Разработка аппаратурного утилизации отработанных ионнообменных смол в процессе производства

Введение....................................................................................................5
1. Аналитический обзор…………………………………………………6
1.1 Современное представление по утилизации с использованием отработанных ионнобменных смол……………..6
1.2 Природоохранные технологии по снижению негативных последствий на окружающую среду отработанных ИОС…………11
1.3 Обзор оборудования для процессов обезвоживания и сушки эластомеров.......................................................................................15
1.3.1 Оборудование процессов обезвоживания……………………...15
1.3.2 Червячные машины……………………………………………...17
2 Технологическая часть…………………………………………..21
2.1 Разработка принципиальной схемы технологической схемы получения полимерных композиций с использование ОИС…….21
2.2 Материальный баланс процессе производства получения полимерных композиций с использованием вторичных полимерных ресурсов…………………………………………….25
2.3 Выбор конструктивных материалов…………………………….27
2.4 Конструктивный расчет основного технологического оборудования………………………………………………………28
2.4.1 Основные параметры сушильно-отжимной машины…..28
2.4.2 Определение усилий, действующих на червяк………….32
2.5 Прочностной расчет основного технологического оборудования………………………………………………………34
2.5.1 Расчет червяка на прочность……………………………………34
2.5.2 Расчет корпуса машины…………………………………………39

3. Безопасность проекта……………………………………………….41
3.1 Характеристика опасных и вредных производственных факторов(ОВПФ)………………………………………………………..41
3.1.1 Физические ОВПФ………………………………………..41
3.1.2 Химические ОВПФ…………………………………….....44
3.1.3 Психофизиологические ОВПФ…………………………..45
3.2 Безопасность в чрезвычайных ситуациях……………………….45
4 Эколого-экономические расчеты……………………………….46
4.1 Расчёт платы за загрязнение окружающей природной среды ........................ ……………………………………………………46
4.2.1 Расчет платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух ………………………………………………….46
4.2.2 Расчет платы за сброс загрязняющих веществ в водные объекты .................................................................................................................47
4.2.3 Расчет платы за размещение отходов..................................... 48
4.2.4 Суммарная плата за негативное воздействие на окружающую среду .......................................................................................................48
4.3 Определение величины ущерба и предотвращенного ущерба ................................................................................................................ 48
4.3.1 Определение величины ущерба атмосферному воздуху .................................................................................................................49
4.3.2 Определение величины предотвращенного экологического ущерба природной среде от снижения загрязнения отходами производства и потребления................................................................50
4.3.3 Определение величины ущерба и предотвращенного экологического ущерба водным ресурсам ........................................51
4.3.4 Определение общей величины ущерба предотвращенного
экологического ущерба окружающей среде ………………..…52
4.4 Расчет технико-экономических показателей……………………..52
4.4.1 Расчет капитальных затрат………………………………….....54
4.4.2 Расчет эксплуатационных расходов…………………………56
4.4.3 Расчет прибыли от реализации продукции…………………..59
4.5 Определение эколого-экономической эффективности………….59
Заключение .............................................................................................60
Список использованных источников...................................................61

Весь текст будет доступен после покупки

В современном промышленном производстве широко используются ионообменные смолы для различных целей, включая очистку воды, обработку отходов, и производство эластомерных композиций. Однако, отработанные ионообменные смолы представляют собой опасные отходы, требующие специального утилизации для предотвращения негативного влияния на окружающую среду и человеческое здоровье.
В данном исследовании рассматривается разработка аппаратурного оформления для утилизации отработанных ионообменных смол в производстве эластомерных композиций. Целью данного проекта является разработка эффективного и экологически безопасного метода обработки отработанных ионнообменных смол, позволяющего использовать их в производстве эластомерных композиций с минимальными вредными последствиями.
Также будут рассмотрены основные принципы работы и оборудование для утилизации отработанных ионнообменных смол, а также их возможное применение в производстве эластомерных композиций. Разработка аппаратурного оформления для утилизации отработанных ионнообменных смол позволит снизить негативное воздействие на окружающую среду и создать более устойчивую и экологически чистую производственную практику. Целью данной дипломной работы является разработка способа утилизации ионообменных смол в процессе производства эластомерных композиций, с подбором подходящего оборудования и выбора наилучшего аппаратурного оформления.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Аналитический обзор

1.1 Современное представление по утилизации с использованием отработанных ионнобменных смол

Ионообменная смола или ионообменный полимер представляет собой нерастворимую матрицу (или несущую структуру), обычно имеющую форму мелких (диаметром 0,5-1 мм) шариков, обычно белого или желтоватого цвета, изготовленных из органической полимерной основы. Гранулы обычно пористые, что обеспечивает большую площадь поверхности. Захват ионов происходит с одновременным высвобождением других ионов; таким образом, этот процесс называется ионообменом. Существует несколько типов ионообменной смолы. Большинство коммерческих смол изготавливаются из полистиролсульфоната.
Ионообменные смолы широко используются в различных процессах разделения, очистки и обеззараживания. Наиболее распространенными примерами являются умягчение и очистка воды.
Большинство типичных ионообменных смол основаны на сшитом полистироле. Настоящие ионообменные участки вводятся после полимеризации. Кроме того, в случае полистирола сшивание происходит путем сополимеризации стирола и нескольких процентов дивинилбензола (несшитые полимеры растворимы в воде). Сшивание снижает ионообменную способность смолы и увеличивает время, необходимое для завершения процессов ионообмена, но повышает прочность смолы. Размер частиц также влияет на параметры смолы; более мелкие частицы имеют большую внешнюю поверхность, но вызывают большую потерю напора в колонных процессах
Известно[1]- что использование термической переработки или сжигания хемосорбентов – отработанных ионнобменных смол ОИС сопровождается образованием газовых выбросов и золы, при этом в отходящих газах преобладают ПАУ с невысокой молекулярной массы, а в золе тяжелые ПАУ, что исключает использование данного метода при обезвреживании сорбентов
Ионообменная смола представляет собой пористый полимер с высокой молекулярной массой. У нее есть несколько групп, которые могут быть обменены на ионы в растворе, с которым она вступает в контакт. Ионообменные смолы выпускаются различных типов и широко используются при очистке сточных вод. Они удаляют нежелательные ионы из сточных вод, поскольку могут обмениваться нежелательными ионами со своей функциональной группой. Ионообменные смолы выигрывают от высокой селективности разделения, простоты обращения и многоразовости смолы. Немногие смолы слишком дороги, но поскольку они многоразовые, это делает их экологичными и экономичными.
Ионный обмен - это химический процесс для удаления нежелательных растворенных ионов из воды и сточных вод. Для удаления ионов они обмениваются ионами, имеющими аналогичный заряд.
Ионы являются распространенными загрязнителями воды. Чем больше ионов растворено в воде, тем выше общее содержание растворенных твердых веществ и электропроводность Ионный обмен - наиболее эффективный способ очистки воды от загрязняющих веществ.
Двумя наиболее распространенными методами ионообменной обработки воды являются умягчение воды и деионизация воды. Умягчители воды воздействуют на ионы магния и кальция, заменяя их ионами натрия. В процессах деионизации воды катионы обмениваются на ионы водорода, а анионы - на гидроксильные ионы. Другие методы ионного обмена включают деминерализацию воды и деалкализ.[2]

Весь текст будет доступен после покупки

1. Гусев Ю.К., Папков В.Н., Каучуки эмульсионной полимеризации. Состояние производства в Российской Федерации и научно-исследовательские работы Воронежского филиала ФГУП «НИИСК» //Каучук и резина. – 2013. – №
2. Андреев Р.А. Получение саженаполненных каучуков и резин с использованием отходов производств эластомеров: автреф. Дис. канд. техн. Наук: 05.17.06 / Андреев Роман Александрович. – Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад., 2005. – С. 19.
3. Куликов Е.П., Гусев А.В., Шевченко А.Е., Рачинский А.В. Охрана окружающей среды при производстве и переработки мономеров и эластомеров.
– Воронеж: Центрально-черноземное книжное издательство. –2011. – С. 320.
4. Постановление главы администрации города Воронежа № 129 «Об утверждении норм предельно-допустимых концентраций (ПДК) загрязнений, содержащихся в сточных водах, направляемых в городскую канализацию» от 09.02.95.
5. Корнев А.Е., Буканов А.М., Шевердяев О.Н. Технология эластомерных материалов. М.: Эксим. – 2010. – С. 48-53.
6. Кербер, М.Л. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология [Текст]: учеб. пособие / М. Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г. С. Головкин и др.; под ред. А.А. Берлина. - СПб.: Профессия, 2012. – 560 с.
7. Краус, Дж. Усиление эластомеров [Текст] / Дж. Краус; пер. с англ. под ред. К.А. Печковской. – М.: Химия, 1968. – 483 с.

Весь текст будет доступен после покупки