Реферат: Снижение степени загрязнения окружающей среды отходами переработки хлопка
Реферат: Снижение степени загрязнения окружающей среды отходами переработки хлопка
Федеральное агентство по образованию
Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра водоснабжения и водоотведения
Пояснительная записка
к дипломному проекту на тему
Снижение степени загрязнения окружающей среды отходами переработки хлопка
Студент
Николаенко
Ирина
Александровна
Специальность 330200
Группа ИЗОС-2-2000
Руководитель
Дипломного проекта
Москвичева
Елена
Викторовна
Волгоград 2005
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Охрана окружающей среды
1.1 Особенности хлопковой пыли
1.2 Очистка запыленного воздуха
1.3 Методы очистки газов от механических примесей
2. Технологическая часть
2.1 Технологический процесс производства
2.2 Экологические аспекты очистки сточных вод
2.2.1 Характеристика сточных вод хлопчатобумажного комбината
2.2.2 Расчет ПДС загрязнений производственных сточных вод
2.2.3 Определение концентраций загрязнений смешанного стока
2.2.4 Очистка сточных вод хлопчатобумажного комбината
2.3 Очистка запыленного хлопком воздуха
2.3.1 Местный отсос пыли
2.3.2 Процесс обеспыливания воздуха на хлопкоперерабатывающих предприятиях
2.4 Получение гидроизоляционного кровельного материала из отходов переработки хлопка
2.5 Оценка экологичности технологического процесса
Заключение
Литература
Введение
На хлопкоперерабатывающих заводах перерабатывают ежегодные урожаи хлопка-сырца, получая хлопковое волокно, хлопковый линт, посевные и технические семена. Хлопкоперерабатывающие заводы организуют и осуществляют приемку, централизованную сушку, очистку хлопка-сырца, джинирование-отделение волокна от семян, очистку и линтерование хлопковых семян, очистку волокна от сорных и других примесей, обработку волокнистых отходов, прессование волокна, линта и волокнистых отходов в кипы, а также химическую обработку.
Заводы оснащены специальным технологическим оборудованием (сушильные агрегаты, очистительные машины для хлопка-сырца, джины, линтеры, очистители волокна, линта и хлопковых семян, сепараторы, конденсеры и др.), средствами механизации для внутрицехового и межцехового транспорта хлопка-сырца и готовой продукции (пневмотранспортные установки, винтовые и ленточные конвейеры, элеваторы и др.), машинами для переработки волокнистых отходов и гидропрессовыми установками для прессования волокна, линта и волокнистых отходов.
0бщий комплекс работ превращения хлопка-сырца в готовую продукцию называется технологическим процессом первичной обработки хлопка и включает следующие процессы: сушку и очистку хлопка-сырца в сушильно-очистительном цехе хлопкозаготовительного пункта; подсушку и очистку хлопка-сырца от мелкого и крупного сора в очистительном цехе хлопкоперерабатывающего завода; джинирование и волокноочистку, линтерование хлопковых семян и линтоочистку; переработку волокнистых отходов; упаковку волокна, линта и волокнистых отходов в кипы в главном корпусе завода.
При осуществлении технологического процесса первичной обработки хлопка-сырца должны быть обеспечены сохранение природных физико-механических свойств хлопкового волокна и семян и выпуск их в соответствии с Государственными стандартами и без потерь. Решающим фактором в выполнении этой задачи является правильное построение процесса первичной обработки хлопка-сырца.
Технологическим процессом предусматривается использование комплекса машин, установленных по определенным схемам, и работа их согласно строго установленным режимам в зависимости от состояния и качества исходного хлопка-сырца и вырабатываемой продукции.
В зависимости от характеристики исходного материала первичная обработка его на хлопкоперерабатывающем заводе осуществляется по регламентированной схеме технологического процесса, разработанной на основе опыта передовых предприятий, а также результатов научно-исследовательских работ, направленных на улучшение и развитие техники и технологии производства.
Регламентированный технологический процесс первичной обработки хлопка предназначен для обеспечения правильной организации производства, начиная от приемки, комплектования, хранения хлопка и кончая переработкой и выпуском продукции, отвечающей требованиям Государственных стандартов.
Основным показателем совершенства технологического процесса является общий очистительный эффект, который достигается в результате эффективной обработки хлопка на всех машинах, включенных в цепь работающего технологического оборудования.
В технологическом процессе первичной обработки хлопка, кроме основной продукции — хлопкового волокна, получают большое количество волокнистых отходов (улюк волокнистый, волокно хлопковое регенерированное, пух хлопковый), из которых в результате переработки извлекают волокнистые материалы, пригодные в качестве сырья для другой промышленности.
Производство переработки хлопка является вредным для окружающей среды. В дипломном проекте предлагается использовать отходы переработки хлопка для получения кровельной мастики.
На Камышенском ХБК вывозятся на полигон 250-300 т/год хлопкоотходов, представляющих собой ценный компонент природного происхождения. Продукты деструкции хлопка безвредны для окружающей среды. Отходы хлопка, которые образуются в результате очистки воздуха производственных помещений целесообразно использовать для получения различных материалов. Изложенный материал подтверждает актуальность и целесообразность данного дипломного проекта, цель которого заключается в снижении антропогенного воздействия на окружающую среду отходов переработки хлопка и дальнейшего их использования.
1. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Мероприятия по охране окружающей среды направлены на рациональное использование природных ресурсов, предупреждение вредного влияния результатов хозяйственной деятельности общества на природу и здоровье человека.
При решении задач снижения загрязнений природной среды главным является создание и внедрение безотходных технологических процессов, экономичных методов очистки промышленных и бытовых сточных вод, воздуха и твердых отходов, переход в промышленном производстве на маловодные технологические процессы и замкнутое водопотребление.
Технологический процесс первичной обработки хлопка сопровождается значительным выделением пыли из технологических и транспортирующих машин в производственные помещения и атмосферу. Оседая, пыль загрязняет производственные помещения и территорию завода, создает неблагоприятные условия для работы людей и оборудования. Норма запыленности воздуха в производственных помещениях хлопкоочистительного завода - не более 10 мг/м3, а отработавшего воздуха, выбрасываемого в атмосферу,- 150 мг/м3. Для создания нормальных санитарно-гигиенических условий производится обеспыливание производственных помещений и отдельных пылевыделяющих установок. Перед выбросом отработавшего запыленного воздуха в атмосферу его также очищают от пыли.
1.1 Особенности хлопковой пыли
Пыль, выделяющаяся из хлопка-сырца, состоит из органической и минеральной фракций. Органическая фракция представляет собой раздробленные частицы куста или коробочек хлопчатника и массу мелких коротких волокон.
Минеральная фракция пыли состоит из земли, песка и других посторонних примесей, которые попадают в хлопок-сырец во время уборки урожая и в период его транспортировки и хранения.
В начале технологического процесса, при транспортировке и очистке хлопка-сырца от сорных примесей, из него в основном выделяется и загрязняет воздух минеральная пыль, а в конце технологического процесса, особенно при линтеровании и трамбовании, выделяется пыль органического происхождения.
В отработавшем воздухе системы пневматического транспорта хлопка-сырца пыль содержит от 10 до 20% органических и 80—90% минеральных частиц. В конце технологического процесса у линтеров при выбросе отработавшего воздуха из конденсеров содержание органической фракции пыли доходит до 80—90%.
Запыленность воздуха, отходящего от технологического оборудования в производственных цехах, зависит от сорта, влажности и засоренности хлопка-сырца; при переработке хлопка-сырца низких сортов выделение пыли наиболее интенсивна. В табл. 1.1 приводится примерный состав пыли, выделяющейся с воздухом при пневматической транспортировке хлопка-сырца (III сорт ручного сбора, разновидности 108-Ф, кондиционной влажности и засоренности от 1,3 до 3,5%).
Таблица 1.1 - Дисперсный состав пыли
|
Крупность частиц μ |
0-50 | 50-70 | 70-90 | 90-160 | 160-190 | 190-250 | 250-500 | 500-1000 |
1000 и более |
|
Содержание в пыли частиц данной крупности,% |
3 | 12 | 9 | 5 | 4 | 11 | 12 | 9 | 3 |
Данные о количестве и запыленности отработавшего воздуха, выделяемого основным технологическим оборудованием, приведены в табл.1.2
Таблица1.2- Количество и запыленность воздуха, выделяемого от основного технологического оборудования
| Оборудование |
Количество воздуха, выбрасываемого в атмосферу, м3/с |
Запыленность воздуха, мг/м3 |
| Вентилятор пневмотранспортной установки | 4,5-7 | 4000-12000 |
| Батарейный конденсер для 2-х джинов | 3,2 | 500-2000 |
| Батарейный конденсер для 4-х джинов | 6,4 | 500-1500 |
| Конденсер: | ||
| для пяти линтеров | 5,0 | 800-2000 |
| для шести линтеров | 6,0 | 800-2000 |
| для семи линтеров | 7,0 | 800-2000 |
| Пневматический семяочиститель | 1,5 | 300-800 |
1.2 Очистка запыленного воздуха
Запыленный и загрязненный воздух, отсасываемый из пылящих источников, а также воздух, отработавший в пневмотранспортных установках, должен очищаться от пыли до выброса его в атмосферу. Очистка его может быть грубой, средней и тонкой.
При грубой очистке запыленный воздух очищают от пыли размером более 100μ, запыленность воздуха после такой очистки может быть более 150 мг/м3.
При средней очистке выделяют пыль размером от 10μ, и выше, запыленность воздуха после очистки не должна превышать 150 мг/м3. Такой воздух можно выбрасывать в атмосферу.
При тонкой очистке улавливают пыль размером менее 10μ, а остаточная запыленность воздуха не должна превышать 2-3 мг/м3.
1.3 Методы очистки газов от механических примесей
Методы очистки по их основному принципу можно разделить на механическую очистку, электростатическую очистку и очистку с помощью звуковой и ультразвуковой коагуляции.
Механическая очистка газов включает сухие и мокрые методы. К сухим методам относятся:
1) гравитационное осаждение;
2) инерционное и центробежное пылеулавливание;
3) фильтрация.
В большинстве промышленных газоочистительных установок комбинируется несколько приемов очистки от аэрозолей, причем конструкции очистных аппаратов весьма многочисленны.
Гравитационное осаждение основано на осаждении взвешенных частиц под действием силы тяжести при движении запыленного газа с малой скоростью без изменения направления потока. Процесс проводят в отстойных газоходах и пылеосадительных камерах. Для уменьшения высоты осаждения частиц в осадительных камерах установлено на расстоянии 40–100 мм множество горизонтальных полок, разбивающих газовый поток на плоские струи. Производительность осадительных камер П = SwО, где S площадь горизонтального сечения камеры, или общая площадь полок, м2; wO — скорость осаждения частиц, м/с. Гравитационное осаждение действенно лишь для крупных частиц диаметром более 50-100 мкм, причем степень очистки составляет не выше 40-50%. Метод пригоден лишь для предварительной, грубой очистки газов.
Инерционное осаждение основано на стремлении взвешенных частиц сохранять первоначальное направление движения при изменении направления газового потока. Среди инерционных аппаратов наиболее часто применяют жалюзийные пылеуловители с большим числом щелей (жалюзи). Газы обеспыливаются, выходя через щели и меняя при этом направление движения, скорость газа на входе в аппарат составляет 10-15 м/с. Гидравлическое сопротивление аппарата 100 - 400 Па (10 - 40 мм вод. ст.). Частицы пыли с d < 20 мкм в жалюзийных аппаратах не улавливаются. Степень очистки в зависимости от дисперсности частиц составляет 20-70%. Инерционный метод можно применять лишь для грубой очистки газа. Помимо малой эффективности недостаток этого метода быстрое истирание или забивание щелей.
Для очистки запыленного воздуха перед выводом его в атмосферу широко применяют центробежные пылеуловители - циклоны.
Рисунок 1.1 – Устройство конического циклона
Центробежные пылеуловители. В центробежных пылеуловителях- циклонах происходит очистка запыленного воздуха от крупной пыли (размером более 50μ). При вращении воздушного потока внутри циклона развивается центробежная сила, под воздействием которой пылевые частицы отделяются от воздуха и отбрасываются к наружной стенке. В хлопковой промышленности широко используют конические циклоны.
На рис. 1.1 показано устройство конического циклона, который состоит из входного патрубка 1, наружного полого усеченного конуса 2, внутреннего полого усеченного конуса 3, дождевого колпака с рассекателем 4 и пылевого патрубка 5. Запыленный воздух поступает в циклон через входной патрубок по касательной и приобретает вращательное движение. Центробежная сила отжимает частицы пыли к внутренней стенке наружного конуса, по которой они, вращаясь, скатываются к пылевому патрубку и выводятся в атмосферу. Воздушный поток, также вращаясь и теряя скорость, в нижней части переходит во внутренний конус и выходит в атмосферу. В нижней части циклона, в месте перехода наружного воздушного потока во внутренний конус, создается разрежение, которое препятствует выделению пыли. В результате этого разрежения через пылевой патрубок в циклон подсасывается наружный воздух, а вместе с ним может обратно поступать выделенная пыль, которая будет выбрасываться в атмосферу через внутренний усеченный конус вместе с очищенным воздухом.
Для нормальной работы циклона без подсоса наружного воздуха необходимо создать подпор воздуха на выходном отверстии за счет регулировки дождевого колпака, который в некоторой степени может уменьшить разрежение в нижней части циклона. Полное устранение подсоса в циклоне достигается герметизацией пылевого патрубка, а также устройством бункера или шлюзового затвора. Даже незначительный присос воздуха через нижнюю часть циклона резко снижает эффективность задержания пыли. При подсосе 10—15% воздуха эффективность его очистки незначительна.
Рисунок 1.2 – График зависимости пылезадерживающего эффекта циклона (D = 1800 мм) от размера частиц пыли
С увеличением скорости воздуха при входе в циклон пылезадерживающий эффект повышается. Однако с увеличением скорости увеличивается и сопротивление циклона. Оптимальной скоростью воздуха в циклонах считают 14—18 м/с.
Пылезадерживающий эффект конических циклонов зависит от свойств пыли и от размеров ее частиц.
На графике (рис. 1.2) показана зависимость пылезадерживающего эффекта циклона от размера частиц пыли, выделяющейся с отработавшим воздухом пневмотранспортной установки с крупностью частиц менее 50|х и содержанием их в пыли около 35%. Пылезадерживающий эффект при этом составляет 60—65%. Опыт работы хлопкоочистительных заводов показывает, что при очистке циклонами отработавшего воздуха с большим содержанием в нем волокнистой массы пылезадерживающий эффект доходит до 94-97%. Это объясняется тем, что пыль с воздухом по внутренней поверхности наружного конуса опускается, а вблизи пылевого патрубка воздушный поток изменяет направление. В момент изменения направления движения воздушного потока происходит захват воздухом мелких частиц пыли и вынос их из циклона в атмосферу.
