Исследование современных методов очистки выбросов цехов амселитры и карбамида от пыли продукта (на примере ПАО «КуйбышевАзот»)
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 11
1 Информационный обзор деятельности химический предприятий РФ, ПАО
«КуйбышевАзот» 11
1.1 Данные о деятельности предприятий, производимых аммиачную селитру
и карбамид в РФ 12
1.2 Технические характеристики деятельности предприятия ПАО
«КуйбышевАзот» по направлению производства аммиачной селитры и карбамида 19
1.2.1 Мощность производства аммиачной селитры 24
1.2.2 Данные о функционировании производства карбамида 26
1.2.3 Сведения о реконструкциях цехов производства аммиачной селитры и
карбамида 32
1.3 Перспективы развития производства минеральных удобрений в РФ 35
1.4 Специфические источники опасности при производстве карбамида и
аммиачной селитры 36
2 Существующая система очистки выбросов цехов амселитры и карбамида от
пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот» 39
2.1 Проект № 022.16.03-609А ООО «Ладахим» г. Тольятти 39
2.2 Назначение и границы обслуживания 40
2.3 Описание технологической схемы 45
2.4 Технологический контроль производства 49
2.5 Аналитический контроль 52
2.6 Системы противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ) 53
2.7 Действия работающего при срабатывании системы ПАЗ 57
2.8 Порядок подготовки к пуску, пуск и остановка оборудования 57
3 Современные методы очистки выбросов химических предприятий от пыли 63
3.1 Технические принципы и методы очистки выбросов карбамида и
амселитры от пыли 65
3.1.1 Гравитационное осаждение, как сухой метод механической очистки от
пыли 67
3.1.2 Инерционное осаждение - метод механической очистки от пыли 68
3.1.3 Центробежные методы очистки - методы механической очистки от
пыли 70
3.1.4 Электростатическая очистка газов от аэрозолей 72
3.2 Двухзонный электрофильтр для очистки газов 73
3.3 Способ очистки газа 74
3.4 Способ производства аммиачной селитры и фильтрующий элемент для
тонкой очистки паровоздушной смеси перед сбросом в атмосферу от аммиачной селитры и аммиака 76
3.5 Способ очистки газа от пыли и устройство для его осуществления 78
3.6 Блочно-модульная система комплексной очистки воздуха промышленных
предприятий 81
3.7 Электрофильтры. Инновационные технические решения 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 84
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 11
1 Информационный обзор деятельности химический предприятий РФ, ПАО
«КуйбышевАзот» 11
1.1 Данные о деятельности предприятий, производимых аммиачную селитру
и карбамид в РФ 12
1.2 Технические характеристики деятельности предприятия ПАО
«КуйбышевАзот» по направлению производства аммиачной селитры и карбамида 19
1.2.1 Мощность производства аммиачной селитры 24
1.2.2 Данные о функционировании производства карбамида 26
1.2.3 Сведения о реконструкциях цехов производства аммиачной селитры и
карбамида 32
1.3 Перспективы развития производства минеральных удобрений в РФ 35
1.4 Специфические источники опасности при производстве карбамида и
аммиачной селитры 36
2 Существующая система очистки выбросов цехов амселитры и карбамида от
пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот» 39
2.1 Проект № 022.16.03-609А ООО «Ладахим» г. Тольятти 39
2.2 Назначение и границы обслуживания 40
2.3 Описание технологической схемы 45
2.4 Технологический контроль производства 49
2.5 Аналитический контроль 52
2.6 Системы противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ) 53
2.7 Действия работающего при срабатывании системы ПАЗ 57
2.8 Порядок подготовки к пуску, пуск и остановка оборудования 57
3 Современные методы очистки выбросов химических предприятий от пыли 63
3.1 Технические принципы и методы очистки выбросов карбамида и
амселитры от пыли 65
3.1.1 Гравитационное осаждение, как сухой метод механической очистки от
пыли 67
3.1.2 Инерционное осаждение - метод механической очистки от пыли 68
3.1.3 Центробежные методы очистки - методы механической очистки от
пыли 70
3.1.4 Электростатическая очистка газов от аэрозолей 72
3.2 Двухзонный электрофильтр для очистки газов 73
3.3 Способ очистки газа 74
3.4 Способ производства аммиачной селитры и фильтрующий элемент для
тонкой очистки паровоздушной смеси перед сбросом в атмосферу от аммиачной селитры и аммиака 76
3.5 Способ очистки газа от пыли и устройство для его осуществления 78
3.6 Блочно-модульная система комплексной очистки воздуха промышленных
предприятий 81
3.7 Электрофильтры. Инновационные технические решения 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 84
На сегодняшний день в силу быстрого темпа развития рыночной экономики и научно-технического прогресса перед человечеством возникает глобальная проблема обеспечения безопасности в техносферном пространстве.
«В соответствии с Конституцией Российской Федерации каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам, которые являются основой устойчивого развития, жизни и деятельности народов, проживающих на территории Российской Федерации» [1]. В связи с вышеописанным фактом, стоит обратить внимание на увеличение современного техносферного пространства в условиях нормального функционирования и жизнедеятельности биосферы: природы и человека.
На сегодняшний день наблюдается активный рост химической промышленности в РФ. Значение химической промышленности для других отраслей и сфер деятельности человека масштабно и значимо. Особенно важны поставки химической продукции для нормального функционирования сельского хозяйства.
Распределение опасных производственных объектов на классы в нормативной базе РФ определило и расширило понимание классификационной характеристики предприятий нашей страны [3]. Также появился термин «обоснование безопасности» как фактор определения негативного воздействия того или иного предприятия на окружающую среду.
Аммиачная селитра и карбамид - продукты, получаемые при производстве на объекте ПАО «КуйбышевАзот». Одно из крупнейших предприятий не только в г. о. Тольятти, но и по стране. Обороты производимой продукции наращиваются с каждым годом. Так в 2000 г. Объем производимой продукции аммиачной селитры и карбамида составил соответственно 299,8 тыс. тонн и 192,3 тыс. тонн, а к 2018 г ситуация изменилась следующими показателями - 625,4 тыс. тонн и 356,5 тыс. тонн [2].
Аммиачная селитра - нитрат аммония (NH4NO3), необходимый для производства азотных удобрений. Преимущество производства аммиачной селитры - применение его не только в качестве основного удобрения, но и как подкормку. Эффективно применение ранней весной для подкормки зерновых культур. Аммиачная селитра на ПАО «КуйбышевАзот» производится по двум маркам: А - производственная; Б - в сельском хозяйстве [2-5,6]. На рисунке 1 приведены данные об участии ПАО «КуйбышевАзот» в производстве азотных удобрений в РФ в 2016 году. Из них видно, что рассматриваемое предприятие производит 5% от общей массы всех азотных удобрений, производимых в России.
Карбамид - вещество, поучаемое из аммиака и двуокиси углерода. Также, как аммиачная селитра, карбамид применяется в качестве основного удобрения. Доля аммиака в карбамиде 46,2%, что показывает экономическую эффективность применения этого удобрения. Также карбамид добавляют в подкормку для крупного рогатого скота. Карбамид используется не только в сельском хозяйстве, но ив фармацевтике и косметологии как компонент лекарственных препаратов [6-9].
На рисунке 3 приведены данные о взаимосвязи сырьевой базы и результата производственной деятельности в РФ, где наблюдается широкий комплекс задач, реализуемых в процессе хозяйственной деятельности человека [10,11].
В связи с активным ростом промышленности, ухудшилась обстановка в сфере охраны окружающей среды. Техногенные последствия оказывают негативное воздействие на элементы биосферы, впоследствии отягощая жизнь человека.
Задача сохранения окружающей среды является первостепенной в деятельности и функционировании предприятий производственного значения.
ПАО «КуйбышевАзот» - мощное развивающееся предприятие, увеличивающее обороты производимой продукции. Вопрос обеспечения техносферной безопасности - один из приоритетных направлений в области решаемых задач предприятия. Тем не менее, увеличивая обороты производства, необходимы новые направления по изучению современных методов очистки химических выбросов от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Актуальность темы исследования
Актуальность темы диссертации: «Исследование современных методов очистки выбросов цехов амселитры и карбамида от пыли продукта (на примере ПАО «КуйбышевАзот»)» обоснована следующими аргументами:
1. Поиск новых методов и путей решения в обеспечении промышленной безопасности ПАО «КуйбышевАзот»;
2. Эффективность производства амселитры и карбамида на ПАО «КуйбышевАзот» путем выявления негативных факторов технологического процесса и явно снижаемого КПД производственного процесса.
3. Наращивание масштабов производимой продукции для увеличения экспортного сырья для агропромышленного комплекса посредством поиска путей обеспечения очистки производств от пыли
Цель:
Целью настоящего диссертационного исследования является исследование и анализ современных методов очистки выбросов цехов химической продукции, представленной двум веществами - аммиачной селитрой и карбамидом от пыли ПАО «КуйбышевАзот».
Объект исследования - цеха амселитры и карбамида ПАО «КуйбышевАзот» г. о. Тольятти
Предмет исследования - современные методы очистки выбросов цехов амселитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Задачи диссертационного исследования:
1. Провести информационный обзор литературных источников, а также нормативной документации действующего законодательства РФ по деятельности химических предприятий РФ, их функционировании и последствиях их деятельности.
2. Провести анализ основных причин негативных последствий на окружающую среду вследствие деятельности промышленных предприятий в РФ.
3. Изучить и описать данные о деятельности предприятия ПАО «КуйбышевАзот» по направлению производства аммиачной селитры и карбамида
4. Описать существующую систему защиты обеспечения безопасности цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
5. Предложить усовершенствованные организационно-технические мероприятия по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Новизна исследования
Выявлены усовершенствованные организационно-технические мероприятия по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Предложены система технических устройств к применению по по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Методы и методология проведения исследования
Государственные стандарты, нормы, правила в области применения химических веществ в производстве, федеральные законодательные акты РФ, научные статьи и монографии авторов по теме исследования, нормативно - правовые акты законодательства РФ, техническая документация ПАО «КуйбышевАзот», технические описание научных патентов и разработок по теме исследования.
Теоретическая научная и практическая значимость
Теоретическая и практическая значимость диссертации заключается в том, что на основе анализа информационных источников, научных трудов авторов по данной теме и практическому опыту данной проблемы: разработаны усовершенствованные организационно-технические мероприятия по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот», предложены к применению.
Положения, выносимые на защиту
Проведен информационный обзор литературных источников, а также нормативной документации действующего законодательства РФ по деятельности химических предприятий РФ, их функционировании и последствиях их деятельности.
Проведен анализ основных причин негативных последствий на окружающую среду вследствие деятельности промышленных предприятий в РФ.
Научная обоснованность и достоверность результатов исследования
Достоверность изложенных данных подтверждается списком используемых источников, действующих в законодательстве РФ.
Апробация результатов
Достоверность изложенных данных подтверждается списком используемых источников, действующих в законодательстве РФ.
Личный вклад автора в исследование
1. Титкова, Е.В.; Ильюк, Д.В.Особенности обеспечения промышленной
безопасности на производстве аммиачной селитры и карбамида
[Текст]/Е.В.Титкова, Д.В.Ильюк// «Символ науки».-2019.-с.12-18. ISSN 2410-700X;
2. Титкова, Е.В.; Ильюк, Д.В. Применение пожаровзрывозащищенного оборудования на химическом предприятии [Текст]/ Е.В.Титкова, Д.В.Ильюк// «Символ науки».-2019.-с.12-18. ISSN 2410-700X.
Структура работы
Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и списка используемой литературы. Основная часть исследования изложена на 90 страницах, текст иллюстрирован 15 таблицами, 27 рисунками.
«В соответствии с Конституцией Российской Федерации каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам, которые являются основой устойчивого развития, жизни и деятельности народов, проживающих на территории Российской Федерации» [1]. В связи с вышеописанным фактом, стоит обратить внимание на увеличение современного техносферного пространства в условиях нормального функционирования и жизнедеятельности биосферы: природы и человека.
На сегодняшний день наблюдается активный рост химической промышленности в РФ. Значение химической промышленности для других отраслей и сфер деятельности человека масштабно и значимо. Особенно важны поставки химической продукции для нормального функционирования сельского хозяйства.
Распределение опасных производственных объектов на классы в нормативной базе РФ определило и расширило понимание классификационной характеристики предприятий нашей страны [3]. Также появился термин «обоснование безопасности» как фактор определения негативного воздействия того или иного предприятия на окружающую среду.
Аммиачная селитра и карбамид - продукты, получаемые при производстве на объекте ПАО «КуйбышевАзот». Одно из крупнейших предприятий не только в г. о. Тольятти, но и по стране. Обороты производимой продукции наращиваются с каждым годом. Так в 2000 г. Объем производимой продукции аммиачной селитры и карбамида составил соответственно 299,8 тыс. тонн и 192,3 тыс. тонн, а к 2018 г ситуация изменилась следующими показателями - 625,4 тыс. тонн и 356,5 тыс. тонн [2].
Аммиачная селитра - нитрат аммония (NH4NO3), необходимый для производства азотных удобрений. Преимущество производства аммиачной селитры - применение его не только в качестве основного удобрения, но и как подкормку. Эффективно применение ранней весной для подкормки зерновых культур. Аммиачная селитра на ПАО «КуйбышевАзот» производится по двум маркам: А - производственная; Б - в сельском хозяйстве [2-5,6]. На рисунке 1 приведены данные об участии ПАО «КуйбышевАзот» в производстве азотных удобрений в РФ в 2016 году. Из них видно, что рассматриваемое предприятие производит 5% от общей массы всех азотных удобрений, производимых в России.
Карбамид - вещество, поучаемое из аммиака и двуокиси углерода. Также, как аммиачная селитра, карбамид применяется в качестве основного удобрения. Доля аммиака в карбамиде 46,2%, что показывает экономическую эффективность применения этого удобрения. Также карбамид добавляют в подкормку для крупного рогатого скота. Карбамид используется не только в сельском хозяйстве, но ив фармацевтике и косметологии как компонент лекарственных препаратов [6-9].
На рисунке 3 приведены данные о взаимосвязи сырьевой базы и результата производственной деятельности в РФ, где наблюдается широкий комплекс задач, реализуемых в процессе хозяйственной деятельности человека [10,11].
В связи с активным ростом промышленности, ухудшилась обстановка в сфере охраны окружающей среды. Техногенные последствия оказывают негативное воздействие на элементы биосферы, впоследствии отягощая жизнь человека.
Задача сохранения окружающей среды является первостепенной в деятельности и функционировании предприятий производственного значения.
ПАО «КуйбышевАзот» - мощное развивающееся предприятие, увеличивающее обороты производимой продукции. Вопрос обеспечения техносферной безопасности - один из приоритетных направлений в области решаемых задач предприятия. Тем не менее, увеличивая обороты производства, необходимы новые направления по изучению современных методов очистки химических выбросов от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Актуальность темы исследования
Актуальность темы диссертации: «Исследование современных методов очистки выбросов цехов амселитры и карбамида от пыли продукта (на примере ПАО «КуйбышевАзот»)» обоснована следующими аргументами:
1. Поиск новых методов и путей решения в обеспечении промышленной безопасности ПАО «КуйбышевАзот»;
2. Эффективность производства амселитры и карбамида на ПАО «КуйбышевАзот» путем выявления негативных факторов технологического процесса и явно снижаемого КПД производственного процесса.
3. Наращивание масштабов производимой продукции для увеличения экспортного сырья для агропромышленного комплекса посредством поиска путей обеспечения очистки производств от пыли
Цель:
Целью настоящего диссертационного исследования является исследование и анализ современных методов очистки выбросов цехов химической продукции, представленной двум веществами - аммиачной селитрой и карбамидом от пыли ПАО «КуйбышевАзот».
Объект исследования - цеха амселитры и карбамида ПАО «КуйбышевАзот» г. о. Тольятти
Предмет исследования - современные методы очистки выбросов цехов амселитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Задачи диссертационного исследования:
1. Провести информационный обзор литературных источников, а также нормативной документации действующего законодательства РФ по деятельности химических предприятий РФ, их функционировании и последствиях их деятельности.
2. Провести анализ основных причин негативных последствий на окружающую среду вследствие деятельности промышленных предприятий в РФ.
3. Изучить и описать данные о деятельности предприятия ПАО «КуйбышевАзот» по направлению производства аммиачной селитры и карбамида
4. Описать существующую систему защиты обеспечения безопасности цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
5. Предложить усовершенствованные организационно-технические мероприятия по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Новизна исследования
Выявлены усовершенствованные организационно-технические мероприятия по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Предложены система технических устройств к применению по по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Методы и методология проведения исследования
Государственные стандарты, нормы, правила в области применения химических веществ в производстве, федеральные законодательные акты РФ, научные статьи и монографии авторов по теме исследования, нормативно - правовые акты законодательства РФ, техническая документация ПАО «КуйбышевАзот», технические описание научных патентов и разработок по теме исследования.
Теоретическая научная и практическая значимость
Теоретическая и практическая значимость диссертации заключается в том, что на основе анализа информационных источников, научных трудов авторов по данной теме и практическому опыту данной проблемы: разработаны усовершенствованные организационно-технические мероприятия по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот», предложены к применению.
Положения, выносимые на защиту
Проведен информационный обзор литературных источников, а также нормативной документации действующего законодательства РФ по деятельности химических предприятий РФ, их функционировании и последствиях их деятельности.
Проведен анализ основных причин негативных последствий на окружающую среду вследствие деятельности промышленных предприятий в РФ.
Научная обоснованность и достоверность результатов исследования
Достоверность изложенных данных подтверждается списком используемых источников, действующих в законодательстве РФ.
Апробация результатов
Достоверность изложенных данных подтверждается списком используемых источников, действующих в законодательстве РФ.
Личный вклад автора в исследование
1. Титкова, Е.В.; Ильюк, Д.В.Особенности обеспечения промышленной
безопасности на производстве аммиачной селитры и карбамида
[Текст]/Е.В.Титкова, Д.В.Ильюк// «Символ науки».-2019.-с.12-18. ISSN 2410-700X;
2. Титкова, Е.В.; Ильюк, Д.В. Применение пожаровзрывозащищенного оборудования на химическом предприятии [Текст]/ Е.В.Титкова, Д.В.Ильюк// «Символ науки».-2019.-с.12-18. ISSN 2410-700X.
Структура работы
Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и списка используемой литературы. Основная часть исследования изложена на 90 страницах, текст иллюстрирован 15 таблицами, 27 рисунками.
В ходе диссертационного исследования были сделаны следующие выводы и решения:
Описана существующая система защиты обеспечения безопасности цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Узел конденсации входит в состав цеха №3 производства аммиачной селитры и предназначен для:
- полной конденсации паров воды в отходящих газах скрубберов- нейтрализаторов;
- отвода образовавшегося конденсата сокового пара;
- отвода и доведения до безопасной концентрации отходящих газов после конденсации паров воды;
- сброса в атмосферу смеси инертных газов, оставшихся после конденсации паров воды.
Предложены усовершенствованные организационно-технические мероприятия по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Предложены к применению в качестве дополнения существующей системы очистки: двухзонный электрофильтр для очистки газов; способ очистки газа; способ производства аммиачной селитры и фильтрующий элемент для тонкой очистки паровоздушной смеси перед сбросом в атмосферу от аммиачной селитры и аммиака; способ очистки газа от пыли и устройство для его осуществления. Также блочно-модульная система комплексной очистки воздуха промышленных предприятий и электрофильтры.
Описана существующая система защиты обеспечения безопасности цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Узел конденсации входит в состав цеха №3 производства аммиачной селитры и предназначен для:
- полной конденсации паров воды в отходящих газах скрубберов- нейтрализаторов;
- отвода образовавшегося конденсата сокового пара;
- отвода и доведения до безопасной концентрации отходящих газов после конденсации паров воды;
- сброса в атмосферу смеси инертных газов, оставшихся после конденсации паров воды.
Предложены усовершенствованные организационно-технические мероприятия по очистке выбросов цехов аммиачной селитры и карбамида от пыли продукта ПАО «КуйбышевАзот».
Предложены к применению в качестве дополнения существующей системы очистки: двухзонный электрофильтр для очистки газов; способ очистки газа; способ производства аммиачной селитры и фильтрующий элемент для тонкой очистки паровоздушной смеси перед сбросом в атмосферу от аммиачной селитры и аммиака; способ очистки газа от пыли и устройство для его осуществления. Также блочно-модульная система комплексной очистки воздуха промышленных предприятий и электрофильтры.