Проектирование систем очистки выбросов цеха литья пластмасс

Проектирование систем очистки выбросов цеха литья пластмасс

Министерство образования Российской Федерации

ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ

Зав. кафедрой, д.т.н., проф.

________________

«____»__________ 2003 г.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

В ЦЕХЕ ЛИТЬЯ ПЛАСТМАСС

Расчетно-пояснительная записка по дипломному проекту

Проект выполнил:

Руководитель проекта

Консультант по разработке

экологических нормативов

Консультант по экологическому

контролю:

Консультант по экономике

природопользования:

Консультант по БЖД:

Аннотация

Тема дипломного проекта: «Проектирование систем очистки воздуха от

выбросов цеха литья пластмасс»

Автор:

Руководитель:

Проект включает 156 страниц пояснительной записки, 8 листов

графической части, 15 таблиц, 15 рисунков, 4 приложения, 45 источников

литературы.

В дипломном проекте разработана технологическая схема очистки

воздуха от выбросов цеха литья пластмасс.

Произведен расчет сетей воздухопроводов, расчет и подбор циклонов и

вентиляторов. Для более эффективной очистки вентиляционных выбросов от пыли

органической, предложена доработка конструкции циклона – установлен

закручивающий элемент, который добавляет в процесс очистки, кроме

инерционных сил, центробежную силу.

Эффективность очистки 80%.

Произведены эколого-экономические расчеты, рассмотрены вопросы по

безопасности жизнедеятельности и охране труда.

Содержание

|Аннотация |3 |

|Введение |7 |

|1.0 Общие сведения о предприятии |8 |

|2.0 Характеристика производственных процессов предприятия |13 |

| 2.1 Характеристика сырья и материалов |13 |

| 2.2 Характеристика технологических процессов предприятия, |15 |

|схемы выпуска | |

|основных видов продукции | |

| 2.3 Технологическое оборудование, машины и агрегаты |22 |

|3.0 Характеристика производственных процессов |27 |

|как источников загрязнения окружающей среды | |

|Характеристика производственных процессов |27 |

|как источников образования отходов | |

| 3.2 Характеристика производственных процессов |38 |

|как источников загрязнения атмосферы | |

|Характеристика производственных процессов |42 |

|как источников образования сточных вод и загрязнения водотоков | |

|4.0 Разработка экологических нормативов предприятия |45 |

| 4.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу |45 |

| 4.2 Расчет нормативов образования отходов и лимитов на их |50 |

|размещение | |

|5.0 Экологический контроль |54 |

| 5.1 Производственный экологический контроль |54 |

| 5.2 Экологический мониторинг |61 |

|6.0 Разработка технических мероприятий, направленных на снижение |63 |

|влияния | |

|загрязняющих веществ на состояние окружающей среды | |

| 6.1 Литературный обзор |63 |

| 6.2 Обоснование выбора методов и технологической схемы |93 |

|очистки выбросов | |

|цеха литья пластмасс от вредных примесей | |

| 6.3 Описание технологической схемы очистки выбросов цеха |93 |

|литья пластмасс | |

| 6.4 Подбор и расчет технологического оборудования |94 |

|7.0 Экономика природопользования |127 |

| 7.1 Расчет платежей за загрязнение окружающей природной среды|127 |

| 7.2 Экономическая оценка экологического ущерба |131 |

| 7.3 Определение экономической эффективности проведения |133 |

|природоохранных | |

|мероприятий по защите атмосферного воздуха | |

|8.0 Безопасность жизнедеятельности |135 |

| 8.1 Характеристика воздушной среды на рабочих местах цеха |135 |

|литья пластмасс, | |

|воздействие веществ на организм | |

| 8.2 Профилактика заболеваний. Индивидуальные средства защиты.|140 |

|Заключение |143 |

|Список использованных источников |144 |

|Приложение А Перечень технологического оборудования цеха литья |147 |

|пластмасс | |

|Приложение Б Бланк инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в |148 |

|атмосферу | |

|Приложение В Перечень, физико-химическая характеристика и состав |149 |

|отходов | |

|цеха литья пластмасс | |

|Приложение Г Оборудование, методы и средства экологического |150 |

|контроля | |

| | |

Введение

Развитие научно-технической революции связанные с ней грандиозные

масштабы производственной деятельности человека привели к большим

позитивным преобразованиям в мире – созданию мощного промышленного и

сельскохозяйственного потенциала. Но вместе с тем резко ухудшилось

состояние окружающей среды. Загрязнение атмосферы, как части экосферы,

достигает угрожающих размеров.

За последние три-четыре десятилетия в промышленности резко возросло

использование полимерных материалов и к настоящему времени достигло

колоссальных размеров, а перспективы их производства и применения в

различных областях народного хозяйства и быта постоянно расширяются.

В мире ежегодно производится и перерабатывается более 300 млн. тонн

пластических масс.

Пластмассы - материалы на основе органических природных,

синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и

приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Полимеры - это

высоко молекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим

количеством одинаковых группировок атомов, соединенных химическими связями.

Кроме полимера в пластмассе могут быть некоторые добавки.

Переработка пластмасс - это совокупность технологических процессов,

обеспечивающих получение изделий - деталей с заданными конфигурацией,

точностью и эксплуатационными свойствами.

В атмосферу, процессе переработки, выделяется ежегодно 3,5 млрд.

тонн различных вредных веществ: формальдегид, стирол, ксилол, фенол,

дибутилфталат, аммиак, органические кислоты, метиловый спирт, пыль

органическая и др.

Одной из основных задач, стоящих перед специалистами на

предприятиях, где перерабатываются пластмассы, является решение проблемы по

очистке выбросов.

2.0 Характеристика производственных процессов предприятия

2.1 Характеристика сырья и материалов

Предприятие предназначено для выпуска приборов различного

назначения, ТНП и нестандартного оборудования. Основными являются сборочные

и механосборочные производства. Поэтому основными потребителями сырья и

материалов являются вспомогательные производства.

Цех литья из пластмасс (заготовительно-литейное производство)

перерабатывает термопластичные материалы: полиэтилен, полипропилен,

полистирол, полиамиды, пластик АБС.

Пластмассы - материалы на основе органических природных,

синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и

приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Полимеры - это

высоко молекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим

количеством одинаковых группировок атомов, соединенных химическими связями.

Кроме полимера в пластмассе могут быть некоторые добавки. [ ]

Полимеры состоят из повторяющихся групп атомов - звеньев исходного

вещества - мономера, образующих молекулы в тысячи раз превышающих длину

неполимерных соединений, такие молекулы называют макромолекулами. Чем

больше звеньев в макромолекуле полимера (больше степень полимеризации), тем

более прочен материал и более стоек к действию нагрева и растворителей. [

]

Пластмассы выбирают исходя из требований к эксплуатационным

свойствам и геометрическим параметрам изделия. Поэтому сначала выбирают вид

пластмассы на основе требований к ее эксплуатационным свойствам, а затем

базовую марку и марку с улучшенными технологическими свойствами, которую

можно эффективно переработать выбранным способом. [ ]

1 Полиэтилен низкого давления, высокой плотности ГОСТ 16338-85

Получают суспензионным и газофазным методом полимеризации

этилена при низком давлении на комплексных металлорганических

катализаторах в суспензии, а в газовой фазе на комплексных

металлорганических катализаторах на носителе.

Представляет собой гранулы 2-5 мм различной окраски. Горюч.

При нагревании свыше 1400С возможно выделение в воздух летучих

продуктов термоокислительной деструкции, содержащие органические кислоты,

карбонильные соединения, в том числе формальдегид, ацетальдегид и оксид

углерода.

2 Полиамид 610 литьевой ГОСТ 10589-87

является продуктов полконденсации соли СГ (соли гексаметилендиамина

и себациновой кислоты). Применяется для изготовления литьем под давлением

различных изделий конструкционного и электроизоляционного назначения.

Неокрашенные гранулы размером 2-5 мм.

При температуре до 3000С не токсичен и не оказывает вредного

воздействия на организм человека. На воздухе при температуре выше 3000С

разлагается с выделением оксида углерода, аммиака, двуокиси углерода.

3 Полипропилен и сополимеры полипропилена ГОСТ 26996-86

Получается полимеризацией пропилена, и сополимеры, получаемые,

получаемые сополимеризацией пропилена и этилена в присутствии

металлорганических катализаторов при низком и средних давлениях.

Гранулы одного цвета 2-5 мм разных цветов. Горюч.

При комнатной температуре не выделяет в окружающую среду токсичных

веществ и не оказывает вредного влияния на организм человека при

непосредственном контакте. Мелкая пыль полимера при вдыхании и попадании в

легкие может вызвать вялотекущие фиброзные изменения в них.

При нагревании в процессе переработки выше 1500С выделение в воздух

летучих продуктов термоокислительной деструкции, содержащих органические

кислоты, карбонильные уединения, в том числе формальдегид, ацетальдегид и

оксид углерода.

При концентрации перечисленных веществ в воздухе рабочей зоны выше

предельно-допустимой возможны острые и хронические отравления.

4 Пластик АБС ТУ 6-05-1587-84 Сополимеры акрилонитрилбутадиенсти-

рольные АБС.

Получают методом непрерывной эмульсионной полимеризации путем

сополимеризации и прививки стирола, (-метилстирола, нитрила акриловой

кислоты на полибутадиеновый или бутадиеновый каучуковые латексы марок

Al-12, Al-10, СКФ-32.

Пластик АБС выпускается в виде гранул.

При переработке сополимеров АБС и нагревании выше 2000С происходит

частичная деструктуризация сополимера с выделением в воздух паров стирола,

нитрила акриловой кислоты, цианистого водорода и окиси углерода.

5 Полистирол ударопрочный ОСТ 6-05-406-80 Полистирол УПС

Представляет собой продукт сополимеризации стирола с каучуком.

Выпускается в виде однородных гранул 2-5 мм различных цветов.

При переработке в воздух выделяется стирол и оксид углерода.

За 2002 г. цехом было переработано 38,16 тонн материала.

Прессматериал поступает в материальный склад (МАСК) цеха со склада

отдела снабжения в мешках (внутренний - полиэтиленовый, внешний -

бумажный), фасовка по 25 кг.

За 2002 г. цехом было переработано 38,161 т прессматериала.

2.2 Характеристика технологических процессов предприятия,

схемы выпуска основных видов продукции

В состав предприятия входят подготовительное, основное и

вспомогательное производство.

Основное производство

Сборочные цеха.

Производят сборку, пайку, проверку, упаковку. При сборке изделий

частично применяется механизация. Упаковка производится на ПУТ-901.

Основными загрязнителями атмосферного воздуха являются от участка

мойки – бензин, от участка сварки – ацетон, в незначительных количествах

выбрасывается эпихлоргидрин, ацетон, формальдегид, пыль прессматериала.

Так же в цехах производятся заготовительные (заготовка выводных

концов, приготовление клеев ВК-9, К-300, ТКМ-75), укладочные, пропиточные,

сборочные работы, а так же монтажные, в процессе которых используются

экологически вредные вещества: толуол, ксилол, поливинилхлорид, уайт-

спирит, свинец, ацетон, эпихлоргидрин.

- толуол – при приклейке, малярных работах;

- ксилол – при операциях приготовления клея ВК-9, К-300;

- поливинилхлорид и свинец – при пайке припоем ПОС-61;

- эпихлоргидрин и толуол – при приготовлении клея К-300-61;

- свинец и бензин – при пайке припоем ПОС-61 и последующей промывке;

- бензин – при промывке деталей.

Механические цеха.

В процессе механообработки выделяются следующие вредные вещества:

- при обработке алюминия, текстолита – алюминиевая,

текстолитовая пыль;

- при сварке аргонодуговой сварке алюминия, сталей – окислы

углерода, азота и озон;

- при сборочно-монтажных работах выделяются: пайка печатных

плат и пары свинца;

- при заливке, пропитке – эпихлоргидрин, органические

растворители, толуилендиизоцианат, действующие на верхние дыхательные пути,

нервную систему;

- при мойке изделий в бензине – пары бензина;

- при навивке магнитопровода – выделение четыреххлористого

углерода, ацетона.

Участок водной промывки – проводит сброс загрязненной воды.

Цех выпуска товаров народного потребления.

В цехе имеются участки намотки, механический, заготовительные и

сборочные.

В процессе работы выделяются следующие вредные вещества:

- доводка и промывка – пары бензина;

- склеивание клеем К-300-61 – эпихлоргидрин, толуол;

- пайка винипласта – фтористые соединения, хлористый водород,

соединение сурьмы и свинца;

- покрытие лаком ФЛ-947 – толуол;

- маркирование краской ТНПФ- уайт-спирит, ксилол, аэрозоль лака;

- упаковка на установке ПУТ-901 – формальдегид, ацетальдегид,

окись углерода, дым.

Вспомогательное производство

Цех энерго-механический

Энергетическая служба охватывает следующие основные направления:

текущая эксплуатация и ремонт энергетического оборудования, сезонные

работы, связанные с подготовкой объектов энергетического хозяйства к зиме,

лету.

Работы, связанные с внедрением мероприятий по экономии и

рациональному использованию энергетических ресурсов.

Изготовление нестандартного оборудования и сетевых устройств,

монтажные работы, связанные с технологическими перепланировками цехов и

участков, с услугами капитальному строительству, с расширением и

реконструкцией культурно-бытового фонда.

На цех возлагается ремонт электродвигателей, электроинструмента,

холодильных установок.

Цех совершает работы по эксплуатации водооборотной системы,

вентиляции и кондиционирования воздуха. Производство сжатого воздуха на

компрессорной станции.

Подготовительное производство

Механозаготовительное производство.

Изготовление заготовок валов, осей, крышек, корпусов и т.д. Ряд

деталей с точностью обработки 4-5 класса, изготовляется окончательно, и

передаются в сборочные цеха.

Обработка деталей производится на продольных, токарно-револьверных,

шестишпиндельных автоматах.

Автоматный парк составляет 80% от всего оборудования.

Кроме этого, имеется токарный участок, высадочный участок, участок

накатного оборудования, слесарный и участок подготовки материалов, где

имеется шлифовальное оборудование, правильные станки и механическая пила.

При обработке деталей используется СОЖ: сульфофрезол, масло

индустриальное И-25А, эмульсол, МР-IV, поэтому все детали после обработки

подвергаются промывке в бензине «Нефрас». Промывка производится в

оборудованном моечном отделении.

Заготовительно-штамповочный цех.

Цех холодной листовой штамповки. Изготовляет самую разнообразную

номенклатуру: детали типа шайба, скоба, кожух, корпус и множество другой

номенклатуры.

Поставка металлического материала – в виде листов, рулонов. Заготовки

режутся на гильотиновых и роликовых ножницах. Детали получаются в

спецтехнологической оснастке – штампах. Металлические отходы после

штамповки поступают во вторичную переработку (предприятие передает лом

металлов на «Втормет»).

Заусенцы с металлических деталей обрабатываются на абразивном круге,

наждачной бумагой, напильниками. Заусенцы с латунных деталей снимаются

методом вибромеханической галтовки в растворе: медный купорос + водный

купорос. Осветление и пассивация деталей после галтовки осуществляется в

растворах: надсернокислый аммоний, хромовый ангидрид, серная кислота.

Отработанные химически растворы сливаются на очистные сооружения. Кроме

того, в цехе используются большое количество неметаллов: текстолит,

стеклотекстолит, гетинакс, картон, фибра, фторопласт. Полосы из

стеклотекстолита перед штамповкой зачищают от глянца на абразивном кругу.

Мойка деталей осуществляется в бензине марки «Нефрас».

Инструментальный цех.

Изготовляет штампы, прессформы, литейные формы, формы для заливки,

графитовые формы, кондуктора, приспособления, оправки, цанги, инструменты и

другую оснастку.

Применяются тех.процессы абразивная (мокрая и сухая) шлифовка,

алмазная обработка твердосплавных деталей и инструмента, электроэрозионная

обработка в среде керосина, электроискровая обработка деталей оснастки в

воде. На заготовительном участке осуществляется ковка заготовок с

последующим отжигом. На термическом участке производят закалку, отпуск,

цементацию, цианирование деталей оснастки. На гальваническом участке

происходит хромирование и снятие хрома.

Заготовительно-литейное производство.

В состав производства входят цеха: печатной продукции, цех литья

металлов и цех литья из пластмасс.

Цех литья металлов занимается:

- литье под давлением деталей из алюминиевых сплавов;

- термическая обработка деталей из алюминия, сталей, латуни и

бронзы;

- очистка деталей в дробеструйных камерах с применением смеси

чугунной дроби и фруктовой косточки;

- химические и электрохимические гальванические покрытия;

- лакокрасочные покрытия эмалями, лаками, красками;

- очистка промстоков.

-

Цех литья из пластмасс

Переработка пластмасс - это совокупность технологических процессов,

обеспечивающих получение изделий - деталей с заданными конфигурацией,

точностью и эксплуатационными свойствами.

Технологический процесс изготовления деталей путем литья из

термопластичных материалов состоит из следующих операций:

- термообработка сырья;

- литьевое прессование;

- механическая обработка;

- промывка заготовки;

- зачистка;

- промывка детали.

Термообработка сырья (сушка)

Технологические свойства, процессы переработки и качество готовой

продукции существенно зависят от влажности полимера. Придание материалу

требуемой влажности сушкой или увлажнением осуществляют на стадии

подготовки к формованию.

Молекулы воды полярны и поэтому легко образуют водородные связи с

полярными группами полимеров, следствием чего и является возможность

поглощать (сорбировать) влагу из атмосферного воздуха. Свойство полимеров

поглощать влагу увеличивается с увеличением полярности, уменьшением

плотности и степени кристалличности, увеличением дисперсности полимера;

некоторые полимеры поглощают до 10 % воды (% по отношению к массе

материала). Неполярные полимеры имеют низкую гигроскопичность. [ ]

Увеличение влажности полимера способствует уменьшению текучести

и высокоэластичности расплава. Вызывая гидролитическую деструкцию при

температурах переработки, влажность влияет на стабильность свойств готовых

изделий. Избыток влаги ослабляет внутри- и межмолекулярное взаимодействие;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12