Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 7
Глава I. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ
ТОКСИЧНЫХ ВЫБРОСОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ПРОИЗВОДСТВУ
ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ . . . II
1.1. Состав, токсические, физико-химические
свойства вредных выбросов . . . ' II
1.2. Выбор эффективного метода обезвреживания
вредных выбросов . 20
Выбор установки термоокислительного обезвреживания токсичных органических выбросов. . . 34
Эффективность способа организации процесса термоокислительного обезвреживания 46
Газогорелочные устройства для установок термоокислительного обезвреживания при совместном вводе реагирующих потоков 50
Выводы по главе I 55
Глава Е. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЯ
ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВРЕДНЫХ
ВЫБРОСОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПОЛИМЕР
НЫХ МАТЕРИАЛОВ 57
E.I. Кинетические характеристики термического окис
ления углеводородов (бензол, винилхлорид,
этилакрилат) и кислородосодершщих органи
ческих соединений (акролеин) 57
2.I.I.Теоретические основы кинетики термического
окисления вредных компонентов 57
E.I.E. Расчетные зависимости степени окисления некоторых компонентов (бензол, винилхлорид,
стр.
этилакрилат, акролеин) от времени пребыва
ния и температуры 59
Условия для выгорания горючих компонентов токсичных выбросов 63
Расчетный анализ влияния обезвреживаемых выбросов на теплообмен паровых котлов 66
Расчетный анализ обезвреживаемых выбросов на технико-экономические показатели паровых котлов 68
Химические превращения при горении пылевидных отходов полимеров ?3
Анализ влияния водяного пара на процесс термоокислительного обезвреживания токсичных
выбросов 80
Выводы по главе 2 . 83
Глава 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .... 85
Цель и задачи экспериментальных исследований 85
Методика определения расхода, состава выбросов и уходящих газов 86
Схемы измерений параметров 86
Измерение расходов потоков 88
Измерение концентраций стирола 90
Измерение концентраций изопентана 91
Измерение концентраций фенола 92
Измерение концентраций циклогексанона . . 93
Измерение концентраций формальдегида ... 93
Измерение концентраций метилэтилкетона . . ^
Измерение концентраций бензола 94
3.2.10.Измерение концентраций толуола 95
стр.
Методика определения влажности парогазовых потоков 96
Методика измерения и расчетов основных топочных параметров и концентрации окислов
азота 98
3.5. Оценка точности измерений ... 100
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ДАННЫХ ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬ
НОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ КОНДЕНСИРУЮЩИХСЯ ПАРОПЫЛЕ-
ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ 106
Описание технологического процесса производства пенополистирольных плит Т06
Описание установки обезвреживания выбросов производства пенополистирольных плит . . . Т09
Исследование состава, количества и цикличности сброса вредных выбросов производства пенополистирольных плит ..... га
4.4.Исследование влияния коэффициента избытка
воздуха на процесс обезвреживания 117
4.5, Исследование влияния коэффициента избытка
воздуха на технико-экономические параметры
котельного агрегата . 120
4.6. Исследование ввода водяных паров на выго
рание факела, выход окислов азота и тех
нико-экономические показатели котельного
агрегата ~&%
4.6.1.Влияние ввода водяных паров на выгорание
факела Ї22
4.6.2. Влияние ввода водяных паров на технико-экономические показатели котельного агрегата ТЗО
CT.
Исследование влияния ввода водяных паров на устойчивость газогорелочного устройства . . . 131
Исследование влияния наличия пылевидных полимерных отходов на выгорание горючих компонентов по длине факела Ї35
Исследование влияния ввода водяных паров на выгорание пылевидных полимерных частиц по
длине факела 137
Выводы по главе 4 Г40
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ТЕРМООКИСЛИ
ТЕЛЬНОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ПАРОВ РАСТВОРИТЕЛЕЙ,
ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИМЕРНЫХ
МАТЕРМЛОВ Т43
Описание технологического процесса и установки обезвреживания вредных выбросов производства многослойных листов и пленки из композиций АБС-ПВХ Т43
Исследование состава, количества вредных выбросов и влияние коэффициента избытка воздуха
на процесс обезвреживания 146
Исследование технико-экономических параметров работы котельного агрегата при обезвреживании выбросов в зависимости от его нагрузки .... ?49
Исследование влияния подачи выбросов на процесс выгорания топливных компонентов по длине факела ^52
Исследование способа регулирования подачи выбросов на характеристики факела ^5
стр.
5.6. Исследование по выявлению оптимальной длины участка предварительного смешения на выгорание факела и токсичных компонентов для горе-
лочного устройства типа ШГ 156
Выводы по главе 5 159
Глава 6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ УСТАНОВОК ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВЫБРОСОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО
ПРОИЗВОДСТВУ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ 162
6 .1. Общие положения Т62
Требования к котельным агрегатам при обезвреживании в них вредных выбросов 163
Разработка установки термоокислительного обезвреживания конденсирующихся паропылегазовых выбросов и экономическая эффективность ее применения т64
Разработка установки термоокислительно го обез-вреживания леглетучих выбросов и экономическая эффективность от ее применения -69
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ..... 174
ЛИТЕРАТУРА 177
ПРИЛОЖЕНИЯ т89
Введение к работе
В последние годы резко вырос выпуск полимерных материалов, . основную долю которых составляют пластмассы. В одиннадцатой пятилетке намечено увеличить выпуск синтетических смол и пластических масс на 65-72% /58/, Рост выпускаемой продукции неизбежно приводит к увеличению парогазовых токсичных вентиляционных и технологических выбросов, образующихся в процессе синтеза и переработки сырья, что делает предприятия по производству полимерных материалов экологически опасными.
Основными причинами загрязнения воздуха выбросами указанных предприятий являются конструктивные недостатки агрегатов, для осуществления технологических процессов и использование морально устаревшего оборудования.
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года", принятых на ХХУІ съезде КПСС, намечено активнее вести разработку малоотходных и безотходных технологических процессов, развивать специализированные производства по выпуску оборудования и машин, необходимых для создания высокоэффективных очистных сооружений, раз' рабатывать новые методы и средства борьбы с вредными выбросами веществ в атмосферу, осуществлять меры по комплексному и рациональному использованию и охране почв, водоемов и лесных ресурсов.
Вентиляционные и технологические выбросы предприятий по производству полимерных материалов содержат высоко токсичные неприятно пахнущие компоненты, такие как стирол, циклогексанон и т.д. Это повышает требования к степени их обезвреживания.
Кроме того, в них могут находиться и пылевые фракции в виде полимерной крошки. Вентиляционные и технологические выбросы подобных производств могут содержать также конденсируемую фазу.
- 8 -Все это создает значительные трудности в выборе эффективного метода обезвреживания.
Июньское (1981 года) постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических и материальных ресурсов" указывает на необходимость максимального использования в хозяйствах вторичных ресурсов. В связи с этим необходимо стремиться обеспечивать процесс обезвреживания токсичных выбросов с минимальными затратами.
Таким образом, становится очевидным, что обезвреживание парогазовых выбросов предприятий по производству полимерных материалов является весьма актуальной научно-технической задачей, имеющей важное народнохозяйственное и социальное значение.
Используемые в настоящее время каталитические, поглотительные, комбинированные и другие методы не позволяют обезвреживать выбросы предприятий по производству полимерных материалов с высокой степенью очистки при минимальных энергетических затратах.
Термоокислительный метод, осуществляемый в специальных печах обезвреживания, отличается низкой эффективностью, высокими расходами топлива, выбросами токсичных продуктов сгорания.
Применение термоокислительного метода обезвреживания токсичных парогазовых выбросов с использованием имеющихся топливо-сжигающих установок позволяет вести процесс обезвреживания с высокой степенью очистки.
Производство пенополистирольных плит характеризуется конденсируемыми вентиляционными и технологическими выбросами, забалластированными водяным паром. Указанные выбросы в своем составе содержат и пылевую фазу в виде крошки пенополистирола. При работе установки для печати (нанесения тиснения) производства плит и пленки из сополимера АБС и поливинилхлорида (АБС-ПВХ) образуют-
ся сухие неконденсируемые вентиляционные и технологические выбросы. Эти выбросы являются характерными для всех предприятий по производству полимерных материалов.
Данная работа выполнена в соответствии с координационным планом по важнейшим фундаментальным проблемам АН СССР на 1976-1990 годы, отвечает на некоторые вопросы темы 4.5 "Разработка методов глубокой очистки воздуха от газов, паров и дисперсных ' частиц и методов предотвращения его от загрязнения".
Основной целью диссертационной работы является разработка и исследование метода термоокислительного обезвреживания вентиляционных и технологических выбросов с различивши свойствами, обеспечивающего полную их очистку при минимальных энергетических затратах и имеющихся топливосжигающих установках.
Для достижения поставленной цели были выполнены следующие исследования:
- состава вентиляционных и технологических вопросов и состоя
ния вопроса по их обезвреживанию;
условий для полного обезвреживания токсичных органических компонентов;
влияния параметров парогазовых выбросов на технико-экономические показатели паровых котлов;
влияния технологического процесса на состав, условия образования и транспортировку выбросов к установке обезвреживания;
- влияние ввода водяных паров на горючие свойства газовоздуш
ной смеси и выход токсичных продуктов сгорания;
- влияние пылевидных полимерных частиц на процесс горения, і/
На основании опытных данных произведена разработка рекомен
даций по проектированию установок термоокислительного обезвре
живания вентиляционных и технологических выбросов и определена
.их экономическая эффективность.
В качестве объектов для исследований были приняты установки
термоокислительного обезвреживания выбросов производства пеяополи-
стирольных плит на Ленинградском заводе "Полимеретроиматериалы" и
нанесения печати плит производства АБС-ПВХ Охтинского химического
завода 0ШІ0 "Пластполимер".
Разработан способ термоокислительного обезвреживания отбросных газов, содержащих в своем составе токсичные органические компоненты, забалластированные водяным паром, и пылевую фазу в виде полимерной крошки, защищенный авторским свидетельством № 1046575.
На основании проведенных исследований разработан проект установки термоокислительного обезвреживания по реализации указанного способа, обеспечивающий высокоэффективное обезвреживание и дезодорацию токсичных выбросов в топках топливоиспользующих агрегатов. Даны рекомендации по реконструкции газогорелочного устройства типа ГМГ при использовании его в установках термоокислительного обезвреживания.
Предлагаемые рекомендации можно применять на существующих и вновь строящихся установках термоокислительного обезвреживания аналогичных вентиляционных и технологических выбросов различных отраслях народного хозяйства.
Диссертация написана на основании договорных работ выполненных под руководством к.т.н.,доцента Кривоногова Б.М.
- IT -
