Министерство образования Российской Федерации
Волгоградский государственный технический университет
ОЧИСТКА ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ
Учебное пособие
РПК “Политехник”
Волгоград 2002
УДК 628.511
Р е ц е н з е н т ы: кафедра “Отопление, вентиляция и охрана воздушной среды” Волгоградской государственной архитектурно-строительной ака-
демии (зав. кафедрой д.т.н., профессор В.Г.Диденко); директор Волго-
градского Дома науки и техники РосСНИО, канд.техн.наук А.Г.Жирнов
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Волгоградского государственного технического университета
Ильин А.В., Голованчиков Б.А., Субботин В.Е.
Очистка выбросов в атмосферу в промышленности Волгоградской области: Учебное пособие /ВолгГТУ, Волгоград, 2002. – 63 с.
ISBN 5-230-
В учебном пособии даны описание условий образования, характеристика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, описание технологии и аппаратурного оформления процессов очистки выбросов на промышленных предприятиях Волгоградской области. Приведены схемы систем очистки.
Предназначено для студентов специальности 3207 “Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов”.
Ил.17. Табл.13. Библиогр.: 33 назв.
ISBN 5-230- Ó А.В.Ильин, А Б.Голованчиков, В.Е.Субботин
Ó Волгоградский государственный технический
университет, 2002.
ВВЕДЕНИЕ
Санитарное состояние атмосферного воздуха в городах и населенных пунктах Волгоградской области характеризуется постоянным поступлением в воздушную среду больших количеств загрязняющих веществ. Данные, публикуемые в Государственном докладе о состоянии окружающей природной среды Волгоградской области /1/, позволяют составить представление о масштабах выбросов по отдельным видам промышленности.
Количество предприятий, имеющих выбросы в атмосферу составляет 4369 единиц, из них 279 ед. – в г. Волгограде, 49 – в г. Волжском.
За 1997 год выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников составили 297,9 тыс.т/год, в том числе:
- твердые примеси – 20,7 тыс.т;
- жидкие и газообразные – 277,2 тыс.т.
Основными источниками поступления вредных веществ в атмосферный воздух являются предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, нефтепереработки, машиностроения, стройматериалов, транспорта. Наибольший удельный вес в валовых выбросах занимают: оксид углерода СО – 26,0 %, сернистый ангидрид SO2 – 20,0 %, окислы азота NOx – 12,0 %. Наибольший удельный вес валовых выбросов имеют г.г. Волгоград – 59 %, Волжский – 17 %, Михайловка – 5,5 %, Камышин – 2,5 %.
За 13 – летний период наблюдений (1984 – 1996 г.г.) показатели смертности населения в Центральном и промышленных районах г. Волгограда имеют значительные различия. Так, в Центральном районе удельный вес смертности от болезней органов дыхания составил 1,8 %, в Красноармейском районе – 3,9 %, в Краснооктябрьском – 2,6 %, в Тракторозаводском – 4,1 %. Удельный вес смертности от злокачественных новообразований органов дыхания: в Центральном районе – 18 %, в Красноармейском – 25,2 %, в Краснооктябрьском – 27,2 %, в Тракторозаводском – 21,4 %. Средняя продолжительность жизни местных жителей, умерших от сердечно-сосудистых заболеваний в Центральном районе составляла 73,3 года, в Красноармейском районе – 64,6, в Краснооктябрьском – 67,7, в Тракторозаводском – 65,4. Аналогичная разница в средней продолжительности жизни отмечена у жителей, умерших от злокачественных новообразований: в Центральном районе – 63,7, Красноармейском – 55,3, Краснооктябрьском – 56,7, Тракторозаводском – 52,7.
Эти факты говорят о негативном воздействии загрязнений атмосферного воздуха на здоровье населения г. Волгограда.
В г. Волжском высокий уровень загрязнения атмосферы является причиной высокой заболеваемости населения города и особенно детей болезнями органов дыхания.
В данном учебном пособии даются примеры существующих способов и систем очистки и предупреждения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на предприятиях разных отраслей промышленности.
Изучение применяемых методов, технологических схем очистки выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, их аппаратурного оформления на промышленных предприятиях различных отраслей народного хозяйства предусмотрено учебными программами по дисциплинам “Промышленная экология”, “Технология очистки и рекуперации промышленных выбросов”, “Оборудование для защиты атмосферы и гидросферы”.
Предлагаемое учебное пособие предназначено для студентов специальности 3207 “Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов” для ознакомления с практическим опытом очистки и предупреждения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на промышленных предприятиях г. Волгограда и области и будет полезным для студентов других специальностей.
1. ОЧИСТКА ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ В ХИМИЧЕСКОЙ И
НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
1.1. Выбросы в атмосферу производства хлорной извести
1.1.1. Условия образования выбросов в атмосферу
Хлорная известь производится ОАО “Химпром” хлорированием гашеной извести Са(ОН)2 (пушонки). При хлорировании гидроксида кальция образуется хлорид кальция СаСl2 и гипохлорид кальция Са(ClO)2:
2Са(ОН)2 + 2Сl2 = Са(СlO)2 + СаСl2 + 2Н2О (1)
Хлорная известь представляет собой смесь гипохлорита кальция – до 57%, хлорида кальция – до 8 %, гидроксида кальция – до 30 %, примесей неорганических соединений – до 5 % и воды – до 2 %.
Технологический процесс производства хлорной извести включает следующие стадии /2/:
1) получение пушонки гашением обожженной извести;
2) получение хлорной извести хлорированием пушонки;
3) фасовка хлорной извести.
На стадии получения пушонки производится обжиг известняка СаСО3 в печи:
СаСО3 
СаO + CО2 
(2)
Обожженная известь СаО поступает на гашение водой в гасители:
СаО + Н2О = Са(ОН)2 (3)
Гашеная известь Са(ОН)2, приготовленная в виде порошка (пушонка) поступает в хлораторы на хлорирование, откуда полученная хлорная известь направляется на фасовку.
Процесс производства хлорной извести сопровождается выбросами в атмосферу пыли известняка, негашеной извести, пушонки, хлорной извести, а также дымовых газов и хлора.
1.1.2. Характеристика выбросов в атмосферу
Характеристика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу производства хлорной извести ОАО “Химпром” за 2000 год приведена в таблице 1 /3/.
Таблица 1
Характеристика выбросов в атмосферу производства хлорной извести
| Наименование загрязняющих веществ | Кол-во от всех ис- точников, т/год | Выброше- но без очистки, т/год | Поступило на очистку, т/год | Уловлено, т/год | Всего выброшено в атмосферу, т/год | ПДВ, т/год |
| Известняк СаСО3 | 584,525 | - | 584,525 | 570,110 | 14,415 | 65,54 |
| Известь СаО | 238,181 | 1,197 | 236,984 | 232,927 | 5,254 | 36,566 |
| Пушонка Са(ОН)2 | 167,021 | - | 167,021 | 162,960 | 4,061 | 42,925 |
| Хлорная известь | 136,203 | 0,219 | 135,984 | 132,158 | 4,045 | 25,245 |
| Хлор Сl2 | 66,829 | - | 66,829 | 65,750 | 1,079 | 9,965 |
| СО | - | - | - | - | - | 465,1 |
| NO2 | - | - | - | - | - | 0,155 |
1.1.3. Очистка выбросов в атмосферу
Пыль, образующаяся при загрузке известняка в бункер и печь для обжига и выгрузке обожженной извести из печи в бункер, вместе с дымовыми газами подается в циклоны для очистки.
Воздух, запыленный хлорной известью при ее фасовке, также очищается в циклонах.
Пыль, выделяющаяся при транспортировке негашеной извести, отсасывается с помощью вытяжных зонтов и направляется в орошаемую водой абсорбционную колонну, где улавливается с образованием известкового молока. Туда же производится отсос пыли из бункеров. Очищенный воздух выбрасывается в атмосферу.
Для очистки воздуха от пыли пушонки установлены циклоны, где воздух частично очищается от пыли, а затем направляется в абсорбционную колонну, орошаемую известковым молоком, после чего выбрасывается в атмосферу.
Абгазы, образующиеся в хлораторах и содержащие хлор, пыль пушонки и хлорной извести, направляются в систему очистки, схема которой представлена на рис.1 /2/.
Отходящие газы В атмосферу
Очищенные газы
1
Циркуляци- 6 Циркуляционный
онный 2 раствор
раствор
 | |||||
 | |||||
 | |||||
3 7
 | |||||
 | |||||
 | |||||
Раствор Na2SO3 (заправка)
Вода (заправка)
 |  | ||||||
 | |||||||
 | |||||||
5 4 11
Раствор Na2SO3
12
10 9
 | |||
 | |||
8
Рис.1. Схема очистки отходящих абгазов производства хлорной извести:
1,6 – вентиляторы; 2 – скруббер Вентури; 3 – фазоразделитель; 4,11 – циркуляционные емкости; 5,10,12 – насосы; 7 – абсорбционная колонна;
8 – мешалка; 9 – приемный резервуар
Отходящие из хлораторов абгазы, содержащие непрореагировавший хлор, пыль пушонки, хлорной извести и водяные пары, вентилятором 1 подаются в скруббер Вентури 2 (7 шт.) и фазоразделитель 3 (7 шт.).
Улавливание пыли пушонки, водяных паров и хлора происходит в скруббере Вентури 2 циркуляционным раствором, который подается из циркуляционной емкости 4 (2 шт.), предварительно заправленной водой, центробежным насосом 5 по схеме: емкость – насос – скруббер – емкость. Водяные пары и пыль пушонки поглощаются водой с образованием известкового молока, с которым взаимодействует хлор с образованием хлорида кальция CaCl2 и гипохлорита кальция Ca(ClO)2 по реакции (1).
В фазоразделителе 3 происходит разделение жидкой и газообразной фаз. Жидкая фаза стекает в циркуляционную емкость 4, а абгазы вентилятором 6 подаются в абсорбционную насадочную колонну 7 (2 шт.).
При достижении в циркуляционном растворе массовой концентрации гипохлорита кальция до 90 г/л, циркуляционный раствор откачивается в емкость с мешалкой 8 (2 шт.), где происходит обезвреживание гипохлорита кальция раствором сульфита натрия Na2SO3, подаваемым из приемного резервуара 9 насосом 10, а циркуляционная емкость 4 заполняется водой.
Улавливание хлора и хлорной извести в абсорбционной колонне 7 осуществляется абсорбцией раствором сульфита натрия Na2SO3 по реакции:
2Сl2 + Na2SO3 + 2H2O = 2HCl + H2SO4 + 2NaCl (4)
Раствором Na2SO3 заправляется циркуляционная емкость 11 (2 шт.) и производится циркуляция раствора по схеме: емкость – насос – абсорбционная колонна – емкость.
Отработанный циркуляционный раствор из емкости 11 подается в мешалку 8 на обезвреживание.
1.2. Выбросы в атмосферу производства карбида кальция
1.2.1. Условия образования выбросов в атмосферу
Производство карбида кальция СаС2 в ОАО “Химпром” основано на взаимодействии обожженной извести СаО с углеродистым материалом – коксом С при нагревании в электрической печи:
СаО + 3С = СаС2 + СО (5)
Карбид кальция применяется для получения ацетилена и в других целях.
Технологический процесс производства карбида кальция состоит из следующих стадий /4/:
1) подготовка, транспортировка и хранение сырья;
2) приготовление и транспортировка шихты;
3) получение карбида кальция;
4) охлаждение, кристаллизация, сортировка и упаковка карбида кальция.
Обожженная известь из печей для обжига известняка подается на дробление в дробилку, затем поступает в двухситный грохот для рассева на фракции и ковшовыми конвейерами передается в бункера хранения извести.
Для приготовления шихты кокс дробится на дробилке, а затем сушится в сушильном барабане за счет протягивания топочных газов, образующихся при сгорании природного газа с воздухом в горелке, через сушильный барабан. Просушенный кокс собирается в бункере сухого кокса, откуда поступает в бункеры хранения.
Дозировка шихты в шихтовые бункеры производится весовыми дозаторами, расположенными под бункерами хранения извести и кокса. На 1000 кг извести подается 670-800 кг кокса.
Процессы дробления, просеивания, транспортирования, загрузки и выгрузки извести и кокса сопровождаются выделениями пыли.
Процесс образования карбида кальция осуществляется в электрической печи, куда с помощью загрузочных устройств из шихтовых бункеров поступает шихта, при температуре 1800-2300 оС. Зоны электрических дуг в ванне электрической печи закрыты сверху слоем шихтового материала, причем уровень шихты на колошнике печи должен поддерживаться на 10 см ниже верхнего гребня газоулавливающих воронок. По мере схода прогретой шихты в зону реакции производится подсыпка свежей шихты. Для ввода электротока в ванну служат самоспекающиеся электроды.
Жидкий карбид кальция выводится из ванны электрической печи в охлаждаемый водой стальной барабан, где происходит его охлаждение и кристаллизация.
В результате реакции карбидообразования в ванне карбидной печи образуется реакционный газ, в состав которого входят, % об.: СО – не менее 55, Н2 – не более 12, СО2 – не более 10, О2 – не более 1.
На колошнике под зонтом карбидной печи и при сливе карбида кальция из летки печи образуются дымовые газы, содержащие пыль извести и кокса, золу, оксид углерода СО, диоксид углерода СО2, диоксид азота NO2 и сернистый ангидрид SO2.
1.2.2. Характеристика выбросов в атмосферу
Характеристика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу производства карбида кальция ОАО “Химпром” за 2000 год приведена в таблице 2 /5/:
Таблица 2
Характеристика выбросов в атмосферу производства карбида кальция
| Наименование загрязняющих веществ | Кол-во от всех ис- точников, т/год | Выброше- но без очистки, т/год | Поступило на очистку, т/год | Уловлено, т/год | Всего выброшено в атмосферу, т/год | ПДВ, т/год |
| Кокс | 1510,873 | 1,730 | 1509,143 | 926,935 | 583,938 | 903,181 |
| Известь CаО | 2533,316 | - | 2533,316 | 1513,128 | 1020,189 | 1373,44 |
| Карбид кальция | 278,922 | 6,966 | 271,956 | 135,826 | 143,096 | 315,811 |
| СО | 15313,099 | 9,349 | 15303,73 | 15279,0 | 34,095 | 105,303 |
| NO2 | 104,588 | 104,588 | - | - | 104,588 | 35,6572 |
| SO2 | 9,683 | 9,683 | - | - | 9,683 | 9,9079 |
1.2.3. Очистка выбросов в атмосферу
Пыль извести и кокса, выделяющаяся в воздух производственных помещений при проведении процессов дробления, просеивания, транспорти-рования, загрузки и выгрузки, системами вентиляции выбрасывается в атмосферу без очистки.
Дымовые газы, образующиеся при сушке кокса, отсасываются из сушильного барабана дымососом и проходят очистку от коксовой пыли в вихревом пылеуловителе, принцип действия которого основан на том, что два вихревых пылевых потока направлены навстречу друг другу по спиральным траекториям, за счет чего происходит взаимное гашение кинетической энергии пылевых частиц и их осаждение. Осажденная коксовая пыль собирается в бункере, откуда передается в отделение приготовления шихты. Очищенные от пыли дымовые газы по газоходу направляются в дымовую трубу.
1.2.3.1. Очистка реакционного газа
Для отбора реакционного газа из ванны карбидной печи, его охлаждения и очистки смонтирована установка очистки реакционного газа, работающая по принципу мокрой очистки (рис.2) /4/.
Из ванны карбидной печи реакционный газ, содержащий СО, Н2, СО2, О2, N2, а также пыль извести и кокса, под действием вакуума, создаваемого в системе очистки дезинтегратором 9, поступает в газоулавливающие воронки 1 (2 шт.), соединенные со специальными водоохлаждаемыми газоящиками 2.
Газоящики имеют воздушки (на схеме не показаны), которые предназ-начены для выброса реакционного газа при остановках карбидной печи во время ремонта.
Для исключения подсоса воздуха в систему очистки реакционного газа через воздушки при работающей системе на воздушках установлены шиберы с песочными затворами, которые при работе системы очистки газа постоянно засыпаны известковой мелочью. Шиберы могут быть открыты только при отключении установки очистки реакционного газа.
Из газоящиков 2 газ поступает в прямоточные скрубберы 3 (2 шт.) диаметром 1000 мм и высотой 5100 мм, которые орошаются водой через форсунки с целью охлаждения газа и предварительной очистки его от пыли.
Из прямоточных скрубберов газ по соединительному газоходу поступает в противоточные скрубберы 4 (2 шт.) диаметром 1000 мм и высотой 4920 мм, также орошаемые водой через форсунки. Прямоточный и противоточный скрубберы имеют общую ванну 5 объемом 10 м3, которая служит для сбора загрязненных вод, а во время остановок печи выполняет роль гидрозатвора. Загрязненные воды из ванны направляются на очистку.
Из каждого газоящика газ поступает в свою пару скрубберов. Противоточные скрубберы 4 каждой пары соединены общим коллектором, по которому газ направляется в скруббер-пылеотделитель 6 диаметром 1600 мм, в котором заканчивается грубая очистка от пыли. Для более эффективной очистки газа внутри скруббера-пылеотделителя установлены специальные тарелки, обеспечивающие водяную завесу на пути газа. Загрязненная вода из скруббера-пылеотделителя сливается в кессон и поступает на очистку. Степень грубой очистки около 90 %.
Реакционный газ К поз.8
 |  |  | |||||
 | |||||||
Вода Вода Вода
 |  |  |
2 3 4 6
 | |||
 | |||
1 Вода
5
 | |||||||
 | |||||||
 | | ||||||
7
 | |
Ванна карбидной печи
Загрязненные воды Загрязненные воды Вода на слив
на очистку на очистку
На факел
14
От поз.7 Очищенный газ 13
 |  | ||||||||||
 |  |  | |||||||||
 | |||||||||||
В топку котла-
8 Вода 10 11 утилизатора
Вода 9 Вода
 |  |  | |||||
 | |||||||
12
 | |||||||||||
 | |||||||||||
 | |  | |||||||||
 | |||||||||||
Вода Загрязненная Вода Вода
Слив вода на очистку Слив Слив
Рис.2. Схема очистки реакционного газа производства карбида кальция:
1 – газоулавливающая воронка; 2 – газоящик; 3 – прямоточный скруббер;
4 – противоточный скруббер; 5 – ванна; 6 – скруббер-пылеотделитель; 7 – двойной гидрозатвор; 8 – гидрозатвор дезинтегратора; 9 – дезинтегратор;
10 – каплеотбойник; 11 – гидрозатвор; 12 – влагоотделитель; 13 – расши-рительная камера; 14 - огнепреградитель
Из скруббера-пылеотделителя 6 газ по газопроводу поступает в двойной гидрозатвор 7, состоящий из двух секций и соединенный с гидрозатворами 8 дезинтеграторов. Каждая секция имеет изолированную подачу и слив воды.
Через гидрозатвор 7 газ поступает в дезинтегратор 9, на ротор которого через специальные форсунки подается оборотная вода. При большой скорости вращения ротора вода разбрызгивается, образуя туман, при прохождении сквозь который и происходит тонкая очистка газа. Загрязненная вода поступает в систему очистки сточных вод. Таким образом, дезинтегратор выполняет двойную роль: создает в системе необходимый вакуум и производит тонкую очистку газа. В системе установлены два дезинтегратора производительностью 1750 м3/ч и 6000 м3/ч, один из которых резервный.
Очищенный в дезинтеграторе газ проходит через каплеотбойник 10 (2 шт.) диаметром 1000 мм и объемом 1,5 м3, где происходит его очистка от брызг воды, и гидрозатвор 11 и направляется во влагоотделитель 12 диаметром 1000 мм и объемом 3,38 м3, заполненный насадкой из керамических колец.
Из влагоотделителя газ поступает в расширительную камеру 13 (2 шт.) диаметром 920 мм и высотой 1750 мм, снабженную разрывной мембраной, а затем через огнепреградитель 14, имеющий насадку из стальных колец 40 
50 мм, – в топку котла-утилизатора.
При отсутствии необходимости подачи реакционного газа в топку котла-утилизатора он может подаваться в ствол факела. Розжиг факела производится с помощью электрозапальника.
Величина вакуума в системе регулируется задвижкой, установленной над каплеотбойником 10 работающего дезинтегратора. Необходимость уменьшения или увеличения вакуума определяется температурой дымовых газов и составом отбираемого газа.
Ввиду того, что газоящики забиваются пылью, их чистка производится не менее двух раз в смену путем продувания инертным газом.
1.2.3.2. Очистка дымовых газов карбидной печи
Дымовые газы, образующиеся на колошнике под вытяжным зонтом карбидной печи и при сливе карбида кальция из летки печи, направляются на установку очистки дымовых газов в пылеуловители ПУ-2200 (6 шт.), в основе принципа работы которых лежит вихревой эффект закрученных в одном направлении потоков, движущихся навстречу друг другу (рис.3) /4/.
Пылеуловитель ПУ-2200 включает три пылеконцентратора – один выносной и два встроенных, предназначенных для разделения пылегазовой смеси на два потока: высококонцентрированный и низкоконцентрированный.
Установка работает следующим образом.
Дымовые и леточные газы, содержащие пыль извести и кокса, золу, СО, СО2, NO2, SO2, из-под вытяжного зонта карбидной печи и от летки с температурой до 200 оС отсасываются дымососом 1 (6 шт.) и по газоходу поступают в выносной концентратор (6 шт.), в котором разделяются на два потока. Высококонцентрированный (первичный) пылегазовый поток направляется во второй концентратор 3, встроенный в нижнюю часть пылеуловителя, а низкоконцентрированный (вторичный) – через тангенциальный патрубок в сепарационную камеру (4), размещенную в верхней части пылеуловителя.
Очищенные газы В атмосферу
 |  | ||
5
 |
4
1
Дымовые газы
Пыль
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
3 2
 | |||||||
 |  | ||||||
 | |||||||
Карбидная печь
7 6
На вывоз
Рис.3. Схема очистки дымовых газов производства карбида кальция:
1 – дымосос; 2 – выносной концентратор; 3,5 – встроенные концентраторы;
4 – сепарационная камера; 6 – дымовая труба; 7 – пылевой бункер
Встроенный концентратор 3 предназначен для отделения сконцентрированных твердых частиц и осаждения их в бункерной части пылеуловителя.
В сепарационной камере 4 пылеуловителя вторичный и частично очищенный первичный потоки движутся навстречу друг другу, закрученные в одном направлении. В ней осуществляется тонкая очистка газа от взвешенных частиц.
Встроенный концентратор 5 предназначен для отделения неуловленных частиц в сепарационной камере. Очищенные газы через выходной патрубок пылеуловителя и дымовую трубу 6 диаметром 5 м и высотой 120 м выбрасываются в атмосферу.
Из бункера пылеуловителя постоянно отсасывается дымососом 1 определенное количество газа для создания условий оседания частиц.
Уловленная пыль из бункерной части пылеуловителя транспортируется с помощью сжатого воздуха в пылевой бункер 7 объемом 45 м3, откуда периодически выгружается в автоцементовоз и отправляется потребителю.
1.3. Выбросы в атмосферу производства метиленхлорида
1.3.1. Условия образования выбросов в атмосферу
Метиленхлорид СН2Сl2 производится ОАО “Химпром” методом объемно-термического хлорирования метана. Применяется как растворитель эфиров, жиров, смол, каучука, в производстве пластмасс, в холодильном деле, для извлечения эфирных масел.
Хлорирование метана проводится в аппаратах объемного типа (хлораторах) при температуре 480-520 оС и давлении до 0,07 МПа. При хлорировании метана образуются четыре хлорпроизводных: хлористый метил СН3Cl, метиленхлорид СН2Cl2, хлороформ СНСl3, четыреххлористый углерод СCl4. Кроме того, возможно образование хлорпроизводных этана: хлористого этила С2Н5Cl и 1,2-дихлорэтана С2Н4Сl2.
Процесс производства метиленхлорида состоит из следующих стадий /6/:
1) подготовка сырья – очистка метана;
2) получение хлорметанов:
а) хлорирование метана;
б) абсорбция хлористого водорода;
в) очистка реакционного газа;
г) компримирование реакционного газа;
д) конденсация хлорметанов из реакционного газа;
е) адсорбция хлорметанов из части циркуляционного газа;
3) ректификация жидких хлорметанов:
а) выделение хлористого метила;
б) выделение товарного метиленхлорида;
в) выделение “попутного” хлороформа;
г) перегонка кубовой жидкости.
Очистка метана от примесей осуществляется в контактных аппаратах, загруженных никель-хромовым катализатором, при температуре 350 оС и давлении 0,15 МПа в присутствии водорода, подаваемого в контактный аппарат вместе с метаном в соотношении 1:(8-12). Для подогрева смеси метана и водорода в подогревателе используются дымовые газы, получаемые при сжигании топливного метана в печи.
Свежезасыпанный катализатор в контактном аппарате восстанавливается водородом, нагретым дымовыми газами в подогревателе, поступающим в количестве 300-600 м3/ч при температуре 350 оС в течение 2-7 суток.
На хлорирование в хлораторы поступает смесь циркуляционного газа, содержащего СН4, СН3Cl, СН2Cl2, СНCl3, СCl4, С2Н4Cl2, N2, СО2, О2, Н2 и Н2О, очищенного метана и хлора. Хлораторы нагреваются до режимной температуры сжиганием водорода в реакционной зоне. Выходящий из хлораторов реакционный газ имеет следующий состав: СН4, СН3Cl, СН2Cl2, СНCl3, СCl4, С2Н4Cl2, N2, СО2, О2, Н2, Н2О, НСl.
Содержащийся в составе реакционного газа хлористый водород НСl (20,7% вес.), мешает дальнейшему ведению технологического процесса из-за своей коррозионности, в связи с чем реакционный газ подвергается очистке от НСl отмывкой соляной кислотой и водой с получением крепкой соляной кислоты и нейтрализацией раствором щелочи NaOH. После нейтрализации производится сушка реакционного газа 94% серной кислотой Н2SO4.
Система компримирования предназначена для создания с помощью компрессоров давления реакционного газа, необходимого для конденсации хлорметанов, а также обеспечения циркуляции газов для повторного хлорирования.
Конденсация хлорметанов осуществляется методом глубокого охлаждения реакционного газа до температуры -30 – -45 оС в аммиачных конденсаторах. Жидкие хлорметаны отделяются от несконденсировавшегося (циркуляционного) газа и направляются для разделения на ректификацию, а циркуляционный газ – на хлорирование.
Часть циркуляционного газа направляется в систему адсорбции хлорметанов для освобождения от избытка “инертов” (N2, СО2, О2).
Соляная кислота, образовавшаяся на стадии абсорбции хлористого водорода (абгазная соляная кислота), подвергается очистке от органических примесей и поступает на установку для получения хлористого водорода методом отпарки (десорбции) с последующей осушкой.
1.3.2. Характеристика выбросов в атмосферу
Характеристика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу производства метиленхлорида ОАО “Химпром” за 2000 год приведена в таблице 3 /7/.
Таблица 3
Характеристика выбросов в атмосферу производства метиленхлорида
| Наименование загрязняющих веществ | Кол-во от всех ис- точников, т/год | Выброшено без очистки, т/год | Поступило на очистку, т/год | Уловлено, т/год | Всего выброшено в атмосферу, т/год | ПДВ, т/год |
| СН3Сl | 980,739 | 23,835 | 956,904 | 936,325 | 44,414 | 89,411 |
| СН2Сl2 | 765,635 | 12,281 | 753,354 | 742,883 | 22,752 | 39,062 |
| СНСl3 | 371,668 | 17,668 | 354,0 | 347,824 | 23,844 | 40,209 |
| ССl4 | 39,461 | 12,856 | 26,605 | 25,737 | 13,724 | 30,086 |
| НСl | 44,191 | 42,942 | 1,249 | 0,408 | 43,783 | 42,581 |
| NH3 | 0,597 | 0,597 | - | - | 0,597 | 5,927 |
| SO3 | 3,560 | - | 3,560 | 3,471 | 0,089 | 0,149 |
| Cl2 | 0,616 | 0,616 | - | - | 0,616 | 0,616 |
| СН3ОН | 2,50 | 0,020 | 2,48 | 2,48 | 0,020 | 0,750 |
| СН4 | 707,182 | 707,182 | - | - | 707.182 | 2450,8 |
1.3.3. Очистка выбросов в атмосферу
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в производстве метиленхлорида в значительной степени предупреждаются применением системы санитарного вакуума и системы рециркуляции газа, в которой часть циркуляционного газа отводится на адсорбцию хлорметанов с последующим их выделением и возвращением в линию циркуляционного газа для очистки от избытка “инертов”.
Предупреждение выбросов реакционного газа в атмосферу из работающих хлораторов при срабатывании разрывных мембран, в случае превышения давления 0,1 МПа, достигается перекрытием подачи хлора и циркуляционного газа и сбросом давления на вакуум-систему через щелочную ловушку.
Водород, используемый для восстановления свежезасыпанного катализатора, затем выбрасывается в атмосферу через огнепреградитель и выхлопную трубу на факел (свечу) в количестве 72000 м3/месяц.
В период вывода системы очистки метана на рабочий режим, а также при кратковременных остановках системы хлорирования происходят выбросы в атмосферу смеси водорода и метана до 10000 м3/месяц через свечу.
Для предотвращения выброса катализаторной пыли в атмосферу при восстановлении катализатора предусмотрена очистка выбрасываемого газа в циклоне диаметром 200 мм.
Дымовые газы, образующиеся при сжигании топливного метана в печи, после использования отсасываются дымососом и без очистки выбрасываются в атмосферу через выхлопную трубу.
Кислые абгазы производства хлористого водорода подвергаются очистке на установке нейтрализации.
1.3.3.1. Система санитарного вакуума
Выбросы абгазов, содержащих СН4, СН3Cl, СН2Cl2, СНCl3, СCl4, С2Н4Cl2 Дата добавления: 2018-11-11; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 703 | Нарушение авторских прав Лучшие изречения:
<== предыдущая лекция
|
следующая лекция ==>
Печатается по решению редакционно-издательского совета | В химической и нефтехимической промышленности
| 3600 - 