Вода используется почти во всех химических производствах для разнообразных целей. Химическая промышленность - один из крупнейших потребителей воды. На отдельных химических предприятиях потребление воды достигает 1 млн. м в сутки.
Актуальность настоящей работы. В настоящее время очистка сточных вод предприятий является актуальной экологической проблемой. Она существует во всех регионах страны, в том числе и в Томской области. Несмотря на все меры и методы, применяемые для очистки сточных вод, загрязнители продолжают поступать в водные объекты.
В химической промышленности вода используется:
1. В качестве сырья и реагента для производства различной химической продукции (например, водорода, ацетилена, серной кислоты);
2. Как теплоноситель (в виде горячей воды и пара) и хладоагента для обогрева и охлаждения аппаратуры;
3. Для технологических целей в качестве:
- растворителя твердых, жидких и газообразных веществ;
- среды для осуществления физических и механических процессов (флотация, транспортировка твердых материалов в виде пульпы);
- промывной жидкости для газов;
- экстрагента и абсорбента различных веществ [1].
В соответствии с разд. I Федеральной целевой программы «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012-2020 годах», утв. постановлением Правительства РФ от 19.04.2012 № 350 (в ред. постановления Правительства РФ от 01.12.2012 № 1245), проблемой, требующей особого внимания, является сохраняющийся высокий уровень негативного антропогенного воздействия на водные объекты. В водные объекты Российской Федерации в год сбрасывается 52,1 куб. км сточных вод, из которых около 20 куб. км подлежат очистке.
Водооборотные циклы технологичеcких установок, цехов и химических предприятий в целом являются важнейшим фактором рационального ^пользования водных реcурcов. В этих циклах оcущеcтвляетcя многократное ^пользование воды без выброcа загрязненных стоков в водоемы, а потребление cвежей воды ограничено только технологичеcкими превращениями (в качестве компонента ^рья) и естественными потерями [2].
Во избежание отравления водоемов аммиаком и аммонийными солями, действующее законодательство предусматривает требования к очистке сточных вод [3].
На кафедре ХТРЭ НИ ТПУ разработан фтораммонийный метод переработки ильменитового концентрата с целью получения пигментного диоксида титана. Впоследствии переработки ильменита по фтораммонийной технологии стоит задача очистки сточных вод от примесей в следствии ведения процесса, для этого было решено исследовать проце^ утилизации сточных вод.
Цель дипломной работы: исследование процента утилизации сточных вод фабрики по переработке ильменитового концентрата в созданных лабораторных условиях, и на основе проведенных опытов, произвести расчет выпарого аппарата производительностью 10 000 тонн в год по исходной смеси.
Объектом исследования является технологическая последовательность процесса утилизации сточных вод фабрики по переработке ильменитового концентрата.
Предметом исследования является процесс очистки и утилизации сточных вод.
Научная и практическая новизна заключается в следующем:
- получены показатели степени удаление влаги из растворов от времени при различных значениях температуры при ведении процесса выпариваия;
- определены оптимальные технологические параметры ведения процесса выпаривания влаги из раствора;
- предложена принципиальная технологическая схема и технологическая схема цепи аппаратов по водоочистки сточных вод фабрики по переработке ильменитового концентрата.
Практическая значимость результатов ВКР. Областью применения данного проекта является химическая технология производств с проблемой рационального использования водых ресурсов, так же любое производство с необходимостью очистки сточных вод. Данные полученные при исследовании, рассчитанные и приведенные в дипломной работе указывают на перспективность разработанной технологии и при дальнейшем усовершенствовании возможность ее внедрения и реализации.
Реализация и апробация работы. Проведенные исследования апробированы в лабораторных условиях. Выбраны оптимальные условия для процесса концентрирования раствора фторида аммония. Результаты, полученные в ходе исследований и отдельные положения работы, были опубликованы.
В результате выполнения данной дипломной работы сделано следующее:
1. Рассчитана и предложена аппаратурно-технологическая схема процесса утилизации сточных вод фабрики по переработке ильменитового концентрата производительностью 10000 т/год по концентрату.
2. Проведен эксперимент по процессу концентрации растворов, в ходе которого были установлены особенности протекания реакций.
3. Рассчитан и предложен основной аппарат - выпарной аппарат.
4. Разработана функциональная схема автоматизации, упрощающая управление процессами и облегчающая труд обслуживающего персонала.
5. Рассчитаны основные технико-экономические показатели (себестоимость передела 108294133,24).
1. Соколов Р.С. Химическая технология. Том 1 / Р.С. Соколов - Москва: Владос, 2000. - 369 с.
2. Вода в химической промышленности. Электронная статья
[Электронный ресурс]. Электрон. дан. - 2014.
URL:http://bookwu.net/book оЬзКЪауа-ЫткЬезкауаЭеЬпоЬагуа 1143/11 а!ауа-И- уоёа-у-ЫтюЬезкокрготузЫеппозИ свободный. - Яз. рус. Дата обращения: 22.10.2016.
3. Аммоний-ион. Электронная статья [Электронный ресурс]. Электрон. дан. - 2008. URL: http://ekotsentr.ru/popup menu.php?id=35, свободный. - Яз. рус. Дата обращения: 25.10.2016.
4. Яковлев С.В. Канализация. / С.В. Яковлев, Я. А Карелин - Москва: Стройиздат, 1975. - 632 с.
5. Таубман Е.И. Выпаривание / Е.И. Таубман - Москва: Химия, 1982 г. -
328 с.
6. Процесс выпаривания. Электронная статья [Электронный ресурс]. Электрон. дан. - 2010. URL: http://www.ence-gmbh.щ/щs/tech evаporаtion■php. свободный. - Яз. рус. Дата обращения: 25.10.2016.
7. Юренев В.Н. Теплотехнический справочник. / В.Н. Юренев, П.Д. Лебедев - Москва: Энергия, 1976. - 896 с.
8. Тимонин А.С. Машины и аппараты химических производств. / А.С. Тимонин - Калуга: Бачарский, 2008. 860 с.
9. Генкин А.Э. Оборудование химических заводов. / А.Э. Генкин - Москва: Металлургия, 1986. 280 с.
10. Устройство выпарных аппаратов. Электронная статья [Электронный
ресурс]. Электрон. дан. - 2015. URL: http://pаht.уector-
studv■ru/аppаrаt/evаpor/construc-pаge4■html. свободный. - Яз. рус. Дата обращения: 24.11.2016.
11. Алферова А. А. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. / А.А. Алферова, А.П. Нечаев - Москва: Стройиздат, 1987. 320 с.
12. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков - Москва: Химия, 1987. 576 с.
13. ГОСТ 11987-85. Аппараты выпарные трубчатые стальные. Общие технические требования - Москва, 1985. 15 с.
14. Судаков Е.Н. Справочник химика. Расчеты основных аппаратов в химическом производстве. / Е.Н. Судаков - Москва: Химия, 1979. 489 с.
15. Воробьева Г.А. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. / Г.А. Воробьева - Москва: Химия, 1975. 816 с.
16. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. / А.Г. Касаткин - Москва: Химия, 1961. 830 с.
17. Викторов М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты. / М.М. Викторов - Москва: Химия, 1977. 360 с.
18. Хантургаев А.Г. Методическое пособие по расчетам выпарных установок. / А.Г. Хантургаев, С.С. Ямпилов - Улан-Удэ: ИПЦ ВСГТУ, 2006.
19. ГОСТ 1867-57 Вакуум-насосы низкого вакуума. Типы и основные параметры - Москва, 1955.
20. Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок. / Л.З. Альперт - Москва: Высшая Школа, 1989. 304 с.
21. ГОСТ 12820-80 Фланцы стальные плоские приварные - Москва, 1980.
22. Мясковский И.Г. Основы автоматизации производства: учебник для среднего специального образования / И. Г. Мясковский - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Высшая школа, 1968. - 400 с.
23. Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов и АСУП в химической промышленности: учебник / В. А. Голубятников, В. В. Шувалов. - М.: Химия, 1978. - 375 с.
24. Лапшенков Г.И. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности / Лапшенков Г.И., Полоцкий Л.М. - М.; «Химия», 1988.- 287 с.;
25. Клюев А.С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования / А.С. Клюев - М.; «Энергоатомиздат», 1989. - 368 с.
26. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред. от 03.07.2016) (с изм. и доп., вступ. в силу с 03.10.2016) Статья 209. Основные понятия.
27. Постановление Правительства РФ от 27 декабря 2010 г. N 1160 "Об утверждении Положения о разработке, утверждении и изменении нормативных правовых актов, содержащих государственные нормативные требования охраны труда" (с изменениями и дополнениями) - Москва, 2016
28. ГОСТ 12.0.003-74.ССБТ. Межгосударственный стандарт система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. - М.: Электробезопасность, 1976. -2 с.
29. Трудовой кодекс Российской Федерации (с изменениями на 3 июля 2016 года) (редакция, действующая с 3 октября 2016 года)
30. ГОСТ 12.0.002-80. Межгосударственный стандарт система стандартов безопасности труда. Термины и определения. - М,: 1980. - 7с
31. Предельно допустимые концентрации вредных веществ: Справочник- таблицы / сост. Рябец В.А. - М.: МИОТ, 1995. - 62 с.
32. Нормы радиационной безопасности (НРБ - 99/2009): Санитарные правила и нормы (СанПиН 2.6.1.2523 - 09): утв. и введ. в действие от 01 сентября 2009 г. взамен СанПиН 2.6.1.758 - 99. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. - 100 с.;
33. Трудовой кодекс Российской Федерации (по состоянию на 15 ноября 2006 года) - Нск; «Сиб. унив. изд-во», 2006.;
11. Случинская И.А. Основы материаловедения и технологии полупроводников. / И.А. Случинская - Москва: Мир, 2002. 376 с.
12. Рудобашта С.П. Диффузия в химико-технологических процессах. / С.П. Рудобашта, Э.М. Карташов - Москва: Химия,1993. 208 с.
13. Устройство выпарных аппаратов. Электронная статья [Электронный
ресурс]. Электрон. дан. - 2015. URL: 1Шр://ра111:.уес1:ог-
зШёу.ги/аррага^еуарог/со^гис-радеШтК свободный. - Яз. рус. Дата обращения: 24.11.2016.
57 с.
34. ГОСТ 12.1.009-76. Межгосударственный стандарт система стандартов безопасности труда. Термины и определения. -М.: Электробезопасность, 1976. - 2 с.
35. Кораблев В.П. Электробезопасность на химических предприятиях. - М.: Химия, 1977. - 256 с.
36. Гигиенические требования к микроклимату производственных
помещений: Cанитарные правила и нормы (CанПиН2.2.4.548-96): утв. и введ. в действие от 01 октября 1996 г. взамен CанПиН4088-86. -
М.:Госкомсанэпиднадзор России, 1996. - 30 с.
37. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Cанитарные нормы иправила^НиП 41-01-2003)утв. и введ. в действие от 30 июня 2012 г.- М.:Госкомсанэпиднадзор России, 2012. - 54 с.
38. Строительные нормы и правила CHnn 23-05-95* Естественное и
искусственное освещение - М.; 2003. - 58 с.
39. Охрана труда в химической промышленности . Г.В. Макаров, А.Я. Васин, Л.К. Маринина, - М, Химия, 1989, - 481с.
40. Строительные нормы и правила CHnn 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений. -М.: Госстрой России, 2002.- 41 с.
41. Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 03.07.2016) "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". Статья 27.
Определение категории зданий, сооружений и помещений по пожарной и взрывопожарной опасности
42. НПБ 101-95 «Нормы проектирования объектов пожарной охраны», Москва 1997
43. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий
и на территории жилой застройки: Санитарные нормы (СН 2.2.4/2.1.8.562-96): утв. и введ. в действие от 31 октября 1996 г.взамен «Санитарных норм допустимых уровней шума на рабочих местах» 3223-85. -
М.:Госкомсанэпиднадзор России, 1996. - 36 с.
44. ГОСТ 12.1.003-2014.ССБТ. Межгосударственный стандарт система стандартов безопасности труда.Шум. Общие требования безопасности.-М.: Межгосударственный стандарт по стандартизации, метрологии и сертификации,
2014. -16 с.
45. Карпов Ю. В., Дворянцева Л. Я. «Защита от шума и вибраций на предприятиях химической промышленности», М.: Химия, 1991
46. Гигиенические требования к охране атмосферного воздуха. Санитарные правила и нормы (СанПиН 2.1.6.575-96): утв. и введ. в действие от 31 декабря 1996 г. М.: Минздрав России, 1997. - 6 с.
47. Бобков А.С. Охрана труда и экологическая безопасность в химической промышленности: учебник / Бобков А.С., Блинов А.А., Роздин И.А., Хабарова Е.И. - М.: «Химия», 1998. - 400 с.