делят на меньшее число фракций с интервалом в 3 - 4 мкм (менее 2 мкм, 2-5 мкм, 5-10 мкм и более 10 мкм).

Размеры пылинок имеют большое гигиеническое значение, так как чем мельче пыль, тем глубже она проникает в дыхательную систему. Если относительно крупные пылинки при вдыхании в большей степени задерживаются в верхних дыхательных путях и постепенно удаляются оттуда со слизью (отхаркиваются),то мелкая пыль, как правило, проходит в легкие и оседает там на длительный срок, вызывая поражение легочной ткани. Кроме того, мелкая пыль при той же массе имеет большую поверхность соприкосновения с легочной тканью, поэтому она более активна. Высокодисперсная пыль представляет большую опасность, чем крупная (низкодисперсная), так как она дольше находится в воздухе во взвешенном состоянии.

Гигиеническое значение удельного веса пыли сводится в основном к скорости ее осаждения: чем выше удельный вес пыли, тем быстрее она оседает и тем быстрее происходит самоочищение воздуха.

Химический состав пыли определяет биологическое действие ее на организм. По химическому составу пыли делят на две основные группы: токсические и нетоксические. Первые при попадании в организм вызывают острое или хроническое отравление, вторые не вызывают отравления организма даже при больших концентрациях и при неограниченном сроке действия.

Биологическое действие токсической пыли находится в тесной связи с ее растворимостью. Хорошо растворимые пыли, попав в организм, растворяются в слизи и в других биологических средах (крови, лимфе) и в растворенном виде быстро и в большей степени всасываются и распространяются по всему организму, оказывая токсическое действие. Малорастворимые и тем более нерастворимые пыли при попадании в организм в основном при вдыхании, длительно остаются на месте их оседания в органах дыхания и оказывают в основном местное действие.

Структура пыли, то есть форма пылинок, также имеет определенное гигиеническое значение, так как от этого зависит характер ее местного действия и в какой-то степени проникающая способность. Пылинки с острыми гранями, особенно игольчатой формы (кристаллическая пыль, пластинчатая и т. п.), оказывают большее раздражающее действие в месте соприкосновения (на слизистых оболочках глаз, верхних дыхательных путей, а иногда и накожном покрове). Пылинки стекловолокна, например, могут проникать в поры кожного покрова, в поверхность слизистых оболочек, вызывая значительное их механическое раздражение.

Электрозаряженность пыли способствует большему ее задержанию в организме, так как, осев на поверхности дыхательных путей, она в большей степени с ними связывается и меньше выдыхается обратно, Кроме того, способность электрозаряженной пыли удерживать на своей поверхности газовые частицы приводит к занесению последних в организм и их совместному (комбинированному) воздействию.

Как видно из изложенного, различные виды пыли, обладая разными физико-химическими свойствами, оказывают неодинаковое действие на организм и, следовательно, представляют разную опасность для работающих. Однако все они оказывают определенное неблагоприятное действие на организм. Абсолютно безвредных пылей нет.

Действие пыли на кожный покров сводится в основном к механическому раздражению. Вследствие такого раздражения возникает небольшой зуд, неприятное ощущение, а при расчесах может появиться покраснение и некоторая припухлость кожного покрова, что свидетельствует о воспалительном процессе.

Пылинки могут проникать в поры потовых и сальных желез, закупоривая их и тем самым, затрудняя их функции. Это приводит к сухости кожного покрова, иногда появляются трещины, сыпи. Попавшие вместе с пылью микробы в закупоренных протоках сальных желез могут развиваться, вызывая гнойничковые заболевания кожипиодермию. Закупорка потовых желез пылью в условиях горячего цеха способствует уменьшению потоотделения и тем самым затрудняет терморегуляцию.

При попадании пыли на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей ее раздражающее действие, как механическое, так и химическое, проявляется наиболее ярко. Слизистые оболочки по сравнению с кожным покровом более тонки и нежны, их раздражают все виды пыли, не только химических веществ или с острыми гранями, но и аморфные, волокнистые и др.

Пыль, попавшая в глаза, вызывает воспалительный процесс их слизистых оболочек - конъюнктивит, который выражается в покраснении, слезотечении, иногда припухлости и нагноении.

Действие пыли на верхние дыхательные пути сводится к их раздражению, а при длительном воздействии - к воспалению. В начальных стадиях оно проявляется в виде першения в горле, кашля, отхаркивания грязной мокротой. Затем появляется сухость слизистых, сокращение отделения мокроты, сухой кашель, хрипота; в некоторых случаях при воздействии пыли химических веществ могут появиться изъязвления слизистой оболочки носа.

3.3 Мероприятия, направленные на снижение вредного воздействия на персонал

Основным направлением в комплексе мероприятий по борьбе с пылью является предупреждение ее образования или поступления в воздух рабочих помещений. Важнейшее значение в этом направлении имеют мероприятия технологического характера. Технологические процессы по возможности проводятся таким образом, чтобы образование пыли было полностью исключено или, по крайней мере, сведено до минимума. С этой целью нужно максимально заменять сухие пылящие материалы влажными, пастообразными, растворами и обработку их вести влажным способом. Если по технологическим условиям необходимо иметь материал в сухом виде, целесообразно вместо порошкообразного использовать его в виде брикетов, таблеток и т. п., которые пылят значительно меньше. Это в равной степени относится как к сырьевым материалам, так и к готовой продукции, побочным продуктам и отходам производства.

При невозможности полного исключения пылеобразования необходимо путем соответствующей организации технологического процесса и использования соответствующего технологического оборудования не допускать выделения пыли в воздух рабочих помещений. Это достигается главным образом путем организации непрерывного технологического процесса в полностью герметичной или, по крайней мере, максимально закрытой аппаратуре и коммуникациях. Непрерывность процесса к тому же позволяет полностью механизировать его, а нередко и автоматизировать, что, в свою очередь, дает возможность удалить рабочих от источников пылеобразования и предупредить воздействие на них пыли. Для удаления пыли с поверхностей вместо сдувки целесообразно использовать ее отсос - аспирацию - вытяжная вентиляция. Последняя, как правило, устраивается по типу местной вытяжки от мест и источников пылевыделения, причем наиболее целесообразно источники пылеобразования максимально укрыть и производить вытяжка из-под этих укрытий.

Общеобменная вытяжная вентиляция в помещениях применяется лишь при рассеянных источниках пылевыделения, когда невозможно полностью обеспечить их местной вытяжкой. Эффективность общеобменной вытяжной вентиляции в производствах с пылевыделениями всегда ниже, чем эффективность местной вытяжки, так как малое количество отсасываемого воздуха не обеспечивает должного удаления пыли из помещения, а увеличение его ведет к созданию вихревых потоков воздуха, которые взмучивают осевшую пыль и способствуют некоторому повышению ее концентрации в воздухе. Для предупреждения последнего приточный воздух в помещения с пылеобразованием следует подавать с малыми скоростями в верхнюю зону.

Внутренние поверхности стен, полы и другие ограждения рабочих помещений, где возможно выделение пыли, должны облицовываться гладким строительным материалом, позволяющим легко удалять, а иногда и смывать осевшую пыль. Удалять пыль следует либо влажным способом, либо аспирацией (промышленными пылесосами или отсосом в вакуумную линию). Снижение запыленности воздуха до предельно допустимых концентраций и ниже путем использования вышеописанного комплекса противопылевых мероприятий является основным критерием их эффективности.

Все мероприятия по обеспыливанию являются одновременно и мерами предупреждения взрывов пыли, так как устранение возможности концентрирования пыли в воздухе снижает одно из основных и обязательных условий образования ее взрыва.

Кроме того, следует строго следить, чтобы в условиях значительно запыленного воздуха не было открытого огня или даже искр. Запрещается курение, зажигание, пользование вольтовой дугой (электросварка), а также искрение электропроводов, выключателей, моторов и других электроустройств и оборудования на участках со значительной запыленностью воздуха или внутри аппаратов, воздуховодов и другого оборудования, содержащего высокодисперсную пыль.

Рабочие, занятые на работах в условиях запыленного воздуха, подвергаются периодическим медицинским осмотрам с обязательной рентгенографией грудной клетки. На работу в этих условиях не принимаются лица, страдающие легочными и другими заболеваниями. От воздействия пыли эти заболевания могут прогрессировать или осложняться. Поэтому все вновь поступающие проходят предварительный медицинский осмотр.

4. Разработка мероприятий по обеспечению экологической безопасности в рукавном цехе

4.1 Мероприятия по очистке выбросов в атмосферу рукавного цеха

В рукавном цехе на основе проведенного анализа оптимальным вариантом для очистки воздуха поступающего в атмосферу принимаем абсорбционный метод. А именно абсорбционную колонну для очистки газов.

Для внедрения в аспирационную систему рукавного цеха проведем расчет абсорбционной колонны.

Выбираем керамические кольца Рашига размером 50·50·5 м. Удельная поверхность насадки, а = 90 м³/м³, эквивалентный диаметр d_э=0,035 м, свободный объем , насыпная плотность .

Рассчитаем коэффициент массоотдачи в газовой фазе

Для выбранной хордовой насадки коэффициент массоотдачи в газовой фазе ву находят из уравнения [5-6].

(5)

(6)

Рассчитаем коэффициент диффузии в газе:

(7)

Критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке характеризует режим движения газа в каналах насадки (зернистого слоя) и рассчитывается по формуле:

(8)

Средняя плотность газа при нормальных условиях . Пересчитаем плотность газа на условиях в абсорбере по формуле:

(9)

где Т_о = 273^оК - абсолютная температура; - абсолютное давление;t = 19^оС, - температура и давление в абсорбере.

(10)

Вязкость газа при температуре t = 19^оС:

Рабочую скорость газа в колонне примем равной , где - предельная скорость газа в колонне, выше которой наступает захлебывание насадочных абсорберов.

Предельную скорость газа можно рассчитать по уравнению:

(11)

где - вязкость поглотителя при температуре в абсорбере и газа при 19^оС соответственно: при t = 19^оС , при t = 19 ^оС ; L и G - расходы жидкой и газовой фаз, кг/с; L/G = l =1,29 кг/кг; А,В - коэффициенты, зависящие от типа насадки:

А = -0,073, В = 1.75. - плотность газа при условиях в абсорбере; - плотность жидкости при условиях в абсорбере.

С учетом приведенны данных уравнение (11) примет вид:

По формуле (8) рассчитаем критерий Рейнольдса

Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы рассчитывается по уравнению:

(12)

где - динамическая вязкость, плотность и коэффициент диффузии по газовой фазе, соответственно: .

По уравнению (13)

(13)

Коэффициент массоотдачи в газовой сфере по формуле

(14)

Выразим в выбранной для расчета размерности по формуле

(15)

где - плотность газа при условиях в абсорбере; - средняя концентрация газа.

(16)

Рассчитаем диаметра абсорбера

Диаметр абсорбера находят из уравнения расхода

(17)

где V- объемный расход газа при условиях в абсорбере, м3/с; - рабочая скорость газа в абсорбере, м/с.

Объемный расход газа при условиях в абсорбере

(17)

Из нормального ряда диаметров колоны для химической нефтеперерабатывающей промышленности выбираем ближайший диаметр колонны D = 1,4 м. При этом действительная скорость газа в колонне

 (18)

Рассчитаем высоту абсорбера

По уравнению поверхность массопередачи в абсорбере

(19)

Высота насадки, необходимая в абсорбере для создания этой поверхности массопередачи:

(20)

где - доля активной поверхности насадки (принимаем предварительно)

Расстояние между днищем абсорбера и насадкой zH определяется необходимостью равномерного распределения газа по поперечному сечению колонны. Расстояние от верха насадки до крышки абсорбера zВ зависит от размеров распределительного устройства для орошения насадки и от высоты сепарационного пространства (в котором часто устанавливают устройства для предотвращения брызгоуноса из колонны).

Примем эти расстояния равными соответственно 1,4 и 2,5 м. Тогда общая высота одного абсорбера:

(21)

Так же в рукавном цехе требуется установить аппаратное средство очистки от пыли. Наиболее приемлемым вариантом является батарейный циклон БЦ-2.

Проведем расчет батарейного циклона.

В батарейном циклоне (рис. 4) требуется очищать от пыли 7700 м³/ч газа при температуре 300 °С. Плотность газа (при 0 °С и 760 мм рт. ст.) - 1,3 кг/м³ . Барометрическое давление составляет 98 634 Н/м² (750 мм рт. ст.). На входе в батарейный циклон газы находятся под разрежением 294,0 Н/м² (30 мм вод. ст.). Гидравлическое сопротивление батарейного циклона не должно превышать 392 Н/м² (40 мм вод. ст.). Плотность пыли 2400 кг/м³. Запыленность газа 50 г/м³ при 0 °С и 700 мм рт. ст. Пыль слабо слипающаяся.

Характеристики циклонных элементов типа БЦ-2 в случае улавливания слабо слипающейся пыли с плотностью 2400 кг/м³ при Др/с = 736 м²/с² (или Др/г =75 м ) приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Характеристики циклонных элементов

Диаметр элемента, мм	Наибольшая допускаемая запылённость, г\м3(при 0 оС, 760 мм рт. ст.)	Степень улавливания пыли (%) при диаметре частиц:	Коэффициент гидравлического сопротивления о при угле наклона лопастей
		5 мкм	10 мкм	15 мкм	25о	30о
250	75	72	84	93	90	65
150	35	78	88	95
100	15	82	91	96

На основании данных этой таблицы выбираем циклонные элементы диаметром 150 мм (допускаемая запыленность газа до 35 г/м³).

Определим плотность газа при рабочих условиях:

с = с 0 • (T/T+t)•(p/p0) (22)

с = = 0,609 (кг/м³). (23)

По условию потеря Др не должно превышать 392 Н/м² ( 40 мм вод. ст.).

Соотношение Др/г =392/ 0,609 = 643,6( м²/с²) (или Др/г = 40/0,609=65,7 м) не выходит из рекомендуемых пределов 540 - 736 м²/с² ( или 55 - 75 м).

Для направляющего аппарата типа розетки с углом наклона лопастей к горизонтали 25^о коэффициент гидравлического сопротивления о = 90.

Скорость газа в цилиндрической части циклонного элемента W_ц определяем из формулы:

(24)

(25)

Расход газа на один элемент батарейного циклона:

V1 = 0,785D2 • 3600wЦ = 0,785·0,1502·3600·3,78 = 215 (м3/ч). (26)

Требуемое число элементов

n = 7800(м³/ч) / 215(м³/ч) = 36,2 (шт.). (27)

Принимаем:

n = 36 шт.

Располагаем их в шесть рядов по ходу газа (шесть элементов в каждом ряду).

5. Экономический раздел

В санитарно-защитной зоне предприятия находятся жилые здания, места отдыха и другие объекты, поэтому повышенная концентрация загрязняющих веществ, поступающих от ОАО «Курскрезинотехника» в атмосферный воздух, оказывает вредное воздействие на проживающих и работающих в данной зоне.

Одним из направлений значительного сокращения негативного воздействия ОАО «Курскрезинотехника» на окружающую среду и жителей, проживающих в зоне деятельности предприятия, является модернизация существующей системы загрязняющих веществ производственной деятельности.

Предлагается снизить выбросы в атмосферу, поступающие из рукавного цеха, до минимальных значений. Снизить экологический ущерб, наносимый окружающей среде, можно за счет применения двухступенчатой системы очистки, состоящей из двух агрегатов для улавливания пыли, включающих циклонный элемент и абсорбционную колонну. Эти аппараты предлагается установить взамен имеющейся системы очистки выбросов. Расчётная и заявленная производителем эффективность очистки этих агрегатов составляет на первой ступени очистки 89 %, а на второй 99,8 %. Применение двухступенчатой системы очистки позволит снизить концентрацию пыли в воздухе, затраты на энергоресурсы, очистку и организацию воздухообмена, а также даст социально-экономический эффект в снижении показателей заболеваемости сотрудников ОАО «Курскрезинотехника».

В таблице 10 представлены основные характеристики аппаратов очистки БЦ-2 и насадочной абсорбционной колонны, предлагаемые для альтернативной установки.

Таблица 10 - Основные характеристики циклона БЦ-2 и абсорбционной колонны

Тип аппарата	БЦ-2	абсорбционная колонна
Эффективность очистки	89%	99,8%
Массовая концентрация пыли в очищаемом газе, г/м3	не более 1000	до 3500
Температура очищаемого газа, °С	? 200	? 200
Производительность, м3/ч	5700-9200	7500-10200
Масса, кг	100	20
Техническая комплектация	Штучная комплектация	Штучная комплектация
Необходимое количество, шт.	1	1

Основным звеном экономического механизма управления природопользованием являются платежи:

- за пользование природными ресурсами;

- за загрязнение окружающей природной среды и размещение отходов.

Плата за выбросы (сбросы) загрязняющих веществ в окружающую природную среду является формой возмещения ущерба, причиняемого ей этим загрязнением. В таблице 11 приведены характеристики выбросов газовоздушной смеси из рукавного цеха ОАО «Курскрезинотехника».

Таблица 11 - Характеристики выбросов загрязняющих веществ рукавного цеха

№ ист.	Время работы источника загрязнения в год, ч	Загрязняющее вещество	Концентрация,г/м3	Объем, м3/с	Фактический выброс, т/г
123	1255	Пыль резиновая	0,003	1,3	0,01
124	1255	Формальдегид	0,003	0,6	0,54
125	1757	Этилацетат	0,05	116,28	1,62
126	2008	Пыль резиновая	0,003	3,4	0,57
127	2008	Диоксид серы	0,026	12,04	0,46
128	2008	Стирол	0,04	2,7	0,25
129	2008	Пыль резиновая	0,002	4,6	0,43
130	2008	Пыль абразивная	0,003	4,4	0,81
131	2008	Окислы азота	0,004	3,64	0,03
132	2008	Диоксид серы	0,05	116,3	1,62
132	1255	Пыль резиновая	0,03	1,9	0,9
133	2008	Пыль резиновая	0,002	2,3	0,09
134	2008	Оксид углерода	0,037	5,5	0,36
135	2008	Азот аммонийный	0,005	0,7	0,02
136	753	Стирол	0,01	0,2	0,4
137	2008	Пыль резиновая	0,006	6,4	0,6
138	753	Диоксид серы	0,1	14,9	0,2
139	1757	Дибутилфталат	0,003	3,2	0,2
140	2008	Стирол	0,01	9,8	0,6

Плата за выбросы загрязняющих веществ в размерах, не превышающих установленные природопользователю предельно допустимые нормативы выбросов (ПДК для пыли пластмасс). Рассчитаем по формуле 28.

, (28)

где i - вид загрязняющего вещества (i = 1,2,…,n);

П_н - плата за выбросы загрязняющих веществ в размерах, не превышающих ПДВ, руб.;

Н_Бi - ставка платежа за выброс в пределах норматива, 1 тонны i-го вещества, руб./т (Н_Б1 =44, Н_Б2=1025);

К_Э - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости атмосферы в данном регионе (для города Курска К_Э = 1,9);

К_И - коэффициент инфляции (К_И = 2,45);

С_фi - фактический выброс i-го загрязняющего вещества, т/год (табл. 11)

Рассчитаем фактический выброс пыли

С_ф1 = 0,01+ 0,57+ 0,43+ 0,9+ 0,09+ 0,6 = 2,6 т/год.

Рассчитаем фактический выброс стирола

С_ф2 = 0,25+ 0,4+ 0,6 = 1,25 т/год.

Рассчитаем плату за выбросы резиновой пыли без использовании системы очистки

П_{н п. ф.1} = 44 • 2,6 · 1,9 • 2,45 = 532,5 руб/год

Рассчитаем плату за предельно допустимые выбросы резиновой пыли при использовании устройства БЦ-2

П_{н п. ф.1} = 44 • 0,3 • 1,9 · 2,45 = 61,5 руб/год.

Рассчитаем плату за выбросы стирола без использования системы очистки

П_{н п. ф.2} = 1025 • 1,25 · 1,9 • 2,45 = 5964 руб/год

Рассчитаем плату за предельно допустимые выбросы стирола при использовании абсорбционной колонны:

П_{н2 п. ф.2} = 1025 • 0,002 • 1,9 • 2,45 = 9,5 руб/год.

Рассчитаем плату за выбросы сверх установленных лимитов

, (29)

Где Пс - плата за выбросы сверх установленных лимитов;

Нл - ставка платежа за выброс загрязняющих веществ выше установленных лимитов, руб./т (Н_л = 35, Н_с=5125);

П_{с п.ф.}=5·35·(3,085-0,0021)·1,8·1,62= 1573,2 руб/год;

П_сум = П_н + П_с ;

П_сум = 1574,28 + 1573,2 = 3147,48 руб/год.

Доход от установки газоочистных сооружений получен из-за значительного снижения суммы платежей за загрязнение окружающей среды:

Расчет предотвращенного ущерба

Под эколого-экономическим ущербом понимается денежная оценка негативных изменений в окружающей среде в результате ее загрязнения, в качестве и количестве природных ресурсов, а также последствия таких изменений.

Экологический ущерб и его последствия могут проявляться в самых различных видах и областях:

1. ухудшение здоровья человека из-за потребления загрязненной воды и загрязнения воздуха (социальный ущерб);

2. снижение урожайности в сельском хозяйстве на загрязненных выбросами промышленных предприятий землях;

3. уменьшение сроков службы оборудования из-за коррозии металлов и др.

Экономическая оценка годового ущерба от годичного выброса загрязняющих примесей в атмосферу некоторым источником определяется по формуле

У = г·f·у·М , (29)

Где У - величина ущерба, руб/год;

г - удельный эколого-экономический ущерб, который наносит атмосфере одна тонна вещества, руб/усл.т; г = 2,4 руб/усл.т.;

у - показатель, зависящий от места расположения предприятия; для города с населением менее 1 млн. чел. у = 8;

f - поправка, учитывающая характер рассеяния примеси в атмосфере:

- для газообразных примесей - 0,88;

- для твердых частиц - 3,69;

М - приведенная масса годового выброса из источника, т/год.

Величина приведенной массы рассчитывается по формуле

М = ?А_i · m_i , (30)

Где Аi - показатель относительной агрессивности примеси i-го вида вещества, усл.т/т;

m - масса годового выброса в атмосферу примеси i-го вида вещества, т/год.

Значение Аi определяется по формуле

,

Где - показатель относительной опасности присутствия примеси в воздухе, вдыхаемом человеком;

- поправка, учитывающая накопление загрязнения;

i - поправка, учитывающая действие вредного вещества на различные реципиенты помимо человека.

По справочным таблицам выбираем значения: аi = 2; бi = 8,16; д i= 1,2.

Показатель относительной агрессивности пыли фенопластов

А = 2 · 8,16 ·1,2 = 19,58.

Определим величину приведенной массы годового ущерба без использования системы очистки воздуха:

M1 п.ф. = 3,085·20 = 61,7 т/год .

Рассчитаем величину ущерба без использования аппаратов чистки:

У1 ф.= 2,4 · 8 · 0,88 · 61,7 = 1042,48 руб/год.

Определим величину приведенной массы годового выброса с использованием системы очистки от выбросов:

M2 п.ф. = 0,033 · 20 = 0,66 т/год.

Рассчитаем величину ущерба от загрязнения атмосферы с использованием системы очистки воздуха:

У2 п.ф. = 2,4 · 8 · 0,88 · 0,66 = 11,15 руб/год.

Сумма предотвращенного ущерба от загрязнения атмосферы

ДУ= У1 п.ф - У2 п.ф = 1042,48 - 11,15 = 1031,33 руб/год.

Прибыль от использования системы газоочистки с учетом предотвращенного ущерба, наносимого окружающей среде выбросами,

П = ДУ + Д; (31)

П = 1031,33 + 1298,33 = 2329,66 руб/год.

Расчет капитальных затрат на оборудование

Целью дипломного проекта является модернизация системы очистки выбросов цеха обработки пластмасс на ОАО «Электроаппарат». Предложено использовать двухступенчатую систему очистки, состоящую из двух аппаратов, циклона ЦН-15 и рукавного фильтра 1Г4-БФМ-90, с целью увеличения эффективности очистки выбросов, снижения затрат на выплаты за загрязнение окружающей среды.

Данные о капитальных затратах, необходимых для реконструкции системы очистки воздуха в цехе обработки пластмасс, представлены в таблице 12.

Таблица 12. Капитальные затраты на приобретение, установку и обслуживание оборудования для очистки воздуха в цехе обработки пластмасс

Затраты на приобретение и изготовление оборудования	Цена, руб.	Кол-во, шт.	Общая ст-ть, руб.
Циклон БЦ-2(36 элементов)	400000	1	400000
Абсорбционная колонна	648160	1	648160
Крепежный материал	565	50	28250
Винипластовые трубы различных диаметров	1890	100	189000
Всего затрат на оборудование:	-	-	1265410
Пуск, наладка и сдача в эксплуатацию (10% от стоимости затрат)	-	-	52555
Разработка проекта, конструкторский и авторский надзор (20% от стоимости затрат)	-	-	105110
Общие затраты:	-	-	1423075

При расчёте стоимости оборудования газоочистки учитывают только основное оборудование, стоимость электродвигателей, вентиляторов и т. п. Полная стоимость оборудования включает транспортировку и определяется надбавкой 8,5 % от стоимости основных капитальных затрат.

Показателем экономического совершенства системы являются приведённые затраты, которые отражают влияние капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Критерием экономической эффективности считаются наименьшие приведённые расходы руб/1000 м.

Рассчитаем эксплуатационные расходы по формуле

(32)

Где Е₁ - затраты на текущий ремонт, руб. в год;

Е₂ - затраты на капитальный ремонт, руб. в год;

Е₃ - восстановительные отчисления, руб. в год;

Е₄ - стоимость электроэнергии = 156000 руб. в год;

Е₅ - стоимость воды и затраты на очистку сточных вод = 120000 руб. в год;

Е₆ - заработная плата обслуживающего персонала (2006000 руб. в год);

Е₇ - затраты на управление, технику безопасности, охрану труда, спецодежду (64500 руб в год).

При расчете эксплуатационных затрат используются данные годового отчета предприятия.

Годовые затраты на ремонт Е1+Е2 систем промышленной вентиляции при односменной работе равны

0,054·К = 0,054 · 683215 = 36893,61 руб. в год

Рассчитываем восстановительные (Е3) для вентиляционных систем:

Е₃ = (0,13 - 0,19)·К = 0,19 · 683215 = 129810,85 руб в год;

Е = 36893,61 + 129810,85 + 156000 + 120000 + 2006000 + 64500 = =2513204,46 руб/1000 м.

Определим приведённые затраты по формуле S = Е + У·К.

S = 2513204,46 + 0,12·683215 = 2595190,26 руб/1000 м,

Где У - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности, в машиностроении принят равным 0,12;

К - капитальные затраты = 683215 руб.

Оценка социально-экономической эффективности проекта от внедрения системы очистки воздуха

Статистика показывает, что сокращение численности пострадавших от профзаболеваний с потерей профессиональной трудоспособности после реализации мероприятий, улучшающих условия труда, находится в районе 10 %.

Случаев с летальным исходом в цехе пластмассовых изделий ОАО «Электроаппарат» не зафиксировано.

Коллектив цеха обработки пластмасс состоит из 206 человек, среднемесячная заработная плата одного рабочего составляет 8500 руб.

Определим экономию от предотвращённых вновь выявленных профзаболеваний:

(33)

Где Чввпз - сокращение числа вновь выявленных профессиональных заболеваний (прогнозируемое снижение заболевших 16 человек);

20 - норма кратности МРОТ, принимаемая для единовременной страховой выплаты (максимальная норма кратности при летальных исходах или тяжелые заболевания равна - 60); Смрот - МРОТ = 4330 руб;

Ккр, Кз - районный коэффициент и процентная надбавка к заработной плате за работу в соответствующих местностях в соответствии с федеральным и областным законодательством;

12 - число месяцев;

N_упс - коэффициент среднего размера утраты профессиональной трудоспособности у пострадавших от профзаболеваний за анализируемый период = 0,6.

Э_ввпз= 16 · 20 · 4330 · 1,1 · 1,1 · 0,6 · 12 = 12073347,2 руб

Оценка экономического эффекта от внедрения системы очистки воздуха на основе социально-экономических показателей эффективности