- •Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Самара 2012
- •Самарский государственный технический университет
- •Выпускная квалификационная работа
- •Изучение процесса термического окисления активных углей
- •Оксидами азота
- •Техническое задание
- •СамГту 240701 052 18 01 тз
- •Самара 2012 реферат
- •Содержание
- •1 Аналитический обзор
- •2 Обсуждение результатов
- •3 Экспериментальная часть
- •4 Охрана труда и защита окружающей среды
- •5 Технико-экономический расчёт
- •1 Аналитический обзор
- •1.1 Оксиды азота и их свойства
- •1.2 Методы очистки промышленных газовых выбросов
- •1.3 Активные угли
- •2 Обсуждение результатов
- •2.1 Постановка задачи
- •2.2 Подбор образцов активных улей различной адсорбционной активности, определение их удельной поверхности и динамической активности к оксидам азота
- •2.2.1 Подбор образцов углей
- •2.2.2 Оценка динамической активности углеродных материалов по оксидам азота
- •2.2.3 Определение динамической активности образцов углеродсодержащих материалов по оксидам азота
- •2.2.4 Определение суммарной удельной поверхности углей
- •2.2.4.1 Удельная поверхность активных углей
- •2.3 Оценка энергии активации процесса термического взаимодействия оксидов азота и активных углей
- •2.4 Экспериментальная проверка возможности использования активных углеродсодержащих материалов для эффективного обезвреживания оксидов азота
- •2.4.1 Разработка усовершенствованной методики оценки степени обезвреживания оксидов азота активными углями при различных температурах
- •2.5 Описание разработанной установки
- •2.5.1 Контроль температуры
- •2.5.2 Методика исследования обезвреживания оксидов азота в термическом режиме
- •2.5.3 Аппаратура, материалы и реактивы
- •2.5.4 Подготовка к испытанию
- •2.5.5 Подготовка пробы угля
- •2.6 Проведение испытания
- •2.6.1 Расчёт исходной смеси, состоящей из диоксида азота и атмосферного воздуха
- •2.7 Оценка методики обезвреживания оксидов в термическом режиме с помощью активных углей аг-3 и скт-10
- •2.7.1 Оценка результатов обезвреживания оксидов азота с помощью угля аг-3 в интервале температур 100-7000с
- •2.7.2 Оценка результатов обезвреживания оксидов азота с помощью угля скт-10 в интервале температур 100-8000с
- •3 Экспериментальная часть
- •3.1 Применяемые реактивы и материалы
- •3.5 Методика определения удельной поверхности углеродсодержащих материалов
- •3.3 Методика оценки степени обезвреживания оксидов азота в термическом режиме с помощью активных углей
- •3.3.1 Методика оценки степени обезвреживания оксидов азота в термическом режиме с помощью активных углей с применением силикагеля
- •3.3.2 Методика оценки степени обезвреживания оксидов азота в термическом режиме с помощью активного угля марки скт-10 с применением различных скоростных режимов пропускания оксидов азота
- •3.3.3 Методика оценки степени обезвреживания оксидов азота в термическом режиме с помощью активного угля марки скт-10 с применением различной концентрации оксидов азота
- •4 Охрана труда и защита окружающей среды
- •4.1 Характеристика исследовательской работы по степени опасности
- •4.2 Свойства веществ и меры безопасности
- •4.3 Меры безопасности при проведении исследований
- •4.4 Санитарно-гигиенические характеристики лаборатории
- •4.5 Средства пожаротушения
- •5 Технико–экономический расчёт
- •5.1 Расчет затрат на сырье и материалы
- •5.2 Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений
- •5.3 Расчет энергетических затрат
- •5.4 Расчет фонда заработной платы
- •5.5 Затраты на проведение исследовательской работы
- •5.6 Стоимость одного часа эксперимента
- •Библиографический список
- •Список публикации по теме: «Утилизация, переработка и обезвреживание газообразных и твердых отходов производства энергоёмких соединений» Тезисы докладов в сборниках трудов конференций
- •Участие в выставках
- •Защита интеллектуальной собственности:
- •Участие в конкурсах
- •Научное и общественное признание:
- •Приложения
4 Охрана труда и защита окружающей среды
4.1 Характеристика исследовательской работы по степени опасности
Экспериментальная часть дипломной работы связана с использованием горючих, токсичных и едких химических веществ. В ходе выполнения экспериментов использовалось электрооборудование, питание которого осуществляется опасным для жизни напряжением 220 В.
В соответствии свыше сказанным следует, что при нарушении правил работы возможно травмирование работающих в форме химических и тепловых ожогов, отравления, поражения электрическим током.
Лаборатория, в которой проводились эксперименты, относится по степени пожарной опасности в соответствии с ПУП к категории В, взрывоопасности к классу В-16 в соответствии с ПУЭ-76 [8].
4.2 Свойства веществ и меры безопасности
Уголь активированный - горючий черный порошок, гранулированный, содержание основного вещества около 90%, насыпная плотность ~ 430 кг/м3, зольность 22%, температура самовоспламенения аэровзвеси до 800°С, температура тления 250°С. Склонен к возгоранию как тепловому, так и химическому. Более склонен к возгоранию свежеприготовленный уголь, а также уголь в измельчённом состоянии. Увлажнение и присутствие в воздухе сернистого газа способствует самовозгоранию. Также уголь легко самовозгорается при контакте с окислителями. Не растворим во всех растворителях, только немного растворим в расплавленном железе и смеси Na2CO3 и К2СО3 при температуре 1000-1200°С., хорошо поглощает газы, пары, краски.
Угольная пыль вызывает заболевания лёгких, желудочно-кишечного тракта. На коже могут возникнуть дерматиты, покраснения и припухлость.
ПДК для угольной пыли с содержанием SiO2 не менее 2% - 10 мг/м3; с содержанием SiO2 до 10% - 4 мг/м3; с содержанием SiO2 более 10% - 2 мг/м3.
Для индивидуальной защиты используют респираторы типа ПШР-2М-59; ПРП-1; ПРШ-1; ШБ-1. Спецодежда из плотной ткани; непромокаемая обувь; краска и очки (от осколков угля). Класс опасности III.
Нитрит натрия, NaNO2 - кристаллическое вещество белого цвета со слабым желтоватым оттенком, не гигроскопичен, хорошо растворим в воде, растворим в спирте, плотность 2,168 г/см3, температура плавления 271°С, при нагревании выше 320°С разлагается, молекулярный вес 69. Технический нитрит натрия содержит влагу, при хранении слеживается.
Токсическое действие. Вызывает расширение сосудов вследствие пареза сосудодвигательного центра (при больших дозах и вследствие непосредственного действия на кровеносные сосуды), а также образование в крови метгемоглобина.
Действие на кожу. У рабочих отмечают пожелтение кожи на ладонях, гиперемию, цианоз и отечность кистей рук, а иногда стоп; шелушение, трещины, пузырьковые высыпания, ломкость ногтей; значительные изменения капилляров.
ПДК рекомендуется 0,05 мг/м3 в виде аэрозоля.
Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Защита кожи рук. Исключение прямого контакта работающих с нитритом натрия и его растворами. Местные укрытия и вытяжные устройства над ваннами с растворами. Контроль концентрации аэрозоля нитрита натрия в воздухе рабочей зоны.
Азотная кислота,_НNO3 представляет собой легко подвижную жидкость с плотностью 1,5 г/см3, обычно концентрированная кислота окрашена в слабо желтый цвет, слабая – бесцветна.
Температура кипения 860С, плавления -420С. Как и серная смешивается с водой в любых соотношениях. Смешение представляет собой экзотермический процесс гидратации, сопровождающийся выделением большого количества теплоты.
Концентрированная азотная кислота гигроскопична, на воздухе дымит в отличие от неконцентрированной кислоты (слабой).
В работе применяется азотная кислота, концентрированная с содержанием основного вещества 97-98% HNO3.
Концентрированная азотная кислота относится к энергичным окислителям – при попадании на многие органические материалы (бумага, вата, и т. п.) они воспламеняются; при попадании на кожу вызывает тяжелые ожоги. Спирт, ацетон, скипидар и некоторые другие соединения при с концентрированной азотной кислотой взрываются.
Азотная кислота легко образует оксиды азота, поэтому ее пары действуют подобно оксидам азота, но токсичнее их примерно на 25%. Предельно допустимая концентрация в Российской Федерации не установлена, в США рекомендовано принимать 5 мг/м3. ПДК оксидов азота в пересчете на NO2: 5 мг/м3. Класс опасности III.
Нитрозные газы представляют собой смесь оксидов азота и паров азотной кислоты, окрашенную в бурый цвет. При взаимодействии с водой образуется азотистая и азотная кислоты.
Токсическое действие на организм человека проявляется в поражении органов дыхания и изменении состава крови. Первые признаки отравления – кашель, головная боль, рвота. ПДК 5 мг/м3. Класс опасности III.
Углекислый газ (диоксид углерода, СО2) формируется при соединении двух элементов – кислорода и углерода. Углекислый газ бесцветен и тяжелее воздуха. Он образуется в процессе сжигания угля или углеводородных соединений, при ферментации жидкостей, а также как продукт дыхания людей и животных. Сжигание органических веществ: нефти, угля, природного газа, древесины – постоянно увеличивает содержание углекислого газа в атмосфере. Углекислый газ не токсичен и невзрывоопасен.
Гидроксид калия (КOH) представляет собой твёрдые белые кристаллы с температурой плавления 322 0С. Легко поглощает влагу и углекислый газ из воздуха, образуя NaHCO3. Хорошо растворяется в воде с высоким экзо-эффектом.
При попадании на кожу, слизистые оболочки и в глаза образуются серьёзные химические ожоги. При контакте слизистых поверхностей с едкой щёлочью необходимо промыть поражённый участок струей воды, а при попадании на кожу слабым раствором уксусной кислоты. ПДК 0,5 мг/м3. Класс опасности II.
Сода – белое кристаллическое вещество хорошо растворимо в воде. В результате гидролиза водный раствор имеет щелочную реакцию. Вдыхание содовой пыли вызывает раздражение дыхательных путей, коньюктивит, а иногда и желудочно-кишечные расстройства. Растворы концентрации до 2% не оказывают действия на глаза. ПДК 2 мг/м3. Класс опасности III.
Нитрат бария (Ba(NO3)2) – при стандартных условиях представляет собой бесцветные кубические кристаллы с температурой плавления 5920С и плотностью 3,245 г/см3. Разлагается при нагревании. Восстанавливается водородом при высокой температуре, хорошо растворяется в воде, мало растворим в спирте и жидком сероуглероде. Получают взаимодействием оксида, гидроксида, сульфида или карбоната бария с азотной кислотой или сплавлением оксида бария с нитратом аммония. Применяют для получения BaO и BaO2; компонент эмалей и глазурей; компонент пиротехнических, сигнальных составов зелёного цвета. В природе – минерал нитробарит. Нитрат бария токсичен. ПДК 0,5 мг/м3. Класс опасности II.