Производство вискозного волокна как источник воздействия на окружающую среду

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Апреля 2015 в 23:08, курсовая работа

Краткое описание

Повышенный интерес к химическим волокнам объясняется широким спектром их свойств, что делает возможным широкое их применение в различных отраслях народного хозяйства.
Вискозные волокна являются одним из первых видов волокна, которое начали вырабатывать в промышленных масштабах, что обусловлено их высокими гигиеническими и потребительскими характеристиками.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………5
1 Общая характеристика технологических процессов производства химических волокон…………………………………………………………………………………..6
2 Технологическая часть
2.1 Характеристика используемого сырья и материалов………………………9
2.2 Технология производства вискозной кордной нити
2.2.1 Общая схема технологического процесса………………………….11
2.2.2 Мерсеризация целлюлозы…………………………………………12
2.2.3 Отжим и измельчение щелочной целлюлозы…………………….13
2.2.4 Предварительное созревание щелочной целлюлозы……………...15
2.2.5 Ксантогенирование щелочной целлюлозы………………………15
2.2.6 Растворение ксантогената целлюлозы……………………………17
2.2.7 Созревание вискозы…………………………………………………18
2.2.8 Подготовка вискозы к формованию………………………………19
2.2.10 Последующая обработка нити…………………………………..22
2.3 Материальный баланс производства вискозного волокна………………...25
3 Производство вискозного волокна как источник воздействия на окружающую среду
3.1 Анализ эффективности использования сырья и материалов……………...30
3.2 Характеристика выбросов, сбросов, отходов производства……………….30
4 Охрана окружающей среды при производстве вискозного волокна……………....34
Заключение………………………………………………………………………………38
Список использованных источников……………………

Вложенные файлы: 1 файл

курсовой - копия.doc

— 1.03 Мб (Скачать файл)

 

Характеристика загрязняющих веществ в газовых выбросах при производстве вискозного волокна представлена в таблице 3.6

 

Таблица 3.6 – Загрязняющие вещества в газовых выбросах

Наименование загрязняющих веществ

Фактический выброс  загрязняющих веществ в единицу времени, кг/ч

зола

3144,549

пыль неорганическая

0,716

диоксид серы

14587,664

оксиды азота

251,748

серная кислота

723,901

сероуглерод

1831,506

сероводород

246,968


 

Сероуглерод является одним из наиболее токсичных и многотонажных выбросов, поступающих в атмосферу. Он используется в процессе ксантогенирования  щелочной целлюлозы, где его расходуется 80 – 85%, остальное количество в реакцию со щелочью с образованием тиокарбонатов и сульфидов натрия. При формовании волокна на производстве  в кислотных ванных ксантогенат, тиокарбонаты и сульфид разлагаются с выделением свободных сероуглерода и сероводорода. Количество сероуглерода зависит от большого числа технологических параметров, поэтому вентиляционные сбросы производств вискозного волокна содержат различные концентрации сероуглерода и сероводорода. Состав вентиляционных выбросов производства вискозного волокна приводится в таблице 3.7.

 

Таблица 3.7 – Характеристика вентиляционных выбросов производства различных видов вискозного волокна [6]

Волокно

Удельный объем выбросов, м3/т продукции

Содержание сероуглерода, г/м3

Содержание сероводорода, г/м3

кордное

350

0,4

0,08

штапельное

25

5

0,6

шелковое

70

2

0,02

целлофановое

50

2

0,5


 

При производстве химических волокон образуется более 10 видов сточных вод, например кислые цинкосодержащие, шламовые воды, целлюлозосодержащие сточные воды и др. Состав сточных вод приведен в таблице 3.8.

 

Таблица 3.8 – Состав сточных вод (концентрация примесей, мг/л) [4]

Вещество

Первичные

щелочные

стоки

Первичные

кислые

 стоки

После механо-

химической очистки

После фильтрации

После биологичес-кой очистки

1

2

3

4

5

6

NaOH

800-1200

-

-

-

-

Продолжение таблицы 3.8

1

2

3

4

5

6

H2S

20-60

10-20

1-5

0,5-2

-

CS2

60-150

30-110

5-15

2-5

-

Целлюлоза

200-1000

20-50

100-250

50-150

-

ПАВ

5-50

30-80

20-80

15-70

5-10

H2SO4

-

300-1500

-

-

-

Zn

-

120-400

5-10

0,5-2,0

0,1-0,5

Na2SO4

10-30

1000-2000

1000-2000

1000-2000

1000-2000

Взвешенные частицы

100-200

100-150

200-300

50-70

20-30

NaCl

10-40

20-50

15-50

15-50

15-50

pH

12-14

1-2

6,5-7,5

6,5-7,5

6,5-7,5

ХПК

1500-2000

300-500

200-300

50-100

10-15

БПК

940-1300

190-310

130-190

30-60

6-9


 

Химическое потребление кислорода щелочных вискозных сточных вод составляет 1500 – 2000 мг О2/л. После осаждения оно уменьшается до 300–400 мгО2/л. Высокое остаточное значение ХПК связано с неполным осаждением целлюлозы и присутствием легкоокисляющихся сернистых соединений (H2S, SO2).

 В зависимости от  принятой технологической схемы  очистки сточных вод образуется  три вида осадков (шламов): целлюлозные, содовые, известковые. Они сбрасываются  и хранятся в шламонакопителях. Характеристика осадков сточных вод приведена в таблице 3.9.

 

Таблица 3.2.5 – Характеристика осадков сточных вод [6]

Показатели

Методы осаждения

целлюлозный

содовый

известковый

Влажность, %

 

98 –99

 

95 – 98

 

98 – 99

   свежеосажденного  осадка

   в шламонакопителе

92 – 95

82 – 85

85 – 90

Содержание, % от сухого вещества

 

--

 

40 – 50

 

5 – 20

   Zn

   Ca, Mg

2,5 – 3,0

0,2 – 0,5

20 – 35

   SiO2

5,7

5 – 6

20 – 30

   Al2O3, Fe2O3

0,5

0,5 – 1,0

1 – 4

   целлюлоза

85 -- 90

15 -- 20

25 -- 40


 

Образованные шламы сбрасывают в шламонакопители, где они находятся десятки лет, занимая значительные земельные площади или водоемы. К настоящему времени оценено, что на предприятиях скопилось около 1,5 млн т шламов. [4].

 

4 Охрана окружающей  среды при производстве вискозного  волокна

 

На долю вискозных волокон приходится до 50% от выпускаемых промышленным способом химических волокон. Однако потребительская ценность (гигроскопичность) этих волокон, а также доступность и сравнительная дешевизна исходного сырья (целлюлозы) делает выпуск вискозных волокон вполне оправданным.

Уменьшение вредности вискозного производства достигается проведением мероприятий, направленных на то, чтобы исключить возможность попадания  сероуглерода и сероводорода в окружающий воздух и предотвратить загрязнение водоемов. Важнейшими из этих мероприятий являются оборудование цехов мощной вентиляцией и капсулирование прядильных машин, очистка вентиляционного воздуха от сероводорода и сероуглерода и тщательная очистка сточных вод от вредных загрязнителей.

Снижение выбросов вредных веществ может быть достигнуто также в результате осуществления таких мероприятий, как максимальная герметизация прядильно-отделочного оборудования. Локализация газовыделения из технологических растворов и из свежесформованного волокна, а также путем перевода побочных продуктов ксантогенирования в устойчивые серосодержащие соединения.

Уменьшение воздействия производства вискозных волокон на окружающую среду  может быть достигнуто путем использования аппарата ВА, в котором последовательно осуществляются все процессы приготовления прядильного раствора. При использовании аппаратов ВА резко сокращается продолжительность приготовления вискозы (с 26 – 30 до 6 – 8 часов), упрощается аппаратурное оформление процесса, так как несколько аппаратов заменяются одним, ликвидируется цех диализа щелочи, сокращаются затраты труда, капиталовложения на строительство химического корпуса снижаются на 23% [2].

Очистка вентиляционного воздуха происходит тем легче, чем выше концентрация в нем сероуглерода и сероводорода. Локализация и герметизация мест газовыделения на всех стадиях технологического процесса дает возможность в 8 – 10 раз повысить концентрации сероуглерода и сероводорода при сокращении объемов вентиляционных газов.

Очистка вентиляционных выбросов производится на газоочистных  установках, где улавливается сероводород и окисляется до элементарной серы, а

 также регенерируется  сероуглерод. Степень регенерации сероуглерода составляет примерно 95 – 96% [6]. При этом сероуглерод возвращается в производство вискозного волокна, а также используется для получения тетрахлорметана, оптического стекла и других продуктов. Воздух после газоочистных устройств и от

местных отсосов прядильно-отделочного оборудования с небольшим содержанием

 

 

 

 вредных примесей поступает  на установки термического и  термокоталитического обезвреживания, после чего, проходя через высокие  трубы, рассеивается в атмосфере.

Распространение получили следующие способы рекуперации сероуглерода: углеадсорбционный метод, прямая конденсация сероуглерода и метод масляной абсорбции.

Для улавливания сероводорода и рекуперации сероуглерода из вентиляционных выбросов используется двухступенчатая газоочистка. На первой стадии происходит улавливание сероводорода, например, мокрым способом.

Суспензия, применяемая для поглощения сероводорода железо-содовым

способом, представляет собой взвесь гидроксида двух- и трехвалентного железа.(2,5%) в воде в небольшим содержанием Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4, Na2S2O3, образующихся в результате поглощения сероводорода.

При этом используются форсуночные скрубберы вертикального и горизонтального типа. Степень извлечения сероводорода составляет 95 – 100%. [6].

На второй ступени осуществляется регенерация сероуглерода в адсорберах со стационарным слоем адсорбента. В качестве адсорбентов применяются активные угли  с развитым объемом микропор, обеспечивающие высокую степень очистки. Одна типовая установка обеспечивает очистку 450 – 500 м3/ч воздуха до остаточного содержания сероуглерода не более 50 мг/м3. [6].

В настоящее время для очистки вентиляционных выбросов внедряются фильтры на основе хемосорбциионных и активированных углеволокнистых материалов.

Схема установки для очистки вентиляционных выбросов от сероводорода и сероуглерода представлена на рисунке 4.1.

1 – камера для абсорбции H2S; 2 – колонна для регенерации поглотительного раствора; 3 – адсорбер для рекуперации CS2; 4 – холодильник для конденсации паров CS2 и H2O; 5 – сепаратор; 6 – калорифер; 7 – вакуум-фильтр; 8 – насос; 9 – приемная емкость.

Рисунок 4.1 – Схема установки для очистки вентиляционных выбросов от сероводорода и сероуглерода

 

Наиболее рациональным решение проблемы охраны водоемов от загрязнений сточными водами является создание замкнутых систем водоснабжения предприятий с использованием очищенных сточных вод в системе водооборота. Эта проблема может быть решена только при комплексном подходе к использованию сырьевых ресурсов. Уменьшение водопотребления за счет усовершенствования отдельных стадий технологического процесса дает возможность в несколько раз уменьшить количество сточных вод. Это достигается путем:

Информация о работе Производство вискозного волокна как источник воздействия на окружающую среду