5
Содержание
Введение ................................................................................................................... 8
1 Теоретические аспекты организации и управления в системе очистки
пылевоздушных выбросов предприятия ............................................................... 8
1.1 Основные понятия и составляющие системы очистки пылевоздушных
выбросов ................................................................................................................... 8
1.2 Характеристика методов очистки пылевоздушных выбросов ................... 17
1.3 Обзор систем очистки пылевоздушных выбросов ...................................... 23
2 Анализ системы очистки пылевоздушных выбросов Пермского
нефтеперерабатывающего завода ........................................................................ 32
2.1 Общая характеристика деятельности предприятия ..................................... 33
2.2 Анализ инженерной защиты окружающей среды предприятия ................ 44
2.3 Выявление недостатков в используемой системе очистки пылевоздушных
выбросов ................................................................................................................. 52
3 Разработка путей и способов совершенствования системы очистки
пылевоздушных выбросов Пермского нефтеперерабатывающего завода ...... 58
3.1 Формирование путей и способов совершенствования системы очистки
пылевоздушных выбросов.................................................................................... 58
3.2 Оценка эффективности предложенных мероприятий ................................. 68
Заключение ............................................................................................................ 75
Список использованной литературы ................................................................... 77
Приложения ........................................................................................................... 82
6
Введение
Актуальность выбранной темы исследования заключается в том, что
экологические проблемы в настоящее время имеют глобальный характер из-за
выброса в окружающую среду вредных веществ.
Ущербы промышленных технологий для окружающей среды
характеризуются объемами потребляемых ресурсов, способами их добычи,
технологиями обработки и частотой проведения мероприятий и работ по
снижению выбросов вредных веществ в окружающую среду.
Одной из важнейших задач производственных предприятий является
постоянное совершенствование систем очистки от выбросов в окружающую
среду. Для снижения выбросов в окружающую среду производственные
предприятия внедряют установки для очистки пылевоздушных выбросов
основанные на различных каталитических, абсорбционных, адсорбционных
методах, методах мокрой очистки.
За счет постоянной интенсификации технологий, установки для очистки
постоянно совершенствуются и дополняются различными фильтрами,
циклонами, катализаторами, что позволяет снизить вред для окружающей
среды.
Следовательно, выявление особенностей очистки пылевоздушных
выбросов обосновывает выбор темы выпускной квалификационной работы.
Предметом исследования является очистка пылевоздушных выбросов.
Объектом исследования являются системы для очистки пылевоздушных
выбросов Пермского нефтеперерабатывающего завода.
Цель работы выполнить анализ системы очистки пылевоздушных
выбросов Пермского нефтеперерабатывающего завода и предложить
мероприятия по ее совершенствованию.
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
7
- привести основные понятия и составляющие системы очистки
пылевоздушных выбросов;
- привести характеристику методов очистки пылевоздушных выбросов;
- выполнить обзор систем очистки пылевоздушных выбросов;
- проанализировать систему очистки пылевоздушных выбросов на
предприятии;
- выбрать пути и способы совершенствования системы очистки
пылевоздушных выбросов и оценить их эффективность.
Практической значимостью работы является предложение внедрения
установок РТО, УТК компании «ЭКАТ», биологической очистки и
катализатора для очистки от сероводорода, которые позволят
совершенствовать систему очистки пылевоздушных выбросов Пермского
нефтеперерабатывающего завода.
Вопросы очистки пылевоздушных выбросов рассматриваются в трудах
отечественных и зарубежных специалистов, среди которых следует отметить
работы Абрамец А. М., Александрова В. Ю., Алексеенко В. А., Арустамова Э.
А., Борцовой С. С., Быкова А. П. и других.
Выпускная квалификационная работа включает три части:
теоретическую, аналитическую и проектную.
В теоретической части работы рассматриваются основные понятия и
составляющие системы очистки пылевоздушных выбросов, приводится
характеристика методов и систем очистки пылевоздушных выбросов.
В аналитической части работы приводится общая характеристика
деятельности предприятия, анализируется инженерная защита окружающей
среды предприятия, выявляются недостатки в используемой системе очистки
пылевоздушных выбросов.
В проектной части формируются пути и способы совершенствования
системы очистки пылевоздушных выбросов, оценивается эффективность
предложенных мероприятий.
8
1 Теоретические аспекты организации и управления в системе
очистки пылевоздушных выбросов предприятия
1.1 Основные понятия и составляющие системы очистки
пылевоздушных выбросов
Установки для очистки от вредных примесей разделяются на фильтры и
пылеуловители.
Фильтры – это устройства, в которых пыль пропускается через сетчатые
или пористые материалы, способные задерживать частицы пыли. Фильтры
позволяют очищать пыль от приточного или рециркуляционного воздуха [5,
c.44].
При первоначальной запыленности фильтрующими материалами
выступают гравий, стеклянная вата, металлическая стружка, кокс,
металлические и керамические кольца, пористая бумага или ткань, шпагат, а
также - металлическая сетка с масляным покрытием.
Для создания масляного покрытия сетки применяется легкое или
веретенное машинное масло. Поэтому такие фильтры называют масляными. В
качестве материалов для фильтрации наиболее часто применяется губчатый
пенополиуретан, который обрабатывается в щелочном растворе для того,
чтобы обеспечить воздухопроницаемость.
В состав фильтрующих материалов входят материалы ФП, выполненные
из полимеров, имеющих высокий изоляционный слой, позволяющий им
удерживать электрические заряды. Это создает возможность повысить
эффективность пылеулавливания фильтра.
В состав фильтрующих материалов также входит полистирол,
перхлорвинил, полиакрил и ацетилцеллюлоза [12, c.80].
Применение этих материалов создает возможности образования
равномерных фильтровальных слоев, включающих ультратонкие полимерные
волокна.
9
Материалы ФП устойчивы к химическим воздействиям, высокой
температуре, которая зависит от типа полимера [21, c.80].
Из матерчатых фильтров большую эффективность обеспечивает
рукавный фильтр, представленный в виде разборного металлического шкафа,
разделенного на секции вертикальными перегородками (рис. 1).
Рисунок 1 – Схема рукавного фильтра
В каждой секции размещено несколько рукавных фильтров, включающих
металлический сетчатый каркас, выполненный из трубы диаметром до 450 мм.
На этот каркас натягивается ворсистая ткань ворсом наружу.
Пыль, проходя через поры ткани, очищается, а затем поступает во
внутреннее пространство рукава. Чистый воздух проходит по рукаву вверх,
поступает в коллектор, откуда удаляется [30, c.44].
Периодические рукавные фильтры регулярно очищаются. При очистке их
встряхивают и продувают в прямом и обратном направлении воздухом.
В качестве фильтрующих материалов выступают шелковые ткани, сукно
и хлопчатобумажная фланель.
10
При увеличении температуры газов применяют органические
искусственные и органические материалы, такие как капрон, лавсан,
стеклоткань, нитрон и поливинилхлорид.
Применение фильтровальных тканей позволяет ускорить процесс
очистки, создать дополнительную воздушную нагрузку, увеличить
надежность в процессах очистки [1, c.53].
Для выполнения тонкой очистки воздуха от пыли используются масляные
сетчатые фильтры ФР.
В состав фильтра входят отдельные ячейки, имеющие размер 500 на 500
мм и толщину 50 или 100 мм. Ячейка фильтра представлена в виде
металлической коробки, заполненной рядами гофрированных сеток с
отверстиями, размеры которых уменьшаются в направлении движения
воздушных масс. Коробка с сетками вкладывается в установочную раму,
имеющую войлочную прокладку. Это позволяет устранить присосы воздуха
через фильтр.
Рукавные фильтры с вибровстряхиванием отличаются простотой
конструкции, позволяют очищать воздух от любой мелкодисперсной
слипающейся пыли [11, c.60].
Конструктивная схема рукавного фильтра с вибровстряхиванием
приведена на рис.2.
Рисунок 2 – Конструктивная схема рукавного фильтра с
вибровстряхиванием
11
Наилучшие характеристики рукавные фильтры показывают при очистке
от древесной пыли. В состав этих фильтров входит механизм регенерации
рукавов встряхиванием.
Пылеуловители - это устройства, основанные на применении силы
инерции или силы тяжести для осаждения пылевых частиц. Они позволяют
отделить пыль от воздушного или газообразного потоков при изменении
скорости в направлении движения [15, c.10].
В состав пылеуловителей входят батарейные или одиночные циклоны,
пылеосадочные камеры, центробежные скрубберы, жалюзийные и
ротационные пылеуловители. Также могут использоваться:
- мокрые пылеуловители, в состав которых входят скрубберы с
орошаемой насадкой;
- пенные пылеуловители с ударно-орошаемой насадкой;
- циклоны-промыватели.
Внутренняя поверхность пылеуловителей смачивается водой, которая
увлажняет и смывает пыль в шламоотстойник.
Пылеосадочные камеры относятся к простейшим пылеуловителям, их
применяют для глубокой очистки крупнодисперсной сухой пыли, имеющую
достаточно высокую плотность. В этом случае частица пыли, поступающая в
камеру, имеющую воздушный поток находится под влиянием сил тяжести и
инерции. В результате влияния первой силы она перемещается горизонтально,
а вторая вертикально вниз [22, c.76].
Для осаждения тонких фракций пыли в камере обеспечивается
ламинарное движение воздуха. Для этого размеры камер делают большими по
длине. В реальных камерах для увеличения эффекта пыли отделения
устанавливаются дополнительные вертикальные перегородки, под влиянием
которых воздушные массы постоянно изменяют свое направление движения.
12
Величина аэродинамического сопротивления в пылеосадочных камерах
находится в пределах от 20 до 100 Па. Следует отметить, что пылеосадочные
камеры применяют редко, поскольку они имеют низкую эффективность
очистки от пыли до 60% и большие габариты. Схема пылеосадочной камеры
приведена на рис.3.
Рисунок 3 – Схема пылеосадочной камеры
Для осаждения взрывоопасной и пожароопасной пыли их не применяют.
Размер камеры устанавливается в каждом отдельном случае с учетом высоты
осадочной части камеры и средней скорости воздушных масс в камере. Можно
сказать, что пылеосадочные камеры входят в группу гравитационных
пылеуловителей и используются при больших концентрациях
крупнодисперсной пыли. Как правило, их представляют в виде расширенного
канала для транспортировки запыленного воздуха [26, c.50].
Работа инерционных пылеуловителей основана на резком изменении
направления движения газопылевого потока. В этом случае частицы попадают
в сборный бункер, где происходит их очистка от крупных частиц пыли с
13
последующим выводом из пылеуловителя. Среди инерционных
пылеуловителей следует выделить жалюзийные пылеуловители.
В жалюзийных пылеуловителях запыленных газ направляется в
усеченный конус, имеющий по всей поверхности жалюзи видные щели.
Газовым потоком изменяется свое направление для прохода через конус. При
этом пыль, направляясь прямо до конца конуса, выступает определенной
частью газового потока, ее выброс осуществляется во вторичный коллектор
[34, c.23].
Ротационный пылеуловитель представляет собой аппарат, в котором
пылеуловитель и вентилятор выступают одним устройством. В основе работы
ротационного пылеуловителя находится принцип, основанный на применении
центробежных сил и сил Кориолиса, которые возникают при вращении
рабочего колеса аппарата. В сравнении с разделенной компоновкой
вентилятора и пылеуловителя, ротационный пылеуловитель является
энергосберегающим. Схема ротационного пылеуловителя приведена на рис.4.
Рисунок 4 – Схема ротационного пылеуловителя
14
В зависимости от способа подвода запыленного потока, вращающаяся
часть ротационного пылеуловителя может быть представлена в виде двух
групп [38, c.22].
В первую группу входят аппараты, в которых запыленный воздух
поступает в центральную часть колеса, находящегося в кожухе. Пылевые
частицы под влиянием центробежных сил переносятся в периферию диска и
оттуда направляются в пылесборник.
В ротационном пылеуловителе второй группы частицы пыли
перемещается в направлении, обратном движению потока. В этом случае
запыленный поток направляется в барабан через боковые отверстия. Во
внутренней части барабана пылегазовый поток находится во вращающемся
движении.
В результате этого под влиянием сил Кориолиса пыль сепарируется через
те же отверстия, только в обратном направлении движения потока. Находясь
в барабане, пыль вращается по стенкам кожуха, затем стекает вниз и
удаляется. Очищенный воздух по центральному полому валу удаляется из
пылеуловителя [40, c.24].
Ротационные пылеуловители позволяют очищать воздух или газ от не
слипающейся пыли. Эффективность очистки от пыли с размерами частиц до
10 мкм равна 80%, а с размерами до 20 мкм - до 97%.
Среди наиболее распространённых пылеуловителей следует отметить
циклоны, которые используют для средней и грубой очистки воздуха или газа.
Принцип отделения пыли в циклоне основан на применении центробежной
силы. Можно сказать, что циклоны просты в конструкции, достаточно
надежны и имеют относительно невысокую стоимость, чем другие виды
пылеуловителей.
Наиболее часто применяют конические и цилиндрические циклоны.
Цилиндрические циклоны при одноступенчатом исполнении используются
для улавливания крупных частиц пыли из вентиляционных выбросов.