Mihaylenko

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ СИСТЕМ ОЧИСТКИ ПЫЛЕГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ И ЖИДКИХ СТОКОВ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ОТХОДОВ

Михайленко Г. Г., Миронов Д. В., Рябых В. Г., Одесский национальный политехнический университет (г. Одесса, Украина)

Авторами на протяжении ряда лет ведутся разработки новых систем промышленной пылегазоочистки от фтористых соединений, аммиака, диоксида серы и пыли с утилизацией образующихся отходов. Результатом этих исследований, в том числе осуществленных непосредственно на промышленных газах суперфосфатного производства, стали разработанные специальные распыливающие устройства - форсунки с двумя вводами (ФсДВ), способные надежно и эффективно работать даже в условиях гелеобразования и шламоотложения, что имеет место при поглощении газов, содержащих SiF₄ (это производства суперфосфата, фосфорной кислоты, аммофоса и др.). На основе ФсДВ создали одно- и двухъярусные полые распыливающие аппараты (ПРА).
Такие аппараты, обеспечивая санитарные нормы и утилизацию отходов, работают в очистных системах Сумского ПО "Химпром", Винницкого ПО "Химпром", в цехах аммофоса, фосфорной кислоты и красных пигментов Крымского ПО "Титан" в Армянске и до закрытия Одесского суперфосфатного завода работали во всех его технологических цехах. Особенно большая реконструкция осуществлена в цехе красных пигментов (ЦКП) ПО "Титан". Здесь с помощью ФсДВ создали простой высокоэффективный и чрезвычайно дешевый узел "мокрой" пылегазоочистки, превосходящий по своим характеристикам лучшие мировые аналоги. При этом расходы были сведены к минимуму, так как разработка была реализована на базе действующего в ЦКП оборудования. Поскольку технология получения красных пигментов включает три самостоятельные стадии, внедрение названного узла (с соответствующим конструктивным оформлением) повторили трижды. В результате на стадиях дегидратации, прокалки и сушки обеспечили достижение санитарных норм. Например, на стадии дегидратации качество очистки повысили более чем в 60 раз. Недостатком такой системы оказалось то, что уловленную пыль (по сути, продукт) приходится высаживать и сушить или сбрасывать в отвал, что увеличивает расходы на производство.
Для решения этой новой задачи разработан комплексный скруббер (заявка на патентование № 2004010254 от 13.01.2004 г. в Украине) типа "труба в трубе". В аппарате запыленный газ на 96-98% очищается в выполняющем функции скоростного циклона наружном корпусе, из которого уловленная сухая пыль выводится в отдельный сборник, а оставшаяся мелкодисперсная (менее 2%) улавливается во внутреннем орошаемом корпусе, из которого суспензия периодически выводится из цикла орошения в шламонакопитель.
В настоящее время разработана новая схема производства фторид-бифторид аммония в Винницком ПО "Химпром". По действующей технологии оборотные растворы, содержащие до 10% NH₄F, поступают в абсорбционное отделение цеха простого суперфосфата, где используются в качестве абсорбента для поглощения SiF₄. Процесс улавливания тетрафторида кремния протекает с образованием раствора, содержащего до 21% (NH₄)₂SiF6 и до 2% H₂SiF₆, который возвращается через специальный смеситель в реактор фторсолей цеха фторид-бифторид аммония (ЦФБА). В действующей технологии растворы после абсорбции возвращают непосредственно в ЦФБА. Предлагается направлять их сначала в верхнюю часть ПРА и использовать в качестве абсорбента для поглощения аммиака из поступающих в нижнюю часть абсорбера (ПРА) отходящих газов ЦФБА, а затем направлять в ЦФБА. В Винницком ПО "Химпром" при производстве фторид-бифторид аммония отходы аммиака достигают 2,5 г/м³ в отходящих газах, которые затем разбавляют воздухом до 70 000 м³/ч и направляют в систему очистки, не обеспечивающую соблюдение санитарных норм.
Таким образом, новизна предлагаемого технического решения заключается в том, что уловленный аммиак возвращается в производство. Расчетная часть циркулирующего в ПРА сорбента непрерывно отводится в реактор фтористых солей, а не сбрасывается в канализацию.
Для установления действительных потерь аммиака рассчитали материальные балансы реактора фторид-бифторид аммония по действующей и предложенной технологиям. Одновременно выполнили материальные расчеты системы очистки промышленных газовых выбросов ЦФБА без и с утилизацией уловленного в ПРА аммиака. Расчеты показали, что предложенная реконструкция позволит:
- уменьшить промышленные потери NH₃ с газовыми выбросами более чем в 100 раз (с 1407,7 т/год до 11,25 т/год);
- на 34,88% или на 24,21 кг/ч снизить затраты производства по NH₃ (с учетом потерь его с газовыми выбросами и жидкой фазой примерно 10%) ;
- повысить эффективность производства на стадиях переработки пульпы NH₄F при увеличении содержания основного компонента с 23,6 до 50,4%;
- решить эколого-экономическую задачу производства по снижению вредных выбросов в атмосферу и обеспечить соблюдение санитарных норм.
Реализация предложенной реконструкции в настоящее время тормозится в связи с продажей Винницкого ПО "Химпром" и сменой руководства.
Наряду с решением задач использования шламов, получаемых при реализации процессов мокрой промышленной пылегазоочистки, проводятся исследования в области утилизации отходов металлургической и машиностроительной промышленности, изделия которых (канаты, трубы, метизы и др.) перед нанесением антикоррозийных покрытий, как известно, подвергаются обработке растворами серной кислоты. При этом образуются так называемые "отработанные травильные растворы" (ОТР), содержащие до 250 г/л сульфата железа и до 10 г/л свободной серной кислоты. Например, в цехе стальных канатов ПО "Стальканат" (г. Одесса) образуется свыше 10 м₃ ОТР в сутки. Их нейтрализуют и вывозят в отвалы. Известные методы переработки таких растворов требуют использования специального оборудования и значительных энергетических затрат, что делает их экономически невыгодными.
Авторами разработан новый способ очистки ОТР, при реализации которого исключается стадия нейтрализации, используются вторичные энергетические ресурсы предприятий (топочные газы) и ОТР перерабатываются в полезные продукты (железный купорос, моногидрат железа и др.). Способ проверен на модели контактного аппарата (КА), в котором концентрировали ОТР. Корпус аппарата выполнен в виде вертикальной трубы, внутри которой разместили вибрирующие натянутые проволоки, что исключило отложение сульфата железа на их орошаемую поверхность. В нижнюю часть аппарата тангенциально подавали предварительно нагретый до температуры 100-450°С воздух, а сверху через специальное распределительное устройство,- ОТР. При нагревании ОТР вода испарялась, соответственно концентрация сульфата железа в растворе повышалась вплоть до выпадения осадка. Кристаллы отфильтровывали и получали конечный продукт. В опытах изменяли температуру, расходы воздуха и ОТР. Изменяя температуру воздуха в вышеуказанном диапазоне, концентрацию ОТР от 200 до 350 г/л, скорость воздуха от 0,24 до 4 м/с и плотность орошения ОТР от 78,5 до 130 м³/м²·ч установили рациональные условия работы КА.
По заказу ПО "Стальканат" рассчитан образец промышленного КА производительностью 104 кг/ч. В настоящее время разрабатывается проектная документация на КА.

MODERN CLEANING SYSTEMS OF DUST-GAS SURGE AND WASTEWATER WITH UTILIZATION OF FORMED WASTES

Mihaylenko G. G., Mironov D. V., Ryabih V. G., Odessa National Polytechnic University, Odessa, Ukraine

For a number of enterprises ("Chimprom", "Titan" and others) the effective dust-gas-cleaning systems has been developed by the authors. As a result of this the sanitary code is achieved as well as the formed wastes are utilized.
The resources-economy way of treatment of the spent pickling solution has been developed for Odessa Plant "Stalkanat".

Главная страница
Сведения об авторах