Разработка инженерно-экологического обоснования технологии очистки выбросов загрязняющих веществ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Факультет биотехнологии и промышленной экологии

Кафедра промышленной экологии

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Промышленная экология»

на тему: «Разработка инженерно-экологического обоснования технологии очистки выбросов загрязняющих веществ»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка

очной формы обучения,

специальности «Энерго- и ресурсосберегающие

процессы в химической технологии,

нефтехимии и биотехнологии»

4-го курса, группы Э-41                        А.С. Софронова

Руководитель работы:                                                               И.О. Тихонова

 

 

Москва 2015

Содержание

Введение………………………………………………………………..…...3

Основные сведения об агрохимикате………………………………….... 4

Основные технологические операции………………………..….……...10

Технологическая схема процесса очистки отходящих газов….………11

Расчет материального баланса………………………………………..….12

Расчет и подбор основного оборудования………………………..…….13

Выводы……………………………………………………………….…....22

Список используемой литературы……………………………….…...…23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Удобрение азотно-фосфорно-калийное, марка: 10-20-10 представляет собой гранулированный продукт от белого до серого или розового цвета с различными оттенками. Агрохимикат производится путем нейтрализации фосфорной кислоты или смеси фосфорной и серной кислот аммиаком с последующей грануляцией с хлористым калием с добавлением или без добавления сульфата аммония, карбамида, инерта (шлака), сушкой, классификацией продукта, охлаждением и кондиционированием продукта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные сведения об агрохимикате

Агрохимикат  марки: 10-20-10 применяется в качестве комплексного азотно-фосфорно-калийного минерального удобрения на различных типах почв, для основного, припосевного внесения и в подкормку под все сельскохозяйственные культуры и декоративные насаждения.

Рекомендуемые регламенты применения агрохимиката.

 Для сельскохозяйственного производства в зависимости от вида культуры, технологии ее выращивания, планируемого урожая, с учетом агрохимических показателей почвы; под все культуры - основное, припосевное внесение, подкормка.

Технология применения агрохимиката предполагает в сельскохозяйственном производстве использование типовых технических средств, предназначенных для внесения твердых минеральных удобрений, а также устанавливает меры безопасности (в т.ч. применение средств индивидуальной защиты).

       Таблица 1

Компонентный состав агрохимиката

Компоненты	Массовая доля для марки, %
Аммоний дигидрофосфат	8-12
Диаммоний гидрофосфат	24-27
Диаммоний сульфат	15-18
Калий хлорид	14-18
Карбамид	-
Фосфаты кальция, алюминия, железа, магния	1-2
Примеси (вода, шлак, песок и др.)	29-32

Таблица 2

Качественный и количественный состав агрохимиката

Показатель	Содержание в агрохимикате,%
Азот общий	10±1
Фосфор (Р2О5)	20±1
Калий (К2О)	10±1
Сульфатная сера (S), не менее	3
Вода, не более	1,3

Таблица 3

Показатель	Содержание в агрохимикате, мг/кг
Кобальт (Со)	2,5
Медь (Сu)	4
Марганец (Мn)	770
Никель (Ni)	1,3
Свинец (Рb)	3,3
Цинк (Zn)	5,6
Мышьяк (Аs)	0,4
Кадмий (Сd)	0,31

Содержание токсичных примесей

 

 

 

 

Токсикологическая характеристика агрохимиката

По степени воздействия на организм человека и теплокровных животных в соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 агрохимикат относится к 3 классу опасности (умеренно опасное вещество).

• ПДК воздух р.з. – 6 мг/м3.
• ПДК вод аммоний иона (по азоту) – 1,5 мг/л;
• ПДК в воде (по РО4) – 3,5 мг/л;
• ПДК вод хлориды (по Cl) – 350 мг/л;
• ПДК рыб.хоз. (аммоний-ион по азоту) – 0,5 мг/л;
• ПДК рыб.хоз. (калий, все растворимые в воде формы) – 50 мг/л;
• ПДК рыб.хоз. (по сульфат – иону SO42-) – 100 мг/л.

 

Гигиеническая характеристика агрохимиката

Полевые исследования с использованием агрохимиката «Удобрение азотно-фосфорно-калийное, марки: 10-20-10 » – не проводились. Вместе с тем комплексные удобрения давно и широко используется в сельском хозяйстве. Применение агрохимиката не будет оказывать негативного влияния на качество и пищевую ценность продуктов питания, т.к. содержание в нем токсичных примесей, активность природных и техногенных радионуклидов находятся в пределах допустимых значений. Использование агрохимиката в рекомендованных дозах не приведет к превышению гигиенических нормативов (СанПиН 2.3.2.1078-01) содержания токсичных и опасных соединений в возделываемой сельскохозяйственной продукции.

 

 

Экотоксикологическая характеристика агрохимиката

Агрохимикат «Удобрение азотно-фосфорно-калийное, марки: 10-20-10» не будет негативно воздействовать на содержание и состояние червей, т.к. содержание в нем токсичных примесей, активность природных и техногенных радионуклидов находятся в пределах допустимых значений.

По степени воздействия на водные организмы, агрохимикат «Удобрение азотно-фосфорно-калийное, марки: 10-20-10» относится к 3 классу опасности по острой токсичности (ГОСТ Р 53858-2010).

Возможность загрязнения окружающей среды

Допустимая антропогенная нагрузка агрохимиката на почвенный покров Российской Федерации рассчитана из дозы применения в 500 кг/га/год и представлена в таблице

Таблица 4

Воздействие питательных элементов агрохимиката на почвенный покров                                                                                               

Наименование показателя	Антропогенная нагрузка в кг/га/год Максимальная/Допустимая
Азот (по N)	50 / 450
Фосфор (Р2О5)	100 / 200
Калий (К2О)	50 / 450
Сера (S)	15 / 112

 

 

Таблица 5

Воздействие токсичных компонентов агрохимиката на почвенный покров                                                                                               

Наименование показателя	Антропогенная нагрузка в кг/га/год Максимальная/Допустимая
Свинец (Рb)	0,00165
Мышьяк (Аs)	0,0002
Ртуть (Нg)	-
Кадмий (Сd)	0,00016
Кобальт (Со)	0,00125
Медь (Сu)	0,002
Марганец (Мn)	0,385
Никель (Ni)	0,00065
Цинк (Zn)	0,0028

Поверхностные и грунтовые воды

В процессе деструкции агрохимиката опасные для окружающей среды и токсичные метаболиты не образуются. Составляющие агрохимикат компоненты будут слабо мигрировать по почвенному профилю и загрязнение грунтовых вод практически исключено.

При не соблюдении правил обращения и хранения, при попадании избыточных количеств агрохимиката в водоемы, может иметь место изменение органолептических свойств воды, санитарного режима водоемов, образование донных и береговых отложений, нарушение процессов самоочищения, эвтрофикация и биодеградация водоемов.

Возможность загрязнения грунтовых и поверхностных вод компонентами удобрения - маловероятна. Риск минимальный.

Составные компоненты агрохимиката являются нелетучими веществами. Таким образом, загрязнение атмосферного воздуха - исключено.

Агрохимикат может быть использован в дозах, не превышающих 500 кг/га/год без ограничений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные технологические решения очистки отходящих газов

Цель  работы: Разработать инженерно-экологическое обоснование технологии очистки выбросов загрязняющих веществ

Таблица 6

Основные технологические операции.

№	Наименование	Характеристика
1	Охлаждение.	37800 м3/ч. Газ охлаждается от 115оС до 80оС. Процесс непрерывный
2	Первая стадия пылеулавливания в циклоне.	37800 м3/ч. Степень очистки 80 %. 80оС Процесс непрерывный.
3	Вторая стадия пылеулавливания в электрофильтре.	37800 м3/ч. Степень очистки 99,75%. 70оС.  Процесс непрерывный.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема процесса очистки отходящих газов.

Отходящие газы с расходом 37800 м3/ч, концентрацией пыли 10г/м3 и размером частиц 10-1000 мкм после распылительной сушилки поступают в аппарат воздушного охлаждения (1АВЗ), где происходит снижение температуры с 200оС до 80оС.

Далее идет первая стадия пылеулавливания, которая происходит в  циклоне (ЦБ 56) с эффективностью пылеулавливания 80%.

После циклона очищенные газы подают на вторую стадию в электрофильтр (ЭГА1-10-4-6-3) со степенью очистки 99,75% [4]. Уловленную пыль транспортируют с обеих стадий очистки и направляют в кальцинатор для получения высококачественного продукта. Очищенный газ поступает в трубу для рассеивания, а затем в атмосферу. Для контроля очищенного газа на выходе устанавливаем газоанализатор (ИКВЧ-В3).

Режим работы производства данной марки агрохимиката  - 247 дней в 2015г., односменный (8 часов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет материального баланса проектируемой технологии очистки отходящих газов производства удобрения марки 10-20-10

Таблица 7

Первая стадия пылеулавливания
Вход		Выход
Наименование потока	Кол-во, кг/час	Наименование потока	Кол-во, кг/час
Отходящие газы 37800 м3/час   пыль (10000 мг/м3, 10-1000 мкм)	378,000	Отходящие газы 37800 м3/час   пыль (2000мг/м3, 10-1000 мкм)	75,600

 

 

[Пыль]=37800 м3/час * 10000 мг/с = 378000 г/час=378 кг/час

Средняя эффективность обеспыливания газов в циклонах составляет 80%.

10000* 0,2% =  2000 мг/м3

[Пыль]=378 кг/час * 0,2= 75,6 кг/час

Таблица 8

Вторая стадия пылеулавливания
Вход		Выход
Наименование потока	Кол-во, кг/час	Наименование потока	Кол-во, кг/час
Отходящие газы 37800 м3/час   пыль (2000 мг/м3, 10-1000 мкм)	75,600	Отходящие газы 37800 м3/час   Пыль (5 мг/м3, 10-1000 мкм)	0,189

 

 Степень улавливания  в электрофильтре 99,75% 
2000 * 0,25= 5  мг/м3  

[Пыль]=75,6 кг/час * 0,0025=0,189  кг/час

 

Расчет и подбор основного оборудования процесса очистки отходящих газов производства удобрения марки 10-20-10

Таблица 9

№	Технологическая операция	Исходные данный для расчета и/или подбора оборудования	Результат расчета и/или подбора оборудования
1	Охлаждение	Расход 37800 м3/час	Аппарат воздушного охлаждения типа 1АВЗ
2	1 стадия пылеулавливания	Расход 37800 м3/час	Циклон ЦБ 56
3	2 стадия пылеулавливания	Расход 37800 м3/час	Электрофильтр  ЭГА1-10-4-6-3
4	Контроль очищенного газа	Расход 37800 м3/час	Пылемер ЛПИ-04