Проектирование систем очистки воздуха в цехе литья пластмасс - файл n1.doc

приобрести
Проектирование систем очистки воздуха в цехе литья пластмасс
скачать (1200 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1200kb.20.09.2012 15:42скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16
Министерство образования Российской Федерации

ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ


Зав. кафедрой, д.т.н., проф.

________________

«____»__________ 2003 г.


ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА


В ЦЕХЕ ЛИТЬЯ ПЛАСТМАСС

Расчетно-пояснительная записка по дипломному проекту



Проект выполнил:



Руководитель проекта
Консультант по разработке

экологических нормативов

Консультант по экологическому


контролю:
Консультант по экономике

природопользования:
Консультант по БЖД:


Аннотация
Тема дипломного проекта: «Проектирование систем очистки воздуха от выбросов цеха литья пластмасс»

Автор:

Руководитель:

Проект включает 156 страниц пояснительной записки, 8 листов графической части, 15 таблиц, 15 рисунков, 4 приложения, 45 источников литературы.

В дипломном проекте разработана технологическая схема очистки воздуха от выбросов цеха литья пластмасс.

Произведен расчет сетей воздухопроводов, расчет и подбор циклонов и вентиляторов. Для более эффективной очистки вентиляционных выбросов от пыли органической, предложена доработка конструкции циклона – установлен закручивающий элемент, который добавляет в процесс очистки, кроме инерционных сил, центробежную силу.

Эффективность очистки 80%.

Произведены эколого-экономические расчеты, рассмотрены вопросы по безопасности жизнедеятельности и охране труда.

Содержание

Аннотация

3

Введение

7

1.0 Общие сведения о предприятии

8

2.0 Характеристика производственных процессов предприятия

13

2.1 Характеристика сырья и материалов

13

2.2 Характеристика технологических процессов предприятия, схемы выпуска

основных видов продукции

15

2.3 Технологическое оборудование, машины и агрегаты

22

3.0 Характеристика производственных процессов

как источников загрязнения окружающей среды

27

    1. Характеристика производственных процессов

как источников образования отходов

27

3.2 Характеристика производственных процессов

как источников загрязнения атмосферы

38

    1. Характеристика производственных процессов

как источников образования сточных вод и загрязнения водотоков

42

4.0 Разработка экологических нормативов предприятия

45

4.1 Расчет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

45

4.2 Расчет нормативов образования отходов и лимитов на их размещение

50

5.0 Экологический контроль

54

5.1 Производственный экологический контроль

54

5.2 Экологический мониторинг

61

6.0 Разработка технических мероприятий, направленных на снижение влияния

загрязняющих веществ на состояние окружающей среды

63

6.1 Литературный обзор

63

6.2 Обоснование выбора методов и технологической схемы очистки выбросов

цеха литья пластмасс от вредных примесей

93

6.3 Описание технологической схемы очистки выбросов цеха литья пластмасс

93

6.4 Подбор и расчет технологического оборудования

94

7.0 Экономика природопользования

127

7.1 Расчет платежей за загрязнение окружающей природной среды

127

7.2 Экономическая оценка экологического ущерба

131

7.3 Определение экономической эффективности проведения природоохранных

мероприятий по защите атмосферного воздуха

133



8.0 Безопасность жизнедеятельности

135

8.1 Характеристика воздушной среды на рабочих местах цеха литья пластмасс,

воздействие веществ на организм

135

8.2 Профилактика заболеваний. Индивидуальные средства защиты.

140

Заключение

143

Список использованных источников

144

Приложение А Перечень технологического оборудования цеха литья пластмасс

147

Приложение Б Бланк инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в

атмосферу

148

Приложение В Перечень, физико-химическая характеристика и состав отходов

цеха литья пластмасс

149

Приложение Г Оборудование, методы и средства экологического контроля

150








Введение


Развитие научно-технической революции связанные с ней грандиозные масштабы производственной деятельности человека привели к большим позитивным преобразованиям в мире – созданию мощного промышленного и сельскохозяйственного потенциала. Но вместе с тем резко ухудшилось состояние окружающей среды. Загрязнение атмосферы, как части экосферы, достигает угрожающих размеров.

За последние три-четыре десятилетия в промышленности резко возросло использование полимерных материалов и к настоящему времени достигло колоссальных размеров, а перспективы их производства и применения в различных областях народного хозяйства и быта постоянно расширяются.

В мире ежегодно производится и перерабатывается более 300 млн. тонн пластических масс.

Пластмассы - материалы на основе органических природных, синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Полимеры - это высоко молекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим количеством одинаковых группировок атомов, соединенных химическими связями. Кроме полимера в пластмассе могут быть некоторые добавки.

Переработка пластмасс - это совокупность технологических процессов, обеспечивающих получение изделий - деталей с заданными конфигурацией, точностью и эксплуатационными свойствами.

В атмосферу, процессе переработки, выделяется ежегодно 3,5 млрд. тонн различных вредных веществ: формальдегид, стирол, ксилол, фенол, дибутилфталат, аммиак, органические кислоты, метиловый спирт, пыль органическая и др.

Одной из основных задач, стоящих перед специалистами на предприятиях, где перерабатываются пластмассы, является решение проблемы по очистке выбросов.

2.0 Характеристика производственных процессов предприятия


2.1 Характеристика сырья и материалов


Предприятие предназначено для выпуска приборов различного назначения, ТНП и нестандартного оборудования. Основными являются сборочные и механосборочные производства. Поэтому основными потребителями сырья и материалов являются вспомогательные производства.

Цех литья из пластмасс (заготовительно-литейное производство) перерабатывает термопластичные материалы: полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиамиды, пластик АБС.

Пластмассы - материалы на основе органических природных, синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Полимеры - это высоко молекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим количеством одинаковых группировок атомов, соединенных химическими связями. Кроме полимера в пластмассе могут быть некоторые добавки. [ ]

Полимеры состоят из повторяющихся групп атомов - звеньев исходного вещества - мономера, образующих молекулы в тысячи раз превышающих длину неполимерных соединений, такие молекулы называют макромолекулами. Чем больше звеньев в макромолекуле полимера (больше степень полимеризации), тем более прочен материал и более стоек к действию нагрева и растворителей. [ ]

Пластмассы выбирают исходя из требований к эксплуатационным свойствам и геометрическим параметрам изделия. Поэтому сначала выбирают вид пластмассы на основе требований к ее эксплуатационным свойствам, а затем базовую марку и марку с улучшенными технологическими свойствами, которую можно эффективно переработать выбранным способом. [ ]
1 Полиэтилен низкого давления, высокой плотности ГОСТ 16338-85

Получают суспензионным и газофазным методом полимеризации

этилена при низком давлении на комплексных металлорганических катализаторах в суспензии, а в газовой фазе на комплексных металлорганических катализаторах на носителе.

Представляет собой гранулы 2-5 мм различной окраски. Горюч.

При нагревании свыше 1400С возможно выделение в воздух летучих продуктов термоокислительной деструкции, содержащие органические кислоты, карбонильные соединения, в том числе формальдегид, ацетальдегид и оксид углерода.

2 Полиамид 610 литьевой ГОСТ 10589-87

является продуктов полконденсации соли СГ (соли гексаметилендиамина и себациновой кислоты). Применяется для изготовления литьем под давлением различных изделий конструкционного и электроизоляционного назначения.

Неокрашенные гранулы размером 2-5 мм.

При температуре до 3000С не токсичен и не оказывает вредного воздействия на организм человека. На воздухе при температуре выше 3000С разлагается с выделением оксида углерода, аммиака, двуокиси углерода.

3 Полипропилен и сополимеры полипропилена ГОСТ 26996-86

Получается полимеризацией пропилена, и сополимеры, получаемые, получаемые сополимеризацией пропилена и этилена в присутствии металлорганических катализаторов при низком и средних давлениях.

Гранулы одного цвета 2-5 мм разных цветов. Горюч.

При комнатной температуре не выделяет в окружающую среду токсичных веществ и не оказывает вредного влияния на организм человека при непосредственном контакте. Мелкая пыль полимера при вдыхании и попадании в легкие может вызвать вялотекущие фиброзные изменения в них.

При нагревании в процессе переработки выше 1500С выделение в воздух летучих продуктов термоокислительной деструкции, содержащих органические кислоты, карбонильные уединения, в том числе формальдегид, ацетальдегид и оксид углерода.

При концентрации перечисленных веществ в воздухе рабочей зоны выше предельно-допустимой возможны острые и хронические отравления.

4 Пластик АБС ТУ 6-05-1587-84 Сополимеры акрилонитрилбутадиенсти-рольные АБС.

Получают методом непрерывной эмульсионной полимеризации путем сополимеризации и прививки стирола, -метилстирола, нитрила акриловой кислоты на полибутадиеновый или бутадиеновый каучуковые латексы марок Al-12, Al-10, СКФ-32.

Пластик АБС выпускается в виде гранул.

При переработке сополимеров АБС и нагревании выше 2000С происходит частичная деструктуризация сополимера с выделением в воздух паров стирола, нитрила акриловой кислоты, цианистого водорода и окиси углерода.

5 Полистирол ударопрочный ОСТ 6-05-406-80 Полистирол УПС

Представляет собой продукт сополимеризации стирола с каучуком.

Выпускается в виде однородных гранул 2-5 мм различных цветов.

При переработке в воздух выделяется стирол и оксид углерода.
За 2002 г. цехом было переработано 38,16 тонн материала.

Прессматериал поступает в материальный склад (МАСК) цеха со склада отдела снабжения в мешках (внутренний - полиэтиленовый, внешний - бумажный), фасовка по 25 кг.

За 2002 г. цехом было переработано 38,161 т прессматериала.


2.2 Характеристика технологических процессов предприятия,

схемы выпуска основных видов продукции
В состав предприятия входят подготовительное, основное и вспомогательное производство.
Основное производство
Сборочные цеха.

Производят сборку, пайку, проверку, упаковку. При сборке изделий частично применяется механизация. Упаковка производится на ПУТ-901.

Основными загрязнителями атмосферного воздуха являются от участка мойки – бензин, от участка сварки – ацетон, в незначительных количествах выбрасывается эпихлоргидрин, ацетон, формальдегид, пыль прессматериала.

Так же в цехах производятся заготовительные (заготовка выводных концов, приготовление клеев ВК-9, К-300, ТКМ-75), укладочные, пропиточные, сборочные работы, а так же монтажные, в процессе которых используются экологически вредные вещества: толуол, ксилол, поливинилхлорид, уайт-спирит, свинец, ацетон, эпихлоргидрин.

Механические цеха.

В процессе механообработки выделяются следующие вредные вещества:

- при обработке алюминия, текстолита – алюминиевая, текстолитовая пыль;

- при сварке аргонодуговой сварке алюминия, сталей – окислы углерода, азота и озон;

- при сборочно-монтажных работах выделяются: пайка печатных плат и пары свинца;

- при заливке, пропитке – эпихлоргидрин, органические растворители, толуилендиизоцианат, действующие на верхние дыхательные пути, нервную систему;

- при мойке изделий в бензине – пары бензина;

- при навивке магнитопровода – выделение четыреххлористого углерода, ацетона.

Участок водной промывки – проводит сброс загрязненной воды.
Цех выпуска товаров народного потребления.

В цехе имеются участки намотки, механический, заготовительные и сборочные.

В процессе работы выделяются следующие вредные вещества:

- доводка и промывка – пары бензина;

- склеивание клеем К-300-61 – эпихлоргидрин, толуол;

- пайка винипласта – фтористые соединения, хлористый водород, соединение сурьмы и свинца;

- покрытие лаком ФЛ-947 – толуол;

- маркирование краской ТНПФ- уайт-спирит, ксилол, аэрозоль лака;

- упаковка на установке ПУТ-901 – формальдегид, ацетальдегид, окись углерода, дым.


Вспомогательное производство
Цех энерго-механический

Энергетическая служба охватывает следующие основные направления: текущая эксплуатация и ремонт энергетического оборудования, сезонные работы, связанные с подготовкой объектов энергетического хозяйства к зиме, лету.

Работы, связанные с внедрением мероприятий по экономии и рациональному использованию энергетических ресурсов.

Изготовление нестандартного оборудования и сетевых устройств, монтажные работы, связанные с технологическими перепланировками цехов и участков, с услугами капитальному строительству, с расширением и реконструкцией культурно-бытового фонда.

На цех возлагается ремонт электродвигателей, электроинструмента, холодильных установок.

Цех совершает работы по эксплуатации водооборотной системы, вентиляции и кондиционирования воздуха. Производство сжатого воздуха на компрессорной станции.
Подготовительное производство
Механозаготовительное производство.

Изготовление заготовок валов, осей, крышек, корпусов и т.д. Ряд деталей с точностью обработки 4-5 класса, изготовляется окончательно, и передаются в сборочные цеха.

Обработка деталей производится на продольных, токарно-револьверных, шестишпиндельных автоматах.

Автоматный парк составляет 80% от всего оборудования.

Кроме этого, имеется токарный участок, высадочный участок, участок накатного оборудования, слесарный и участок подготовки материалов, где имеется шлифовальное оборудование, правильные станки и механическая пила.

При обработке деталей используется СОЖ: сульфофрезол, масло индустриальное И-25А, эмульсол, МР-IV, поэтому все детали после обработки подвергаются промывке в бензине «Нефрас». Промывка производится в оборудованном моечном отделении.


Заготовительно-штамповочный цех.

Цех холодной листовой штамповки. Изготовляет самую разнообразную номенклатуру: детали типа шайба, скоба, кожух, корпус и множество другой номенклатуры.

Поставка металлического материала – в виде листов, рулонов. Заготовки режутся на гильотиновых и роликовых ножницах. Детали получаются в спецтехнологической оснастке – штампах. Металлические отходы после штамповки поступают во вторичную переработку (предприятие передает лом металлов на «Втормет»).

Заусенцы с металлических деталей обрабатываются на абразивном круге, наждачной бумагой, напильниками. Заусенцы с латунных деталей снимаются методом вибромеханической галтовки в растворе: медный купорос + водный купорос. Осветление и пассивация деталей после галтовки осуществляется в растворах: надсернокислый аммоний, хромовый ангидрид, серная кислота. Отработанные химически растворы сливаются на очистные сооружения. Кроме того, в цехе используются большое количество неметаллов: текстолит, стеклотекстолит, гетинакс, картон, фибра, фторопласт. Полосы из стеклотекстолита перед штамповкой зачищают от глянца на абразивном кругу.

Мойка деталей осуществляется в бензине марки «Нефрас».
Инструментальный цех.

Изготовляет штампы, прессформы, литейные формы, формы для заливки, графитовые формы, кондуктора, приспособления, оправки, цанги, инструменты и другую оснастку.

Применяются тех.процессы абразивная (мокрая и сухая) шлифовка, алмазная обработка твердосплавных деталей и инструмента, электроэрозионная обработка в среде керосина, электроискровая обработка деталей оснастки в воде. На заготовительном участке осуществляется ковка заготовок с последующим отжигом. На термическом участке производят закалку, отпуск, цементацию, цианирование деталей оснастки. На гальваническом участке происходит хромирование и снятие хрома.
Заготовительно-литейное производство.

В состав производства входят цеха: печатной продукции, цех литья металлов и цех литья из пластмасс.


Цех литья металлов занимается:

Цех литья из пластмасс
Переработка пластмасс - это совокупность технологических процессов, обеспечивающих получение изделий - деталей с заданными конфигурацией, точностью и эксплуатационными свойствами.


Технологический процесс изготовления деталей путем литья из термопластичных материалов состоит из следующих операций:


Термообработка сырья (сушка)
Технологические свойства, процессы переработки и качество готовой продукции существенно зависят от влажности полимера. Придание материалу требуемой влажности сушкой или увлажнением осуществляют на стадии подготовки к формованию.

Молекулы воды полярны и поэтому легко образуют водородные связи с полярными группами полимеров, следствием чего и является возможность поглощать (сорбировать) влагу из атмосферного воздуха. Свойство полимеров поглощать влагу увеличивается с увеличением полярности, уменьшением плотности и степени кристалличности, увеличением дисперсности полимера; некоторые полимеры поглощают до 10 % воды (% по отношению к массе материала). Неполярные полимеры имеют низкую гигроскопичность. [ ]

Увеличение влажности полимера способствует уменьшению текучести и высокоэластичности расплава. Вызывая гидролитическую деструкцию при температурах переработки, влажность влияет на стабильность свойств готовых изделий. Избыток влаги ослабляет внутри- и межмолекулярное взаимодействие; в результате увеличения количества влаги выше необходимого уменьшаются предел текучести, предел прочности, относительное удлинение при разрыве, диэлектрическая прочность и проницаемость, ухудшается прозрачность, затрудняется переработка, на поверхности деталей появляются серебристые полосы, разводы, волнистость, вздутие, пористость, пузыри, раковины, трещины, отслоение поверхности, коробление и размерный брак возникают при литье под давлением и прессовании. Повышение влажности ухудшает сыпучесть материала.

При эксплуатации изделий из полимеров может измениться их влагосодержание. Это приведет к изменению размеров, физико- механических и диэлектрических свойств, твердости и износостойкости деталей из полимеров.

Для сушки полимеров перед переработкой используют вакуум-сушилки, барабанные, турбинные, ленточные и другие типы сушилок. [ ]

В цехе сушка проводится в сушильных шкафах типа СНОЛ (объем шкафов 1-2 м3) при температуре 100±50С, что приводит к выделению летучих продуктов.
Литьевое прессование
При литье материал в гранулированном или порошкообразном виде засыпается в приемный бункер автомата; поступает в пластикационный цилиндр литьевой машины, где прогревается от расположенных снаружи камеры тэнов и перемешивается вращающимся шнеком (в шнековых машинах). При переработке термопластов цилиндр нагревают до 200-3500С.

Прессформа состыковывается с усилием 250-1600 кН и выдерживая температуру и время производится подача материала в форму под рабочим давлением около 500 кг/см2.

При литье под давлением молекулы материала ориентируются в направлении течения, что сопровождается упрочнением материала в направлении течения.

После заполнения рабочих полостей формы в машине автоматически включается система охлаждения, и вода, прокачиваясь через форму, ускоряет тем самым процесс затвердевания материала. Материал охлаждается до 20-1200С (в зависимости от марки).

Прессформа расстыковывается, и деталь извлекается из матрицы прессформы.
Механическая обработка
Механическую обработку деталей из пластмасс применяют с целью изготовления более точных, чем при прессовании или литье деталей (нарезание резьб, или при прессовании не предусмотрено литье конструкционных отверстий, выемок и т.п.).

Точение, сверление, фрезерование и др. выполняют на быстроходных станках, применяемых в металло- и деревообработке, оснащенные зажимными приспособлениями и устройствами для улавливания и отсоса стружки и пыли.
Качество механообработки обеспечивается при работе острозаточенным инструментом. Для повышения качества обработки применяют алмазные инструменты.

Выделяется органическая пыль, а также образуется стружка и опилки пластмассы.
Промывка
Промывка заготовки бензином необходима для удаления с ее поверхности опилок и стружки, образовавшихся в процессе сверления.

Мойка проводится в промывочной ванне моечного отделения инструментального цеха предприятия.

Выделения: пары бензина.
Зачистка
Слесарная зачистка производится для отделения литников, облоя, грата, пленки в отверстиях и т.п. – отделки, по наружным контурам детали.

Выполняется в условиях мелкосерийного производства или когда другими способами невозможно обработать деталь.

Деталь закрепляют на поворотных тисках. Режущий инструмент - надфиль круглый, напильник плоский, скальпель, кусачки и др.

Происходит выделение пыли органической и образование опилок пластмассы, облоя литника и стружки.
Промывка
Промывка детали бензином необходима для удаления с ее поверхности опилок и стружки, образовавшихся при зачистке. Мойка проводится в промывочной ванне моечного отделения инструментального цеха предприятия.

Выделения: пары бензина.


2.3 Технологическое оборудование, машины и агрегаты
В цехе литья из пластмасс при переработке материала используются 11 термопластавтоматов семи видов.
Термопластавтомат ТПА-400/100

Предназначен для изготовления изделий из полистирола и его сополимеров, полиэтилена, полипропилена, полиамидов и др.

Основные данные:

Объемная скорость впрыска – 185 см3

Мощность – 20кВт

Габарит – 4400 х 2000 х 2350 мм

Масса – 8000 кг
Термопластавтомат SES-100N

Предназначен для изготовления изделий из полистирола и его сополимеров, полиэтилена высокой и низкой плотности, пропилена, полиамидов, полиформальдегидов, поликарбонатов и других материалов, пригодных для переработки методом литья под давлением с температурой пластикации до 3500С.

Выполнен в горизонтальной компоновке с индивидуальными гидроприводами. Оснащен системой управления с программируемым контроллером.

Объемная скорость впрыска – 210 см3

Мощность – 10,8 кВт

Габарит – 4150 х 1500 х 1950 мм

Масса – 5800 кг

Термопластавтомат ДЕ 3127 Машина однопозиционная для литья под давлением термопластичных материалов

Предназначена для изготовления изделий из полистирола и его сополимеров, полиэтилена высокой и низкой плотности, полипропилена, полиамидов, а при использовании специальной оснастки – из полиформальдегидов, поликарбонатов, пластифицированного и не пластифицированного поливинилхлорида, пригодных для переработки методом литья под давлением с температурой пластикации до 3500С. Охлаждение гидросистем водяное.

Конструкция машин позволяет получать изделия в режимах литьевого прессования (для изготовления тонкостенных изделий сложной конфигурации), горячекатанного литья, интрузии.

Объемная скорость впрыска – 182 см3

Мощность – 31 кВт

Габарит – 1800 х 1250 х 1950 мм

Масса – 5200 кг

Расход воды на охлаждение – 1,8 м3
Термопластавтомат ДЕ 3330

Предназначен для изготовления изделий из полистирола и его сополимеров, полиэтилена, полипропилена, полиамидов и др.

Объемная скорость впрыска – 105 см3

Мощность – 15 кВт

Габарит – 2020 х 990 х 1890 мм

Масса – 5000 кг
Термопластавтомат Д3136-1000

Предназначен для изготовления изделий из полистирола и его сополимеров, полиэтилена, полипропилена, полиамидов и др.

Объемная скорость впрыска – 300 см3

Мощность – 43 кВт

Габарит – 7620 х 1740 х 2610 мм

Масса – 21 500 кг
Термопластавтомат ЛПД-500/160 Машина для литья под давлением термопластичных материалов

Машина предназначена для изготовления изделий из различных материалов методом литья под давлением, с температурой пластикации до 3500С: полистирола, полиэтилена и др.

Расход воды на охлаждение – 120 л/час

Мощность – 44,5 кВт

Габарит – 3100 х 1250 х 2440 мм

Масса – 6200 кг
Термопластавтомат 1280/390 Линия роторно-конвейнерная для литья под давлением термопластичных материалов

Предназначена для массового изготовления деталей с гладкими наружными и внутренними поверхностями из полиолефинов и полистиролов с температурой пластикации 2500С.

Объем впрыска – 1 см3

Мощность – 62 кВт

Габарит – 8800 х 1400 х 2210 мм

Масса – 20 000 кг

Расход масла – 160 л/мин

Расход воды – 90 л/мин
Все термопластавтоматы оснащены устройствами отсоса газов (в зоне впрыска ротора инжекции).

Системы охлаждения, поддерживающие рабочую температуру рабочей жидкости гидросистем и зоны загрузки механизма пластикации, подключаются к цеховой водопроводной сети.

Все линии установлены на бетонном основании.
3.0 Характеристика производственных процессов

как источников загрязнения окружающей среды
3.1 Характеристика производственных процессов

как источник образования отходов
В состав предприятия входят различные по профилю подразделения:

- цеха основного производства;

- цеха подготовительного производства;

- цеха вспомогательные.

В настоящее время все производство размещается на площадке Б, кроме транспортного цеха, который расположен на промплощадке А.
Основное производство
К цехам основного производства относятся сборочные, механосборочные и механические цеха, расположенные в различных корпусах.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации