Системы защиты атмосферы от механосборочного цеха

 

                                                                                                   

Содержание курсовой работы:

1. Характеристика производства как источника загрязнения среды обитания
2. Выбор систем вентиляции
3. Расчет систем удаления воздуха из рабочей зоны
4. Расчет систем очистки воздуха рабочей зоны

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Проблема защиты окружающей среды – одна из важнейших задач  современности. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем и  транспорта в атмосферу, водоемы  и недра на современном этапе развития достигли таких размеров, что в ряде районов, особенно в крупных промышленных центрах, уровни загрязнений существенно превышают допустимые санитарные нормы. Масштабное техногенное воздействие на окружающую среду привело к деградации природных экосистем, дестабилизации биосферы, утрате её целостности и способности поддерживать необходимое качество среды обитания – экологическому кризису. Среди различных составляющих экологического кризиса наиболее угрожающий характер приняла проблема загрязнения незаменимых природных ресурсов – воздуха, воды и почвы – отходами промышленности.

Главную опасность представляют собой загрязнение атмосферы. На величину концентраций вредных примесей в атмосфере влияют метеорологические  условия, определяющие перенос и рассеивание примесей в воздухе, смену направления и скорости ветра и др.

Цель курсовой работы – разработка, обоснование и выбор варианта системы защиты среды обитания от негативных факторов механообрабатывающего производства.

 

Для решения данной цели были поставлены следующие задачи:

- изучение производства  как источника воздействия на  окружающую среду;

- разработка системы  удаления загрязнений из рабочей  зоны;

- выбор и расчет  аппаратов для очистки атмосферного  воздуха.

 

 

 

Характеристика  производственных процессов как источника образования отходов механообрабатывающего производства

В механосборочные цеха для механической обработки поступают  заготовки в виде литья, поковок  и проката, а также комплектующие  изделия. Заготовки подвергаются обработке на металлорежущем оборудовании. Это универсальные токарные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные станки. При обработке деталей на этом оборудовании используются масла, эмульсии, ветошь, которые со временем приходят в негодность и превращаются в отходы. Кроме того,  в доводочных операциях образуются такие отходы, как абразивные круги и шлифовальная шкурка. Часть деталей отправляется в термообрабатывающий цех, отходами которого являются окалина и шлам закалочных баков, дробь металлическая, отходы песка. Готовые детали подвергаются мойке. Отходами после мойки является шлам моечных машин и сам моечный раствор. Далее детали поступают на узловую сборку, где собираются в узлы, при этом используются комплектующие изделия и узлы, при распаковке которых образуется бумага и картон, являющиеся также отходами. Часть деталей и узлов поступают в окрасочное отделение, где после их окраски образуются отходы затвердевшей краски и загрязненный растворитель. Готовые окрашенные и неокрашенные детали поступают на общую сборку вместе с комплектующими узлами. При сборке, а затем испытаниях готовых изделий образуются бумага и картон, в которые были упакованы комплектующие изделия. Кроме того, при испытаниях изделий со временем выходят из строя аккумуляторные батареи, при этом отходами становятся отработанные аккумуляторы и серная кислота.

Выбросы в атмосферу

При механической обработке металлов и сплавов  на токарных, фрезерных, шлифовальных, заточных и других станках и автоматах с применением масла и эмульсии выбрасываются аэрозоли масел, металлическая и абразивная пыль.

При термообработке выделяются оксид углерода, аэрозоли солей и масел.

В процессе сварочных  операций выделяются: сварочная аэрозоль, в состав которой входят окислы марганца, хрома, железа, кремния, углерода, азота.

При проведении окрасочных работ выделяются пары растворителей  и аэрозоль краски.

Образование отходов производства

Перечень  основных отходов, образующихся в цехах: опил загрязненный, бумага и картон, шлифовальная шкурка, отходы абразивных кругов, лом и стружка металлов, окалина и шлам закалочных ванн, аккумуляторы отработанные, шлам и пыль от шлифования металлов, отработанные: масла, эмульсии, моечные растворы, растворители; отходы лакокрасочных материалов и резинотехнических изделий, ветошь.

Сбросы  в водную среду

В производственную промливневую канализацию сбрасываются и поступают на очистные сооружения: часть технической воды после  охлаждения оборудования, стоки, загрязненные нефтепродуктами, механическими примесями, взвешенными веществами.

 

 

 

Загрязнение от источников механосборочного цеха 12

Участок № 1 –  источник 6028

На участке установлены  металлорежущие станки для обработки  металла (56 шт.)

Выбросы загрязняющих веществ  определены согласно (8), стр. 9, 10.

Годовой фонд рабочего времени: 251 раб. день в году по 12 часов в день (3012 часов).

Валовые выбросы загрязняющих веществ:

М_выд = 3,6 × К × Т × n × 10^-3; т/год

К – удельные выделения загрязняющих веществ, г/сек,

Т – фактический годовой фонд рабочего времени, час

n – количество станков данного типа, шт.

1. Выбросы от фрезерных  станков (2 шт.):

М_Fe2O3 = (3,6 × 1,9 × 10^-3 × 8 × 251) × 2 × 10^-3 = 0,027470 т/год

2. Выбросы от токарных  станков (7 шт.):

М_Fe2O3 = (3,6 × 2,5 × 10^-3 × 8 × 251) × 7 × 10^-3 = 0,126504 т/год

3. Выбросы от долбежных  станков (2 шт.):

М_Fe2O3 = (3,6 × 0,3 × 10^-3 × 4 × 251) × 2 × 10^-3 = 0,002169 т/год

4. Выбросы от сверлильных  станков (10 шт.):

М_Fe2O3 = (3,6 × 0,4 × 10^-3 × 3 × 251) × 10 × 10^-3 = 0,0108432 т/год

5. Выбросы от станков:  сверлильных (6 шт.), фрезерных (3 шт.), токарных (8 шт.), агрегатных (16 шт.) с применением СОЖ (эмульсол менее 3%):

М_выд = 3,6 × К × N × Т × 10^-3; т/год

N – суммарная мощность электромоторов станков, кВт.

М_{эмульсол} = 3,6 × 0,05 × 10^-5 × 999 × 8 × 251 × 10^-3 = 0,003611 т/год

6. Выбросы от плоскошлифовальных  станков (2 шт.) с диаметром 250 мм с применением СОЖ (эмульсол менее 3%):

М_{эмульсол} = 3,6 × 0,104 × 10^-5 × 30 × 12 × 251 × 10^-3 = 0,000338 т/год

М_{абр.пыль} = 3,6 × 0,016 × 0,1 × 12 × 251 × 2 × 10^-3 = 0,034698 т/год

М_Fe2O3 = 3,6 × 0,026 × 0,1 × 12 × 251 × 2 × 10^-3 = 0,056385 т/год

При обработке металлов на шлифовальных станках выделяется пыль в количестве 10% от общего количества выделяемой пыли при сухой обработке  металлов.

7. Выбросы от токарных станков  (5 шт.) с применением СОЖ (масло):

М_масло = 3,6 × 5,6 × 10^-5 × 75 × 3 × 251 × 10^-3 = 0,011385 т/год

Общие валовые выбросы:

SМ_Fe2O3 = (0,027470 + 0,126504 + 0,002169 + 0,0108432 + 0,056385) ×0,2=0,044674т/год

М_{абр.пыль} = 0,034698 × 0,2 = 0,00694 т/год

М_{эмульсол} = 0,003611 + 0,000338 = 0,003949 т/год

М_масло = 0,011385 т/год

Максимально-разовые  выбросы определены при работе станков: фрезерного (1 шт.), токарных (4 шт.), долбежного (1 шт.), сверлильных (5 шт.) и шлифовальных (2 шт.):

G_Fe2O3 = (1,9 + 2,5 × 4 + 0,3 + 0,4 × 5) × 10^-3 × 0,2 + 0,026 × 2 × 0,1 × 0,2 = 0,0038800 г/сек

Определены при работе станков с применением СОЖ (эмульсол): сверлильных (4 шт.), фрезерных (2 шт.), токарных (7 шт.), агрегатных (5 шт.), шлифовальных (2 шт.):

G_{эмульсол} = 0,05 × 10^-5 × (30 + 16 + 324 + 175) + 0,104 × 10^-5 × 30 = 0,0003037 г/сек

G_{абр.пыль} = 0,0016 × 0,1 × 0,2 = 0,0003200 г/сек

При работе токарных станков  с применением СОЖ (масло) – 3 шт.:

G_масло = 5,6 × 10^-5 × 45 = 0,0025200 г/сек

При подсчете выбросов от неорганизованных источников согласно (3), стр. 14 выбросы пыли составляют 20% от общего выброса.

Таблица 4. Общие итоги выбросов от источника.

Код загрязняющего вещества	Наименование загрязняющего  вещества	Валовый выброс, т/год	Максимально-разовый  выброс, г/сек
0123	Железа оксид	0,071204	0,0038800
2735	Масло минеральное нефтяное	0,011385	0,0025200
2868	Эмульсол	0,003949	0,0003037
2930	Пыль абразивная	0,006940	0,0003200

 

Участок № 2 –  источник 6031

На участке установлены  металлорежущие станки для обработки  металлов (24 шт.)

Выбросы загрязняющих веществ  определены согласно (5), стр. 9, 10.

Годовой фонд рабочего времени: 251 раб. день в году по 8 часов в  день (2008 часов).

Валовые выбросы загрязняющих веществ:

М_выд = 3,6 × К × n × Т × 10^-3; т/год

К – удельные выделения  загрязняющих веществ, г/сек, таблицы 5.1.1. стр. 12; 5.1.4, стр. 17; 5. стр. 18.

n – количество станков данного типа, шт.

Т – фактический годовой  фонд рабочего времени, час

1. Выбросы от токарных  станков (2 шт.):

М_Fe2O3 = (3,6 × 2,5 × 10^-3 × 4 × 251) × 2 × 10^-3 = 0,018072 т/год

2. Выбросы от станков:  сверлильных (10 шт.), токарных (3 шт.) с применением СОЖ (эмульсол менее 3%):

М_выд = 3,6 × К × N × Т × 10^-3; т/год

N – мощность электромоторов станков, кВт

М_{эмульсол} = 3,6 × 0,05 × 10^-3 × 340 × 3 × 251 × 10^-3 = 0,000461 т/год

3. Выбросы от токарных  станков (8 шт.) с применением СОЖ (масло МР-7):

М_масло = 3,6 × 5,6 × 10^-3 × 120 × 5 × 251 × 10^-3 = 0,030361 т/год

4. Выбросы от заточного  станка (1 шт.) с диаметром круга  300 мм:

М_{абр.пыль} = 3,6 × 0,013 × 251 × 10^-3 = 0,011747 т/год

М_Fe2O3 = 3,6 × 0,021 × 251 × 10^-3 = 0,018976 т/год

Общие валовые выбросы:

М_Fe2O3 = (0,018072 + 0,018976) × 0,2 = 0,007410 т/год

М_{эмульсол} = 0,011747 × 0,2 = 0,002350 т/год

При подсчете выбросов от неорганизованных источников согласно (3), стр. 14 выбросы пыли составляют 20% от общего количества выделившейся пыли.

М_{эмульсол} = 0,000461 т/год

М_масло = 0,030361 т/год

Максимально-разовые  выбросы определены:

1. при одновременной  работе станков: токарных (3 шт.), сверлильных  (4 шт.) с применением СОЖ (эмульсол):

G_{эмульсол} = 0,05 × 10^-5 × 224 = 0,0001120 г/сек

2. при одновременной  работе токарных (4 шт.) станков с  применением СОЖ (масло):

G_масло = 5,6 × 10^-5 × 60 = 0,0033600 г/сек

3. при одновременной  работе токарного и заточного  станков:

G_Fe2O3 = (0,021 + 2,5 × 10^-3) × 0,2 = 0,0047000 г/сек

G_{абр.пыль} = 0,013 × 0,2 = 0,0026000 г/сек

Таблица 5. Общие итоги выбросов от источника.

Код загрязняющего вещества	Наименование загрязняющего  вещества	Валовый выброс, т/год	Максимально-разовый  выброс, г/сек
0123	Железа оксид	0,007410	0,0047000
2735	Масло минеральное нефтяное	0,030361	0,0033600
2868	Эмульсол	0,000461	0,0001120
2930	Пыль абразивная	0,002350	0,0026000

Участок № 3 – источник 6029

На участке установлены  металлорежущие станки для обработки  металлов (67 шт.)

Выбросы загрязняющих веществ  определены согласно (8), стр. 9, 10.

Годовой фонд рабочего времени: 251 раб. день в году по 12 часов в  день (3012 часов).

Валовые выбросы загрязняющих веществ:

М_выд = 3,6 × К × n × Т × 10^-3; т/год

К – удельные выделения загрязняющих веществ, г/сек, таблицы 5.1.1. стр. 11-12; 5.1.4, стр. 17; 5.1.5, стр. 18.

Т – фактический годовой фонд рабочего времени, час

n – количество станков данного типа, шт.

1. Выбросы от фрезерных  станков (4 шт.):

М_Fe2O3 = (3,6 × 1,9 × 10^-3 × 251) × 4 × 10^-3 = 0,006876 т/год

2. Выбросы от станков токарного типа (42 шт.):

М_Fe2O3 = (3,6 × 2,5 × 10^-3 × 3 × 251) × 42 × 10^-3 = 0,284634 т/год

3. Выбросы от сверлильных  станков (3 шт.):

М_Fe2O3 = (3,6 × 0,4 × 10^-3 × 3 × 251) × 3 × 10^-3 = 0,003253 т/год

4. Выбросы от токарных  станков (11 шт.) с применением СОЖ (эмульсол менее 3%):

М_{эмульсол} = 3,6 × 0,05 × 10^-5 × 120 × 7 × 251 × 10^-3 = 0,000379 т/год

5. Выбросы от станков  с применением СОЖ (масло): токарного  (1 шт.), сверлильных (2 шт.):

М_масло = 3,6 × 5,6 × 10^-5 × 29 × 4 × 251 × 10^-3 = 0,00038 т/год

6. Выбросы от шлифовальных станков (3 шт.) с диаметром круга 250 мм с применением СОЖ (эмульсол менее 3%):

М_{эмульсол} = 3,6 × 0,104 × 10^-5 × 45 × 6 × 251 × 10^-3 = 0,000254 т/год

М_{абр.пыль} = 3,6 × 0,016 × 0,1 × 6 × 251 × 3 × 10^-3 = 0,026024 т/год

М_Fe2O3 = 3,6 × 0,026 × 0,1 × 6 × 251 × 3 × 10^-3 = 0,042289 т/год

При обработке металлов на шлифовальных станках выделяется пыль в количестве 10% от общего количества пыли, выделяемой при сухой обработке  металлов согласно стр. 18.

7. Выбросы от заточного станка (1 шт.) с диаметром круга 300 мм:

М_{абр.пыль} = 3,6 × 0,013 × 251 × 10^-3 = 0,011747 т/год

М_Fe2O3 = 3,6 × 0,021 × 251 × 10^-3 = 0,018976 т/год

Общие валовые выбросы:

SМ_Fe2O3 = (0,006867 + 0,284634 + 0,003253 + 0,042289 + 0,018976) × 0,2 =0,071204т/год

М_{абр.пыль} = (0,026024 + 0,011747) × 0,2 = 0,007554 т/год

М_{эмульсол} = 0,000254 + 0,000379 = 0,000633 т/год

М_масло = 0,000380 т/год

Максимально-разовые  выбросы определены:

1. при одновременной работе станков:  фрезерного (1 шт.), токарных (15 шт.), сверлильных  (2 шт.), шлифовальных (2 шт.), заточного:

G_Fe2O3 = [(1,9 + 2,5 × 1,5 + 0,4 × 2) × 10^-3 + 0,026 × 0,1 + 0,021] × 0,2 = 0,0127600 г/сек

2. при одновременной  работе станков с применением  СОЖ (эмульсол): токарных (5 шт.), шлифовальных (2 шт.):

G_{эмульсол} = (0,05 × 55 + 0,104 × 30) × 10^-5 = 0,0000587 г/сек

3. при одновременной  работе станков с применением  СОЖ (масло): токарного (1 шт.), сверлильного (1 шт.):

G_масло = 5,6 × 10^-5 × 22 = 0,0012320 г/сек

3. при одновременной  работе станков: шлифовальных (2 шт.) и заточного (1 шт.):

G_{абр.пыль} = 0,013 × 0,2 = 0,0026000 г/сек

При подсчете выбросов от неорганизованных источников согласно (3), стр. 14 выбросы пыли составляют 20% от общего выброса.

Таблица 6. Общие итоги выбросов от источника.

Код загрязняющего вещества	Наименование загрязняющего вещества	Валовый выброс, т/год	Максимально-разовый  выброс, г/сек
0123	Железа оксид		0,0127600
2735	Масло минеральное нефтяное	0,000380	0,0012320
2868	Эмульсол	0,000633	0,0000587
2930	Пыль абразивная	0,007554	0,0026000