Гальваническое производство

Принятые условные обозначения, расчетные формулы, а также расчетные  параметры и их обоснование приведены  ниже.

Расчет максимально  разового выброса в атмосферный  воздух загрязняющих веществ от электрохимического технологического процесса выполняется по формуле (1.1.1):

G^3в_Bmax = 10^-3 · (1 - η / 100) · F_в · K_1max · K_2max · K_3max · K₄ · K₅ · (K_8max · У^3в_а + У^3в_П), г/с (1.1.1)

где η - эксплуатационный коэффициент газоочистки,  %;

F_в - площадь зеркала ванны,  м²;

K_1max – коэффициент укрытия ванны, K_1max = 1;

K_2max – коэффициент загрузки оборудования равный отношению f_дет.max / F_дет., где f_дет.max – максимальная фактическая площадь поверхности деталей, м², обрабатываемых за 1 час; F_дет. – суммарная площадь поверхности деталей, м², обрабатываемых за 1 час (производительность ванны по паспорту);

K_3max - максимальное  значение  коэффициента K₃, равное 1,43 при заполнении объема ванны органическим растворителем на  100% (до краев);

K₄ - коэффициент, учитываемый в случае нанесения покрытий на мелкие детали насыпью в колокольных и барабанных ваннах, равный 1,5 – при покрытии в погруженных (перекидных) колоколах и барабанах; 1,8 – при покрытии в колоколах, требующих заливки электролита после каждой партии деталей;

K₅ - коэффициент, учитывающий введение автоматических линий. При хромировании в автоматических и полуавтоматических линиях, принимается равным 0,8;

K_8max - коэффициент, учитывающий снижение относительного содержания аэрозолей в удаляемом воздухе по пути его движения, при расчете максимально разового выброса принимается равным 0,36;

У^3в_а - удельный показатель выделений аэрозоля загрязняющего вещества с поверхности ванны,  мг/(с∙м²).

У^3в_П - это удельный показатель выделений газа (пара) загрязняющего вещества с поверхности ванны,  мг/(с∙м²).

Расчет валового выброса  в атмосферный воздух загрязняющих веществ от электрохимического технологического процесса выполняется по формуле (1.1.2):

M^3в_Bmax = 3,6 · 10^-6 · (1 - η / 100) · F_в · K₁ · K₂ · K₃ · K₄ · K₅ · (K₈ · У^3в_а + У^3в_П) · τ · D, т/год (1.1.2)

где K₁ – коэффициент укрытия ванны. При наличии в составе раствора поверхностно-активных веществ (ПАВ) K₁ = 0,5; при отсутствии ПАВ K₁ = 1;

K₂ – коэффициент загрузки оборудования равный отношению f_дет. / F_дет., где f_дет. – фактическая площадь поверхности деталей, м², обрабатываемых за 1 час; F_дет. – суммарная площадь поверхности деталей, м², обрабатываемых за 1 час (производительность ванны по паспорту);

K₃ – коэффициент заполнения объема ванны раствором; определяется по пропорции  K₃ / 100 = X / 70, где X – фактический процент заполнения ванны;

K₈ – коэффициент, учитывающий снижение относительного содержания аэрозолей в удаляемом воздухе по пути его движения; K₈ = 0,65 / (l^2/3 + 1,8), где l – длина воздуховода в метрах;

τ - число часов работы в смену;

D - количество смен в году.

Расчет максимально  разового выброса в атмосферный  воздух загрязняющих веществ от химического  технологического процесса обработки  изделий выполняется по формуле (1.1.3):

G^3в_Bmax = 10^-3 · (1 - η / 100) · F_в · K_1max · K_3max · K₄ · (K_8max · У^3в_а + У^3в_П), г/с (1.1.3)

где η - эксплуатационный коэффициент газоочистки,  %;

F_в - площадь зеркала ванны,  м²;

K_1max – коэффициент укрытия ванны, K_1max = 1;

K_3max - максимальное  значение  коэффициента K₃, равное 1,43 при заполнении объема ванны органическим растворителем на  100% (до краев);

K₄ - коэффициент, учитываемый в случае нанесения покрытий на мелкие детали насыпью в колокольных и барабанных ваннах, равный 1,5 – при покрытии в погруженных (перекидных) колоколах и барабанах; 1,8 – при покрытии в колоколах, требующих заливки электролита после каждой партии деталей;

K_8max - коэффициент, учитывающий снижение относительного содержания аэрозолей в удаляемом воздухе по пути его движения, при расчете максимально разового выброса принимается равным 0,36;

У^3в_а - удельный показатель выделений аэрозоля загрязняющего вещества с поверхности ванны,  мг/(с∙м²).

Расчет валового выброса  в атмосферный воздух загрязняющих веществ от химического технологического процесса обработки изделий выполняется по формуле (1.1.4):

M^3в_Bmax = 3,6 · 10^-6 · (1 - η / 100) · F_в · K₁ · K₃ · K₄ · (K₈ · У^3в_а + У^3в_П) · τ · D, т/год (1.1.4)

где K₁ – коэффициент укрытия ванны. При наличии в составе раствора поверхностно-активных веществ (ПАВ) K₁ = 0,5; при отсутствии ПАВ K₁ = 1;

K₃ – коэффициент заполнения объема ванны раствором; определяется по пропорции K₃ / 100 = X / 70, где X – фактический процент заполнения ванны;

K₈ – коэффициент, учитывающий снижение относительного содержания аэрозолей в удаляемом воздухе по пути его движения; K₈ = 0,65 / (l^2/3 + 1,8), где l – длина воздуховода в метрах;

τ - число часов работы в смену;

D - количество смен в году.

Расчет годового и  максимально разового выделения  загрязняющих веществ в атмосферу  приведен ниже.

 

Выделение загрязняющих веществ с поверхности гальванических ванн. Обезжиривание изделий электрохимическое.

К₃ = 70 / 70 = 1;

К₈ = 0,65 / (0^2/3 + 1,8) = 0,36;

150. Натрий гидроксид

G = 10^-3 · (1 - 0 / 100) · 0,48 · 1 · 1 · 1,43 · 1 · 1 · (0,36 · 11 + 0) = 0,0027181 г/с;

M = 3,6 · 10^-6 · (1 - 0 / 100) · 0,48 · 1 · 1 · 1 · 1 · 1 · (0,36 · 11 + 0) · 8 · 250 = 0,0136858 т/год;

 

Выделение загрязняющих веществ с поверхности гальванических ванн. Химическое травление изделий. В растворах соляной кислоты  концентрацией 300-350 г/л.

К₃ = 70 / 70 = 1;

К₈ = 0,65 / (0^2/3 + 1,8) = 0,36;

316. Водород хлористый

G = 10^-3 · (1 - 0 / 100) · 0,48 · 1 · 1,43 · 1 · (0,36 · 1,4 + 4,2) = 0,0032288 г/с;

M = 3,6 · 10^-6 · (1 - 0 / 100) · 0,48 · 1 · 1 · 1 · (0,36 · 1,4 + 4,2) · 8 · 250 = 0,016257 т/год.

 

Нанесение металлопокрытий. Кадмирование. Материал: Состав I: Кадмий сернокислый (40-60 г/л), Аммоний сернокислый (240-260 г/л), Диспергатор НФ (50-100 мл/л), Уротропин (15-20 г/л), Препарат ОС-20 (0.7-1.2 г/л). Температура 15-25 °C.

К₃ = 70 / 70 = 1;

К₈ = 0,65 / (0^2/3 + 1,8) = 0,36;

132. Кадмия сульфат

G = 10^-3 · (1 - 0 / 100) · 1 · 1 · 1,43 · 1 · (0,36 · 0,2 + 0) = 0,000103 г/с;

M = 3,6 · 10^-6 · (1 - 0 / 100) · 1 · 1 · 1 · 1 · (0,36 · 0,2 + 0) · 8 · 250 = 0,0005184 т/год.

303. Аммиак

G = 10^-3 · (1 - 0 / 100) · 1 · 1 · 1,43 · 1 · (0,36 · 0 + 0,38) = 0,0005434 г/с;

M = 3,6 · 10^-6 · (1 - 0 / 100) · 1 · 1 · 1 · 1 · (0,36 · 0 + 0,38) · 8 · 250 = 0,002736 т/год.

351. Аммония сульфат

G = 10^-3 · (1 - 0 / 100) · 1 · 1 · 1,43 · 1 · (0,36 · 0,6 + 0) = 0,0003089 г/с;

M = 3,6 · 10^-6 · (1 - 0 / 100) · 1 · 1 · 1 · 1 · (0,36 · 0,6 + 0) · 8 · 250 = 0,0015552 т/год.

 

Нанесение металлопокрытий. Хромирование. Материал: Состав I: Ангидрид хромовый (200-300 г/л), Кислота серная (2-3 г/л), Препарат *Хромин* (1-3 г/л). Температура 45-55 °C или 68-72 °C или 45-50-60 °C.

К₃ = 70 / 70 = 1;

К₈ = 0,65 / (0^2/3 + 1,8) = 0,36;

203. Хрома (VI) оксид

G = 10^-3 · (1 - 0 / 100) · 1 · 1 · 1,43 · 1 · (0,36 · 5 + 0) = 0,002574 г/с;

M = 3,6 · 10^-6 · (1 - 0 / 100) · 1 · 1 · 1 · 1 · (0,36 · 5 + 0) · 8 · 250 = 0,01296 т/год.

4.3. Расчет объема воздуха, удаляемого через бортовые отсосы

1.Определяется конвективная теплопроводность ванны:

, Вт

Где - площадь горизонтальной теплопроводящей поверхности ванны,

  - температура поверхности раствора и воздуха в помещении в градусах

2.Находится средняя  скорость подъема паровоздушной смеси с поверхности раствора:

,

3.Определяется количество  вредных веществ, выделившихся  с поверхности ванны:

Где m - выделения вредных веществ с ванны,

4.Находится значение  поправочного коэффициента, учитывающего подвижность воздуха:

5.Определяется объемный расход воздуха, удаляемого через бортовые отсосы:

Где - коэффициент, учитывающий разность температур раствора и воздуха в помещении, определяемый из таблицы:

 

Разность температур	10	20	30	40	50	60	70	80	100
Коэффициент	1,16	1,34	1,47	1,63	1,79	1,94	2,1	2,26	2,56

 

- коэффициент, учитывающий токсичность  выделяющихся вредных веществ,  принимаемый по таблице в зависимости  от класса опасности выделений из растворов:

 

Вредные выд-я	Кадмия сульфат	Хрома(VI) оксид	Водород хлористый	Аммония сульфат	Аэрозоль NaOH	Аммиак
ПДК,	1000	0,3	5,0	5,0	0,5
Класс опас-ти	IV	I	II	III	II
Коэф-т	0,5	2,0	1,5	1,0	1,5

 

 – коэффициент, учитывающий конструкцию отсоса.

Для однобортовых отсосов 

 – коэффициент, учитывающий  расположение отсоса в помещении:  если ванна установлена у стены  или примыкает к отсосу смежной  ванны  ; если ванна с раствором установлена свободно в помещении, .

6.Опрделяется относительная  величина выделений вредных веществ  с поверхности раствора ванны:

7.Определяется требуемая  производительность отсоса, обеспечивающая  оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:

Где – коэффициент эффективности улавливания вредных веществ по таблице:

Относительная величина		12-16	16-20	20-30	30-40	40-50
Коэффициент	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5

1.1. Бортовые отсосы

Рис.2.1. Схемы бортовых отсосов: а - двубортовой опрокинутый; б - однобортовой опрокинутый; в - двубортовой активированный; г - однобортовой активированный;  д - двубортовой простой; е - однобортовой простой.

Щели располагают в  вертикальной плоскости (простые или обычные отсосы) (рис.3.2.) или в горизонтальной плоскости (опрокинутые отсосы) (рис.3.3.). Если конструкция с козырьком – отсос опрокинутый, без козырька – обычный.  Бортовые отсосы располагают по длинным сторонам ванн.

Рис.2.2. Простой бортовой отсос   Основные размеры  простых отсосов
L(мм)	620	790	1240	620	790	1240
B(мм)	500	500	500	500	500	700
H(мм)	40	40	40	80	80	80
Рис.2.3. Опрокинутый бортовой отсос 1-корпус; 2- съемная  крышка; 3- козырек;4 – клапан.

Основные размеры опрокинутых отсосов

Длина щели бортового  отсоса l1	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
Длина присоединительного патрубка l2	240	240	240	320	320	400	400	500	500