Очистка газових викидів і стоків

Реферат на тему:

Очистка газових викидів і стоків Системи забеспечення екологічної безпеки підприємств На нафтопереробчих підприємствах України у рамках загальної системи управління створени і постійно діють комплексни системи управління екологічною безпекою підприємств. Такі системи мають організаційну структуру і виконують обов’язки з планування, контролю та розподілу діяльності окремих структур по забезпеченню встановленних екологічних показників, ведуть роботи по реалізації екологічної політики і планів вдосконалення технології на підприємстві в галузі охорони довкілля.

Основни принципи системи управління екологічною безпекою:

— робота по забезпеченню якості екологічних характиристик розглядається, як одна з пріоритетних;

— планування ресурсів для досягненя екологічної безпеки в достотьому обсязі;

— встановленя і підтримка зв’язків з заінтерисованими сторонами (вищестоячі організації, подрядчики, контролюючі органи, місцеві органи влади і інші);

— розробка документів по обов’язкам і відповідальності працівників підприємства за порушення екологічних вимог;

— постійне поменшення характиристик екологічності і такі інше.

На підприємствах створені лабораторії, що ведуть регулярний моніторінг навколишнього середовища, контроль та статистичний аналіз екології і якості характиристик повітряного і водного басейнів.

Джерела забруднення нафтопереробчих підприємств Експлуатація НПЗ веде до значного забруднення атмо-, гідрота літосфери, тому вирішення природоохоронних питань з врахуванням існуючого передового світового досвіту є важливою задачою. основні причини забруднення-газові викиди, стічні води, нафтошлами, кислі гудрони, (в процесах очистки) забруднення грунту, надмішковий мул.

Газові викиди вміщують такі забруднення-оксиди азоту, вуглеводневі гази, оксиди сірки і сірководень.

Щорічний склад оксидів азоту в атмосферу Землі складає 40 млн. т, в основному це димові гази. В схемах установок НПЗ широко використовують трубчаті печі, їх викиди вміщують значну кількість оксидів азоту, але вміст NОx в димових газах до 0,02% і це не дозволяє проводити ефективну очистку.

Існують такі засоби зменшеня вмісту оксидів азоту в димових газах: двухступеневе спалення палива (спочатку з недостатками кисню, потім з його надлишком), додаткове екранування поверхні нагріву, вприск пари або води в зону горіння, рециркуляція продуктів згорання.

У сучасних трубчатих печей вміст оксидів азоту в димових газах на 20−25% зменшено за рахунки вдосконалення конструкції. Вибір приоритетних способів зменшення вмісту NОx в кожному випадку повинен визначатися техніко-економічними розрахунками.

Основний скид вуглеводних газів-гази виробництв бітуму та СЖКдо 40г/м3. Створені установки термічного знешкодження, основним елементом, котрий є двухступенчатий циклонний апарат. Він відрізняється від звичайних камерних топок роздільним згоранням підсвічуючого палива (природний газі знешкоджуючого газу в різних камерах (ступіннях) та циклоно-вихідногоструктурою топочного простору. Це дозволяє проводити знешкодження досить ефективно (95−98%). Потужність устоновок до 20тис. м3/годину. З метою покращення економічних показників у схемах встановлюють регенеративні теплообмінювачі або котел-утилізатор.

Останнім часом все більш розповсюдження отримують каталітичні засоби знешкодження.

Щорічно в атмосферу Землі скидаються 280млн. т оксидів сірки і 44% цієї кількості пов’язано з виробництвом та спалюванням нафтопродуктів.

Вміст SO2 В димових газах не перебілішує 0,02%. Ця величина є порогом ефективності існуючих технологій сіркоочистки. Тому основним напрямком вирішення данної екологічної проблеми є попередня очистка сировини від сірки, тобто усунення причини, а не боротьба з наслідками. Теж саме стосується і сірководня.

Стічні води, що їх скидають у прісноводні басейни складають 98% від загального споживання простої води на Україні 80млрд. м3.

Питома витрата свіжої води на НПЗ складає 0,5 м³ на 1 т перероблюванної нафти при палівному варіанті переробки. Питома витрата оборотної води складає 13 м3/т.

Основний шлях зменшення забруднення довкілля-удосконалена існуючих та впровадження нових технологій очистки та доочистки води.

Серед сточних вод найбільші по кількості солоні стоки після електрознесолюючих установах, примірний склад стоків ЕЛЗУ (в мг/л):феноли 10−20, нафтопродукти 1*103−10*103, мінералізація 30*103−40*103, зважені речовини 300−800. ліквідація скиду солоних стоків є важливою задачою. На Україні організована їх переробка на Лисичанському і Кременчуцькому НПЗ методи термічного знешкодження.

Нафтошлам утворюється в об'ємі до 0,15% від нафти-це самий багатотанажний видхід. На сьогодні їх кількість на НПЗ України складає понад 0,5млн.т. Питанню переробки шламів вділяють багато досліджень та розробок. Відомі різні методи їх переробки-розділення на центрифугах чи окремою переробкою його частин-верхнього, середнього та нижнього шарів (використовують у виробництвах керамікі, цегли, цементу, тощо).

Забруднення грунту відбувається при розливі нафти та натопродуктів на теріторії.

Технологічні засоби очистки викидів Останній метод очистки газів-термічне знешкодження. Для цього використовують допельні системи, камерні топки та циклонні апарати. Крім того в складі установок використовують абсорбційну, каталітичну та інші методи очистки. При очистці маломінералізованих рідких атомів використовують комбінаційнії різноманітних методів-механічних, фізико-хімічних, біологічних. Вибір комбінації залежить від кількості та якості стічних вод та від санітарних вимог регіону. На захист гідросфери йде до 75% витрат на захіст довкілля.

Солоні стоки після знесоленя нафти очищають на Кременчуцькому НПЗ на адіабатній випарній станції під тиском. Недолік цього процесу-високі температури. Установка Лисичанського НПЗ включає отробку стоків содою та оксидом Са, шостикорпусну вакуумну станцію та вузел одержання сухої солі. На інших НПЗ солоні сиоки розбавляють і направляють на діючі очисткі споруди підприємства.

Нафтошлами використовують в різних виробництвах, але більшу частину вивозять на свалки.

На нафтошлами розроблені теннічні умови, як на товарний продукт, щоб ініціювати його використовування та переробку.

За забруднення навколишнього середовища встановлені нормативніплати:

— за викиди в атмосферу забруднюючих речовин стаціонарними і пересувними джерелами забруднення;

за скиди забруднюючих речовин у поверхкові води, а також підземні горизонти, у тому разі, за скиди через систему комунальної каналізації.

— за розміщення відходів у навколишньому середовищі.

По даним 1990;1991 р на рік на ОНПЗ (потужність 3,84млн.т/рік)плата за скиди в атмосферу 1865тис.крб., плата за скиди у воду 1900 тис.крб., плата за розміщення відходів 42,64 тис.крб., усього 3811,9тис.крб., тобто 0,99крб/тн.

Переробка попутних нафтових жирних газів В схемах перегонки нафти вторинної перегонки бензинової фракції на інших установках відгоняють головну фракцію НК-65 яка вміщує (у середньому) СН4−6%, С2−5,4%, С3−19,7%, С4−66%, С5−1,4%, крім того, компоненти бензину С5-С6. подібні газові фракції С1-С4 відділяються в бензинових газосепараторах. Такі фракції скраплюють під тиском 1−3МПа, але значна їх кількість залишається у вигляді газу, який називають жирним газом. Він вміщує С1- 12%, С2 -10%, С3−25%, С4−52%. Це основні компоненти, крім них жирний газ вміщує вуглеводні С5-С6 (в меншій кількості).

Для відбензинювання жирних газів використовують абсорбційний методза допомогою неполярного абсорбента-бензинової фракції при температурах 30−40чи нижче 0з використанням холодних установок. Таким чином зменшується кількість газу-головна фракція-до 10% від сировини (нафти), сухий газ-1−2%. Процес деетанізації-відділення газів С2-С3 чи дебутанізаці С1-С4 проводять у фракционіруючому абсорбері.

На ОНПЗ на деетанізаціюспрямовують вуглеводвеві гази та фракції НК-62з атмосферної перегонки нафти, вуглеводневих газів та фракція НК-62 з установки каталітичного ріформінгу. Здобувають сухий газ-23,5%, фракція С3 18,5%, фракція н-С4 16,9%, фракція ізо-С4 11,1%, фракція С5 30%.

Факельні системи НПЗ Факельні системи це поширенний на ОНПЗ метод спалення гарючих домішок в газових вибросах у повітрі. На факельні системи спрямовують некондиційні гази різних цехів підприємства, які мають такий склад, що робить їх спалення у печах неможливими. Факели палають на деякій висоті, від неї залежить розмір площі під факелом, де заборонено постійно знаходитись і працювати людям.

Стічні води НПЗ Витрати на захист гідросфери складають до 75% від загальних витрат на екологічні роботи. У кожному разі використовують комбінацію різних методів-механічних, фізико-хімічних, біологічних.

Любий скид промислових сточних вод погіршуєумови водовикористання та водоспоживання, тобто використання води з природних джерел для різних потреб. Іноді вода в наслідок великої кількості стоків стає непригодною навіть для промислових цілей.

Сточні води з нафтопродуктами поперше вміщують шкідливі речовини, крім того, на поверхні водойомів створюються плівки нафтопродуктів, котрі зашкоджують переходу кисня з повітря у воду і знищують фауну та флору.

Вміст деяких речовин у стоках НПЗ, мг/л.

1 система каналізації 2 система каналізації.

(умовна чиста).

Нафтопродукти до 2000 до 500.

Зважени речовини до 300 до800.

Вміст солей до 1500 до 6000.

ПВА до 10 до 100.

Феноли до 5 до 5.

БПК до 300 до 450.

рН 7,8−8,6 7,5−7,8.

Солі з стічної води також шкідливі, вони порушують біохімічні процеси. ПВА придають воді неприємний смак і запах, дають піну. Вода, що вміщує 0,001мг/л фенолу дуже неприємна на смак.

Можливість скиду сточних вод встановлюють по вимогам, які встановлюють для якості води водоймища-вміст кісня. Після скиду вміст солей тощо.

Необхідну очистку стічної води до її складу при збросі розраховують виходячи з самоочищаючої здібності водоймища. Для цього треба мати детальні дані о кисловом балансі, о кількості води чи розході води у річці, о складі води, допустиму біологічну потребу кисню (БПК), допустимі зміни властивостей води та інше.

З другого боку треба знати склад стічної води, вміст шкідливих речовин, біологічну потребу кисню (БПК), вміст взважених чистиць та інші.

Наприклад, ПДК шкідливих речовин у водоймощах після змішування з стічною водою: нафтопродуктів 0,1−0,3мг/л, нафтопродуктів у рибних водоймах <=0.05, фенолу-0,001мг/л, ксилолу-0,05мг/л, рН від 6,5 до 8,5.

Розрахунок по взваженним речовинам-необхудну очистку знаходять з балансу по зваженній фазі.

G’с.в.* Cтс + в*Св='в + G’св)*(Сд +Св).

G’с.в-поток стстічної води, м3/ч;

G’в-розхід води у водоймищі, м3/ч;

Сст, Св-вміст зваженних речовин у стоці та водоймищі, г/м3(мг/л);

Сд=0,25 чи 0,75г/м3 допустимий підйом концентрації взваженних речовин по категорії водоймища;

оефіціент змішування, залежить від конструкції викускного каналу, глибини викиду і глибини водоймища, профілю дна і інших величин.

озраховують по імпірічним формулам (у середньому 0,3).

У створі повного зміщування (на деякій відстані від стоку) З балансу Сст=Сд*'в/G'с.в + 1) +Св Розрахунок по розчиненому в воді водоймища кисню-по кисневому балансу. Звідки :

Qc.в=в/0,4*G'с.в *(Ср-Смин -0,40 Ов) — Смин/0,4.

Ов-БПК річної води, г/м3;

Ос.в-БПК стічної води, г/м3;

Ср-вміст іисню у воді водоймище, г/м3,;

Смин-мінімальний вміст кисню у воді після зменшування, г/м3;

0,4-коефіцієнт, зв’язаний з неровномірною потребою кисню у перші 2 доби.

Після аеротенків іл осідає у відстойниках без аерації. Іл повертають в аеротенки, додатковий іл-відхід очистки.

Розрахунок по вмісту шкидливих речовин ведуть по методу Фраловаі Родзиллера з балансу:

В *CВ + G’C.В* ССТ = (В + G’С.В)*СПДК.

Звідки.

В.

ССТ = (СПДК — СВ) + СПДК.

G’С.В.

ССТ, СВвміст речовини у стоку та у чистому водоймищу, г/м3,.

СПДКгранично допустимий вміст після скиду, г/м3.

Очистка стіщних вод НПЗ Механічна очистка стічних вод Механічна очистка використовується для очистки від крупнодісперсних взвесей та домішок, як перша стадія у системі очистки стічної води. Для відділення тяжких частиц (піску) використовують пісколовки. Для відділення легкого шару нафтопродуктів та взвішенних частиц після пісколовушки використовують нафтоловушки.

Пісколовка-апарат прямокутної форми, де рідина рухається з швидкістю 0,1−0,3м/с. Час перебуття стічної води 30−120с, за цей час осідають мініральні частки розміром 0,15 мм та більш.

Розміри пісколовки знаходять по формулі:

L=h*U/U0.

L, hрозміри пісколовки, U, U0- швидкість води та осідання частиць, U0-знаходять з гідравлічної швидкості частиць.

Гідравлічна швидкість осідання частиць UГ, мм/с.

0,15 мм 0,25 мм 0,5 мм при 15 13,2 24,2 52,4.

при 10 11,5 22,5 50,7.

Після пісколовку воду очищують у нафтоловушціце залізобетонний резервуар з декількох секцій, глибина 2−2,4 м, ширина 2−6м. Довжину знаходять з часу перебування 2 години при швидкості 0,003−0,008м/с. Після нафтоловушки вміст нафтопродуктів-коло 100мг/л.

Біохімічна очистка При біохімічній очистці вмкористовують здібність деяких мікроорганізмів харчування органічними та неорганічними речовинами, ще вміщуються у стічних водах НПЗ — нафтопродукти при невеликому вмісті, сульфіди, солі NH4. Процес біохімічної переробки потребує кисень, розчинений у воді. Частина домішок мікроорганізми перетворюють у додаткову біомасу, іншу частину окислюють в нешкідливі речовини-воду, СО2, нітрат та сульфат-йони.

Процес переходу кисню з повітря у воду йде повільно, тому використовують аерацію стічних від, у котрих зважен активний іл-популяція мікроорганізмів. Подача повітря 20−25 (м3/м3 у годину) год-1.

Біохімічна очистка можлива в умовах, коли мікроорганізми зберегають життєву спроможність, тобто при деяких умовах вони можуть загинути. Тому вміст шкідливих речовин не повинен перевіщувати: феноли-1000мг/л, спиртів-500мг/л, йонів металів-10мг/л.

Важливі умови очистки-температура 20 рН від 5 до 9, вміст активного іла 2−4 мг/л.

Очистку проводять у аеротенках розрахованих на повну чи часткову очистку. Час аерації 4−12 годин, подачу стічної води розраховують виходячи з вміщувальної спроможності аеротенку .

V= G’СВ*>

С-С.

к*а*(1-S).

де а-вміст активного іла, кмг/г.год, Sзольність іла 0,25−0,35, С, Сміст нафтопродуктів до та після очистки, мг/л.

Наприклад, з 180 мг/л до 15мг/л 2000 м3/г стічної води очищають у аеротенках з робочим вмістом 12 000;14000м3, довжиною 40−120м, шириною 6−10м, глибиною 4−5м.

ЛIТЕРАТУРА.

1. 1.Технологические расчеты установок переработки нефти: Учебн. пособие для вузов / Танатаров М. А., Ахметшина М. И., Фасхутдинова Р. А. и др. / Под ред. М. А. Танатарова. -М.: Химия, 1987. -352 с.

2. 2.Химия нефти и газа: Учебн. пособие для вузов / А. И. Богомолов, А. А. Гайле, В. В. Громова и др./Под ред. В. А. Проскурякова, А.Е. ДрабкинаЛ.: Химия, 1989.-424 с.

3. 3.Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа./Под ред. Б. И. Бондаренко.-М.: Химия, 1983.-128 с.

4. 4.Гуревич И. Л. Технология переработки нефти и газа.Ч.1.-М.:Химия, 1975.

5. 5.Смидович Е. В. Технология переработки нефти.Ч.2.-М.:Химия, 1980.-328с.

6. 6.Справочник нефтепеработчика. В 2-х томах./Под ред. С. К. Огородникова. -Л.:Химия, 1978.

7. 7.Рудин М. Г. Карманный справочник нефтепереработчика.-Л.:Химия, 1989.

8. 8.Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки. / Под ред. Е. Н. Судакова.- М.:Химия, 1979.

9. 9.Сарданишвили А. Г., Львова А. И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа.-М.:Химия, 1980.-256 с.