Охрана окружающей среды

Для уменьшения или исключения выброса вредных загрязнений в биосферу необходимо разрабатывать и внедрять прогрессивные технологические процессы. Например, замена пневмораспыления (30-50% безвозвратных потерь ЛКМ на туманообразование) на окунание и налив (потери 3—5 %) резко снижают потери ЛКМ, количество загрязнений и отходов.

Хорошие результаты дает применение ЛКМ с высоким сухим остатком или УФ-отверждение. В частности, замена полиуретанового лака УР-231 (сухой остаток около 32 %) на лак ЭП-9114 (сухой остаток около 70 %) или эмаль-маски ЭП-941шна фотополимеризующуюся композицию ФПК-ТЗ также резко снижает количество попадающих в биосферу загрязнений и улучшает экологическую обстановку в регионе.

Значительный интерес представляет разработка и внедрение моно- мерно-олигомеряых систем, непосредственно превращаемых на подложке в полимер, а также порошковых и водоразбавляемых материалов.

Важным методом охраны окружающей среды является использование автоматизированного и герметичного СТО с рекуперацией ЛКМ и регенерацией растворителей, а также модернизация оснастки и механизация вспомогательных операций (приготовление и подача ЛКМ, изготовление трафаретов, совершенствование краскораспылителей и т. д.).

По нашему мнению, наиболее перспективным методом охраны окружающей среды является создание практически безотходных экологически чистых технологий получения ЛКП. К таким технологическим процессам можно отнести вакуумное получение ППКП.

В настоящее время отсутствует строгий критерий экологической чистоты технологического процесса. Существует, правда, ряд НТД, регламентирующих охрану окружающей среды, В частности, критериями загрязнения атмосферы (воздух и сточные воды) конкретного завода является уровень загрязнений меньше предельно-допустимых выбросови предельно-допустимых концентраций. Но общеизвестна слабая роль заводских санитарно-промышленных служб в охране окружающей среды как в методическом плане, так и в аппаратурном оформлении контрольных функций.

Мы считаем, наиболее правильным критерием экологической чистоты и безотходности процесса коэффициент использования любого применяемого в технологии материала (максимальное значение 100%).

Описанные в литературе  методы очистки загрязненного воздуха и сточных вод пригодны в основном для средне и крупносерийного производства изделий с большим расходом ЛКМ. Получение ЗМ, МО и влагозащитных покрытий в опытном и мелкосерийном производствах электронных модулей и ПП с эмаль-маской связано с незначительным расходом ЛКМ.

Так как основным методом обезжиривания и влаго-защиты ЭМ является окунание, то количество паров органических растворителей, поступающих в атмосферный воздух с поверхности зеркала испарения ванн окунания, Z (в г/ч) определяют по формуле:

Z=Z_ypK₀S,

где Z-д - удельное количество паров органических растворителей, выделяющихся с 1м* поверхности зеркала испарения ванны окунания, г/ (ч * м²); А'„ - коэффициент, зависящий от площади зеркала испарения ванны, отнесенный к коэффициенту 0,0375, который соответствует площади зеркала испарения в I м’; S — площадь зеркала испарения ванны, м.

Данные о составе и количестве паров органических растворителей, выделяющихся от окрасочно-сушильного оборудования при получении покрытий методом окунания, приведены в табл. Значительно большее количество загрязнений образуется при пневмораспылении.

Как видно из табл. наибольшее количество загрязнений выделяется в биосферу при получении ЛКП в окрасочных камерах (при пневмораспылении) и в ваннах окунания. Поэтому в последние годы наблюдается тенденция модернизации окрасочных камер и оснащения их воздуховодов и гидрофильтров специальными очистными устройствами. Наибольший интерес представляют разработки венгерского предприятия ХАФЕ. Оно предлагает для существующих и вновь изготавливаемых окрасочных камер устройство для очистки воды Флорекс. Достоинством этого электростатического флокулятора является способность коагулировать ЛКМ (эпоксидные, акриловые, полиуретановые) без использования химических веществ, благодаря чему вода в гидрофильтре может использоваться в течение длительного времени. Вода, проходя через флокулятор, вследствие электростатической обработки коагулирует ЛКМ в гидрофильтре. Благодаря специальному покрытию на внутренней поверхности флокулятора скоагулированные ЛКМ не прилипают к стенкам оборудования и в большинстве случаев всплывают на поверхность воды, откуда удаляются вручную или механизированным способом.

Флокулятор, работающий при напряжении 200 В и частоте 50 Гц, имеет мощность 50 Вт и пропускную способность 50—2300 л/мин.

Для очистки газовых выбросов сушильных камер при низкой концентрации органических веществ (например, при влаго-защите ЭМ) наиболее оптимальным является адсорбционно-окислительный или адсорбционно-каталитический процессы. Сущность этих процессов состоит в физической адсорбции 'органических веществ на различных адсорбентах и дожигании адсорбента в специальных термических или каталитических реакторах. Отходящие газы сушильных камер, как правило, содержат пары органических растворителей и имеют температуру 100— 170 °С, что недостаточно для глубокого окисления токсичных веществ до безвредных продуктов (углекислого газа и воды).

Каталитические процессы глубокого окисления протекают при температурах 300-400 °С на платиновых, палладиевых и оксидных (медно-хромовых, железо-хромовых, медно-кобальтовых и др.) катализаторах. Активность этих катализаторов в процессе адсорбции растворителей при 100-170 °С мала.

Дзержинский филиал НИИОГАЗ разработал ряд адсорбентов-катализаторов с высоким временем защитного действия и соответствующие реакторы для очистки газов. В частности, с помощью специально разработанного адсорбента-катализатора глубокого окисления достигнута степень очистки газовых выбросов 98—99 %. При этом для очистки газовых выбросов сушильных камер с температурой 120°С при концентрации «-ксилола 0,5 мг/л через каждые 19 ч необходимо подогретый до 250 °С воздух подавать в слой катализатора на 0,5 ч. В качестве основного СТО применяются контактные аппараты типа КРО,5-ЗУ-01 и КР1-ЗУ-01 (производительностью 500 и 1000 м³/ч) или термокаталитические реакторы типа ТКРВ.

Рузаевский завод „Химмаш” выпускает целую серию реакторов ТКРВ различной производительности (от 1600 до 25 000 м³/ч). Такой реактор представляет собой вертикальный цилиндрический сварной корпус, внутри которого концентрический расположены корзина для катализатора, разделяющие обечайки, рекуператор теплоты, вихревой смеситель и струйная горелка. Корзина состоит из двух концентрический расположенных перфорированных цилиндров. В пространство между цилиндрами засыпается катализатор. В отличие от горелки с раздельной подачей воздуха, конструкцией струйной горелки предусмотрено обеспечение короткого факела и повышение устойчивости горения газа. Вихревой смеситель, установленный после струйной горелки, обеспечивает температурную однородность потока перед слоем катализатора. Газовые выбросы подаются в межтрубное пространство рекуператора теплоты, где предварительно нагреваются очищенными газами, затем поступают в подогреватель, подогреваются до температуры начала окисления, после чего проходят через смеситель и слой катализатора. В результате гетерогенной каталитической реакции окисления примесей получаются безвредные углекислый газ и вода. Горячий очищенный газ через трубное пространство рекуператора теплоты выбрасывается в атмосферу или подается на внутренние нужды завода.

Твердые отходы органического происхождения (например, заполимаринованные ЛКМ), как правило, подвергаются сжиганию на различных установках.

Все указанные мероприятия по уменьшению выделения загрязнений в воздушную среду, сточные воды и почву дают первичный эффект защиты окружающей среды, снижение объемов загрязнений и концентрации вредных веществ в биосфере.

Имеется еще конечный эффект мероприятий по защите окружающей среды (или комплексный социально-экономический эффект), заключающийся в повышении уровня жизни населения, эффективности общественного производства и увеличении национального богатства страны. В Приложении 6 приведен типовой расчет годового социально-экономического эффекта и указаны необходимые для этого исходные данные. Экономическая эффективность капитальных вложений и эксплуатационных затрат на мероприятия по охране окружающей среды определяется путем отнесения первичных эффектов к вызвавшим их затратам. Первичные эффекты рассчитывают по разности показателей отрицательного воздействия на окружающую среду до и после проведения мероприятий. При разработке комплексных программ защиты окружающей среды и определении общего экономического эффекта следует учитывать экологическую, социальную и экономическую эффективность, достигаемую при внедрении намеченных мероприятий.