Совершенствование процесса фильтрации и отгонки сероуглерода с целью снижения вредности производства и повышения качества вискозного волокна

Анализ развития производства химических волокон. Основные направления совершенствования способов получения вискозных волокон. Современные технологии получения гидратцеллюлозных волокон. Описание технологического процесса. Экологическая экспертиза проекта.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 16.08.2009
Размер файла 313,0 K

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.

6. Приход воды с пластификационной ванной: 2,9*986=2859,4 кг, где 986 - массовая доля воды в пластификационной ванне.

7. Всего поступает воды в осадительную ванну: 7896,6+275,3+79+53,2+2859,4=11163,5 кг

Расход воды:

8. Унос со свежесформованной нитью:

где В - содержание -целлюлозы в 1 тонне свежесформованной нити;

50,31 и 29,5 - массовая доля воды и -целлюлозы.

9. Унос с глауберовой солью: (357*57,41) /41,6=492,7 кг, где 357 кг - избыток сульфата натрия; 57,41 и 41,6 - массовые доли воды и сульфата натрия в глауберовой соли.

10. Унос с потерями осадительной ванны: 0,702*832=584,1 кг, где 0,702 - потери осадительной ванны на 1 тонну волокна; 832 - масса воды в осадительной ванне.

11. Масса воды, испаряющейся с открытых поверхностей корыт прядильной машины: (1,8*132,16*24) /150=38,1 кг, где 1,8 кг/м2*ч - коэффициент испарения; 132,16м2 - поверхность всех корыт; 150т - среднесуточный выпуск волокна.

12. Общая убыль воды: 1532,1+492,7+584,1+38,1=2647 кг

13. Прирост воды в осадительной ванне, подлежащей выпарке: 11163,5-2647=8516,5 кг

Удельные нормы расхода сырья.

Таблица

Наименование сырья

Количество

1.8.2 Теплоэнергетические расчеты

1.8.2.1 Тепловые расчеты

Содержание сероуглерода в жгуте, входящего в аппарат отгонки сероуглерода, составляет 18%. Состав газовой смеси, подлежащей испарению:

воды 70%;

сероуглерода 30%.

Температура жгута, поступающего в аппарат отгонки сероуглерода-45єС

Температура воды, поступающей в аппарат отгонки сероуглерода-98-100єС

Теплота испарения 1 кг сероуглерода 83,8ккал.

Теплота испарения 1 кг воды 536,5ккал.

Теплоёмкость жгута-0,4.

Влажность жгута-220%.

1. Расход тепла на нагрев жгута: 120000*0,4* (98-45) +2,2*120000* (98-45) =16536000ккал/сут или 16,5Гкал/сут

2. Количество, испаряемого сероуглерода: 120000*0,18=21600 кг/сут

3. Количество воды, испаряемой с сероуглеродом: (21600*0,7) /0,3=50400 кг/сут

4. Расход тепла на испарение сероуглерода и воды: 21600*83,3+50400*536,5=28838880ккал/сут или 28,8Гкал/сут

5. Общий расход тепла составит: 16,5+28,8=45,3Гкал/сут, с учётом 10% потерь расход составит: 45,3*1,1=49,83Гкал/сут или 0,415Гкал/т

6. Расход тепла на сушку волокна:

влажность волокна до сушки 150%;

влажность волокна после сушки 8%;

потери тепла 10%;

удельный расход пара на испарение 1 кг влаги принимаем 1,97;

теплота конденсации 511ккал.

Тогда расход на сушку составит: [1,97*120000* (150-8) *511*1,1] /100=188697224,8ккал/сут или 188,7Гкал/сут, или 1,57Гкал/т

7. Общий расход тепла по прядильному цеху составит: 0,415+1,57=Гкал/т

1.8.2.2 Расчет расхода воды

1. Расход оборотной воды на один холодильник составит 35м3/ч, общий расход: 35*14=490м3/ч или 490/5=98м3

2. Расход умягчённой воды:

на отделку волокна, на 7-8 сито подаётся по 20м3/ч умягчённой воды, всего на один агрегат расходуется: 20*2=40м3/ч на шесть агрегатов: 40*6=240м3

Суточный расход умягчённой воды составит: 240*24=5760м3/сут или 5760/120=48м3/т на грабельно-мыловочную машину, на одну машину расходуется 15м3/ч, на шесть агрегатов: 15*6=90м3

Суточный расход составит: 90*24=2160м3/сут или 2160/120=18м3/т на орошение валов отделки на один агрегат расход умягчённой воды составит: 2*10=20м3/ч, где 2-количество валов на одном агрегате; 10м3/ч-расход воды на один вал.

Расход воды на шесть агрегатов: 20*6=120м3

Суточный расход воды составит: 120*24=2880м3/сут или 2880/120=24м3/т на резку волокна, на один агрегат расходуется 30м3/ч; на шесть агрегатов-180м3/ч.

Суточный расход составит: 180*24=4320м3/сут или 4320/120=36м3/т на обработку фильер и гарнитуры расход воды составит 240м3/сут или 2м3

Общий расход умягченной воды по прядильному цеху составит: 48+18+24+36+2=128м3/т.

1.8.2.3 Расчёт расхода сжатого воздуха

1. Для выпуска 120т/сут вискозного волокна необходимо наличие в работе шесть упаковочных прессов. Подъём трамбовки производится технологическим воздухом. В минуту трамбовка поднимается 4 раза. На один подъём затрачивается 5секунд, итого в минуту расходуется технологического воздуха через трубопровод в течение 20секунд.

Расход сжатого воздуха на один пресс в час составит: 20*14=280м3

На шесть прессов: 280*6=1680м3/ч или 1680/5=336м3

2. Расход сжатого воздуха на капсюляцию прядильной машины.

На одном агрегате установлено 36 рам капсюляции, на шести агрегатах-216.

Время открытия и закрытия одной рамы 3секунды. За шесть часов расходуется 167,4м3 сжатого вохдуха. За один час-28м3.

Расход воздуха на одну тонну волокна составит: 28/5=5,6м3

Общий расход сжатого воздуха составит: 336+5,6=341,6м3

1.8.3 Расчёт расхода электроэнергии

Удельные нормы расхода электроэнергии.

Таблица 1.8.1

Перечень энергоиспользующего оборудования

Данные по оборудованию

Коэффициент загрузки

Ре-

жим

рабо-

ты за

сут-ки

Суточный расход элект-ро-энер-гии

кВт/ч

Общее

установленное количество

Общая

установленная

мощно сть

Количество

работающего оборудования

Рабочая

мощность

Прядильно-отделочные агрегаты:

1. Насосные валы и галеты

38

186,2

3

186,2

0,6

24

2681,28

2. Аппараты отгонки сероуглерода

38

266,0

38

266,0

0,6

24

3830,4

3. Тянущие валы и резка

58

145,0

39

97,5

0,6

24

1404,0

4. Отделка

48

310,5

48

310,5

0,6

24

4471,2

5. Маслонасосы усиленного отжима

8

17,6

8

17,6

0,6

3

31,68

6. Сушильная часть

149

870,4

149

870,4

0,6

24

12533,76

Пресса:

1. Плунжерные насосы

6

240

6

240

0,6

2,4

345,6

2. Подкачивающие насосы

6

1,08

6

1,08

0,6

2,4

1,55

3. Винтовые насосы

6

168

6

168

0,6

3,3

332,6

4. Привод поворота круга

6

27

6

27

0,6

1,1

17,8

5. Маслонасосы

2

5,6

1

2,8

0,6

1,0

1,68

6. Насосы подачи воды на предварительные холодильники

2

60

1

30

0,6

24

432

Итого:

26083,5

2. Раздел "Обеспечение безопасности жизнедеятельности"

Производство вискозного волокна характеризуется наличием вредных и опасных производственных факторов.

Вредным производственным фактором называется производственный фактор, воздействие которого на работающего приводит к заболеванию или снижению работоспособности. К вредным производственным факторам вискозного производства относятся:

отравления вредными веществами, применяемыми на производстве;

термические и химические ожоги;

поражение электрическим током;

пожары;

шум и вибрация;

слабое освещение.

Опасным производственным фактором называется производственный фактор, воздействие которого на работающего в определённых условиях приводит к травме или другому внезапному ухудшению здоровья. К опасным производственным факторам производства вискозного волокна относятся:

движущиеся, вращающиеся механизмы оборудования;

движущиеся транспортёры;

пресса;

взрывы [27].

2.1 Взрывопожаробезопасность

В производстве вискозного волокна применяются горючие жидкости и газы, представленные в таблице 2.8

Таблица 2.8. Пожароопасные свойства горючих жидкостей и газов.

Наименование вещества

Физическое состояние

Температура,єС

Пределы воспламене-ния,єС

вспышки

вос

пламе

нения

самовоспламенения

нижний

верх

ний

Серо-углерод техничес-кий

бесцветная жидкость с приятным запахом (чистого) и неприятного у технического, пары сероуглерода образуют с воздухом взрывоопасную смесь

-43

______

102

1

50

Сероводо-род

бесцветный газ с запахом тухлых яиц, в смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь

___

_____

246

4,3

4,6

Природный газ

газообразное вещество

____

______

537

5,0

15,0

Стеарокс-6

горючая легкоплавкая пастообразная масса

134

267

381

133

174

Полиэтилен

гликоль-35

Водный раствор трудногорюч

273

275

____

____

____

На основании приведённой классификации отделения и цеха вискозного производства подразделяются на следующие классы и категории, представленные в таблице 2.9

Таблица 2.9. Классификация основных цехов и отделений по взрывопожаробезопасности.

Наименование цеха, отделения, установки.

Категория взрывопожароопасности по СНиПП-М2-72

Класс помещений по правилам устройства электроустановок

Склад целлюлозы

В

П-2а

Содовая станция

Д

не классифицируется

Отделение мерсеризации и измельчения

Д

не классифицируется

Отделение предсозревания щелочной целлюлозы

Д

не классифицируется

Отделение ксантогенирования

А

В-Iа

Вискозное отделение

Д

не классифицируется

Участок прядения волокна

Д

В-Iа

Отделка волокна

Д

не классифицируется

Сушка волокна

В

П-2а

Склад волокна

В

П-2а

Цех регенерации

А

В-Iа

Для тушения пожаров в цехах и отделениях производства вискозного волокна предусматриваются пожарный водопровод и первичные средства пожаротушения: огнетушители углекислотные ОУ-2, ОУ-5; огнетушители химические пенные ОХП-8, ОХП-10; вёдра с песком; пожарные краны, расположенные на укрепительных столбах в непосредственной близости от оборудования, складов полуфабрикатов и готовой продукции.

Также на производстве предусматривается служба пожарной охраны, которая в случае необходимости вызывается по телефону 01.

2.2 Вредные производственные факторы

В производстве вискозного штапельного волокна используются вредные и токсичные вещества, поэтому необходимо знать концентрацию этих веществ в воздухе рабочей зоны и в селитебной зоне, чтобы правильно и своевременно контролировать воздушную среду.

Характеристики вредных веществ, представлены в таблице 2.10

Таблица 2.10

Характеристика вредных веществ

Наименование вещества

Характер воздействия на организм человека

Класс опас-ности

Предельно-допустимые концентрации, мг/м3

в воздухе рабочей зоны

в атмосферном воздухе населённых пунктов

в воде водоёмов сани-тарно-бытового использо-вания

максимально-разовая

Средне-суточная

1

2

3

4

5

6

7

Сероуглерод

Вызывает острое отравление и хроническую интексикацию, выражается в головных болях, тошноте, возможна остановка дыхания

3

1

0,03

0,005

1,0

Сероводород

Действует раздражающе на органы дыхания и глаза, токсичный, сильнодействующий яд, вызывает смерть от останова дыхания

2

10

0,08

0,008

не допускается

Серная кислота

при попадании на кожу вызывает ожоги, вызывает жжение в глазах, покраснение

2

1

0,3

0,1

_

Едкий натр

при попадании на кожу вызывает ожоги, действует на слизистые оболочки

3

5

0,5

0,1

_

Сульфат цинка

пожаро-взрывоопасен

3

0,05

_

_

0,01

Полиэтиленгликоль-35

раздражающе действует на кожу и слизистые оболочки

3

_

0,01

_

1,0

Двуокись серы

токсичный газ, раздражает слизистую оболочку глаз, горла, носа, дыхательных путей

3

10

0,5

0,005

_

Большинство веществ, применяемых в производстве вискозного волокна, могут вызвать острые отравления. Для работников предусмотрены индивидуальные средства защиты.

Для защиты органов дыхания: противогазы марки "М", "БКФ", "ПШ-1", "ПШ-2"; респираторы типа "Лепесток".

Для защиты рук: рукавицы, перчатки.

Для защиты глаз - защитные очки.

В воздух рабочей зоны выделяются токсичные вещества, поэтому на производстве предусматривается наличие мощной системы приточно-вытяжной вентиляции.

2.3 Шум и вибрация, создаваемые движущимися частями оборудования, при работе двигателей движении и транспортёров, также являются вредными факторами данного производства

Для защиты от шума предусматривается использование индивидуальных средств защиты: наушники, резиновые заглушки и заглушки из пористого материала типа "беруши" [28]. Частично уровень шума снижается путём снижения вибрации, путём установки аппаратов на массивный фундамент, а также на резиновые, пенопластовые и другие амортизаторы.

2.4 Электро-и травмобезопасность

В производстве вискозных волокон применяется электрооборудование (насосы, двигатели, контрольно-измерительные приборы), работающие под напряжением. Поэтому, исходя из правил устройства электроустановок, оборудование данного производства относится к классу повышенной опасности.

Для предупреждения электротравматизма следует всё электрооборудование устанавливать в соответствии с правилами устройства электроустановок.

Конструкция электроустановок должна соответствовать условиям их эксплуатации и обеспечивать защиту персонала с токоведущими частями. Для этого предусматривается ограждение токоведущих частей. Также у оборудования предусматривается наличие предохранительных устройств: блокировки, сигнализации и зануление оборудования.

Наличие на производстве движущихся и вращающихся частей оборудования, движение транспортёров и другие опасные производственные факторы могут вызвать травму работника.

Для предупреждения травм при работе с движущимися частями необходимо соблюдать особую осторожность, работать в спецодежде, не

допускать развивающихся частей одежды [26].

Также предусматривается наличие защитных устройств, для защиты обслуживающего персонала. Вращающиеся и движущиеся части оборудования должны быть укрыты в корпусе. Если укрытие в корпусе невозможно, то применяют наружные, съёмные ограждения.

Во время действия механизма ограждение должно быть на месте и надёжно укреплено. Также для предупреждения травматизма предусматривается наличие блокировочных и тормозных устройств [29].

2.5 Освещение

Рациональное освещение помещений и рабочих мест - один из важнейших элементов благоприятных условий труда. При правильном освещении повышается производительность, улучшаются условия безопасности. Неправильное или недостаточное освещение может привести к созданию опасных заболеваний.

Освещение может быть естественным и искусственным.

Источник естественного освещения - солнечная радиация, которая проникает в помещение через оконные проёмы.

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света.

Нормы освещенности при искусственном освещении представлены в таблице 2.11

Таблица 2.11

Нормы освещенности.

Характеристика зрительной работы

Наименьший размер объекта, мм

Разряд зрительной работы

Подразряд зрительной работы

Контраст объекта с фоном

Характеристика фона

Искусственное освещение, освещенность, лк

комбинированное

общее освещение

всего

в том числе общее

Высокой точности

0,3-0,5

3

а

б

б

в

в

г

малый

малый

средний

малый

средний

средний

тёмный

средний

тёмный

светлый

средний

светлый

2000

1500

1000

750

750

600

400

200

200

200

200

200

200

200

500

400

300

200

300

200

200

Малой точ-ности

1-5

5

а

б

б

в

г

малый

малый

средний

малый

средний

тёмный

средний

тёмный

светлый

светлый

400

_____

_____

_____

_____

200

_____

_____

_____

_____

300

200

_____

200

200

Для общего освещения производственных помещений используют газо-разрядные лампы. Для освещения взрывоопасных помещений применяются светильники во взрывонепроницаемом исполнении с повышенной надёжностью. Для освещения производственных помещений категории В-Iа применяются светильники типа В-с/а-200 с лампами мощность не выше 150Вт.

2.6 Тепловые излучения, микроклимат

Производство вискозного волокна характеризуется наличием неблагоприятных метеорологических условий: температура, влажность, тепловые выделения.

Для удаления избыточной теплоты в цехах предусматривается мощная система приточно-вытяжной вентиляции, а также местные отсосы у ксантогенаторов, формующей машины.

Метеорологические условия производственной среды определяют теплообмен организма человека и оказывают существенное влияние на функциональное состояние различных систем организма, самочувствие, работоспособность и здоровье. Кроме того нарушение теплообмена (охлаждение или перегрев) усугубляет действие на человека вредных веществ, вибрации и других вредных производственных факторов.

Нормирование микроклиматических параметров воздуха рабочей зоны осуществляется по ГОСТ ССБТ 12.1 005-76 "Воздух рабочей зоны".

Оптимальные и допустимые нормы параметров микроклимата сведены в таблицу 2.12.

Таблица 2.12.

Параметры микроклимата.

Период года

Категория тяжести работ

Температура на рабочих местах, єС

Влажность,%

Скорость движения, м/с

оптимальная

граница

допустимая

оптимальная

допустимая

верхняя

нижняя

пос-тоян-ных

непос-

тоян-

ных

пос

тоян-ных

непос-

тоян-

ных

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Холод-

ный

лёгкая

тяжёлая

3

23

22

19,5

18

17

25

24

23

21

19

26

25

24

23

20

21

20

17

15

13

18

17

15

13

12

______

______

75

75

75

0,1

0,1

0,2

0,2

0,3

не более 0,1

0,1

0,3

0,4

0,5

Теп-

лый

лёгкая

средней тяжести

тяжёлая

3

25,5

23

22

21

19

28

28

27

27

26

30

30

29

29

28

22

21

18

16

15

20

19

17

15

13

55 (при 28єС)

60 (при 27єС)

65 (при

26єС)

70 (при 25єС)

70 (при 24єС)

0,1

0,2

0,3

0,3

0,4

0,1-0,2

0,1-0,3

0,2-0,4

0,2-0,5

0,2-0,6

При производстве вискозных волокон возможны термические ожоги. Для их предупреждения трубопроводы и аппараты, имеющие температуру наружной поверхности выше 45єС и расположенные в доступных для обслуживающего персонала местах, должны быть покрыты тепловой изоляцией, температура наружной поверхности которой не должна быть выше 45єС.

Предусмотренные меры по охране жизни и здоровья работников позволяют свести к минимуму воздействие вредных факторов на организм человека.

2.7 Сосуды, работающие под давлением

На производстве вискозного волокна используются аппараты и сосуды, работающие под давлением (ксантогенаторы, фильтры, формовочные машины), в которых возможны выделения вредных и токсичных газов. Все аппараты должны быть герметичны и оборудованы контрольно-измерительными приборами, предохранительными устройствами, запорной арматурой и указателями уровня жидкости.

Каждый сосуд должен быть снабжён манометром. Класс точности манометров не ниже 2,5.

Предохранительными устройствами служат предохранительные клапана и мембраны. Предохранительные клапана предупреждают возникновения давления, превышающее допустимое.

Сосуды, работающие под давлением, подвергаются техническому освидетельствованию (внутреннему осмотру и гидравлическому испытанию) до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и досрочно.

В ксантогенаторе рабочее давление составляет 0,3 кгс/см2, поэтому аппарат подвергают гидравлическому испытанию, пробным давлением воды температурой (от 5 до 40) єС, в течение 10-30мин, в зависимости от толщины стенки аппарата.

На производстве предусмотрена опознавательная окраска трубопроводов в зависимости от групп транспортируемых по ним веществ: вода - зелёный; пар - красный; воздух - синий; кислоты - оранжевый; щелочи - фиолетовый; прочие вещества - серый.

3. Экологическая экспертиза проекта

В процессе производства вискозного волокна образуется огромное количество токсичных и агрессивных веществ, которые выбрасываются в окружающую среду в виде газообразных, жидких и твёрдых отходов [38].

В процессе получения вискозы, и особенно при формовании и отделке вискозных волокон с вентиляционным воздухом в атмосферу выбрасываются значительные количества сероуглерода и сероводорода, которые вредны для здоровья человека.

Также в процессе получения вискозного штапельного волокна образуются сточные воды, содержащие серную кислоту, едкий натр, сульфаты натрия и цинка, сероуглерод, сероводород и другие сульфиды, тиокарбонаты, целлюлозу, а также продукты замасливающих препаратов и модификаторов. Количество сточных вод и их загрязнённость зависят от типа оборудования, от схемы технологического процесса [42].

Твёрдыми отходами вискозного производства являются мокрые щелочные отходы, рваные отходы фильтрующего материала (бязь, байка), которые могут использоваться для изготовления товаров производственного назначения.

Для сокращения загрязнения атмосферы сероуглеродом и сероводородом комплексная система организованных вентиляционных выбросов должна включать объёмы газов, направляемых на очистку: отсос газов от ксантогенаторов химических цехов, вентиляционных газов от трубок формования волокна, от участка транспортировки жгута, резательных машин, флотаторов-дегазаторов осадительной ванны, неконденсированных газов аппаратов отгонки сероуглерода и от водоочистных сооружений.

Необходимым условием реализации комплексных систем обезвреживания являются:

обеспечение отсосов выделяющихся вредных веществ непосредственно в местах их концентрирования как в вентвыбросах, так и в технологических растворах;

организация отсосов газовыделений в минимально возможных объёмах и, следовательно, максимально достижимых концентраций вредных газов;

обеспечение условий максимального возврата сероуглерода в производство.

Существует большое разнообразие установок для улавливания сероуглерода и сероводорода. Для улавливания применяют адсорбционный, углеадсорбционный способ и способ прямой конденсации.

Регенерация сероуглерода путём прямой конденсации наиболее экономична. Себестоимость регенерируемого сероуглерода этим методом в 3-5раз ниже, чем при углеадсорбционном способе. Однако этот метод может применяться только в комбинации с адсорбционным способом. Это ограничение обусловлено тем, что для конденсационного метода могут быть использованы только высококонцентрированные газо-воздушные смеси с небольшим содержанием неконденсирующих газов (сероводород, диоксид углерода, воздух), которые получают в герметичных пластификационных аппаратах отгонки сероуглерода. В такой аппарат поступает максимально 45-50% сероуглерода от заданного при ксантогенировании, а регенерируется прямой конденсацией не более 40-42%.

Комбинирование конденсационного метода с углеадсорбционным позволяет не только удешевить регенерацию, но и упростить сам конденсационный метод.

Очистка сточных вод вискозного производства является одной из сложных проблем.

При производстве волокон образуются стоки двух видов: кислые и щелочные.

Кислые стоки из-за высокого содержания цинка часто называют кислыми цинкосодержащими стоками. Они образуются в прядильно-отделочном цехе, а также в отделениях подготовки и регенерации осадительной ванны. Щелочные стоки иногда разделяют на щелочные (из отделений мерсеризации) и вискозно-щелочные (из отделений ксатогенирования, растворения и фильтрации вискозы).

Основными источниками щелочных стоков являются: сброс канализационной щелочи, образующийся при диализе отжимной щелочи; отработанный десульфурационный раствор и промывные воды после десульфурации и промывки аппаратуры и фильтр-материалов; некоторое количество щелочных стоков образуется на установке очистки отходящих газов от сероводорода.

Источниками кислых стоков являются: сбросы промывных кислых вод; избыточной пластификационной ванны; унос осадительной ванны при выпарке и кристаллизации; потери осадительной и пластификационной ванн при промывке фильтров; во время промывки аппаратуры.

Для снижения объёма кислых стоков имеет место организация противоточной промывки и регенерации пластификационной ванны. Реализация этих мероприятий позволяет уменьшить поступление серной кислоты, сульфатов натрия и цинка в сточные воды на 50-60%.

Щелочные стоки содержат до 800-1200мг/л щелочи (в пересчёте на едкий натр). Содержание серной кислоты в кислых стоках колеблется в пределах 300-1500мг/л.

В связи со сложным составом сточных вод вискозного производства процесс их очистки является многостадийным. Обычно выделяют стадии механо-химической очистки, фильтрации и биологической (биохимической) очистки и химической очистки.

Основными методами химической очистки производственных сточных вод являются нейтрализация и окисление.

Химическая очистка целесообразна в совмещении с биологической очисткой.

Нейтрализацию осуществляют для приведения рН сточных вод к 6,5-8,5, то есть к реакции среды, близкой к нейтральной. Следовательно, нейтрализовать нужно сточные воды с рН 6,5, то есть имеющие кислую реакцию среды, и 8,5, то есть имеющие щелочную реакцию среды. Для биологической очистки сточных вод можно применять все известные методы очистки в естественных и искусственных условиях. Основными элементами установки биологической очистки сточных вод являются биофильтры и аэротенки, в которых используются активный ил. После химической и биологической очистки очищенные сточные воды возвращаются в систему замкнутого водооборота. 43

Схема очистки сточных вод вискозного производства.

97

усреднитель;

дегазатор;

смеситель;

сооружения биологической очистки;

пруд-аэратор;

флотатор;

шламоотвал. 44

Цинк является наиболее вредным компонентом в сточных водах. Вместе с тем он дефицитен, поэтому очистку цинкосодержащих стоков стремятся осуществить одновременно с наиболее полной регенерацией этого вещества.

Известны следующие методы очистки стоков и регенерации цинка: реагентный, ионообменный и экстракционный.

Реагентный способ заключается в обработке цинкосодержащих стоков веществами (реагентами), взаимодействующими с ионами цинка с выделением его в осадок, из которого цинк затем регенерируется.

Ионообменный способ очистки заключается в улавливании цинка на катионитах. Ионообменный метод имеет ряд недостатков, ограничивающих его применение. Перед катионированием вода должна быть тщательно очищена от взвешенных частиц во избежание закупорки пор в гранулах ионообменной смолы. Недопустимо также высокое содержание в воде ионов поливалентных металлов, снижающих обменную ёмкость катионита. Недостатком также является повышенный расход реагентов на нейтрализацию. В связи с этим ионообменный способ не нашёл широкого применения.

Экстрационный метод очистки сточных вод является одним из наиболее перспективных.

Для промышленного осуществления метода рекомендуется экстракционный аппарат, обеспечивающий 4-5 теоретических степеней контакта фаз. Степень извлечения цинка 85-90%.

В зависимости от принятой технологической схемы очистки сточных вод образуются три вида осадков (шламов): целлюлозные, содовые и известковые.

Целлюлозный шлам предлагается подвергать "осахариванию" в присутствии фермента-целлюлозы. Высушенный целлюлозный шлам может использоваться как топливо или добавка к строительным материалам.

Содовый шлам перерабатывают с целью извлечения цинка.

Известковый шлам может перерабатываться различными способами: гидрометаллургическим, вальцеванием, выщелачиванием с последующей очисткой ионообменными смолами и электролизом. Известковый шлам может быть переработан в цинковые удобрения [45].

3.1 Автоматизация установки

Производство химических, в том числе и вискозных, волокон - одно из крупномасштабных производств химической промышленности. Это определяется ролью, которую играют химические волокна во многих отраслях народного хозяйства страны. В связи с этим в производстве вискозных волокон отражены общепромышленные тенденции в области технологии, экономики, организации и автоматизации управления.

Автоматизация управления - как отдельными аппаратами, комплексами аппаратов, так и всем производством в целом - является важным элементом совершенствования производства вискозных волокон, определяя устойчивость качество работы и производительность этого процесса, повышение производительности труда в производстве волокон.

Возрастание роли автоматизированного управления в химико-технологических производствах привело к появлению следующих особенностей современных производств:

так называемая локальная автоматизация, считавшаяся ранее единственной формой автоматизации, становится неотъемлемой частью технологического оборудования;

автоматическое управление рассматривается как "технологический" фактор, превращающий сложную композицию из многих механизмов и аппаратов в единый агрегат с новыми качествами и повышенной эффективностью.

В данном проекте разрабатываются технологические вопросы автоматизации процессов фильтрации вискозы на фильтрах типа KKF.

Основные требования к приборам и средствам автоматизации.

Требования, предъявляемые к приборам и средствам автоматизации в производствах вискозных волокон в первую очередь определяются свойствами сред, параметры которых измеряются. Для производств вискозных волокон следует учитывать запыленность (газообразных сред) температуру и концентрацию веществ, вызывающих коррозию в газовых и жидкостных потоках, а также запыленность и содержание CS2, H2S и SO3 в атмосфере помещений, где устанавливается оборудование контроля и регулирования. Влияние температуры сред и концентрации веществ, вызывающих коррозию, учитываются при подборе соответствующих материалов для узлов датчиков, соприкасающихся со средой. При измерении концентрации запыленных сред применяются специальные способы очистки и подготовки пробы газа на анализ.

Чтобы избежать коррозии щитовых средств контроля и автоматизации, а также сохранить их эксплуатационные характеристики в условиях запыленности и загазованности атмосферы производственных помещений необходима максимально возможная централизация управления с очисткой и конденционирования воздуха, подаваемого в диспетчерские пункты. Это позволит снизить расходы на эксплуатацию приборов и увеличить срок их службы.

Таблица 4.6. Материалы для защиты средств контроля и регулирования в химическом цехе.

Параметр, точка замера

Защищаемый узел

Характеристика среды

Рекомен-дуемые материалы

1. Температура щелочи, щелочной целлюлозы в мерсеризаторе, линиях щелочи

Чехол термометра сопротивления

20-600С,

щелочная среда

Сталь Х 18Н10Т

2. Концентрация щелочи в трубопроводах щелочей

Датчик концентратомера

20-600С,

0-18%

NaOH

Х18Н10Т

3. Уровни в баках щело-

чей, вискозы

Пьезометрические трубки

20-600С,

0-18%

NaOH

Х18Н10Т

4. Температуры вискозы в баках и трубопроводах

Чехол термо-преобразователя сопротивления

20-400С,

щелочная среда,6

10% NaOH

Х18Н10Т

Таблица 4.7 Общетехнические средства контроля и автоматизации, используемые при автоматизации и управлении в химическом цехе.

Контролируемые и регулируемые параметры

Средства контроля и автоматизации

Тип

Датчики для измерения

температуры:

температура щелочей,

щелочной целлюлозы,

вискозы, воды

1

Датчики для измерения

разрежения и давления:

разрежение в обезвоздушивателях;

давление азота, воздуха, пара, воды, сероуглерода, щелочи, вискозы

Термометр сопротивления медный. Градуировка 23

Преобразователь измерительный к термометрам сопротивления

2

Тягомер сильфонный, выход-

ной сигнал 0,2-1 кгс/см2

Манометр пружинный, выход

ной сигнал 0,2-1 кгс/см2

ТСМ-6097, ТСМ-5071

ПТ-ТС-68

3

ТС-П1,ТС-П2

МП-П2

Датчики для измерения

расхода:

расход воздуха, азота

расход воды, щелочей

расход вискозы

Диафрагма бескамерная. Диф манометр мембранный, выход

ной сигнал 0,2-1 кгс/см2

Диафрагма камерная. Дифманометр сильфонный, показывающий, выходной сигнал 5мА

Комплект индукционного расходомера

Датчик измерительный блок

ИР-11, выходной сигнал 5мА

ДМ-П1

ДСП-786Н

ДСП-787Н

ИР-11

ДРИ

Измерение числа оборотов питателя целлюлозы, подаваемой в

мерсеризатор.

Датчик тахометра малогаборитный

Измеритель магнитоиндукционного тахометра

Д-1

ТЭ-1

К датчикам с пневмотическим выходом

Приборы пневматической

ветви ГСП

ПВ 4.2Э

ПВ 4.3Э

ПВ 10.1Э

Вторичные приборы:

Температура

Потенциометр автоматический показывающий (многоточечный)

Потенциометр показывающий, самопишущий, выходной сигнал 0,2-1 кгс/см2

Потенциометр автоматический показывающий, самопишущий с пневматическим изобромным регулятором

Мост автоматический, показывающий, самопишущий, выходной сигнал 0,2-1 кгс/см2

КСП-2-029

КСП-3

КСП-4

КСМ-3

Преобразователи обще-

го назначения

Пневмоэлектрический

Электропневматический

ПЭ-55м

ЭПП-63

Регуляторы:

Пневматической ветви

ГСП

Электрической ветви

ГСП

Пропорциональный регулятор

Пропорционально-интегральный регулятор

Блок регулирующий аналоговый

Блок управления аналогового

регулятора

ПР 1.5

ПР 3.21

Р 12

БУ 12

Измерение веса партии

щелочной целлюлозы,

загружаемой в ксанто-

генаторы

Весы технические. Предел измерения 0-10000 кгс

Датчики для измерения

уровня:

уровни в баках щелочей, в смесителях вискозы, в баках вискозы,

воды

Пьезометрическая трубка. Манометр сильфонный, выходной сигнал 0,2-1 кгс/см2

МС-П1

Описание схемы контроля и регулирования параметров фильтра KKF.

В процессе фильтрации вискозы на фильтре типа KKF контролируются следующие параметры:

давление вискозы в трубопроводах на входе и выходе из фильтра

расход вискозы, подаваемой в фильтр.

Расход вискозы, подаваемой на фильтрацию в фильтр, измеряется датчиком расхода ДРИ (поз.1-1), сигнал от которого передается на прибор, установленный на щите, типа РИ-11 (поз.1-2) и блок регулирующий Р12 (поз.1-3), управляющий исполнительным механизмом (поз.2-1) - клапаном 25с48нж.

Для контроля давления на входе и выходе вискозы в фильтр на трубопроводах вискозы, установлены отборные устройства и мембранные разделители МР (поз.3.1, 4.1, 5-1, 6-1) с датчиками МП-П2 (поз.4-2,5-2) пневматический сигнал, от которых передается на вторичный пневматический прибор показывающий и самопишущий типа ПВ 4.2Э (поз 4-3 и 5-3) установленные на щите. Для контроля давления входа и выхода вискозы из фильтра по месту установлены также манометры показывающие общего назначения ОБМ1-160 (поз.3-2,6-2).

Технические характеристики приборов контроля и регулирования фильтра KKF.

Расходомер электромагнитный ИР-51:

пределы измерения, м3

нижний - 0,32

верхний - 1000

давление, МПа - 1,0

температура, 0С - от -40 до +150

Датчики давления ГСП (пневматические):

тип МП-П2-9112;

верхний предел измерения, Мпа- 0,6

Манометры пружинные:

тип-ОБМ1-160

верхний предел измерения, Мпа-0,6

Вторичные приборы к датчику давления:

тип ПВ 4.3Э

класс точности - 1

расход воздуха, л/мин - 8

масса, кг - 10

Регулятор расхода:

тип Р21

габарит, мм - 160*80*508

масса, кг - 8

потребляемая мощность, ВА-30

вероятность безотказной работы за 2000 ч - 0,94

Заключение

В дипломном проекте осуществлено совершенствование технологии производства вискозного волокна за счёт:

замены дискового фильтра первой фильтрации и рамного фильтр-пресса второй фильтрации на фильтр с керамическим фильтрующим элементом;

оптимизации процесса отгонки и конденсации сероуглерода путём снижения температуры пластификационной ванны;

замены в блочном фильерном комплекте фильтровального материала, использование вместо хлопчатобумажной ткани нержавеющих сеток саржевого типа.

Проведены материальные, тепловые и энергетические расчёты, также произведён расчёт расхода умягчённой воды на отделку волокна и обработку фильер. Рассчитано количество сжатого воздуха необходимого для капсюляции прядильной машины и работы упаковочных прессов. Рассчитано основное технологическое оборудование. Проведен расчёт внутрицехового транспорта.

Автоматизирован процесс формования вискозного волокна. Внедрение специальных автоматических устройств, способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха и водоёмов промышленными отходами.

Предусмотрено безопасное ведение технологического процесса за счёт применения индивидуальных средств защиты, наличия мощной системы приточно-вытяжной вентиляции. Для тушения пожаров предусматривается пожарный водопровод и первичные средства пожаротушения.

Рассчитана технико-экономическая эффективность предложенных технических решений, приводящих к снижению производственной себестоимости и увеличению прибыли.

Список использованной литературы

1. Перепёлкин К.Е. Химические волокна: настоящее и будущее. Взгляд в следующее столетие // Химич. волокна. - 2000. - №5. - С.3-16.

2. Перепёлкин К.Е. Современные химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности // Российский химич. журнал. - 2002. - №1. - С.31-49.

3. Статистические данные технического отдела ОАО "Балаковские волокна". - 2004. - С.3

4. Повышение растворимости целлюлозы в водно-щелочных растворах при низких температурах в присутствии мочевины / Э.З. Кирпершлак, А.Б. Пакшвер, Ю.Я. Малюгин и др. // Химич. волокна. - 1979. - №6. - С.26-27.

5. Перепелкин К.Е. Новые процессы и волокна в будущем // Химич. волокна. - 2000. - №6. - С.7-8

6. http://www/isc-ras.ru/textile/jtexchem/koi/1998n1/…

7. Айзенштейн Э.М. Мировое производство текстильного сырья в 2002 году // Химич. волокна. - 2004. - №1. - С.3-7.

8. Производство вискозных волокон и нитей в странах СНГ/ И.П. Бакшеев, П.А. Бутягин, Н.Т. Буткова и др. // Химич. волокна. - 1997. - №4. - С.6-10

9. Юркевич В.В. Технология производства химических волокон / В.В. Юркевич, А.Б. Пакшвер. - М.: Химия, 1987. - 304с.

10. Серков А.Т. Вискозные волокна. - М.: Химия, 1980. - 296с.

11. Технология производства химических волокон / Под ред.А.Н. Ряузова. - М.: Химия, 1974. - 512с.

12. Браверман П.Ф. Оборудование и механизация производства химических волокон/П.Ф. Браверман, А.Б. Чачхиани. - М.: Машиностроение, 1975. - 375с.

13. Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон Т.1. - М.: Химия, 1974. - 518с.

14. Артеменко М.А. Технология безопасности при производстве химических волокон. - М.: Химия, 1968. - 425с.

15. Фингер Г.Г. Производство вискозных волокон. - М.: Химия, 1990. - 256 с.

16. Бедер Л.М. Создание и исследование аппарата для непрерывного получения прядильных растворов в производстве химических волокон. - Автореферат канд. дис. - Калинин: ВНИИСВ, 1978-С.29-36

17. Янков В.Н. Исследование и разработка методов расчета шнековых насосов и аппаратов непрерывного растворения полимеров в производстве синтетических волокон. - Автореферат канд. дисц. - Калинин: ВНИИСВ, 1978-С.53-57

18. Пакшвер А.Б. Физико-химические основы технологии химических волокон. - М.: Химия, 1972. - 328с.

19. Гетце К.Л. Производство вискозных волокон. - М.: Химия, 1972. - 256с.

20. Зубахина Н.А. Влияние содержания гель-частиц в вискозе на свойства волокна/Н.А. Зубахина, А.Т. Серков // Химич. волокна. - 1972. - №2. - С.33-34

21. Исследование микрогелевых частиц в вискозе оптическим методом/Х.У. Усманов, С.В. Глухова, Г.М. Козин // Химич. волокна. - 1973. - №5. - С.28-30

22. Костров Ю.А. Производство искусственных волокон/Ю.А. Костров, В.А. Платонов. - М.: Высшая школа. - 1972. - 436с.

23. Вирезуб А.И. Особенности фильтрации вискозы /А.И. Вирезуб, А.Б. Пакшвер // Химич. волокна. - 1978. - №3. - С.33-38.

24. Опыт промышленной эксплуатации фильтров непрерывного действия с керамическими фильтрующими элементами / А.К. Ставцов, Б.М. Билецкий, А.П. Смолий и др. // Химич. волокна. - 1975. - №6. - С.55-58.

25. Фильтрация вискозы на керамических фильтрах / Д.Н. Архангельский, С.Ф. Кулевник, В.Г. Барко и др. // Химич. волокна. - 1966. - №1. - С.42-44.

26. Проспект фирмы "Chemtex", США

27. Проспект фирмы "Sand Defebrator", Швеция

28. Проспект фирмы "Lenzing AG". - Фильтры KKF, Австрия

29. А. С.1694591 СССР, МКИ, С08В9/00. Технологическая линия для получения вискозы /В.П. Ким, Э.А. Мальвинов, С.Н. Потяко и др. - №4624892/05; Заявлено 22.12.88; Опубл.30.11.91 // Открытия. Изобретения. - 1991. - №44.

30. А. С.1650650 СССР, МКИ, С08В9/00. Способ мерсеризации целлюлозы. /В.Г. Барко, В.Н. Ирклей, В.М. Дроздовский и др. - №4685306/05; Заявлено 03.05.89; Опубл.23.05.91 // Открытия. Изобретения. - 1991. - №19.

31. А. С.927867 СССР, МКИ, D01F2/28. Способ получения гидратцеллюлозного волокна. / В.П. Ким, В.И. Майборода, А.Н. Селин и др. - №2940055 /23-05; Заявлено 16.06.80; Опубл.15.08.82 // Открытия. Изобретения. - 1982. - №18.

32. А. С.438731 СССР, МКИ, С08В9/04. Аппарат непрерывного сульфидирования щелочной целлюлозы. /И.Г. Шимко, Е.М. Могилевский, И.З. Эйфер и др. - №1751684 /23-05; Заявлено 21.02.72; Опубл.05.08.74 // Открытия. Изобретения. - 1975. - №29.

33. А. С.1669916 СССР, МКИ, С08В9/00. Способ получения вискозы. / А.К. Ставцов, А.П. Мелешевич, В.Н. Дроздовский и др. - №4495808/05; Заявлено 12.07.88; Опубл.15.08.91 // Открытия. Изобретения. - 1991. - №30.

34. А. С.1388399 СССР, МКИ, С08В9/00. Способ получения вискозы. / Н.И. Розенблюм, Н.И. Петрова, Л.Г. Токарева и др. - №4034525/23-05; Заявлено 11.03.86; Опубл.15.04.88 // Открытия. Изобретения. - 1988. - №14.

35. А. С.1159925 СССР, МКИ, С08В9/00. Способ получения вискозы. / А.Т. Серков, В.В. Скоробогатых, Н.Е. Князева и др. - №3548232/23-05; Заявлено 10.12.82; Опубл.07.06.85 // Открытия. Изобретения. - 1985. - №21.

36. ОАО "Балаковские волокна". Постоянный технологический регламент производства вискозного волокна. 1995 года.

37. Гарф Е.В. Технические расчеты в производстве химических волокон/Е.В. Гарф, А.Б. Пакшвер. - М.: Химия, 1978. - 256с.

38. Борисов А.Л. Проектирование предприятий искусственных волокон. - М.: Химия, 1975. - 344с.

39. Охрана труда в химической промышленности / Г.В. Макаров, А.Я. Васин, Л.К. Маринина и др. - М.: Химия, 1989. - 496 с.

40. Охрана труда в химической промышленности / Под ред. Г.В. Макарова. - М.: Химия, 1977. - 568 с.

41. Охрана окружающей среды / Под ред. С.В. Белова. - М.: Высш. шк., 1991. - 319 с.

42. Михайлова С.А. Воздействие вискозных производств на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба. - Новосибирск, 1991. - 200 с.

43. Путилов А.В. Охрана окружающей среды/А.В. Путилов, А.А. Копреев, Н.В. Петрухин. - М.: Химия, 1991. - 224с.

44. Обезвреживание сточных вод предприятий вискозных волокон/ В.С. Смирнов, Ю.Е. Матусков, М.Х. Кучинский и др. // Химич. волокна. - 1982. - №4. - С.67-69

45. Основы автоматизации химических производств /Под ред. П.А. Обновленского и А.Л. Гуревича. - М.: Химия, 1975. - 528 с.

46. Голубятников В.А. Автоматизация процессов в химической промышленности /В.А. Голубятников, В.В. Шувалов. - М.: Химия, 1972. - 248 с.


Подобные документы

  • Виды искусственных волокон, их свойства и практическое применение. Вискозные, медно-аммиачные и ацетатные волокна, целлюлоза как исходный материал для их получения. Улучшение потребительских свойств пряжи благодаря использованию химических волокон.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.12.2011

  • Этапы производства химических волокон. Графит и неграфитированные виды углерода. Высокопрочные, термостойкие и негорючие волокна и нити (фенилон, внивлон, оксалон, армид, углеродные и графические): состав, строение, получение, свойства и применение.

    контрольная работа [676,2 K], добавлен 06.07.2015

  • Классификация химических волокон. Свойства и качества искусственных их разновидностей: вискозы и ацетатного волокна. Полиамидные и полиэфирные их аналоги. Сфера применения капрона, лавсана, полиэфирного и полиакрилонитрильного волокон, акриловой пряжи.

    презентация [537,4 K], добавлен 14.09.2014

  • Технология обработки в отделочном производстве суровой вискозно-штапельной ткани. Технология подготовки тканей гидратцеллюлозных волокон перед крашением и печатанием. Особенности технологии и механизм заключительной отделки из гидратцеллюлозных волокон.

    контрольная работа [17,5 K], добавлен 23.07.2012

  • Применение химических или физико-химических процессов переработки природных и синтетических высокомолекулярных соединений (полимеров) при производстве химических волокон. Полиамидные и полиэфирные волокна. Формования комплексных нитей из расплава.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 20.11.2010

  • Стеклянное волокно, его применение. Общие сведения о базальтовом волокне. Структуры, образующиеся при окислении ПАН-волокна. Плотность и теплопроводность арамидных волокон. Основные свойства полиолефиновых волокон. Поверхностные свойства борных волокон.

    контрольная работа [491,1 K], добавлен 16.12.2010

  • Основу материалов и тканей составляют волокна. Друг от друга волокна отличаются по химическому составу, строению и свойствам. В основу существующей классификации текстильных волокон положено два основных признака - способ их получения и химический состав.

    курсовая работа [34,7 K], добавлен 15.12.2010

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.