WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

Результаты проведенных исследований и расчетов позволили предложить вариант технологической схемы экстракционной очистки сточных вод производства сложных эфиров, который может быть реализован с использованием технологического оборудования предприятия. Данная схема позволяет производить очистку сточных вод производства бутилацетата до остаточных концентраций органических примесей не превышающих нормативных показателей предельно допустимых сбросов по данным соединениям в поверхностные воды для водоемов рыбохозяйственного назначения.

Результаты проведенных исследований позволяют утверждать, что адсорбционный и экстракционный методы дают близкие характеристики качества очистки сточных вод производства бутилацетата. В обоих случаях сточные воды после очистки не оказывают антропогенного воздействия даже на водоемы рыбохозяйственного значения. Поэтому в качестве критерия оптимизации методов очистки могут служить экономические характеристики технологий, в частности, затраты тепловой энергии на проведение очистных операций. Данный параметр может оказать существенное влияние на себестоимость выпускаемой продукции.

Данные выводы иллюстрируют результаты приведенные в табл. 7, из которых следует, что регулирование доли отбора дистиллята на существующей ректификационной колонне позволяет снизить затраты тепловой энергии на очистку почти на 35 %. Как адсорбционный, так и экстракционный способы очистки требуют меньше затрат тепловой энергии, чем существующая схема очистки ректификацией. Очистка сточных вод производства бутилацета методом экстракции сопровождается затратой тепловой энергии в количестве 312,6 кДж/ч, что примерно в 3 раза ниже, чем при действующей схеме очистки. В то же время использование адсорбционного метода очистки позволяет снизить затраты тепла более чем в 2 раза при использовании в качестве десорбцирующего агента пара и примерно в 6 раз при использовании азота.

Организация в технологической схеме очистки цикла рекуперации тепла позволяет в несколько раз уменьшить затраты тепловой энергии. Так, для существующего способа очистки сточных вод методом ректификации использование рекуперационных схем снижает затраты тепловой энергии с 1818,4 до 1753,5 Гкал/год, что позволит экономить 1,09 млн.рублей в год при принятых параметрах расчета. Затраты тепла на очистку сточных вод методом экстракции по рекуперационной схеме позволяет снизить затраты тепла по сравнению со схемой без рекуперации более чем в 25 раз.

Таблица 7

Затраты тепловой энергии на очистку сточных вод для различных способов

Способ очистки

Величина затрат тепла на очистку, мдж/час

Экономия тепла по сравнению с существующей схемой

Экономичес-

кий выигрыш, млн. руб./год

мДж/ч

Гкал/год

1.

Ректификационный

1.1.

Существующий способ

( ректификационный)

962,0

1.2.

Ректификацией с регулированием отбора дистиллята.

689,0

273,0

516,1

0,321

1.3.

С рекуперацией тепловой энергии.

34,3

927,7

1753,5

1,09

2.

Адсорбционный

2.1.

С десорбцией паром

488,8

473,2

894,4

0,556

2.2.

Десорбция паром с рекуперацией тепла

207,48

754,52

1426,2

0,887

2.3.

Десорбция газом

161,06

800,94

1514,0

0,942

2.4.

Десорбция газом с рекуперацией тепла

92,01

869,99

1644,5

1,023

3.

Экстракционный

3.1.

Без рекуперации тепла

312,6

649,4

1227,5

0,763

3.2.

С рекуперацией тепла

12,36

946,64

1795,2

1,12

Однако, сравнение адсорбционного и экстракционного методов только энергозатратами было бы неполным, если не учесть ряда дополнительных факторов, технологического и экономического характера, в частности:

  • соотношение материальных затрат на адсорбент - уголь АР-3 - и экстрагент – кумол;
  • капитальные вложения на реализацию технологий адсорбционной и экстракционной очистки сточных вод;
  • возможности использования в технологии полученных экстракцией растворов бутанола, содержащих ~ 0,5 масс.% кумола;
  • затрат на утилизацию отработанного угля;
  • степени воздействия применяемых веществ на окружающую среду.

Сочетание всех перечисленных выше факторов позволяет утверждать, что наиболее оптимальным методом очистки сточных вод производства бутилацетата следует считать экстракционный метод с использованием кумола в качестве экстрагента. Данная технология позволит в полной мере решить проблемы антропогенного воздействия производства бутилацетата на экосистему в районе расположения ОАО «Дмитриевский химический завод», в частности, на качество воды в реках Кинешемка и Волга.

Результаты проведенных исследований стали основой для оценки эколого-экономической эффективности предлагаемых методов очистки сточных вод производства бутилацетата.

Надежным показателем уровня загрязнения сточных вод органическими соединениями является показатель химического потребления кислорода. Уровень ХПК в сточных водах предприятия достигает 19000 мг/л. Очистка стоков методом ректификации не позволяет достигать нормативных показателей, установленных для приема сточных вод на биологические очистные сооружения предприятия, которые составляют 300 мг/л. Степень очистки стоков на БОС предприятия по ХПК не превышает 50% и соответственно в поверхностные воды р.Кинешемка поступает значительно количество загрязненных стоков с показателем ХПК до 5 000 мг/л. Масса сброшенного загрязняющего вещества составляет 25,208 т/год. Размера вреда, причиненного р.Кинешемка сбросом загрязняющих веществ в составе сточных вод, проводился по Методике исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства и составил 2 956, 84 тыс.руб. Проведенная оценка эколого-экономической эффективности показала, что экстракционный метод очистки имеет положительные характеристики, и в случае реализации комплекса природоохранных мероприятий составит 16 008,88 рублей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

  1. Проведено исследование процессов ректификации водных растворов бутанола и бутилацетата, адсорбции органических компонентов раствора на активных углях различных марок, а также экстракции бутанола и бутилацетата из водных растворов кумолом. Определены основные физико-химические и термодинамические характеристики ректификации, адсорбции и экстракции. Концентрационные характеристики водных растворов органических соединений моделировали состав сточных производства бутилацетата, действующего на ОАО «Дмитриевский химический завод» г.Кинешма.
  2. С использованием результатов исследований составов равновесных смесей в ходе ректификации показано, что оптимизацией стадии ректификации возможно стандартизировать концентрацию органических примесей в различных режимах проведения процесса, а также снизить энергозатраты на проведение технологической операции за счет регулирования доли отбираемого дистиллята на существующей ректификационной колонне и введения в технологическую схему стадии рекуперации.
  3. Установлено, что процесс адсорбции протекает по механизму объемного заполнения пористого пространства активных углей органическими соединениями. Экспериментальные изотермы адсорбции могут быть описаны в рамках теории объемного заполнения микропор.
  4. С использованием результатов адсорбционного эксперимента предложена технологическая схема очистки сточных вод производства бутилацетата с использованием в качестве адсорбента активных углей. Адсорбционный метод позволяет обеспечить очистку сточных вод производства бутилацетата до остаточных концентраций органических примесей не выше 0,1 масс.%, что не превышает нормативных показателей предельно допустимых сбросов по данным соединениям для водоемов рыбохозяйственного назначения.
  5. Экспериментально получена диаграмма состояния системы вода-бутилацетат-бутанол-кумол и определены коэффициенты распределения компонентов в равновесных фазах. Установлено, что в широкой области концентраций на диаграмме присутствуют область расслоения, а коэффициенты распределения бутилацетата существенно превышают их значения для воды и бутанола.
  6. С использованием результатов исследований равновесий в системе вода-бутилацетат-бутанол-кумол предложена экстракционная схема очистки сточных вод производства бутилацетата которая позволяет достичь высокой степени очистки стоков и достичь нормативных показателей на сбросе в поверхностные водоемы рыбохозяйствнного значения.
  7. Проведена оптимизация энергетических затрат по технологиям адсорбционной и экстракционной очистки сточных вод производства бутилацетата. Показано, что использование схем рекуперации тепла позволяет возвратить в технологический цикл до 90% тепловой энергии, затрачиваемой на очистку.

8. Проведенное эколого-экономическое обоснование рассмотренных технологий очистки сточных вод производства бутилацетата позволило сделать вывод о том, что экстракционный метод очистки имеет положительные эколого-экономические показатели и является эффективным методом очистки органических компонентов из их водного раствора.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Идрисова С.Ф., Гриневич В.И., Адсорбционная и экстракционная очистка сточных вод производства бутилацетата.// Изв.вузов. Химия и хим. технология. -2009. Т52.№ 4.- С.41-44.

2. Идрисова С.Ф., Колесов С.В., Адсорбционный способ очистки оборотной промышленной воды в производстве бутилацетата. // Вестник Оренбургского государственного университета. -2007. Т75. № 10. - С.142-144.

3. Идрисова С.Ф., Колесов С.В.Сравнительный анализ различных методов очистки водных растворов производства бутилацетата /Инновации и перспективы сервиса: Сборник научных статей III Международной научно-практической конференции.- Уфа 2006 г. УГАЭС.,-С.146-149.

4. Идрисова С.Ф., Шарипова С.Г.Исследование состава сточных вод предприятия по производству железобетонных конструкций / Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства: сборник научных трудов.–Уфа:«Гилем»,2006.,-С.49-51.

5. Идрисова С.Ф., Колесов С.В. Основные моменты получения изобутилацетата марки «А» в ходе лабораторных испытаний / III Международной конференции по химической технологии посвященной 100-летию со дня рождения академика Николая Михайловича Жаворонкова: Сборник научных статей.-Москва ИОНХРАН.2007.,-С.87-88.

6. Куприянова Т.В., Идрисова С.Ф., Муртазина О.В.Сравнительный анализ методов очистки эфиро-воды по тепловым затратам /Наука.Творчество.Инновации. Сборник трудов студенческой научно-практической конференции, посвященной 10-летию филиала ГОУ ВПО МГУТУ. -Мелеуз 2007 г., С.213-214.

7. Идрисова С.Ф. Экстракционный метод очистки сточных вод производства сложных эфиров/Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: Матер.Всероссийской науч.-практич.конф. с междун. участием. Выпуск 5.- Киров, Россия, 2007 г.,-С.142-143.

8. Идрисова С.Ф. Основные моменты решения проблем очистки промстоков производства бутилацетата / Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: Матер.Всероссийской науч.-практич.конф. с междун. участием. Выпуск 5.- Киров, Россия, 2007 г.,-С.354-356.

9. Идрисова С.Ф. Изучение десорбции угля АР-3 инертным газом / Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: Матер.Всероссийской науч.-практич. конф. с междун. участием. Выпуск 5.- Киров, Россия, 2007 г.,-С.356-357.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»