технология кудря (Создание ССС путем освоения частотного диапазона для осуществления связи)

3.Технологическая часть.

Окрасочный цех имеет ванны для предварительного обезжиривания изделий с суммарной поверхностью зеркала 8 м . Токсичные вещества в окрасочных цехах выделяются при процессе обезжиривания поверхностей органическими растворителями перед окраской, при подготовке лакокрасочнйх материалов, при их нанесении на поверхность и при их сушке.

1. В вентиляционные выбросы за счет испарения с поверхности зеркала ванны поступают пары углеводородов с интенсивностью:

• Бензин ………………80 г/м*мин

• Керосин……………...20 г/м*мин

• Ацетон……………….90 г/м*мин

Проведем расчет выбросов по каждому загрязнителю:

Площадь ванны 8 м, S

Переведем имеющиеся данные в (г/м*мин) в (мг/час):

• Бензин 80 (г/м*мин)*8 м=640 г/мин

640 г/мин*1000*60=384*10 мг/час

(384*10 мг/час)/(2* м10³/час)=1920 мг/час

• Керосин 20 (г/м*мин)*8 м=160 г/мин

160 г/мин*1000*60=96*10 мг/час

(96*10 мг/час)/(2* м10³/час)=4800 мг/час

• Ацетон 90 (г/м*мин)*8 м=720 г/мин

720 г/мин*1000*60=432*10 мг/час

(432*10 мг/час)/(2* м10³/час)=21600 мг/час

В вентиляционных выбросах окрасочных цехов содержится окрасочный аэрозоль с d=5 мкм, а так же пары растворителей.

Данные сводим в таблицу 3.1., где сравниваем концентрации загрязняющих веществ в отходящих газах с нормативами ПДК атмосферного воздуха населенных мест.

3.1.Загрязняющие вещества в отходящих газах

3.2.Очистка отходящих газов от паров летучих растворителей адсорбцией.

Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых

твердых тел с ультрамикроскопической структурой селективно извлекать и

концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой смеси В пористых телах с капиллярной структурой поверхностное поглощение дополняется капиллярной конденсацией.

Адсорбция подразделяется на физическую адсорбцию и хемосорбцию. При

Физической адсорбции молекулы газа прилипают к поверхности твердого тела под действием межмолекулярных сил притяжения (силы Ван-дер-Ваальса). Высвобождающаяся при этом теплота зависит от силы притяжения и по порядку значения (как правило, они находятся в пределах от 2 до 20 кДж/моль) совпадает

с теплотой конденсации паров. Преимущество физической адсорбции -

обратимость процесса. При уменьшении давления адсорбата в потоке газа либо при увеличении температуры поглощенный газ легко десорбируется без изменения химического состава. Обратимость данного процесса исключительно важна, если экономически выгодно рекуперировать адсорбируемый газ или адсорбент.

В основе хемосорбции лежит химическое взаимодействие между адсор-

батом и адсорбируемым веществом. Действующие при это силы сцепления значительно больше, чем при физической адсорбции соответственно и высвобождающаяся при хемосорбции теплота существенно больше и по порядку значения (от 20 до 400 кДж/моль) совпадает с теплотой реакции. Ввиду большой теплоты адсорбции энергия, необходимая для взаимодействия хемосорбированной молекулы с молекулой другого сорта,

может быть существенно меньше энергии, необходимой для реакции молекул двух различных видов непосредственно в газовой

фазе, т.е. поверхность твердого вещества может оказаться катализа-

тором, увеличивающим скорость некоторых химических реакций. Процесс адсорбции, как правило, необратим: при десорбции меняется химический состав адсорбата. Поэтому если желательна регенерация адсорбента или рекуперация адсорбента, то адсорбирующую среду

следует выбирать таким образом, чтобы преобладали процессы физической адсорбции.

В качестве адсорбентов или поглотителей применяют вещества, имеющие большую площадь поверхности на единицу массы. Используют в основном пористые тела с сильно развитой поверхностью: активные угли, А1₂О₃, силикагели, цеолиты. Физ. адсорбция газа сопровождается выделением теплоты, по кол-ву близкой к теплоте его конденсации, хемосорбция - кол-вом теплоты, соответствующим тепловому эффекту реакции. Процесс проводят периодически в одном или нескольких аппаратах с неподвижным слоем адсорбента либо непрерывно в адсорберах с движущимся или псевдоожиженном слоем адсорбента.

Так, удельная поверхность активированных углей достигает 10 -10 м/кг. Их применяют для очистки газов от органических паров, удаление неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в незначительных количествах в промышленных выбросах, а т.же летучих растворителей и целого ряда других газов.

Одним из основных параметров при выборе адсорбентов является

Адсорбционная способность по извлекаемому компоненту. Адсорбционная

способность, или масса вещества а, поглощенная единицей массы адсорбента в произвольный момент времени, зависит от концентрации адсорбируемого вещества (парциального давления р,Па) у поверхности

адсорбента, общей площади этой поверхности, физических, химических и электрических свойств адсорбируемого вещества и адсорбента, температурных условий и присутствия других примесей.

Адсорбция эффективна при удалении больших концентраций загрязняю-

щих веществ (при этом необходима высокая адсорбционная емкость или большая масса адсорбента).Этот метод применяется в тех случаях, когда загрязняющий газ трудно или невозможно сжечь, когда необходима гарантированная

рекуперация достаточно ценной примеси, когда нужно удалить пары ядови-

тых веществ и предполагаемых канцерогенов.

Адсорбцию широко используют при удалении апров растворителя из

Отработанного воздуха при окраске автомобилей, органических смол и паров растворителей в системе вентиляции предприятий по производству стекловолокна и стеклотканей, а т.же паров эфира, ацетона и других растворителей в производстве нитроцеллюлозы и бездымного пороха.

Фильтрация очищаемых выбросов происходит через неподвижный (адсорберы периодического действия) или движущийся слой твердого поглотителя - адсорбента (адсорберы непрерывного действия). Наиболее распространены адсорберы периодического действия, в которых период контактирования очищаемого газа с адсорбентом чередуется с периодом его регенерации. Конструктивно адсорберы (рис. 3.2.) выполняются в виде вертикальных, горизонтальных либо кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом. Выбор конструкции определяется скоростью газовой смеси, размером частиц адсорбента, требуемой степенью очисткии рядом других факторов.

Вертикальные адсорберы применяют при небольших объемах очищаемого газа, а горизонтальные и кольцевые при производительности до десятков и сотен м3/ч. Конструктивные схемы адсорберов: а - вертикальный; б - горизонтальный; в - кольцевой; 1 - адсорбер: 2 - слой активированного угля; 3 - центральная труба для подачи паровоздушной смеси при адсорбции ; 4 - барботер для подачи острого пара при десорбции; 5 - труба для выхода инертных по отношению к поглотителю газов при адсорбции ; б - труба для выхода пара при десорбции. При проектировании или выборе конструкции адсорбера используют следующие исходные данные: объемный расход очищаемого газа (м/с), концентрацию удаляемой примеси (мг/м3) и давление отходящих газов (Па).

Общие достоинства адсорбционных методов очистки газов:

1) глубокая очистка газов от токсичных примесей;

2) сравнитель­ная легкость регенерации этих примесей с превращением их в товарный продукт или возвратом в производство; таким образом осуществляется принцип безотходной технологии.

Адсорбционный метод особенно рационален для удаления токсических примесей (органических соединений, паров ртути и др.), содержащихся в малых концентрациях, т. е. как завершающий этап санитарной очистки отходящих газов.

Недостатки большинства адсорбционных установок — перио­дичность процесса и связанная с этим малая интенсивность реак­торов, высокая стоимость периодической регенерации адсорбен­тов. Применение непрерывных способов очистки в движущемся и кипящем слое адсорбента частично устраняет эти недостатки, но требует высокопрочных промышленных сорбентов, разработка которых для большинства процессов еще не завершена.

а - вертикальный; б - горизонтальный; в - кольцевой;                                                  1 – адсорбер; 2 - слой активированного угля; 3 - центральная труба для подачи паровоздушной смеси при адсорбции; 4 - барботер для подачи острого пара при десорбции; 5 - труба для выхода инертных по отношению к поглотителю газов при адсорбции;                 б - труба для выхода пара при десорбции.

Рисунок 3.2 - Конструктивные схемы адсорберов

В качестве аппарата очистки возьмем вертикальный адсорбер.

В окрасочном цехе выбросы осуществляются через аэрационный фонарь. По имеющимся данным по ПДК загрязняющих веществ рассчитаем ПДВ по формуле:

Переведем имеющиеся данные по выбросам, выраженных в мг\мкуб в тонны\год, умножив на количество часов в году и на V=200 мкуб\час. Полученные данные заносим в таблицу.

Рассчитываем количество ступеней очистки отходящих газов от паров летучих растворителей.

Mвых=(1-n)*Мвх,

где Мвыхi- масса загрязняющих вещнств после i-ой стадии очистки,