Задание для самостоятельной работы

Рассчитать и проанализировать структуру материального и энергетического балансов заданного производства. По результатам расчета построить гистограммы входных и выходных материальных и энергетических потоков. Используя методологию полного жизненного цикла продукта дать экологическую характеристику заданному производству. Оценить масштаб антропогенной нагрузки заданным производством на окружающую среду.

При выполнении задания для самостоятельной работы студенту необходимо выбрать часть данных по литературным источникам, например, особенности протекания технологического процесса, химизм процессов в производстве, теплофизические величины исходных веществ и продуктов производства, ПДК.

Задача включает три вида производства. Вид производства, подлежащий расчету студентом, и исходные данные определяются номером варианта.

1. Производство – синтез аммиака

Синтез аммиака из азота и водорода осуществляют под давлением на железном катализаторе в колонне синтеза. Исходным сырьем служит азото-водородная смесь с соотношением N₂ : H₂ = 1 : 3. При однократном пропускании азото-водородной смеси через колонну синтеза нельзя получить высокую степень превращения. Поэтому после отделения аммиака оставшуюся смесь снова направляют в колонну, т. е. процесс осуществляют по циркуляционной схеме (рис. 1.8). При такой схеме производства в системе накапливаются инертные примеси, содержащиеся в азото-водородной смеси. Удаление инертных примесей производят отдувкой их из системы.

Рис. 1.8. Схема материальных потоков в процессе синтеза аммиака

Количество продукционного аммиака для расчета материального баланса и данные для расчета коэффициента соответствия производства экологическим требованиям представлены в табл. 1.1.

Т а б л и ц а 1.1

Исходные данные

Вариант	Расчетное количество продукционного аммиака, н. м3	Параметры источника выброса		Предельно-допустимый выброс (ПДВ) аммиака, г/с
		Объем выбрасываемых газов, н. м3/ч	Содержание аммиака а выбрасываемых газах, % об.
1	2	3	4	5
1	1000	20000	0,2	5,97
2	1250	25000	0,1	6,44
3	1500	30000	0,1	6,84
4	1400	28000	0,2	6,68
5	1600	32000	0	6,99
6	1750	35000	0,1	7,20
7	2000	40000	0,1	7,53

Продолжение табл.

1	2	3	4	5
8	2250	45000	0,1	7,83
9	750	15000	0	5,43
10	900	18000	0,1	5,77
11	1100	22000	0	6,17
12	1800	36000	0,1	7,27
13	2100	42000	0,2	7,65
14	1000	20000	0,1	5,97
15	2500	50000	0,1	8,11
16	1000	20000	0,2	5,97
17	900	18000	0,1	5,77
18	1200	24000	0	6,35
19	1650	33000	0,2	7,06
20	750	15000	0,1	5,43

Азото-водородную смесь получают смешением сырого азота и сырого водорода, состав которых представлен в табл. 1.2. Параметры процесса синтеза аммиака представлены в табл. 1.3.

Т а б л и ц а 1.2