Glikin

ТЕХНОЛОГИЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА МОНОНИТРОХЛОРБЕНЗОЛОВ

Гликин М. А., Северодонецкий технологический институт (г. Северодонецк Луганской обл., Украина)
Кутакова Д. А., Зинатулин А. Р., Семиборода В. В., Никифорчук В. И., Государственный научно-исследовательский и проектный институт химических технологий "Химтехнология" (г. Северодонецк Луганской обл., Украина)

Известно, что каталитические методы обезвреживания обеспечивают максимальную эффективность в решении экологических проблем. В настоящее время одной из перспективных каталитических технологий обезвреживания отходов является технология аэрозольного катализа. Она может быть альтернативой широко распространенному способу сжигания, т. к. в результате исследований показана высокая эффективность глубокого окисления более 50 индивидуальных органических соединений различных классов, модельных смесей и ряда реальных отходов. В данной работе рассмотрена организация процесса обезвреживания отходов производства мононитрохлорбензолов (МНХБ) на основе технологии аэрозольного катализа.
Отходы производства МНХБ содержат органические соединения, в молекулы которых входят одновременно азот и хлор. Ранее показано, что в окислительно-восстановительном режиме процесса глубокого окисления азоторганики в аэрозоле катализатора образовавшиеся топливные оксиды азота превращаются в молекулярный азот. Обезвреживание же хлорорганических веществ протекает с образованием хлористого водорода, исключение которого осуществляется путем связывания его щелочным реагентом непосредственно в зоне катализа.
В результате лабораторных исследований показана принципиальная возможность обезвреживания реальных отходов производства МНХБ с требуемой экологической эффективностью.
В общем виде обезвреживание органики типа МНХБ можно описать следующим суммарным уравнением:

С₆Н₅ClNO₂ + 8 O₂+ СН₄ + 0,5 CaO = 7 CO₂ + 4,5 H₂O + 0,5 N₂ + 0,5 CaCl₂.

Таким образом, продукты реакции представляют собой парогазовую смесь, содержащую диоксид углерода, пары воды, азот, неизрасходованный кислород, хлорид кальция, исходные оксиды и соли металлов.
Технологическая схема установки обезвреживания отходов производства МНХБ может быть разбита на следующие отдельные узлы:
· разогрева реактора в период пуска установки в работу;
· подготовки, дозировки и ввода отходов;
· подготовки, дозировки и ввода щелочного агента;
· дозировки и ввода мелкозернистого катализатора;
· ввода воздуха;
· ввода восстановительного агента;
· ввода дополнительной воды;
· каталитического обезвреживания отходов;
· обеспыливания отходящих газов;
· складирования смеси сухих солей и оксидов.
Блок-схема установки приведена на рисунке.

Рисунок. Блок-схема установки обезвреживания отходов МНХБ

Основным аппаратом установки является реактор аэрозольного катализа. Это цилиндрический аппарат, который может быть изготовлен из нержавеющей стали. Восходящий поток воздуха подается через распределительную решетку реактора в количестве, достаточном для псевдоожижения инертных твердых частиц. Количество воздуха необходимое для обезвреживания отходов и промежуточных продуктов неполного окисления, подается в зону доокисления реактора по периметру в нескольких точках.
Загруженный в реактор инертный материал обеспечивает нагрев и испарение отходов. В качестве инертного материала могут быть использованы стеклянные шарики или кварцевый песок с размером частиц 1 - 2 мм.
Катализатор в виде пыли вдувается в кипящий слой инерта. Размер исходных частиц катализатора 100 - 200 мкм. За счет разности размеров частиц и плотностей материалов инерта и катализатора последний непрерывно трассирует сквозь кипящий слой инерта и с отходящими газами выносится из реактора. Для обезвреживания указанных отходов целесообразно рекомендовать в качестве катализатора оксид железа III, т. к. он содержится в достаточном количестве в исходных отходах.
Подготовленные отходы диспергируются в реактор, где происходит их обезвреживание в присутствии аэрозоля катализатора.
Температура процесса поддерживается на уровне 620оС. Калорийность отходов позволяет поддерживать температурный режим за счет энергетического потенциала отходов.
Время контакта реагирующих веществ не менее 2,1 сек.

TECHNOLOGY FOR TREATMENT OF TOXIC WASTES FROM MONONITROCHLORBENZENES PRODUCTION

Glikin M. A., Severodonetsk Technological Institute, Severodonetsk, Lugansk region, Ukraine
Kutakova D. A., Zinatulin A. R., Semiboroda V. V., Nikiforchuk V. I., State Research and Design Institute for Chemical Technologies "Khimtekhnologiya", Severodonetsk, Lugansk region, Ukraine

As a result of experimental investigations, the engineering solution for treating high-toxic wastes from mononitrochlorbenzenes production has been proposed. The solution is based on employing the new catalyst type, i.e. aerosol catalyst. The process flow diagram of the technology of treating the wastes is presented. The description of operating principles is given.

Главная страница
Сведения об авторах