Разработка проекта вентиляционной системы цеха покраски автомобилей ЗАО «Ангар 17»

   Они дают возможность перерабатывать  многокомпонентные газы с малыми  начальными концентрациями вредных  примесей, добиваться высоких степеней  очистки, вести процесс непрерывно, избегать образования вторичных  загрязнителей. Применение каталитических  методов чаще всего ограничивается  трудностью поиска и изготовления  пригодных для длительной эксплуатации  и достаточно дешевых катализаторов. Гетерогенно-каталитическое превращение  газообразных примесей осуществляют  в реакторе, загруженном твердым  катализатором в виде пористых  гранул, колец, шариков или блоков  со структурой, близкой к сотовой. Химическое превращение происходит  на развитой внутренней поверхности  катализаторов, достигающей 1000 м²/г.

В качестве эффективных катализаторов, находящих применение на практике, служат самые различные вещества – от минералов, которые используются почти без всякой предварительной обработки, и простых массивных металлов до сложных соединений заданного состава и строения. Обычно каталитическую активность проявляют твердые вещества с ионными или металлическими связями, обладающие сильными межатомными полями. Одно из основных требований, предъявляемых к катализатору - устойчивость его структуры в условиях реакции. Например, металлы не должны в процессе реакции превращаться в неактивные соединения.

Наибольшее распространение получили каталитические методы обезвреживания отходящих газов в неподвижном слое катализатора. Можно выделить два принципиально различных метода осуществления процесса газоочистки - в стационарном и в искусственно создаваемом нестационарном режимах.

1. Стационарный  метод.

Приемлемые для практики скорости химических реакций достигаются на большинстве дешевых промышленных катализаторов при температуре 200-600о C. После предварительной очистки от пыли (до 20 мг/м³) и различных каталитических ядов (As,Cl2 и др.), газы обычно имеют значительно более низкую температуру.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

   Подогрев газов до необходимых  температур можно осуществлять  за счет ввода горячих дымовых  газов или с помощью электроподогревателя. После прохождения слоя катализатора  очищенные газы выбрасываются  в атмосферу, что требует значительных  энергозатрат. Добиться снижения  энергозатрат можно, если тепло  отходящих газов использовать  для нагревания газов, поступающих  в очистку. Для нагрева служат  обычно рекуперативные трубчатые  теплообменники.

2. Нестационарный  метод ( реверс-процесс).

Реверс-процесс предусматривает периодическое изменение направлений фильтрации газовой смеси в слое катализатора с помощью специальных клапанов. Процесс протекает следующим образом. Слой катализатора предварительно нагревают до температуры, при которой каталитический процесс протекает с высокой скоростью. После этого в аппарат подают очищенный газ с низкой температурой, при которой скорость химического превращения пренебрежимо мала. От прямого контакта с твердым материалом газ нагревается, и в слое катализатора начинает с заметной скоростью идти каталитическая реакция. Слой твердого материала (катализатора), отдавая тепло газу, постепенно охлаждается до температуры, равной температуре газа на входе. Поскольку в ходе реакции выделяется тепло, температура в слое может превышать температуру начального разогрева. В реакторе формируется тепловая волна, которая перемещается в направлении фильтрации реакционной смеси, т.е. в направлении выхода из слоя. Периодическое переключение направления подачи газа на противоположное позволяет удержать тепловую волну в пределах слоя как угодно долго.

Преимущество этого метода в устойчивости работы при колебаниях концентраций горючих смесей и отсутствие теплообменников.

1.5.5. Озонные методы.

Озонные методы применяют для обезвреживания дымовых газов от SO2(NOx) и дезодорации газовых выбросов промышленных предприятий. Введение озона ускоряет реакции окисление NO до NO2 и SO2 до SO3. После образования NO2 и SO3 в дымовые газы вводят аммиак и выделяют смесь образовавшихся комплексных удобрений (сульфата и нитрата аммония).

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Время контакта газа с озоном, необходимое для очистки от SO2 (80-90%) и NOx (70-80%)составляет 0,4 – 0,9 сек. Энергозатраты на очистку газов озонным методом оценивают в 4-4,5% от эквивалентной мощности энергоблока, что является, по-видимому, основной причиной, сдерживающей промышленное применение данного метода.

Применение озона для дезодорации газовых выбросов основано на окислительном разложении дурно пахнущих веществ. В одной группе методов озон вводят непосредственно в очищаемые газы, в другой газы промывают предварительно озонированной водой. Применяют также последующее пропускание озонированного газа через слой активированного угля или подачуего на катализатор. При вводе озона и последующем пропускании газа через катализатор температура превращения таких веществ как амины, ацетальдегид, сероводород и др.понижается до 60-80 &degC. В качестве катализатора используют как Pt/Al2O3, так и оксиды меди, кобальта, железа на носителе. Основное применение озонные методы дезодорации находят при очистке газов, которые выделяются при переработке сырья животного происхождения на мясо- (жиро-)комбинатах и в быту.

1.5.6. Биохимические  методы.

Биохимические методы очистки основаны на способности микроорганизмов разрушать и преобразовывать различные соединения. Разложение веществ происходит под действием ферментов, вырабатываемых микроорганизмами в среде очищаемых газов. При частом изменении состава газа микроорганизмы не успевают адаптироваться для выработки новых ферментов, и степень разрушения вредных примесей становится неполной. Поэтому биохимические системы более всего пригодны для очистки газов постоянного состава.

Биохимическую газоочистку проводят либо в биофильтрах, либо в биоскрубберах.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Микроорганизмы БП в процессе своей жизнедеятельности поглощают и разрушают содержащиеся в газовой среде вещества, в результате чего происходит рост их массы. Эффективность очистки в значительной мере определяется массопереносом из газовой фазы в БП и равномерным распределением газа в слое насадки. Такого рода фильтры используют, например, для дезодорации воздуха. В этом случае очищаемый газовый поток фильтруется в условиях прямотока с орошаемой жидкостью, содержащей питательные вещества. После фильтра жидкость поступает в отстойники и далее вновь подается на орошение.

В настоящее время биофильтры используют для очистки отходящих газов от аммиака, фенола, крезола, формальдегида, органических растворителей покрасочных и сушильных линий, сероводорода, метилмеркаптана и других сероорганических соединений.

К недостаткам биохимических методов следует отнести:

• низкую скорость биохимических реакций, что увеличивает габариты оборудования;
• специфичность (высокую избирательность) штаммов микроорганизмов, что затрудняет переработку многокомпонентных смесей;
• трудоемкость переработки смесей переменного состава.

1.5.7. Плазмохимические  методы.

Плазмохимический метод основан на пропускании через высоковольтный разряд воздушной смеси с вредными примесями. Используют, как правило, озонаторы на основе барьерных, коронных или скользящих разрядов, либо импульсные высокочастотные разряды на электрофильтрах. Проходящий низкотемпературную плазму воздух с примесями подвергается бомбардировке электронами и ионами.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

В результате в газовой среде образуется атомарный кислород, озон, гидроксильные группы, возбуждённые молекулы и атомы, которые и участвуют в плазмохимических реакциях с вредными примесями. Основные направления по применению данного метода идут по удалению SO2, NOx и органических соединений. Использование аммиака, при нейтрализации SO2 и NOx, дает на выходе после реактора порошкообразные удобрения (NH4)2SO4 и NH4NО3, которые фильтруются.

Недостатком данного метода являются:

• недостаточно полное разложение вредных веществ до воды и углекислого газа, в случае окисления органических компонентов, при приемлимых энергиях разряда
• наличие остаточного озона, который необходимо разлагать термически либо каталитически
• существенная зависимость от концентрации пыли при использовании озонаторов с применением барьерного разряда.

1.5.8. Плазмокаталитический  метод

Это довольно новый способ очистки, который использует два известных метода – плазмохимический и каталитический. Установки, работающие на основе этого метода, состоят из двух ступеней. Первая – это плазмохимический реактор (озонатор), вторая - каталитический реактор. Газообразные загрязнители, проходя зону высоковольтного разряда в газоразрядных ячейках и взаимодействуя с продуктами электросинтеза, разрушаются и переходят в безвредные соединения, вплоть до CO2 и H2O. Глубина конверсии (очистки) зависит от величины удельной энергии, выделяющейся в зоне реакции. После плазмохимического реактора воздух подвергается финишной тонкой очистке в каталитическом реакторе. Синтезируемый в газовом разряде плазмохимического реактора озон попадает на катализатор, где сразу распадается на активный атомарный и молекулярный кислород. Остатки загрязняющих веществ (активные радикалы, возбужденные атомы и молекулы), не уничтоженные в плазмохимическом реакторе, разрушаются на катализаторе благодаря глубокому окислению кислородом.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Преимуществом этого метода являются использование каталитических реакций при температурах, более низких (40-100о), чем при термокаталитическом методе, что приводит к увеличению срока службы катализаторов, а также к меньшим энергозатратам (при концентрациях вредных веществ до 0,5 г/м&sup3.).

Недостатками данного метода являются:

• большая зависимость от концентрации пыли, необходимость предварительной очистки до концентрации 3-5 мг/м³,
• при больших концентрациях вредных веществ(свыше 1 г/м³) стоимость оборудования и эксплуатационные расходы превышают соответствующие затраты в сравнении с термокаталитическим методом

15.9. Фотокаталитический  метод.

Сейчас широко изучается и развивается фотокаталитический метод окисления органических соединений. В основном при этом используются катализаторы на основе TiO2, которые облучаются ультрафиолетом. Известны бытовые очистители воздуха японской фирмы «Daikin», использующие этот метод. Недостатком метода является засорение катализатора продуктами реакции. Для решения этой задачи используют введение в очищаемую смесь озона, однако данная технология применима для ограниченного состава органических соединений и при небольших концентрациях.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

  2.  Методическая часть

1. Характеристика расположения предприятия.

Автосервис ЗАО «Ангар 17 » расположен в городе Москва, на ул. Амурская, 17. Поскольку данный автосервис находится на одной из самых оживленных магистралей города- Щелковское шоссе, то он является не единственным автосервисом на этой улице. Ближайшие из них: «Альянс сервис», «Риком - С» и «Автомир».

На северо-востоке от объекта, на расстоянии 3.5км находится национальный парк «лосиный остров». С южной стороны  на  расстоянии 50 метров расположен жилой массив. На территории. прилегающей к автосервису с северной и западной стороны расположены складские помещения.

2.2. Технология  покраски автомобилей.

В зависимости от объема повреждений лакокрасочного покрытия, производится локальный (точечный) ремонт либо капитальный ремонт кузова. При капитальном ремонте полностью восстанавливаются защитные и декоративные свойства покрытия, при этом выполняют последовательный ряд технологических операций:

- подготовку поверхности  кузова под окрашивание,

- грунтование,

ДП – ГЗ.09.005/05-010-2005-2011

Изм

Лист

№докум.

подпись

дата

Разраб.

Шиянов А.Г.

Методическая часть

Лит.

Лист

Листов

Руковод.

Теплова Т.Ю.

Консульт.

Факультет

сервиса

Н. Контр.

Зав. кафед.

 Пелевин Ф.В.

- шпатлевание,

- шлифование,

- нанесение слоев эмали,

- сушку и при необходимости  полирование.

Так как при нанесении одного слоя не всегда возможно получить покрытие требуемой толщины, обеспечить сплошную, непроницаемую для внешней среды пленку, обладающую высокими защитными и декоративными свойствами, лакокрасочные покрытия состоят, как правило, из нескольких слоев. Существует два варианта лакокрасочных покрытий: однослойные (простые) и двухслойные (с эффектом металлика, перламутра, который создается благодаря содержанию в краске частичек слюды). Кузов автомобиля в сборе или отдельная деталь перед покраской требуют подготовки. Объем подготовительной работы под покраску зависит от состояния поверхности, природы основы (металлический лист, шпатлевка, грунтовка и т.д.), качества отделки поверхности. При восстановительной окраске (ремонте) около 90% трудозатрат приходится именно на подготовительные работы и только 10% на окраску. Сначала проводится тщательный внешний осмотр состояния лакокрасочного покрытия, для чего автомобиль необходимо вымыть. Внешний осмотр покрытия производят с целью определения степени его повреждения в разных местах кузова. Изучают состояние днища, крыльев, а также мест, в которых скапливаются грязь и влага. Следует обратить внимание, имеются ли на поверхности покрытия нитевые трещины. Если трещины обнаружены, покрытие в этих местах необходимо шлифовать до полного их исчезновения. Если трещины проникли через все слои лакокрасочного покрытия, в этих местах необходимо целиком удалить старое покрытие до металла и только после этого приступать к окраске автомобиля. При необходимости проводят частичную разборку автомобиля: снимают декоративные детали с гальваническим покрытием, резиновые прокладки и т.п.

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Если предполагается, что кузов автомобиля будут перекрашивать полностью, а сушку проводить при повышенной температуре в сушильной камере, нужно снять также колеса, стекла, обивку и другие нетермостойкие детали.

Если окраску отдельной части автомобиля проводят без демонтажа, то для защиты от попадания лакокрасочного материала на поверхности, находящиеся рядом, их закрывают трафаретами из картона или бумаги, можно также покрыть их слоем вазелина (защитной изолирующей пасты). Понятно, что изолирующие составы должны легко наноситься на поверхность и удаляться без применения растворителей, не взаимодействовать с металлом, лакокрасочными и гальваническими покрытиями.  При горячей сушке изолирующие составы не должны сгорать, растекаться и проникать в слои покрытия. Пасту (вазелин) на кузов наносят волосяной кистью, при этом необходимо следить, чтобы паста не попала на поверхности, подлежащие окраске. Случайно попавшую на окрашиваемую поверхность пасту нужно снять ветошью, а место попадания тщательно обезжирить тампоном, смоченным бензином. Окончательно снимают пасту после того как последний слой краски (лака) хорошо высохнет. Подготовка поверхности автомобиля под окраску включает в себя и тщательное выполнение рихтовочных работ, сварки, пайки и зачистки этих мест. Другими словами, поверхности кузова надо придать правильную форму.

Во всех случаях для проведения полного объема работ по подготовке поверхности кузова к нанесению лакокрасочного покрытия выполняют следующие технологические операции:

• удаление старого лакокрасочного покрытия,
• удаление продуктов коррозии,
• обезжиривание,
• фосфатирование,
• грунтование,
• шпатлевание,
• окраску,

Лист

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата