Технології виробництва формових гумовотехнічних виробів

4. Мягчители (пластифікатори) полегшують переробку гумової суміші, збільшують еластичні властивості каучуку, підвищують морозостійкість гуми. Як мягчителей вводять парафін, вазелін, стеаринову кислоту (у даному випадку використовується саме вона), бітуми, дибутилфталат, рослинні олії. Кількість мягчителей становить 8-30% маси каучуку.
Існує аналог пластифікатора дубітілфталата, одержуваний реакцією етерифікації бутилового спирту з фталевим ангідридом в присутності каталізатора - тетрабутоксітітана при атмосферному тиску. Оптимальні параметри синтезу дибутилфталата - молярний співвідношення бутанол: фталевий ангідрид і оптимальна температура реакції етерифікації.
Недоліком мономолекулярного дибутилфталата є недостатньо ефективний вплив на композиційно неоднорідні каучуки.
Новий покращений пластифікатор для гум на основі полярних каучуків одержують впливом спирту, фталевого ангідриду і каталізатора тетрабутоксітітана, відмінним є те, що в якості спирту використовують відходи спиртового виробництва - суміш спиртів етилового, ізобутилового й ізоамілового, отриману в результаті попередньої перегонки високомолекулярних відходів виробництва етилового спирту при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
• суміш спиртів етилового, ізобутилового, ізоамілового - 65,79;
• фталевий ангідрид - 32,89;
• тетрабутоксітітан - 1,32.
Технічний результат полягає в тому, що отриманий пластифікатор забезпечує пластифікації полярних полімерів типу бутадієн-нітрильних, хлоропреновий, акрилатних, карбоксилатних, фторкаучуков та ін, на відміну від широко відомого дибутилфталата, і полягає в зниженні вимивання пластифікатора з вулканизатов, а також у покращенні екології навколишнього середовища і розширення асортименту пластифікаторів.
Спосіб реалізується наступним чином.
Пластифікатор готують із суміші етилового, ізобутилового й ізоамілового, отриманих в результаті попередньої перегонки високомолекулярного відходу виробництва спирту до 1000С, і фталевого ангідриду при мольному співвідношенні компонентів 1,5:1 (що відповідає 65,79 і 32,89 мас.%). В якості каталізатора етерифікації застосовували тетрабутоксітітан в кількості 2% від маси фталевого ангідриду. У реактор, забезпечений мішалкою і термометром, завантажували фталевий ангідрид, суміш спиртів і каталізатор. Реактор приєднували до колонки, закріплювали шліфовие з'єднання, подавали воду в зворотний холодильник і включали обігрів реакційної маси. Температуру нагрівання регулювали таким чином, щоб реакційна маса кипіла і кількість конденсату, що стікає зі зворотного холодильника в сепаратор, сотавляющие 1-2 краплі в секунду. За початок досвіду брали момент закипання реакційної маси. Процес проводили при температурі 1750С протягом 5-6 ч.
Вода, що утворювалася в процесі етерифікації, відганяють у вигляді азеотропної суміші з н-бутиловим спиртом і накопичувалася в нижній частині сепаратора.
Після закінчення досвіду отриманий ефір-сирець охолоджували до кімнатної температури, додавали 100 мл толуолу і послідовно промивали 100 мл 5%-ного розчину карбонату натрію і 100 мл води.
Після кожної промивки реакційної масі давали добре відстоятися. Органічний шар відокремлювали від води і сушили над безводним хлоридом кальцію. Фільтрували вміст колби. Летючі продукти з ефіру сирцю відганяли під вакуумом.
Отриманий пластифікатор містить у своєму складі етиловий, ізобутіловий і ізоаміловий ефіри фталевої кислоти в кількості 0,6 мас.%, 16,2 мас.% І 81,6 мас.% Відповідно, а також хромотографіческі невизначені компоненти - 1,6 мас.% .
Основні властивості досвідченого пластифікатора в порівнянні з дибутилфталат представлені в таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 Порівняння властивостей дибутилфталата і досвідченого пластифікатора
№ п / п Показники ДБФ Отриманий пластифікатор
1. Щільність при 200С, кг/м3 1045-1049 1033 ± 0,005
2. Масова частка летючих,% 0,3 0,28 ± 0,03
3. Температура спалаху, 0С 168 168 ± 2
4. Кислотне число, мг КОН / г 0,07 0,07 ± 0,005
5. Число омилення, мг КОН / г 399-407 350-360

У таблиці 1.3 представлені приблизні склади гумової суміші 9003 з різним вмістом пластифікатора.
Таблиця 1.3 Склади гумових сумішей
№ п / п Найменування інгредієнтів Суміші з різним співвідношенням змісту ДБФ: новий ДБФ, мас.ч.
1:0 0:1 0,25:
0,75 0,5:
0,5 0,75:
0,25
1. Наїріт (каучук хлоропреновий) 32 32 32 32 32
2. Сірка мелена 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17
3. Дітіодіморфалін 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11
4. Кислота стеаринова 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
5. Білила цинкові 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
6. Магнезія палена 1,16 1,16 1,16 1,16 1,16
7. Діафен ФП 0,66 0,66 0,66 0,66 0,66
8. Дибутилфталат 9,3 - 2,325 4,65 6,975
9. Техвуглецю П-514 17,6 17,6 17,6 17,6 17,6
10. Масло ПМ 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33
11. Діфенілгуаніділ 0,2 0,2 ​​0,2 ​​0,2 ​​0,2
12. Тіазол 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13
13. Отриманий пластифікатор - 9,3 6,975 4,65 2,325
РАЗОМ 62,86 62,86 62,86 62,86 62,86
Таблиця 1.4 Характеристики гумових сумішей з різною кількістю вводиться пластифікатора
№ п / п Суміші з різним співвідношенням змісту ДБФ: новий ДБФ, мас.ч. Умовна міцність, МПа Відносне подовження,% Відносна залишкова деформація Вимивши-ня,% Набухання,%
1. 0:1 14,0 230 14,0 -0,6 5,5
2. 0,25:0,75 13,0 220 12,0 -0,8 6,4
3. 0,5:0,5 12,9 200 12,0 -0,7 5,9
4. 0,75:0,25 12,89 180 8,0 -0,7 6,0
5. 1:0 12,7 170 8,0 -2,8 6,9
З таблиці 1.4 видно, що за своїми характеристиками новий запропонований склад гумової суміші з вмістом ДБФ: новий ДБФ 0:1 володіє відмінними від колишнього властивостями, а саме, знижується набухання гумової суміші, вимивання пластифікатора; збільшується відносна деформація, подовження і умовна міцність (приблизно на 10%) [3].
Таблиця 1.5 Зміна властивостей гумових сумішей з плином часу
№ п / п Шифри гумових сумішей Через 24 години Через 72 години умовна міцність відносне подовження умовна міцність відносне подовження
1. 0:1 +5,2 +17,6 +11,2 +11,8
2. 0,25:0,75 -2,0 -9,1 -8,8 +5,0
3. 0,5:0,5 +4,8 -8,0 -5,3 -13,0
4. 0,75:0,25 +3,7 +5,9 +10,4 +5,9
5. 1:0 -6,5 -10 +0,7 +4,5
5. Наповнювачі по впливу на каучук поділяють на активні (підсилюють) і неактивні (інертні). Активні наповнювачі (вуглецева сажа і біла сажа - кремнекислота, оксид цинку та інших) підвищують механічні властивості гум: міцність, опір стиранню, твердість. Неактивні наповнювачі (крейда, тальк, барит) вводяться для здешевлення вартості гуми. У гумову суміш 7-57-9003 вводиться активний наповнювач - сажа.
Часто до складу гумової суміші вводять регенерат - продукт переробки старих гумових виробів і відходів гумового виробництва. Окрім зниження вартості регенерат підвищує якість гуми, знижуючи її схильність до старіння.
6. Барвники мінеральні або органічні вводять для фарбування гум. Деякі барвні речовини (білі, жовті, зелені) поглинають короткохвильову частину сонячного спектру і цим захищають гуму від світлового старіння.
1.1.3 Обладнання для виробництва ГТВ
Змішання каучуку з інгредієнтами проводиться в спеціальних апаратах - гумозмішувача або вальцях резіносмесітельних, в яких каучук перетирається разом з інгредієнтами. Вулканізуючими агент вводиться в гумову суміш в останній момент приготування гумової суміші, щоб уникнути передчасної вулканізації [4].
Гумозмішувача є основним видом устаткування, що застосовуються для приготування гумових сумішей і пластікациі каучуку. Гумозмішувача являє собою закриту камеру з обертовими назустріч один одному валками з фігурним профілем або машину черв'ячного типу, в завантажувальну воронку якої подаються в певній послідовності всі компоненти гумової суміші.
Перевагою гумозмішувача є:
• герметизація робочого процесу (в результаті чого не прокидаються сипучі компоненти, і відсутня пиловиділення);
• більш приємні умови перемішування матеріалу;
• висока продуктивність;
• значне скорочення тривалості процесу змішування (створюване в камері змішувача тиск дозволяє виробляти змішання за 2,5-8 хв.);
• безпеку роботи.
Крім того, гумозмішувача легко агрегуються з машинами для подальшої обробки суміші; протікає в них процес піддається автоматизації.
Розрізняють гумозмішувача періодичної і безперервної дії. До гумозмішувача періодичної дії відносяться машини, у яких завантаження компонентів і вивантаження готової суміші відбувається періодично. Гумозмішувача безперервної дії називають машини, у яких завантаження і вивантаження готової суміші відбуваються безперервно.
Гумозмішувача періодичної дії відрізняються один від одного розмірами і можливістю одночасно матеріалу, що завантажується, формою робочої частини роторів, частотою їх обертання, потужністю приводу і тиском на оброблюваний матеріал в камері змішування.
У залежності від способу охолодження все гумозмішувача діляться на дві групи. До першої групи відносяться машини з відкритим охолодженням змішувальної камери, до другої - з закритим охолодженням.
Основними видами змішувачів, вживаних в даний час, є гумозмішувача з вільним об'ємом камери 250 л . Змішувачі, що мають частоту обертання роторів близько 20 об. / хв., Вважаються тихохідними, а 40 об / хв. - Швидкісними.
У сучасній технології для приготування гумових сумішей вальці використовують обмежено, вони знаходять застосування на підприємствах з малим обсягом виробництва (ТОВ "Автокомплект і К" є саме таким підприємством), з великим асортиментом виробів, для приготування сумішей на основі деяких каучуків спеціального призначення (фторкаучуков, акрилатних каучуків та ін), а також для приготування гумових сумішей з волокнистими наповнювачами.
Для отримання гумової суміші на вальцях каучук та інші інгредієнти завантажують на валки, які обертаються у напрямку до зазору між ними. Шари каучуку, стикаються з поверхнею валків, за рахунок сил адгезії і тертя затягуються в зазор між валками зі швидкістю, відповідної окружної швидкості валків. Кожен наступний шар каучуку або гумової суміші, дотичний з попереднім шаром, за рахунок когезійних сил також захоплюється в зазор вальців, але зі швидкістю, що поступово зменшується в міру віддалення цього шару від поверхні валків. Таким чином, в просторі над зазором на поверхні кожного з двох валків завжди є "запас" каучуку або гумової суміші, швидкість руху шарів у якому поступово зменшується в міру віддалення їх від поверхні відповідного валка.
На деякій відстані від мінімального зазору шари матеріалу зустрічаються, і частина суміші, не проходить у зазор починає назад виштовхувати з міжвалкового клину, утворюючи протитечія, "обертовий запас", а шари матеріалу, прилеглі до поверхні валків, затягуються у зазор.
Це спостерігається лише в тому випадку, коли сили тертя, захопливі суміш у зазор, перевершують когезійну міцність і силу внутрішнього тертя суміші.
У зоні "обертового запасу" спостерігаються найбільші деформації зсуву, що виникають у гумовій суміші, а отже, і найбільші напруження зсуву, що обумовлює найбільш інтенсивне змішування.
При змішанні на вальцях інгредієнти впроваджуються в шар обертового запасу суміші, прилеглого до заднього валку вальців, і тому концентрація інгредієнтів завжди більше в поверхневому шарі суміші, що знаходиться на передньому валку.
Режим змішування і оптимальний обсяг одноразової завантаження встановлюють залежно від складу суміші, властивостей і фізичного стану завантажуються матеріалів.
Температуру суміші при змішуванні на вальцях встановлюють залежно від властивостей суміші; вона не повинна перевищувати температуру, при якій відбувається активація вулканізуючими групи. Температуру суміші і робочих поверхонь валків контролюють найчастіше голчастою і лучкової термопарами.
Дуже часто каучуки та регенерат завантажують на вальці при малому зазорі, який потім збільшують.
Для підвищення ефективності змішування необхідно:
• більш рівномірно розподіляти файли сипучі і рідкі інгредієнти по всій довжині переднього валка;
• виробляти більш часту підрізування суміші після введення всіх інгредієнтів і переставлення полотна суміші на іншу сторону, якщо можна підрізати механічними ножицями;
• пропускати полотно суміші через додатковий валик для повітряного охолодження;
• завантажувати інгредієнти, що вводяться в невеликих кількостях, у вигляді паст, або так званих композицій, які більш рівномірно розподіляються по всій масі суміші.
Важливе значення при змішуванні на вальцях має порядок введення компонентів. Спочатку на вальці завантажують каучук і обробляють до тих пір, поки він не стане прослизати на валках. Потім в суміш послідовно вводять диспергуючі агенти (жирні кислоти), прискорювачі активатори вулканізації. Велике значення має порядок завантаження технічного вуглецю і пластифікаторів. Для кращого диспергування наповнювачі, як правило, завантажують окремими порціями. Так як пластифікатори знижують в'язкість гумової суміші та напруги зсуву при її деформації, їх зазвичай вводять після наповнювачів. Іноді для запобігання надмірного збільшення жорсткості суміші, витрати енергії і розпірних зусиль між валками пластифікатори додають в суміші після введення в них певної частини наповнювачів. Щоб уникнути подвулканізаціі вулканізуючих агенти зазвичай вводять в гумову суміш в кінці процесу змішування. Якщо вулканізуючий агент погано диспергується в суміші, то його вводять на початку процесу змішування, а прискорювачі вулканізації в кінці [5].
Після введення інгредієнтів суміш завжди піддають ретельної гомогенізації (підрізають, скачують у рулони і подають в зазор між валками в іншому місці). Найбільш хороші результати досягаються, якщо рулон суміші направлений в зазор перпендикулярно валянням, тобто кінцем рулону у зазор.
Зміна послідовності введення компонентів при змішуванні може привести до істотної зміни технологічних властивостей гумової суміші і властивостей вулканизатов. Оптимальний режим змішання визначають для кожного складу гумової суміші і заносять у технічну документацію.
Готову гумову суміш, що складається з каучуку, вулканізуючими агента, прискорювача вулканізації, активатора, наповнювачів, стабілізатора і т.п., направляють на завершальний процес гумового виробництва - вулканізацію. Вулканизацию проводять або після формування з гумової суміші відповідних виробів, або одночасно з процесом формування виробів. Вулканізація протікає при нагріванні [6].
Обладнанням для процесу вулканізації виступають різні гідравлічні преса, на яких встановлюється технологічне оснащення - прес-форма, що складається з двох полуформ.
Заготівля гумової суміші розплавляється під дією тиску, по ливникових каналів затікає в оформляють порожнину прес-форми й гума приймає форму вироби [7].
У процесі виготовлення формових гумотехнічних виробів, як і на будь-якому хімічному підприємстві, утворюються різні шкідливі речовини, вони негативно впливають як на навколишнє природне середовище, так і на організм людини, тому існують різні очисні споруди для їх нейтралізації, уловлювання (пил сірки, сажі) .
Для вловлювання зваженої пилу використовують, наприклад, гідродинамічний пиловловлювач (рис. 1.1), що містить корпус 1 з вхідним 10 і 11 вихідним 12 патрубками, резервуар 2 з рідиною і з регулятором рівня 8 рідини, фазосмесітель 4, що складається з похилих лопаток 3 з перегородками і двох шарів парних увігнутих пластин 7, симетричних щодо осі апарата, і однієї центральної пластини 6, а також краплевловлювач 5 і пристрій для видалення шламу 9.
У верхніх шарах рідини розміщений вібратор 13, закріплений до корпусу за допомогою пружної перфорованої мембрани 14. Вібратор виконаний за формою перетину, вписаного в розміри резервуара 2 з рідиною.
Гідродинамічний пиловловлювач працює наступним чином: запилений газовий потік надходить у корпус 1 через патрубки 10 і 11 і захоплює рідина в канал (імпеллера) між похилими лопатками 3. Частина крапель з утворюється газорідинної суміші притискається повітрям до увігнутої частини пластин 7 і відкидається потім на перегородки, інша частина захоплюється повітрям через зазори між цими пластинами у верхню частину корпусу, де остаточно відхиляється пластиною 6. Очищені гази, пройшовши краплевловлювач 5, викидаються в атмосферу, а вода разом з уловленной пилом стікає в шламопріемнік 9.
Необхідний рівень рідини в апараті підтримується регулятором 8. У верхніх шарах рідини розміщений вібратор 13, закріплений до корпусу 1 за допомогою пружної перфорованої мембрани 14, який збільшує поверхню взаємодії газорідинної суспензії з пилом створенням віброкиплячому шару у верхніх шарах рідини, що призводить до більш інтенсивного перемішування газу і рідини.
Апарат може бути застосований для очищення від тонкої фракції пилу і зволоження повітря у вентиляційних установках та установках кондиціонування повітря, а також при уловлюванні туманів, добре розчинної пилу, а так само при спільному протіканні процесів пиловловлення, охолодження газів та їх абсорбції.
Ефективність конструкції апарату збільшується за рахунок більшої поверхні газорідинної суспензії, шляхом застосування вібропсевдоожіженного шару в рідині і становить у вищевказаних процесах і при уловлюванні пилових частинок розміром більше 5 мкм близько 92 ... 95% [8].
Висновок: Інформаційний аналіз показав, що для зниження екологічної напруженості на підприємстві ТОВ «Автокомплект і К» доцільно використовувати такі технічні рішення:
1) впровадити аналоги прискорювачів вулканізації тіазолу і дифенилгуанидин, що мають велику насипну щільність у порівнянні з вже використовуваними, що призводить до зниження запиленості в цехах, як наслідок знижуються втрати сировини і раціонально використовується тара;
2) заміна пластифікатора дибутилфталата на новий дибутилфталат, виготовлений на основі відходів спиртового виробництва, що, крім зниження собівартості продукції і збільшення показників якості, сприяє поліпшенню екології навколишнього середовища і розширенню асортименту пластифікаторів;
3) встановити в цеху складання наважок інгредієнтів, зберігання сировини гідродинамічний пиловловлювач з більшою поверхнею газорідинної суспензії, шляхом застосування вібропсевдоожіженного шару в рідині і становить у вищевказаних процесах і при уловлюванні пилових частинок розміром більше 5 мкм близько 92 ... 95%.
1.2 ПАТЕНТНІ ДОСЛІДЖЕННЯ
Завдання патентних досліджень: пошук нових аналогів складу гумової суміші і очисних установок з метою зниження екологічної напруженості на підприємстві.
Пошук проведено за такими матеріалами:
Предмет пошуку Мета пошуку інформації Країни пошуку Класифікаційні індекси МПК7 Найменування джерел інформації, за якими проводиться пошук науково-технічна документація патентна документація
Склад гумової суміші
Пиловловлювач
Очищення газів Зниження екологічної напруженості на підприємстві Російська Федерація С08К 5 / 00
С08L 9 / 00
С08J 7 / 00
В01D45 / 0
В01D47 / 0
В01D53 / 0
А47L 9 / 00 1. «Хімічна промисловість» з № 1 2000 р . за № 3 2007 р . www.fips.ru з 1998 по 2007 р . Р.
Патентна документація відібрана для наступного аналізу:
1. Пат. 2144931 Російська Федерація, МПК7 З 08 L 9 / 00, З 08 ДО 5 / 00. Композиція на основі 4-нітрозодіфеніламін для модифікації гумових сумішей і гум і стабілізації гум та спосіб її отримання / Мартинов Н.В.; заявник Мартинов Н.В.; патентовласник ТОО НВП «Хімтех». - № 98100834/04; заявл. 22.01.98; опубл. 27.01.00 / / www.fips.ru.
Винахід відноситься до композиції на основі 4-нітрозодіфенілатна, що застосовується для модифікації та стабілізації каучуків, гумових сумішей і гум. Композицію отримують нейтралізацією солі лужного металу 4-нітрозодіфеніламіна мінеральної кислотою або діоксидом вуглецю при перемішуванні. Суспензію нагрівають до 550С. Вводять цільову добавку, суміш охолоджують до 120С і сушать. Цільова добавка додає композиції властивості: не комковаться, не фарбувати шкіру працюючих. Зберігається модифікуюча ефективність і збільшується стабілізуюча ефективність композиції для гумових сумішей і гум [7].
2. Заявка 2001111622 Російська Федерація, МПК7 З 08 ДО 5 / 00. Модифікатор для гумових сумішей (варіанти) та спосіб його одержання (варіанти) / Кузнєцов О.А.; заявник ВАТ «Хімпром». - № 2001111622/04; заявл. 30.08.00; опубл. 10.08.03 / / www.fips.ru.
Модифікатор для гумових сумішей на основі ненасичених каучуків, що включає 1,4-біс (тріхлорметіл) бензол і цільові добавки, що відрізняється тим, що в якості цільових добавок містить тверді парафіни, хлорований полівінілхлорид і тріалкіл (арил) фосфат або суміш тріалкіл (арил) фосфатів при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
1,4-біс (тріхлорметіл) бензол 87,0-94,0
Тверді нафтові парафіни 0,8-3,7
Хлорований полівінілхлорид 5,0-9,0
Тріалкіл (арил) фосфат або суміш фосфатів 0,2-0,3 [9].
3. Заявка 2230077 Російська Федерація, МПК7 З 08 J 7 / 00. Спосіб модифікації гум / Пятов І.С.; заявник Пятов І.С. - № 2002111399/04; заявл. 27.11.03, опубл. 10.06.04 / / www.fips.ru.
Винахід відноситься до технології гумотехнічних виробів - до способу поверхневої та об'ємної модифікації гуми. Спосіб включає введення до складу гумової суміші і заключну обробку готового виробу фторовмісних речовиною - сумішшю фтору з інертним газом або суміші фтору і кисню з інертним газом.
Модифікуючі добавки вибирають з груп: порошок оксиду металу, порошок карбіду металу, дисперсійні політетрафторетилену у мінеральному маслі, фторований ефір, фторований спирт-теломер, парафін в кількості 0,2-40,0 масс.ч.
Можливо проводити заключну обробку виробу при концентрації фтору 5-25 об.% У суміші з інертним газом 1-24 години при 15-600С.
Технічний результат полягає в підвищенні біо-та хімічної стійкості виробів [10].
4. Пат. 2255944 Російська Федерація, МПК7 З 08 ДО 5 / 00, С 08 L 21/00. Пластифікатор для гум на основі полярних каучуків / Шутілін Ю.Ф.; заявник Шутілін Ю.Ф., патентовласник ГОУВПО Воронезька державна технологічна академія. - № 2004113705/04; заявл. 05.05.04; опубл. 10.07.05 / / www.fips.ru.
Винахід відноситься до гумової промисловості, зокрема до пластифікатори для гумових сумішей на основі полярних каучуків.
Найближчим аналогом є стаття (Болотіна Л.М., Нагаткіна Г.І., Куценко О.І. "Одержання дибутилфталата і дебутілсебаціната у присутності тетрабутоксітітана", Хімічна промисловість, 1978 № 8), в якій описано методику отримання пластифікатора, зокрема, дибутилфталата. Даний пластифікатор отримували реакцією етерифікації бутилового спирту з фталевим ангідридом в присутності каталізатора - тетрабутоксітітана при атмосферному тиску. Також були вибрані оптимальні параметри синтезу дибутилфталата - молярний співвідношення бутанол: фталевий ангідрид і оптимальна температура реакції етерифікації.
Недоліком мономолекулярного дибутилфталата є недостатньо ефективний вплив на композиційно неоднорідні каучуки.
Завданням винаходу є отримання платіфікатора з відходів виробництва етилового спирту у вигляді сполук з різною довжиною молекул, який міг би пластифікувати різні композиційно неоднорідні макромолекули полярних полімерів.
Поставлена ​​задача досягається тим, що отримують пластифікатор для гум на основі полярних каучуків, отриманий впливом спирту, фталевого ангідриду і каталізатора тетрабутоксітітана, новим є те, що в якості спирту використовують відходи спиртового виробництва - суміш спиртів етилового, ізобутилового й ізоамілового, отриману в результаті попередньої перегонки високомолекулярних відходів виробництва етилового спирту при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
• суміш спиртів етилового, ізобутилового, ізоамілового - 65,79;
• фталевий ангідрид - 32,89;
• тетрабутоксітітан - 1,32.
Технічний результат полягає в тому, що отриманий пластифікатор забезпечує пластифікації полярних полімерів типу бутадієн-нітрильних, хлоропреновий, акрилатних, карбоксилатних, фторкаучуков та ін, на відміну від широко відомого дибутилфталата, і полягає в зниженні вимивання пластифікатора з вулканизатов, а також у покращенні екології навколишнього середовища і розширення асортименту пластифікаторів.
5. Пат. 2287375 Російська Федерація, МПК1 У 04 З 3 / 00, В 01 D 45/00. Пиловловлювач / Шиляєв М.І.; заявник Шиляєв М.І.; патентовласник ГОУВПО «Томський державний архітектурно-будівельний університет». - № 2005119076/15; заявл. 20.06.05, опубл. 20.11.06 / / www.fips.ru.
Винахід призначений для очищення газового потоку від пилових частинок і для очищення вентиляційних викидів від пилу.
Пиловловлювач містить каскад жорстко з'єднаних між собою прямоточних циклонів, кожен з яких виконаний у вигляді циліндричного корпусу з аксіально встановленим на його вході лопатковим завихрювачем і випускним патрубком на виході. Тіло завихрювача кожного циклону має краплевидну форму, а лопатки нахилені до його осі під кутом 600С. Завихрювача циклонів можуть мати по вісім лопаток. Випускний патрубок циклону встановлений всередині корпусу на відстані від лопаток, рівному діаметру корпусу, і виконаний циліндроконічних з конусностью 70С. Підстава конічної частини випускного патрубка поєднане з виходом циклону і щільно прилягає до стінок корпусу. Під випускним патрубком циклону розташований пилесборний бункер.
Технічний результат: підвищення ефективності пиловловлювання та зниження гідравлічного опору [11].
6. Пат. 2292230 Російська Федерація, МПК2 У 01 D 47/00. Пиловловлювач / Соболєв А.А.; заявник Соболєв А.А.; патентовласник Тольяттінській Державний Університет. - № 2004103673/15; заявл. 09.02.04, опубл. 27.07.05 / / www.fips.ru.
Винахід відноситься до апаратів для мокрого очищення повітря від зважених часток і може бути використане в різних галузях промисловості для очищення аспіраційного повітря і технологічних газів від пилу.
Пиловловлювач містить корпус, частково заповнений водою, патрубки підведення та відводу газу, верхні і нижні перегородки, що розділяють корпус на відсіки запиленого і знепиленому газів і утворюють між собою щілинної канал для проходу газу, краплевідбійників, краплевловлювач, регулятор рівня води, шламосборнік з плоским дном, скребковий конвеєр і розвантажувальний жолоб зі шламових порогом, розміщеним на рівні підйому води у відсіку знепиленому газу при оптимальному режимі роботи пиловловлювача.
Регулятор може бути виконаний у вигляді плоского шиберного затвора. Технічним результатом є спрощення конструкції і висока ступінь обезпилювання [12].
7. Заявка 2004106879 Російська Федерація, МПК7 У 01 D 45/00. Пристрій для створення і очищення потоку повітря від домішок / Сичугов Ю.В.; заявник Сичугов Ю.В., патентовласник ГУП Проектно-конструкторське бюро Зонального науково-дослідного інституту сільського господарства Північно-Сходу ім. Н.В. Рудницького. - № 2004106879/15; заявл. 09.03.04; опубл. 20.08.05 / / www.fips.ru.
Пристрій для створення і очищення потоку повітря від домішок, що складається з діаметрального вентилятора і жалюзійного протиточного пиловловлювача, що відрізняється тим, що діаметральний вентилятор, розташований всередині системи у його верхній частині, видаляє потік повітря попередньо очищеного жалюзійних-протиточним пиловловлювачем [13].
8. Пат. 2286851 Російська Федерація, МПК2 У 04 З 5 / 00, В 01 D 45/00. Пристрій очищення газового потоку / Зав'ялов Ю.І., заявник Зав'ялов Ю.І., патентовласник ТОВ «ПЛАНЕТА-К». - 2004102059/15; заявл. 19.01.04; опубл. 10.11.06 / / www.fips.ru.
Винахід предназанчено для відділення зважених частинок від газів з використанням інерційних і відцентрових сил, зокрема для відділення частинок пилу або масла.
Пристрій очищення газового потоку включає корпус, який містить камеру. У верхній частині камери по її вертикальної осі встановлений формувач потоку у вигляді конуса з криволінійною поверхнею, яка разом з криволінійною поверхнею, сопрягающей стінку вхідного патрубка з внутрішньою стінкою камери, утворює канал, що відхиляє вхідний потік до внутрішньої криволінійної стінці камери.
Нижня кромка формувача потоку утворює вихід каналу у вигляді кільцевого щілинного сопла. Криволінійна стінка камери виконана у вигляді поверхні, що забезпечує формування потоку, що виходить зі згаданого щілинного сопла, у вигляді пристінкового тороїдального вихору. Нижня частина камери виконана звужується донизу, під камерою встановлений збірник. Вхідна частина вихідного патрубка, відвідного очищене повітря, розташована по осі камери області зони, розташованої в центрі пристінкового тороїдального вихору.
Технічний результат: ефективне очищення газових потоків при простоті конструкції [14].
9. Пат. 2288773 Російська Федерація, МПК1 У 01 D 47/00, В 01 D 53/00. Гідродинамічний пиловловлювач / Кочетов О.С.; заявник і патентовласник Кочетов О.С. - № 2005107615/15; заявл. 21.03.05; опубл. 10.12.06 / / www.fips.ru.
Винахід відноситься до техніки мокрого пиловловлення і може бути використаний в хімічній, текстильній, харчовій, легкій та інших галузях промисловості для очищення запилених газів.
Найбільш близьким технічним рішенням до заявленого об'єкту є газопромиватель, відомий з книги А.А. Русанова "Довідник з пило-та золоуловлювання", що містить корпус з вхідним і вихідним патрубками, резервуар з рідиною і з регулятором рівня рідини, імпеллера, що складається з похилих лопаток з перегородками і увігнутих пластин, пристрій для видалення шламу.
Недоліком прототипу є порівняно невисока ефективність процесу пиловловлення.
Технічний результат - підвищення ефективності та надійності процесу пиловловлення.
Це досягається тим, що у гідродинамічному пиловловлювачів, що містить корпус з вхідним і вихідним патрубками, резервуар з рідиною і з регулятором рівня рідини, фазосмесітель, що складається з похилих лопаток з перегородками і двох шарів парних увігнутих пластин, симетричних щодо осі апарата, і однієї центральної пластини , а також пристрій для видалення шламу, у верхніх шарах рідини розміщений вібратор, закріплений до корпусу за допомогою пружної перфорованої мембрани.
10. Пат. 2299089 Російська Федерація, МПК1 У 01 D 53/00, F 23 G 7 / 00, В 01 J 19/00. Реактор для каталітичного очищення газоподібних викидів / Бражніков Е.Б.; заявник Бражніков Є.Б., патентовласник ГОУВПО Воронезька державна технологічна академія. - № 2005139076/15; заявл. 14.12.05; опубл. 20.05.07 / / www.fips.ru.
Винахід відноситься до промислової екології і може бути використане для безполум'яної очищення викидів промислових підприємств.
Реактор для каталітичного очищення газоподібних викидів містить циліндричний корпус, внутрішня поверхня якого вкрита каталізатором, з розміщеним в корпусі джерелом інфрачервоного випромінювання, трубчастий теплообмінник, проникну циліндричну обичайку з каталізатора, встановлену у верхній частині корпусу так, що осі симетрії обичайки і корпусу збігаються.
Трубки теплообмінника виконані похилими і розташовані по круговому периметру реактора, причому джерело інфрачервоного випромінювання, виконаний у вигляді циліндричної секції, вбудований в корпус, де встановлено рухливе днище. Кільцева перегородка теплообмінника з розташованим на ній колектором ароматизації встановлена ​​перед виходом очищеного газового потоку. Рухоме днище для регулювання ступеня очищення газоподібних викидів встановлено у верхній частині корпусу реактора.
Винахід дозволяє знизити енергетичні витрати і рекуперировать тепло [15].
Висновок
Дослідження патентної документації в двох напрямках, а саме, в області нового складу гумової суміші та очисних споруд, показало, що за період з 1998 по 2007 рік завдання зниження екологічної напруженості на підприємстві вирішувалася наступним чином:
2. З'явилися нові аналоги пластифікаторів, модифікаторів і всіляких добавок до гумової суміші, які сприяють не тільки зниженню собівартості і підвищенню якості продукції, але і знижують запиленість у цехах, гумові суміші, включають їх, не фарбують шкіру робітників;
3. Розроблено вдосконалені аналоги різних очисних споруд, зокрема, пиловловлювачів, які тепер мають не тільки кращі показники по очищенню потоків, але вже на порядок дешевше попередніх і прості в конструкції.
1.3 Характеристика вихідної сировини та допоміжних матеріалів
Формові гумовотехнічні вироби виготовляють з гумової суміші, основним компонентом якої є каучук, так само до її складу входять всілякі прискорювачі, пластифікатори, активатори, вулканізуючими речовини та інше.
Захисний ковпачок 2101-3003074 вулканізуються з гумової суміші 7-57-9003, тому що вона призначена для деталей, що працюють в середовищі мастильних матеріалів, схильних до атмосферних впливів. Компоненти гумової суміші представлені в таблиці 1.6.
Таблиця 1.6 Компоненти гумової суміші 7-57-9003
№ п / п Найменування матеріалу, марка, сорт Найменування документа Примітка
1 2 3 4
1. Наїріт ДП каучук хлоропреновий ТУ РА 00204145.0651-97 Брикети без присутності вологи під упаковкою
2. Сірка технічна природна мелена, сорт 9990 ГОСТ 127.14-93 Порошок жовтого кольору
3. Вуглець технічний П-514 ГОСТ 7885-86 Насипна щільність не менше 340 кг/м3
4. Білила цинкові БЦ-ОМ ГОСТ 202-84 Порошок білого кольору
5. Дітіодіморфалін гранульований ТУ 6-14-321-79, ТУ 2478-003-05807983-2002 Білий кристалічний порошок
6. Кислота стеаринова технічна (стеарин) ГОСТ 6484-64 Пластівці або порошок
7. Магнезія палена ГОСТ 844-79 -
8. Масло мягчитель ПМ ТУ 38401.172-99 Щільність при 200С 0,86-0,876 г/см3
9. Дибутилфталат (ДБФ) ГОСТ 8728-88 Прозора рідина, щільність при 200С 0,982-0,986 г/см3
10. Діафен ФП ТУ 2492-002-0576-1637-99 Лусочки від сірувато-рожевого до темно-фіолетового кольору
11. Тіазол 2МБС гранульований (альтакс) ТУ 6-14-851-86 Гранули жовтувато-сірого кольору циліндричної форми
12. Дифенилгуанидин технічний, тіракол DPG ТУ 2491-001-43220031-2001, ТУ 6-22-05763441-84 -
93 Порошок від білого до світло-жовтого або сиреневатость кольору
За допомогою змішування цих компонентів на валковому обладнанні отримують гумову суміш 7-57-9003, яка повинна мати поруч властивостей, а саме:
12) товщина зрізується аркуша - 10 - 11 мм ;
13) температура на валках ближньому / далекому, відповідно, - 60/650С;
14) твердість по Шору - 60 ± 5 (ГОСТ 20403-75);
15) умовна міцність при розтягуванні - не менше 12,7 МПа, 130 кгс/см2 (ГОСТ 270-75);
16) опір раздиру - 34,3 кН / м (35 кгс/см2) ГОСТ 262-79;
17) відносна залишкова деформація при 25% статичної деформації стиску при 1000С протягом 72 годин - не більше 60% (ГОСТ 9.029-74);
18) стійкість до озонному старіння при 500С протягом 72 годин з об'ємною часткою озону (5 ± 0,5) • 10-5% при статичної деформації розтягу - не допускаються тріщини (ГОСТ 9.029-74);
19) температурний межа крихкості - не більше-400С (ГОСТ 7912-74);
20) відносне подовження при розриві - не менш 400% (ГОСТ 262-93);
21) відносний гістерезис при стисненні - не більше 35% (ГОСТ 674-88);
22) відносний гістерезис при розтягуванні - не більше 35% (ГОСТ 252-75);
23) стійкість в ненапруженому стані до дії рідких агресивних середовищ при температурі 700С протягом 72 годин (ГОСТ 9.030-74): масло, введене в НД на автомобілі в установленому порядку,
- Зміна твердості, міжнародні одиниці 1 РНД - у межах ± 10;
- Зміна обсягу - у межах ± 12% [16].
Характеристика допоміжних матеріалів представлена ​​в таблиці 1.7.
Таблиця 1.7 Характеристика допоміжних матеріалів
№ п / п Найменування матеріалу Найменування документа
1 2 3
1. Рідина поліметілсілоксановая ГОСТ 13032-77
2. Графітова мастило «Лімол» -
3. Натр їдкий технічний ГОСТ 2263-79
4. Плівка поліетиленова ГОСТ 10354-82
5. Папір обгорткова ГОСТ 8273-75
6. Масло ІГП-38 ГОСТ 38.101413-90
Ковпачок захисний 2101-3003074 є армованої деталлю, у таблиці 1.8 наведені вимоги, що пред'являються до арматури.
Таблиця 1.8 Характеристика кільця ущільнювача і обойми захисного ковпачка
№ п / п Найменування арматури Примітка
1. 2101-3003075 Кільце ущільнювальне захисного ковпачка кульового пальця тяг рульової трапеції Ш 24 - 0,1 мм
Відсутність на арматурі іржі
2. 2101-3003076 Обойма захисного ковпачка кульового пальця тяг рульової трапеції Ш 36,9 - 0,1 мм , Розмір 4,8 ± 0,28 мм
Відсутність іржі на арматурі
Характеристика ковпачка захисного наведена в таблиці 1.9 (обов'язково проводити випробування не раніше ніж через 16 годин після вулканізації при температурі 20 ± 50С, попередньо витримавши деталь при цій температурі не менше 1 години).
Таблиця 1.9 Характеристика ковпачка захисного 2101-3003074
№ п / п Показник Норма
1 2 3
1. Умовна міцність при розтягуванні, МПа (кгс/см2), не менше 9,8 (100)
2. Гістерезис статичний при розтягуванні на 100%, не більше% 35
3. Товщина верхнього шару гуми ковпачка до внутрішньої арматури (кільце ущільнювача) мм, не менше 0,75
4. Морозостійкість при температурі (-40 ± 1) 0С протягом 24 ± 0,1 години не допускаються тріщини
5. Герметичність при тиску повітря (0,2 ± 0,002) МПа, (2,0 ± 0,2) кгс/см2 протягом 7 ± 1,5 сек. проте витік повітря не допускається
6. Міцність зв'язку гуми з металевою арматурою при відшаруванні або зусиллі витягування ковпачка з завальцованних арматури (руйнівне навантаження) Н / кгс, не менше:
a) при температурі (20 ± 5) 0С;
b) після старіння в мастилі ШРБ або СЖР-1 при температурі (70 ± 3) 0С протягом 72 ± 1:00
4,9 (50)
4,9 (50)
7. Циклічна довговічність, кількість циклів не менше 1 • 106 розриви гуми і витік мастила не допускається
8. Зміна обсягу після впливу протягом (72 ± 1) години при температурі (70 ± 3) 0С,% в межах:
- В мастилі ШРБ-4;
- В мастилі СЖР-1
від +18 до -10
від +8 до -8
Негерметичність даної деталі призводить до забруднення шарніра і втрати мастила, що, у свою чергу, викличе підвищений знос деталей кульового шарніра і руйнування вузла і втрату керуванням автомобіля.
Гарантійний термін експлуатації ковпачка захисного 2101-3003074 дорівнює гарантійному строку експлуатації автомобіля за умови дотримання правил монтажу та експлуатації.
Маса деталі становить 0,009 кг [17].
1.4 Опис технологічного процесу
Технічний вуглець (сажа), попередньо просіяний, подається транспортером (поз. 2) у цех складання наважок інгредієнтів в накопичувальний бункер, звідки, за допомогою дозатора, прямує в приймальний бункер гумозмішувача (поз. 9), куди також надходять залишилися інгредієнти з відповідних ємностей для зберігання (поз. 4) і каучук зі складу (поз. 6) і після нарізки на гільйотині (поз. 7) з допомогою транспортера (поз. 2).
З бункера (поз. 9) усі компоненти поступають в гумозмішувача (поз. 10) де з плином певного часу при певній часу відбувається процес змішання, і виготовлення гумової суміші.
З гумозмішувача (поз. 10) гумова суміш спрямовується на вальці (поз 11), де відбувається подальша Пластикація, фарбування гумової суміші, її гортанні. Далі гумова суміш у вигляді листів протягом певного часу охолоджується на спеціальних вішалах (поз. 12) і направляється на нарізку механічним ножем (поз. 13) з метою виготовлення гумових заготовок.
Гумові заготовки направляються на попереднє складування (поз. 14), звідки візками (поз. 15) подається в цех вулканізації на формування виробів до гідравлічних пресів (поз. 16).
Свулканізованние деталі відправляють на механічну обробку на ділянку обробки (поз. 17), потім вже оброблені деталі надходять у відділ технічного контролю (ВТК) (поз. 18) для 100%-ної перевірки на відповідність НТД та кресленнями.
Прийняті ВТК деталі направляються на складальний ділянку (поз. 19), де за допомогою спеціального верстата здійснюється завальцювання обойми ущільнювальної.
Після завальцювання деталь у збірному вигляді надходить на перевірку на герметичність (100%) за допомогою спеціального стенду (поз. 20).
Герметичні і повністю відповідають усім вимогам деталі направляються на упаковку (поз. 21).
1.5 Основні параметри технологічного процесу
Норми технологічного режиму представлені в таблиці 1.10.
Таблиця 1.10 Норми технологічного режиму
№ п / п Найменування технологічної операції Технологічна норма
1 2 3
1. Підготовка каучуку (распарки в распарочной камері) Час распарки-12-15 годин
Температура - 60 ± 100С
2. Виготовлення гумової суміші на вальцях Час циклу:
- З охолодженням - 45 хвилин
- Без охолодження - 40 хвилин
Температура на валках:
- Ближній - 600С
- Далекий - 650С
Товщина зрізується аркуша - 10 - 12 мм
Температура води для охолодження валків:
- На вході - 10-180С
- На виході - 20-280С
3. Охолодження й вилежки гумової суміші Час охолодження - не менше 30 хвилин
Час вилежки - не менше 16 годин
4. Зберігання гумової суміші з моменту виготовлення Влітку - не більше 5 діб
Взимку - не більше 6 діб
5. Вулканізація деталей Тиск - 170-200 кгс/см2
Температура - 170 ± 100С
Час - 12 ± 0,5 хвилин
6. Чистка прес-форм Концентрація їдкого натру у ванні - 10-20%
Час витримки - 6-12 годин
Температура - 50 ± 100С
1.6 Технічна характеристика основного технологічного обладнання
Основні характеристики вальців резінообрабативающіх СМ 1500 660/660П ГОСТ 14333-73 представлені в таблиці 1.11 [18].
Таблиця 1.11 Основні характеристики вальців резіносмесітельних
№ п / п Найменування характеристики Од. ізм. Величина
1 2 3 4
1. Розташування приводу Праве
2. Фрикции 1:1,07
3. Швидкість валків окружна:
- Передня
- Заднього
м / хв
м / хв
34,6
37,2
4. Продуктивність вальців л / цикл. ≈ 80
5. Число валків шт. 2
6. Діаметр робочої частини валка мм 660
7. Довжина робочої частини валка мм 1500
8. Твердість робочої поверхні валка HRC 42-55
9. Товщина вибіленого шару в обробленому валку мм 10-25
10. Робоча поверхня гладка валків
11. Мастило підшипників валків централізована
12. Привід вальців індивідуальний
13. Потужність електродвигуна приводу кВт 132
14. Число обертів електродвигуна приводу об / хв 985
15. Максимальний гальмівний момент
кг • см 15000
16. Максимальний шлях пробігу переднього валка при включенні протиаварійного пристрою на незавантажених вальцях не більше ј обороту
17. Робочий зазор між валками
мм 0,5-10
18. Охолодження валків:
- Температура води
- Тиск
- Витрата охолоджуючої (максимальний)
0С
атм.
м3 / год
10-18
1-3
8-12
19. Номінальна питомий распорное зусилля кгс / см 1500
20. Довжина вальців з приводом мм 4860
21. Ширина вальців з приводом мм 3355
22. Висота вальців з приводом мм 2026
23. Вага вальців з приводом кг 24032
24. Напруга електрообладнання В 380
25. Частота Гц 50
Технічна характеристика литтєвого преса 4520-113 представлена ​​в таблиці 1.12 [19].
Таблиця 1.12 Технічна характеристика литтєвого преса
№ п / п Найменування характеристики Од. ізм. Величина
1 2 3 4
1. Розміри машини: - глибина
- Ширина
- Висота над підлогою мм
мм
мм 1200
2800
3743
2. Маса машина кг 10000
3. Кількість прес-форм шт. 1 (набір)
4. Максимальні розміри нагрівальних плит мм 600х600
5. Відстань у просвіті між нагрівальними плитами мм 700
6. Відстань у просвіті між нагрівальними плитами при мінімальній висоті форм мм 650
7. Зусилля замикання форми МН 4,5
8. Час закривання преса сек. 8,7
9. Час відкривання преса сек. 11
10. Максимальний обсяг литтєвий камери
см3 2000
11. Максимальний тиск лиття під тиском МПа 110
12. Максимальна температура вулканізації 0С 250
13. Максимальна тривалість вулканізації година 1
14. Мінімальна тривалість вулканізації хв 10
15. Споживана потужність для нагріву форм 3х7 кВА кВА 21
16. Споживана потужність для гідроагрегату кВА 16,5
17. Середня витрата електроенергії кВА / год 12
18. Загальна встановлена ​​потужність електроенергії кВА 38
19. Максимальне висунення виштовхувачем мм 167
20. Максимальне зусилля виштовхувачем МН 0,05
21. Максимальний підйом середньої касети над нижньою нагрівальної плитою мм 595
22. Максимальне зусилля підйому проміжної плити МН 0,1
23. Максимальне зусилля опускання проміжної плити МН 0,07
24. Привід охолоджуючої води Ду 1 / 2 "
25. Злив охолоджуючої води Ду 1 / 2 "
26. Витрата охолоджуючої води л / год 400
27. Подача стисненого повітря Ду 1 / 2 "
28. Робоча рідина гідроагрегату ОТН 4
29. Обсяг гідробака дм3 310
30. Максимальна температура масла в баку 0С 60
31. Загальна кількість масла для литтєвого преса дм3 420
32. Обслуговування машини 1 працівник
33. Загальний об'єм баків дм3 700
1.7 Технологічні розрахунки
1.7.1 Матеріальні розрахунки
Таблиця 1.13 Витрата компонентів на приготування гумової суміші
№ п / п Найменування матеріалу, марка, сорт Компоненти вагові частини, мас.ч. На приготування однієї закладки на вальцях, кг
1. Наїріт ДП, каучук хлоропреновий 100 1932
2. Сірка мелена природна З 9990 0,45 0,17
3. Дітіодіморфолін 0,3 0,11
4. Кислота стеаринова 1,34 0,5
5. Білила цинкові БЦО-М 2,39 0,9
6. Магнезія палена 3,13 1,16
7. Діафен ФП 1,79 0,66
8. Дибутилфталат ДБФ 24,76 9,3
9. Технічний вуглець П-514 47,73 17,6
10. Масло ПМ 0,89 0,33
11. Дифенилгуанидин ДФГ 0,89 0,2
12. Тіазол (альтакс) 0,35 0,13
РАЗОМ 184,019 63,06
Таблиця 1.14 Витрата компонентів на рік
№ п / п Найменування матеріалу, марка, сорт Кількість, тн
1. Наїріт ДП, каучук хлоропреновий 56,22
Продовження Таблиці 1.14
1 2 3
2. Сірка мелена природна З 9990 0,3
3. Дітіодіморфолін 0,19
4. Кислота стеаринова 0,88
5. Білила цинкові БЦО-М 1,58
6. Магнезія палена 2,04
7. Діафен ФП 1,16
8. Дибутилфталат ДБФ 16,34
9. Технічний вуглець П-514 30,92
10. Масло ПМ 0,58
11. Дифенилгуанидин ДФГ 0,35
12. Тіазол (альтакс) 0,23
РАЗОМ 110,79
Втрати компонентів у процесі навішування, транспортування та приготування гумової суміші складають (дані наведені щодо приготування однієї закладки гумової суміші):
12) Наїріт ДП 0,58 кг
13) Сірка мелена 0,003 кг
14) Дітіодіморфалін 0,002 кг
15) Кислота стеаринова 0,009 кг
16) Білила цинкові 0,016 кг
17) Магнезія палена 0,02 кг
18) Діафен ФП 0,01 кг
19) дибутилфталат 0,17 кг
20) Технічний вуглець 0,32 кг
21) Масло ПМ 0,006 кг
22) дифенилгуанидин 0,004 кг
23) тіазол 0,002 кг
Загальна маса всіх втрат становить 1,136 кг , На рік - 1,99 тн.
Фактично маса одержуваної гумової суміші на вальцях (одна закладка) з урахуванням втрати сировини становить 61,924 кг .
Витрата Прихід
Каучук, сипучі інгредієнти, пом'якшувачі, пластифікатори 63,06 кг
Гумова суміш 61,924 кг
Разом 63,06 кг Разом 61,924 кг
Втрати гумової суміші становлять 1,136 кг
Матеріальний баланс виготовлення ковпачка захисного 2101-3003074 (наведено на одну закладку гумової суміші)
Маса гумової суміші, одержуваної в одній закладці 61,924 кг
Маса гумової суміші, що йде на виготовлення однієї деталі 0,0259 кг
Маса однієї деталі 0,009 кг
З однієї закладки гумової суміші може бути виготовлено 2390 деталей
Фактично маса гуми, що йде на виготовлення даної кількості деталей, становить 21,51 кг
Маса відходів, отриманих в процесі вулканізації 40,414 кг
Витрата Прихід Гумова суміш 61,924 кг
Готовий виріб 21,51 кг
Разом 61,924 кг Разом 21,51
Відходи гуми складають 40,414 кг
1.7.2 Розрахунок основного технологічного обладнання
Розрахунок вальцев резіносмесітельних
Продуктивність вальців G (у кг / хв) при багаторазовому пропуску суміші через зазор дорівнює:
G = V / t,
де V - продуктивність вальців, л / цикл. = 80 л / цикл.;
t - тривалість обробки суміші на вальцях, хв.
G = 80/40 = 2 кг / хв.
Виробнича потужність - 4200000 дет. / рік, що в масі гумової суміші складає - 108780 кг , Значить, на добу необхідно виготовляти 298 кг гумової суміші, що відповідає продуктивності одних вальців резіносмесітельних.
Розрахунок пресового устаткування
У добу необхідно переробляти 298 кг .
Продуктивність преса (дет. / год) розраховується за формулою:
G = (60 * n) / t,
де n - число місць у прес-формі;
t - час, що витрачається на цикл (час формування + час на перезавантаження + час на чищення прес-форми та ін.)
G = (60 * 42) / 16,5 = 152 дит. / Год
Число деталей, що виготовляються на добу, 152 * 20 = 3040 дет. / добу.
Маса гумової суміші, необхідна для формування даної кількості деталей - 78,74 кг .
Значить, один прес переробляє на добу 78,74 кг гумової суміші, а в добу необхідно переробити - 298 кг , Що відповідає 298/78, 74 = 3,78 або 4 пресів.
Значить для здійснення заданої виробничої потужності необхідно 4 преса гідравлічних [20].
1.7.3 Теплоенергетичні розрахунки
Витрата електроенергії:
• валкові обладнання - 15 кВт / год * 2 = 30 кВт / год або 720 кВт / добу або 262 800 кВт / год;
• пресове обладнання - 12 кВт / год * 4 = 48 кВт / год або 288 кВт / добу або 105 120 кВт / год;
• інше - 10 кВт / год або 240 кВт / добу або 87600 кВт / рік
Разом витрата електроенергії на рік: 455520 кВт.
На технологічні потреби витрачається річкова вода як хладоагента.
1. Фарбування гумової суміші.
Витрата води для валкового обладнання становить 12 м3 / год, тобто 288 м3/добу, всього на дві одиниці обладнання 576 м3/добу, відповідно, на рік - 210240 м3 .
2. Формування ГТВ
Витрата води для пресового устаткування становить 400 л / год, тобто 9600 л / добу, всього на три одиниці обладнання 28800 л / добу, відповідно, на рік - 10512 м ³ .
Всього на виробництво ГТВ, починаючи зі стадії приготування гумової суміші, закінчуючи формуванням, витрачається води:
576 + 28,8 = 604,8 м3/добу або 210240 + 10512 = 220752 м3/год.
3. Миття підлоги проводиться річковою водою, витрата води складає 5 м3/добу, 1825 м3/год.
Витрата води (загальний), включаючи миття:
604,8 + 5 = 609,8 м3/добу або 222577 м3/рік.
1.7.4 Транспортні розрахунки
Візки для перевезення гумової суміші зі складу на дільницю вулканізації:
Тривалість одного рейсу візки дорівнює:
(300 • 2) / (0,4 • 3600) + 2 • 10 / 60 = 0,75 год,
де 300 м - Відстань між складом і цехом,
0,4 м / с - швидкість руху візка,
10 хв - тривалість простою на завантаження та вивантаження візки.
Кількість гумової суміші, яке необхідно перевести, складе:
103,6 / 1 • 8 = 12,95 кг / год,
де 103,6 кг / добу - витрата гумової суміші,
1 - число змін транспортувальників,
8 год - тривалість змін транспортувальників.
Продуктивність однієї візки дорівнює:
300 / 0,75 = 400 кг / год,
де 300 кг - Вантажопідйомність візка,
Необхідна кількість візків складе:
12,95 / 400 = 0,03 ≈ 1 візок

2. БЕЗПЕКА ПРОЕКТУ
Введення
Безпека - це відсутність неприпустимого ризику, пов'язаного з можливістю нанесення збитку.
Охорона праці - це система законодавчих актів, соціально-економічних, організаційних, технічних, гігієнічних і лікувально-профілактічеcкіх заходів та засобів, що забезпечують безпеку, збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці.
ТОВ «Автокомплект і К» - підприємство, основною діяльністю якого є виробництво формових гумотехнічних виробів (ГТВ) для ВАТ «АвтоВАЗ» та інших заводів.
Як і будь-хімічне виробництво, процес виготовлення ГТВ пов'язаний з безліччю негативних факторів, таких як викиди шкідливих речовин в атмосферу (хлоропрен, граничні аліфатичні вуглеводні), шкідливі умови праці для персоналу, що працює на підприємстві, ризик отримання всіляких травм, пожежонебезпечність виробництва [21] .
а ТОВ «Автокомплект і К», як і годиться на будь-якому подібному підприємстві, існує спеціальні особи, які здійснюють контроль за безпекою виробництва, захищають права робітників на отримання різних пільг і дотацій за роботу у шкідливих умовах. Даним особою є - інженер з техніки безпеки, який у своїй роботі керується нормативними документами, законами РФ, СниП і т.д. [22].
Основними шкідливими ділянками виробництва є - ділянка приготування наважок інгредієнтів, ділянка фарбування гумової суміші і ділянка вулканізації. Відповідно, потенційно небезпечним обладнанням - резіносмесітельние вальці, пресово-вулканізаційні обладнання. Так само на території підприємства постійно здійснюється пересування всілякого транспорту, починаючи від внутрішньоцехових кадрів і навантажувачів, закінчуючи великовантажних автотранспортом, призначеним для перевезення сировини і готової продукції.
Враховуючи вищевикладене, на території ТОВ «Автокомплект і К» здійснюються заходи щодо охорони праці та безпеки виробництва, найбільш потенційно небезпечними є цех фарбування гумової суміші і вулканізації ГТВ.
2.1 Небезпечні виробничі фактори та заходи щодо технічної безпеки
Як вже зазначалося раніше, вальці є потенційно небезпечним для обслуговуючого персоналу і працівників устаткуванням, тому вальці на ТОВ «Автокоплект і К» забезпечені пристроями, встановленими з обох боків від валків, для аварійної зупинки при попаданні рук робітника в небезпечну зону, а в електричній схемі управління вальцями знаходиться звукова сигналізація, що включається до початку обертання валків вальців.
Вальцювальник (людина, який виготовляє гумову суміш і працює на вальцях) обов'язково повинен ознайомитися з інструкцією з техніки безпеки праці на даному вигляді обладнання і здійснювати свою роботу відповідно до своїх посадових інструкцій.
Вальцювальник обов'язково повинен працювати в спецодязі, не допускається робота в рукавицях з широкими розтрубами у зап'ястя.
У цеху вулканізації розташовуються вулканізаційні преса, які можуть бути джерелом всіляких травм для основних робітників - пресувальників-вулканізаторник та іншого персоналу.
Процес виробництва формових ГТВ протікає при високій температурі до 2000С, прес-форма обігрівається теплоносієм, тому існує ризик опіків. Крім цього, прес має рухомі частини, механізми, які так само можуть призвести до травми. Слід гранично уважно працювати з даним видом обладнання, як у процесі експлуатації, так і під час ремонту.
Пресувальник повинен мати засоби індивідуального захисту (рукавички, спецодяг). Всі преса, щоб уникнути опіків, забезпечені захисним кожухом, який закриває нагріті ділянки обладнання. Також даний вид обладнання забезпечений пристроями аварійної зупинки, у разі небезпечних моментів.
Прес оснащений механізмом, що перешкоджає змиканню прес-форми при відкритому корпусі, що знижує ризик отримання травм.
Експлуатація будь-якого обладнання повинна здійснюватися відповідно до експлуатаційної документації.
На ТОВ «Автокомплект і К» для безпечного пересування транспорту сформована схема руху маршруту по територіях, вивішені відповідні знаки та покажчики.
Для пішоходів визначені місця пересування, які в будь-який час року міститися в чистоті (прибирання снігу, сміття).
У таблиці 2.1 представлена ​​характеристики ділянок фарбування гумової суміші і вулканізації ГТВ по категоріях і класу небезпеки.
Таблиця 2.1 Характеристика виробничих приміщень за ПУЕ
№ п / п Найменування приміщення Клас зони небезпеки за ПУЕ
1. Ділянка фарбування гумової суміші П-IIа
2. Цех вулканізації П-IIа
Для здійснення електробезпеки виробництва все електроустановки на ТОВ «Автокомплект і К» заземлені, всі частини даного обладнання мають захисні кожухи та перегородки і сигнальними пристроями для попередження аварій.
На підприємстві знаходиться спеціаліст (черговий інженер-електрик), який при виникненні аварійної ситуації оперативно зможе усунути неполадку.
Специфіка виробництва формових ГТВ така, що в процесі їх виготовлення можуть виникнути ситуації, які потягнуть за собою виникнення пожежі або вибуху. Це може бути пов'язано, як з використанням потенційно небезпечного сировини та допоміжних матеріалів, так і в процесі експлуатації обладнання, тому необхідно здійснювати контроль за належним зберіганням вибухонебезпечного сировини, не зберігати її разом з іншими речовинами, здатними каталізувати процес загоряння.
У всіх виробничих цехах повинні знаходитися засоби пожежегасіння, згідно з джерелом загоряння.
При найменших підозрах на можливість виникнення пожежо-і вибухонебезпечних ситуацій необхідно доводити про це до відома відповідальних осіб.
У процесі виробництва формових ГТВ утворюються шкідливі речовини, які можуть викликати у людини як хронічні захворювання, так і разові отруєння, тому працівники підприємства забезпечені засобами захисту органів дихання (респіратори і т.д.), у цехах встановлена ​​припливно-витяжна вентиляція.
2.2 Шкідливі виробничі фактори та заходи щодо виробничої санітарії та гігієни праці
У процесі виробництва гумовотехнічних виробів працівники ТОВ «Автокомплект і К» повсякденно стикаються з різними шкідливими речовинами, які виділяються або з причини протікання побічних реакцій, або самі по собі є вихідною сировиною.
У таблиці 2.2 представлені основні шкідливі речовини, їх гранично-допустимі концентрації, характер впливу на організм людини і т.д.

Таблиця 2.2 Характеристика шкідливих речовин
№ п / п Найменування речовини, агрегатний стан Характер впливу на організм людини Клас небезпеки Гранично-допустимі концентрації (ГДК)
1. Пил вуглецю, (а) фіброгенну вплив 4 червня
2. Пил сірки, (а) фіброгенну вплив 4 Червень
3. Оксид вуглецю, (г) Викликає отруєння, смерть 4 20,0
4. Граничні аліфатічес-кі вуглеводні, (п) Наркотична вплив 4300
Для забезпечення оптимальних значень ГДК в цехах передбачена припливно-витяжна вентиляція.
Джерелами тепло-та вологовиділення на підприємстві є: система теплопостачання, резіносмесітельное обладнання, гідравлічні преса.
У таблиці 2.3 представлені оптимальні і допустимі норми температури, відносної вологості та швидкості руху повітря в робочій зоні виробничих приміщень.
Таблиця 2.3
№ п / п Період року Кате-рія робіт Температура, 0С Відносна вологість,% Швидкість руху-ня, м / с
опти-мальна допус-тімая опти-мальна допус-тімая опти-мальна, але не більше допус-тімая на робочих місцях
1. Холодний
II б 17-19 13-23 40-60 75 0,2 не більше 0,4
2. Теплий 20-22 15-29 40-60 (при 260С) 70 0,3 0,2-0,5
Для створення нормативних значень температури, вологості в цехах встановлена ​​припливно-витяжна вентиляція, в зимовий період часу приміщення обігріваються автономною системою опалення.
Не менш важливий на робочих місцях оптимальний рівень освітленості, який також нормується відповідної НТД.
Таблиця 2.4 Характеристика виробничого освітлення
№ п / п Найменування приміщення Розряд та подразряд зорової роботи по СниП 23-05-95 Система освітлення Норма, люкс КПО, ен,%
1. Цех фарбування гумової суміші Vа комбінований-ва 400 1,8
2. Цех вулканізації Vа загальна 300 1
На ТОВ «Автокомплект і К» для створення комфортних умов праці працівників раціонально підійшли до висвітлення виробничих приміщень. В якості освітлювальних приладів застосовують світильники з газорозрядними лампами низького тиску типу ЛБ, лампи ДРЛ. Вони розташовані на оптимальній висоті, що забезпечує нормований рівень освітленості.
Джерелами шуму та вібрації на підприємстві є припливно-витяжні вентиляції, вальці резіносмесітельние, преса гідравлічні. Для зниження впливу на органи слуху працівників передбачені індивідуальні засоби захисту, шумоізоляція. Зокрема, вальця розташовуються на спеціально обладнаному фундаменті, який частково поглинає вібрації.
На ТОВ «Автокомплект і К» існують спеціально обладнані кімнати відпочинку для працівників, побутові приміщення, приміщення громадського харчування і т.д. [23].
2.3 вибухопожежобезпеки
У технологічному процесі виробництва формових ГТВ застосовуються різні речовини, пожежонебезпечні властивості яких представлені в таблицях 2.5, 2.6 [24].
Таблиця 2.5 Пожежонебезпечні властивості горючих рідин і газів, що застосовуються у виробництві
№ п / п Найменування речовини Фізико хі-чеський відбутися у-яніе Темпе-ратура спалаху парів, 0С Темпе-ратура займання-трансформаційних змін, 0С Концент-раціонні межі займистості-трансформаційних змін, мг/м3
1. Масло-мягчитель ж 230 355 -
2. Дибутилфталат ж 168202 0,5
3. Граничні Аліф-тичні вуглеводні
Таблиця 2.6 Пожежонебезпечні властивості горючих порошкоподібних і кристалічних речовин, які застосовуються або виділяються у виробництві
№ п / п Найменування речовини Фізичний стан речовини Мінімальна енергія, мДж Температу-ра самовос-полум'ї-ня, 0С Нижній концентраційний межа запалення, г/м3
1. Сажа а. - 790 60
2. Стеарин тв. 25 290 -
3. Дифенилгуанидин а. 9,3 628 37
4. Діафен ФП тв. - 523 23
5. Гумова суміш тв. 50 350 25
6. Сірка а. - 190 17
В якості засобів пожежогасіння при виникненні пожежі використовуються вода, піна, пара, азбестове полотно, пінні і вуглекислотні вогнегасники, пісок і т.д.
Тип засоби пожежогасіння залежить від джерела запалення.
Як і на багатьох підприємствах, на території ТОВ «Автокомплект і К» розташовані контейнери з піском, в цехах знаходяться різні види вогнегасників. Будь-який із співробітників, першим помітив загоряння, зобов'язаний повідомити про це старшому і локалізувати пожежу.

3. ЕКОЛОГІЧНА ЕКСПЕРТИЗА ПРОЕКТУ
У процесі виробництва формових ГТВ ТОВ "Автокомплект і К" утворюються різні тверді відходи і здійснюються викиди в атмосферу забруднюючих речовин. Основними джерелами даних забруднень можна вважати наступні виробничі ділянки:
• Ділянка підготовки наважок;
• Ділянка вальцювання;
• Пресово-вулканізаційний ділянку.
Устаткування, що є джерелом даних забруднень, - вальці резіносмесітельние, вулканізаційні преса.
Отже, існує потреба у захисті навколишнього природного середовища від забруднюючих речовин.
Екологічна експертиза - встановлення відповідності екологічним вимогам і визначення допустимості реалізації об'єкта екологічної експертизи з метою попередження можливих несприятливих впливів цієї діяльності на навколишнє природне середовище.
Відносини в галузі екологічної експертизи регулює Федеральний закон від 23 листопада 1995 року N 174-ФЗ "Про екологічну експертизу", він спрямований на реалізацію конституційного права громадян Російської Федерації на сприятливе навколишнє середовище у вигляді попередження негативних впливів господарської та іншої діяльності на навколишнє природне середовище і передбачає в цій частині реалізацію конституційного права суб'єктів Російської Федерації на спільне з Російською Федерацією ведення питань охорони навколишнього середовища та забезпечення екологічної безпеки.
Екологічна характерітсіка об'єкта представлена ​​в схемі 3.1.

Таблиця 3.1 Викиди в атмосферу
№ п / п Найменування речовини Кількість забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу, т / рік
1 2 3
1. Пил технічного вуглецю 1,082
2 Пил сірки 0,0105
3. Марганець та його сполуки 0,000152
4. Оксид вуглецю 0,354287
5. Хлористий водень 0,006498
6. 1,3-бутадієн 0,00624
Продовження Таблиці 3.1
1 2 3
7. Акрилонітрил 0,005641
8. Стирол 0,005099
9. Хлоропрен 0,005117
10. Ксилол 0,072
11. Толуол 0,05
12. Діоксид азоту 0,099349
13. Метилетилкетон 0,074
14. Граничні вуглеводні 0,056234
Таблиця 3.2 Кількісна характеристика твердих відходів
№ п / п Найменування відходів Маса відходів, т / рік
1. Відходи гуми 0,0025
2. Відходи гумотехнічних виробів 0,315
Таблиця 3.3 ГДК і екологічна характеристика забруднювачів
№ п / п Найменування забруднювача ГДК, мг/м3 Характер впливу на організм людини
1 2 3 4
1. Пил технічного вуглецю 0,15 Викликає захворювання дихальних шляхів і шлунково-кишкового тракту
2. Пил сірки 0,2 Викликає захворювання дихальних шляхів і шлунково-кишкового тракту
3. Марганець та його сполуки 0,3 Сильна отрута, впливає на центральну нервову систему (ЦНС), викликаючи в ній важкі оргніческіе зміни. Підвищує рівень цукру і молочної кислоти в крові.
4. Оксид вуглецю 20,0 Оксид вуглецю (СО) витісняє кисень із оксигемоглобіну крові. СО викликає азотемію, зміна вмісту білків плазми.
5. Хлористий водень 0,015 При високих кончентраціях викликає роздратування слізітой оболонок, особливо носа; кон'юнктивіт, помутніння рогівки, кашель.
6. 1,3-бутадієн 3,0 В високих концентраціях діє наркотично, у малих - дратує слизові оболонки, викликає функціональні зрушення в ЦНС.
7. Акрилонітрил 0,5 Вражає ЦНС, викликає зниження артеріального тиску, приглушення тонів серця
8. Стирол 0,003 Наркотик, подразнює слизові оболонки, викликає ураження печінки, подразнення слизових оболонок очей, носа, глотки; шлунково-кишкові розлади.
9. Хлоропрен 0,05 Наркотик, викликає подразнення дихальних шляхів, випадання волосся, порушує утворення кератину
10. Ксилол 0,2 Наркотик, при тривалому впливі дратує кровотворні органи.
11. Толуол 0,6 В високих концентраціях діє наркотично, впливає на нервову систему, подразнює слизові оболонки; запаморочення, слабкість.
12. Діоксид азоту 0,085 Має виражену подразнюючу дію на дихальні шляхи, призводить до розвитку токсичного набряку легенів.
13. Метилетилкетон 0,05 Викликає подразнення слизових оболонок очей, носа і горла.
14. Граничні вуглеводні 0,1 Найсильніші наркотики, вищі члени ряду шкідливі більше внаслідок дії на шкіру, ніж при вдиханні парів, характерна нестійкість реакцій ЦНС.
З таблиць видно, що у процесі виготовлення гумотехнічних виробів ТОВ "Автокомплект і К" виробляє викиди в атмосферу шкідливих забруднюючих речовин і загрязнеяет грунт отвердить відходами [25].
Відходи гуми і гумотехнічних виробів передаються в спеціалізоване підприємство, яке переробляє з в гумову крихту, яка використовується як добавка до гумової суміші.
В даний час найбільш ефективним методом захисту атмосферного повітря від забруднень є використання безвідходних ресурсо-і енергозберігаючих технологічних процесів з замкнутими виробничими циклами, що виключають або різко знижують викид шкідливих речовин в навколишнє середовище. Однак не завжди вдається розробити безвідходні технологічні процеси, що забезпечують повну комплексну очистку шкідливих технологічних викидів в атмосферу.
Технологічні аспекти захисту повітряного басейну від забруднення виробничого пилом, токсичними парами і газами включають застосування для різних виробництв нових способів, агрегатів, апаратів і систем воздухоочистки, в яких використовуються останні досягнення науки і техніки.
На сучасному етапі розвитку виробництва для більшості промислових підприємств очищення технологічного повітря від твердих, газоподібних, аерозольних і рідких шкідливих домішок за допомогою фільтрів пилегазоуловітелей слід розглядати як компонент безвідходної технології.
Забруднюючі речовини видаляють з повітря за допомогою механічних та силових методів. У першому випадку фільтрація повітря здійснюється за рахунок застосування різних жорстких або гнучких перегородок або насипних шарів фільтруючого матеріалу (механічні фільтри), а в другому - за рахунок застосування гравітаційного, електричного, магнітного та інших видів силових полів (силові фільтри). У механічних фільтрах очищення повітряних потоків шляхом пропускання їх через фільтруючі перегородки дозволяє видаляти з повітря тверді та рідинні частки самих різних розмірів. Однак найбільш ефективно застосовувати механічні фільтри в процесах тонкої очистки (ступінь очищення 99,5%).
Очищення технологічного повітря від шкідливих парів, газів та токсичних речовин здійснюють абсорбційним, адсорбційним, хімічним, біологічним, біохімічним і термічним методами.
Для ефективної мокрого очищення запиленого технологічного повітря використовуються, наприклад, скрубери Вентурі двох конструктивних модифікацій, розробки ВАТ "НІІОГАЗ" (Росія).
Поряд з уловлюванням пилу в скрубері Вентурі за певних умов (подачі зрошувальної рідини "на потік" з температурою, що не перевищує 15-200С, і т.п.) уловлюються і газові включення. Найкращих результатів досягають при абсорбції добре розчинних газів і при невеликих початкових концентраціях речовин.
Очищення повітря від пилу в електричному полі за допомогою електричних пиловловлювачів (електрофільтрів) - один з основних промислових способів пиловидалення з повітряних потоків, незважаючи на досить високу капіталоємність. Основна перевага способу в тому, що він дозволяє використовувати значні сили, безпосередньо діють на частинки, а не на дисперсійний потік. З цією обставиною пов'язані й інші переваги очищення повітря від пилу в електричному полі (електростатичне осадження частинок від пилу): видалення з повітряного потоку частинок з розмірами аж до субмікрометрового діапазону, висока ступінь очищення (більше 99%), помірне споживання енергії, малий гідравлічний опір і т.д.
Процес електричного уловлювання частинок пилу з повітря включає наступні стадії: зарядка зважених часток, рух заряджених частинок до електродів, осадження і видалення частинок.
Як вже зазначалося раніше, в процесі виробництва формових гумовотехнічних виробів виділяються різні газоподібні шкідливі речовини, тому в цеху вулканізації необхідно встановлювати очисні споруди для зниження екологічної напруженості виробництва.
Для очищення промислових і вентиляційних газових сумішей від органічних речовин в атмосферу зазвичай застосовують абсорбційні методи, що дозволяє забезпечити екологічну безпеку виробництва і вловити цінні органічні сполуки.
Для визначення поглинальної здатності різних абсорбентів використовували пароповітряні суміші № 1 і № 2, які містили тетрагідрофуран (ТГФ), метилетилкетон (МЕК), дихлоретан (ДХЕ), бутанол, ціклокесанон (ЦГН), толуол і ксилол (див. таблицю 3.4).
Таблиця 3.4 Результати очищення газової суміші різними абсорбентами
Речовина Зміст речовини
На вході в абсорбер, об. % У абсорбері з різними абсорбентами,% за масою
Вода ЦГН ВОА
Газова суміш № 1
Тетрагідрофуран 1,209 0,35 1,81 2,44
Метилетилкетон 0,325 0,14 1,81 1,86
Дихлоретан 0,236 0,07 1,62 1,67
Бутанол 0,018 0,02 0,58 0,61
Циклогексанон 0,013 0,03 92,16 0,5
Вода 3,0 99,39 2,02 0,009
Повітря 95,779 - - -
Газова суміш № 2
Циклогексанон 0,125 1,53 93,43 2,5
Ксилол 0,624 - 1,17 1,28
Толуол 1,442 - 2,98 3,04
Вода 2,35 98,47 2,42 0,008
Повітря 95,459
Дані компоненти входять до складу газових викидів, що утворюються при виробництві полімерних матеріалів. В якості абсорбентів застосовували воду, циклогексанон (ЦГН) і висококиплячих органічний абсорбент (ВОА).
У результаті досліджень було встановлено, що ЦГН та ВАУ мають практично однакову поглинальну здатність. Поглинальна здатність ВОА вище поглинальної здатності води по тетерагідрофурану в 7 разів, по метилетилкетон - в 13,3, по діхлоретане - в 24, по бутанол - в 30, і по циклогексанон - в 16 разів.
Висока поглинальна абсорбенту (в даному випадку ВОА) дозволяє знизити його кількість в циклічному процесі абсорбція-регенерація, що і призводить до зменшення енерговитрат на його транспортування та нагрівання при регенерації.
Однак, як видно з даних таблиці, в процесі очищення газових викидів з використанням у якості абсорбенту циклогексанону останній поряд з поглинанням органічних сполук добре абсорбує пари води, що знаходяться в очищуваному газовому потоці. Крім того, його пари мають досить значним парціальним тиском при температурі абсорбції і тому необхідно передбачити другий ступінь очищення газів вже від парів ЦГН, які будуть нестися з абсорбера очищеним повітрям, що викличе потребу в додаткових капітальних і енергетичних витратах.
Досліди проводилися на лабораторній установці.
Процес абсорбційної очистки відхідних газів здійснюється наступним чином. Парогазова суміш надходить у нижню частину абсорбера 1, який зверху зрошується рідким поглиначем. Рідкий поглинач, контактуючи з газовою фазою, вловлює органічні домішки, а очищений газ викидається в атмосферу. Насичений розчин насосом 7 подається на верх регенератора 2. Виділення уловлених компонентів з насиченого абсорбента відбувається на сходах контакту фаз регенератора парогазової сумішшю, яку за кип'ятильнику 6. Парогазова суміш утворюється за рахунок випаровування частини регенерованого розчину в кип'ятильнику 6 стороннім "глухим" теплоносієм. Звільнений від поглинених компонентів абсорбент з регенератора насосом 4 через теплообмінник і холодильник 3, де він охолоджується до температури абсорбції, знову подається на зрошення абсорбенту. Вихідна з регенератора парогазова суміш, що складається з поглинених в абсорбері органічних розчинників, направляється в холодильник дистиляти 5 і там конденсується. Виділена з насиченого абсорбенту та в подальшому сконденсована суміш органічних растворітлей може бути використана знову або в технологічному циклі, або зазнати подальшої переробки з метою одержання чистих індивідуальних речовин.
Аналізуючи технологічну циклічну схему процесу абсорбції з регенерацією насиченого абсорбенту, можна зробити висновок, що економічні витрати на проведення даного процесу визначаються капітальними витратами на створення циклічної аборбціонно-десорбційної установки і вартістю енергетичних витрат на проведення процесу регенерації насиченого абсорбента.
Ефективність роботи абсорберів в основному залежить від конструкції використовуються в них контактних елементів, тобто пристроїв, які забезпечують максимально розвинену поверхню контакту між рідкою і газовою фазами при мінімальному гідравлічному опорі щаблі контакту. Хороших результатів досягають при використанні тарілчастих апаратів. Проходячи через отвори в тарілках, газ створює барботажний режим, за рахунок чого утворюється велика поверхня контакту фаз. Однак тарілки володіють відносно великим гідравлічним опором.
В якості контактних пристроїв в абсорбційних апаратах можна застосовувати насадки, що представляють собою пакети з просіканими металевих стрічок або пластин, які мають розвинену поверхню контакту фаз і мають малий гідравлічний опір. Вони володіють високою ефективністю при проведенні різних масообмінних процесів при вакуумній ректифікації. Однак даних про використання таких насадок в абсорбційних апаратах для очищення газових потоків поки немає.
Для розглянутого процесу очищення низькопотенціальних газових потоків була виготовлена ​​і випробувана на реальних середовищах насадка з гофрованої мелкоячеистой нержавіючої сітки з осередками розміром 1х1 і 1,5 х1 мм. Гофрування сітки було необхідно для того, щоб не відбувалося злипання закручується полотна насадки. У результаті застосування такої насадки рідина рівномірно розподіляється по всьому перетину апарату, що є одним з глванейшіх умов для ефективної роботи контактного елемента. Випробування даної насадки на реальних середовищах показали, що вона має висоту, еквівалентну однієї теоретичної тарілці порядку 0,1 м при гідравлічному опорі, що не перевищує 98-196 Па на один метр висоти насадки, тоді як гідравлічне опір, наприклад, кілець Рашига (25х25х25 мм) становить близько 686 Па на один метр насадки, а висота еквівалентна одній теоретичної тарілки 1,5 м .