Совершенствование процесса фильтрации и отгонки сероуглерода с целью снижения вредности производства (стр. 14 из 16)
Каждый сосуд должен быть снабжён манометром. Класс точности манометров не ниже 2,5.
Предохранительными устройствами служат предохранительные клапана и мембраны. Предохранительные клапана предупреждают возникновения давления, превышающее допустимое.
Сосуды, работающие под давлением, подвергаются техническому освидетельствованию (внутреннему осмотру и гидравлическому испытанию) до пуска в работу, периодически в процессе эксплуатации и досрочно.
В ксантогенаторе рабочее давление составляет 0,3 кгс/см2, поэтому аппарат подвергают гидравлическому испытанию, пробным давлением воды температурой (от 5 до 40) ºС, в течение 10-30мин, в зависимости от толщины стенки аппарата.
На производстве предусмотрена опознавательная окраска трубопроводов в зависимости от групп транспортируемых по ним веществ: вода - зелёный; пар - красный; воздух - синий; кислоты - оранжевый; щелочи - фиолетовый; прочие вещества - серый.
3. Экологическая экспертиза проекта
В процессе производства вискозного волокна образуется огромное количество токсичных и агрессивных веществ, которые выбрасываются в окружающую среду в виде газообразных, жидких и твёрдых отходов [38].
В процессе получения вискозы, и особенно при формовании и отделке вискозных волокон с вентиляционным воздухом в атмосферу выбрасываются значительные количества сероуглерода и сероводорода, которые вредны для здоровья человека.
Также в процессе получения вискозного штапельного волокна образуются сточные воды, содержащие серную кислоту, едкий натр, сульфаты натрия и цинка, сероуглерод, сероводород и другие сульфиды, тиокарбонаты, целлюлозу, а также продукты замасливающих препаратов и модификаторов. Количество сточных вод и их загрязнённость зависят от типа оборудования, от схемы технологического процесса [42].
Твёрдыми отходами вискозного производства являются мокрые щелочные отходы, рваные отходы фильтрующего материала (бязь, байка), которые могут использоваться для изготовления товаров производственного назначения.
Для сокращения загрязнения атмосферы сероуглеродом и сероводородом комплексная система организованных вентиляционных выбросов должна включать объёмы газов, направляемых на очистку: отсос газов от ксантогенаторов химических цехов, вентиляционных газов от трубок формования волокна, от участка транспортировки жгута, резательных машин, флотаторов-дегазаторов осадительной ванны, неконденсированных газов аппаратов отгонки сероуглерода и от водоочистных сооружений.
Необходимым условием реализации комплексных систем обезвреживания являются:
обеспечение отсосов выделяющихся вредных веществ непосредственно в местах их концентрирования как в вентвыбросах, так и в технологических растворах;
организация отсосов газовыделений в минимально возможных объёмах и, следовательно, максимально достижимых концентраций вредных газов;
обеспечение условий максимального возврата сероуглерода в производство.
Существует большое разнообразие установок для улавливания сероуглерода и сероводорода. Для улавливания применяют адсорбционный, углеадсорбционный способ и способ прямой конденсации.
Регенерация сероуглерода путём прямой конденсации наиболее экономична. Себестоимость регенерируемого сероуглерода этим методом в 3-5раз ниже, чем при углеадсорбционном способе. Однако этот метод может применяться только в комбинации с адсорбционным способом. Это ограничение обусловлено тем, что для конденсационного метода могут быть использованы только высококонцентрированные газо-воздушные смеси с небольшим содержанием неконденсирующих газов (сероводород, диоксид углерода, воздух), которые получают в герметичных пластификационных аппаратах отгонки сероуглерода. В такой аппарат поступает максимально 45-50% сероуглерода от заданного при ксантогенировании, а регенерируется прямой конденсацией не более 40-42%.
Комбинирование конденсационного метода с углеадсорбционным позволяет не только удешевить регенерацию, но и упростить сам конденсационный метод.
Очистка сточных вод вискозного производства является одной из сложных проблем.
При производстве волокон образуются стоки двух видов: кислые и щелочные.
Кислые стоки из-за высокого содержания цинка часто называют кислыми цинкосодержащими стоками. Они образуются в прядильно-отделочном цехе, а также в отделениях подготовки и регенерации осадительной ванны. Щелочные стоки иногда разделяют на щелочные (из отделений мерсеризации) и вискозно-щелочные (из отделений ксатогенирования, растворения и фильтрации вискозы).
Основными источниками щелочных стоков являются: сброс канализационной щелочи, образующийся при диализе отжимной щелочи; отработанный десульфурационный раствор и промывные воды после десульфурации и промывки аппаратуры и фильтр-материалов; некоторое количество щелочных стоков образуется на установке очистки отходящих газов от сероводорода.
Источниками кислых стоков являются: сбросы промывных кислых вод; избыточной пластификационной ванны; унос осадительной ванны при выпарке и кристаллизации; потери осадительной и пластификационной ванн при промывке фильтров; во время промывки аппаратуры.
Для снижения объёма кислых стоков имеет место организация противоточной промывки и регенерации пластификационной ванны. Реализация этих мероприятий позволяет уменьшить поступление серной кислоты, сульфатов натрия и цинка в сточные воды на 50-60%.
Щелочные стоки содержат до 800-1200мг/л щелочи (в пересчёте на едкий натр). Содержание серной кислоты в кислых стоках колеблется в пределах 300-1500мг/л.
В связи со сложным составом сточных вод вискозного производства процесс их очистки является многостадийным. Обычно выделяют стадии механо-химической очистки, фильтрации и биологической (биохимической) очистки и химической очистки.
Основными методами химической очистки производственных сточных вод являются нейтрализация и окисление.
Химическая очистка целесообразна в совмещении с биологической очисткой.
Нейтрализацию осуществляют для приведения рН сточных вод к 6,5-8,5, то есть к реакции среды, близкой к нейтральной. Следовательно, нейтрализовать нужно сточные воды с рН < 6,5, то есть имеющие кислую реакцию среды, и > 8,5, то есть имеющие щелочную реакцию среды. Для биологической очистки сточных вод можно применять все известные методы очистки в естественных и искусственных условиях. Основными элементами установки биологической очистки сточных вод являются биофильтры и аэротенки, в которых используются активный ил. После химической и биологической очистки очищенные сточные воды возвращаются в систему замкнутого водооборота. [43]
Схема очистки сточных вод вискозного производства.
1. усреднитель;
2. дегазатор;
3. смеситель;
4. сооружения биологической очистки;
5. пруд-аэратор;
6. флотатор;
7. шламоотвал. [44]
Цинк является наиболее вредным компонентом в сточных водах. Вместе с тем он дефицитен, поэтому очистку цинкосодержащих стоков стремятся осуществить одновременно с наиболее полной регенерацией этого вещества.
Известны следующие методы очистки стоков и регенерации цинка: реагентный, ионообменный и экстракционный.
Реагентный способ заключается в обработке цинкосодержащих стоков веществами (реагентами), взаимодействующими с ионами цинка с выделением его в осадок, из которого цинк затем регенерируется.
Ионообменный способ очистки заключается в улавливании цинка на катионитах. Ионообменный метод имеет ряд недостатков, ограничивающих его применение. Перед катионированием вода должна быть тщательно очищена от взвешенных частиц во избежание закупорки пор в гранулах ионообменной смолы. Недопустимо также высокое содержание в воде ионов поливалентных металлов, снижающих обменную ёмкость катионита. Недостатком также является повышенный расход реагентов на нейтрализацию. В связи с этим ионообменный способ не нашёл широкого применения.
Экстрационный метод очистки сточных вод является одним из наиболее перспективных.
Для промышленного осуществления метода рекомендуется экстракционный аппарат, обеспечивающий 4-5 теоретических степеней контакта фаз. Степень извлечения цинка 85-90%.
В зависимости от принятой технологической схемы очистки сточных вод образуются три вида осадков (шламов): целлюлозные, содовые и известковые.
Целлюлозный шлам предлагается подвергать "осахариванию" в присутствии фермента-целлюлозы. Высушенный целлюлозный шлам может использоваться как топливо или добавка к строительным материалам.
Содовый шлам перерабатывают с целью извлечения цинка.
Известковый шлам может перерабатываться различными способами: гидрометаллургическим, вальцеванием, выщелачиванием с последующей очисткой ионообменными смолами и электролизом. Известковый шлам может быть переработан в цинковые удобрения [45].
3.1 Автоматизация установки
Производство химических, в том числе и вискозных, волокон - одно из крупномасштабных производств химической промышленности. Это определяется ролью, которую играют химические волокна во многих отраслях народного хозяйства страны. В связи с этим в производстве вискозных волокон отражены общепромышленные тенденции в области технологии, экономики, организации и автоматизации управления.
Автоматизация управления - как отдельными аппаратами, комплексами аппаратов, так и всем производством в целом - является важным элементом совершенствования производства вискозных волокон, определяя устойчивость качество работы и производительность этого процесса, повышение производительности труда в производстве волокон.