Разработка технологии переработки деревоотходов в активированный уголь
|
Введение 6
1 Общая часть 9
1.1 Общая характеристика деревомодельного цеха 9
1.1.1 Характеристика образователя (деревомодельного цеха) отходов 9
древесных опилок металлургического производства ПАО «АВТОВАЗ»
1.1.2 Требования к деревянным моделям 10
1.1.3 Эргономика деревомодельного цеха 12
1.2 Перечень образующихся отходов в МТП 13
1.3 Методы обращения с древесными видами отходов в
металлургическом производстве
1.3.1 Сбор, хранение и вывоз древесных отходов из натуральной
чистой древесины
1.3.2 Сбор хранение опилок из натуральной чистой древесины 17
1.3.3 Сбор, хранение отходов пенополистерола с деревянными
опилками
1.3.4 Сбор, хранение древесных опилок, загрязненных минеральными маслами (содержание масел менее 15%)
1.3.5 Сбор, хранение древесных отходов с пропиткой и покрытием 18
1.3.6 Использованные рабочие модели 18
2 Теоретическая часть 20
2.1 Описание процесса переработки древоотходтов путем пиролиза 20
3 Исследовательская часть 23
3.1 Пиролиз сосновых опилок 23
3.1.1 Методика проведения работы
3.1.2 Подготовка к работе 24
3.1.3 Проведение пиролиза 24
3.2 Определение характеристик активированного угля 25
3.2.1 Определение содержания золы в остатке (Зольность) 25
3.2.2. Определение влажности угля-сырца 25
3.2.3 Определение содержания нелетучего углерода 25
3.3 Получение активного угля 25
3.4 Исследование свойств активного угля 26
3.4.1 Определение суммарной пористости активированного угля по воде
3.4.2 Определение сорбционной активности образца угля по метиленовому голубому
3.4.3 Определение адсорбционной активности образца угля по йоду 27
3.5 Экспериментальная часть 27
3.5.1 Характеристика исходного сырья 27
3.5.2 Экспериментальные данные по полученным образцам угля-сырца 27
3.5.3 Экспериментальные данные по получению активированного угля
3.5.4 Исследование свойств полученного активированного угля 30
3.6 Заключение по исследовательской части 31
4 Технологическая часть 32
4.1 Пооперационный расчёт сырья и материалов 32
4.2 Теоретический расчет операции активации угля-сырца острыми парами воды
4.3 Материальные и тепловые балансы сушки сырья с воздухом 36
4.4 Материальные и тепловые балансы пиролиза сырья 37
4.5 Расчет уточненных материального и теплового баланса активации 40
4.6 Расчеты сжигания парогазов пиролиза и абгазов активации 43
4.6.1 Сжигание парогазов пиролиза 43
4.7 Типовая схема комплекса по переработке древесных отходов в активированный уголь
4.8 Экологическая безопасность пиролизного производства 53
Заключение 54
Список используемых источников 56
Приложение А Таблицы материальных и тепловых балансов операций
по производству активированного угля
Приложение Б Исходный код для программы «R» по расчету тепловых и материальных балансов процессов сушки, активации и пиролиза
1 Общая часть 9
1.1 Общая характеристика деревомодельного цеха 9
1.1.1 Характеристика образователя (деревомодельного цеха) отходов 9
древесных опилок металлургического производства ПАО «АВТОВАЗ»
1.1.2 Требования к деревянным моделям 10
1.1.3 Эргономика деревомодельного цеха 12
1.2 Перечень образующихся отходов в МТП 13
1.3 Методы обращения с древесными видами отходов в
металлургическом производстве
1.3.1 Сбор, хранение и вывоз древесных отходов из натуральной
чистой древесины
1.3.2 Сбор хранение опилок из натуральной чистой древесины 17
1.3.3 Сбор, хранение отходов пенополистерола с деревянными
опилками
1.3.4 Сбор, хранение древесных опилок, загрязненных минеральными маслами (содержание масел менее 15%)
1.3.5 Сбор, хранение древесных отходов с пропиткой и покрытием 18
1.3.6 Использованные рабочие модели 18
2 Теоретическая часть 20
2.1 Описание процесса переработки древоотходтов путем пиролиза 20
3 Исследовательская часть 23
3.1 Пиролиз сосновых опилок 23
3.1.1 Методика проведения работы
3.1.2 Подготовка к работе 24
3.1.3 Проведение пиролиза 24
3.2 Определение характеристик активированного угля 25
3.2.1 Определение содержания золы в остатке (Зольность) 25
3.2.2. Определение влажности угля-сырца 25
3.2.3 Определение содержания нелетучего углерода 25
3.3 Получение активного угля 25
3.4 Исследование свойств активного угля 26
3.4.1 Определение суммарной пористости активированного угля по воде
3.4.2 Определение сорбционной активности образца угля по метиленовому голубому
3.4.3 Определение адсорбционной активности образца угля по йоду 27
3.5 Экспериментальная часть 27
3.5.1 Характеристика исходного сырья 27
3.5.2 Экспериментальные данные по полученным образцам угля-сырца 27
3.5.3 Экспериментальные данные по получению активированного угля
3.5.4 Исследование свойств полученного активированного угля 30
3.6 Заключение по исследовательской части 31
4 Технологическая часть 32
4.1 Пооперационный расчёт сырья и материалов 32
4.2 Теоретический расчет операции активации угля-сырца острыми парами воды
4.3 Материальные и тепловые балансы сушки сырья с воздухом 36
4.4 Материальные и тепловые балансы пиролиза сырья 37
4.5 Расчет уточненных материального и теплового баланса активации 40
4.6 Расчеты сжигания парогазов пиролиза и абгазов активации 43
4.6.1 Сжигание парогазов пиролиза 43
4.7 Типовая схема комплекса по переработке древесных отходов в активированный уголь
4.8 Экологическая безопасность пиролизного производства 53
Заключение 54
Список используемых источников 56
Приложение А Таблицы материальных и тепловых балансов операций
по производству активированного угля
Приложение Б Исходный код для программы «R» по расчету тепловых и материальных балансов процессов сушки, активации и пиролиза
В целях прохождения производственной практики по направлению «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» меня направили на предприятие ПАО «АВТОВАЗ», которое является градообразующим и производит автомобили с 1970 года.
На момент создания первого сошедшего с конвейера автомобиля, была полностью налажена инфраструктура, соответствующая, на тот момент, стандартам современного предприятия. Созданы вспомогательные производства для нужд автомобильного предприятия.
К одним из этих производств относилось «Производство по переработке промышленных отходов», которое занималось вопросами обращения с отходами. На данный момент данное производство является отдельной организацией, в результате реформ произошедших с течением времени на ПАО «АВТОВАЗ». Но до сих пор занимается обращением с отходами, производимыми на заводе.
Так как работа предприятия ведет свою деятельность с 1966 и насчитывает более 51 года, ему приходилось и приходится соответствовать требованиям и стандартам текущего времени. В ходе этого времени менялись эти самые требования, а также вводились новые, не говоря уже о том, что в настоящее время ПАО «АВТОВАЗ» входит в состав альянса «Renault-Nissan» и должен соответствовать нормам этого альянса.
Чтобы производить изделия высокого уровня по доступной цене данный альянс заботится о своих затратах на создание этих изделий и эта политика тесно связана с направлением, которая осваивается мною в «Тольяттинском государственном институте». Для примера приводятся наблюдения внутри металлургического производства и сравнением двух цехов одно из которых образовано в 1974 году, другое же в 2015, то нельзя не выделить тот факт, что в более новом производстве произошла модернизация в техническом и экологическом плане, а именно:
1) заменены вагранки закрытого типа на индукционные печи с низкой частотой (при этом размер вредных выбросов уменьшился: пыли и двуокиси углерода приблизительно в 11,5 раз, а двуокиси серы в 36 раз);
2) внедрены в производство малотоксичные составы смесей;
3) установлены эффективные системы фильтрации;
4) отлажена более эффективная работа вентиляционных систем;
5) применены современные технологии гашения исходящих вибрации.
Не смотря на заметные улучшения и готовность предприятия развиваться дальше, существуют устаревающие моменты, которые используются в различных производствах и описываются в инструкциях по этим процессам. И все ближе наступает время, когда модернизация или введение чего-то нового просто необходима. Поэтому поставленными целями данного диплома заключаются в изучении места прохождения практики (деревомодельного цеха), изучения отходов и возможности улучшения методов обращения с ними. Для этого необходимо выполнить данные задачи:
1) Изучить роль деревомодельного цеха в металлургическом производстве «ПАО АВТОВАЗ».
2) Описать древесное сырье используемое в деревмодельном цехе.
3) Рассмотреть применение и утилизацию древесных отходов в МТП.
4) Произвести исследования на примере одного из видов древесных отходов в пиролизной установке с последующей активацией;
5) Рассчитать материальный баланс для теоретической производительности оборудования для производства активированного угля;
6) Рассмотреть применение получившегося активированного угля;
7) Проанализировать получение других продуктов из древесных отходов при помощи процесса пиролиза
8) Выводы по завершению проведенной работы.
На момент создания первого сошедшего с конвейера автомобиля, была полностью налажена инфраструктура, соответствующая, на тот момент, стандартам современного предприятия. Созданы вспомогательные производства для нужд автомобильного предприятия.
К одним из этих производств относилось «Производство по переработке промышленных отходов», которое занималось вопросами обращения с отходами. На данный момент данное производство является отдельной организацией, в результате реформ произошедших с течением времени на ПАО «АВТОВАЗ». Но до сих пор занимается обращением с отходами, производимыми на заводе.
Так как работа предприятия ведет свою деятельность с 1966 и насчитывает более 51 года, ему приходилось и приходится соответствовать требованиям и стандартам текущего времени. В ходе этого времени менялись эти самые требования, а также вводились новые, не говоря уже о том, что в настоящее время ПАО «АВТОВАЗ» входит в состав альянса «Renault-Nissan» и должен соответствовать нормам этого альянса.
Чтобы производить изделия высокого уровня по доступной цене данный альянс заботится о своих затратах на создание этих изделий и эта политика тесно связана с направлением, которая осваивается мною в «Тольяттинском государственном институте». Для примера приводятся наблюдения внутри металлургического производства и сравнением двух цехов одно из которых образовано в 1974 году, другое же в 2015, то нельзя не выделить тот факт, что в более новом производстве произошла модернизация в техническом и экологическом плане, а именно:
1) заменены вагранки закрытого типа на индукционные печи с низкой частотой (при этом размер вредных выбросов уменьшился: пыли и двуокиси углерода приблизительно в 11,5 раз, а двуокиси серы в 36 раз);
2) внедрены в производство малотоксичные составы смесей;
3) установлены эффективные системы фильтрации;
4) отлажена более эффективная работа вентиляционных систем;
5) применены современные технологии гашения исходящих вибрации.
Не смотря на заметные улучшения и готовность предприятия развиваться дальше, существуют устаревающие моменты, которые используются в различных производствах и описываются в инструкциях по этим процессам. И все ближе наступает время, когда модернизация или введение чего-то нового просто необходима. Поэтому поставленными целями данного диплома заключаются в изучении места прохождения практики (деревомодельного цеха), изучения отходов и возможности улучшения методов обращения с ними. Для этого необходимо выполнить данные задачи:
1) Изучить роль деревомодельного цеха в металлургическом производстве «ПАО АВТОВАЗ».
2) Описать древесное сырье используемое в деревмодельном цехе.
3) Рассмотреть применение и утилизацию древесных отходов в МТП.
4) Произвести исследования на примере одного из видов древесных отходов в пиролизной установке с последующей активацией;
5) Рассчитать материальный баланс для теоретической производительности оборудования для производства активированного угля;
6) Рассмотреть применение получившегося активированного угля;
7) Проанализировать получение других продуктов из древесных отходов при помощи процесса пиролиза
8) Выводы по завершению проведенной работы.
В результате проделанной работы над поставленными задачами, нами был получен из древесных опилок деревомодельного цеха активированный уголь, который, согласно «ГОСТ 6217-74», по основным требованиям к активному углю не уступает древесному углю марки «БАУ-А».
Данный продукт можно использовать как фильтрующий элемент для очистки водных сред и в ликероводочных производствах.
В Тольятти с каждым годом водные ресурсы все больше наполняются различными загрязнителями, поэтому дополнительные меры очистки вод будут иметь все больший спрос, т.к. количество источников загрязнения не уменьшится, а, возможно, еще и увеличится.
Работа предполагает полученный уголь использовать в целях создания фильтрующих модулей для очистки вод на территории завода и нужд города.
В ходе выполнения задач, поставленных перед выполнением выпускной квалификационной работы выполнены цели, которые были поставлены во вступительной части диплома, а именно:
1) Был изучен и описан деревомодельный цех 15/3, который находится в металлургическом производстве «ПАО АВТОВАЗ», где служит вспомогательным производством для литейных цехов и в котором изготавливаются деревянные модели для литейных форм, а также для выполнения других производственных задач.
2) Описано сырье и требования к нему, так как выполнение этих требований влияет на качество изготавливаемой продукции (модельной оснастки), а также изучено сырье (древесные опилки) и их содержание влаги перед отправкой на пиролиз.
3) В ходе пребывания в деревомодельном цехе, были изучены инструкции по хранению, утилизации, сбору и применению отходов, образующихся в металлургическом производстве и выявлены различного рода отходы содержащие древесину.
4) В ходе изучения инструкций был найден вид отход, который был подвергнут переработке в продукт, а именно активированный уголь, путем пиролиза с последующей его активацией.
5) Теоретически изложены возможные продукты образования из других видов отходов, помимо опилок, и их применение.
6) Составлены уравнения материального баланса всего процесса с затратами энергии на все виды операций внутри теоретической установки.
7) После выполнения исследовательской работы, древесные опилки, которые являются отходом на ПАО «АВТОВАЗ», были подвергнуты термическому разложению в уголь-сырец с последующей его (угля) активацией и выполнением лабораторных исследования согласно «ГОСТ 6217-74». Полученный продукт можно использовать как фильтрующий элемент для практических задач.
Данный продукт можно использовать как фильтрующий элемент для очистки водных сред и в ликероводочных производствах.
В Тольятти с каждым годом водные ресурсы все больше наполняются различными загрязнителями, поэтому дополнительные меры очистки вод будут иметь все больший спрос, т.к. количество источников загрязнения не уменьшится, а, возможно, еще и увеличится.
Работа предполагает полученный уголь использовать в целях создания фильтрующих модулей для очистки вод на территории завода и нужд города.
В ходе выполнения задач, поставленных перед выполнением выпускной квалификационной работы выполнены цели, которые были поставлены во вступительной части диплома, а именно:
1) Был изучен и описан деревомодельный цех 15/3, который находится в металлургическом производстве «ПАО АВТОВАЗ», где служит вспомогательным производством для литейных цехов и в котором изготавливаются деревянные модели для литейных форм, а также для выполнения других производственных задач.
2) Описано сырье и требования к нему, так как выполнение этих требований влияет на качество изготавливаемой продукции (модельной оснастки), а также изучено сырье (древесные опилки) и их содержание влаги перед отправкой на пиролиз.
3) В ходе пребывания в деревомодельном цехе, были изучены инструкции по хранению, утилизации, сбору и применению отходов, образующихся в металлургическом производстве и выявлены различного рода отходы содержащие древесину.
4) В ходе изучения инструкций был найден вид отход, который был подвергнут переработке в продукт, а именно активированный уголь, путем пиролиза с последующей его активацией.
5) Теоретически изложены возможные продукты образования из других видов отходов, помимо опилок, и их применение.
6) Составлены уравнения материального баланса всего процесса с затратами энергии на все виды операций внутри теоретической установки.
7) После выполнения исследовательской работы, древесные опилки, которые являются отходом на ПАО «АВТОВАЗ», были подвергнуты термическому разложению в уголь-сырец с последующей его (угля) активацией и выполнением лабораторных исследования согласно «ГОСТ 6217-74». Полученный продукт можно использовать как фильтрующий элемент для практических задач.
Подобные работы
- Исследование качественного состава илового осадка для получения сорбента для сбора нефтепродуктов
Бакалаврская работа, природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4800 р. Год сдачи: 2022