Разработка технологии очистки воды и регенерации растворителей на промышленных предприятиях
Проведено математическое описание равновесия жидкость-жидкость по уравнению МКТЬ экспериментальных и литературных данных в составляющих исходной смеси. По полученным параметрам бинарного взаимодействия смоделировано равновесие жидкость-жидкость в системе (АЦ-ЭС-ЭЦ) — В — (Т-БС-БА). Проведено математическое описание уравнением Вильсона экспериментальных и литературных данных по парожидкостному… Читать ещё >
Разработка технологии очистки воды и регенерации растворителей на промышленных предприятиях (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Содержание
- Сокращения и условные обозначения
- Х.Решение вопроса экологии и ресурсосбережения в промышленных центрах
- 1. 1. Создание ресурсосберегающих и малоотходных технологий
- 1. 2. Загрязнение окружающей среды жидкими отходами
- 1. 2. 1. Анализ существующего положения с отработавшими растворителями в стране
- 1. 2. 2. Проблема утилизации и регенерации жидких отходов, содержащих растворители
- 1. 2. 3. Методы извлечения растворителей из паровоздушной смеси
- 1. 3. Методы утилизации и регенерации жидких отходов
- 1. 3. 1. Методы утилизации
- 1. 3. 2. Методы частичного или полного обезвреживания
- 1. 3. 3. Методы регенерации
- 1. 4. Использование ректификации как метода очистки сточных вод и регенерации растворителей
- 1. 5. Возможные технологии регенерации отходов, содержащих растворители
- 1. 5. 1. Регенерация растворителей из ванн обезжиривания изделий
- 1. 5. 2. Регенерация растворителей из ванн обезвоживания поверхностей
- 1. 5. 3. Регенерация смесей, образующихся при нанесении лакокрасочного покрытия
- 1. 6. Цели и задачи работы
- 2. 0. боснование и характеристика объекта исследований
- 2. 1. Анализ существующего положения с отработавшими растворителями в г. Барнауле
- 2. 2. Свойства компонентов исследуемой смеси
- 2. 3. Предварительная подготовка смеси к регенерации 39 З. Методика анализа и эксперимента
- 3. 1. Очистка веществ
- 3. 2. Хроматографический анализ
- 3. 3. Исследование парожидкостного равновесия
- 3. 4. Исследование равновесия жидкость-жидкость
- 3. 5. Лабораторные исследования по ректификации
- 3. 6. Вычислительный эксперимент по ректификации 50 4. Экспериментальная часть
- 4. 1. Экспериментальное исследование парожидкостного равновесия
- 4. 2. Экспериментальное исследование фазового равновесия жидкость- жидкость
- 4. 3. Математическое описание парожидкостного равновесия
- 4. 4. Математическое моделирование равновесия жидкость-жидкость и взаимной растворимости
- 5. Синтез возможных вариантов технологических схем очистки воды и регенерации растворителя
- 6. Оптимизация режимов альтернативных схем очистки воды и регенерации растворителя
- 6. 1. Основные положения оптимизации
- 6. 2. Периодическая ректификация (Вариант 1)
- 6. 3. Непрерывная ректификация на комплексе колонна-сепаратор" (Вариант 2)
- 6. 4. Организация процесса очистки воды и регенерации растворителя
- 7. Сравнение альтернативных вариантов технологических схем очистки воды и регенерации растворителя
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
1. Разработана методика хроматографического анализа исходной смеси, а также водных смесей спиртов, кетонов, эфиров, ароматических углеводородов.
2. Получены новые экспериментальные данные по фазовому равновесию жидкость-пар в 4 бинарных и 3 тройных составляющих исходной смеси. Установлена степень отклонения системы от идеального состояния.
3. Проведено математическое описание уравнением Вильсона экспериментальных и литературных данных по парожидкостному равновесию в составляющих исходной смеси. Показана адекватность воспроизведения моделью фазового пространства равновесия жидкость-пар в изученных системах.
4. Получены новые экспериментальные данные по равновесию жидкость-жидкость в тройной составляющей исходной смеси В-ЭЦ-Т. Система имеет бинодаль закрытого типа с преимущественным распределением ЭЦ в водный слой.
5. Проведено математическое описание равновесия жидкость-жидкость по уравнению МКТЬ экспериментальных и литературных данных в составляющих исходной смеси. По полученным параметрам бинарного взаимодействия смоделировано равновесие жидкость-жидкость в системе (АЦ-ЭС-ЭЦ) — В — (Т-БС-БА).
6. Предложено два варианта очистки воды и регенерации растворителя из жидких отходов, отличающихся способом получения целевых компонентовпериодической и непрерывной ректификацией.
7. Показано влияние флегмового числа и эффективности колонны на проведение процесса ректификации. Проведена оптимизация и определены наиболее приемлемые параметры режима работы ректификационных колонн периодического и непрерывного действия.
8. Предложено использование периодической ректификации на колонне со средним резервуаром для организации процесса утилизации отходов локально, на любом предприятии, и непрерывной ректификациидля централизованной переработки.
9. Проведено сравнение предлагаемых вариантов по выходу продуктов регенерации, по экономическим показателям.
10. Разработана малоотходная технология очистки воды и регенерации растворителей из жидких отходов, позволяющая сократить затраты предприятия на приобретение чистой воды и товарного растворителя. Предотвращенный экологический ущерб составляет 508.8 тыс. руб./год.
1. Потравный И. М., Захожай В. Б. Ресурсосбережение и охрана окружающей среды. К.: Урожай, 1990.-288с.
2. Зайцев В. А. Промышленная экология: Учебное пособие М.: РХТУ им Д. И. Менделеева, 2000 — 130с.
3. Основы экологии и охрана окружающей среды / Банников А. Г., Вакулин A.A., Рустамов А.К.- М.: Колос.-199б.- 303с.
4. Концепция создания государственной системы ООС от отходов производства и потребления М.: Зеленый мир, 1994, № 28, — С. 10−12.
5. Экологическая адаптация общества на постсоветском пространстве. Материалы 1 Международной конференции Санкт-Петербург, сентябрь 1999. -249 с.
6. Кузнецов О. А, Кузнецов П. Г., Большаков Б. Е. Система природаобщество-человек: Устойчивое развитие / Государственный научный центр Российской Федерации, ВНИИГЕОСИСТЕМ, Международный университет природы, общества и человека. «Дубна», 2000 г. 392 с.
7. Экологический вестник России.- 1998. № 4. С.53−60.
8. Бельков В. М., Чой Санг Уон Методы глубокой очистки сточных вод от нефтепродуктов // Химическая промышленность. -1998. № 5, — С. 14−21.
9. Избавление биосферы от токсичных отходов. Проблемы и пути эффективного решения. Соликамск, Соликамская типография, 1995. 26с.
10. Проблемы обработки токсичных промышленных отходов/Пер. ст. Канке Гид Зюцу, 1983. т.12. N3.-C.187−189.
11. Концепция создания государственной системы охраны окружающей среды от отходов производства и потребления.- М.: Зеленый мир, 1994. N28.-С.10−30.
12. Демонстрация новых технологий по переработке отходов.- JAPCA, 1987. Т.37. N9. С. 1000−1001.
13. Сокращение промышленных отходов в химической промышленности.- JAPCA, 1988. т.38. N1.-C.174−179.
14. Пат. 5 589 599 США Pyrolitic conversion of organic feedstoch and waste / Mc MuUer Frederic G., Mc MuUerDillon D. N255326, Заявл. 7.6.94, опубл. 31.12.96.
15. Traiterment des cov les prosedes dincineration pouranticiper sur le futur belan solvant/ Morgat Bruno-Environ et techn. 1997, N 168. — C. 23−27.
16. Пат. 5 471 931 США System and method for the traitment of hazardous waste material / Kosky John P. N28554, зявл. 3.8.94, опубл. 5.12.95.
17. Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсичных отходов ./Сокр. пер. с англ. В. А. Овчаренко.-М.: Стройиздат, 1996.-288с.
18. Николаев А. Н., Гортышов Ю. Ф. Рекуперация органических растворителей из газовых выбросов промышленных предприятий //Химическая промышленность.-1989. № 4.-С.245−248.
19. Извлечение летучих компонентов органических растворителей из воздуха //Ind. and Eng. Chem. Res. -1997, № 9 С. 3815−3820.
20. Матюшин Ю. И. Оборудование по защите окружающей среды от вредных выбросов отделочных производств.- Б.М., 1990. 59с.
21. Никулин Ф. Е. Утилизация и очистка промышленных отходов.- Л.: Судостроение, 1980.-232с. :ил.
22. Жданько Е. Ю., Тарасова Т. А., Клюшенкова М. И. и др. Адсорбционно-экстрактивная технология улавливания летучих органических веществ и установка для ее осуществления//Международный симпозиум. -Москва, 1996.-C.20.
23. Бобович Б. Б. Переработка промышленных отходов. Учеб. для ВУЗов.-М.: «СП Интермет Инжиниринг», 1999. 445с.
24. Бретшнайдер В., Курфюст И Охрана воздушного бассейна от загрязнений: технологии и контроль: Пер. с англ.- Л.: Химия, 1989.-288с.
25. Пальчуков П. Г., Сумаронов М. В. Утилизация промышленных отходов.- М.: Стройиздат, 1990.-352с.
26. Физико-химические свойства, методы очистки и регенерации некоторых органических растворителей / Ахмадеев В. Я., Темнова И. С., Савина Н. В. и др.- М.: ЦНИЛ Электроника, 1977. 102с.
27. Термические методы обезвреживания отходов. /Под. ред. К. Н. Богушевского, Т. П. Беспамятного.- Л.: Химия, 1975. 176с.
28. Бернадинер М. Н., Шурыгин А. Г. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов.- М.: Химия, 1990. 304с.
29. Шурыгин А. Г., Бернадинер М. Н. Огневое обезвреживание сточных вод.- Киев, Техника.- 1976. 200с.
30. Комарова Л. Ф., Кормина Л. А. Инженерные методы защиты окружающей среды. Техника защиты атмосферы и гидросферы от промышленных загрязнений: Учебное пособие. Барнаул, 2000. 391с.
31. Родионов А. И., Клушин В. Н., Систер В. Г. Технические процессы экологической безопасности (Основы энвайроменталистики) /Учеб. Для студентов технических и технологических специальностей.- Калужское издательство Н. Бочкаревой, 2000. 800с., ил., табл.
32. Очистка производственных сточных вод / С. В. Яковлев, Я. А. Карелин, Ю .М, Ласков, Ю. В. Воронов .-М.: Стройиздат, 1985.-335с.
33. Гвоздев В. Д., Ксенофонтов Б. С. Очистка промышленных сточных вод и утилизация остатков. М.: Химия, 1988. 112с.
34. Пат. № 891 959 Германия Способы обработки сточных вод, содержащих растворители // Kasha D, заявл. 17.7.97, опубл. 20.1.99.
35. Кульский Л. А., Строкач П. П. Технология очистки природных вод.-Киев, Вищашкола, 1986.-352с.
36. Николадзе Г. И. Технология очистки природных вод.- М.: Высшая школа, 1987.-479С.
37. Проскуряков В. А., Шмидт Л. И. Очистка сточных вод в химической промышленности.- Л.: Химия, 1977. 464с.
38. Ксенофонтов Б. С. Очистка сточных вод: флотация и сгушение осадков.- М.: Химия, 1992. 144с.
39. Очистка сточных вод и переработка отработанных растворов промышленных предприятий: Тез. докл. конф, — Пенза, 1990. 104с.
40. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов игазов.-Л.: Химия, 1983.-295с.
41. Заявка 19 513 376 Германия Способ и устройство для регенерации растворителей. Заявл. 8.4.95, опубл. 10.10.96.
42. Экономический способ регенерации растворителей без загрязнения окружающей среды.-Оа1уапо1ес11шк.-1997. 88. № 7. С.2295−2300. Нем.
43. Новые способы регенерации технологических жидкостей и газов. Chem. Eng. (USA).- 1998.-105. № 5. С. 50. Англ.
44. Экономический способ регенерации технологических жидкостей и газов.- Chem. Eng. (USA).- 1998. № 5. с. 50.
45. Коуата К. Л. Современное развитие обработки сточных вод с использованием мембран // Sei. and Ind. 1998. 72. № 11.-С.31−38.
46. Обезвреживание и регенерация твердых органических отходов и растворителей//Тез. докл. зональной конференции.- Пенза, 1990. 61с.
47. Регенерация растворителей в компактных установках.-Galvanotechnik.-1995. 86. № 9. С.2995−2996. Нем.
48. Distillation technology: the focus changes from produchion to waste reduchion / Licht Steven // Eng. J 19 997, № 1 — C.27.
49. Бедрик Б. Г., Гулков П. В., Калашников СИ. Растворители и составы для очистки машин и механизмов: Справ, изд. -М.:Химия.-1989.-173с.
50. Виджисингхе Адикари Разработка технологических комплексов специальных методов ректификации для регенерации растворителей: Дисс. .канд. техн. наук.- М.: МИТХТ, 1995. 165с.
51. Полякова Л. В. Разработка технологии рекуперации растворителей в производстве кинофотоматериалов: Дисс. .канд. техн. наук.- Барнаул, 1983.-317с.
52. Катунина Е. П. Разработка технологии регенерации растворителей из спиртовой фракции производства Е-капролактана с использованием экстрактивной периодической ректификации.- Дисс.,.канд.техн.на5л.- Барнаул, 1993. 194с.
53. Сартакова О. Ю. Разработка технологии регенерации растворителей в производстве синтетического каучука СКДР.- Дисс.канд.техн.наук.- Барнаул, АлтПИ, 1993. 208с.
54. Бельдеева Л. Н. Разработка технологии разделения водных смесей спиртов С1-С4 и их алкилацетатов на примере смеси вода-бутанол-бутилацетат.- Дисс.канд.техн.наук.- Барнаул, 1992. 167с.
55. Христенко М. С. Разработка технологии регенерации растворителей из гетерогенной полиазеотропной смеси с использованием экстрактивной ректификации .- Дисс.канд.техн.наук.- Барнаул, 1988. 290с.
56. Бахтина И. А. Разработка малоотходной технологии производства бутилцеллозольва.-Дисс.канд.техн.наук.- Барнаул, 1998. 189с.
57. Горелова О. М. Разработка малоотходной технологии производства бензойной кислоты.- Дисс.канд.техн.наук.- Барнаул, 1999. 150с.
58. Марченко И. М. Разработка процесса ректификации водной смеси органических растворителей с целью их рекуперации в производстве видеолент: Дисс. .канд. техн. наук.- Барнаул, 1987.-240с.
59. Ненашева М. Н., Цимберг М. Б. Микробиологическая очистка сточных вод, содержащих токсичные вещества //Гигиена и санитария.-1999.-№ 1. С.52−53.
60. Кива В. Н., Старостин В. В., Черепахина В. А., Тимофеев B.C. Разделение смесей методом ректификационного перераспределения. /Химическая промышленность.- 1988. № 9. С.45−49.
61. Тимофеев B.C. Технологические аспекты построения гибких автоматизированных производственных систем //Журнал ВХО им Д. И. Менделеева.- 1987. т.32, № 3 С.265−268.
62. Кафаров В. В., Макаров В. В., Нгуан Суан Нгуан. Моделирование и оптимизация периодических процессов и систем химической технологии. М.: ВИНИТИ, 1984. № 12. С.3−92.
63. Кива В. Н., Серафимов Л. А. Основные закономерности периодической ректификации в ретроградной колонне.//Журнал физической химии.- 1973.-№ 6.-0.1384−1388.
64. Плановский А. Н., Николаев П. И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для вузов.- М.: Химия, 1987. 496с.
65. Коган В. Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация.- С-Пб.: Химия, 1971.-431с.
66. Разделение смесей периодической ректификацией /Chem. and BiochemEng. Qurt. -1992. 6, N4 — С. 181−188.
67. Diwekar V. M., Maliu R.V. Optimal reflux rate policy determination for multicomponent batch distillation/ Comput. And Chem. Eng. 1987, N11 — p. 626.
68. Shortall procedure for simulation batch distillation operations //Ind. and Eng. Chem. Res. 1993, N3 — p. 511−518.
69. Вайсбергер A. Перегонка. M.: Иностранная литература, 1954. 572с.
70. Гельперин И. Н. Дистилляция и ректификация.- М., Л.: Госхимиздат, 1947.-321с.
71. Исследование ректификационного процесса с периодическим отбором продукта // Chem. and Chem. In. 1993, № 6 — C.43−46.
72. Мозжухин A.C., Серафимов Л. А., Тюриков И. Д. Методики исследования и аппаратура для разработки технологических схем регенерации неидеальных смесей // В сб. физико-химических основ ректификации Ы: МИТХТ им М. В. Ломоносова, 1970 — С.247−356.
73. Кафаров В. В. Гибкие автоматизированные производства химической промышленности. //Журнал ВХО им Д. И. Менделеева. 1987. т.32. № 3.-С.252−258.
74. Львов СВ. Некоторые вопросы ректификации бинарных и многокомпонентных смесей.- М.: Издательство Академии наук СССР, 1960.-166с.
75. Девятых Г. Г., Зорин Л. Д. Летучие неорганические гидриды особой чистоты.- М.: Наука, 1974. 1670с.
76. СНиП 2.04 03 85, Канализация. М.: Стройиздат, 1986.-72с.
77. Лакокрасочные материалы в машиностроении/ Справочное издание. Под ред. М. М. Гольберга, М, Машиностроение, 1974, — 576с.
78. Руководство по газовой хроматографии /Под ред. Л. А. Жуховицкого.-М.: Химия,!969. 503с.
79. Анваер Б. И., Шварцман В. П., Шляхова А. Ф. Руководство по газовой хроматографии /Под ред. Л. А. Жуховицкого.- М.: Мир, 1969. 503с.
80. Хроматография. Практическое приложение метода. В 2-х частях./ Под ред. Э. Хэфмана.- М. :Мир, 1986. 442с.
81. Горлова H.H., Комарова Л. Ф., Полякова Л. В. Разработка методики анализа смеси спиртов, кетонов, эфиров, ароматических углеводородов и их водных смесей.//Химия растительного сырья.- 2000. № 1. С. 139−142.
82. Коган В. Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. Равновесие между жидкостью и паром.- М., Л.: Наука, 1966. т.1−2. 1357с.
83. Термодинамика равновесия жидкость-пар / Морачевский А. Г., Смирнова М. А., Петровская Е. М. и др. Под ред. А. Г. Морачевского.- М.: Химия, 1989. 344с.
84. Киселев В. Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. Справочник по растворимости. В 2-х томах.- С-Пб.: Издательство Академии наук СССР, 1962. 1960с.
85. Трейбал Р. Жидкостная экстракция. М.: Химия, 1966. 724с.
86. Френсис Б. А. Равновесие жидкость-жидкость. Пер. с англ. Рогинский Н. Г. Под ред. Цуклиса Д.С.- М.: Химия, 1969.-238с.
87. Петлюк Ф. Б., Серафимов Л. А. Многокомпонентная ректификация. Теории и расчет: М.: Химия, 1983 304 с.
88. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.-М.: Химия, 1973.-754с.
89. Моделирование, расчет и анализ процессов дистилляции азеотропных смесей / Ind. Eng. Chem. Res.- 1993, N4.-p.620−633.
90. Метод бинарных итераций для решения систем уравнений теплового и материального балансов и равновесных соотношений для ректификационных колонн // Ind. Eng. Chem. Res.- 1992, N6.-p.705−711.
91. Давыдян А. Г. Особенности процессов периодической ректификации в колоннах разного типа: Дисс. .канд. техн. наук.- М.: НИФХИ, 1991. 162с.
92. Уэллес С. Фазовые равновесия в химической технологии: В 2-х частях. Пер. с англ.- М.: Мир, 1989. 304с.
93. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей.- Л.: Химия, 1989.-344с.
94. Равновесие жидкость-пар /Людмирская Г. С., Барс>тсова Т.А., Богомольный A.M. и др. //Под ред. A.M. Богомольного.- Л.- Химия, 1987.-336с.
95. ПО. Горлова H.H., Греднева Т. М., Васильева С. А., Полякова Л. В., Комарова Л. Ф. Изучение фазового равновесия жидкость-пар в составляющих отработавших растворителей// Журнал «Прикладная химия», 2001. № 8, т.74.-С. 1249−1252.
96. ИО. Крель Э. Руководство по лабораторной перегонке /Пер. с нем. Под ред. В. М. Олевского. М.: Химия, 1975.-240с.
97. Дуброва Е. Б., Зайцев В. А. Лабораторный практикум по курсу «Промышленная экология»: Учеб. Пособие/РХТУ им Д. И. Менделеева.- М.: 2000. 168с.
98. Экономика химической промышленности: Учебник для вузов/ В. Л. Клименко, П. П, Табурчак, СП. Иванова и др.- Под ред. В. Л. Клименко.- Л.: Химия, 1990.-288С.
99. ИЗ. Шах А. Д., Погостин С. З., Альман П. А. Организация, планирование и управление предприятием химической промышленности: Учебник/ Под ред. Н. П. Федоренко.- М.: Высшая школа, 1981.-432с.124.