Производство эмали ПФ-115

Организация технологического процесса производства эмали ПФ-115: выбор способа производства; характеристика сырья, материалов и полупродуктов. Расчёт оборудования, автоматизация процесса. Охрана труда и экология. Технико-экономическое обоснование проекта.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 06.12.2012
Размер файла 3,3 M

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

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

Пузырьки воздуха, поднявшиеся к поверхности, окружены плотным эластичным двойным слоем ПАВ (рис. 2.4, а).

Стабилизированные таким образом пузырьки собираются на поверхности краски и образуют слой пены. Нанесение краски в таком виде приводит к образованию дефектов покрытия. Для предотвращения этого нежелательного явления необходимо использовать пеногасители.

Пеногасители - это жидкости с низким поверхностным натяжением, которые могут разрушать поверхностную пленку или стабилизирующий двойной слой, позволяя воздуху выходить из массы краски. Пеногаситель должен легко вводиться в жидкий слой и дестабилизировать пленку ПАВ. Распространяясь внутри этого слоя, он как жесткий монослой разрушает пузырек пены (рис.2.4.б).

В настоящее время наиболее используемыми являются пеногасители на основе минеральных и силиконовых масел. Пеногасители на основе минеральных масел недороги, но их активность ниже, чем более дорогих продуктов на основе силиконовых масел. Высокоактивные пеногасители, содержащие силикон, требуют очень тщательного выбора марки и количества, так как они могут вызывать образование дефектов покрытия (кратеры, «рыбий глаз», ячейки Бенарда). При добавлении очень мелких гидрофобных частиц, например силикагеля или воска в жидкий пеногаситель, можно повысить его активность (рис. 2.4.с). Благодаря высокому сродству ПАВ к добавляемым частицам пеногасителя, способного полностью устранить пенообразование в ВД-ЛКМ. Поэтому для каждой рецептуры необходим тщательный экспериментальный подбор типа и количества пеногасителя, а также условий его введения в композицию.

Рис. 2.4 Пузырьки пены и активность жидких и твердых пеногасителей

Консерванты и биоцидные добавки. На земле живут около 150 тысяч известных видов микроорганизмов, приспособленных для существования в водной среде при наличии в ней необходимой питательной среды.

Для бактерий и грибов питательными средами могут быть все компоненты водоразбавляемых ЛКМ: эмульсионные полимеры, поверхностно-активные вещества, диспергаторы, загустители, пеногасители, пигменты, наполнители. Так, например, производные целлюлозы, применяемые в качестве загустителей, восстанавливаются микроорганизмами до мономерных сахаридов, в результате чего вязкость красок при хранении может сильно понизиться, а пигменты образуют плотные осадки.

Признаки биопоражения: появление плесени, изменение запаха, выделение газов, расслоение эмульсии, уменьшение вязкости, ухудшение потребительских качеств продукта.

Если ВД-ЛКМ при хранении в таре заражаются микроорганизмами, это может приводить к образованию «сыворотки» (расслоению) или к изменению вязкости. Далее из-за выделения газа может повышаться давление в таре, и возникает неприятный запах. Риск заражения ВД-ЛКМ возникает при использовании природных загустителей и наполнителей. Следовательно, при хранении ЛКМ в таре необходимо использовать такие же активные водорастворимые вещества или их сочетания, как и для хранения дисперсий. В большинстве случаев микробное заражение ЛКМ происходит еще в процессе их изготовления на предприятии при наличии хотя бы одного из следующих факторов:

микробиологически загрязненные сырье, вода или полуфабриканты;

зараженное оборудование;

плохая гигиена производства, неэффективные мойка и дезинфекция оборудования и помещений.

Своевременное введение консервантов и биоцидов позволяет прекратить рост и размножение микроорганизмов в системе.

Антифризы. Поскольку водные дисперсии полимеров являются системами термодинамически неустойчивыми, они далеко не всегда способны обратимо выдерживать замораживание.

Под морозостойкостью дисперсий и красок понимается способность таких систем восстанавливать первоначальные свойства после замораживания и оттаивания. О морозостойкости краски судят по числу циклов замораживания -- оттаивания, которое она выдерживает без заметной коагуляции; морозостойкие краски должны выдерживать не менее 5 циклов.

В водных дисперсиях полимеров и красках на их основе всегда присутствуют водорастворимые или гидрофильные компоненты (электролиты, ПАВ, загустители и т.д.), поэтому при охлаждении ниже 0°С происходит постепенное вымораживание части дисперсионной среды и концентрирование этих компонентов в не замерзшей части воды. Полное вымораживание воды в водно-дисперсионной краске происходит обычно при температуре от -15 °С до -40 °С в зависимости от содержания и природы этих компонентов. Группы частиц в этих условиях теряют подвижность и подвергаются сжатию со стороны кристаллов льда. При этом создаются условия для возникновения необратимых контактов между частицами, т.е. для коагуляции. Для понижения температуры вымораживания в рецептуру водно-дисперсионных красок вводят антифриз, обычно этиленгликоль. Его введение повышает морозостойкость за счет увеличения содержания гидрофильных компонентов в краске. Недостатком этого пути является понижение водостойкости покрытий.

На морозостойкость могут влиять другие целевые компоненты водно- дисперсионных красок. Известно, что даже при сильном обезвоживании ионные и неионные ПАВ удерживают определенные количества воды (несколько молекул воды на одну гидрофильную группу ПАВ). Если эти ПАВ адсорбированы на поверхности дисперсных частиц, то между ними будут сохраняться жидкие прослойки. Поэтому практически все поверхностно-активные добавки водно-диспересионных красок (диспергаторы, стабилизаторы, эмульгаторы, смачиватели), а также загустители повышают морозостойкость.

Этиленгликоль представляет собой сиропообразную бесцветную прозрачную вязкую жидкость сладковатую на вкус и с незначительным запахом. Температура плавления (кристаллизации, замерзания) этиленгликоля равна минус 12,6°С, температура кипения 197,9°С, плотность при 20°С 1.11 г/см3. Этиленгликоль слабоиспаряем (малолетуч).

Синонимы этиленгликоля: гликоль, моноэтиленгликоль, 1,2-диоксиэтан, этандиол-1,2, химическая формула этиленгликоля - HO--CH2--CH2--OH. Этиленгликоль высшего сорта производится в соответствии с ГОСТ 19710-83.

Этиленгликоль растворяется в любых соотношениях в воде, спирте, ацетоне, но плохо растворим в эфире и совсем не растворим в хлороформе, в алифатических и ароматических углеводородах. Эиленгликоль обладает способностью снижать температуру замерзания водного раствора, что широко используется при производстве незамерзающих (замерзающих при отрицательных температурах!) жидкостей - теплоносителей, хладагентов, антифризов.

Водные растворы этиленгликоля (незамерзающие жидкости) кристаллизуются (замерзают) при достаточно низких температурах, поэтому очень широко применяются в качестве теплоносителя (антифриза, хладагента) в автономных отопительных системах и в системах промышленного кондиционирования общественных зданий и спортивных сооружений, различных производств, где технологически требуется поддержание в помещениях необходимой низкой температуры. При кристаллизации-замерзании водный раствор этиленгликоля принимает форму мягкой желеобразной массы, исключая при этом вероятность повреждения оборудования отопительной системы или системы промышленного кондиционирования. В зависимости от климатических режимов работы оборудования применяются теплоносители на основе водных растворов с содержанием 30%, 36%, 40%, 45%, 50%, 54% и 65% этиленгликоля, с рабочим диапазоном температур до -15°C, -20°C, -25°C, -30°C, -35°C, -40°C и -65°C соответственно и с антикоррозионными, противонакипными и противопенными присадками.

Водный раствор этиленгликоля при одной и той же концентрации имеет более низкую температуру кристаллизации (замерзания) по сравнению с водными растворами на основе пропиленгликоля. Также раствор этиленгликоля по сравнению с растворами пропиленгликоля имеет более низкую вязкость, что существенно снижает потери при циркуляции раствора этиленгликоля в системе отопления (охлаждения, кондиционирования). Раствор этиленгликоля обладает и более высокими значением и теплоемкости и теплопроводности, поэтому ему и отдается предпочтение как теплоносителю (антифризу, хладагенту) в закрытых инженерных системах.

Важнейшим теплофизическим параметром водного раствора этиленгликоля является зависимость температуры замерзания раствора от его концентрации. Эта зависимость носит нелинейный характер и температура замерзания (кристаллизации) водного раствора этиленгликоля достигает своего минимума в -65°C при концентрации 65%, затем при дальнейшем повышении концентрации до 98% температура замерзания повышается до -13°C. Концентрация, количество этиленгликоля, содержащегося в теплоносителе, формирует в основном и цену самого теплоносителя. Поэтому не целесообразно и экономически не выгодно производство и применение водных растворов этиленгликоля с концентрацией выше 70%.

Нелинейный характер зависимости температуры кристаллизации водного раствора этиленгликоля от его концентрации представлены в табл. 2.4 в виде двух функциональных зависимостей: 1) значения величины плотности водного раствора этиленгликоля в зависимости от его концентрации при температуре 20°C и 2) зависимость температуры кристаллизации водного раствора от концентрации этиленгликоля /9/.

Таблица 2.4

Влияние концентрации этиленгликоля на температуру кристаллизацию водного раствора этиленгликоля. Значения (величины) плотности раствора при температуре 20°C.

Концентрация этиленгликоля, %

Температура замерзания, °C

Плотность при 20 °C

30%

-15 °C

1,038

35%

-20 °C

1,045

40%

-25 °C

1,052

45%

-30 °C

1,058

50%

-35 °C

1,064

54%

-40 °C

1,071

60%

-50 °C

1,077

65%

-65 °C

1,083

70%

-60 °C

1,088

Смачивающие и диспергирующие добавки. Диспергирование пигментов и наполнителей в пленкообразующей системе - это сложный физико-химический процесс, во многом определяющий качество и эксплуатационную пригодность ЛКМ.

Диспергирование пигментов в пленкообразующих композициях состоит из трех процессов:

1) смачивание поверхности пигментов с удалением адсорбированных газов и заменой поверхности раздела газ - твердое тело на жидкость - твердое тело;

2) разделение агрегатов - диспергирование под влиянием расклинивающего действия адсорбционных слоев и сдвиговых механических усилий и равномерное распределение частиц пигментов во всем объеме пленкообразователя;

3)формирование адсорбционно-сольвативных межфазных слоев, препятствующих повторной коагуляции, т.е. стабилизация дисперсий.

Воздействовать на процессы смачивания и диспергирования, а также стабилизации можно с помощью поверхностно-активных веществ, к которым относятся смачивающие и диспергирующие добавки. Диспергирующие добавки, мигрируя полярными группами по твердой поверхности от одного активного центра к другому и проникая в микро- и макротрещины между отдельными частицами в агрегатах, оказывают расклинивающее действие (эффект Ребиндера), что приводит к понижению прочности пигментов и облегчению разделения агрегатов до первичных частиц. При этом диспергирующие добавки, распределяясь по поверхности частиц пигмента, удерживают их на определенном расстоянии друг от друга за счет сил электростатического отталкивания или пространственных «помех», предотвращая флокуляцию (т.е. когда частицы дисперсной фазы, имеющие адсорбционные оболочки, могут слипаться своими оболочками через прослойки межфазного адсорбционно-сольвативного слоя).

Электрическое отталкивание заключается в том, что в результате адсорбции веществ, способных диссоциировать на ионы, частицы пигмента приобретают электрический заряд. Этот заряд можно увеличить или сделать все частицы одинаково заряженными. В этом случае, благодаря действующим силам электростатического отталкивания одноименно заряженных частиц, тенденция к флокуляции значительно снижается. С увеличением толщины двойного электрического слоя, окружающего частицу, повышается стабильность пигментной дисперсии.

Этот механизм особенно эффективен для водных латексных систем. В качестве добавок в этом случае используют полиэлектролиты-высокомолекулярные вещества (полифосфаты натрия). Благодаря своей химической структуре эти соединения обладают также и смачивающим действием.

Пространственные помехи наблюдаются тогда, когда одна часть диспергатора, обладающая средством к пигменту, адсорбируется на его поверхности, а другая совместима с пленкообразователем и свободно распределяется в нем, создавая вокруг частичек пигментов оболочку, препятствующую их сближению /10/.

Смачивающими добавками являются, как правило низкомолекулярные ПАВ для границы вода - воздух. Понижение поверхностного натяжения на этой границе облегчает и ускоряет смачивание пигментов и наполнителей. Поскольку смачиватель необходимо «направить» именно на границу вода-воздух, для его выбора требуется сравнить его активность к этой границе и к границе вода-пигмент.

Кроме того, эффективное смачивание пигмента дисперсионной средой обеспечивается при понижении поверхностного натяжения в динамических условиях. Поэтому смачивающие агенты должны обладать способностью достаточно быстро диффундировать к новой или обновленной поверхности. В отличие от ПАВ, обеспечивающих агрегативную устойчивость, от смачивателя не требуется высокая поверхностная активность и прочность адсорбционной связи.

В некоторых рецептурах латексных красок функцию стабилизатора пигментных частиц выполняет загуститель. В качестве характерного примера можно привести комбинацию полифосфата натрия, обладающего хорошей диспергирующей и низкой стабилизирующей способностью, с водорастворимым эфиром целлюлозы, не обладающим диспергирующими свойствами, но выполняющим функцию коллоидного стабилизатора

Пространственные помехи наблюдаются тогда, когда одна часть диспергатора, обладающая средством к пигменту, адсорбируется на его поверхности, а другая совместима с пленкообразователем и свободна.

В большинстве рецептур воднодисперсионных лакокрасочных материалов в качестве диспергатора используется триполифосфат натрия (ТПФН) и полифосфат натрия. Диспергирующее действие фосфатов объясняется их способностью связывать ионы Са2+ и Mg2+ присутствующих в воде, которые являются сильными флоккулирующими агентами для отрицательно заряженных ионно-стабилизированных дисперсий:

3 Са2++ 2Р043-=Са3(Р04)2

3 Мg2+ + 2РО=Мg3(РО4)2v

Полифосфаты. Линейные сшитые поли - или олигофосфаты (длина цепи 2--6 фосфатных звеньев) образуют комплексы с ионами щелочно-земельных металлов или более тяжелыми ионами и, таким образом, противодействуют неблагоприятному влиянию жесткости воды в процессе смачивания.

При повышенной температуре в процессе диспергирования или при хранении полифосфаты могут гидролизоваться до монофосфатов, в результате чего теряется их стабилизирующее действие. Некоторые фосфаты, например фосфат кальция, в процессе хранения красок могут осаждаться, образуя кристаллиты.

В отечественной практике чаше всего используют полифосфат натрия, однако его применение более оправдано в производстве недорогих материалов.

Рекомендации по применению диспергаторов. Количество диспергатора в рецептуре ЛКМ определяют по минимальной вязкости и/или седиментации пигментных паст с различным содержанием диспергирующей добавки. Так как диспергатор может взаимодействовать с пленкообразователем, влияя на качество покрытия (например, на показатель мокрого истирания), необходимо подбирать не только его количество, но и марку дисперсии, с которой его можно использовать. Обычно диспергатор применяют в количестве 0,25--0,8% от массы пигмента и наполнителя/11/.

1.5 Разбавители

Роль разбавителя в водно-дисперсионных ЛКМ играет вода. К воде предъявляются определенные требования. Она должна быть по возможности более чистой и не содержать растворенных солей. Растворенные соли резко снижают стабильность полимерных дисперсий, вызывая коагуляцию и последующее расслоение лакокрасочного материала /12/.

эмаль технологический экологический экономический

3. Материальный расчет

Материальный расчет сводится к составлению материального технологического процесса. Целью материального расчета является определение расходных норм по сырью на единицу массы готовой продукции (на 1 тонну), определение состава и расчет количества отходов производства, выбросов в атмосферу и сточных вод. По данным материального баланса рассчитывают и обосновывают потребность цеха в сырье и полуфабрикатах. Суточную, часовую потребность цеха в сырье и полуфабрикатах используют при расчете количества единиц оборудования необходимо для установки в цехе заданной производительности.

На данном производстве потери составляют 7 кг/т. В проектируемом производстве потери сокращаются до 4 кг/т. Это достигается за счет использования более современного оборудования (погружной бисерной мельницы, патронного фильтра и фасовочной линии), механизации и автоматизации технологических операций.

Сравнение производственных и проектируемых потерь сырья на производство1 тонны краски ВД-ВА интерьерной приведено в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Производственные и проектируемые потери сырья на производство 1 тонны краски ВД-ВА интерьерной

Наименование стадии

Нормы потерь

На предприятии %

кг/т

В проектируемом производстве

кг/т

1. Фасовка краски в тару

0,1

1

0,06

0,6

2. Фильтрация краски

0,25

2,5

0,18

1,8

3. Составление краски

0,05

0,5

0,03

0,3

4. Преддиспергирование и диспергирование пигментной суспензии

0,2

2

0,1

1

5. Хранение и загрузка сырья

0,1

1

0,03

0,3

Итого

0,7

7

0,4

4

Состав краски ВД-ВА интерьерной представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Процентное содержание компонентов в краске ВД-ВА интерьерной

№ п/п

Наименование компонентов

Количество компонента в рецептуре, кг

Процентное содержание, %

1

Дисперсия ПВА

109

10,9

2

Мел

200

20,0

3

Микрокальцит

200

20,0

4

Двуокись титана

60

6,0

5

ТПФ натрия

5

0,5

6

Антисептик

5

0,5

7

Пеногаситель

5

0,5

8

Этиленгликоль

5

0,5

9

Уайт-спирит

1

0,1

10

Загуститель

3

0,3

11

Каолин

60

6,0

12

Вода

342

34,2

13

Карбамид

5

0,5

Итого

1000

100,0

3.1 Фасовка краски

На данной стадии потери составляют 0,6 кг/т. Они возникают, главным образом, за счет испарения дисперсной среды и налипанием краски на внутренней поверхности дозировочных устройств.

На эту стадию с учетом потерь (0,06%) поступает краски ВД-ВА:

1000Ч1,0006=1000,6 кг/т которая содержит:

№ п/п

Наименование компонентов

Приход, кг/т

Потери

1

Дисперсия ПВА

109*(1+0,06/1000)=109,06

0,06

2

Диоксид титана

60*1,0006=60,04

0,04

3

Мел

200*1,0006=200,12

0,12

4

Микрокальцит

200*1,0006=200,12

0,12

5

ТПФ натрия

5*1,0006=5,003

0,003

6

Антисептик

5*1,0006=5,003

0,003

7

Пеногаситель

5*1,0006=5,003

0,003

8

Загуститель

3*1,0006=3,0018

0,0018

9

Вода

342*1,0006=342,21

0,21

10

Этиленгликоль

5*1,0006=5,003

0,003

11

Уайт-спирит

1*1,0006=1,0006

0,0006

12

Каолин

60*1,0006=60,04

0,04

13

Карбамид

5*1,0006=5,003

0,003

Итого

1000,6

0,6

3.2 Фильтрация краски

На этой стадии потери составляют 1,8 кг/т. Потери происходят из-за оседания краски на фильтрующих мешках.

На стадию с учетом потерь (0,18%) поступает краски:

1000,6+1,8=1002,4 кг/т которая содержит:

№ п/п

Наименование компонентов

Приход, кг/т

Потери

1

Дисперсия ПВА

109*1,0018=109,196

0,196

2

Диоксид титана

60*1,0018=60,108

0,108

3

Мел

200*1,0018=200,36

0,36

4

Микрокальцит

200*1,0018=200,36

0,36

5

ТПФ натрия

5*1,0018=5,009

0,009

6

Антисептик

5*1,0018=5,009

0,009

7

Пеногаситель

5*1,0018=5,009

0,009

8

Загуститель

3*1,0018=3,0054

0,0054

9

Вода

342*1,0018=342,62

0,62

10

Этиленгликоль

5*1,0018=5,009

0,009

11

Уайт-спирит

1*1,0018=1,0018

0,0018

12

Каолин

60*1,0018=60,108

0,108

13

Карбамид

5*1,0018=5,009

0,009

Итого

1001,8

1,8

3.3 Составление краски

Потери на этой стадии составляют 0,3 кг/т. Потери связаны с отбором проб краски для определения ее показателей и налипанием жидких компонентов на стенки аппарата.

На стадию с учетом потерь (0,03%) поступает краски:

1002,4+0,3 = 1002,7 кг/т, которая содержит:

№ п/п

Наименование компонентов

Приход, кг/т

Потери

1

Дисперсия ПВА

109*1,0003=109,033

0,033

2

Диоксид титана

60*1,0003=60,018

0,018

3

Мел

200*1,0003=200,06

0,06

4

Микрокальцит

200*1,0003=200,06

0,06

5

ТПФ натрия

5*1,0003=5,0015

0,0015

6

Антисептик

5*1,0003=5,0015

0,0015

7

Пеногаситель

5*1,0003=5,0015

0,0015

8

Загуститель

3*1,0003=3,0009

0,0009

9

Вода

342*1,0003=342,103

0,103

10

Этиленгликоль

5*1,0003=5,0015

0,0015

11

Уайт-спирит

1*1,0003=1,0003

0,0003

12

Каолин

60*1,0003=60,018

0,018

13

Карбамид

5*1,0003=5,0015

0,0015

Итого

1000,3

0,3

3.4 Преддиспергирование и диспергирование пигментной суспензии

Потери на данной стадии составляют 1 кг/т. Они обусловлены налипанием пигментной суспензии на стенки контейнера диспергирующего оборудования, а также отбором проб краски для определения ее степени перетира.

На стадию с учетом потерь(0,1%) поступает краски:

1002,7+1=1003,7 кг/т, которая содержит:

№ п/п

Наименование компонентов

Приход, кг/т

Потери

1

Дисперсия ПВА

109*1,001=109,109

0,109

2

Диоксид титана

60*1,001=60,06

0,06

3

Мел

200*1,001=200,2

0,2

4

Микрокальцит

200*1,001=200,2

0,2

5

ТПФ натрия

5*1,001=5,005

0,005

6

Антисептик

5*1,001=5,005

0,005

7

Пеногаситель

5*1,001=5,005

0,005

8

Загуститель

3*1,001=3,003

0,003

9

Вода

342*1,001=342,342

0,342

10

Этиленгликоль

5*1,001=5,005

0,005

11

Уайт-спирит

1*1,001=1,001

0,001

12

Каолин

60*1,001=60,06

0,06

13

Карбамид

5*1,001=5,005

0,005

Итого

1001

1

3.5 Хранение и загрузка сырья

На этой стадии потери составляют 0,3 кг/т. Эти потери связаны с налипанием жидкого сырья на стенки трубопроводов и мерников, и с оседанием твердого сырья на стенках загрузочных бункеров.

На стадию с учетом потерь (0,3%) поступает вещества:

1003,7 + 0,3=1004 кг/т которое содержит:

№ п/п

Наименование компонентов

Приход, кг/т

Потери

1

Дисперсия ПВА

109*1,0003=109,033

0,033

2

Диоксид титана

60*1,0003=60,018

0,018

3

Мел

200*1,0003=200,06

0,06

4

Микрокальцит

200*1,0003=200,06

0,06

5

ТПФ натрия

5*1,0003=5,0015

0,0015

6

Антисептик

5*1,0003=5,0015

0,0015

7

Пеногаситель

5*1,0003=5,0015

0,0015

8

Загуститель

3*1,0003=3,0009

0,0009

9

Вода

342*1,0003=342,103

0,103

10

Этиленгликоль

5*1,0003=5,0015

0,0015

11

Уайт-спирит

1*1,0003=1,0003

0,0003

12

Каолин

60*1,0003=60,018

0,018

13

Карбамид

5*1,0003=5,0015

0,0015

Итого

1000,3

0,3

Сводная таблица материального баланса на 1000 кг краски ВД-ВА представлена в таблице 3.3.

Таблица 3.3

Сводная таблица материального баланса на 1000 кг краски ВД-ВА интерьерной

Стадии процесса

Компоненты

Хранение, загрузка

Преддиспергирование, диспергирование

Стандартизация

Фильтрация

Фасовка

Приход

Потери

Расход

Приход

Потери

Расход

Приход

Потери

Расход

Приход

Потери

Расход

Приход

Потери

Расход

Дисперсия ПВА

109,43

0,033

109,398

109,398

0,109

109,289

109,289

0,033

109,256

109,256

0,196

109,06

109,06

0,06

109

Диоксид титана

60,25

0,018

60,226

60,226

0,06

60,166

60,166

0,018

60,148

60,148

0,108

60,04

60,04

0,04

60

Мел

200,8

0,06

200,74

200,74

0,2

200,54

200,54

0,06

200,48

200,48

0,36

200,12

200,12

0,12

200

Микрокальцит

200,8

0,06

200,74

200,74

0,2

200,54

200,54

0,06

200,48

200,48

0,36

200,12

200,12

0,12

200

ТПФ натрия

5,02

0,0015

5,0185

5,0185

0,005

5,0135

5,0135

0,0015

5,012

5,012

0,009

5,003

5,003

0,003

5

Антисептик

5,02

0,0015

5,0185

5,0185

0,005

5,0135

5,0135

0,0015

5,012

5,012

0,009

5,003

5,003

0,003

5

Пеногаситель

5,02

0,0015

5,0185

5,0185

0,005

5,0135

5,0135

0,0015

5,012

5,012

0,009

5,003

5,003

0,003

5

Загуститель

3,012

0,0009

3,0111

3,0111

0,003

3,0081

3,0081

0,0009

3,0072

3,0072

0,0054

3,0018

3,0018

0,0018

3

Вода

343,38

0,103

343,275

343,275

0,342

342,933

342,933

0,103

342,83

342,83

0,62

342,21

342,21

0,21

342

Этиленгликоль

5,02

0,0015

5,0185

5,0185

0,005

5,0135

5,0135

0,0015

5,012

5,012

0,009

5,003

5,003

0,003

5

Уайт-спирит

1,004

0,0003

1,0037

1,0037

0,001

1,0027

1,0027

0,0003

1,0024

1,0024

0,0018

1,0006

1,0006

0,0006

1

Каолин

60,25

0,018

60,226

60,226

0,06

60,166

60,166

0,018

60,148

60,148

0,108

60.04

60,04

0,04

60

Карбамид

5,02

0,0015

5,0185

5,0185

0,005

5,0135

5,0135

0,0015

5,012

5,012

0,009

5,003

5,003

0,003

5

Итого

1004

0,3

1003,7

1003,7

1

1002,7

1002,7

0,3

1002,4

1002,4

1,8

1000,6

1000,6

0,6

1000

3.6 Структурная схема получения краски ВД-ВА интерьерной

4. Описание технологической схемы производства и оборудования

Краска ВД-ВА интерьерная производится периодическим способом. Технологический процесс состоит из 5 основных стадий:

1. прием, хранение и загрузка сырья;

2. преддиспергирование и диспергирование пигментной суспензии;

3. составление и постановка на «тип»;

4. фильтрация краски;

5. фасовка краски.

4.1 Прием, подготовка и дозирование сырья

Все сырье, поступающее для производства ВДЛКМ, должно быть проверено на соответствие требований НТД и по показателям качества, обязательным для проверки, действующих нормативных документов.

В случае отклонений от показателей качества, разрешение на запуск сырья в производство выдает главный технолог производства. Перед загрузкой сырья проверяют чистоту и исправность:

- погружной бисерной мельницы;

- смесителя;

- насосов;

- фильтров;

- емкостей-хранилищ сырья;

- приборов КИПиА, а также всей вспомогательной аппаратуры технологической схемы. Непосредственно перед загрузкой все сырье проверяют органолептически (цвет, запах, чистота, внешний вид и другие). Дисперсия ПВА поступает по индивидуальному трубопроводу из наружных расходных емкостей насосами. Вода поступает из емкостей-хранилищ.

Количество жидкого сырья в приемных емкостях-хранилищах контролируется исполнительным прибором по месту.

Твердое сырье подается со склада сырья в мешках на поддонах погрузчиком.

4.2 Преддиспергирование и диспергирование пигментной суспензии

В чистую и сухую емкость погружной бисерной мельницы из нержавеющей стали емкостью 1 м3 загружают воду через счетчик, антисептик и диспергатор.

При работающей фрезе с весов загружается (в соответствии с регламентируемыми загрузками):

ь Двуокись титана

ь Микрокальцит

ь Мел

ь Каолин

После загрузки содержимое бисерной мельницы перемешивают в течение 25-30 мин. По окончании перемешивания лаборант отбирает пробу для проверки дисперсности замеса.

При положительных результатах производят загрузку с весов:

ь Загустителя

ь Карбамида

ь Уайт-спирита (коалесцент вводится медленно в избежание полной коагуляции)

ь Этиленгликоля

ь Пленкообразующее (дисперсия ПВА)

ь Пеногаситель

При достижении степени перетира не более 70 мкм суспензию направляют в смеситель.

4.3 Составление и постановка краски на «тип»

Составление краски проводят в смесителе, который представляет собой вертикальный аппарат с цилиндрическим корпусом, приваренным сферическим днищем и съемной сферической крышкой, оборудованной тихоходной якорно-рамной мешалкой, вращающейся со скоростью 48 об/мин, люками и штуцерами.

Перед началом загрузки компонентов смеситель продувают азотом в течение 10 минут. После того, как в смеситель загружено необходимое количество краски, якорно-рамная мешалка включается в работу не менее чем на 20 мин.

После окончания перемешивания отбирается проба для определения цвета краски и ее соответствия образцу цвета. Для этого нанесенную на пластинку и высушенную краску сравнивают с контрольным образцом цвета. При необходимости производят добавки. После каждой добавки производят перемешивание содержимого не менее 20 мин. Чем меньше количество произведенной добавки, тем большего времени требуется для равномерного распределения добавляемого вещества по всему объему.

Содержимое дежи перемешивается 15-20 мин и отбирается проба для проведения анализа краски по всем показателям ТУ или ГОСТ. При соответствии требований ГОСТ или ТУ краска передается на фильтрацию и фасовку в тару.

При не соответствии каким-либо показателям краска подлежит постановке на «тип». Для этого производят добавки необходимых компонентов и вновь анализируют краска по показателям НТД. Фильтрация и фасовка производится при полном соответствии ее качества требованиям ГОСТ или ТУ.

В процессе производства краски количество загруженного сырья, полуфабрикатов и тары записывается аппаратчиком в технологическую карту. Туда же записывается дата, время загрузки каждого компонента и фамилия лица, производившего загрузку.

4.4 Фильтрация и фасовка краски

При полном соответствии всех показателей краски требованиям ГОСТ или ТУ и после стабилизации готовую краску с помощью героторного насоса подают на фильтрацию в патронныйфильтр типа «Кюно», где она очищается от разнообразных примесей. Периодически в процессе фильтрации включается мешалка и проверяется качество очистки краски путем налива ее пробы на стекло. Фасовка готовой краски в тару производится с помощью фасовочной машины.

Фасовка краски производится в металлическую тару. Тара перед фасовкой проверяется на чистоту и исправность.

5. Расчёт оборудования

5.1 Исходные данные для расчета оборудования

1) производительность участка - 35000 т/год;

2) цех работает непрерывно в три смены по 8 часов;

3) остановка цеха производится на праздники (11суток) и капитальный ремонт. Капитальному ремонту подвергается в это время все оборудование.

Нормативы ресурса между ремонтами (межремонтный пробег), длительность ремонта и технологические остановки приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1

Нормативы ресурса между ремонтами (межремонтный пробег), длительность ремонта и технологические остановки

Вид ремонтов и остановки

Норматив ресурса между ремонтами, ч

Длительность ремонта, ч

1. Капитальный

14700

120

2. Средний

4320

48

3. Текущий

720

4

4. Технологические остановки

240

5

1. Календарный фонд времени

365 · 24 = 8760 (ч)

2. Число циклов капитального ремонта приходящихся на год

8760/14700 = 0,6

3. Общий годовой фонд рабочего времени (ОГФРВ)

n = 365 - 11 - (120/24 · 0,6) = 351 (суток)

4. Коэффициент использования оборудования

Кисп = ОГФРВ - простои на средний и текущий ремонт / ОГФРВ,

где ОГФРВ - общий фонд рабочего времени

Кисп=(351·24-((351·24/4320)·48 + (351·24/720)·4+(351·24/240)·5)) /

351·24=0,96

5.2 Расчет количества погружной бисерной мельницы

Технические характеристики мельницы TORUSMILL® ТМ-СС приведены в таблице 5.2

Таблица 5.2

Технические характеристики погружной бисерной мельницы TORUSMILL® ТМ-СС

Показатель

Значение

Примечание

1. Объем емкости, м3

1,8

2. Объем размольной камеры, м3

0,025

3. Производительность, кг/ч

100…1000

в зависимости от требуемой степени перетира

4. Материал размольных тел

Сталь

5. Размер размольных тел, мм

2,0

6. Общая масса размольных тел, кг

200

7. Температура в размольном цилиндре, оС, не более

45

8. Мощность привода ротора мельницы, кВт

55

9. Число оборотов вала, об/мин

1500

10. Тип насоса

шестеренчатый

с вариатором скорости

11. Производительность насоса, кг/ч

0…1080

12. Мощность привода насоса, кВт

2,2

13. Габариты мельницы, мм:

а) глубина

б) ширина

в) высота

3300

1900

3800

Количество погружных бисерных мельниц, необходимых для выполнения годовой программы по выпуску продукции, рассчитывается по формуле:

n = Pc/(Wапп · Коб · Кисп ), где

Pc- суточная производительность по сырью, перерабатываемому в мельнице, т/сут.

Pc = Рг · a / n , где

Рг = 35000 т/год - годовая производительность;

a = 1,0037т сырья/т краски - расход сырья на составление краски;

n = 351 - число рабочих суток в году,

Pc = 35000 · 1,0037 / 351 = 100,08 т/сут;

Wапп - масса компонентов, загружаемых в мельницу на одно преддиспергирование и диспергирование.

Wапп = Vг · сп · Кзап , где

Vг = 1,8 м3 - геометрический объем емкости мельницы;

Кзап = 0,6 коэффициент заполнения емкости мельницы;

сп= mобщ/ (?(mкомпонентa / скомпонентa)

сп=1004/((109,43/1100)+(60,25/2600)+(200,8/1300)+(200,8/2700)+(343,38

/1000) + (5,02/1200) +(5,02/700)+ (5,02/1110)+ (1,004/790) + (60,25/2800)

+ (5,02/1330) + (5,02/1050) + (3,012/1007))

сп = 1,354 т/ м3 - плотность пигментной суспензии.

Wапп = 1,8 · 1,354 · 0,6 = 1,46 т;

Коб - коэффициент оборачиваемости смесителя;

Коб = фс / фц,, где

фс = 24 - количество часов в сутках;

фц = время цикла в мельнице;

фц = 0,5 ч

Коб = 24 / 0,5 = 48

n = 100,08 / (1,46 · 42 · 0,96 )= 1,68 ? 2шт

5.3 Расчет количества смесителей для составления и постановки краски на тип

Технические характеристики смесителя УСМ-1: объем V=2 м3; скорость вращения мешалки n=48 об/мин; мощность N=10кВт, частота оборотов n=1450 об/мин.

Количество смесителей, необходимых для выполнения годовой программы по выпуску продукции, рассчитывается по формуле:

n = Pc/(Wапп · Коб · Кисп ), где

Pc- суточная производительность по сырью, перерабатываемому в смесителе, т/сут.

Pc = Рг · a / n , где

Рг = 35000 т/год - годовая производительность;

a = 1,0027 т сырья/т краски - расход сырья на составление краски;

n = 351 - число рабочих суток в году,

Pc = 35000 · 1,0027 / 351 = 99,98 т/сут;

Wапп - масса компонентов, загружаемых в смеситель на одно составление и постановку на «тип».

Wапп = Vг · сп · Кзап , где

Vг = 2 м3 - геометрический объем смесителя;

Кзап = 0,9 коэффициент заполнения смесителя;

сп = 1,354 т/ м3 - плотность пигментной суспензии.

Wапп = 2 · 1,354 · 0,9 = 2,44 т;

Коб - коэффициент оборачиваемости смесителя;

Коб = фс / фц,, где

фс = 24 - количество часов в сутках;

фц = время цикла в смесителе

фц = 0,5 ч

Коб = 24 / 0,5 = 48

n = 99,98/ (2,44 · 48 · 0,96 )= 0,89 ? 1шт

5.4 Расчет количества сырьевых (расходных) емкостей

Расчет производится по формуле:

n = Pc · a · K1 / 24 · V · с · Кз ,где

n - число емкостей;

Pc - суточная потребность цеха в жидком сырье, кг/сут;

a =24 - суточный запас сырья;

V -объем емкости, м3;

Кз = 0,9 - коэффициент заполнения;

K1 = 1,1 - коэффициент запаса.

Так как суточная производительность краски составляет 99,98 т/сут, то в соответствии с рецептурой находим суточную потребность цеха в сырье,кг/сут.

1) Бункер для Бланозе:

Объем бункера:V=0,5 м3.

По данным материального баланса загустителя расходуется 3,012 кг, тогда

Pc = 301,1 кг/сут;

с(загустителя) = 1007 кг/м3;

n = (301,1 · 24 · 1,1) / (24 · 0,5 · 1007 · 0,9)= 0,7 ? 1шт.

2) Емкость для Дисперсии ПВА:

Объем емкости: V=5 м3.

По данным материального баланса воды расходуется 109,43 кг, тогда

Pc = 10940,08 кг/сут;

с(ПВА) = 1100 кг/м3;

n = (10940,08· 24 · 1,1) / (24 · 5 · 1100 · 0,9)= 2,4 ? 3шт.

3) Емкость для пеногасителя:

Объем емкости:V=1м3.

По данным материального баланса пеногасителя расходуется 5,02 кг, тогда

Pc = 501,9 кг/сут;

с(пеногасителя) = 1005 кг/м3;

n = (501,9 · 24 · 1,1) / (24 · 1 · 1005 · 0,9)= 0,6 ? 1шт.

4) Бункер для карбамида:

Объем бункера V=0,5 м3.

По данным материального баланса бентонита расходуется 5,02 кг, тогда

Pc = 501,9 кг/сут;

С (карбамида) = 1330 кг/м3;

n = (501,9· 24 · 1,1) / (24 · 0,5 · 1330 · 0,9)= 0,9 ? 1шт.

5) Бункер для диоксида титана:

Объем бункераV=1,2 м3.

По данным материального балансадиоксида титана расходуется 60,25 кг, тогда

Pc = 6023,8 кг/сут;

с(диоксида титана) = 2600 кг/м3;

n = (6023,8· 24 · 1,1) / (24 · 1,2 · 2600 · 0,9)= 2,4 ? 3шт.

6) Бункер для микрокальцита:

Объем бункера V=5 м3.

По данным материального баланса микрокальцита расходуется 200,8 кг, тогда

Pc = 20076 кг/сут;

с(микрокальцита) = 2700 кг/м3;

n = (20,08 · 24 · 1,1) / (24 · 5 · 2700 · 0,9)= 1,8 ? 2шт.

7) Бункер для мела:

Объем бункераV=5 м3.

По данным материального баланса мела расходуется 200,8кг, тогда

Pc = 20076кг/сут;

с(мела) =1300 кг/м3;

n = (200,8· 24 · 1,1) / (24 · 5 · 1300 · 0,9)= 3,7? 4шт.

8) Емкость для антисептика:

Объем емкостиV=0,5 м3.

По данным материального баланса антисептика расходуется 5,02 кг, тогда

Pc = 501,9 кг/сут;

с(антисептика) = 1200 кг/м3;

n = (501,9· 24 · 1,1) / (24 · 0,5 · 1200 · 0,9)= 0,9 ? 1шт.

9) Бункер для триполифосфата натрия:

Объем бункера:V=1,2 м3.

По данным материального баланса триполифосфата натрия расходуется 5,02 кг, тогда

Pc = 501,9кг/сут;

с(ТПФ натрия) = 700 кг/м3;

n = (501,9· 24 · 1,1) / (24 · 1,2 · 700 · 0,9)= 0,7 ? 1шт.

10) Емкость для этиленгликоля:

Объем емкости:V=0,6 м3.

По данным материального баланса этиленгликоля расходуется 5,012 кг, тогда

Pc = 501,9кг/сут;

с(этиленгликоля) = 1110 кг/м3;

n = (501,9· 24 · 1,1) / (24 · 0,6 · 1110 · 0,9)= 0,9 ? 1шт.

11) Емкость для Уайт-спирита:

Объем емкости: V=0,2 м3.

По данным материального баланса уайт-спирита расходуется 1,004 кг, тогда

Pc = 100,4 кг/сут;

с(уайт-спирита) = 790 кг/м3;

n = (100,4· 24 · 1,1) / (24 · 0,2 · 790 · 0,9)= 0,7 ? 1шт.

12) Бункер для каолина:

Объем бункера:V=1,4 м3.

По данным материального баланса каолина расходуется 60,25 кг, тогда

Pc = 6023,8 кг/сут;

с(каолина) = 2800 кг/м3;

n = (6023,8· 24 · 1,1) / (24 · 1,4 · 2800 · 0,9)= 1,9 ? 2шт.

5.5 Расчет количества фильтров «Кюно»

Фильтр «Кюно»:

Технические характеристики: количество фильтрующих элементов - 42, высота H = 25 см, диаметр D = 7 см.

Общая площадь фильтрации необходимая для выполнения годовой программы по выпуску продукции, рассчитывается по формуле:

Sобщ = Рс/ (24 · Q) , где

Рс - суточная производительность по фильтруемой краски, т/сут.

Pc = Рг · a / n , где

Рг = 35000 т/год - годовая производительность;

a = 1,0024 т /т краски - приход краски на стадии фильтрации;

n = 351 - число рабочих суток в году,

Pc = 35000 · 1,0024 / 351 = 99,98 т/сут;

Площадь фильтрации одного элемента «Кюно»:

Sф1 = р · D · H = 3,14 · 0,07 · 0,25 = 0,055 м2;

Площадь фильтрации 42 патронного фильтра:

Sф = Sф1 · 42 = 2,31 м2;

Q - удельная пропускная способность фильтра

Q = М / (фф + фп) · Sф , где

М = 10 т - масса краски, пропускаемая через фильтр до достижения Рк;

фф = 4 ч - время фильтрации краски до достижения Рк;

фп = 1 ч - время перезарядки фильтра.

Q = 10 / (4 + 1) · 2,31 = 0,866 т/ч·м2;

Sобщ = 99,98 / (24 · 0,866) = 4,8 м2;

Количество 42 патронных фильтра:

n = Sобщ / Sф = 4,8 / 2,31 = 2,08 ? 3шт.

6. Теплоэнергетический расчет

Расчет бисерной мельницы

Принимаем, что 80…85 % механической энергии, подводимой к мешалке при работе бисерной мельницы, переходит в тепловую энергию:

где Q - тепловая энергия, кВт,

N - мощность привода, кВт.

Q= 0,8*55=44 кВт;

1) Расчет потери тепла в окружающую среду:

Qп= 0,2*44=8,8 кВт;

2) Расчет количества тепла, затрачиваемого на нагрев пигментной пасты:

где Qн - количество тепла, затрачиваемое на нагрев краски, кВт;

с - теплоемкость краски, 1100 Дж/(кг*К);

G - масса краска, 1003,7 кг;

tк - конечная температура краски, К;

tн - начальная температура краски, К;

ф - продолжительность цикла бисерной мельницы, с.

3) Расчет расхода охлаждающей воды, подаваемой в рубашку бисерной мельницы:

где m -расход охлаждающей воды, подаваемую в рубашку бисерной мельницы, кг/с;

Q - тепловая энергия, кВт;

Qп - тепловые потери в окружающую среду, кВт;

Qн - количество тепла, затрачиваемое на нагрев пигментной пасты, кВт;

св - теплоемкость воды, 4,2 кДж/(кг*К);

t1, t2 - температура на входе и выходе из рубашки бисерной мельницы, К.

4) Расчет требуемой поверхности охлаждения:

где К - коэффициент теплопередачи, ориентировочное значение, которое лежит в пределах от 800 до 1700 Вт/(м2*К);

Дtср - средняя разность температур, ?С:

Поскольку краска нагревается от 15 до 45?С, а вода от 10 до 30?С, то:

15 > 45

30 < 10

Дtм = 20?С, Дtб = 30 ?С.

Тогда:

Действительная (конструктивная) поверхность охлаждения гладкой рубашки:

Поскольку Fконс› Fохл, то требуемый температурный режим процесса в аппарате данной конструкции будет обеспечен.

7. Автоматизация технологического процесса

Для улучшения качества продукции, снижения затрат сырья и энергии на производство продукции, улучшения технико-экономических показателей работы оборудования необходимо точное поддержание параметров процесса, что достигается созданием системы автоматического управления.

В данном разделе рассматривается система автоматического управления производства краски ВД-ВА.

Развитие систем автоматического управления на современном этапе связано с широким использованием для управления микропроцессов и микро-ЭВМ, стоимость которых с каждым годом становиться все более низкой по сравнению с общими затратами на создание систем управления.

Типы выбранных приборов и средств автоматизации представлены в спецификации.

Кроме того, проектом предусмотрено, что информация о значениях параметров в ходе технологического процесса выводиться на видеотерминал; наиболее важная часть информации выводиться на печатающее устройство. Поступающая информация анализируется инженером - технологом и при необходимости им вносятся коррективы в процесс управления.

Таблица 7.1

Задание на проектирование системы автоматизации цеха производства краски ВД-ВА интерьерной

Наименование параметра, место отбора измерительного импульса

Заданное значение параметра, допустимые отклонения

Отображение информации

Регулирование

Наименование регулирующего воздействия, место установки регулирующего органа. Условный проход трубопровода

показание

регистрация

суммирование

сигнализация

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Расход воды в бисерную мельницу

343,38 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи воды в дежу

2

Масса дисперсии ПВА в мернике

109,43 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи дисперсии ПВА в дежу

3

Масса диоксида титана в бункере - дозаторе

60,25 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи диоксида титана в дежу

4

Масса мела в бункере - дозаторе

200,8 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи мела в дежу

5

Масса микрокальцита в бункере - дозаторе

200,8 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи микрокальцита в дежу

6

Масса триполифосфата натрия в бункере - дозаторе

5,02 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи ТПФ натрия в дежу

7

Масса консерванта в мернике

5,02 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи консерванта в дежу

8

Масса пеногасителя в мернике

5,02 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи пеногасителя в дежу

9

Масса загустителя в мернике

3,012 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи загустителя в дежу

10

Масса этиленгликоля в мернике

5,02 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи этиленгликоля в дежу

11

Масса уайт-спирита в мернике

1,004 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи уайт-спирита в дежу

12

Масса каолина в бункере - дозаторе

60,25 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи каолина в дежу

13

Масса карбамида в бункере - дозаторе

5,02 кг

+

+

-

-

+

Прекращение подачи карбамида в дежу

14

Температура в бисерной мельнице

35±3 ?С

+

+

-

-

+

Изменение подачи холодной воды в рубашку бисерной мельницы

15

Давление на трубопроводе холодной воды

0,15-0,17 МПа

+

+

-

-

-

-

16

Давление на трубопроводе холодной воды к рубашке бисерной мельнице

0,15-0,17 МПа

+

+

-

-

-

-

Таблица 7.2

Спецификация на приборы и средства автоматизации

№ поз.

Наименование и краткая характеристика прибора

Тип прибора

Количество

Прим.

1а,2а,3а,4а, 5а,6а,7а.

9а,11а.

10а

1в,2в.

3в,4в,5в,6в, 7в,8в,9в.

1б,2б,3б,4б, 5б,6б,7б,8б,9б.

8. Охрана труда и окружающей среды

8.1 Анализ степени опасности технологического процесса

Результаты анализа степени опасности технологического процесса представлены в табл.8.1

Таблица 8.1

Оценка степени опасности технологического процесса

Наим. цеха, участка

Наименование оборудования, тип, марка

К-во оборуд., шт.

Производ., ед. прод / ед. врем.

Перечень токсичных взрыво-пожаро-опасных веществ

Кол-во людей, обсл. оборуд.

Вредные и опасные факторы

Участок производства краски ВД-ВА

Погружная бисерная мельница

2

100…1000

Диоксид титана, дисперсия ПВА, ТПФ натрия, этиленгликоль, уайт-спирит

2

Вредные вещества, запыленность воздуха, движущие части оборудования шум, вибрация, электрический ток

Смеситель

1

500

1

Фильтр «Кюно»

3

250

1

8.2 Обеспечение санитарно-гигиенических условий и экологических требований к качеству окружающей среды

В соответствии с существующими нормативными документами в проекте праведна оценка степени возможного воздействия проектных решений при их реализации на окружающую среду, для того, чтобы снизить это воздействие до минимума, регламентированного санитарно-гигиеническими и экологическими требованиями.

8.2.1 Метеорологические условия

Для создания безопасных условий труда в проекте предусматриваются мероприятия, обеспечивающие санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к микроклиматическим условиям. Данные требования зависят от категории тяжести работ и времен года. Нормативные значения параметров микроклиматических условий приведены в табл.8.2

Производство краски ВД-ВА относится к производственным помещениям с незначительными избытками тепла и выделениями влаги. В связи с этим, помещение необходимо обеспечить отоплением в холодный период года, вентиляцией, тамбурами у входных дверей и т.п.

8.2.2 Оценка уровня загрязнения воздушной среды вредными веществами

В настоящее время все отрасли народного хозяйства характеризуются широким использованием разнообразных химических веществ. Большинство этих веществ оказывают неблагоприятное действие на человека, вызывая нарушения в обмене веществ, коллоидном состоянии и физико-химической структуре клеток и тканей, в результате чего в организме возникают патологические изменения. Для снижения нежелательных последствий необходимо провести оценку степени опасности используемых в технологическом процессе веществ. Данные по этой оценке приведены в табл. 8.3.

Для обеспечения максимальной безопасности при работе с вредными веществами предусматривается комплекс мероприятий по снижению степени воздействия этих веществ на человека и окружающую среду.

С целью снижения концентраций вредных веществ в воздухе, уменьшения общей и профессиональной заболеваемости осуществляются следующие мероприятия:

1) совершенствование технологического процесс, максимальная автоматизация и герметичность оборудования;

2) применение средств индивидуальной защиты

3) проведение обучения работающих безопасным способам труда и инструктажей по технике безопасности;

4) осуществление лечебно-профилактических мероприятий

Таблица 8.2

Санитарно-гигиенические нормативы параметров микроклимата /13/

Наименование участка, помещения

Категория тяжести работ

Период года

Холодный

Теплый

Микроклиматические параметры

оптимальные

допустимые

оптимальные

допустимые

t, 0C

ц, %

щ, \

м/c

t,0C

ц, %

щ, м/c

t, 0C

ц, %

щ, м/c

t,0C

ц, %

щ, м/c

Отделение по производству красок на водной основе

19-21

40-60

0,2

17,0-18,9

21,1-23,0

15-75

0,1-0,3

20-22

40-60

0,2

18-19,9

22,1-27

15-75

0,1-0,4

Таблица 8.3

Показатели, характеризующие степень опасности веществ и материалов /14/

Наименование участка

Выделяемые вещества, причины их выделения

Агрегатное состояние

Характеристика токсического действия на организм человека

Класс опасности

Предельно допустимые концентрации

Расход веществ, т/год

Количество выделяемых веществ

ПДКрз

ПДКмр

г/с

т/год

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Участок хранения сырья и производства краски ВД-ВА

Триполифосфат натрия

Порошок

Вызывает раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей. При попадании в органы дыхания вызывает затрудненное дыхание и кашель.

4

20

175,7

0,022

0,7

Диоксид титана

Порошок

При вдыхании вызывает неприятные ощущения. При попадании в глаза вызывает покраснение.

4

10

2108,8

0,27

8,75

Дисперсия ПВА

Однородная вязкая жидкость

Общетоксическое действие, пары раздражают слизистые.

4

10

3830

0,48

15,05

Участок хранения сырья и производства

краски ВД-ВА

Этиленгликоль

Жидкость

Попадание в организм может вызвать отравление с возможностью летального исхода

3

5

3769

0,022

0,7

Нартий-карбоксиметил- целлюлоза

Мелкозернистый, порошкообразный

При попадании на слизистые оболочки верхних дыхательных путей и глаз может возникать их раздражение.

4

10

105,42

0,013

0,42

Уайт-спирит

Жидкость

Действует на организм как наркотик

4

300

1

5015

0,004

0,14

Таблица 8.4

Мероприятия по обеспечению безопасности при работе с вредными веществами /15/

Наименование участка, оборудования

Выделяемые вещества

Средства коллективной защиты

Методы контроля

Периодичность контроля

СИЗ

Цех по производству краски ВД-ВА

Диоксид титана

герметизация оборудования, использование эффективной системы местной вытяжной вентиляции (зонтов, бортовых отсосов, вытяжных шкафов и др. использование средств индивидуальной защиты (СИЗ): спецодежды, противогазов, респираторов и др

Весовой

1 раз в квартал

Респираторы типа «Лепесток», противопылевая спецодежда

Уайт-спирит

Индикационный

1 раз в квартал

Противогаз марки А, при высоких концентрациях.

Противогазы ПШ-1, ПШ-2, РМБ

Триполифосфат натрия

Весовой

1 раз в месяц

Специальной одежда по ГОСТ 12.4.103, а также в индивидуальные средства защиты органов дыхания (фильтрующие респираторы), глаз (защитные очки ) и кожных покровов.

Натрий-карбоксиметил-целлюлоза

Весовой

1раз в квартал

Хлопчатобумажный спецкостюм, респиратор типа У-2К, защитные очки. По окончании работы лицо и руки вымыть водой.

Этиленгликоль

Хроматография

1 раз в месяц

Респираторы типа «Лепесток», противопылевая спецодежда

Таблица 8.5

Характеристика вытяжной вентиляционной системы

Наименование участка, помещения

Предлагаемая система вентиляции

Требуемый объем воздуха, тыс. м3/ч

Характеристика вентилятора

Доп. оборуд.

Место размещения

Площадьм2

марка

тип исполнения

Производительность 103м3/ч

Кол-во

Приготовление краски ВД-ВА

Местная

5,4

ВЦ14-46-3,15

АИР80А6

6,0

2

Электро-двигатель

Над оборудов.

20

Общеобменная

15,5

Венткамера

Таблица 8.6

Характеристика приточной вентиляционной системы

Наим. участка, помещения

Предлагаемая система вент.

Баланс воздуха

Характеристика вентилятора

Дополнительное оборудование

Место размещения

Площадь, м2

марка

тип исполнения

Производит.

количество

Производство краски ВД-ВА

общеобменная

отрица-тельный

калорифер

венткамера

8.2.3 Выбор и расчет системы вентиляции

Одним из приоритетных мероприятий по обеспечению санитарных требований, предъявляемых к качеству воздуха в рабочей зоне, является правильно спроектированная система вентиляции.

В данном производстве выполняются операции, при которых в воздух поступают токсичные вещества и пыль. Для их удаления предусматриваем местную вытяжную вентиляцию в виде зонтов.

Объем удаляемого воздуха местной вытяжной системой рассчитывается по формуле:

где S - площадь сечения местного отсоса, м2

w - средняя скорость движения воздуха в плоскости сечения местного отсоса, м/с


Подобные документы

  • Промышленные способы производства этилового спирта, основные направления их развития и усовершенствования. Характеристика сырья, материалов, полупродуктов и готовой продукции. Технологический расчет и выбор оборудования. Экономическое обоснование проекта.

    дипломная работа [542,8 K], добавлен 27.11.2014

  • Сущность технологического процесса производства титана, выбор, обоснование оборудования, металлургический расчет. Аналитический контроль производства и автоматизация технологических процессов. Экологичность и безопасность проекта, экономика производства.

    дипломная работа [419,9 K], добавлен 31.03.2011

  • Обоснование ассортимента и способа производства сыра. Разработка схемы технологического процесса переработки сырья. Подбор и расчет технологического оборудования. Компоновочное решение производственного корпуса. Нормализация и пастеризация молока.

    курсовая работа [198,8 K], добавлен 19.11.2014

  • Анализ существующих технологий производства изделия, номенклатура, характеристика, состав сырьевой смеси. Выбор и обоснование технологического способа производства. Контроль производства и качества выпускаемой продукции. Охрана труда на предприятии.

    курсовая работа [60,7 K], добавлен 30.04.2011

  • Технология процесса производства и технико-экономическое обоснование автоматизации приготовления яблок по-киевски. Подбор контрольно-измерительных приборов и аппаратуры. Выбор щитов, компоновка приборов на щите. Безопасность при обслуживании оборудования.

    курсовая работа [284,3 K], добавлен 05.04.2013

  • Разработка проекта цеха по производству гипсостружечных плит заданной мощности. Подбор состава сырья, проектирование способа производства и обоснование технологического процесса производства гипсовых стружечных плит. Выбор туннельной сушильной камеры.

    дипломная работа [532,7 K], добавлен 14.01.2014

  • Изучение показателей технико-экономического уровня производства. Характеристика производимой продукции, исходного сырья, материалов и полупродуктов. Описание технологического процесса и материального баланса. Обеспечение безопасности и жизнедеятельности.

    курсовая работа [631,6 K], добавлен 09.03.2010

  • Описание технологического процесса производства хлебного кваса. Описание функциональной схемы автоматизации. Выбор и обоснование средств автоматического контроля параметров: измерения уровня, расхода и количества, температуры, концентрации и давления.

    дипломная работа [3,1 M], добавлен 09.09.2014

  • Обоснование производственной мощности и разработка проекта по реконструкции комбината по выпуску молочных сгущенных консервов. Описание технологии и расчет функциональных схем производства. Расчет оборудования и автоматизация технологического процесса.

    дипломная работа [230,2 K], добавлен 11.01.2012

  • Выбор и обоснование способа производства изделия из полиэтилена низкого давления, характеристика основного и вспомогательного оборудования. Технологическая схема производства. Расчет количества сырья и материалов. Составление материального баланса.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 26.03.2012

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