Технология получения полифосфорной кислоты на базе ООО 'Балаковские минеральные удобрения'

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

. Основная часть

.1 Экологизиция технологий

.1.1 Описание технологического процесса и схемы получения полифосфорной кислоты

2.1.1.1 Характеристика применяемого сырья, полупродуктов и энергоресурсов

2.1.1.2 Характеристика произведенной продукции

2.1.1.3 Нормы технологического режима и контроль производства

2.1.1.4 Характеристика основного технологического оборудования

.2 Процессы и аппараты для обеспечения экологической безопасности

2.2.1 Основной процесс (абсорбция)

2.2.2 Обоснование и выбор технологического оборудования для процесса абсорбции отходящих газов

2.2.3 Расчет абсорбера санитарного

2.3 Методы и приборы измерения и контроля загрязняющих веществ

2.3.1 Контроль производства и управления технологическим процессом абсорбции отходящих газов

2.3.2 Приборы контроля измерения загрязняющих веществ

. Мониторинг загрязнения природной среды и природоохранное законодательство

3.1 Эколого-правовой режим использования и охраны атмосферного воздуха

3.2 Наблюдение за загрязнением атмосферного воздуха в производственной и рабочей зоне

3.2.1 Методика выполнения измерений фтора

3.3 Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха

4. Безопасность эксплуатации производства и охрана окружающей среды

.1 Основные опасности в цехе

4.2 Техника и меры безопасности при эксплуатации производства полифосфорной кислоты

4.3 Средства индивидуальной защиты работающих

4.4 Охрана окружающей среды

5. Экономическая часть

5.1 Расчет суммы платы по объекту негативного воздействия

Заключение

Список литературы

Введение

Известно, что чисто не там, где убирают, а там, где не сорят. Если уборка - это очистка на предприятии вредных выбросов, то "не сорить" позволяют разработка и внедрение малоотходных (или безотходных) технологий.

По определению, принятому Европейской экономической комиссией по малоотходным технологиям, безотходная (экологически чистая) технология - это такой способ осуществления производства продукции (процесс, предприятие, производственный комплекс), при котором наиболее рационально и комплексно используются сырье и энергия в цикле "сырьевые ресурсы - производство - потребление - вторичные ресурсы" (так, чтобы любые воздействия на окружающую среду не нарушали ее нормальное функционирование).

К сожалению, абсолютно чистым промышленное производство быть не может, но его отрицательное влияние на окружающую среду необходимо сводить к минимуму, т. е. заменять "грязные" производства на малоотходные.

Чистое производство характеризуется непрерывным и полным применением к процессам и продуктам природоохранной стратегии, предотвращающей загрязнение окружающей среды, с тем чтобы понизить риск для человечества. Применительно к процессам - это рациональное использование сырья и энергии; исключение применения токсичных сырьевых материалов; уменьшение количества всех выбросов и отходов, образующихся в процессе производства, а также степени их токсичности. Чистое производство означает уменьшение воздействия продукта на окружающую среду в течение всего его жизненного цикла - от добычи сырья до утилизации (или обезвреживания) после использования. Чистое производство достигается улучшением технологии, применением ноу-хау и изменением управления производством и способов утилизации побочных продуктов.

В настоящее время ООО "Балаковские Минеральные Удобрения" одно из крупнейших в России предприятий по производству фосфорсодержащих удобрений, коллектив которого способен производить в год свыше 700 тысяч тонн аммофоса. Продукция предприятия - аммофос, серная кислота, фосфорная и полифосфорная кислоты, жидкие и комплексные удобрения и др. - по своим качественным показателям находится на уровне мировых аналогов. Постоянная работа по совершенствованию производства, повышению качества продукции позволила вывести ООО "БМУ" на одну из лидирующих позиций среди российских производителей удобрений. С 2000 года "БМУ" является одним из крупнейших в России экспортеров аммофоса, поставляющим продукцию в страны Западной Европы, Северной и Южной Америки, Индокитая и СНГ. Выполняются десятки контрактов с авторитетными фирмами. Развитая инфраструктура, выполнение заказов потребителей точно в срок и в полном соответствии с договорными обязательствами. Приоритетное направление сегодняшней работы "БМУ" модернизация производств, с целью повышения качества и расширения ассортимента выпускаемой продукции. Гибкие современные технологии, опытный коллектив специалистов способны удовлетворять практически любые требования потребителей к качеству и ассортименту выпускаемой продукции.

ООО "БМУ" постоянно ищет надежных партнёров, с которыми готово сотрудничать на взаимовыгодных условиях.

Фосфорные кислоты имеют важное значение в различных отраслях народного хозяйства и используется для производства кормовых, пищевых технических фосфатов и других целей. Традиционными способами получения фосфорных кислот является термический и экстракционный, причем последний наиболее распространен.

В промышленности минеральных удобрений очень актуально, сейчас, рост выпуска эффективных видов удобрений и переработка отходов производства фосфорных и сложных удобрений.

Выпуск экологически безопасных средств защиты растений. Задача обеспечения высоких темпов роста объема производства определяет необходимость проведения на предприятиях большой работы в области научно - технического развития производства и технического развития производства и технического переоснащения предприятия. Чтобы проверить экономическую эффективность проведения мероприятий по конкретизированию ЭФК, необходимо составить схему затрат.

В производствах фосфорной кислоты и фторсодержащих удобрений, содержащийся в фосфатном сырье фтор выделяется в газовую фазу в виде тетрафторида кремния и фторида водорода. Улавливание фтористых соединений при производстве удобрений дает возможность решить две важные задачи. Первая задача заключается в снижении содержания вредных веществ в отходящих газах до норм, обеспечивающих соблюдение при рассеивании предельно допустимой концентрации этих веществ в приземном слое атмосферного воздуха. Вторая задача сводится к утилизации фтористых газов, которые являются ценным сырьем для производства фтористых соединений, необходимых в различных отраслях промышленности и техники. Фтористые газы в производстве фосфорных удобрений поглощают главным образом водой с получением кремнефтористоводородной кислоты, для санитарной отчистки газов используют известковое молоко (1-2 % СаО).

1. Литературный обзор

В настоящее время актуальны проблемы экологии, связанные с взаимодействием фосфорного предприятия с окружающей средой, с распространением растворимых соединений фосфора, образованием значительного количества отходов и вредных выбросов.

Деградация окружающей среды особенно проявляется в местах концентрации промышленных предприятий, а сами промышленные регионы превращаются в очаговые зоны глубоких изменений в литосфере и биосфере. Как отмечено, в пятикилометровой зоне влияния предприятий, выпускающих фосфорные удобрения, концентрация фтора достигает иногда 100 - 200 мг/м³.Под воздействием таких выбросов снижается фотосинтез, наблюдается угнетение растительности и др. При производстве полифосфорной кислоты основными выбросами в атмосферу являются фтористые соединения. Фтористые газы выделяются из концентратора.

Фтористые газы являются высокотоксичными соединениями, которые создают угрозу окружающей среде и здоровью человека, поэтому их выделение в атмосферу рабочих помещений в пределах выше предельно - допустимых концентраций - не допустимо. По качественному составу и вредности выбросов предприятия фосфорного производства относятся к промышленным производствам, имеющим выбросы в атмосферу газов или аспирационного воздуха, содержащие канцерогенные и ядовитые вещества.

Одной из главных причин образования вредных отходов является низкое качество исходного сырья. Известно, что нестабильные по химическому и минералогическому составу, склонные к обеднению по фосфору, содержащие значительное количество балластных пород фосфориты относятся к труднообогатимому сырью. В настоящее время не имеется реализованных на производстве способов обогащения фосфоритов.

Присутствие слюдистых минералов, заметное количество низкотемпературного кварца резко снижает термическую и динамическую прочность кусковых фосфоритов. Это приводит к тому, что уже при добыче и транспортировке руды образуется значительное количество отходов в виде фосфатной мелочи (примерно 48 %), которая не находит полной утилизации, складируется на территориях заводов и является источником запыленности, загрязнения промплощадок и природных стоков.

Полученный из неподготовленного сырья элементный фосфор (примерно 40%) переходит в шлам, который отличается токсичностью, склонностью к самовозгоранию с образованием тумана фосфорной кислоты и сильно отравляет окружающую среду.

В фосфорном производстве образуется значительное количество сточных вод. Компоненты, входящие в их состав очень токсичны, обладают высокой реакционной способностью, отрицательно воздействуют на биосферу, почву, гидросферу и др., поэтому проблемы обезвреживания, утилизации и нейтрализации сточных вод актуальны.

Газообразные выбросы производства минеральных удобрений содержат такие вредные компоненты, как фосфин, фосфор, пентаоксид фосфора, фтор и его соединения, мышьяк, серу и ее соединения. Известно, что существующие способы газоочистки на фосфорных предприятиях не обеспечивают снижение вредных выбросов ниже предельно допустимой концентрации. Улавливание и утилизация газообразных отходов - важнейшая проблема в производстве фосфорных удобрений.

В настоящее время отсутствуют систематизированные статистические данные по вредным отходам и выбросам производств фосфорной промышленности.

Эффективное решение экологических проблем фосфорного производства заключается в выявлении причин загрязнения среды, их анализе, создании новых безотходных технологий и аппаратов, отвечающих требованиям экологии.

Рекомендации, направленные на улучшение экологических показателей отрасли.

Эти рекомендации, которые могут быть использованы и в других отраслях промышленности включают:

·        пересмотр существующих нормативов качества поверхностных вод и атмосферного воздуха, и приведение их в соответствие с международными нормами;

·        строительство установок по переработке опасных отходов в регионах;

·        учреждение специального фонда, направленного на финансирование существующих проектов реконструкции и строительство новых водоочистных сооружений;

·        почв и подземных вод, загрязненных химическими предприятиями, их восстановления и очистки;

·        разработку учебных программ для повышения эффективности системы управления природоохранной деятельностью, которая включала бы приобретение навыков и разработку политики проведения инспекций и аудитов, и более специализированный курс для профессиональных экологов;

·        разработку программы предотвращения загрязнения/минимизации отходов, которую можно будет использовать в качестве модели для всей отрасли.

Кроме мероприятий, направленных на улучшение экологических показателей и финансовой ситуации в отрасли, существуют также различные инвестиционные возможности на уровне предприятий.

2. Основная часть

2.1 Экологизация технологий

.1.1 Описание технологического процесса и схемы получения полифосфорной кислоты

Процесс получения полифосфорной кислоты основан на прямом контакте упаренной осветленной экстракционной фосфорной кислоты (исходная фосфорная кислота) с топочными газами в пенном режиме с использованием аппарата тарельчатого типа с совмещенной ступенью воздушного охлаждения. Здесь исходная фосфорная кислота трижды вступает в контакт с газовым теплоносителем и воздухом в интенсивном газожидкостном слое. При этом происходит подогрев исходной экстракционной фосфорной кислоты, ее концентрирование и охлаждение полученной полифосфорной кислоты (ПФК).

Технологическая схема получения полифосфорной кислоты включает в себя следующие стадии:

. Получение топочного газа.

. Концентрирование упаренной осветленной экстракционной фосфорной кислоты до полифосфорной кислоты.

. Абсорбция отходящих газов.

. Хранение продукционной кислоты и передача ее на производство кормового монокальцийфосфата.

1.       Получение топочного газа

Топочные газы, необходимые для нагрева и концентрирования упаренной осветленной экстракционной фосфорной кислоты получаются сжиганием природного газа, подаваемого в топку-калорифер КГУ-8 поз. Т2. Воздух для образования топочных газов подается в топку дутьевым вентилятором поз.Т3. Температура топочных газов на входе в концентратор поз.Т1 регулируется изменением расхода природного газа и воздуха в топку. Расход природного газа изменяется поворотом заслонки, установленной на газопроводе.

Расход воздуха изменяется положением лопаток направляющего аппарата на всосе вентилятора подачи воздуха поз.Т3 в топку поз.Т2.

При подаче природного газа в топку установлена блокировка на закрытие клапана-отсекателя природного газа по параметрам:

а) низкое давление природного газа;

б) низкое давление воздуха;

в) наличие пламени в топке;

г) превышение температуры в топке;

д) превышение температуры в концентраторе.

Топочные газы с температурой 600-900ºС подаются в среднюю часть концентратора - зону смешения, где смешиваются с воздухом, поступающим из зоны охлаждения ПФК.

Топочные газы после смешения с холодным воздухом поступают в зону концентрирования ЭФК концентратора поз. Т 1.

Концентратор работает под разрежением, которое создается хвостовым вентилятором поз.Т3. Разрежение на входе в концентратор - -0,75÷0 кПа (-75÷0 кгс/м²).

2.       Концентрирование упаренной осветленной экстракционной фосфорной кислоты до полифосфорной кислоты

Исходная упаренная осветленная фосфорная кислота концентрацией не менее 52,0 % Р₂О₅ c отделения упаривания (ВВУ 1-9) производства экстракционной фосфорной кислоты (ПЭФК) по двум линиям подается в два сборника-хранилища кислоты поз. Е 5_1,2 объемом 375 м³ каждый, откуда насосом поз. Н 6_1,2 перекачивается в сборник поз. Т 14. Cборники-хранилища поз. 5_1,2 установлены на улице.

Из сборника поз. Т14 центробежным насосом поз.Т15 кислота подается на верхнюю ступень концентратора поз.Т1 в количестве 7,0-20,0 м³/час. Количество подаваемой исходной кислоты регулируется клапаном, установленном на трубопроводе подачи кислоты в концентратор. Концентратор поз. Т1 представляет собой вертикальную цилиндрическую колонну с тремя тарелками провального типа со свободным сечением 45 %, 35 %, 25 %. Верхняя часть концентратора с сечение 45 % заканчивается сепаратором с брызгоотбойником для снижения скорости отходящих газов и уменьшения брызг фосфорной кислоты. Нижняя часть концентратора с сечением 25 % заканчивается охладителем продукционной кислоты.

На верхней ступени концентратора в пенном слое над тарелкой исходная кислота подогревается топочными газами, отходящими из рабочей зоны концентратора и с температурой 80 - 160 ºС стекает в рабочую зону концентратора. Здесь в пенном слое над тарелкой, в результате интенсивного тепломассообмена между топочными газами и кислотой при температуре 80-160 ºС происходит концентрирование исходной фосфорной кислоты до полифосфорной кислоты концентрацией 60- 62 % Р₂О₅.

С целью предохранения химзащиты рабочей зоны концентратора имеется система блокировки на повышение температуры в этой зоне более 160 ºС с отсечением подачи природного газа в топку. Образовавшаяся полифосфорная кислота для утилизации тепла стекает с температурой 80-160 ºС в зону охлаждения концентратора. Здесь в пенном слое над тарелкой, в результате интенсивного тепломассообмена между воздухом и кислотой происходит охлаждение ПФК до 80-115 ºС.

Воздух в зону охлаждения с температурой 0-40 ºС и в количестве не более 15000 м³/час и под давлением 0,02-0,03 кгс/см² подается дутьевым вентилятором поз.Т3. Полифосфорная кислота концентрацией 60- 62 % Р₂О₅ в количестве 7,5-15,0 м³/час с температурой 80-115ºС из концентратора стекает через заглубленную трубу в сборник продукционной кислоты поз. Т4.

Для предохранения от попадания кислоты в воздуховод охлаждения полифосфорной кислоты в нижней части концентратора установлен сигнализатор наличия продукционной кислоты. Из сборника поз. Т4 центробежным насосом поз. Т 5_1,2 ПФК концентрацией 60- 62 % Р₂О₅ и массовой долей фтора не более 0,25 % откачивается в сборник-хранилище кислоты поз. Е8_1,2, установленный вне помещения. Сборники-хранилища полифосфорной кислоты поз. Е8_1,2 установлены на улице рядом со сборниками- хранилищами упаренной фосфорной кислоты поз. Е5_1,2. При несоблюдении требований к продукционной полифосфорной кислоте в сборнике поз.Т4, её возвращают на доупаривание в концентратор поз. Т1. Массовая доля фтора для производства кормового монокальцийфосфата должна быть не более 0,25 %. Из хранилища поз. Е8_1,2 полифосфорная кислота насосом поз.Н9_1,2,3 подается в сборник поз. Е232 на производство кормового монокальцийфосфата. В зимнее время насосом поз. Н9_1,2,3 через теплообменники поз.Т16_1,2 возможна подача полифосфорной кислоты на рециркуляцию в сборник поз. Е8_1,2. В теплообменнике поз. Т16_1,2 полифосфорная кислота подогревается паром. Конденсат с теплообменников отводится в колодец 2 группы стоков.

3.       Абсорбция отходящих газов

При концентрировании упаренной осветленной экстракционной фосфорной кислоты образуется парогазовая смесь, содержащая туман фосфорной кислоты и соединения фтора, в основном тетрафторид кремния и некоторое количество фтористого водорода.

Поэтому отходящие газы перед выбросом в атмосферу необходимо очищать.

Соединения фтора, выделяющиеся в газовую фазу абсорбируются водой с образованием раствора кремнефтористоводородной кислоты:

SiF₄ + (n + 2) H₂O → 2Н₂SiF₆ + SiO₂ x nH₂O

Очистка фторгазов, выделяющихся при концентрировании производится в абсорберах с псевдоожиженной насадкой (АПН).

Топочные газы после концентрирования и утилизации их тепла выходят из концентратора поз.Т1 с температурой 90-120 ºС и поступают на систему абсорбции для утилизации фтора и улавливания тумана фосфорной кислоты.

Система абсорбции состоит из двух последовательно расположенных тарельчатых аппаратов - абсорберов, работающих в пенном режиме.

Абсорберы: технологический поз.Т7 и санитарный поз.Т10 представляют собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 1720 мм, высотой 10650 мм с двумя трубчатыми тарелками провального типа свободным сечением 30 % каждая.Трубчатые тарелки представляют собой решетку, образованную из ряда параллельных труб, закрепленных в футеровке корпуса аппарата.

В тарелке газ и жидкость проходят через одни и те же щели. На тарелке одновременно с взаимодействием жидкости и газа путем барботажа происходит сток жидкости на нижерасположенную тарелку - "проваливание жидкости".

Верхняя часть аппарата заканчивается сепаратором с брызгоотбойником. Диаметр сепараторной части 3720 мм.

В нижней части абсорбера на боковой поверхности расположен штуцер для ввода загрязненных газов. Также в нижней части абсорбера расположен штуцер для слива орошающей жидкости.

Сепаратор оборудован штуцерами для выхода газа и слива жидкости на нижерасположенную тарелку.

Вход газа осуществляется под нижнюю тарелку, выход - с верхней части сепаратора.

Отработанные газы после концентратора поступают в первый по ходу технологический абсорбер поз. Т 7. На верхнюю тарелку АПН в качестве орошающей жидкости подается слабая кремнефтористоводородная кислота в количестве 20-150 м³/ч. Кислота подается из циркуляционного сборника поз.Т8 насосом поз.Т9_1,2. Стоки из абсорбера выводятся через нижний штуцер по трубопроводу в сборник поз. Т8. Подпитка циркуляционного сборника поз. Т8 осуществляется через верхний перелив циркуляционного сборника поз.Т11.

Отходящие из абсорбера поз.Т7 газы поступают во второй по ходу санитарный абсорбер поз.Т10 с температурой 30-80^оС. В абсорбере (поз. Т10) происходит санитарная доочистка газов от фтора. Верхняя тарелка санитарного абсорбера поз.10Т орошается слабой кремнефтористоводородной кислотой в количестве 20-150 м³/ч из циркуляционного сборника поз.Т11 насосом поз.Т12. Стоки из абсорбера выводятся по трубопроводу в циркуляционный сборник поз. Т11.

Подпитка сборника поз. Т11 осуществляется оборотной водой цикла водоснабжения № 4.

В газоход перед санитарным абсорбером поз. Т10 для очистки от фтористых соединений подаются газы, отсасываемые от сборников поз. Т8, поз. Т11.

Очищенные газы хвостовым вентилятором поз. Т13 через выхлопную трубу ПЭФК (ЭФК-3,4) выбрасываются в атмосферу.

Для сбора загрязненных вод от промывки оборудования, проливов, сбора конденсата, образовавшегося в вентиляторах поз.Т3, поз.Т13 в приямке установлен погружной насос поз.217-2, которым они перекачиваются в сборник поз. Е112₁. Промывные воды из сборника поз. Е112₁ откачиваются в цех нейтрализации и очистки сточных вод и водоснабжения (ЦНОСВиВ).

. Хранение продукционной кислоты и передача ее на производство кормового монокальцийфосфата.

Продукционная полифосфорная кислота поступает в сборник-хранилище кислоты поз. Е8_1,2, установленный вне помещения на уличной площадке. Из хранилища поз. Е8_1,2 полифосфорная кислота по трубопроводу насосу поз.Н9_1,2,3 перекачивается в отделение производства кормового монокальцийфосфата ЦМС.

2.1.1.1 Характеристика применяемого сырья, полупродуктов и энергоресурсов

Таблица 1- Характеристика исходного сырья, материалов, полупродуктов и энергоресурсов.

.1.1.2 Характеристика произведенной продукции

Техническое наименование продукта - кислота полифосфорная.

Кислота полифосфорная должна отвечать требованиям ТУ 2121-603-00209438-01 c изменением 1 "Кислота полифосфорная. Технические условия".

полифосфорный кислота абсорбция санитарный

Таблица 2- Физико-химические свойства производимой продукции

Примечание:

По согласованию с потребителем допускается выпуск полифосфорной кислоты с массовой долей Р₂О_5общ. более 62 %.

.1.1.3 Нормы технологического режима и контроль производства

Таблица 3- Нормы технологического режима и контроль производства

.1.1.4 Характеристика основного технологического оборудования

Абсорбер санитарный поз.Т10

Абсорбер санитарный поз.Т10 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 1720 мм, высотой 10650 мм с двумя трубчатыми тарелками провального типа свободным сечением 30 % каждая. Трубчатые тарелки представляют собой решетку, образованную из ряда параллельных труб, закрепленных в футеровке корпуса аппарата.

В тарелке газ и жидкость проходят через одни и те же щели. На тарелке одновременно с взаимодействием жидкости и газа путем барботажа происходит сток жидкости на нижерасположенную тарелку - "проваливание жидкости".

Верхняя часть аппарата заканчивается сепаратором с брызгоотбойником. Диаметр сепараторной части 3720 мм.

В нижней части абсорбера на боковой поверхности расположен штуцер для ввода загрязненных газов. Также в нижней части абсорбера расположен штуцер для слива орошающей жидкости.

Сепаратор оборудован штуцерами для выхода газа и слива жидкости на нижерасположенную тарелку.

Вход газа осуществляется под нижнюю тарелку, выход - с верхней части сепаратора.

Отработанные газы после концентратора поступают в первый по ходу технологический абсорбер поз. Т 7. На верхнюю тарелку АПН в качестве орошающей жидкости подается слабая кремнефтористоводородная кислота в количестве 20-150 м³/ч. Кислота подается из циркуляционного сборника поз.Т8 насосом поз.Т9_1,2. Стоки из абсорбера выводятся через нижний штуцер по трубопроводу в сборник поз. Т8. Подпитка циркуляционного сборника поз. Т8 осуществляется через верхний перелив циркуляционного сборника поз.Т11.

Отходящие из абсорбера поз.Т7 газы поступают во второй по ходу санитарный абсорбер поз.Т10 с температурой 30-80^оС. В абсорбере (поз. Т10) происходит санитарная доочистка газов от фтора. Верхняя тарелка санитарного абсорбера поз.Т10 орошается слабой кремнефтористоводородной кислотой в количестве 20-150 м³/ч из циркуляционного сборника поз.Т11 насосом поз.Т12. Стоки из абсорбера выводятся по трубопроводу в циркуляционный сборник поз. Т11.

2.2 Процессы и аппараты для обеспечения экологической безопасности

.2.1 Основной процесс (абсорбция)

Абсорбция жидкостями применяется в промышленности для извлечения из газов диоксида серы, сероводорода и других сернистых соединений, оксидов азота, паров кислот (НСI, HF, H₂SO₄), диоксида и оксида углерода, разнообразных органических соединений (фенол, формальдегид, летучие растворители).

Абсорбционный метод реализует процессы, происходящие между молекулами газов и жидкостей. Если отсутствует взаимодействие между распыливающейся жидкостью и орошаемым газом, то эффективность поглощения компонентов из паровоздушной смеси определяется только равновесием пар-жидкость.

Скорость поглощения газа жидкостью зависит от:

а) диффузии поглощаемых веществ из газового потока к поверхности соприкосновения с поглощающей жидкостью;

б) перехода газовой частицы к поверхности жидкости;

в) диффузии абсорбированных веществ в промывной жидкости, где устанавливается равновесие;

г) химической реакции (если она имеет место).

Абсорбционная очистка применяется как для извлечения ценных компонентов из газового потока и возврата их снова в технологический процесс для повторного использования, так и для поглощения из выбросных газов вредных веществ с целью санитарной очистки газов. Обычно рационально использовать абсорбционную очистку, когда концентрация примесей в газовом потоке превышает 1%(об). В этом случае над раствором существует определенное равновесное давление поглощаемого компонента, и поглощение происходит лишь до тех пор, пока его парциальное давление в газовой фазе выше равновесного давления его над раствором. Полнота извлечения компонента из газа при этом достигается только при противотоке и подаче в абсорбер чистого поглотителя, не содержащего извлекаемого вещества.

Абсорбционный метод очистки газов не свободен от определенных недостатков, связанных, прежде всего, с громоздкостью оборудования. Этот метод достаточно капризен в эксплуатации и связан с большими затратами. К недостаткам абсорбционного метода следует отнести также образование твердых осадков, что затрудняет работу оборудования, и коррозионную активность многих жидких сред. Однако, не смотря на эти недостатки, абсорбционный метод еще широко применяется в практике газоочистки, так как он позволяет улавливать наряду с газами и твердые частицы, отличается простотой оборудования и открывает возможности для утилизации улавливаемых примесей

.2.2 Обоснование и выбор технологического оборудования для процесса абсорбции отходящих газов

Барботажные абсорберы тарельчатого типа выполняют в виде колонн круглого (иногда прямоугольного) сечения, по высоте которых расположены той или иной конструкции тарелки, причем на каждой тарелке осуществляется одна ступень контакта. Таким образом, в рассматриваемых абсорберах происходит ступенчатый контакт с соединением ступеней противотоком: газ поступает в нижнюю часть колонны и выходит сверху; жидкость подводиться сверху и выходит снизу. На каждой тарелке, в зависимости от ее конструкции, может осуществляться тот или иной вид движения фаз, обычно перекрестный ток или полное перемешивание жидкости.

Рисунок 1- Барботажные абсорберы с секционированием и с насадкой, где а - абсорбер с пассетами; б - абсорбер с секционированием ситчатами тарелками; в - абсорбер с насадкой (эмульгационная колонна); 1 - днище пассета; 2 - дырчатый колпак; 3 - холодильный элемент; 4 - перфорированные перегародки (ситчатые тарелки); 5 - утка; 6 - насадка; 7 - решетка.

Тарелки можно подразделить на четыре основные группы:

Тарелки перекрестного типа, в которых движение газа и жидкости осуществляется перекрестным током. Эти тарелки имеют специальные переливные устройства для перетока жидкости с одной тарелки на другую, причем газ по переливам не проходит. Тарелки провального типа (беспереливного) типа, в которых переливные устройства отсутствуют, так как газ и жидкость проходят через одни и те же отверстия. На этих тарелках контакт газа и жидкости осуществляется по схеме полного перемешивания жидкости. Тарелки с однонаправленным движением газа и жидкости (прямоточные). В данном случае газ выходит из отверстий в направлении движения жидкости на тарелке; это вызывает снижение продольного перемешивания и способствует движению жидкости, что приводит к уменьшению гидравлического градиента. Эти тарелки обычно имеют переливы, но существуют и конструкции без переливов.

Рисунок 2- Колпачковая тарелка, где 1 - патрубки; 2 - колпачки; 3 - переливы; 4 - сливной порог;

Рисунок 3- Колпачки, где а - круглый с прямоугольными прорезями; б - прямоугольный с зубцами;

Тарелки прочих типов.

Ниже рассмотрены основные типа тарелок.

Тарелки перекрестного типа. К этой группе относятся колпачковые, ситчатые, клапанные и колпачково - ситчатые тарелки.

Колпачковые тарелки. На рис 3 показано устройство колпачковой тарелки, а на рис. 4 - устройство колпачков. На каждой тарелке имеются патрубки 1 (см. рис. 3), закрытые сверху колпачками 2. Жидкость перетекает с тарелки на тарелку через переливы 3, причем уровень жидкости на тарелке устанавливается несколько выше верхнего обреза сливного порога 4. Нижняя часть переливного устройства опущена под уровень жидкости, что создает гидравлический затвор, не допускающий прохода газа через перелив. Движение жидкости по тарелке от перелива с вышележащей тарелки к переливу на нижележащую тарелку происходит в горизонтальном направлении. Чтобы жидкость перетекала только через переливы, а не через патрубки, верхние обрезы последних должны быть выше уровня жидкости на тарелке.

Колпачки нижними краями погружены в жидкость. Газ проходит по патрубкам 1 в пространства под колпачками и, выходя далее из-под колпачка, барботирует через слой жидкости.

Различные типы колпачковых тарелок отличаются главным образом конструкцией колпачков. О форме различают круглые (рис. 4,а) и прямоугольные или туннельные (рис. 4,б) колпачки. Колпачки другой формы применяются редко.

Нижние края колпачков обычно снабжены зубцами (рис. 4,б) или прорезями в виде узких вертикальных щелей. Иногда употребляют колпачки с гладким нижним краем. Ранее придавали большое значение устройству зубцов или прорезей, полагая, что они способствуют лучшему дроблению газа на отдельные струйки и пузырьки. Однако более поздние исследования показали, что при применяемых на практике скоростях газа прорези не оказывают заметного влияния на процесс массопередачи и при гладком нижнем крае колпачка достигается тот жеэффект. Основное назначение зубцов и прорезей - устранять односторонний выход газа из-под колпачка в случае отклонения плоскости его нижнего края от горизонтали вследствие перекоса при монтаже.

Колпачки с зубцами и нижним гладким краем устанавливают с некоторым зазором по отношению к плоскости тарелки (см. рис. 3). Колпачки с прорезями также устанавливают с зазором к этой плоскости, но они могут быть установлены и без него.

Рисунок 4- Одноколпачковая тарелка с наружными переливами

Наиболее распространены тарелки с колпачками сравнительно небольшого диаметра (80-150 мм; при загрязнённых жидкостях до 200-300 мм); такие колпачки на тарелке устанавливают обычно в значительном количестве (многоколпачковые тарелки). В некоторых случаях, например при работе с загрязнёнными жидкостями (в частности, в содовом производстве), применяют одноколпачковые тарелки (рис. 5), на которых устанавливают один колпачок большого диаметра (около 2 м). Такие одноколпачковые тарелки снабжают обычно наружными переливными устройствами.

Ситчатые тарелки. Эти тарелки (рис. 6) имеют отверстия диаметром 2-8 мм (иногда применяют щелевые отверстия шириной до 4 мм), через которые проходит газ, барботирующий затем через слой жидкости на тарелке. Уровень жидкости на тарелке поддерживается переливным устройством, аналогичным применяемому в колпачковых тарелках.

При нормальных нагрузках по газу жидкость через отверстия не протекает, так как она поддерживается снизу давлением газа. При низких нагрузках по газу давление газа не удержать слой жидкости, соответствующий высоте перелива. При этом уровень жидкости устанавливается ниже перелива и жидкость проходит через те же отверстия, через которые движется газ, т.е. тарелка работает в провальном режиме аналогично тарелкам провального типа (см. ниже).

Рисунок 5- Абсорбер с ситчитыми тарелками.

Рисунок 6- Абсорбер с ситчитыми тарелками с подпором пены

В случае ещё более низких нагрузок по газу на тарелке отсутствует слой жидкости и она выключается из работы. Таким образом, по сравнению с колпачковыми ситчатые тарелки обладают более узким диапазоном работы.

Разновидностью аппаратов с ситчатыми тарелками являются разработанные Позиным пенные аппараты (рис. 7). Основное отличие пенного аппарата состоит в устройстве перелива. В то время как в обычных абсорберах с ситчатыми тарелками происходит свободный слив жидкости через перелив тарелки, в пенных аппаратах осуществляется слив с подпором пены через прямоугольное отверстие в стенке аппарата. Сам перелив наружный и выполнен в виде коробки, в которой разрушается пена. Применением слива с подпором пены искусственно увеличивают её высоту на тарелке. При небольших нагрузках по жидкости высота пены уменьшается и происходит свободный слив, как в обычных ситчатых тарелках.

Рисунок 7- Клапанная тарелка (с прямоугольными клапанами, где а - нижнее (нерабочее) положение клапана; б - рабочее положение клапана; в - предельное положение клапана;

Рисунок 8- Клапанные тарелки, где а - с круглыми клапанами; б - баластная; 1 - клапан; 2 - ограничитель; 3 - баласт.

Иногда, чтобы предотвратить забивание тарелки осадками (при загрязненных жидкостях) и снизить гидравлическое сопротивление, применяют ситчатые тарелки, установленные под небольшим наклоном (3-50) к горизонтальной плоскости. На наклонных тарелках сливной порог отсутствует и жидкость поступает в переливное устройство непосредственно с плоскости тарелки. Испытания показали, что по эффективности массопередачи наклонные ситчатые тарелки значительно уступают горизонтальным вследствие уменьшения слоя жидкости на тарелке. Поэтому наклонные тарелки не получили распространения.

Клапанные тарелки. Эти тарелки являются видоизменением ситчатых, приспособленным для работы при сильно меняющихся газовых нагрузках. Это достигается тем, что отверстия в тарелке перекрыты клапанами, степень открытия которых зависит от нагрузки по газу. При низких нагрузках подъём клапана мал и площадь живого сечения для прохода газа тоже мала. С повышением нагрузки увеличиваются подъём клапана и площадь живого сечения. Таким образом, скорость газа в живом сечении отверстиё остаётся приблизительно постоянной при изменении нагрузки в широких пределах, что и обеспечивает работу тарелки в этом диапазоне нагрузок без провала жидкости.

На рис. 8 показана тарелка с прямоугольными (пластинчатыми) клапанами. В нерабочих условиях клапан действием своего веса закрывает отверстие (рис. 8 а)при подаче газа более легкая часть клапана приходит в предельное положение (рис. 8в).

Более распространены тарелки с круглыми, или дисковыми клапанами ("флекситрей"), показаны на рис. 9а. Отверстия в этих тарелках имеют диаметр 8 - 35 мм при шаге между ними 75-100 мм, диаметр клапанов около 50 мм. Высота поднятия клапанов составляет менее 6-7 мм и определяется высотой ограничителя 2.

Рисунок 9- Колпачково - ситчатая тарелка.

Изображенная на рис 9,б балластная тарелка является разновидностью клапанной. В этой тарелке над легким клапаном 1 помещен более тяжелый балласт 3, который опирается на тарелку так, что не препятствует подъему клапана. Тарелка работает в две стадии. Вследствие малого веса клапанов при небольших нагрузках по газу клапаны открываются. При повышении нагрузки клапан упирается в балласт и в дальнейшем поднимается вместе с ним. Испытания балластных тарелок показали их устойчивость и равномерную работу при десятикратном изменении нагрузок по газу.

Колпачково-ситчатые тарелки. Эти тарелки разработаны фирмой APV - West. Такая тарелка (рис. 10) снабжена туннельным колпачком, причем между ними установлены перфорированные листы. При малых нагрузках по газу тарелка работает как колпачковая, и газ, пробарботировавший через жидкость, проходит через перфорированный лист, на котором несоздается барботажный слой, и тарелка работает как ситчатая; при этом барботаж по выходе газа из-под колпака не происходит и последний служит лишь для прохода газа. Таким образом, эта тарелка работает устойчиво в широком диапазоне нагрузок.

Тарелки провального типа . Эти тарелки отличаются простотой конструкции, так как не имеют переливных устройств. При очень малых скоростях газа жидкость полностью протекает через отверстия. С повышением скорости газа жидкость начинает задерживаться на тарелке, и газ барботирует через жидкость. Барботаж на провальных тарелках происходит неравномерно: через часть отверстий движется газ, а через остальные отверстия протекает жидкость; при этом газ и жидкость попеременно проходят через одни и те же отверстия.

Чтобы жидкость проваливалась через отверстия, на тарелке должен быть определенный слой её, зависящий от скорости газа. При её повышении провал жидкости в первый момент прекращается и становится возможным лишь после того, как вследствие поступления на тарелку свежей жидкости установится новый, более высокий уровень жидкости.

Тарелки провального типа, как и ситчатые, могут работать только в сравнительно узком диапазоне нагрузок по газу, т.к. при малых нагрузках на тарелке отсутствует слой жидкости. На провальных тарелках происходит полное перемешивание жидкости, вследствие чего они по эффективности несколько уступают тарелкам перекрестного типа.

Рисунок 10- Провальные тарелки, где а, б - решетчатые; в, г - трубчатые; 1 - щели; 2 - труба;3 - перфорированный лист; 4 - коллекторы.

Дырчатые провальные тарелки (их называют также ситчатыми провальными тарелками), по конструкции близки к ситчатым, отличаясь лишь отсутствием переливного устройства.

Решетчатые, или щелевые, провальные тарелки ("Турбогрид"), показанные на рис. 11,а, имеют прямоугольные фрезерованные или штампованные щели шириной 3-6 мм. Щели могут также образовываться путем набора тарелки из полос (колосников). В больших колоннах тарелку собирают из отдельных секций (рис. 11,б), в которых устроены короткие щели (длиной 60-120 мм).

Разновидностью провальных тарелок являются трубчатые, или трубчато - решетчатые тарелки, составленные из труб так, что между ними остаются щели, через которые движутся газ и жидкость. По трубам пропускают охлаждающую воду для отвода выделяющегося при абсорбции тепла. Две конструкции трубчатых тарелок показаны на рис. 11, в и г.

Испытан трубчатый абсорбер, в котором пучок вертикальных труб проходит через отверстия в тарелках. Эти отверстия имеют диаметр несколько больший, чем наружный диаметр труб; в результате образуются кольцевые зазоры для прохождения газа и жидкости. Охлаждающая вода стекает пленкой по внутренней поверхности труб.

Другой разновидностью провальных тарелок являются волнистые, или гофрированные тарелки, изображенные на рис. 12. Эти тарелки штампуются из металлических перфорированных листов толщиной 2.5-3 мм; диаметр отверстий 3-8 мм. Гофр имеет тем более крупные размеры, чем больше нагрузка по жидкости; отношение высоты гофра к расстоянию между гофрами h/b= 0.2-0.4.Тарелки располагают в колонне так, чтобы гофры смежных тарелок были взаимно перпендикулярны. Считают, что волнистые тарелки могут работать в более широком диапазоне нагрузок и лучше работают при загрязнённых жидкостях, причем отверстия засоряются медленнее, чем в обычных провальных тарелках.

Рисунок 11- Волнистая тарелка.

Тарелки с различной перфорацией представляют собой разновидность дырчатых тарелок. Испытанные Родионовым и др. тарелки с двойной перфорацией имели в центральной части отверстия малого диаметра (2 мм), а на остальной, кольцевой площади тарелки - отверстия крупного диаметра (6-8 мм). Площадь, занятая мелкими отверстиями, составляла 15 - 50 % от всей площади тарелки. В этих тарелках через мелкие отверстия проходит только газ, а через крупные - газ и жидкость. Таким образом, крупные отверстия играют роль переливного устройства. По данным испытаний, тарелки с двойной перфорацией устойчиво работают в более широком диапазоне нагрузок, чем другие типы провальных тарелок.

В последнее время предложены и испытаны клапанные провальные тарелки, в которых круглые отверстия или щели перекрыты клапанами. Подъем клапанов, как и в случае клапанных тарелок с переливами зависит от нагрузки по газу. Применение клапанов и в этом случае ведет к увеличению диапазона работы тарелки.

Тарелки с однонаправленным движением газа и жидкости. Предложено большое количество различных конструкций тарелок этого типа. Некоторые из них рассматриваются ниже. В тарелках Киттеля, показанной на рис. 12, отверстия образуются попарно двумя параллельными прорезями, причем полоска между этими прорезями изгибается так, что одна её сторона лежит ниже, а другая выше плоскости тарелки. Таким образом, плоскости отверстий расположены вертикально, а выходящий через отверстия газ движется сначала горизонтально, в результате чего жидкость на тарелке получает движение в том же направлении.

Направление движения жидкости определяется расположением отверстий. На тарелке А с круговым движением жидкость течет в направлении, указанном стрелками от сектора к сектору (см. рис. 12).

Рисунок 12- Тарелки Киттеля.

Рисунок 13 Многоугольная тарелки Киттеля.

На тарелке В жидкость движется радиально от периферии к центру. Обычно тарелки Киттеля устанавливают попарно с расстоянием между ними около 200 мм, причем на нижней жидкость имеет радиальное, а на верхней - круговое движение. Между парой тарелок иногда насыпают насадку из колец Рашига размером 25 мм. Над каждой парой этих тарелок устанавливают брызгоотбойную тарелку такой же конструкции, но с более широкими щелями. Описанные тарелки обычно не имеют переливных устройств. Особенностью тарелки Киттеля является относительно тонкий слой жидкости, который хорошо распределяется по всему сечению тарелки, и низкое гидравлическое сопротивление.

При больших нагрузках по жидкости и малых по газу (например, при абсорбции СО2 водой под давлением) энергия газового потока недостаточна для создания направленного движения жидкости. В этом случае применяют многоугольные тарелки Киттеля (рис. 13). Эти тарелки имеют переливные устройства, причем жидкость на смежных тарелках движется или от переферии к центру или от центра к периферии, совершая одновременно круговое движение по тарелке. Круговое движение сообщается жидкости вследствие ее поступления на тарелку через косо расположенные жалюзийные отверстия, а частично за счет энергии газа, поступающего на дно тарелки по отверстиям описанной выше формы.

Рисунок 14- Тарелка из S-образных элементов ("Юнифлакс").

Тарелка из S-образных элементов, иначе называемая "Юнифлакс", показана на рис. 14. Тарелка собирается из штампованных S-образных элементов, которые образуют патрубки (колпачки) для прохода газа. С торцов патрубки закрыты заглушками.

Рисунок 15- Струйные тарелки, где а - чешуйчатая; б - пластинчатая;в - с отбойниками; г - каскадная Бентури.

С одной стороны каждого колпачка имеются трапециевидные прорези. Вследствие одностороннего выхода газа из-под колпачков создаётся направленное движение жидкости поперек элементов в сторону перелива.

Чешуйчатая (струйная) тарелка (рис. 15,а) имеет направляющие прорези чешуйчатой формы с отогнутой вверх вырезанной частью. Тарелка имеет переливное устройство, но без сливного порога. Эта тарелка, а также рассмотренные ниже ее модификации, работает в барботажном режиме лишь при сравнительно невысоких скоростях газа. При повышении скорости газа барботажный режим переходит в струйный (капельный), в котором сказывается направленное действие газовых струй. В струйном режиме сплошной фазой становится газ, а жидкость распыляется на капли. Такой режим отвечает наибольшей поверхности контакта фаз и является рабочей областью. Видоизменением чешуйчатой тарелки является пластинчатая тарелка, изображенная на рис. 15,б. Тарелка собирается из наклонных пластин, между которыми движется газ, сообщая жидкости движение в сторону слива. Сливной порог отсутствует. На рис. 15 показана струйная тарелка с отбойниками, разработанная в Гипронефтемаше. Основание тарелки и отбойники изготовлены из просечно - вытяжного листа. При этом отогнутые кромки листов основания образуют с плоскостью тарелки острый угол, направленный к переливу. На отбойниках отогнутые кромки направлены вниз в сторону слива жидкости и образуют с плоскостью тарелки острый угол. При больших нагрузках по жидкости рекомендуют каскадную тарелку Бентури, показанную на рис. 15,г и некоторые другие конструкции.

Рисунок 16- Тарелки с двумя зонами контакта.

Тарелки прочих типов. К этой группе относится тарелка с двумя зонами контакта, показанная на рис. 16, а. Тарелка представляет комбинацию барботажной тарелки с дополнительной зоной контакта фаз в межтарельчатом пространстве. Жидкость из барботажной части тарелки стекает через переливной патрубок 2 и далее, вытекая из кольцевой щели между обрезом патрубка 2 и распределительным диском 3, образует пленку, перекрывающую поперечное сечение колонны (показана на рисунке пунктиром). Газ прорывается через пленку у переферии, причем при достаточно большой скорости газа происходит распад пленки на капли; при этом и образуется дополнительная (пленочная) зона контакта. Пленочная часть оказывает сепарирующее действие на газ и уменьшает брызгоунос. В аппаратах больших диаметров барботажную часть секционируют на отдельные ячейки с самостоятельным переливным патрубком в каждой секции (рис. 16,б). Были испытаны также пленочные тарелки, в которых отсутствует барботажная часть.

Пленочная тарелка Лева состоит из сплошного листа с закрепленными на нем патрубками, направленными вниз (рис. 17). Вытекающая через патрубки жидкость движется в виде пленки по тарелке, соприкасаясь с газом (пути движения газа и жидкости показаны на рисунке). Тарелки располагаются на малом (около 50 мм) расстоянии друг от друга и обладают очень низким гидравлическим сопротивлением (50 - 100 Па).

2.2.3 Расчет абсорбера санитарного

Рассчитать узел абсорбции фтористых газов, выделяющихся при производстве полифосфорной кислоты. Производительность цеха 45т/ апатитового концентрата. На 1000 кг апатитового концентрата выделяется 30,95кг фтора; 30,6кг водяных паров и просасывается 59кг воздуха; при экстракции- 3,78кг фтора; 270кг водяных паров и просасывается 1010кг воздуха. Газы, выделяющиеся в смесителе, поступают для поглощения фтористых соединений в абсорбер барботажного типа с провальными решетками. Степень абсорбции фтористых соединений в абсорбере составляет 99,2%. Газы, выходящие из барботажного абсорбера, вместе с газами, отходящими от экстрактора, промываются в трех последовательно соединенных абсорбиционных камерах. Общее часовое количество газов, поступающих на абсорбцию, из смесителя:

(30,95+30,6+59)×=1808,25кг/ч

()×22,4=4037,82м3/ч (н.у)

Здесь знаменатели дробей в скобках - молекулярные массы: 6F₂H₂O₆ воздуха концентрация фтора в газе перед абсорбцией:

(1392,75×100):4037,82=345 г/м³ (н.у)

Свободное сочетание барботажного абсорбера при линейной скорости газа W=1,7м/с

S=³

где 363- температура газов над пульпой в смесителе, К.

Количество образующейся H₂ SiF₆ с учетом степени поглощения фтора равной 99,2%:

Для образования продукта содержащего 10% H₂ SiF₆, потребуется воды

(1757,30×88):10=15464,24 кг/ч

Фтора в газах, отходящих из абсорбера:

концентрация 345(1-0,9992)=2,76г/м³

количество 1392,75(1-0,992)=11,14кг/ч

Количество испаряющейся воды в абсорбере:

(0,45-0,33)(1808,25-1377)=51,75кг/ч

где 0,45 и 0,33 - влагосодержащие газов, уходящих из абсорбера, и поступающего воздуха кг/кг сухого газа.

Количество воды, которое необходимо подать в абсорбер:

15464,24+51,75=15515,99кг/ч

При плотном орошении 40м³/(м²×ч) необходимое количество орошения (циркулирующего потока) составит

40×0,87=34,8м³/ч

Часовое количество фтора, выделившегося при экстракции:

3,78×45=170,1кг/ч

,1+11,14=181,24кг/ч

Количество газов, отсасываемых из экстрактора:

(3,78+270+1010)×45=170,1+12150+45450=57770,1кг/ч

()×22,4=50259,77м³/ч (н.у)

Концентрация фтора в газах на входе в камеру:

³

где 3766,55=4037,82-()×22,4-объем газов после барботажного абсорбера. Общий объем газов, поступающих в абсорбционные камеры:

50259,77+3766,55=54026,32м³ (н.у)

При установке трех механических абсорбционных камер с общим объемом 100м³ (первая и вторая по 31м³; третья 38м³) число единиц переноса (N) при коэффициенте массопередачи К=1300ч^-1 равно:

=

Степень извлечения фтористых газов (φ) в механическом абсорбере вычисляют по уравнению:

(1- φ)=; 1- φ=; φ=0,997

Концентрация фтора после механических абсорберов:

0,94(1-0,977)=0,21г/м³ (н.у)

Общее количество фтора выбрасываемого в атмосферу:

(54026,32×0,021):1000=1,134г/м³ (н.у)

2.3 Методы и приборы измерения и контроля загрязняющих веществ

Таблица 4- контроль производства и управления технологическим процессом абсорбции отходящих газов

2.3.2 Приборы контроля измерения загрязняющих веществ

Таблица 5- Спецификация на основное технологическое оборудование и технические устройства

3. Мониторинг загрязнения природной среды и природоохранное законодательство

3.1 Эколого-правовой режим использования и охраны атмосферного воздуха

Конституция Российской Федерации является нормативно-правовым актом, обладающим высшей юридической силой. В конституции содержится множество статей, в которых так или иначе регулируются общественные отношения в области окружающей среды.

В ст. 42 Конституции РФ чётко определено, что каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о её состоянии и на возмещение ущерба, причинённого здоровью или имуществу экологическим правонарушением.

Статья 58 определяет обязанности по сохранению природы и окружающей среды, обязует бережно относиться к природным богатствам.

В ст. 41 говорится о поощрении деятельности, способствующей экологическому и санитарно-эпидемиологическому благополучию.

Помимо конституции, в которой обозначены общие положения, существуют кодексы и законы, направленные но более конкретную и чёткую регламентацию механизмов и путей реализации норм права, кроме того содержат в себе множество растолковывающих и уточняющих норм:

Ø  Земельный кодекс РФ.

Ø  Закон РФ "О недрах" (в ред. ФЗ от 3 марта 1995 г.)

Ø  Водный кодекс РФ.

Ø  Лесной кодекс РФ.

Ø  ФЗ "О животном мире"

Ø  ФЗ "Об охране атмосферного воздуха"

Ø  Закон "О санитарно - эпидемиологическом благополучии населения"

Ø  Закон "О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС"

Отдельно хочется выделить федеральный закон "Об охране, об охране атмосферного воздуха". Он принят Государственной Думой 2 апреля 1999 года, одобрен Советом Федерации 22 апреля 1999 года.

Настоящий Федеральный закон устанавливает правовые основы охраны атмосферного воздуха и направлен на реализацию конституционных прав граждан на благоприятную окружающую среду и достоверную информацию о ее состоянии.

Законодательство Российской Федерации в области охраны атмосферного воздуха

. Законодательство РФ в области охраны атмосферного воздуха основывается на Конституции РФ и состоит из настоящего Федерального закона и принимаемых в соответствии с ним других федеральных законов и иных нормативных правовых актов РФ.

. Законодательство субъектов РФ в области охраны атмосферного воздуха вправе предусматривать введение дополнительных экологических требований охраны атмосферного воздуха.

. Имущественные отношения, возникающие при осуществлении деятельности по охране атмосферного воздуха, регулируются гражданским законодательством.

Задача органов природоохранной деятельности состоит в надзоре за соблюдением действующего законодательства в сфере охраны природных ресурсов нашей страны от уничтожения, либо их неправомерного использования.

3.2 Наблюдение за загрязнением атмосферного воздуха в производственной и рабочей зоне

3.2.1 Методика выполнения измерений фтора

Измерение массовой концентрации фтористого водорода в воздухе рабочей зоны также выполняют методом фотометрии. Определение основано на его реакции с ализаринкомплексонатом лантана с образованием тройного комплексного соединения синего цвета. Измерения проводят при длине волны 610 нм. Отбор проб производится в водно-глицериновый поглотительный раствор, содержащий ализаринкомплексон и азотно-кислый лантан. Нижний предел измерения содержания фторид иона в анализируемом объеме раствора составляет 0,5 мкг. Нижний предел измерения концентрации фтористого водорода (в пересчете на фтор) в воздухе 0,05 мг/м³ (при отборе 10 дм³ воздуха). Содержимое поглотительных приборов анализируют раздельно. После отбора проб в каждый поглотительный прибор через входную трубку вливают по 5 см³ поглотительного раствора и хорошо перемешивают. Через 30 мин раствор из поглотительного прибора переносят в кювету и фотометрируют. В качестве раствора сравнения используют поглотительный раствор, не содержащий определяемого вещества. Массу фтора определяют с помощью градуировочной характеристики. В том случае, если оптическая плотность раствора пробы равна или превышает максимальное значение оптической плотности на устеновленной градуировочной характеристике, раствор пробы следует разбавить. Для этого помещают в сухую пробирку 2 - 5 см³ раствора пробы, добавляют поглотительный раствор до 10 см³, перемешивают и через 30 мин измеряют оптическую плотность раствора.

Измерение массовых концентраций пыли в воздухе рабочей зоны основано на гравиметрическом (весовом) определении массы пыли (дисперсной фазы аэрозолей), уловленной из измеренного объема исследуемого воздуха. Контроль содержания пыли в воздухе рабочей зоны проводится путем сравнения измеренных максимальных и среднесменных концентраций с их предельно допустимыми значениями - максимально разовыми (ПДК) и среднесменными (ПДК). Предельно допустимые концентрации пыли в воздухе рабочей зоны зависят от химического и минералогического состава пыли, наличия диоксида кремния и других фиброгенных компонентов, а также дисперсности. Отбор проб пыли проводят на фильтры типа АФА-ВП. Нижний предел измерения массовой концентрации пыли в воздухе зависит от точности применяемых аналитических весов (+/- 0,1 мг) и от объема аспирируемого воздуха. Количество проб воздуха зависит от запыленности воздуха, длительности отбора одной пробы, числа технологических операций и их продолжительности. На рабочих местах концентрацию пыли нужно измерять в зоне дыхания (на высоте 1,5 м от пола при работе стоя и 1 м - при работе сидя).

Проведение производственного контроля за соблюдением установленных нормативов выбросов вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников

Производственный контроль за соблюдением установленных нормативов выбросов вредных веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников проводится согласно СТП СМК 4.20 "Организация производственного экологического контроля".

Контроль промышленных выбросов от стационарных источников осуществляется по графику.

План-график аналитического контроля промышленных выбросов является составной частью тома ПДВ/ВСВ. На источниках, где предусмотрен инструментальный контроль, замеры проводит санитарная лаборатория ЦАКК предприятия, в соответствии с положением о санитарной лаборатории. Основанием для проведения инструментального контроля является выписка из общего "Плана-графика аналитического контроля промышленных выбросов". Выписку готовят и предоставляют в ЦАКК специалисты ОТЭНиОТ. Процедура измерения экологических параметров прописана в ИСМК 4.23 "Процедура измерения экологических параметров в структурных подразделениях ООО "БМУ".

Контроль соблюдения установленных нормативов выбросов по всем источникам предприятия осуществляют специалисты ОТЭНиОТ. Результаты контроля отражаются в журналах ПОД-1 (форма 15 5 070-11-1.009)

При выявлении нарушений установленных нормативов выбросов ЗВ на источниках выбросов, зафиксированных протоколами результатов измерений, сотрудники санитарной лаборатории ЦАКК оперативно информируют руководителя СП и специалистов ОТЭНиОТ по телефону.

Сотрудники ОТЭНиОТ в трехдневный срок направляют письменное уведомление по выявленному факту нарушения предписанием или служебной запиской.

Учет выбросов вредных загрязняющих веществ в атмосферный воздух и их источников обеспечивается персоналом СП путем ведения первичной отчетной документации по охране атмосферного воздуха. Для учета используются данные производственного контроля за соблюдением установленных нормативов выбросов вредных веществ в атмосферный воздух.

Порядок ведения первичной отчетной документации в области охраны атмосферного воздуха установлен ИСЭМ 4.28 "Инструкция по ведению первичной отчетной документации по охране атмосферного воздуха". Учет выбросов по источникам СП ведут специалисты ОТЭНиОТ в журналах ПОД-1 (форма 15 5 070-11-1.009). Данные учета по охране атмосферного воздуха по всему предприятию отражаются в материалах статистической отчетности по форме 2-ТП воздух (срочная) (форма 15 5 070-11-1.006) и 2-ТП (воздух) (форма 15 5 070-11-1.005).

Ответственность за ведение сводного учета несут специалисты ОТЭНиОТ. Специалисты ОТЭНиОТ проводят постоянный анализ воздействия предприятия на атмосферный воздух. Результаты ежемесячного анализа озвучиваются на техническом совещании "День качества и экологии". Принятые (при необходимости) решения отражаются в протоколах "Дня качества и экологии".

Годовой анализ по охране атмосферного воздуха отражается в отчете о природоохранной деятельности предприятия. Отчет подготавливается сотрудниками ОТЭНиОТ и утверждается главным инженером. По результатам годового анализа разрабатываются мероприятия по охране атмосферного воздуха, которые являются составной частью природоохранных мероприятий.

Мероприятия по охране атмосферного воздуха разрабатываются с целью уменьшения выбросов вредных веществ до нормативов ПДВ (при наличии ВСВ).

Данные мероприятия являются составной частью тома ПДВ и утверждаются в его составе территориальным органом Ростехнадзора;

соблюдения установленных нормативов ПДВ;

реализации политики в области экологии по предотвращению и снижению негативного воздействия на окружающую природную среду.

Разработка мероприятий осуществляется на уровне СП и предприятия. СП разрабатывают мероприятия в виде целей и планов в области экологии.

С учетом предложений СП разрабатываются мероприятия по предприятию в целом. Разработку мероприятий по предприятию обеспечивают сотрудники ОТЭНиОТ совместно с главными специалистами. Выполнение мероприятий обеспечивают руководители СП и ответственные специалисты. Процедура планирования, контроля и отчетности природоохранных мероприятий приведена из СТП СМК 4.20.

Таблица 6 - Контролируемые параметры

Таблица 7 - График исследований воздуха закрытых помещений ООО "Балаковские минеральные удобрения" на 2011 год.

3.3 Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха

Современный термин "мониторинг" обозначает наблюдение, анализ и оценку состояния окружающей среды, её изменений под влиянием хозяйственной деятельности человека, а также прогнозирование этих изменений.

Процедура проведения контроля испытаний:

. Планирование деятельности санитарной лаборатории осуществляется при разработке и актуализации базовых документов процедуры: технологических регламентов и Паспорта санитарной лаборатории. Дополнительный контроль осуществляется по предварительной письменной заявке руководителей СП предприятия.

. Контроль экологических параметров проводится санитарной лабораторией ЦАКК по графикам аналитического контроля промышленных выбросов, ГОУ(форма 15 5 456-08-3.007), атмосферного воздуха (форма 15 5 456-08-1.039), в период действия НМУ(форма 15 5 456-08- 3.006), сточных и природных вод (форма 15 5 456-08-3.008), утверждённым главным инженером, согласованным с Территориальным отделом Роспотребнадзора по Саратовской области в Балаковском районе, ЛМЗА ст.Озерная г.Балаково, Управлением по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Саратовской области. В графиках контроля указаны объекты контроля, контролируемые параметры, частота и методы измерений (МВИ, МКХА). Графики контроля разрабатываются и утверждаются 1 раз в год.

. Процедура контроля и измерений параметров проводится с использованием поверенных средств измерений и аттестованного испытательного оборудования. Поддержание оборудования в рабочем состоянии осуществляют сотрудники санитарной лаборатории. Ремонт вышедшего из строя оборудования осуществляют специалисты цеха КИПиА по заявке ЦАКК или сервисные организации по договору. Все оборудование санитарной лаборатории идентифицировано. Каждая единица СИ имеет этикетку с указанием наименования оборудования, типа, заводского номера, даты поверки.

. Контроль экологических параметров включает выполнение следующих процедур:

подготовка к отбору и отбор проб промышленных выбросов, атмосферного воздуха, сточных и природных вод;

химический анализ отобранных проб;

расчет и оформление результатов измерений;

ведение документации;

передача информации заинтересованным структурам;

составление отчетов.

Таблица 8 - Отчет за квартал

Таблица 9 - Отчет за 2010 год

Рисунок 18 - Степень очистки газов от вредных примесей

4. Безопасность эксплуатации производства и охрана окружающей среды

4.1 Основные опасности в цехе

Токсические свойства веществ, применяемых в производстве полифосфорной кислоты

Природный газ.

Природный газ представляет собой смесь газов: метана, тяжелых углеводородов, углекислого газа, азота. Плотность газа 0,71 кг/м³. Природный газ не имеет запаха и цвета. Для придания ему запаха в него добавляется этилмеркаптан.

Природный газ оказывает удушающее действие, так как при большой его концентрации в воздухе ощущается недостаток кислорода, воздействие высоких концентраций вызывает смертельный исход.

Хроническое воздействие малых концентраций вызывает покраснение и опухание глаз, коньюктивит, бронхит и т.д.

Фосфорная кислота.

Фосфорная кислота- раздражающе действует на слизистую верхних дыхательных путей, вызывая воспаление слизистой глаз и носоглотки, носовые кровотечения, сухость в носу и глотке, крошение зубов. При попадании (в особенности горячих кислот) на кожу образуются слабые, но долго не заживающие ожоги. Для предотвращения ожогов при эксплуатации и особенно при производстве ремонтных работ, необходимо пользоваться защитными средствами - очками, резиновыми рукавицами, противокислотной спецодеждой.

Попавшую на тело кислоту следует немедленно смыть обильным количеством воды, затем промыть обоженное место слабым раствором питьевой соды.

Кремнефтористоводородная кислота.

Кремнефтористоводородная кислота- протоплазматический яд, приводящий к нарушению кальциевого и фосфорного обмена в организме. При острых отравлениях поражает центральную нервную систему. При попадании на кожу вызывает жжение и воспаление кожи, а также появление синих пятен на ногтях.

Фтористые газы.

Фтористые газы - сильно раздражают слизистую верхних дыхательных путей и оказывает общее отравляющее действие на организм. При высоих концентрациях появляется раздражение слизистой глаз и носоглотки, а в дальнейшем - медленно заживающие изъявления. Фторсодержащие соединения действуют на центральную нервную систему и вызывают удушье, иногда рвоту, колики, заболевание органов пищеварения, десен и зубов.

При отравлении фторсодержащими газами первая помощь заключается в ингаляции содовым раствором. При тяжелых отравлениях необходимы покой и тепло.

Полифосфорная кислота.

Полифосфорная кислота-вязкая жидкость коричневатого или зеленоватого цвета. Действует раздражающе на слизистую верхних дыхательных путей, вызывает воспаление слизистой оболочки глаз и носоглотки. При попадании на кожу оказывает прижигающее действие. Пары полифосфорной кислоты токсичны.

4.2 Техника и меры безопасности при эксплуатации производства полифосфорной кислоты

1. Для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий труда на рабочем месте должны быть обеспечены следующие параметры микроклимата и освещенности в производственных помещениях:

Таблица 10- Параметры микроклимата в производственных помещениях

Таблица 11-Освещённость производственных помещений