45
поверхностей объектов очистных сооружений, блоков запорной арматуры и
фланцевых соединений.
Состав и показатели токсичности продуктов горения нефти ООО
«ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» приведен в табл. 1.
Таблица 1 – Состав и показатели токсичности продуктов горения нефти
Название вещества
Химическая
формула
Удельная масса
загрязнителя
усл. т/т
ПДКсс
мг/куб.м
1. Угарный газ (оксид
углерода)
СО
8,40 х 10-2
3
2. Оксид азота
N0
6,90 х 10-3
0,06
3. Сернистый газ
(оксид серы)
so2
2,78 х 10-2
0,05
4. Сероводород
H2S
1x10-3
1
0,008
5. Углерод ( сажа )
С
1,7 х 10-1
0,05
6. Синильная кислота
HCN
1 х 10-3
0,01
7. Формальдегид
НСНО
1 х 10-3
0,003
8. Органические
кислоты
сн3соон
1,5x10-2
0,04
9. Пятиокись ванадия
4,64 х 10-4
0,002
Перечисленные в таблице 1 продукты горения приводят к загрязнению
окружающей среды и создают существенную опасность для человека.
При любых авариях и отравлениях в ООО «ЛУКОЙЛ-
Пермнефтеоргсинтез» определяется ущерб. При этом с возникновением
аварии выделяются непосредственные и косвенные причины его проявления.
За счет возникновения взрывов резервуаров образуется избыточное
давление, которое приводит к отказу аварийного вентилятора, повышает
контроль уровня, приводит к отказу предохранительных клапанов, а также
перегреву резервуара. В случае отказа повышения контрольного уровня
возможны отказы контрольной аппаратуры, а также запорной аппаратуры.
Для очистки потоков пылегазовоздушных выбросов от аэрозольных
частиц загрязнений в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» применяется
установка с пористыми осадительными электродами (рис.21).
46
Рисунок 21 – Устройство для очистки потоков пылегазовоздушных
выбросов от аэрозольных частиц загрязнений
В состав устройства входит корпус (2), имеющий выходную полость (1) и
выходную полость (6). В поперечном сечении корпуса под углом α к горизонту
размещен пористый осадительный электрод (7), который выполнен из
обычной металлической сетки. Зазором α относительно пористого
осадительного электрода на изоляторах размещены коронирующие электроды
(3), которые выполнены в виде провода малого диаметра. Для эффективного
горения коронного заряда зазор должен быть равен 10 см.
У входной полости (1) установлен диспергатор (9), который генерирует
воздушно-капельную смесь. Для повышения эффективности работы,
устройство оснащено направляющими лопатками (5), которые
устанавливаются за электродом (7) и обеспечивают разворот очищаемого
газового потока вдоль корпуса (2) в направлении выходной полости (6)
лопатки (5), установленной под углом γ к электроду (7).
Для отвода сепаратируемой жидкости в корпусе (2), в местах контакта
нижней части электрода (7), создано дренажное отверстие (8), к которому
47
подсоединяется шланг для отвода загрязненной жидкости в систему
утилизации.
При подаче высокого напряжения возникает разряд между электродами
(3) и (7). Полученный в процессе разряда воздух направляет газовую массу от
электродов (3) к электродам (7), тем самым образуя газовый поток.
У входной полости (1) с помощью диспергатора (9) создается капельная
дисперсия. Подлежащий очистке газовый поток перемещается и попадает в
разрядный промежуток γ, в котором происходит сепарация газового потока и
получаются электрические заряды.
За счет протекания сложных микрофизических процессов происходит
захват подлежащих сепарации аэрозолей.
Электрические заряженные капли жидкости движутся по силовым
линиям электрического поля и попадают на поверхность заземленной сетки.
В свою очередь, электрически заряженные капли при прохождении через
поры осадительного электрода оседают на земной поверхности. Полученный
газовый поток выносятся за пределы пористого осадительного электрода (7)
проходит направляющие лопатки (5) и выходит через отверстие (6).
Собранные на поверхности электрода капли выводятся через дренажное
отверстие. Осадительный электрод (7) снижает вероятность срыва капель
жидкости и попадания в них разрядного промежутка. Таким образом,
осуществляется очистка от пылевоздушной смеси.
Для инженерной защиты окружающей среды также применяют фильтр-
пылеуловитель, который включает в свой состав электростатический и
электрический фильтр, также механический фильтр, имеющий фильтрующие
рукавные элементы.
Схема фильтра-пылеуловителя приведена на рис.22.
48
Рисунок 22 – Схема фильтра-пылеуловителя
.В основе работы фильтра-пылеуловителя находится следующий
принцип. Пылевоздушный поток, имеющий высокую запыленность,
поступает в корпус (1) фильтра-пылеуловителя, а затем через диффузор (2)
равномерно распределяется по сечению корпуса (1). За счет входящей в его
состав газораспределительной решетки (3), пыль предварительно очищается в
полях электрофильтра (4).
Далее пылегазовоздушный поток поступает на фиксирующую
газораспределительную решетку (5) с фильтрующим элементом (6).
Фильтрующий материал решетки основан на складках, используемых для
окончательной очистки от пыли. Фильтрующие элементы (6) механического
фильтра прикреплены к рукавной плите (7), в которой закрывается торцевая
часть корпуса (1) по движению пылегазовоздушного потока.
Также в установку входит система регенерации (8), фильтрующие
элементы, которые входят в камеру (10) очищаемого пылегазовоздушного
потока. При этом, чем выше размещены клапаны фильтрующих элементов,
тем лучше осуществляется процесс очистки.
49
В случае увеличения температуры пылевоздушного потока программный
контроллер (9) открывает клапаны, и газовый поток направляется к полям
электрофильтра, а затем в камеру чистого газа (10).
При снижении температуры клапаны программного контроллера (9)
закрываются, очистка пылевоздушной смеси осуществляется с
использованием фильтрующих элементов. Пыль улавливается полями
электрофильтра и направляется в бункер (12), который размещен под
корпусом (1) фильтра-пылеуловителя.
Загрязнение воздуха происходит при выделении паров нефтепродуктов из
малых и больших резервуаров, системы вентиляции газового пространства, не
плотности резервуаров.
Загрязнение почвы и водоемов происходит через не плотности в
технологическом оборудовании перекачивающих устройствах, а также
регулирующей аппаратуры.
Среди показателей определяющих скорость испарения основным
выступает давление насыщенных паров, которое определяется температурой
и соотношением жидкостной и паровоздушной фаз нефтепродуктов. За счет
увеличения доли легких фракций увеличивается давление насыщенных паров
нефтепродуктов и скорость потерь от испарения.
В основном потери нефтепродуктов в виде испарения происходит в
малых и больших резервуарах. Потери в малых резервуарах характеризуются
различными температурными колебаниями окружающей среды. В случае
повышения температуры воздуха в дневное время поверхность резервуара
нагревается и выделяется испарение от нефтепродуктов.
Для сухой промышленной очистки воздуха на заводе применяют
установку УВП ФКЦ-4000, представленную в виде сухого механического
пылеуловителя. Она применяется для очистки воздушных масс с
использованием двухступенчатой схемы очистки газопылевого потока.
Схема установки УВП ФКЦ-4000 приведена на рис.23.
50
Рисунок 23 – Схема установки УВП ФКЦ-4000
В состав установки УВП ФКЦ 4000 входит моторный редуктор (1),
фильтровальная кассета (2), механизм регенерации (3), пульт управления (4),
циклонный элемент (5), конус обратный (6), хомут (7), стойка (8) и накопитель
(9). Картриджный фильтр представлен в виде полного цилиндра, боковая
поверхность которого имеет фильтрующий материал. На верхней крышке
фильтра закреплен механизм для очистки.
После сборки картриджный фильтр устанавливается в циклонный
элемент. В этом случае газопылевой поток попадает в циклонный элемент, с
последующим осаждением крупнодисперсной пыли и части мелкой пыли до
51
90%. После этого газопылевой поток очищается и направляется в фильтр, а
затем накопитель.
Рассмотрим реализацию механизма регенерации с помощью установки
УВП ФКЦ 4000. В процессе работы происходит загрязнение фильтра и
ухудшение работы аспирационной системы. Для восстановления
работоспособности фильтра проводится регулярная регенерация
механическим способом. В этом случае, мотором-редуктором происходит
вращение механизма регенерации, который ударяет по фильтру и стряхивает
накопившуюся на нем пыль. После этого происходит очистка фильтра.
Управление механизмом производится через нажатие кнопки, которая
размещена на панели управления установкой.
К техническим характеристикам фильтра циклона УВП ФКЦ 4000
относятся:
- производительность 4000 м
3
/час;
- степень очистки воздуха 99,9%;
- площадь фильтрования 42,5м
2
;
- минимальный размер улавливаемых частиц 2,5 мкм;
- концентрация пыли на входе до 200 г/м
3
;
- емкость накопителя 0,51 м
3
;
- исполнение корпуса – внутрицеховое;
- регенерация фильтра – механическая;
- габариты 800 × 830 × 2790 мм
Фильтр циклона работает в двух режимах - ручном и автоматическом.
Ручной режим применяется для проверки работы механизмов и работы с
установкой, а автоматический режим позволяет запустить циклы регенерации,
которые осуществляются после прохождения системой аспирации.
При этом достаточно важным является заполнение резервуара
нефтепродуктом. В ночное время при охлаждении продуктов наблюдается
52
снижение давления парогазовой смеси и тем самым образуется вакуум,
который выходит из резервуара через дыхательный клапан.
2.3 Выявление недостатков в используемой системе очистки
пылевоздушных выбросов
Для выявления недостатков в используемой системе очистки
пылевоздушных выбросов выполним расчет загрязнений от хранения
керосина, дизельного топлива и мазута в резервуарах, имеющих емкость от
5000 м
3
до 20000 м
3
. Резервуар имеет объем 10000 м
3
, длину 11,92 м и диаметр
34,2 м.
Для выполнения расчета будем использовать методику Едигарова. По
данным ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» колебания температуры в
летний период времени составляют 19
0
С, минимальная температура равна
15,1
0
С, а амплитуда колебаний температуры – 35,6
0
С. Тогда для конусной
крыши высотой 0,47 м, отношение
кр
ст
F
F
по табличным данным будет равно
0,69.
Для определения минимальной температуры в газовом пространстве
будем использовать формулу:
,
2
minmin
В
ср
BBr
t
ttt
(1)
.6,5
2
19
1,15
0min
Сt
r
Для определения максимальной температуры в газовом пространстве
будет использоваться следующая формула:
,
minmax
ttt
rr
(2)
53
.2,416,356,5
0max
Ct
r
Для определения температуры верхних слоев нефтепродукта
применяются следующие формулы:
,
2
3,0
min
r
ВСРВСП
t
tt
(3)
,7,9
2
6,35
3,01,15
0
min
Ct
r
ВСП
,
2
3,0
max
r
ВСРВСП
t
tt
(4)
.9,20
2
6,35
3,01,15
0
min
Ct
r
ВСП
На следующем этапе определим среднюю объемную концентрацию паров
в пространстве резервуара:
,104,6
101471
650
3
1
1
раб
S
P
P
,011,0
101471
8,1446
2
2
раб
S
P
P
.107,8
2
011,0104,6
3
3
ср
.65010332,13310322,133
535,22 07,9
1223
00016,6
1
Па
Ct
B
AP
Ap
s
.8,114610332,13310322,133
535,2207,20
1223
00016,6
1
Па
Ct
B
AP
Ap
s
Выполним расчет потерь керосина за одно «малое» дыхание летом по
формуле:
54
,
3,83141
11
2
2
1
1
М
TT
РVG
ср
ср
ВСВМД
(5)
./35
3,8314
7,154
107,81
107,8
2732,41
011,01
2736,5
10410,16
101471105
3
33
3
циклкгG
МД
Резервуар РВС-1000 ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» имеет объем
10 тыс. м
3
, диаметр 34,2 м, высоту 11,92 м и высоту разлива 10 м. Выполним
расчет потерь керосина за одно «большое» дыхание в РВС-10000 по формуле:
,
3,8384
M
T
Р
VG
S
p
P
МД
(6)
.5,2076
3,8384
7,154
039,0
273150
101471
2,9108 ПаG
МД
По данным ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» было установлено,
что суммарные годовые потери керосина составляют 3810 т/год, а дизельного
топлива 1662 т/год, что приводит к выходу в атмосферу большого количества
вредных веществ.
На следующем этапе выполним расчет загрязнения нефтепродуктами
атмосферы от их хранения в резервуарах с плавающими крышками. В этих
резервуарах в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» хранятся нефть и
бензин.
Для расчета потерь нефтепродуктов в результате испарения будем
использовать методику Яковлева.
Для определения годового объема потерь за счет колебаний температуры
будем использовать следующую формулу: