Разработка установки очистки для отходящих газов обжига известняка

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ  УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛІИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По курсу КОМПЛЕКСНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОТХОДАМИ

 

На тему: Разработка установки очистки для отходящих газов обжига известняка

 

 

Студент гр. ИТЗ-21:Лактионова А.                                             

Преподаватель : Шестопалов А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХАРЬКОВ 2014

 

 

Реферат

 

Пояснительная    записка    содержит   70 с.,   31 рисунков,  ,     16 источников литературы.

МЕЛ, ГЛИНА, ИЗВЕСТНЫК, СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ, ПРОИЗВОДСТВО, ЦИКЛОН, ПДВ, ПДК, ИЗВЕСТНЯКОВАЯ ПЫЛЬ.

Целью данного курсового проекта является расчет технологического оборудования очистки отходящих газов при обжиге известняка.

В процессе работы проведен анализ литературных и патентных источников. Изучены сырьевые материалы для производства известняка, произведен сравнительный обзор по способам очистки выбрасываемых газов, теоретически обоснована технологическая схема очистки выбрасываемых газов с помощью циклона ЦН-15 и рукавного фильтра ФР-518 , приведено описание процесса и используемого оборудования. Рассмотрены основные виды воздействия промышленных выбросов на окружающую среду.

Графическая часть включает 2 листа иллюстративного материала форматаА1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание на курсовой проект по КУО

Разработка установки очистки отходящих газов обжига известняка производительностью 10000 т/год.

Суточная производительность при работе предприятия 290 дней в год составляет 10000/290=_35____ т/сут. Примем для расчета __35_ т/сут, при 8 часовом рабочем дне часовая производительность ____4375___ кг/час.

Согласно опытным и справочным данным в процессе обжига известняка из 1 кг в печах обжига образуется примерно 0,036 кг известковой пыли. Количество отходящих газов печей обжига в среднем составляет 1,55 м3 на 1 кг известняка.

Среднее количество выбрасываемых газов Q, м3/ч	Определить расчетом
Температура выбрасываемых газов tг,°С	180
Среднее количество загрязняющих веществ в газах qз.в., г/с	Определить расчетом
Концентрация пыли в газе Z1, г/м3	Определить расчетом
Высота трубы источника выброса Н, м	10,0
Диаметр устья D, м	0,50
Фоновая концентрация известковой пыли Сф, мг/м3	0,1
Среднегодовая температура наружного воздуха tп, °С	22,8
Местоположение источника выброса	Харьков

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение                                                                                                                 4

1 Литературный обзор

1. Атмосферный воздух  и источники загрязнения атмосферы          6

  2. Аппараты очистки промышленных газообразных отходов от пыли и золы                                                                                                                        12

2 Технологическая часть

1.  Выбор и обоснование  технологической схемы пылеочистки           30

2. Описание технологической  схемы                                                        32

3. Расчёт  аппаратов очистки  от выбросов.                                               33

3.1 Среднее количество  выбрасываемых газов                                       33

3.2 Среднее количество  загрязняющих веществ в газах                         33

3.3 Расчет  ПДВ вредных  веществ в атмосферу                                       33

3.4 Концентрация газообразных  веществ                                                 35

3.5 Эффективность очистки  системы пылеулавливания                        36

3.6 Выбор и расчет циклона                                                                      36

3.7 Расчет циклона                                                                                    36

4.Выбор и  расчет фильтровального  аппарата                                         42

4.1 Расчет рукавного фильтра                                                                   42

5. Выбор и расчет дымососов (вентиляторов)                                       48

Заключение                                                                                                          49

Список использованной литературы                                                                 50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Одним из следствий техногенного влияния на окружающую среду в ряде стран в настоящее время является заметное ухудшение состояния атмосферного воздуха. Наиболее крупнотоннажные (млн. т. в год) глобальные загрязнения атмосферы образуют СО2 (2*104), пыль (250), СО (200), SО2 (150), углеводороды (> 50), NОх (50). Номенклатура загрязнений весьма широка и включает, помимо названных, сероводород, сероуглерод, аммиак, галогены и их производные, сажу, оксиды металлов, различные соли и другие соединения.

Все промышленные выбросы в атмосферу классифицируют по агрегатному состоянию (газообразные, жидкие, твердые и смешанные), по характеру организации отвода и контроля (организованные и неорганизованные), по режиму отвода (непрерывные и периодические), по температурному потенциалу - нагретые (температура выбросов превышает температуру воздуха) и холодные, по локализации (в основном, вспомогательном, подсобном производстве), по признакам очистки - удаляемые без нее (организованные и неорганизованные) и после нее (организованные). Различают также первичные выбросы, поступающие в атмосферу непосредственно от источников загрязнений, и вторичные выбросы, которые, являясь продуктами превращений первичных выбросов, могут быть более токсичны и опасны.

Воздушными массами загрязнения могут переноситься на большие расстояния и существенно влиять на состояние атмосферы и здоровье человека. В частности, происходящее с интенсивностью 0,4% в год накопление в атмосфере СО2 вследствие поглощения им ИК-излучения солнца может вызывать глобальное повышение температуры ("парниковый" эффект). Трансформация в атмосфере SО2, NOх и других аналогичной природы выбросов может завершаться образованием кислотных туманов и выпадением кислотных дождей (снегов), вызывающих коррозию многих неорганических материалов (объектов), а также угнетение и уничтожение различных объектов флоры и фауны. Находящиеся в атмосферном воздухе аэрозоли (пыли, дымы, туманы) задерживают падающую на поверхность Земли солнечную радиацию, способствуя похолоданию на планете. Оседающая же на поверхности ледников пыль ускоряет их таяние вследствие более интенсивного поглощения солнечной энергии. Атмосферные аэрозоли вследствие их более или менее длительной седиментации обусловливают загрязнение токсичными веществами поверхностных и подземных вод, а также почвы.

Эти обстоятельства обусловливают жесткие требования, предъявляемые к производственным выбросам в атмосферу. Выполнение требований контролируется специальными службами предприятий, а также ведомственных и государственных органов путем, установления соответствия измеряемых показателей регламентируемым величинам ПДК и ПДВ.

Основными путями борьбы с пылевыми выбросами в атмосферу должны оставаться совершенствование технологических процессов с доведением до минимума вредных выбросов и создание безотходных, замкнутых технологических циклов. Однако в тех, пока еще многочисленных, случаях, когда эти задачи не могут быть решены, необходимо применять наиболее эффективные и экономичные средства очистки воздуха и газов от пыли перед выбросом их в атмосферу.

 

 

 

 

 

1 Литературный обзор

1. Атмосферный воздух и источники загрязнения атмосферы 

Более 99,9% сухого атмосферного воздуха состоит из азота, кислорода и аргона и лишь около 0,1% приходится на долю диоксида углерода, криптона, неона, гелия, водорода и ксенона. Однако даже в чистом воздухе содержатся следовые количества (от 0,003 до 0,25 мг/м3) оксида углерода, озона, оксидов азота, аммиака. А также 0,5 - 1,5 мг/м3 метана и водорода. Присутствие небольших количеств этих газов в воздухе объясняется существованием свободного озона в верхних слоях атмосферы, а также процессами гниения и разложения (аммиак, метан, оксиды углерода и азота) или атмосферными явлениями (диоксид азота). Все другие соединения (твёрдые, жидкие и газообразные вещества, изменяющий естественный состав атмосферы), попадающие в воздух из различных источников (в основном антропогенного происхождения), классифицируются как загрязнители. К ним относят оксиды углерода, серы и азота, углеводороды. Аэрозоли металлов, твёрдые частицы (пыль, сажа, органические аэрозоли [2].

Главный вклад в загрязнение воздушного бассейна вносит промышленность, особенно в местах её концентрации. Основными источниками индустриальных загрязнений воздуха являются тепловые электростанции (ТЭС), работающие на каменном угле и выбрасывающие в атмосферу сажу, золу и диоксид серы; металлургические заводы, и фториды; цементные заводы - источники огромного количества пыли. предприятия по производству продукции неорганической химии загрязняют атмосферу. Самыми различными по составу газами (диоксид серы, тетрафторид кремния, фтороводород, оксиды азота, хлор, озон). Заводы по производству целлюлозы, очистке нефти отличаются выбросами в атмосферу дурнопахнущих газообразных отходов (одорантов). Предприятия нефтехимии  служат источником поступления в воздух углеводородов и органических соединений других классов (амины, сульфиды, меркаптаны, кетоны, альдегиды, кислоты, хлоруглеводороды и др.). Кроме того, все промышленные предприятия располагают собственными отопительными и энергетическими системами, отходящие газы которых загрязняют воздух[12].

В цветной металлургии при получении металлического алюминия путем электролиза с отходящими газами от электролизных ванн в атмосферный воздух выделяется значительное количество газообразных и пылевидных фтористых соединений.

Таблица 1.1 Загрязнители, выбрасываемые в атмосферу Земли (2005 г.)

Загрязнители	Масса, млн. т/год
Естественные источники
Частицы почвы и горных пород	100-500
Зола от лесных пожаров и сжигания сельскохозяйственных отходов	3-150
Сульфаты	300-200
Соли аммиака	80-270
Нитраты	60-430
Углеродные соединения растительного происхождения	75-200
Искусственные источники
Твердые частицы дыма и промышленная пыль	580
Окислы углерода	360
Летучие углеводороды и другая органика	320
Окислы серы	160
Окислы азота	110
Сульфаты	75-200
Нитраты	30-35
Соединения фосфора	18
Сероводород	10
Аммиак	1
Фтористый водород	1

 

Выброс в атмосферу вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходит главным образом вследствие недостаточной герметизации оборудования Основными технологическими процессами этих производств являются процессы измельчения и термическая обработка шихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, что связано с выбросами пыли в атмосферный воздух.(6)

Все металлургические переделы сопровождаются интенсивным загрязнением среды (табл. 1.2). В коксохимическом производстве дополнительно выделяются ароматические углеводороды, фенолы, аммиак, цианиды и целый ряд других веществ. Черная металлургия потребляет большое количество воды. Хотя промышленные нужды на 80 - 90\% удовлетворяются за счет систем оборотного водоснабжения, забор свежей воды и сброс загрязненных стоков достигают очень больших объемов, соответственно порядка 25 - 30 м3 и 10 - 15 м3 на 1 т продукции полного цикла. Со стоками в водные объекты поступают значительные количества взвешенных веществ, сульфатов, хлоридов, соединений тяжелых металлов.(1)

Таблица 1.2 Газовые выбросы (до очистки) черной металлургии

Выбросы.	Производство
	Агломерационное	Доменное	Сталеплавильное	Прокатное
Пыль	20-25	100- 110	13-32	0,1 - 0,2
СО	20-50	500-600	0,4 - 0,6	0.7*
SO2	3-25	0,2 - 0,3	4-35	0,4*
NOx			0,3-3	0,5*
H2S		10-60

 

Источниками выбросов сажи (в виде вредных дымов) в атмосферу являются двигатели внутреннего сгорания (дизели), авиационные турбины, тепловые энергетические установки, промышленные и бытовые печи, мусоросжигательные заводы, лесные пожары и др.

В воздухе крупных промышленных центров обнаруживается присутствие азотистой и серной кислот, аммиака, сернистого газа, сероводорода, пепла, дегтя, пылевых частиц, содержащих кремний, окислов железа и цинка, бария, мышьяка, свинца и растительной пыльцы, а также канцерогенных углеводородов. Пыль в отходящих газах промышленных предприятий характеризуется большими концентрациями, широким спектром размеров частиц (0.1 - 120 мкм), высокими скоростями и температурами пылегазового потока. Основной вклад в содержание в атмосфере мелких взвешенных частиц диаметром менее 10 мкм вносит автотранспорт (истирание дорожного полотна), цементная пыль и крупномасштабный атмосферный перенос аэрозолей.(3)