Процессы и аппараты защиты окружающей среды. Расчет абсорбера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра природоохранного и гидротехнического строительства

Курсовая работа

«Процессы и аппараты защиты окружающей среды. Расчет абсорбера»

Выполнила: студентка 4 курса

ФИСПОС гр.И-71

Федотова Ольга

Проверила: Шабанова А. В.

Самара 2010г.

Содержание

1. Тарельчатые абсорберы

1.1 Колонны со сливными устройствами

2. Порядок расчета тарельчатого абсорбера

2.1 Материальный баланс

2.2 Определение геометрических размеров абсорбера

2.2.1 Диаметр абсорбера

2.2.2 Высота абсорбера

2.3 Гидравлическое сопротивление тарельчатых абсорберов

2.4 Расстояние между тарелками. Брызгоунос

2.5 Расчет вспомогательного оборудования

3. Технологические схемы

4. Оценка воздействия аппарата на окружающую среду

Заключение

Список литературы

1. Тарельчатые абсорберы

абсорбер тарельчатый баланс гидравлический

Тарельчатые колонны удобны для крупнотоннажных производств при относительно малых расходах жидкости, не достаточных для равномерного смачивания насадки, а также для процессов, сопровождающихся колебаниями температуры, так как периодическое расширение и сжатие корпуса может разрушить хрупкую насадку. Тарельчатые колонны также применяются при обработке потоков с твердыми примесями или при выделении твердого осадка.

В отличие от уже рассмотренных конструкций абсорберов, здесь контакт фаз проходит ступенчато. Процесс массопереноса происходит в основном в газо-жидкостных системах (пена, брызги). Конструкции различают по способу слива жидкости с тарелки:

ь Со сливными устройствами;

ь Без сливных устройств (с неорганизованным сливом жидкости, с провальными тарелками)

Особенности применения и расчета тарелок приводятся в специальной литературе.

1.1 Колонны со сливными устройствами

В этих аппаратах переток жидкости с тарелки на тарелку организуется с помощью специальных устройств - сливных трубок, карманов и т.п.

Тарелки со сливными устройствами - это ситчатые, колпачковые, клапанные и др.

Принцип работы абсорбера со сливными устройствам ясен из рис. Нижние концы трубок погружены в стакан на нижерасположенных тарелках и образуют гидравлические затворы, исключающие возможность прохождения газа через сливное устройство. Во избежание захвата газа рекомендуемая скорость жидкости в сливных устройствах составляет 0.1ч0.12м/с.

Колонна с ситчатыми тарелками представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с тарелками. Газ поступает на тарелку по патрубкам и прорезями колпачка делится на отдельные струи. Прорези обычно бывают в виде зубцов прямоугольной или треугольной формы. Газ проходит через слой жидкости, протекающей по тарелке от одного сливного устройства к другому.

Колпачковые тарелки устойчиво работают и значительных изменениях нагрузок по жидкости и газу. Недостаток таких тарелок - сложное устройство, высокая металлоемкость, большое гидравлическое сопротивление и малая предельно допустимая скорость газа.

2. Порядок расчета тарельчатого абсорбера

2.1 Материальный баланс

Рис. 1.Схема процесса абсорбции

Выразим в относительных мольных (1) и массовых (2) концентрациях содержание ацетона в воздухе на входе и на выходе из него.

Низ абсорбера:

Где - молярная масса CCl₄,

- молярная масса воздуха

Молярная масса смеси находится как:

Рассчитаем концентрацию CCl₄ в газовой фазе на выходе из абсорбера. С учетом того, что 82% CCl₄ поглощается абсорбентом, она составляет:

По уравнению равновесия найдем равновесную концентрацию тетрахлорметана в нижней части

m=0.81(из условия)

;

Где - молярная масса CCl₄,

- молярная масса абсорбента (дибутилового эфира триэтиленгликоля)

Определим расходы и свойства газовой и жидкой фаз, а также количество, преходящего из газовой фазы в жидкую. Результаты представим в форме таблицы

Поток	Массовый расход	Объемный расход	Плотность	Вязкость
	кг/ч	кг/с	м3/ч	м3/с	кг/м3	Па*с
газовая фаза	27417.6	7.616	8852.4	2.459	2.695	1.5·10-5
жидкая фаза	139194	38.665	149.688	0.048	930	10-5
газовая фаза н.у.	23865.6	6.63	17600	4.88	1.356	1.72·10-5

Мольный расход

Плотность

при н.у.

при р.у.

Плотность воздуха

при н.у.

при р.у.

Плотность смеси

при н.у.

при р.у.

Объемный расход при н.у.

Массовый расход

при н.у.

Объемный расход при р.у.



Количество , поступающего в аппарат

Количество воздуха, поступающего в аппарат при р.у.

Расход газовой фазы составляет:

Количество , поглощаемого абсорбентом

Тогда из уравнения материального баланса минимальный расход абсорбента составит:

Обычно б для тарельчатых абсорберов не превышает 1.1

Поскольку расход изменился, то и конечные концентрации в абсорбенте изменятся

Пересчитаем концентрации в жидкой фазе

Относительная массовая концентрация

Мольная доля

Относительная мольная доля

2.2 Определение геометрических размеров абсорбера

2.2.1 Диаметр абсорбера

Предельную скорость газа определим по графику приведенному ниже



Примем предварительно расстояние между тарелками h=0.45 м

Рабочая скорость газа в свободном сечении колонны определяется по графику.

График для определения предельной скорости в свободном сечении при различном расстоянии h между тарелками.

Найдем диаметр аппарата

Примем диаметр D=2000 мм и пересчитаем скорость газа в сводном сечении



Полученная фактическая скорость газа удовлетворяет поставленным условиям, и выбранную тарелку можно принять окончательно.

Для колонн диаметром 1200-3000 мм диаметр колпачка .

По приложению 30 выбираем тарелку ТСК-P диаметром 2000мм

Чтобы колпачки работали эффективно, скорость газа в их прорезях должна превышать минимальную.

Минимальная скорость газа

Где - высота прорези колпачка, м

о - коэффициент сопротивления сухой тарелки, табл.27

о = 5

А фактическая скорость газа в прорезях колпачка равняется:

Где

Q-расход газовой смеси при реальных условиях,

n -число колпачков, n=129;

b-число прорезей, b-36;

a-ширина прорезей, a-0,004м;

- высота прорезей,-0,02м.

Предельно допустимую скорость газа найдем по формуле:

Где

-высота колпачка;

Приняв предварительно расстояние между тарелками H=0,45м:

Таким образом, полученная фактическая скорость газа в прорезях колпачка удовлетворяет поставленным условиям, и выбранную тарелку можно принять окончательно.

Колпачки располагаются на тарелке по вершинам равносторонних треугольников с шагом

2.2.2 Высота абсорбера

Найдем коэффициент массоотдачи, отнесенный к единице рабочей площади тарелки.

По табл.24

m=0.80;

n=0.33;

А=0,019.

Число Рейнольдса по формуле определяем по формуле:

где

-скорость газа в свободном сечении, м/с;

- коэффициент динамической вязкости смеси, Па·с;

- диаметр пузыря, м;

-плотность смеси газов при рабочих условиях, кг/м³.

Диаметр пузыря рассчитывают как

где

- эквивалентный диаметр прорези колпачка, м;

- поверхностное натяжение, Н/м.



где

- площадь прорези, м²;

- периметр прорези, м.

Вязкость газовой смеси находится следующим образом. Для воздуха при 0⁰С и атмосферном давлении =1,72·10^-5Па·с, а для четыреххлористого углерода =1·10^-5Па·с. Чтобы найти вязкость газов при 25⁰С,воспользуемся формулой:

где

С- постоянная Сазерленда. Для CCl₄ C=335, для воздуха С=124.

Найдем молярную массу смеси на входе в абсорбер

И вязкость газовой смеси:

Критерий Шмидта

где

- коэффициент молекулярной диффузии,

где

молярные массы распределяемого компонента А и фазы В, кг/кмоль;

молярные объемы распределяемого компонента А и фазы В,см³/моль;

Критерий Шервуда

Тогда коэффициент массоотдачи

Выразим коэффициент массоотдачи в

Расчет коэффициента массоотдачи в жидком фазе

По табл.26

А=2,5

m=0.7,

n=0.5

Число Рейнольдса для жидкой фазы

где

-доля свободного сечения тарелки.0,121

U-плотность орошения,м³/с·м²

Критерий Шмидта

где

- коэффициент молекулярной диффузии,

По табл.4

А=1,

В=1

Молярные объемы извлекаемого компонента А и фазы В

Критерий Шервуда для жидкости

Тогда коэффициент массоотдачи для жидкой фазы

Выразим коэффициент массоотдачи в

Коэффициент массопередачи, отнесенный к единице рабочей поверхности тарелки



Рабочая поверхность одной тарелки будет равна

находятся из приложения 31

Поверхностный коэффициент массопередачи для одной тарелки

Количество тетрахлорметана, поглощаемого абсорбентом:

Тогда необходимая поверхность массообмена (число тарелок)

Примем 20 тарелок

Согласно рекомендациям, примем расстояние между тарелками H=0.45м. Тогда высота тарельчатой части абсорбера будет равна

Где

n - число тарелок,

Н- расстояние между тарелками.

Расчет расстояния между тарелками приведен ниже.

2.3 Гидравлическое сопротивление тарельчатых абсорберов

Гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки , Па, определяется по формуле:

Сопротивление сухой тарелки определяют по формуле:

где

о - коэффициент сопротивления сухой тарелки. Он зависит от конструкции тарелки. По табл. 27 о=5

- скорость газа в отверстиях тарелки, м/с

Скорость газа в отверстиях при полном их открытии определяют по уравнению

Сопротивление газожидкостного слоя для колпачковых тарелок при полном открытии прорезей рассчитывают по формуле

Где

- отношение плотности пены к плотности чистой жидкости

- высота перелива. Для колпачковых тарелок

- расстояние от верхнего края прорези колпачка до сливного порога. - 0,025м

- высота слоя жидкости над сливной перегородкой



Где

П - периметр сливной перегородки,П=1,14м(по приложению 31)

Сопротивление, вызываемое силами поверхностного натяжения для тарелок всех конструкций можно рассчитать по формуле:

Тогда

Сопротивление всех тарелок

2.4 Расстояние между тарелками. Брызгоунос

Расстояние между тарелками должно быть больше высоты парожидкостного слоя на высоту, достаточную для отделения брызг, уносимых газовым током.

В общем случае должно выполняться условие

Обычно достаточно принять согласно

В тарельчатых аппаратах при определенных скоростях газа возникает брызгоунос - капли жидкости увлекаются газом в сторону, обратную движению основной массы жидкости. В результате брызгоуноса жидкость на тарелках смешивается и это приводит к уменьшению движущейся силы процесса. По этой же причине теряется (уносится) абсорбент. Величина брызгоуноса зависит от расстояния между тарелками.

Величина брызгоуноса жидкости е, кг/кг газа, не должна превышать (0.05ч0.1)L. Величина уноса возрастает с увеличением скорости газа и уменьшением сепарационного пространства h_c

Примем расстояние между тарелками 45 см.



Величина уноса жидкости зависит, кроме того, от конструкции тарелки.

Для тарелок со сливным устройством необходимо проверить надежность его работы(во избежание захлебывания).

Проверим надежность сливных устройств. В нашем случае это переливная труба. Площадь трубы 0.327 м²

Значения К и n зависят от свойств абсорбента, а именно от коэффициента вспениваемости ц

K=0.225, n=0.8

Тарелки не захлёбываются.

Рассчитаем высоту абсорбера:

Где Н_в - высота сепарационной части колонны (расстояние от верхней тарелки до крышки абсорбера), которую можно предварительно принять равной 0.6ч1.5 м;

Н_н - расстояние от нижней тарелки до днища колонны. Принимается конструктивно, обычно (1ч1.5)D:

2.5 Расчет вспомогательного оборудования

Расчет насоса и вентилятора для жидкости и газа

Рассчитаем диаметры трубопроводов для входа и выхода газа и жидкости. Примем материал трубопроводов газа - латунь. Максимальная скорость газа 15 м/с

Данный диаметр не соответствует реальным диаметрам латунных труб примем материалом для труб - сталь.

Диаметр трубопровода и штуцера540 мм(ГОСТ 30732-2006).

Принимаем Тогда скорость в трубопроводе:

Материал трубопроводов для жидкости - чугун. Скорость жидкости 3 м/с

Принимаем диаметр трубопровода и штуцера150 мм(ГОСТ 30732-2006).

Тогда скорость в трубопроводе:

Рассчитаем потери давления в трубопроводах.

Примем, что дибутиловый эфир триэтиленгликоли поступает по чугунным трубам. Общая длина трубопровода 18 м. Суммарные потери напора на преодоление трения и местных сопротивлений определяются, как

Найдем коэффициент трения. Значения критерия Рейнольдса для воды в трубе

Т.к шероховатость мало влияет на сопротивление и коэффициент трения можно найти по формуле:

Местные сопротивления	Количество, шт.	Коэффициенты местных сопротивлений
Вход в трубу	1	о =0,2
Кран	2	о =2
Диафрагма	3	о =8,25

Аналогично выполним расчет для газопровода. Примем его длину 14 м

Коэффициент трения:

Найдем величину относительной шероховатости стенок труб

Коэффициенты местных сопротивлений возьмем из прилож.18

Местные сопротивления	Количество, шт.	Коэффициенты местных сопротивлений
Вход в трубу	1	=0,2
Задвижки	4	=0,15
Колено 900	7	=3

Необходимое давление, развиваемое вентилятором найдем по формуле

Коэффициент 1.05 учитывает потери напора при входе и выходе газового потока в аппарат и при абсорбции. Зная расход газа (2.459 м³/с) выбираем центробежный вентилятор

В- Ц14-46-5К-02 (Q=3,67 м³/с).

Для выбора насоса нам нужно рассчитать две его характеристики - напор и мощность. Напор насоса складывается из

Мощность насоса рассчитаем по формуле

Принимаем к.п.д. =0.5 и коэффициент запаса мощности в=1.5.

Примем к установке для абсорбера центробежный насос Х160/29/2 (приложение 21).

Расчет емкости

Емкость для подачи абсорбента рассчитываем следующим образом:

Объем емкости:

Q - расход жидкости, Q - 149,688м³/ч

- запас емкости, - 11ч

- коэффициент накопления, - 0,7

Длину, ширину и высоту емкости принимаем равными и находим из формулы объема цилиндра

При условии, что D=H, из уравнения найдем Н

Техническая характеристика

1. Аппарат предназначен для разделения смеси воздуха и тетрахлорметана 6,2%

2. Емкость номинальная, ^-

3. Производительность,7,616 кг/с -

4. Давление в колонне, МПа - 0.22

5. Температура среды,С - 20

6. Среда в аппарате - токсичная

7. Тип колонны - тарельчатая, тип тарелок - колпачковые

8. Число тарелок - 20

Технические требования

1. При изготовлении, испытании и поставке аппарата должны выполняться требования

a. «Оборудование производственное. Общие требования безопасности»

b. «Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования»

2. Материал тарелок и частей колонны, соприкасающихся с разделяемыми жидкостями или парами, - сталь Х18Н10Т, остальные элементы колонны выполнены из стали ВСт3сп.

3. Аппарат испытывают на прочность и плотность гидравлически:

a. В горизонтальном положении - под давлением 0.22 МПа

b. В вертикальном положении наливом.

4. Сварные соединения должны соответствовать требованиям «Сварка в химическом машиностроении». Сварку ВСт3сп произвести электродом марки АНО - 5- 4, 5 -2.

5. Сварные швы в объеме 100% контролировать реагентом, просвечивая.

6. Прокладки - из паронита ПОН - 1.

7. Действительное расположение штуцеров, люков, цапф, штырей см. на схеме.

8. Неуказанный вылет штуцеров - 120 мм.

Таблица штуцеров

Обозначение	Наименование	Кол-во	Проход. Усл.,D1,мм	Давление усл., р.у, МПа
И	Выход пара	1	400	0.1
К	Вход флегмы	1	150	0.1
Л	Вход парожидкостной смеси	1	200	0.1
М	Выход жидкости из куба	1	150	0.1
П	Выход кубового остатка	1	70	0.1
Н	Вход исходной смеси	1	60	0.1
Р 1-3	Термометр сопротивления	3	25	2.5
С	Для термометра	1	20	2.5
Т	Для манометра	1	25	1.6
У 1-2	Для указателя уровня	2	20	0.25

3. Технологические схемы

Технологическая схема №1

Стадия 1

Загрязненная газовая смесь поступает на стадию абсорбции с температурой 60С, а температура процесса абсорбции 25С. Следовательно необходимо предусмотреть охлаждающий аппарат. Будем использовать холодильник(2), где охлаждающей смесью будет вода из с температурой 10С.

Стадия 2

С помощью вентилятора В- Ц14-46-5К-02 (3) газовая смесь с требуемой температурой подается в колпачковый абсорбер(4). Абсорбционная очистка основана на способности жидкостей растворять газы, при абсорбции происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую. Пропуская смесь воздуха и тетрахлорметана через слой дибутилового эфира триэтиленгликоля, мы тем самым уменьшаем концентрацию вредного вещества в газовой смеси. Но газовая смесь с полученной концентрацией не может быть выброшена в атмосферу, т.к. она превышает ПДК.

Объемная концентрация тетрахлорметана в газовой смеси после абсорбера:

ПДК=0,7

Загрязненный дибутиловый эфир триэтиленгликоля после процесса абсорбции отводится в десорбционную колонну(7),в которой происходит регенерация абсорбента и выделенный тетрахлорметан собирается в емкость(8).

Стадия 3.

Продолжим процесс очистки газовой смеси. Подаем газ в один из адсорберов с силикагелем(6)попеременного действия с совмещением стадий в одном корпусе, где при закрытом вентиле В₂ газовая смесь пойдет в первый адсорбер(А₁).Очищенный газ выбрасывается в атмосферу. По истечению некоторого времени вентиль В₂ закрывается и газ начинает поступать во вторую адсорбционную колонну (А₁). А чтобы произвести регенерацию адсорбента открывается вентиль В₇ и в колонну начинает поступать водяной пар, который после колонны конденсируется в емкости (10)

Технологическая схема №2

Стадия 1

Загрязненная газовая смесь поступает на стадию абсорбции с температурой 60С, а температура процесса абсорбции 25С. Следовательно необходимо предусмотреть охлаждающий аппарат. Будем использовать противоточный теплообменник «Труба в трубе»(2), где охлаждающей смесью будет вода с температурой 10С.

Стадия 2

С помощью вентилятора В- Ц14-46-5К-02 (3) газовая смесь с требуемой температурой подается в колпачковый абсорбер(4). Абсорбционная очистка основана на способности жидкостей растворять газы, при абсорбции происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую. Пропуская смесь воздуха и тетрахлорметана через слой дибутилового эфира триэтиленгликоля, мы тем самым уменьшаем концентрацию вредного вещества в газовой смеси. Но газовая смесь с полученной концентрацией не может быть выброшена в атмосферу, т.к. она превышает ПДК.

Объемная концентрация тетрахлорметана в газовой смеси после абсорбера:



ПДК=0,7

Загрязненный дибутиловый эфир триэтиленгликоля после процесса абсорбции отводится в десорбционную колонну(7),в которой происходит регенерация абсорбента и выделенный тетрахлорметан собирается в емкость(8).

Стадия 3.

Продолжим процесс очистки газовой смеси. Подаем газ во фракционный конденсатор, который представляет собой теплообменный аппарат. охлаждаем газовую смесь до температуры -15⁰С. Охлаждение производим соляным раствором. Конденсат поступает в отстойный сепаратор, откуда очищенный газ выбрасывается в атмосферу, а сконденсированный тетрахлорметан поступает в емкость12

4. Оценка воздействия аппарата на окружающую среду

Описание.

Четыреххлористый углерод (химическое название: тетрахлорметан) - это прозрачная легко испаряющаяся практически негорючая жидкость со сладковатым напоминающим хлороформ запахом. Плохо растворяется в воде (0,5 г/л)/

Температура замерзания -23 ^оС, температура кипения 76,7 ^оС. В окружающей среде четыреххлористый углерод в основном находится в виде газа, запах которого большинство людей начинает ощущать уже при концентрации в воздухе на уровне 10 мг/л.

Четыреххлористый углерод - продукт искусственного происхождения и в природе естественным путем не образуется. В недавнем прошлом четыреххлористый углерод производился во всем мире в больших количествах в основном для последующего использования при изготовлении хлорфторуглеродных хладагентов (CFC), используемых в холодильных установках и в качестве пропеллента в аэрозольных баллончиках (Пропелленты - это инертные химически вещества, с помощью которых в аэрозольных баллонах создается избыточное давление, обеспечивающее вытеснение из упаковки активного состава и его распыление в атмосфере).

С тех пор, как в 70-х годах было обнаружено негативное влияние многих хладагентов и пропеллентов на озоновый слой Земли, использование четыреххлористого углерода в этих областях неуклонно снижается.

По данным Агентства по учету токсических веществ и болезней США в 60-х - 80-х годах ХХ века четыреххлористый углерод активно применялся в США в качестве чистящего вещества в химчистках и как пятновыводитель в быту, использовался в огнетушителях и как инсектицид (средство для борьбы с насекомым - вредителями злаков). Четыреххлористый углерод также нашел применение в качестве растворителя при производстве масел, технических жиров, лаков, смол, мыла, при изготовлении кабелей и полупроводников, а также в качестве каталитической среды при производстве полимеров (в частности, при синтезе нейлона-7) и в процессах хлорирования органических веществ.

Однако применение четыреххлористого углерода в этих целях в США было ограничено или даже полностью запрещено (в качестве, например, пестицида) после 1986 года.

Источники.

Источником четыреххлористого углерода является исключительно деятельность человека. В силу высокой летучести, четыреххлористый углерод попадает в атмосферу непосредственно при производстве, а также при его использовании в других промышленных процессах. В воздухе тетрахлорметан находится преимущественно в виде газа и способен сохраняться многие годы и даже десятилетия прежде, чем распадется на другие химические вещества (так в тропосфере - нижнем, основном слое атмосферы до высоты 8-10 км в полярных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах - он способен сохраняться до 30-50 лет). Распад четыреххлористого углерода происходит уже в стратосфере (слой атмосферы, лежащий над тропосферой до 50-55 км) за счет фотолиза (т.е. химического превращения под действием поглощенного ультрафиолетового излучения солнца). Процесс этот довольно медленный и, не смотря на повсеместное сокращение производства тетрахлорметана, все еще наблюдается рост его содержания в атмосфере, что вызывает нарушение озонового слоя Земли (каждый образующийся при распаде четыреххлористого углерода атом хлора приводит к гибели 104 молекул озона) и возникновение так называемого "парникового эффекта", способствующего общему потеплению климата на планете.

На почву четыреххлористый углерод может попасть при утечках или сбросах с химических производств. В основном тетрахлорметан испаряется и не задерживается в почве, но часть его может попасть в грунтовые воды. В поверхностные воды четыреххлористый углерод также попадает в результате сбросов или утечек с промышленных производств, использующих его в своем технологическом цикле.

Влияние на качество воды.

В поверхностных водах наблюдается, как правило, крайне малое содержание четыреххлористого углерода. В силу своей высокой летучести, тетрахлорметан в течение нескольких дней, максимум недель, испаряется в атмосферу. Хотя, если он попадает в грунтовые воды, то способен сохраняться там очень долгое время - период его химического полураспада в воде при 25 ^оС составляет 7000 лет.

Среднемировое "фоновое" содержание четыреххлористого углерода в питьевой воде находится на уровне 0,5 мкг/л. Превышение этого содержания наблюдается только вблизи промышленных объектов, на которых продолжают использовать тетрахлорметан, а также в местах захоронения химических отходов. В этом случае концентрация четыреххлористого углерода в воде может достигать десятков и даже тысяч мкг/л.

Пути поступления в организм.

Основным путем поступления четыреххлористого углерода в организм человека является дыхание. Хотя имеющиеся данные о содержании этого химического вещества в пищевых продуктах ограничено, по оценкам ВОЗ его поступление в организм с пищей и водой представляется гораздо более низким. Это подтверждают и данные Агентства по учету токсических веществ и болезней США, согласно которым при среднемировом суточном суммарном потреблении человеком четыреххлористого углерода на уровне 0.1 мкг, поступление с водой составляет только 0.01 мкг.

При вдыхании тетрахлорметана в организм проникает до 30-40% его количества. При потреблении с водой этот показатель составляет уже 85-91%. В организме большая часть четыреххлористого углерода временно депонируется в жировых тканях. Однако большая часть четыреххлористого углерода довольно быстро выводится из организма. Эксперименты на животных показали, что 34-75% выводятся при дыхании, 20-62% с фекалиями и только незначительная часть с мочой. Процесс полного выведения четыреххлористого углерода из организма (особенно проникшего в жировые ткани) может занять несколько недель. В живом организме четыреххлористый углерод химически практически не изменяется, хотя и может в незначительных количествах образовывать такие соединения как хлороформ, гексахлорэтан и двуокись углерода, которые сами по себе могут оказать негативное влияние на здоровье.

Потенциальная опасность для здоровья.

Имеющиеся данные основаны главным образом на изучении воздействия четыреххлористого углерода на здоровье у людей, однократно или кратковременно подвергшихся его воздействию в довольно высоких концентрациях. Достоверные данные о его воздействии в малых количествах, но на протяжении длительного времени отсутствуют.

Органом, наиболее подверженным воздействию четыреххлористого углерода при его вдыхании или потреблении с водой в повышенных концентрациях даже непродолжительное время является печень. При этом наблюдаются такие явление, как интенсивное накопление жиров и увеличение печени, а в более тяжелых случаях - повреждение или разрушение клеток печени, что может привести к нарушению ее функционирования.

Также весьма чувствительным органом являются почки. В результате воздействия четыреххлористого углерода нарушается процесс образования мочи, в результате чего происходит накопление воды в организме (особенно в легких) и повышение концентрации токсичных веществ в крови. Именно отказ почек является главной причиной смерти у людей, получивших очень сильное отравление четыреххлористым углеродом. К счастью, если воздействие четыреххлористого углерода было кратковременным, повреждения печени и почек носят обратимый характер и их деятельность со временем восстанавливается.

Даже кратковременное воздействие тетрахлорметана в высоких концентрациях способно вызвать нарушения центральной нервной системы. При этом наблюдаются все признаки интоксикации: головная боль, головокружение, сонливость, часто сопровождаемые тошнотой и рвотой. Обычно эти признаки пропадают вскоре после прекращения вредного воздействия, однако в тяжелых случаях могут развиться ступор, кома и даже наступить летальный исход.

Воздействие четыреххлористого углерода на другие ткани и органы человека менее значительно, чем на печень, почки и мозг.

Эксперименты на грызунах показали, что при различных способах поступления в организм, четыреххлористый углерод способен вызывать опухоли - в первую очередь печени, причем за достаточно короткий период в 12-16 недель. Это позволило Департаменту здравоохранения США), Агентству по исследованию рака и Агентству по охране окружающей среды США отнести четыреххлористый углерод к потенциально канцерогенным для человека веществам. Мутагенной и генотоксичной активности четыреххлористого углерода не установлено.

В результате проведенных исследований ВОЗ была установлена величина переносимого суточного потребления (ПСП) для четыреххлористого углерода, равная 0.714 мкг/кг массы тела, и уже на основе этой величины выработана рекомендация по уровню содержания в воде - 2 мкг/л.

Технология удаления из воды.

Гранулированный активированный уголь, аэрация.

Заключение

Среди проблем защиты окружающей среды наиболее актуальной проблемой является охрана воздушного бассейна, так как загрязненный воздух является основным фактором, обуславливающим экологическую обстановку. Охрана воздушной среды от загрязнений промышленными выбросами является важнейшей социальной общественной задачей.

В нашем случае мы имеем дело с загрязненными газовыми выбросами промышленного производства, которые очищаем с помощью тарельчатого абсорбера с круглыми колпачками. Адсорбер предназначен для улавливания тетрахлорметана с концентрацией 6.2%. Абсорбентом служит дибутиловый эфир триэтиленгликоля. Расход газовой смеси требующий очистку 1760 м³/ч. Газовую смесь необходимо охладить и повысить скорость. Для этого используется теплообменник «труба в трубе» и вентилятор В- Ц14-46-5К-02

Поглотитель (дибутиловый эфир триэтиленгликоля) подается в абсорбер с помощью центробежного насоса Х160/29/2.

Представлены схемы возможного состава оборудования.

Список литературы

1. Дьяконов В., МАТСНСАD 8/2000: Специальный справочник. - СПб: Питер, 2001

2. Инженерная экология: Учебник. - М.: Гардарики, 2002

3. Колонные аппараты. Каталог НИИхиммаш.1976

4. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. / Под ред. Л.К.Исаева. -СПб: Эколого-аналитический информационный центр «Союз», 1998

5. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике - М.: Наука, 1988

6. Лащинский А.А. Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. - Л.: Машиностроение, 1970

7. Марочник сталей и сплавов /под ред. В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение, 1989

8. Родионов А.И., Кузнецов Ю.П., Соловьев Г.С. Защита биосферы от промышленных выбросов. Основы проектирования технологических процессов. - М.: Химия, КолосС, 2005

9. Справочник химика. В 8т. Т.5. - м. -Л.: Химия. 1968

10. Техника и технология зашиты воздушной среды / В.В. Юшин, В.М. Попов, П.П. Кукин и др. - М.: Высшая школа, 2005

11. Яблонский П.А. Курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии. - Л.: Изд. -во ЛТИ, 1972

12. Гигиенические нормативы химических веществ в окружающей среде/ В.В. Семенова, Г.И. Чернова и др. - СПб.: АНО НПО «Профессионал», 2005

13. Садовникова Л.К. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении / Л.К. Садовникова, Д.С. Орлов, И.Н.Лозановская - М.: Высш.шк., -2006

14. Шабанова А.В. Процессы и аппараты защиты окружающей среды. Расчет и проектирование абсорбционных установок: Учебное пособие. - Самара: СГАСУ, 2005

15. Шабанова А.В. Процессы и аппараты защиты окружающей сред: Методические указание по выполнению курсовой работы. - Самара. СамГАСА, 2003

Размещено на Allbest.ru