Состояние проблемы и разработка нового направления для комплексного решения проблемы охраны окружающей среды завода по сокращению кислотных газовых выбросов

Разработка и изготовление абсорберов очистки отходящих газов от 10000р

Разрабатывая технологию очистки отходящих газов производства нитратов, руководствовались стремлением обеспечить оптималь­ное сочетание процессов улова и уничтожения кислотных компо­нентов как двух взаимно противоположных направлений: утилизация и уничтожение ценного сырья.
Из большой совокупности процессов производства нитратов основ­ное количество кислотных газовых выбросов выделяется в производ­стве нитратов целлюлозы. Поэтому производство нитратов целлюлозы принято в основу рассмотрения. При решении проблемы очистки ки­слотных газовых выбросов для этого производства в полной сово­купности процессов нитрации и регенерации отработанных кислот распространить результаты на другие производства не представляет труда.
Известно, что себестоимость производства нитратов целлюлозы, как и других нитросоединений, существенно зависит от способа реге­нерации отработанных кислот. В процессах регенерации отработан­ных кислот большая часть капитальных затрат выпадает на долю ап­паратов очистки отходящих газов [1]. Следует отметить, что за последние 20 лет по очистке отходящих газов от ок­сидов азота опубликовано несколько сотен статей, патентов и изо­бретений, по которым издан ряд аннотированных библиографических указателей и отдельных книг. Однако большинство известных науч­ных работ и монографий обобщают теорию и практику процессов, распространенных в химической и энергетической промышленности. Специфика условий производства нитросоединений и, в частности, производства нитратов целлюлозы существенно отличается. Перено­сить результаты внедрения аппаратов по экологии из одной отрасли в другую без достаточных исследований нельзя. Непременно нужно учитывать специфику процессов и аппаратов в конкретной техноло­гии. Литературы по расчету аппаратов очистки газов, например, для процесса этерификации целлюлозы практически нет. Имеются лишь первые попытки обобщения знаний на основе передового опыта вне­дрения новых аппаратов, разработанных в НИИ и на предприятиях [2,3].
Основными достижениями в отрасли по разработке новых спосо­бов и аппаратов газоочистки является внедрение двухстадийного ме­тода концентрирования серной кислоты и скрубберов различных кон­струкций для
сокращения газовых выбросов тумана серной кислоты по проектам ФГУП «ГосНИИ «Кристалл» Дзержинск и ГосНИИХП Казань; метода селективного восстановления оксидов азота по проек­там ГИАП Москва и ФГУП «ГосНИИ
«Кристалл»; газлифтной колон­ны для абсорбции оксидов азота Казанцева ФГУП «ГосНИИ «Крис­талл»; щелевого концентратора серной кислоты.
Однако имеющиеся частные решения не позволяют закрыть всю совокупность вопросов, связанных с проблемой очистки кислотных газовых выбросов в отрасли. Кроме того, и для этих частных решений нет методик расчета аппаратов. Следует отметить, что указанная про­блема характерна не только для производства нитратов целлюлозы, но и для всех заводов производства нитросоединений, нитроэфиров, нитроаминов и др. Производство нитратов целлюлозы взято за основу в связи с тем, что на этих производствах выбрасывается максимальное количество кислот, оксидов азота и оксидов серы. Ежегодно заводы отрасли выбрасывают в окружающую среду более 80000 т азотной и серной кислот. Современные научные работы пока не позволяют эф­фективно решить актуальную проблему.
Состояние проблемы для совокупности основных и смежных цехов производства нитратов целлюлозы на примере одного из предприятий отрасли представлено в таблице 1.1 и 1.2.
Из таблицы 1.1 видно, что газовые выбросы современного производ­ства значительно превышают допустимые нормы. Суммарная концен­трация паров азотной кислоты и оксидов азота в отходящих газах процесса этерификации целлюлозы на отдельных производствах дос­тигает 7 г/м3. Газовый выброс азотной и серной кислот в атмосферу на одном предприятии достигает
1700 т/г.
Организацией ГНИИХП (г. Казань) выполнены расчеты технико-экономического обоснования различных вариантов для решения сло­жившейся проблемы в условиях конкретных производств. Например, для одного из предприятий затраты по переносу сернокислотного цеха оцениваются на сумму 12 млн. руб., а вариант переноса жилого по­селка за пределы санитарной зоны оценивается на сумму 62 млн. руб. (в ценах 1991г.). Перенос жилых поселков рассматривался как один из вариантов в связи с отсутствием надежных способов очистки газовых выбросов и в связи с требованием санэпидстанции остановить произ­водство.
Усугубляет загазованность атмосферы еще и тот факт, что боль­шинство отходящих газов носят кислотный характер. Поэтому расчет предельно допустимого газового выброса в каждой отдельной точке завода определяется из условий суммирования токсичных веществ в атмосфере [4].
Состав отходящих газов производства нитратов целлюлозы до­вольно сложный. Из числа основных компонентов важнейшими явля­ются: пары и туман азотной кислоты, диоксид азота и диоксид серы, туман серной кислоты. Все компоненты существенно отличаются друг от друга по растворимости в воде и другим физико-химическим свойствам. Это говорит о том, что одним универсальным способом или одним аппаратом проблему очистки отходящих газов решить нельзя. Необходим внимательный анализ состава и свойств газов, ис­следование механизма и кинетики процессов

Таблица 1.1 - Количество кислотных газовых выбросов основных и смежных цехов производства нитратов целлюлозы