Вентиляция

В качестве пластификаторов могут применяться  органические соединения самых различных классов. Наибольшее промышленное применение в качестве пластификаторов полимеров нашли сложные эфиры – производные органических кислот (диэфирные пластификаторы) и ортофосфорной кислоты (фосфорсодержащие пластификаторы), а также сложные полиэфиры (полиэфирные пластификаторы). К числу важнейших пластификаторов, а их около сотни, относятся эфиры ароматических и алифатических карбоновых кислот, эфиры гликолей, эфиры фосфорной кислоты, полиэфиры, эпоксидированные соединения. Основная группа промышленных пластификаторов это эфиры фталевой кислоты и алифатических спиртов (фталаты). Также достаточно распространенными на мировом рынке являются эпоксидированные пластификаторы. Эпоксидированные соединения - растительные масла (соевое, касторовое), эфиры жирных кислот, таллового масла используются одновременно как пластификаторы и стабилизаторы, так как они связывают выделяющуюся при деструкции HCI.  Этот вид пластификаторов является наиболее оптимальным для производства  предметов бытового пользования. Таким образом, в качестве пластификатора примем касторовое масло. Касторовое масло представляет собой смесь кислот состава: 3-6% насыщенных кислот С₁₆ и С₁₈, 3-9% олеиновой, 3-5% линолевой, 2-3% стеариновой, не менее 80% рицинолевой кислоты; содержит 0,3-0,4% неомыляемых веществ.  Выделяют из семян клещевины прессованием или экстракцией органическими  растворителями.

Таким образом, в исходное сырье (в качестве которого являются гранулы полистирола  пищевого размером от 2х2х2 до 5х5х5) добавляется  касторовое масло в количестве 5% от общей массы.

   При этом добавлении произойдут некоторые режимные изменения в ходе

плавления материала. Температурный режим станет иметь менее контрастные отклонения, то есть максимальная температура плавления понизится на 20 С . Это произойдет вследствие снижения вязкости расплавов полимеров и температуры перехода в вязкотекучее состояние.

    После попадания материала в термопластавтомат происходит процесс пластикации (основной нагрев сырья), в зоне дозирования материала в форму наблюдается достижение максимальных температур. Таким образом изначальная максимальная температура - 200С , в присутствии пластификатора – 180 С . Далее следует зона формования изделия, здесь происходит охлаждение расплава в форме. Процесс охлаждения влияет на структуру полимера в изделии, на  его качество. Сначала температура материала будет снижаться, затем наступит момент, когда она будет практически постоянной потому что начинает развиваться процесс кристаллизации и происходит выделение тепла. После окончания кристаллизации температура снижается до комнатной и материал полностью охлаждается [4].

    Температура формы значительно ниже, чем температура расплава, т. е. охлаждение расплава и его отверждение происходит быстро, это обеспечивает высокую производительность процесса. Этот перепад температур составляет 100°С. 

1.2 Расчет количества загрязняющих веществ от организованных                источников и перерасчёт с учётом добавления пластификатора

      

Расчеты выбросов производятся на основании  специальных  нормативно-методических и нормативно-технических  документов, нормативов расхода сырья  и материалов. Также  при расчете  используются удельные показатели выбросов загрязняющих веществ.

         Количество вредных веществ выделяющихся  при переработке полистирола,  рассчитывается по следующим  формулам:  
Максимально разовый выброс i-того загрязняющего вещества определяется по формуле (1.1)  

, г/с            (1.1)

 
где q - показатели удельных выбросов i-того ЗВ на единицу перерабатываемой пластмассы, г/кг;  
M - количество перерабатываемого материала, т/год;  
Т - время работы оборудования в год, ч/г.  
 
Валовый выброс i-того загрязняющего вещества определяется по формуле (1.2)  

M = , т/год              (1.2)  
 
На данном заводе при производстве колпачков для бутылей расходуется 148,5 тонны полистирола в год, при 1500 часов работы основного оборудования в год.

     Объем  выбросов распределяется в следующем  соотношении. 

 Выбросы  паров стирола и оксида углерода - 60% от термопластавтомата ( ), 40% от грануляционной установки ( ):

= 0,6 + 0,4   , г/с               (1.3)

выбросы пыли полистирольной – 60% от дробилки ( ), 40% от зачистного станка ( ):

= 0,6 + 0,4 , г/с                 (1.4)

Для перерасчета  выделения вредных выбросов после  добавления в исходное сырье нетоксичного пластификатора  следует воспользоваться  формулой (1.5). Количество выделяющихся загрязняющих веществ снизится на 20%. 

                        (1.5)

1.2.1 Расчет выбросов паров стирола в процессе производства

   Основным вредным веществом при  переработке полистирола является  стирол, так как он особенно  токсичен. Поэтому степень токсического действия полистирола определяется именно концентрацией стирола, мигрирующего в окружающую среду .   
         Физические и химические свойства: чрезвычайно легко полимеризуется, особенно на свету и при нагревании. При хранении, даже в темноте превращается в метастирол - стекловидную твердую массу. За счет винильного радикала, легко присоединяет галогены, галогеноводородные кислоты и т.п.; легко окисляется; конечный продукт окисления - бензойная кислота. Пределы взрываемости смеси паров стирола с воздухом 1,1-6,1%. Растворимость в воде 0,026%. Коэффициент растворимости паров (расчетных) 8,3. Предельно-допустимая концентрация - 0,04 мг/м .

       Выделения паров стирола происходит  при основных процессах литья пластических масс, таких, как смешение, окрашивание, гранулирование, и сам процесс литья на терпопластавтомате модели ДП3336Ф1.

      Для расчета выбросов паров  стирола используются формулы  (1.1) и (1.2).

Удельный показатель выброса стирола на единицу перерабатываемой пластмассы выбирается из справочника: q = 0,5 г/кг. 
Для расчета максимально-разовового выброса подставляем все имеющиеся данные в формулу (1.1):

г/с

  
Для расчета валового выброса стирола пользуемся формулой (1.2): 

т/год   

    Источниками выбросов паров стирола являются термопластавтомат и грануляционная установка. Определим распределение объем выбросов по формуле (1.3).  Таким образом,

= 0,6 = г/с

=0,4 = г/с 

  Для перерасчета выделения количества паров стирола после добавления в исходное сырье пластификатора воспользуемся формулой 1.5. 

 г/с

Определим распределение  объем выбросов по формуле (1.3).  Таким  образом,

= 0,6 = г/с

=0,4 = г/с 

1.2.2 Расчет выбросов оксида углерода в процессе производства

         ПДК оксида углерода составляет 5 мг/м³. Оксид углерода (угарный газ, окись углерода) образуется в результате неполного сгорания ископаемого топлива (угля, нефти, газа) в условиях недостатка кислорода и при низкой температуре.  Также образуется также при протекании некоторых биологических и промышленных процессов. Tемпература кипения - 191,5°C.

Выделение оксида углерода происходит при основных процессах литья пластических масс, таких, как смешение, окрашивание, гранулирование, и сам процесс литья на терпопластавтомате модели ДП3336Ф1. Расчет выбросов оксида углерода производится по формулам (1.1) и (1.2).

Удельный показатель выброса оксида углерода на единицу  перерабатываемой пластмассы выбирается из справочника: q = 0,5 г/кг.

Для максимально-разового выброса используем формулу (1.1): 

г/с 

Для расчета  валового выброса оксида углерода пользуемся формулой (1.2):

т/год 

    Источниками  выбросов оксида углерода являются  термопластавтомат и грануляционная  установка. Определим распределение  объем выбросов по формуле  (1.3).  Таким образом, 

= 0,6 = г/с

=0,4 = г/с 

Для перерасчета  выделения количества углерода оксида после добавления

 в исходное  сырье пластификатора воспользуемся  формулой 1.5. 

 г/с

Определим распределение  объем выбросов по формуле (1.3).  Таким  образом,

= 0,6 = г/с

=0,4 = г/с 

1.2.3 Расчет выбросов пыли полистирола в процессе производства

     Полистирольная  пыль выделяется при определённых  этапах потока производства. Такими  этапами являются механическая  обработка и процесс дробления  при переработки отходов. Пыль полистирола от механической обработки выделяется при обработки детали от литников и неровностей на универсальном зачистном станке. В процессе переработки отходов происходит выделение полистирольной пыли на стадии дробления. Используется дробилка ножевого типа ИПР-100-1А. ОБУВ пыли полистирола составляет 0,35 мг/м³ .   

     Расчет  выбросов  пыли полистирола производится  по формулам (1.1) и (1.2).

Удельный показатель выброса  полистирольной пыли на единицу  перерабатываемой пластмассы выбирается из справочника: q = 0,6 г/кг.

Для максимально-разового выброса используем формулу (1.1): 

г/с 

Для расчета  валового выброса полистирольной пыли пользуемся формулой (1.2): 

т/год

     Источниками  выбросов пыли полистирольной являются дробилка и зачистной станок. Определим распределение объем выбросов по формуле (1.4).  Таким образом,  

=0,6 = г/с

= 0,4 = г/с 

Для перерасчета  выделения количества углерода оксида после добавления

 в исходное  сырье пластификатора воспользуемся  формулой 1.5. 

 г/с 

Определим распределение  объем выбросов по формуле (1.4).  Таким образом,  

=0,6 = г/с

= 0,4 = г/с 

1.3 Расчет рассеивания вредных выбросов от организованных источников без добавления пластификатора в исходное сырье                                                                                                                     

       Расчет рассеивания вредных веществ  в атмосферном воздухе, cодержащихся в выбросах  рассматриваемого предприятия, производится по  специальной методике – ОНД-86 [11].Общероссийский нормативный документ базируется на численных и аналитических решениях основного уравнения турбулентной диффузии примеси.

  ОНД-86 устанавливает  требования в части расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при размещении и проектировании предприятий, нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий, а также при проектировании воздухозаборных сооружений.

  Эта методика является нормативной. С её помощью можно сделать расчет рассеяния примесей от любых стационарных источников выбросов промышленного объекта.

  Методика  расчета концентраций действует  при проектировании предприятий, а  также при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий. Также следует отметить, что  данная методика предназначена  для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.