Переработка отходов атомной энергетики методом упарки

?t=Tкип.р-ра - Ткип.р-ля

3. расчет температурной депрессии при давлении 0,6ат.

?t'=16.2*	Т2	*?t=К*?t
	r

4. нахождение температуры кипения раствора при давлении 0,6ат.

Т'кип =Т'кип.р-ля+?t'

аж, ап, в - весовые доли компонентов;

Ха, Yа - молярные доли компонентов;

Ма, Мb - молекулярные веса компонентов;

К=	Т2	*16,2 - находим в таблице
	r

Построение графика изменения составов жидкости и пара от температуры

Смотри приложение рис. 3

Построение графика зависимости паровой и жидкой фазы. Для определения числа ступеней изменения концентрации в колонне

Смотри приложение рис. 4

4. Построение рабочей линии

для построения рабочей линии найдем флегмовое число R=в*Rmin

Rmin =	Xd - Yf
	Yf - Xf

в - коэффициент избытка флегмы;

Xd - содержание легколетучего компонента в дистилляте;

Xf - содержание легколетучего компонента в исходной жидкости;

в = 1,2?2,5

Yf - содержание легколетучего компонента в паре, равновесном с жидкостью;

R=1,8*7,6-13.5

Rmin =	0,93 - 0,15	=	0,78	=7,6
	0,15 - 0,048		0,102

б. для построения рабочей линии найдем число киломолей питания на 1 кмоль дистиллята

F =	Xd - Xw
	Xf - Xw

Xw - мольная доля легколетучего компонента в кубовом остатке;

F =	0,93 - 0,0054	=	0,9546	=21,7
	0,0048 - 0,0054		0,426

в. уравнение рабочей линии для верхней части колонны

Y1 =	R	*X+	Xd
	R+1		R+1
Y1 =	13,5	*X+	0,93	=0,93*Х+0,064
	13,5+1		13,5+1

г. Уравнение рабочей линии для нижней части колонны

Y2 =	R+F	*X -	F-1	*Хw
	R+1		R+1
Y2 =	13,5+21.7	*X -	21,7-1	*0,0054=2,4*Х-0,0077
	13.5+1		13,5+1

д. найдем точку пересечения рабочих линий верхней и нижней части колонны: 0,93*Х+0,064=2,4*Х-0,0077

Y =0,93*0,048+0,064=0,11

1,47*Х=0,071

Х=0,048

Точка (0,048; 0,11) пересечения рабочих линий верхней и нижней части колонны

Строим рабочие линии на графике (смотри приложение рис.2)

Построение ступеней изменения концентрации

Число ступеней изменения концентрации находим путем построения ступенчатой линии между кривой равновесия фаз и рабочей линии в диапазоне от Хd до Хw (смотри приложение рис.2)

Число действительных тарелок

Число действительных тарелок в колонне получаем по уравнению:

n=е*nc

е - число действительных тарелок, приходящихся на одну ступень изменения концентрации;

е =	1
	зi

зi - КПД тарелки

е =	1	=1,33
	0,75

n=1?33*7=9,3

Получили 10 действительных тарелок

В процессе расчета получили необходимое число тарелок для получения регенерированной азотной кислоты с МЭД=0,005 мкр/с*л.

Число ступеней концентрации nc =7;

Число действительных тарелок n =10.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Технико-экономический расчет содержит перечень затрат на проведение упаривания 1 м3 исходного раствора и себестоимость 1 т регенерированной азотной кислоты, включает в себя:

затраты на вспомогательные материалы;

энергозатраты;

основная и дополнительная зарплата;

отчисления на ФОТ;

амортизационные отчисления;

общепроизводственные расходы.

ЗАТРАТЫ НА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Наименование статей затрат	Единица измерения	Цена за единицу, руб.	Количество	Стоимость при упарке 1 м3 раствора, руб.
Сода	кг/м3	1,19	6	7,14
Бура	кг/м3	15,96	1,08	17,24
ИТОГО	24,38

ЭНЕРГОЗАТРАТЫ

Наименование статей затрат	Единица измерения	Цена за единицу, руб.	Количество	Стоимость при упарке 1 м3 раствора, руб.
Греющий пар	т/м3	296,07	2,056	608,73
Осветленная вода	м3	1,45	82,5	119,625
Очищенная вода	м3	28,78	82,5	2374,35
ИТОГО	3102,7

ОСНОВНАЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЗАРПЛАТА

Должность	Кол-во человек	Месячный оклад, руб.	Премия 25%	Районный коэффициент	Зарплата в месяц, руб.
Инженер-технолог	1	7332	1833	2841,15	12006,2
Сменный инженер-технолог	6	6689	1672,3	2592	65719,8
Оператор	6 разряд	6	4937	1327,5	2057,6	52170,6
	7 разряд	6	5310	1234,3	1913,1
Аппаратчик	4 разряд	6	4075	1018,8	1579	48506,4
	5 разряд	6	4448	1112	1723,6
	6 разряд	6	4937	1234,3	1913,1
Слесарь по КИПиА	6	4448	1112	1723,6	43702,8
Слесарь-ремонтник	6	4448	1112	1723,6	43702,8
Общая зарплата в месяц	26580816
Зарплата при упарке 1 м3 раствора	322,97

ОТЧИСЛЕНИЯ НА ФОТ

Наименование статей затрат	Проценты	Сумма
Отчисление в пенсионный фонд	28	90,43
Отчисления в фонд соцстраха	5,4	17,44
Отчисление на медицинское страхование	3,6	11,63
Отчисление в Госфонд содействия занятости	1,5	4,84
ИТОГО	124,34

АМОРТИЗАЦИОННЫЕ ОТЧИСЛЕНИЯ

Перечень оборудования	Балансовые стоимости, руб.	Норма амортизации, %	Амортизационные отчисления
Выпарная установка	1111,11	18	200
Трубопровод	337,33	18	60,72
Вентили	166,66	18	30
ИТОГО	290,72

КАЛЬКУЛЯЦИЯ ЦЕХОВОЙ И ЗАВОДСКОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ ЗАТРАТ НА ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕССА

№	Наименование статей затрат	Сумма
	Затраты на вспомогательные материалы	24,38
	Энергозатраты	3102,7
	Основная и дополнительная зарплата	322,97
	Отчисления на ФОТ	124,34
	Амортизационные отчисления	290,72
	Общепроизводственные расходы (190% от п.п.1-5)	7343,72
	Общепроизводственная себестоимость	11208,83
	Общехозяйственные расходы (20% от п.7)	2241,77
	Общехозяйственная себестоимость	13450,6
	Налоги и отчисления (5,5% от п.9)	739,8
	Полная себестоимость продукции (сумма п.п.7,9,10)	25399,2
	Плановые накопления (25% от п.11)	6349,80
	Оптовая цена (сумма п.п.11, 12)	31749,0
	НДС (20% от п.13)	6349,8
	Отпускная цена (сумма п.п.13, 14)	38098,83

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ РЕМОНТА ВЫПАРНОГО АППАРПТА

Остановка цеха или отделения связана с предварительной дезактивацией аппаратов и коммуникаций, загрязненных радионуклидами и устранение выявленных дефектов [24].

В случае выхода из строя одного или нескольких аппаратов производится дезактивация только этих аппаратов и связанных с ними коммуникаций.

Подготовка оборудования к ремонту складывается из проведения следующих операций:

освобождение аппаратов и коммуникаций от производственных растворов;

отмывка аппаратов и коммуникаций от урана и плутония;

дезактивация аппаратов, коммуникаций и каньонов от радионуклидов;

водная промывка аппаратов, коммуникаций и каньонов для удаления дезактивирующих растворов с поверхностей оборудования.

Процесс дезактивации заключается в основном в растворении осадков и десорбции радионуклидов при одновременном растворении загрязненного поверхностного слоя металла. Для успешной дезактивации оборудования необходимо удаление с поверхностей всех органических пленок, которые оказывают экранизирующее действие, препятствующее десорбции радионуклидов [9].

Перед сдачей в ремонт технологического оборудования оно должно быть отключено или отглушено от действующих коммуникаций с составлением схем отключения или отглушения [27].

При выведении выпарного аппарата в ремонт издается акт на сдачу выпарного аппарата в ремонт, в котором указывается, что аппарат уже отмыт десорбирующими растворами, промыт водой, отглушен от действующих коммуникаций согласно схеме отключения и сдается в ремонт бригаде УКР РМЦ для устранения дефектов, так же указывается время работы на ремонтных площадках в каньоне [25].

Ремонт оборудования, как правило, производится по технологическим картам или технологиям ремонта в соответствии с действующими системами ППР оборудования, ТУ, ГОСТ, ОСТ и нормалями.

При ремонте оборудования, на которые отсутствуют технологические карты ремонта, следует руководствоваться имеющейся в подразделении ремонтной технической документацией.

Сроки проведения ремонта определяются план-графиком ППР и графиком проведения работ.

Последовательность и полнота ремонта определяется технологической картой ремонта и дефектной ведомостью или содержанием работ в соответствии с системой ППР оборудования, действующей в подразделении [27].

По окончании ремонта составляется акт об окончании ремонта аппарата, где указывается период выполнения ремонта аппарата. Здесь же указываются работы, выполненные в результате ремонта, в том числе гамма-дефектоскопическое обследование сварных швов и окисловка аппарата в течение 72 часов и гидро-испытание наливом воды до переполнения.

После чего делается вывод, что выпарной аппарат, коммуникации и запорная арматура герметичны и аппарат можно пустить в работу [26].

2. ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ В ЕМКОСТЯХ И КАНЬОНАХ

К чистке, осмотру и внутреннему ремонту закрытых емкостей и каньонов допускаются только лица мужского пола не моложе 18 лет, прошедшее медицинское освидетельствование в установленном порядке, обучены безопасным методам и приемом работы, прошедшие стажировку под руководством опытных рабочих, оформленных приказом руководителя подразделения о допуске к самостоятельной работе, проинструктированные по технике безопасности [19].

Утверждающим допуск является главный инженер завода, начальник смены завода, начальник цеха, начальник отдела, начальник лаборатории или их заместители, сменный инженер технолог первой категории. Утверждающий допуск принимает решение о необходимости проведения работ, проверяет достаточность намеченых мероприятий, обеспечивающих безопасное проведение работ, определяет возможную допускаемую величину воздействия на персонал, утверждает допуск.

Допускающий к работе - лицо ответственное за проведение технологического процесса на участке. Обязанности: определяет возможность остановки технологической операции, предусматривает дополнительные мероприятия по безопасности условий труда, проверяет выполнение оргтехмероприятий, разрешает начало и окончание работ, проверяет чистоту и качество уборки рабочего места после окончания работы, проверяет правильность оформления допуска.

Составляет оргтехмероприятия, обеспечивает безопасное проведение работ и определяет виды СИЗ и защитных приспособлений, оформляет допуск - руководитель работ (руководитель, специалист цеха, отделения, здания, участка, где производится работа) [20].

Все работающие внутри закрытых емкостей должны быть обеспечены соответствующей одеждой, обувью, индивидуальными средствами защиты и спасательным снаряжением.

Все средства защиты должны быть перечислены в наряде допуска.

При проведения инструктажа и проверки знаний основное внимание следует уделять опасным моментам в работе, практическому умению пользоваться средствами индивидуальной защиты, а также оказанию первой медицинской помощи.

Лица, работающие внутри емкости, где находились едкие или ядовитые вещества обязаны знать первые признаки отравления этими веществами, правило эвакуации пострадавшего из емкости.

Дважды в год (весной и осенью) должна проводиться проверка водопроводных и канализационных колодцев на загазованность.

Люки колодцев, камер подземных коммуникаций должны быть закрыты крышками и обвалованы.

Запрещается у люка емкости оставлять инструменты, материалы и прочее во избежание падения их вниз.

Для спуска рабочего в емкость и подъема из нее допускается применение приставной лестницы, проверка исправности, устойчивости и надежности, закрепления которой по месту производится ответственным руководителем работ.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВОВ РАДОАКТИВНЫХ РАСТВОРОВ

При возникновении аварийной ситуации - разлит радиоактивный раствор - необходимо:

предупредить окружающих;

покинуть участок радиационной опасности, выключив рабочие установки и вентиляцию;

немедленно сообщить о случившемся руководителю работ, ответственному за радиационную безопасность и инженеру по технике безопасности.

Лицо, ответственное за радиационную безопасность, при помощи радиометрических приборов определяет размеры аварийной зоны.

Все лица входящие в аварийную зону по указанию ответственного за радиационную безопасность обязаны надеть дополнительную защитную одежду, обувь, респираторы «лепесток» и т. п. при выходе их снять.

Вход в аварийную зону и проведение, каких-либо работ по дезактивации в ней допустим только с разрешения ответственного за радиационную безопасность по специальному допуску с указанием допустимой продолжительности работы и необходимых средствах индивидуальной защиты.

В случае разлива радиоактивного раствора необходимо засыпать его песком, после того, как раствор впитается, песок собрать и поместить его с помощью специальных приспособлений в новую герметичную упаковку (полиэтиленовый мешок, герметическая капсула и т.п.). Провести дезактивацию поверхности. Обмыв поверхности надлежит делать сверху вниз или от более чистых участков - к более грязным.

Обрабатываемая поверхность после дезактивации специальными моющими средствами промытая водой, протирается сухой тряпкой и протирается радиометрическими приборами [28,29,30].

4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Обеспечение безопасных условий работы на радиохимических предприятиях имеет особое значение, т.к. радиоактивные излучения в дозах, превышающих предельно допустимые, вредно воздействуют на организм человека.

Меры, предусмотренные для охраны здоровья от внешнего и внутреннего облучения:

биологическая защита, снижающая мощность дозы облучения до безопасного уровня;

дистанционное управление процессами из щитовых помещений с помощью контрольно-измерительных приборов и электроприводов на вентилях;

максимально возможная герметизация оборудования и коммуникаций, размещение аппаратов в изолированных каньонах;

механизация ремонтных работ;

организация радиационного контроля с помощью стационарной централизованной установки «Система»;

очистка технологического воздуха и воздуха вытяжной вентиляции на очистных устройствах.

При нормальном ходе технологического процесса, т.е. при строгом соблюдении требований регламента, норм, предварительных извещений, эксплутационных инструкций, во всех рабочих помещениях и помещениях второй зоны обеспечиваются нормальные условия труда, при которых исключена возможность повышения радиационного воздействия на персонал [9].

5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЖАРОВЗРЫВО БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ НОРМАЛЬНОМ ХОДЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Пожаровзрывоопасными являются процессы, при которых возможно возникновение пожаровзрывоопасных ситуаций при каких-либо не предвиденных отклонениях от нормального хода технологического процесса.

Потенциально взрывоопасными являются следующие процессы:

упаривание продуктов, содержащих помимо азотной кислоты и нитратов органические компоненты;

временное или постоянное хранение высокоактивных растворов и суспензий.

щелочное осаждение и ферроцианидная очистка продуктов, содержащих органические компоненты;

упаривание щелочных растворов.

Опасность вышеперечисленных процессов представляет как газовая фаза, которая может содержать за счет радиолиза горючие газы, так и жидкая фаза, в которой присутствуют окислители и органические вещества [31].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

отход атомный энергетика выпарной

Целью дипломного проекта является технологический расчет греющей камеры выпарного аппарата из титанового сплава ВТ1-0 и вычисление числа колпачково-ситчатых тарелок для получения регенерированной азотной кислоты с МЭД = 0.005 мкр/с*л.

В процессе работы было произведено:

выбор типа аппарата;

выбор метода выпаривания;

обзор перерабатываемого сырья;

обзор технологической и аппаратурно-технологической схемы процесса выпаривания;

обзор контрольно-измерительных приборов;

составлены материальный и тепловой баланс;

вычислено число колпачково-ситчатых тарелок;

технико-экономический расчет.

В результате работы выбрали выпарной аппарат с вынесенной греющей камерой с естественной циркуляцией. Выпаривание ведется под вакуумом.

Применение вынесенной зоны кипения дает возможность применять аппарат при выпаривании пенящихся растворов, в частности с содержанием ТБФ и ГХБД, а также удобство ремонта труб греющей камеры. Применение естественной циркуляции позволяет предохранять поверхность труб от накипи. Выпаривание под вакуумом снижает температуру кипения раствора и дает возможность использовать для обогрева пар низкого давления. Применение вакуума также позволяет увеличить полезную разность температур между паром и кипящим раствором, что уменьшает поверхность теплообмена, скорость коррозии и габариты аппарата. Выбранный титановый сплав ВТ1-0, как конструкционный материал, дает возможность значительно снизить скорость коррозии, благодаря свойству титана выступать в качестве ингибитора коррозии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1997 г. С. 366-397.

2. Никифоров А.С., Куличенко В.В., Жихарев М.И. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. М.: Энергоатомиздат, 1985 г.

3. Кеспер Г. Ядерная энергетика. М.: Энергоатомиздат, 1986 г. С.185.

4. Чернобыльский И.И. Выпарные установки. Издательство киевского университета, 1960 г. С. 149.

5. Чернобыльский И.И. Машины и аппараты химических производств. М.: Машиностроение, 1975 г. С.202-204.

6. Плановский А.Н., Рамм В.М., Коган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1968 г.

7. Кичигин М.А., Костенко Г.Н. Теплообменные аппараты и выпарные установки. М.: Государственное энергетическое издательство, 1955 г.

8. Машины и аппараты химических производств. / Под ред. В.Н. Соколова. Л.: Машиностроение, 1982 г.

9. Регламент

10. Кувшинский М.Н., Соболева А.П. Курсовое проектирование по предмету процессы и аппараты химической промышленности. М.: Высшая школа, 1968 г. С. 111-132

11. П.Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1969 г. С. 279-286

12. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Л.: Химия, 1978 г.

13. Справочник химика. М.: Госхимиздат, 1962 г. Том 1.

14. Справочник химика. М.: Химия, 1964 г. Том 3.

15. 15.Томашов Н.Д., Альтовский P.M. Коррозия и защита титана. М.: Госхимиздат, 1963 г.

16. Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок. М.: Высшая школа, 1982 г.

17. Справочник. Свойства неорганических соединений. Л.: Химия, 1983 г.

18. Краткий справочник физико-химических величин. Под редакцией К.П. Мищенко, А.А. Равделя. Л.: Химия, 1974 г.

19. Сборник инструкций по охране труда. Часть 1, издание 7 переработанное, 1990 г.

20. Инструкция № 42-235. Организация работ по допускам ТБ-1, ТБ-2 в подразделениях завода (дополнения к инструкции № 42 «сборника инструкций по технике безопасности»).

21. Справочник. Теплофизические свойства твердых веществ.

22. Н.И.Гальперин, выпарные аппараты. М.-Л.: Госхимиздат, 1997 г.

23. Е.И. Таубман. Выпаривание. М.: Химия, 1982 г.

24. Решение от 04.02.98 №35/441

25. Акт от 05.07.99 № 4-221. На сдачу в ремонт выпарного аппарата AT-08003.

26. Акт от 20.01.99 № 4-20. Об окончании ремонта AT 08001.

27. Сборник инструкций по технике безопасности. Часть 2.

28. Сборник инструкций по охране труда. Часть 1. Издание 7, переработанное, 1990 г.

29. Нормы радиационной безопасности НРБ-76/87. Издание 3, переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат, 1988 г.

30. Нормы радиационной безопасности НРБ-96. Издание официальное. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996 г.

31. Технологическая инструкция. Обеспечение пожаровзрывобезопасности в отделениях 8, 51, 52, 57, 69, цеха 4.

32. Нормы технологического режима упаривания рафинатов в отделении 8. Том 2.

Приложение 1

Приложение 2

Размещено на Allbest.ru