SWaterOilRef_BAL_LP1. Балансовая схема водопотребления и водоотведения. По НПЗ в составе НОС. Сведение материальных балансов. Год.

В процессах производства, а также его обеспечении на предприятиях используется вода, различающая как по назначению, так и по своему качеству и стоимости.

Техническая вода на промышленных предприятиях используется по трем направлениям:

•  От 70 до 89% воды, поступающей на технические цели, используется на промышленных предприятиях в качестве хладоагента, охлаждающего продукцию в теплообменных аппаратах, или для защиты отдельных элементов установок и машин от чрезмерного нагрева. Эта вода нагревается, но не загрязняется охлаждающей продукцией.

•  От 5 до 12% технической воды используется для очищения продукции или сырья от примесей, а также в качестве транспортирующей среды. Эта вода загрязняется и нагревается, если материалы, с которыми она контактирует, имеют повышенную температуру.

•  От 10 до 20% технической воды теряется за счет испарения или входят в состав произведенной продукции (пар, сахар, хлеб и т.п.).

Хозяйственно-питьевая вода используется для следующих целей:

•  для утоления жажды рабочих и служащих предприятия, приготовления пищи и мытья посуды;

•  для помывки работающих на предприятиях в душевых и умывальных установках;

•  на стирку в прачечных, на уборку помещений цехов, служб и отделов;

•  на полив зеленых насаждений, тротуаров и проездов.

Другие виды воды, такие как оборотная вода, а также вода, задействованная в процессах производства, могут иметь свои показатели качества.

Каждый вид воды имеет свою стоимость, возникающий от себестоимости ее получения (очистки) и отражающий затраты на ее получение.

В процессе производственно-хозяйственной деятельности предприятия оно производит набор сточных вод, которые можно разделить на следующие категории:

•  Производственные сточные воды – это воды, использованные в технологическом процессе. Они включают две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые). Загрязненные сточные воды могут содержать примеси: а) минеральные, б) органические, в) бактериальные, г) биологические.

•  Бытовые сточные воды – это воды от санитарных узлов производственных и непроизводственных корпусов и зданий, душевых установок и т.п.

•  Атмосферные сточные воды – дождевые и талые воды, а также воды, образующиеся при поливе улиц. Атмосферные осадки содержат до 100 мг/л примесей.

Состав сточных вод зависит от характера использования чистой воды в промышленности, условий сбора всех видов вод на территории предприятия или более крупной промышленной зоны.

Водопотребление.

Для большинства крупных промышленных предприятий используются замкнутые системы водопотребления (ЗСВ), которые на сегодняшний день – являются наиболее рациональным решением проблемы использования воды в промышленности.

Применение замкнутых водооборотных систем при проектировании предприятий позволяет размещать эти объекты в районах с ограниченными водными ресурсами, но обладающими благоприятными экономико-географическими условиями. Такое инженерно-экологическое направление является наиболее прогрессивным и перспективным, позволяя одновременно решать проблемы водообеспечения и охраны окружающей среды.

Организация замкнутой системы целесообразна, когда затраты на очистку воды и рекуперацию веществ ниже суммарных затрат на водоподготовку и очистку сточной воды до нормативных показателей, позволяющих сбрасывать её в водные объекты, т.е. без загрязнения последних.

Замкнутые системы водного хозяйства следует вводить на вновь строящихся, действующих и подлежащих реконструкции предприятиях. В последнем случае внедрение замкнутых систем идёт постадийно, с постоянным увеличением оборотного водоснабжения по мере усовершенствования технологии.

В целом малоотходное производство с оборотным водоснабжением можно представить в виде схемы, изображенной на рис. 3.

Рисунок. Схема безотходного производства товарного продукта

Создание замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий возможно при коренном изменении существующих принципов в водоснабжении, канализации и очистке сточных вод.

К основным принципам создания таких систем можно отнести следующие.

1. Водоснабжение и канализация должны рассматриваться в совокупности, когда на предприятии создаётся единая система водного хозяйства, включающая водоснабжение, водоотведение и очистку сточных вод, как подготовку для их повторного использования. При этом необходимо установить научно обоснованные требования к качеству потребляемой в производстве и отводимой воды.

2. Создание замкнутых систем водообеспечения должно сочетаться с организацией малоотходного производства, технология которого ориентирована на максимальное извлечение из сырья основных продуктов с одновременной регенерацией ценных компонентов и доведением образующихся отходов до товарного продукта или вторичного сырья при минимальных материальных и энергетических затратах.

3. Потоки сточных вод следует различать по видовому, фазовому, концентрационному, энтальпийному признакам для разработки соответствующих способов локальной очистки каждого потока, вплоть до потоков отдельных стадий технологического процесса.

4. При замкнутых системах следует объединить цехи водоподготовки и локальной очистки предприятия, а также использовать ливневой сток с промышленной площадки в системе оборотного водоснабжения. Основными для водоснабжения должны являться очищенные производственные и городские сточные воды, а также поверхностный сток. Свежая вода в производстве должна использоваться только для особых целей и восполнения воды в системах.

5. Регенерации должны подвергаться локальные потоки отработавших технологических растворов и сточных вод, при этом должны создаваться локальные замкнутые системы водоснабжения, которые являются основным звеном замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий.

Для достижения наилучших технико-экономических показателей при создании замкнутых систем водоснабжения на предприятиях должны прорабатываться следующие вопросы:

•  максимальное внедрение воздушного охлаждения вместо водяного;

•  многократное (каскадное) использование воды в технологических процесса, в т.ч. и с целью получения наименьшего объема загрязнённых сточных вод, для обезвреживания которых можно подобрать эффективные локальные методы очистки;

•  регенерация отработанных кислот, щелочей и солевых технологических растворов с использованием извлекаемых продуктов в качестве вторичного сырья;

•  рекуперация и утилизация теплоты технологических жидкостей и растворов путём теплообмена между их горячими и холодными потоками или получением энергетического или технологического пара;

•  внедрение стабилизационной обработки воды, позволяющей предотвратить образование минеральных отложений и биообрастания, ингибирование процессов коррозии, обеспечить оптимальный экономичный режим работы за счет снижения количества подпиточных и продувочных вод.

Разработку замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий желательно осуществлять постадийно, с постепенным увеличением доли воды, используемой в обороте. Начальным этапом в создании таких систем является определение научно-обоснованных требований к качеству воды, используемой во всех технологических процессах. В большинстве случаев нет необходимости использовать более дорогую питьевую воду. Для обеспечения санитарно-гигиенической и токсикологической безопасности на предприятиях целесообразно проводить комплексные исследования для разработки оптимальных схем очистки оборотных вод.

Анализ существующих решений и проектных материалов показывает, что создание экономически рациональных замкнутых систем водного хозяйства на предприятиях является достаточно трудной, но вполне разрешимой задачей. Сложный физико-химический состав сточных вод, разнообразие содержащихся в них соединений и их взаимодействие делают невозможным подбор универсальной структуры замкнутых схем. Создание таких систем на предприятиях зависит от особенностей технологии, технической оснащённости, требований к качеству получаемой продукции и используемой воды и т.д.

При создании замкнутых систем водного хозяйства проектирование систем водоснабжения и канализации промышленных предприятий должно проводиться одновременно с проектированием основного производства.

кратко

Рассматривается баланс по НПЗ, входящему в состав НОС.

Моделирование балансовой схемы водопотребление и водоотведения для НПЗ в составе НОС.

Отдельные цеха, системы и установки НПЗ моделируются отдельными установками, которые независимо потребляют разные виды воды, создавая разные виды сточных вод, которые очищаются на очистных сооружениях и в дальнейшем повторно используются либо отводятся.

Установки (цехи) имеют одну операцию «Потр.» — потребление воды на производственные и хозяйственные нужды. Ее потоками являют виды воды, поступающие и использующиеся на установке (цехе), а также сточные воды, из нее выходящие.

Емкости модели делятся на следующие типы:

•  Вода, которая поступает на установки (цехи) извне (речная вода, грунтовая вода, питьевая вода и др.) и используется ими. Вода этих видов не вырабатывается.

•  Вода, которая вырабатывается одними и используется другими (возможно теми же) установками (цехами) — оборотная, повторно используемая, а также разные виды канализационных стоков, которые требуется очищать перед отведением.

•  Вода, отводится с установок (цехов) и больше не используется в процессах.

кратко

Рисунок. Общий вид потоковой схемы объекта «с именами»

кратко

Моделирование годового материального баланса по воде для НПЗ, входящего в состав НОС.

кратко

Балансы воды по цехам НПЗ – газофракционирования и гидроочистки.

Рисунок. Фрагмент формы – стадия, установка, операция, поток

Балансы воды по цехам НПЗ – каталитический крекинг, гидроочистка, электрообессоливание.

Рисунок. Фрагмент формы – стадия, установка, операция, поток

Балансы воды по цехам НПЗ – атмосферная и вакуумная перегонка, производство серы.

Рисунок. Фрагмент формы – стадия, установка, операция, поток

Балансы воды по потреблению питьевой воды на нужды и оборотному водоснабжению НПЗ.

Рисунок. Фрагмент формы – стадия, установка, операция, поток

Потребление воды разного качества, полученного разными способами и имеющие разную стоимость убывающим итогом. Вода, используемая в оборотных процессах.

Рисунок. Фрагменты формы – стадия, емкость

Вода, используемая в оборотных процессах и утилизируемые сточные воды.

Рисунок. Фрагменты формы – стадия, емкость

кратко

Потребляемая вода за год эксплуатации, куб.м.:

Рисунок. Гистограммы изменения состояния емкостей

Стоимость потребленной воды за год эксплуатации:

Рисунок. Гистограммы изменения состояния емкостей

Потери и утилизация воды за год эксплуатации:

Рисунок. Гистограммы изменения состояния емкостей

Объяснения решения

Рисунок. Фрагмент трассы объяснений Решателя LP

кратко