Эколого-экономичекая оценка

(эффективность производства переработки отходов) Rээ.

Rээ=Зпm*Пр* η*n*M (9.1)

Зпm - приведённые затраты (для функционирования инженерного барьерного сооружения ИБР), руб/год;

Пр - производительность ИБС по переработанному отходу;

η - коэффициент эффективности ИБС;

n - коэффициент воздействия на ОС;

M - коэффициент использования материальных ресурсов.

Зпm= Cг+kг*εн (9.2)

Сг-годовые эксплуатационные расходы, руб/год;

kг -капитальные вложения (затраты на конструирование, документацию,

строительство, стоимостную основу оборудования (ИБС), пуск и наладочные

работы);

εн - нормативная эффективность.

εн= 1 (9.3)

Ток

Ток – срок окупаемости затрат на ИБС

Сг= Зсырьё+Змат-я+Зэнерг.+Амфт+Ззп

Пр

Амфт=0.12 ОПФ

Оценка экономической эффективности осуществляется по приведённому критерию

Зпт=(Сг+Ен+Кг)=> min

η => иногда совпадает со степенью очистки

η= Со-С1 (9.4)

С

η= ПДВ (9.5)

mотх

ПДВ – предельно допустимый выброс, год

mотх – суммарная масса отходов

ПДВ(ПДС)-массы выбросов (сбросов) вредных веществ в единицу времени от данного источника загрязнения ОС (или совокупности источников) с учётом рассеивания вредных веществ в атмосфере (ПДВ) или разбавления веществ в водной системе (ПДС), причём концентрация взвешенных веществ не превышает ПДК:

- для загрязнения атмосферы - приземная концентрация,

- для загрязнения водной системы – в створе потоков (загрязнённых сточных вод и чистой воды)

М= mцелевого продукта

mизрасход.сырья

Рис.9.1. Технологическая схема производства автоклавных (высокопрочных) гипсовых вяжущих:

Любая ХТС может быть разделена на несколько блоков.

БП – блок подготовки исходных реагентов (физические процессы: нагревание, охлаждение, отстаивание и т.п.);

БХП – это 1(несколько) реакторов, в которых получают целевой продукт, находящийся в смеси с непрореагировавшим ИР;

БР – выделение ЦП из РС (физические процессы);

БК – блок кондиционирования;

На рис. 9.1 представлена технологическая схема производства автоклавных высокопрочных гипсовых вяжущих на ОАО «Воскресенские минудобрения», где продукт ПГ – полугидрат СК (уравнение 6.2)

Требования к продукту:

-марка Г10 (Г19) ГОСТ 125-79 мелкокристаллический продукт (порошок),

-удельная поверхность см²/г=1 см²/г,

-предел прочности σ= 35 МПа

ФГ => 1-первичный репульп. (ФГ рис. 4.1), где его разбавляют водой и перекачивают насосом 2, далее в сборник 3. Из сборника 3 насосом 4 пульпу подают непрерывно на БВФ 5. Сточные воды поступают на нейтрализацию. ФГ направляют основной репульпатор 6, обогревают паром для защиты от коррозии, далее в пассиватор HNO3.

Далее рабочая пульпа под давлением перекачивается насосом 7 => в автоклав, где осуществляются реакции 6.2 и 6.3 (реакции дегидратации). Для модифицирования роста кристаллов вводят КМЦ (карбоксил-метил целлюлоза).

КМЦ увеличивает индукционный период образования зародышей кристаллов,

ПГ (полугидрат) способствует улучшению формы.

Лекция 10

Колонна синтеза карбонита.

1) 2NH₃+СO₂ <=>NH₂COONH₄+Q (1)

2) NH₂COONH₄<=>CO (NH₂)₂+H₂O-Q (2)

∑: 2NH₃+CO₂<=>CO (NH₂) +H₂O

t=200˚C, р=20 МПа

реакции (1) и (2) идут одновременно в колонне синтеза => образуется плав

1. 34-35% CO(NH₂)₂

2. 18-19% NH₂COONH₄

3. 34-35%NH₃

4. 10-11%H₂O

Задача:

Составить материальный баланс синтеза карбамида при абсолютном давлении в колонне 20 МПа и t=200˚C. Источник СО₂ – экспандерный газ, в котором 96%-СО₂ и 4% инертные газы(N). Избыток NH₃ 125% (для увеличения степени превращения целевого продукта). Степень превращения NH₂COONH₄ 70%, плав подвергают разложению и отгоняют NH₃ и H₂O, подвергают дистилляции и упариванию. Потери мочевины достигают 6.5%. Расчёт делаем на 1000 кг сухого продукта (мочевины).

2NH₃+CO₂↔CO (NH₂)₂+H₂O

1) вычисление необходимого количества NH₃ и CO₂, исходя их ХР

NH₃: 2*17 * 1000=566.7 кг

CO_2: 44 *1000=733 кг

2) количество мочевины с учётом потери 6.5 %

1000 кг – 100-6.5=93.5%

х – 100% => х= 1000*100

93.5

3) определяем сколько нужно NH₃ и CO₂ для 1070 кг мочевины

NH₃: 566.7*1.07=606.4 кг

CO₂: 733*1.07=784.7 кг

4) с учётом степени превращения карбомата в мочевину (избыток NH₃ =125%), Х_пар=70%

NH₃: 606.4*2.25 * 100=1949 кг

CO₂: 784.7 *100=1121 кг

5) количество инертных газов, поступающих с CO₂ в колонну синтеза

1121*4 =46.7 кг

6) по (1) находим количество образовавшегося карбомата аммония

2NH₃ +CO₂ ↔NH₂COONH₄

NH₂COONH₄: 1121 *78=1987.2 кг

7) по (2) находим

NH₂COONH₄ →CO (NH₂)₂ +H₂O

CO (NH₂)_2: 1987.2 *60* 70% =1070 кг

78 100%

8) по (2) определяем воду

H₂O: 1987.2 *18*0.7=321 кг

9) количество карбомата:

1987.2* (100-70) =596.2 кг

10) на образование 1987.2 кг карбомата расходуется NH₃:

1987.2*(2*17) =866.2 кг

11) количество оставшегося NH₃ (п.4):

(п.4) 1949 кг - (п.10)866.2=1082.8 кг

12) выделившаяся Н₂О реагирует с остаточным NH₃

H₂O+NH₃ →NH₄OH (3)

NH₄OH: 321*35 =624.2 кг

NH₃: 321*17 =303.2 кг

13) определяем количество NH₃, остающегося в газовой фазе

(п.11) 1082.8-303.2=779.6 кг

Материальный баланс получения плава мочевины

на 1 тонну готового продукта.

Приход	Расход	%
NH3	1949 кг	мочевина CO(NH2)2	1070 кг	34.4
CO2	1121 кг	карбамат аммония NH2COONH4	596 кг	10.3
инертные газы	46.7 кг	вода Н2О	321 кг	10.3
		избыточный аммиак в виде: NH3 NH4OH в газообразном виде	1082.2 кг 303.2 кг 779.2 кг	34.74
инертные газы	467 кг	1.5
Всего:	3116.7 кг		3116.7 кг	100%

Лекция 11

Переработка сточных вод и повторное их использование.

На 1т.100% P2О5 расходуется 200-210 м³ технологической воды.

Рис. 11.1. Схема водопользования на промышленных предприятиях.

вода с товарным продуктом

исх. вода

очищенная вода

1. хим. водоочистка;

2. технологические установки;

3. основные очистные сооружения;

4. дополнительные очистные сооружения;

5. локальные очистные сооружения;

6. узел оборотного водоохлаждения.

Использование воды в технологическом процессе:

1) для охлаждения (основное свойство воды - способность аккумулировать тепло за счет высокой теплоемкости Ср=4,18 кДж/кг*К)

2) как транспортирующее средство (для переноса ФГ):

· текучесть- h(H2О)= 10^-3 Па*с;

· нереакционная способность- частицы воды достаточно электронейтральны (mд –дипольный момент);

3) в качестве растворителя

· диэлектрическая проницаемость воды (e=81) выше, чем у др. растворителей (фенол,CCl4)

3) как химический реагент (с повышением t° реакционная способность воды повышается).

· NH4=H2O+NH3

Блок 1: в производственных условиях носит название цех «химводоочистки»;

· осуществляется подготовка воды;

Блок 2: потребители воды:

1) теплообменник;

2) трубопроводы с побудителями потока;

3) емкости с перемешивающими устройствами;

4) химические реакторы (каталитические, некаталитические);

5) абсорбционная аппаратура (абсорбционно-десорбционный узел).

Блок 3: основные очистные сооружения стадии механической очистки

· отстойники (грубая очистка);

· скорые фильтры (тонкая очистка)

Блок 4: дополнительные очистные сооружения:

1) выделение из воды ультра-, микрочастиц, спор (ультрафильтрация);

2) удаление растворенных примесей реагентным методом:

· нейтрализация (использование кислот, щелочей);

· коагуляция (флокуляция) – укрупнение частиц;

· химический реагент с переводом загрязняющего вещества из растворенного в осадок.

Согласно условиям водоотведения (или требованиям к использоанию доочищенных СВ) после блока 4 большая часть потока - a- возвращается в процесс (блок 2), а меньшая часть – водоемы (1-a).

(1 -a) - регламентируемая природоохранными органами с целью поддержания постоянного водного баланса, рассматриваемого территориально-производственного комплекса. Это значит, что объемный расход (м³/ч) на входе предприятия равен объемному расходу из предприятия (n вход..= n вых., м³/ч). n вых должно удовлетворять условиям водоотведения: табл. 1 (стр.122):

1) вводоемы рыбохозяйственного назначения - ПДК {нефтепродукты}=0,05 мг/л;

2) в водоемы хозяйственно-питьевого и культурно-бытового пользования - ПДК{нефтепродукты} = 0,3 мг/л.

Требования к дочищенным СВ (см. п.1-п.5), a max =0,8, a ср. =(0,3-0,4)

Блок 5: локальные ОС

Существуют для оперативной очистки раздельных стоков:

1) локальный отстойники;

2) нефтеловушки (плотность воды=100м³/ч, а для нефтепродуктов ~800-900м3/ч;

3) нейтрализаторы (использования известкового молока (щелочь) для уменьшения рН.

Блок 6. Замкнутая система водоснабжения (здесь сосредоточено более 10% циркулирующей воды). Вода не контактирует в реагентами.

Источники образования СВ в производстве ЭФК /рис 4.1/.

Классификация СВ.

Основные требования к созданию замкнутых водооборотных циклов заключается в разделении, сборе и переработке хозяйственно-бытовых сточных вод (ХБСВ), производственных СВ (ПСВ) и поверхностных сточных вод.

Хозяйственно-бытовые СВ:

· источники образования: административные здания (столовые);

· характеризуются повышенным содержанием минеральных примесей (в основном солей Na) и биогенных компонентов (нитриты, нитраты, фосфаты, аммонийный азот).

Табл. 11.1. Примерный состав ХБСБ:

Вещества	Содержание, масс.%
· мыла (стеарат Na); · жирные кислоты	18,7 4,8
· жиры (по кислотам): - олеиновая; - пальмитиновая; - стеариновая	8,7 5,5 1,1
· карбамиды (мочевина)	37,9
· креатин	1,4
· кислоты: - гиппуровая	1,4
· аминокислоты	0,2
· лимонная к-та; · связанные жирные кис-ты; · фенол; · крахмал	0,6 9,4   0,2 9,2

Табл. 11.2. Примерный состав ПСВ (направленные после производства ЭФК на стадию нейтрализации):

Вещества	Содержание
· взвешенные вещества (г/л)*	5-6
· сухой остаток (г/л)	12-16
· прокаленный остаток (г/л)	7-10
· содержание ионов: -SO4 ^2- (г/л); -F^-(г/л); -фосфаты (г/л); - Si (SiO2),(г/л)	3-4 0,7-1,0 5-7,0 2-4
· Ph	1,4-1,5

*

1) после промывки полотен вакуум-фильтра (позиция 7) в греющих камерах выпарных аппаратов (после поз.8);

2) служит для оценки минерализации СВ;

3) зольность (остатки металлов, оксиды);

4) ионы SO4 ^2- (образованные по реакции 1.1) определяют кислотность (Ph)

Лекция 12

Классификация СВ (продолжение).

Поверхностные СВ (Л1,стр. 25-26):

1) дождевые воды;

2) талые воды;

3) поливочно-моечные стоки.

· характеризуются высоким содержанием взвешенных веществ органического и неорганического происхождения, нефтепродуктов, бактериального загрязнения.

Табл. 12.1. Краткая характеристика городских поверхностных СВ:

СВ	Взвешенные в-ва, г/л	Сухой остаток, г/л	БПК 5, мгО2/л	Нефтепродукты, мг/л	Колититр (биологическая загрязненность)
· дождевые	1,2-2,5	0,36-0,75	-	0,02-0,06	0,1-0,0001
· поливочно-моечные	0,7-3,0	0,21-0,9	80-160	0,01-10,0	-

· специфика стоков: образуются локально и зачастую отводятся в канализационную систему; при этом, условия по нормам водоотведения не всегда выполняются.

· требования к сбросу регламентируются условием водоотведения (см. Л1, стр.22);

Дата добавления: 2014-01-04