65
модифицированного добавкой оксида церия будет выполняться пропитка по
влагоемкости в 2 стадии. На первоначальном этапе будет использоваться
смешанный раствор солей меди или переходной металл из группы Fe, Ni, Co.
Пропитанные гранулы будут сушиться при температуре от 70
0
C до 120
0
C и
прокалываться при температуре 400
0
C в течение 4 ч. Полученные гранулы
далее будут пропитываться раствором хрома, имеющим определенную
концентрацию, сушится при температуре от 600
0
C до 900
0
C с формированием
структуры шпинели. В качестве пропиточных растворов будут использоваться
растворы нитрата меди из группы Fe, Ni, Co, а также раствор нитрата хрома.
Этот метод позволит подготовить катализаторы в соотношении Cu/Cr в
интервале от 0,25 до 2,0.
- метод осаждения на поверхности носителя. В этом случае гранулы
пористого алюмооксидного носителя, в том числе модифицированного
добавками оксида церия будут пропитываться раствором азотнокислых солей,
меди и хрома с мольным соотношением Cu/Cr в растворе в пределах от 0,48 до
0,52. Пропитанные гранулы необходимо высушить при температуре от 70
0
C
до 120
0
C и обработать 10%-м раствором гидрокарбоната аммония при
температуре от 70
0
C до 80
0
C. После этого катализатор необходимо промыть
дистиллированной водой, высушить и прокалывать при температуре 700
0
C в
течение 3-4 часов до получения структуры шпинели.
Каталитические свойства образцов были исследованы авторами
технологии в установке, имеющей поточный реактор в интервале температур
от 300
0
C до 600
0
C. В состав газовой смеси входили SO
2
, монооксид углерода,
водород, пары воды, аргон. Активность образцов характеризовалась степенью
превращения SO
2
, монооксида углерода X
CO
, водорода и выходом
элементарной серы Y
COS
и сероводорода Y
H2S
.
Рассмотрим сущность предложенного способа на примере. В случае
приготовления катализатора по первому методу в качестве пористого
алюмооксидного носителя будет использоваться сферический A
2
O
3
, имеющий
66
удельную поверхность 180 м²/г, который будет пропитываться раствором
бихромата меди и прокалывается при температуре 700
0
С градусов.
Содержание Cu и Cr по данным АСИСП будет составлять 5,4 и 9,6 мас.%.
Катализатор будет иметь форму сферической гранулы диаметром от 1,5 до 1,8
мм.
Для исследования активности фракции катализатора в количестве 1 см
3
будет загружаться проточный реактор имеющий диаметр 20 мм. Со скоростью
20 см
3
/мин будет подаваться реакционная смесь содержащая SО
2
и СО и Н
2
.
При поднятии температуры до 600
0
С необходимо провести
хроматографический анализ газовой смеси с учетом объемов реагентов и
продуктов реакции превращения.
Предложенный способ приготовления катализатора позволит выполнить
глубокую очистку с получением сероводорода.
В случае применения способа 2 в качестве пористого алюмооксидного
носителя будет использоваться сферический Аl
2
О
3
, имеющий влагоемкость
0,5 см
3
/г. Этим раствором будет пропитываться раствор нитрата меди с
получением концентрации 105 мг Cu/см
3
. Далее будет выполняться его сушка
и прокалывание при температуре 400
0
С.
После этого будет осуществляться пропитка раствором хромной кислоты
H
2
Cr
2
O
7
с концентрацией 170 мг Cu/см
3
и сушка с прокалыванием при
температуре 700
0
С. Это позволит обеспечить конвенцию SО
2
при температуре
400
0
С/
Преимуществом способа является высокая активность и селективность
катализатора в процессах восстановления диоксида серы монооксидом
углерода при температуре от 400
0
С до 600
0
С, со скоростью потока от 500 час
-
1
до 5000 час
1
, при различном составе восстановительной смеси.
При оптимальных условиях процесс восстановления диоксида серы
позволит получить высокий выход серы 80%, который можно будет
использовать как вторичное сырье.
67
Каталитические характеристики катализаторов при различных
параметрах технологического процесса приведены в табл. 3.
Таблица 3 – Каталитические характеристики катализаторов при
различных параметрах технологического процесса
Т
0
С (горячая
точка/задание)
Содержание
SO
2
/CO/H
2
Объемная
скорость, час
-
1
Конверсия
SO
2
,%
Выход
серы, %
650/600
15,8/7,9/23,7
α=1
565
70
68/60
600/500
15,8/10,5/21,0
525
70
68/62
620/475
15,8/15,8/15,8
525
80
77/70
580/475
15,8/15,8/15,8
1430
75
70/68
520/475
15,8/15,8/15,8
5000
50
44/48
675/600
15,8/15,8/15,8
5000
50
44/48
640/600
15,8/15,8/15,8
565
70
65/60
Катализатор очистки газовых выбросов от диоксида серы в процессе
восстановления диоксида серы до элементарной серы и водорода включает
оксиды переходных металлов и отличается тем, что в качестве оксида он будет
включать Cu
1-х
М
х
Cr
2
O
4
со структурой шинели в количестве от 5 до 35 мас. %.
Катализатор отличается тем, что в нем дополнительно содержатся оксиды
хрома в количестве не более 7,5 мас. %. Также в его состав входят оксиды меди
в количестве не более 7,5 мас. %.
Катализатор имеет форму кольцеобразных, сферических и
цилиндрических гранул. Способ приготовления катализатора очистки газовых
выбросов от оксида серы в процессе восстановления оксида серы до
элементарной серы смесью монооксида углерода и водорода включает
пропитку носителя растворами, сушку и термообработку, отличающиеся тем,
что в качестве пропиточного раствора будет использоваться раствор
бихроматов группы Fe, Co, Ni. Сушка катализатора будет проводиться при
температуре от 70
0
С до 120
0
С, а термообработка при температуре от 600
0
С до
68
900
0
С в течение 3-4 часов с формированием шпинельной структуры и
получением катализатора Cu
1-х
М
х
Cr
2
O
4
.
3.2 Оценка эффективности предложенных мероприятий
Выполним оценку эффективности внедрения установок РТО, УТК
компании «ЭКАТ», установки для биологической очистки и катализатора для
очистки от сероводорода в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез», которые
позволят совершенствовать систему очистки пылевоздушных выбросов.
Затраты на внедрение установки РТО компании «ЭКАТ» приведены в
табл. 4.
Таблица 4 – Затраты на внедрение установки РТО компании «ЭКАТ»
Наименование
Затраты, тыс. руб.
Система клапанов
12540
Башня
45720
Газовая горелка
33560
Монтаж установки
15000
Пуско-наладочные работы
8500
Всего
115320
Как видно из таблицы 4, затраты на внедрение установки РТО компании
«ЭКАТ» в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» составили 115320 тыс. руб.
На следующем этапе составим смету затрат внедрения
термокаталитической установкой УТК, позволяющей выполнять очитку при
более низкой температуре.
Для внедрения установки УТК компании «ЭКАТ» необходимо
предусмотреть затраты на покупку модуля нагрева, каталитического модуля,
модуля рекуперации тепла и воздуховодов. Также необходимо предусмотреть
затраты на монтаж установки и пуско-наладочные работы.
Затраты на внедрение установки УТК компании «ЭКАТ» в ООО
«ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» приведены в табл.5.
69
Таблица 5 – Затраты на внедрение установки УТК компании «ЭКАТ» в
ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»
Наименование
Затраты,
тыс. руб.
Модуль нагрева
15485
Каталитический модуль
24541
Модуль рекуперации тепла
35465
Воздуховоды
79854
Монтаж установки
15000
Пуско-наладочные работы
8500
Всего
178845
Как видно из таблицы 5, затраты на внедрение установки УТК компании
«ЭКАТ» в ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» составили 178845 тыс. руб.
Рассчитаем затраты на внедрение блочно-модульной системы,
основанной на биологической очистке ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»
(табл.6).
Таблица 6 – Затраты на внедрение на внедрение блочно-модульной
системы, основанной на биологической очистке
Статья затрат
Стоимость, тыс. руб.
Устройство забора загрязненного воздуха
28454
Циклон для очистки от пылевых фракций
68759
Вентилятор
12410
Блок адсорбционный очистки
38790
Фильтрующие кассеты
25400
Продолжение таблицы 6
Блок фотокаталитической очистки от
углеводородных составляющих и бактерий
78900
Реактор каталитической очистки от особо трудно
разлагающихся углеводородных соединений
90456
Блок рекуперации тепла очищаемого воздуха
74100
Всего
417269
70
Как видно из таблицы 6, затраты на внедрение блочно-модульной
системы, основанной на биологической очистке в ООО «ЛУКОЙЛ-
Пермнефтеоргсинтез» составили 417269 тыс. руб.
На внедрение катализатора для очистки от сероводорода планируем
выделить 520000 тыс. руб.
Таким образом, для организации катодной защиты необходимо
подготовить места установки катодных станций, подключить оборудование
для обеспечения защиты трубопроводов, установить датчики контроля,
выполнить прокладку кабеля для подключения регистрирующего
оборудования для оценки текущего уровня коррозии.
Определим общую величину затрат на реализацию предложенных
направлений по совершенствованию системы очистки пылевоздушных
выбросов ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез» (табл. 7).
Таблица 7 – Общая величина затрат по совершенствованию системы
очистки пылевоздушных выбросов ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез»
Наименование затрат
Сумма, тыс.
руб.
Затраты на внедрение установки РТО компании «ЭКАТ»
115320
Затраты на внедрение установки УТК компании «ЭКАТ»
178845
Затраты на внедрение на внедрение блочно-модульной
системы, основанной на биологической очистке
417269
Затраты на внедрение катализатора для очистки от
сероводорода
520000
Всего затрат
1231434
Как видно из данных таблицы 7, прогнозные затраты на реализацию
предложенных направлений составят 1231434 тыс. руб. или 1231,4 млн. руб.
Реализация проекта будет производиться без привлечения кредита в банке.
Проект планируется внедрить на основании собственного капитала ООО
«ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».
71
Предполагается, что в первый год от внедрения предложенных
мероприятий сумма собственных средств будет увеличена до 1800 млн. руб.,
а во второй 2000 млн. руб. Составим таблицу затрат и предполагаемых
доходов (табл.8).
Таблица 8 – Затраты и предполагаемые доходы, млн. руб.
Показатели
Годы
1-й
2-й
Входные денежные потоки
Сумма собственных средств
1800
2000
Всего
1800
2000
Исходные денежные потоки
Собственный капитал
1231,4
0
Налоги
324
360
Всего
1555,4
360
Определим чистый дисконтированный доход для постоянной нормы
дисконта по следующей формуле:
,
1
1
n
t
t
t
r
CIF
NPV
(1)
где
t
CIF
- денежный поток, руб.;
t - соответствующий год проекта (1, 2, 3.n), года;
n - срок службы проекта, дней;
r - ставка дисконта, %.
Критерий отбора по чистой настоящей стоимости означает, что
предложения одобряются в случае NPV>0, то есть в результате реализации
предложений ценность предприятия растет.
..28,1245
25,01
360-2000
25,01
1555,4-1800
21
рубмлнNPV
72
Таким образом, расчеты показали, что предложенные мероприятия
необходимо одобрить к реализации, поскольку чистый дисконтированный
доход составил, по нашим расчетам, 1245,28 млн. руб.
Внутренняя норма рентабельности определяется по формуле:
,
12
21
1
1
ii
NPVNPV
NPV
iIRR
(2)
где і
1
- ставка дисконта, при которой значение NPV положительно;
i
2
- ставка дисконта, при которой проект становится убыточным или NPV
имеет меньшую настоящую стоимость;
NPV
1
- значение чистой настоящей стоимости при і
1
;
NPV
2
- значение чистой настоящей стоимости при i
2
.
Для определения внутренней нормы доходности определим значение
NPV
2
при i
2
= 50%.
..96,891
5,01
360-2000
5,01
1555,4-1800
21
рубмлнNPV
%11,1132550
96,89128,1245
28,1245
25
IRR
Период окупаемости является одним из наиболее распространенных и
понятных показателей оценки эффективности.
Дисконтированный показатель периода окупаемости определяют по
формуле:
,
1
NCF
1
t
n
i
r
Е
i
ИЗ
T
(3)
73
где
Е
ИЗ
- инвестиционные вложения, тыс. руб.;
n
i
r
i
1
t
1
NCF
- дисконтированный денежный поток, тыс. руб.
Срок окупаемости затрат составит:
.86,0
25,01
2000
25,01
1800
25,01
360
25,01
1555,4
T
21
21
OK
года
Индекс доходности определяется по формуле:
Е
n
i
r
ИЗ
i
ИД
1
t
1
NCF
, (4)
.59,1
25,01
360
25,01
1555,4
25,01
2000
25,01
1800
ИД
21
21
Определим среднегодовую рентабельность инвестиций по формуле:
%,100
1
СР
ок
Т
ИД
(5)
%6,68%100
86,0
159,1
СР
Таким образом, для совершенствования системы очистки
пылевоздушных выбросов было предложено внедрить установки РТО, УТК
компании «ЭКАТ», установку для биологической очистки и катализатор для
очистки от сероводорода.
74
Выполненные расчеты и полученные показатели эффективности
указывают на целесообразность предложенных мероприятий для ООО
«ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».