Магистерская диссертация на тему: Совершенствование процесса фильтрации и отгонки сероуглерода с целью снижения вредности производства

Введение

За более чем столетнюю историю химических волокон их роль в производстве материалов и изделий, необходимых для обеспечения жизни людей, стала неоспоримой. Выпуск химических волокон год от года увеличивается, и поэтому понятен интерес к перспективам их развития, появлению новых видов и возможностей замены одних видов волокон другими. [1]

На протяжении 90-х годов химические волокна получили в мире дальнейшее развитие - увеличивались объемы производства, совершенствовались их эксплуатационные свойства, создавались новые виды волокон.

Несмотря на то, что темпы роста производства основных групп химических волокон были ниже, чем в 80-е годы, объем их мирового производства к середине 90-х годов фактически превысил уровень производства натуральных волокон.

Опережающий темп роста производства химических волокон связан с увеличением численности народонаселения земного шара и возрастанием потребности в текстильных материалах.

В отличие от синтетических волокон в мировом производстве целлюлозных волокон в 90-е годы не обнаружено динамики роста. Несмотря на преимущество целлюлозных волокон в отношении возобновляемой сырьевой базы, существующие технологии их получения порождают проблему защиты окружающей среды, для чего требуются дополнительные производственные расходы. Поэтому, несмотря на имевший место вискозный бум в начале 90-х годов, в Западной Европе не создавались новые установки, а вместо этого были лишь загружены существующие мощности.

В странах Восточной Европы произошло существенное свертывание производственных мощностей, они загружены в лучшем случае наполовину. В то же время в странах Дальнего Востока планируется ввод в действие новых мощностей.

Производство натуральных волокон: хлопка, джута, льна, шерсти и натурального шелка - достигло 26-27 млн. т., и примерно столько же производится химических волокон. Производство натуральных волокон постепенно приближается к своему пределу, который оценивается в 30-35 млн. т. Следствием этого является то, что все потребление в будущем должно удовлетворяться за счет химических волокон путем постоянного наращивания их выпуска.

При анализе развития производства химических волокон необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на этот процесс, в том числе совершенствование технологий, снижение энерго- и материалоемкости, снижение вредности производства, расширение ассортимента и появление новых видов волокон.

Вискозные волокна в настоящее время являются одним из важнейших видов сырья для текстильной промышленности [2]. Перспективы их развития, определяются тем, что они являются заменителями хлопка и используются как добавки к синтетическим волокнам. Применение вискозного волокна основывается на следующих преимуществах:

по сравнению с синтетическими волокнами: комфортность изделий - высокая гидрофильность в сочетании с мягкостью, легкость в окраске и набивки тканей и трикотажных полотен, отсутствие электризуемости, хорошая теплостойкость;

по сравнению с хлопком: широкий диапазон резки и линейной плотности, возможность окрашивания в массе, высокая технологичность переработки, большая однородность волокна и получаемой пряжи.

В первые годы 21 столетия наметилась тенденция к увеличению производства химических волокон, в том числе и вискозных волокон, что видно по статистическим данным за 2003 год по сравнению с 2002 годом [3]:

Выпуск продукции производств вискозного волокна в России составляет:

ОАО "Вискозное волокно" г. Балаково; 2002г - 10325т., 2003г - 15555 т.,

ООО "Красноярские волокна"; 2002г - 18т., 2003г - 31 т.,

ОАО "Рязанское химволокно"; 2002г - 22722т., 2003г - 23455 т.,

ОАО "Сибволокно"; 2002г - 908т., 2003г. - 2468т.

Для того, чтобы повысить качество химических волокон за счет устранения внешних дефектов, достижения равномерности и стабильности физико-химических показателей, улучшения качественных характеристик необходимо усовершенствование технологии получения волокон, что и предлагается в данном дипломном проекте.

Оглавление

- Введение

- Информационный анализ

- Литературный обзор с обоснованием выбора технического решения

- Основные направления совершенствования способов получения вискозных волокон

- Современные технологии получения гидратцеллюлозных волокон

- Характеристика исходного сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции

- Описание технологического процесса

- Формование волокна и текстильно-отделочные операции

- Основные параметры технологического процесса получения вискозного волокна

- Техническая характеристика основного технологического оборудования

- Технологические расчеты

- Материальные расчеты на 1 тонну волокна

- Расчет удельной нормы расхода целлюлозы

- Расчет нормы расхода едкого натра

- Расчет нормы расхода сероуглерода

- Баланс сульфата натрия

- Расчет нормы расхода серной кислоты

- Расчет расхода сульфата цинка

- Баланс воды в осадительной ванне

- Теплоэнергетические расчеты

- Тепловые расчеты

- Расчет расхода воды

- Расчёт расхода сжатого воздуха

- Расчёт расхода электроэнергии

- Раздел Обеспечение безопасности жизнедеятельности

- Взрывопожаробезопасность

- Вредные производственные факторы

- Шум и вибрация, создаваемые движущимися частями оборудования, при работе двигателей движении и транспортёров, также являются вредными факторами данного производства

- Электро-и травмобезопасность

- Освещение

- Тепловые излучения, микроклимат

- Сосуды, работающие под давлением

- Экологическая экспертиза проекта

- Автоматизация установки Заключение

- Список использованной литературы

Заключение

В дипломном проекте осуществлено совершенствование технологии производства вискозного волокна за счёт:

замены дискового фильтра первой фильтрации и рамного фильтр-пресса второй фильтрации на фильтр с керамическим фильтрующим элементом;

оптимизации процесса отгонки и конденсации сероуглерода путём снижения температуры пластификационной ванны;

замены в блочном фильерном комплекте фильтровального материала, использование вместо хлопчатобумажной ткани нержавеющих сеток саржевого типа.

Проведены материальные, тепловые и энергетические расчёты, также произведён расчёт расхода умягчённой воды на отделку волокна и обработку фильер. Рассчитано количество сжатого воздуха необходимого для капсюляции прядильной машины и работы упаковочных прессов. Рассчитано основное технологическое оборудование. Проведен расчёт внутрицехового транспорта.

Список литературы

1. Перепёлкин К.Е. Химические волокна: настоящее и будущее. Взгляд в следующее столетие // Химич. волокна. - 2000. - №5. - С.3-16.

2. Перепёлкин К.Е. Современные химические волокна и перспективы их применения в текстильной промышленности // Российский химич. журнал. - 2002. - №1. - С.31-49.

3. Статистические данные технического отдела ОАО "Балаковские волокна". - 2004. - С.3

4. Повышение растворимости целлюлозы в водно-щелочных растворах при низких температурах в присутствии мочевины / Э.З. Кирпершлак, А.Б. Пакшвер, Ю.Я. Малюгин и др. // Химич. волокна. - 1979. - №6. - С.26-27.

5. Перепелкин К.Е. Новые процессы и волокна в будущем // Химич. волокна. - 2000. - №6. - С.7-8

7. Айзенштейн Э.М. Мировое производство текстильного сырья в 2002 году // Химич. волокна. - 2004. - №1. - С.3-7.

8. Производство вискозных волокон и нитей в странах СНГ/ И.П. Бакшеев, П.А. Бутягин, Н.Т. Буткова и др. // Химич. волокна. - 1997. - №4. - С.6-10

9. Юркевич В.В. Технология производства химических волокон / В.В. Юркевич, А.Б. Пакшвер. - М.: Химия, 1987. - 304с.

10. Серков А.Т. Вискозные волокна. - М.: Химия, 1980. - 296с.

11. Технология производства химических волокон / Под ред.А.Н. Ряузова. - М.: Химия, 1974. - 512с.

12. Браверман П.Ф. Оборудование и механизация производства химических волокон/П.Ф. Браверман, А.Б. Чачхиани. - М.: Машиностроение, 1975. - 375с.

13. Роговин З.А. Основы химии и технологии химических волокон Т.1. - М.: Химия, 1974. - 518с.

14. Артеменко М.А. Технология безопасности при производстве химических волокон. - М.: Химия, 1968. - 425с.

15. Фингер Г.Г. Производство вискозных волокон. - М.: Химия, 1990. - 256 с.

16. Бедер Л.М. Создание и исследование аппарата для непрерывного получения прядильных растворов в производстве химических волокон. - Автореферат канд. дис. - Калинин: ВНИИСВ, 1978-С.29-36

17. Янков В.Н. Исследование и разработка методов расчета шнековых насосов и аппаратов непрерывного растворения полимеров в производстве синтетических волокон. - Автореферат канд. дисц. - Калинин: ВНИИСВ, 1978-С.53-57

18. Пакшвер А.Б. Физико-химические основы технологии химических волокон. - М.: Химия, 1972. - 328с.

19. Гетце К.Л. Производство вискозных волокон. - М.: Химия, 1972. - 256с.

20. Зубахина Н.А. Влияние содержания гель-частиц в вискозе на свойства волокна/Н.А. Зубахина, А.Т. Серков // Химич. волокна. - 1972. - №2. - С.33-34

21. Исследование микрогелевых частиц в вискозе оптическим методом/Х.У. Усманов, С.В. Глухова, Г.М. Козин // Химич. волокна. - 1973. - №5. - С.28-30

22. Костров Ю.А. Производство искусственных волокон/Ю.А. Костров, В.А. Платонов. - М.: Высшая школа. - 1972. - 436с.

23. Вирезуб А.И. Особенности фильтрации вискозы /А.И. Вирезуб, А.Б. Пакшвер // Химич. волокна. - 1978. - №3. - С.33-38.

24. Опыт промышленной эксплуатации фильтров непрерывного действия с керамическими фильтрующими элементами / А.К. Ставцов, Б.М. Билецкий, А.П. Смолий и др. // Химич. волокна. - 1975. - №6. - С.55-58.

25. Фильтрация вискозы на керамических фильтрах / Д.Н. Архангельский, С.Ф. Кулевник, В.Г. Барко и др. // Химич. волокна. - 1966. - №1. - С.42-44.

26. Проспект фирмы "Chemtex", США

27. Проспект фирмы "Sand Defebrator", Швеция

28. Проспект фирмы "Lenzing АG". - Фильтры KKF, Австрия

29. А. С.1694591 СССР, МКИ, С08В9/00. Технологическая линия для получения вискозы /В.П. Ким, Э.А. Мальвинов, С.Н. Потяко и др. - №4624892/05; Заявлено 22.12.88; Опубл.30.11.91 // Открытия. Изобретения. - 1991. - №44.

30. А. С.1650650 СССР, МКИ, С08В9/00. Способ мерсеризации целлюлозы. /В.Г. Барко, В.Н. Ирклей, В.М. Дроздовский и др. - №4685306/05; Заявлено 03.05.89; Опубл.23.05.91 // Открытия. Изобретения. - 1991. - №19.

31. А. С.927867 СССР, МКИ, D01F2/28. Способ получения гидратцеллюлозного волокна. / В.П. Ким, В.И. Майборода, А.Н. Селин и др. - №2940055 /23-05; Заявлено 16.06.80; Опубл.15.08.82 // Открытия. Изобретения. - 1982. - №18.

32. А. С.438731 СССР, МКИ, С08В9/04. Аппарат непрерывного сульфидирования щелочной целлюлозы. /И.Г. Шимко, Е.М. Могилевский, И.З. Эйфер и др. - №1751684 /23-05; Заявлено 21.02.72; Опубл.05.08.74 // Открытия. Изобретения. - 1975. - №29.

33. А. С.1669916 СССР, МКИ, С08В9/00. Способ получения вискозы. / А.К. Ставцов, А.П. Мелешевич, В.Н. Дроздовский и др. - №4495808/05; Заявлено 12.07.88; Опубл.15.08.91 // Открытия. Изобретения. - 1991. - №30.

34. А. С.1388399 СССР, МКИ, С08В9/00. Способ получения вискозы. / Н.И. Розенблюм, Н.И. Петрова, Л.Г. Токарева и др. - №4034525/23-05; Заявлено 11.03.86; Опубл.15.04.88 // Открытия. Изобретения. - 1988. - №14.

35. А. С.1159925 СССР, МКИ, С08В9/00. Способ получения вискозы. / А.Т. Серков, В.В. Скоробогатых, Н.Е. Князева и др. - №3548232/23-05; Заявлено 10.12.82; Опубл.07.06.85 // Открытия. Изобретения. - 1985. - №21.

36. ОАО "Балаковские волокна". Постоянный технологический регламент производства вискозного волокна. 1995 года.

37. Гарф Е.В. Технические расчеты в производстве химических волокон/Е.В. Гарф, А.Б. Пакшвер. - М.: Химия, 1978. - 256с.

38. Борисов А.Л. Проектирование предприятий искусственных волокон. - М.: Химия, 1975. - 344с.

39. Охрана труда в химической промышленности / Г.В. Макаров, А.Я. Васин, Л.К. Маринина и др. - М.: Химия, 1989. - 496 с.

40. Охрана труда в химической промышленности / Под ред. Г.В. Макарова. - М.: Химия, 1977. - 568 с.

41. Охрана окружающей среды / Под ред. С.В. Белова. - М.: Высш. шк., 1991. - 319 с.

42. Михайлова С.А. Воздействие вискозных производств на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба. - Новосибирск, 1991. - 200 с.

43. Путилов А.В. Охрана окружающей среды/А.В. Путилов, А.А. Копреев, Н.В. Петрухин. - М.: Химия, 1991. - 224с.

44. Обезвреживание сточных вод предприятий вискозных волокон/ В.С. Смирнов, Ю.Е. Матусков, М.Х. Кучинский и др. // Химич. волокна. - 1982. - №4. - С.67-69

45. Основы автоматизации химических производств /Под ред. П.А. Обновленского и А.Л. Гуревича. - М.: Химия, 1975. - 528 с.

46. Голубятников В.А. Автоматизация процессов в химической промышленности /В.А. Голубятников, В.В. Шувалов. - М.: Химия, 1972. - 248 с.