Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Обладнання
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Зміст
Вступ……………………………………………………………………..…..
Фізико – хімічні властивості аміачної селітри……………………….……
Вплив аміачної селітри на навколишнє середовище……………………..
Функціональна і технологічна схема виробництва амонійної селітри…
Фізико – хімічні властивості аміаку……………………………………….
Очищення газових викидів…………………………………………………
Загальні принципи вибору обладнання…………………………………..
Вибір та обгрунтування ефективного методу очищення………………
Заходи по зниженню ступеню шкідливого впливу на навколишнє середовище………………………………………………………………….
Висновок………………………………………………………………..…..
Література…………………………………………………………………..
Вступ
Здобуття Україною політичної незалежності змусило із нових позицій поглянути нарівні проблем, що постали перед країною, виділивши в їхнього числі першочергові завдання.
Охорона навколишнього природного середовища займає серед таких провідне місце.
Поліпшення стану навколишнього природного середовища та забезпечення сталого економічного зростання - це взаємопов’язані речі, що не суперечать одна одній. Більше того, досвід багатьох країн показує, що, як правило, вирішення екологічних проблем полегшувалось завдяки стабільній економіці, що забезпечувало можливість виконання довгострокових програм національного й міждержавного рівнів, а деяких країнах - структурної перебудови економіки із переходом від екологічно брудних до екологічно чистих технологій.
На території України зосереджені потужні гіганти металургії, енергетики, хімії, гірничорудної та вугільної промисловості, машинобудування та інші.
До провідної галузі основної хімії належить виробництво мінеральних добрив: азотних, калійних, фосфорних, комбінованих гранульованих. Орієнтуючись у своєму розміщенні на певну сировину, споживача, трудові ресурси, хімічні підприємства утворюють промислові центри і вузли. Вузли хімічної промисловості особливого розвитку дістали в районах видобутку хімічної сировини. Окремі з них складаються з багатьох підприємств, розміщених у територіальній близькості, мають прямі виробничі або опосередковані довкіллям звя’зки (під’їзні шляхи, водні ресурси).Основними центрами виробництва азотних добрив (аміачна вода, аміачна селітра, сульфат амонію) є Дніпродзержинськ, Запоріжжя, Алчевськ, Горлівка, Лисичанськ, Сіверськодонецьк.
Виробництво, агрохімічне обслуговування і використання мінеральних добрив - складові ланки одного ланцюга, від злагодженої діяльності яких залежить ефективність сільськогосподарського виробництва.
. В Україні абсолютно домінує виробництво азотних добрив : карбамід, аміачна селітра, сульфат амонію, причому їхня частка має тенденцію до збільшення. У 2000 році виробництво азотних добрив збільшилося на 6,9% у порівнянні з 1999 роком - до 2 201,9 тис. тонн. Причина «відставання» виробництва міндобрив від зростання виробництва в Україні й у хімії зокрема, складається в поступовій «переорієнтації» виробництва міндобрив із зовнішнього ринку на внутрішній.
Збільшення обсягів постачань азотних добрив на внутрішній ринок і зниження частки їхнього експорту здійснювалися з метою виконання державної програми «Зерно-2001» і пріоритетного забезпечення міндобривами внутрішнього ринку. Найбільшим попитом у вітчизняних сільгоспвиробників користалася і продовжує користатися аміачна селітра, тому в її виробництві мав місце значний ріст. В Україні аміачну селітру на сьогоднішній день роблять ВАТ «Концерн «Стірол», ВАТ «Рівнеазот», Сєвєродонецкий «Азот», Черкаське ВАТ «Азот», «Дніпроазот» і Одеський припортовий завод. У цілому, рекордний за останні 4 роки врожай в Україні в 2001 році був вирощений саме завдяки кращій, ніж у 1998-2000 р. забезпеченості міндобривами. Якщо подібна тенденція буде продовжуватися, українські виробники міндобрив остаточно переорієнтуються на внутрішній ринок.
Нажаль у спадок від командно-адміністративної системи країні дісталися підприємства здебільшого із застарілим устаткуванням і мало ефективними очисними системами. Тому розвиток хімічної промисловості України за ринкових відносин починає чимдалі більше залежати від екологічних проблем. Особливістю української промисловості, що робить мінеральні добрива, є віддаленість від сировинної бази і близькість до портів Чорного моря. В даний момент у структурі українського виробництва мінеральних добрив домінують азотні. Потужності по виробництву інших видів добрив незначні чи ж не використовуються. У 2000 році зі зроблених в Україні 1,554 млн. тонн мінеральних добрив на частку азотних приходиться 94%.
Фізико – хімічні властивості аміачної селітри
Амонійна селітра NH4NO3 (нітрат амонію) містить 34…35% азоту, добре засвоюється рослинами та є універсальним добривом, придатним для будь-яких ґрунтів і сільськогосподарських культур. Сировиною для виробництва аміачної селітри є газоподібний аміак і розбавлена азотна кислота.
Аміачна селітра діє як добриво досить довгий час, оскільки її складаючі частини засвоюються рослинами не одночасно. Проте значним недоліком амонійної селітри є її гігроскопічність (здатність поглинати вологу з довкілля). Амонійна селітра може існувати залежно від температури і вологості в кількох кристалічних формах. При переході з однієї форми в іншу об’єм її змінюється. Через гігроскопічність і здатність змінювати свій об’єм амонійна селітра швидко злежується з утворенням великих грудок, які перед внесенням в грунт треба подрібнювати. На подрібнення і просіювання злежаної амонійної селітри витрачається ще близько 60% від суми витрат на виробництво цього добрива.
При нагріванні вище 110 С амонійна селітра розкладається на аміак і азотну кислоту:
NH4NO3 → NH3 + HNO3 – Q
При 200 – 270 С проходить інтенсивний розклад за реакцією:
NH4NO3 → N2O + 2H2O + Q
Нітрат амонію може підтримувати горіння, так як за підвищених температур є окисником. При швидкому нагріванні до 400 – 500 С проходить розклад з вибухом по реакції:
NH4NO3 →N2 +H2O + O2 + Q
Аміачну селітру також використовують для виготовлення вибухових речовин – амонітів, амоналів. Вони вибухають тільки від детонатора. З добавками парафіну, жирних кислот і солей заліза отримують аміачну селітру, не розчинну у воді, що дає змогу проведення вибухових робіт в болотах, річках і морях.
В невеликих кількостях аміачна селітра використовується в медицині для отримання «веселящого газу» - закису азоту ( наркотична речовина ).
3.Вплив аміачної селітри на навколишнє середовище
У наш час людство переживає надзвичайно важливий, критичний період своєї історії – період небаченого досі, загрозливого для існування цивілізації зростання низки негативних факторів: деградації природи, деградації людської моралі, зростання бідності, поширення хвороб, голоду, злочинності, агресивності, зростання до критичного рівня конфлікту між техносферою і біосферою. Природа, в якій вам, молодим, доведеться жити, забруднюється, піддається руйнуванню, знищується.
Сучасні, інтенсивні методи ведення сільського господарства потребують використання дуже великих кількостей виготовлених в промисловості хімікатів – добрив, пестицидів… Проте з розвитком хімізації сільського господарства зростає і її негативний вплив на навколишнє середовище. Збільшення кількості і потужності підприємств, що виробляють добрива, пов’язано з посиленим забрудненням навколишнього середовища газоподібними, рідкими і твердими відходами.
Основні його причини: значні втрати добрив на шляху завод – поле; змив добрив з поверхні полів у водойми; вилуговування по профілю ґрунтів ліофільних елементів та надлишкове їх накопичення в піхотному шарі за рахунок його пере удобрювання; неправильна експлуатація тваринницьких комплексів та ін.
Хоча, без азоту рослина розвиватися не може. Він збільшує і кількість і якість урожаю. Але при надлишку в рослинах накопичуються нітрати, що зменшують біологічну повноцінність продукту.
Також, надлишок нітратів проникає у ґрунтові води з якими далі потрапляють у водойми, що викликає їх заростання в результаті евтрофікації. Розростаючись водорості поглинають поживні речовини, що призводить до загибелі риби і інших жителів водойми.
Отже, велике значення має розумне визначення доз внесення мінеральних добрив, при якому потрібно враховувати запаси в ґрунті доступних поживних речовин, кількість органічних добрив, що планується внести, та врожай, що планується отримати. В усіх випадках складання системи удобрення ґрунту для всієї сівозміни і неухильне її виконання виявляється більш ефективним та виправданим економічно, ніж орієнтація на удобрення культур одного року. Необхідно ухилятися також від надмірних доз внесення добрив, котрі можуть виявитися не лише нерентабельними, але й призвести до зменшення врожаю сільськогосподарських культур, накопичення в них нітратів та токсичних елементів, а також до зниження якості, в т.ч. при збереженні товарної продукції (картопля, овочі, фрукти та ін.).
4.Функціональна і технологічна схема виробництва амонійної селітри
Промислове виробництво амонійної селітри з випарюванням розчинів складається з таких стадій:
1)нейтралізація нітратної кислоти газоподібним аміаком в апараті ВТН (використання теплоти нейтралізації);
випарювання розчину амонійної селітри;
гранулювання плаву селітри;
охолодження гранул;
5)покриття гранул плівками, що зменшують їх злежуваність, наприклад, поверхнево-активними речовинами (ПАР);
пакування, зберігання і відвантаження селітри;
очищення газових викидів і стічних вод.
Нейтралізація попередньо підігрітої розведеної нітратної кислоти нагрітим газоподібним аміаком відбувається в апараті спеціальної конструкції -ВТН (використання теплоти нейтралізації). У нітратну кислоту перед апаратом ВТН додають фосфатну, сульфатну кислоти і амонію сульфат, які служать стабілізаторами і унеможливлюють перетворення амонійної селітри з однієї модифікаційної форми в іншу, тобто зменшують злежуваність. У нижній частині апарата ВТН відбувається реакція нейтралізації з одержанням розчину NH4NO3. У верхній частині апарата водяна пара, яка випаровується з розчину (так звана сокова пара), відмивається від бризок розчину амонійної селітри і парів нітратної кислоти. Далі сокова пара подається на очищення в промивні скрубери і викидається в атмосферу.
Денейтралізація здійснюється газоподібним аміаком, який подається в такій кількості, щоб нейтралізувати надлишкову кислотність розчину амонійної селітри.
Випарювання відбувається за допомогою гарячого повітря, яке барботує через розчин амонійної селітри, та водяної пари, що передає свою теплоту через стінки трубок випарного апарата, з одержанням плаву NH4NO3.
Гранулювання відбувається в грануляційній башті внаслідок розбризкування плаву амонійної селітри на окремі краплі і застигання крапель у потоці повітря, яке піднімається догори по башті. У верхній частині башти встановлені тарілчасті промивачі, де повітря промивається від захоплених ним дрібних частинок селітри за допомогою 20 %-го розчину амонійної селітри.
Охолодження гранул здійснюється в апараті з псевдозрідженим ("киплячим") шаром холодним повітрям, яке подається під гратку апарата і далі надходить у грануляційну башту.
Охолоджені гранули для зменшення їх злежуваності подаються на оброблення поверхнево-активними речовинами (ПАР), наприклад, диспер-гатором НФ. Далі селітра пакується в паперові або поліетиленові мішки і відвантажується споживачеві або подається на зберігання на склад.
Попередньо нагріта до 70...80 °С 58...60 %-на нітратна кислота подається в апарат ВТН . Перед апаратом до нітратної у невеликій кількості додають фосфат ну і сульфатну кислоти для зменшення гігроскопічності готового продукту. В апарат ВТН подається також газоподібний аміак, підігрітий до 120...130 °С.
У нижній частині апарата відбувається реакція нейтралізації за темпера тури 155...170 °С з одержанням розчину, який містить 91...92 % NH4NO3. Водяна пара, що виділяється (так звана сокова пара), відмивається від крапель амонійної селітри і парів НNO3 у верхній частині апарата на чотирьох ковпачкових тарілках, дві нижні з яких зрошуються 20 %-м розчином амонійної селітри, а на верхню подається конденсат сокової пари. Розчин, який виво диться з апарата ВТН, для унеможливлення втрат аміаку з соковою парою містить невеликий надлишок (2...5 г/л) нітратної кислоти, тому його подають в донейтралізатор, де надлишкова кислота нейтралізується відповідною кількістю аміаку. Після цього розчин подають у випарний апарат на випарювання, яке здійнюеться в трубках, що обігріваються водяною парою з тиском 1,4 МПа. Далі розчин доупарюється в нижній частині випарного апарата на барботажних тарілках за допомогою повітря, нагрітого до 180 °С.
Одержаний плав, який містить 99,7...99,8 % NH4NO3, подають в грануляційну башту заввишки 50...55 м. У верхній частині башти розташовані гранулятори, які забезпечують розбризкування плаву у вигляді окремих крапель. Знизу башти подають повітря, яке охолоджує ці краплі, що перетворюються при цьому в гранули. Температура гранул на виході з башти дорівнює 90... 110 °С, тому вони надходять на охолодження в апарат з псевдозріджсним ("киплячим") шаром, під гратку якого подається повітря. Відбувається інтенсивне охолодження гранул до температури 40 °С. Повітря із апарата надходить в нижню частину грануляційної башти.
Гранули амонійної селітри подають в обертовий апарат , де вони покриваються ПАВ і потім пакуються в паперові або поліетиленові мішки.
Повітря, яке виходить з верхньої частини грануляційної башти, забруднене часточками амонійної селітри, а сокова пара з ВТН і пароповітряна суміш з випарного апарата містять домішки аміаку, нітратної кислоти і часточки амонійної селітри. Для очищення вони подаються в промивні скрубери , розташовані у верхній частині грануляційної башти, які зрошуються 20 %-м розчином амонійної селітри, що подається насосом із збірного баку. Частина цього розчину відводиться в апарат ВТН для промивання сокової пари, а потім змішується з основним розчином, який подається для одержання готового продукту. Отже, з циклу безперервно відводиться частина 20 %-го розчину амонійної селітри, що компенсується додаванням відповідної кількості води в бак.
5.Фізико – хімічні властивості аміаку
Аміак, амоніак, амоняк, NH3, неорганічна сполука, безбарвний газ з різким задушливим запахом, легший за повітря, добре розчинний у воді. Одержують каталітичним синтезом з азоту і водню під тиском. Використовують переважно для виробництва азотних добрив, вибухових речовин і азотної кислоти. Рідкий аміак використовується в холодильних установках. Водний розчину аміаку (нашатирний спирт) застосовується в медицині.
Аміак — безбарвний газ з характерним різким запахом і їдким смаком. Він майже у два рази легший від повітря. При —33,35°С і звичайному тиску аміак скраплюється в безбарвну рідину, а при —77,75°С замерзає, перетворюючись у безбарвну кристалічну масу. Його зберігають і транспортують у рідкому стані в стальних балонах під тиском 6—7 атм.
У воді аміак розчиняється дуже добре: при 0°С і звичайному тиску в 1 об'ємі води розчиняється близько 1200 об'ємів NH3, а при 20°С — 700 об'ємів. Концентрований розчин містить 25% NH3 і має густину 0,91 г/см3. Розчин аміаку у воді називають аміачною водою або нашатирним спиртом. Звичайний медичний нашатирний спирт містить 10%: NH3. При нагріванні розчину аміак легко випаровується.
Молекули аміаку утворюються за допомогою ковалентних зв'язків. Електронна і структурна формули молекули аміаку такі:
Н Н
.. |
: N:Н і N — Н
.. |
Н Н
Однак зв'язки N — Н в молекулі аміаку полярні, оскільки електронна пара зміщена до атома азоту. Тому атом азоту має негативний заряд, а атом водню — позитивний. У хімічному відношенні аміак'є відновником, а сам звичайно окиснюється до вільного азоту. Так, в атмосфері кисню аміак горить за реакцією:
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
Амоніак також легко відновлює монооксид міді до металічної міді при високій температурі за реакцією:
3CuO + 2NH3 = 3Cu + N2 + 3H2O
При розчиненні аміаку в воді частина його молекул взаємодіє з водневими іонами води з утворенням складного катіона амонію NH4+, який відіграє роль одновалентного металу (група амонію NH4 у вільному стані не існує, а лише у вигляді катіону NH4+). Разом з тим відповідна кількість гідроксильних груп OH- води звільняється. Цей процес рівноважний. Його можна зобразити таким рівнянням:
NH3 + H2O = NH4+ + OH-
Гідроксильні групи, у свою чергу, сполучаючись з катіоном амонію, утворюють сполуку NH4OH, яку називають гідроксидом амонію:
NH4+ + OH- = NH4OH
Внаслідок цих процесів у водному розчині аміаку встановлюється подвійна рівновага: з одного боку, між молекулами аміаку NH3 і молекулами води H2O та іонами амонію NH4+ і іонами гідроксилу і з другого — між молекулами гідроксиду амонію NH4OH і тими ж іонами амонію і гідроксилу:
NH3 + H2O = NH4+ + OH- = NH4OH
Звідси виходить, що в розчині аміаку в рівновазі одночасно існують молекули аміаку, води і гідроксиду амонію та іони амонію і гідроксилу.
Гідроксид амонію являє собою дуже нестійку речовину і може існувати лише в розчині. При нагріванні розчину рівновага зміщується вліво, і розчин розкладається на вихідні речовини. Цей розклад частково відбувається і при звичайній температурі, тому розчини аміаку завжди мають специфічний запах. При тривалому кип'ятінні розчину можна повністю видалити аміак. Цим інколи користуються в лабораторіях для одержання невеликих кількостей аміаку.
Розчин гідроксиду амонію має милкий смак і забарвлює червоний лакмус у синій колір. Отже, NH4OH є основа, хоч і дуже слабка. Тому лише незначна частина його молекул дисоціює на іони:
NH4OH = NH4+ OH-
З кислотами розчин гідроксиду амонію утворює солі, наприклад:
NH4OH + HCl = NH4Cl + H2O
NH4OH + HNO3 = NH4NO3 + H2O 2NH4OH + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2H2O
Але солі амонію можуть утворюватись і при взаємодії кислот з аміаком. При цьому молекули аміаку приєднують водневі іони кислоти і перетворюються в катіони амонію:
NH3 + HCl = NH4Cl
NH3 + HNO3 = NH4NO3
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
В лабораторних умовах аміак добувають звичайно нагріванням суміші хлориду амонію NH4Cl з гашеним вапном Ca(OH)2. Процес утворення аміаку при цьому відбувається в дві стадії: спочатку виникає гідроксид амонію, а потім він розкладається з виділенням аміаку:
2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH4OH + CaCl2
NH4OH = NH3↑ + H2O
Інколи аміак добувають нагріванням до кипіння концентрованого розчину аміаку (гідроксиду амонію). При цьому NH3 утворюється за реакцією, наведеною вище.
У техніці головним способом добування аміаку є прямий синтез його з азоту і водню за реакцією:
N2 + 3H2 = 2NH3
Ця реакція відбувається лише при дуже високих тисках (кілька сот атмосфер), високій температурі і наявності каталізатора.
На сучасних заводах синтез проводять у більшості випадків при тисках 250—350 атм, а інколи навіть при 700—1000 атм. Чим більший тиск, тим більше рівновага реакції зміщується в бік утворення NH3, тобто в бік збільшення виходу аміаку. Але процес при дуже високих тисках дуже дорогий і економічно невигідний. Температуру підтримують близько 400—450°С. Нижче 400°С реакція відбувається дуже повільно, а вище 450— 500°С аміак помітно розкладається на азот і водень. Каталізатором служить губчасте залізо з домішками оксидів калію, алюмінію й інших речовин.
При цьому слід ще раз відмітити, що не вся азотоводнева суміш перетворюється в аміак навіть при найвищих тисках. Частина її залишається непрореагованою. Тому одержуваний аміак відділяють від непрореагованої суміші скрапленням його під тиском, а до решти суміші додають нові порції азото-водневої суміші і знову направляють на синтез.
Значні кількості аміаку одержують як побічний продукт при коксуванні кам'яного вугілля. У кам'яному вугіллі, як уже говорилося, міститься від 1 до 2,5% азоту. При коксуванні вугілля більша частина цього азоту виділяється у вигляді аміаку. Його видаляють, з коксового газу пропусканням газу через воду. При цьому аміак розчиняється і утворює так звану аміачну воду. Цю воду нейтралізують сульфатною кислотою і одержують сульфат амонію, що використовується як азртне добриво.
До кінця минулого століття цей спосіб був єдиним промисловим способом добування аміаку. Лише в 20-х роках, нашого століття, коли поширився синтетичний спосіб, він втратив своє значення.
Амоніак — один з найважливіших продуктів сучасної хімічної промисловості. Головною галуззю його застосування є виробництво нітратної кислоти і азотних добрив. Крім того, аміак використовують для виробництва багатьох інших хімічних продуктів. Останнім часом зріджений аміак і водний розчин аміаку стали широко застосовувати безпосередньо як азотне добриво.
В природі аміак утворюється при гнитті азотовмісних органічних речовин. Найдавнішим способом одержання аміаку є виділення його з відхідних газів при коксуванні кам'яного вугілля. Тепер у промисловості аміак одержують синтезом з азоту і водню при і0 300-500° і тиску 250—1000 ат при наявності каталізаторів:
N2 + 3H2 = 2NH3 + + 22 ккал.
Сучасні реактори-колони дають до 200 т аміаку за добу. Його використовують у виробництві азотної кислоти, азотних добрив, соди і вибухових речовин, в холодильних машинах, для азотування стальних виробів. Розчин аміаку у воді вживають у медицині. Він є отруйний.
6.Очищення газових викидів
Гази в промисловості зазвичай забруднені шкідливими домішками, тому очищення широко застосовується на заводах та підприємствах для технологічних і санітарних (екологічних) цілей.
Промислове очищення газів від завислих в них твердих чи рідких частинок проводиться для зменшення забрудненості повітря, вловлювання з газу цінних продуктів чи видалення з нього шкідливих домішок, які негативно впливають на подальшу обробку газу.
Розрізняють наступні методи очищення газу:
1.осадження в полі земного тяжіння
2.осадження під дією інерційних а також відцентрових сил
3.фільтрування
4.мокре очищення
5.осадження під дією електростатичних сил
Гравітаційне осадження ґрунтується на осадженні зважених частинок під дією сили тяжкості на своєму шляху запиленого газу з малої швидкістю без зміни напрямку потоку. Процес проводять у відстійних газоходах і пилоосаджуючих камерах. Гравітаційне осадження дієво тільки до великих частинок діаметром більшим 50-100 мкм, причому ступінь очищення становить вище 40-50%.
Метод придатний тільки для попереднього, грубого очищення газів. Інерційне осадження грунтується на прагненні зважених частинок зберігати початковий напрямок руху при зміні напрямку газового потоку. Серед інерційних апаратів найчастіше застосовують жалюзійні пилевловлювачі з великою кількістю щілин (жалюзі). Гази очищуються, виходячи через щілини та міняючи свій напрямок руху, швидкість газу на вході у апарат становить 10-15 м/с.
Ступінь очищення залежно від дисперсності частинок становить 20-70%. Інерційний метод можна застосовувати лише для грубого очищення газу. Крім малої ефективності недолік цього методу – швидке стирання чи забивання щілин.
Відцентрові методи очищення газів засновані на дії відцентрової сили, яка виникає під час обертання газового потоку в очисному апараті чи під час обертання частин самого апарату. Як відцентрові апарати газоочищення застосовують циклони різних типів: батарейні циклони, обертові пиловловлювачі та інші. Циклони найчастіше застосовують у промисловості для осадження твердих аерозолів. Вони характеризуються високою продуктивністю, надійністю в роботі. Ступінь очищення від пилу залежить від розмірів частинок. Для циклонів високої продуктивності, зокрема батарейних циклонів (продуктивністю більш 20000 м3/год), ступінь очищення становить близько 90% при діаметрі частинок d > 30 мкм.
Фільтрація полягає в проходженні газу що підлягає очищенню через різні фільтруючі тканини (бавовну, шерсть, хімічне волокно, скловолокно та інших.) чи через інші фільтруючі матеріали (кераміка, металокераміка, пористі перегородки з пластмаси та інших.). Найчастіше для фільтрації застосовують спеціально виготовлені волокнисті матеріали — скловолокно, шерсть чи бавовну з азбестом, асбоцеллюлозу. Залежно від фільтруючого матеріалу розрізняють тканинні фільтри (зокрема рукавні), волокнисті, з зернистих матеріалів (кераміка, металокераміка, пористі пластмаси). Тканинні фільтри, найчастіше рукавні, застосовуються за нормальної температури газу не вище 60-65°С. Залежно від гранулометричного складу пилу і початковій запорошеності, ступінь очищення становить 85-99%. На фільтрах з стікловолокнистих матеріалів можливе очищення агресивних газів за нормальної температури до 275°С. Для тонкого очищення газів при підвищених температурах застосовують фільтри з кераміки, тонковолокнистої вати з нержавіючої сталі.
Фільтрація – дуже поширений прийом тонкого очищення газів. Її переваги – порівняно низька вартість устаткування (крім металокерамічних фільтрів) та висока ефективність тонкого очищення. Недоліки фільтрації високий гідравлічний опір та швидке забивання фільтруючого матеріалу пилом. Мокре очищення газів від аерозолів полягає в промиванні газу рідиною (звичайною водою) при максимально розвинутій поверхні контакту рідини з частинками аерозолю і, можливо більш інтенсивному перемішуванні газу з рідиною. Цей універсальний метод очищення газів від частинок пилу, диму й туману є найпоширенішим прийомом заключної стадії механічного очищення, особливо газів, які підлягають охолодження.
Електростатичне очищення газів служить універсальним засобом, придатним для будь-яких аерозолів, включаючи тумани кислот, і за будь-яких розмірів частинок. Метод грунтується на іонізації і зарядці частинок аерозолю при проходженні газу через електричне поле високої напруги, створюване коронирующими електродами. Осадження частинок відбувається на заземленных осаджувальних електродах.
Промислові методи очищення газових викидів від токсичних домішок можна розділити на три основні группы:
1) абсорбція рідинами;
2) адсорбція твердими поглиначами ;
3) каталітичне очищення.
У менших розмірах застосовуються термічні методи спалювання горючих забруднень, спосіб хімічної взаємодії домішок з сухими поглиначами і окислювання домішок озоном.
Абсорбція рідинами застосовується у промисловості для вилучення з газів діоксиду сірки, сірководню та інших сірчистих сполук, оксидів азоту, парів кислот (НСl, HF, H2SO4), діоксиду і оксиду вуглецю, різноманітних органічних сполук (фенолу, формальдегід, леткі розчинники та інших.). Абсорбційні методи служать для технологічного та санітарного очищення газів. Вони грунтуються на розчинності газо- і пароподібних домішок в рідині (фізична абсорбція) чи виборчому добуванні домішок хімічними реакціями з активним компонентом поглинача (хемосорбция). Абсорбційне очищення – безперервний і, зазвичай, циклічний процес, оскільки поглинання домішок зазвичай супроводжується регенерацією поглинутого розчину та його поверненням на початок циклу очищення.
Хемосорбция особливо застосовується для тонкого очищення газів при порівняно невеликій початковій концентрації сумішей.
Абсорбенти, що застосовуються у промисловості, оцінюються за такими показниками:
1) абсорбційна ємність;
2) селективність;
3) мінімальний тиск парів щоб уникнути забруднення газу що підлягає очищенню парами абсорбента;
4) дешевизна;
5) відсутність корозійної дії на апаратуру.
Як абсорбент застосовують воду, розчини аміаку, ядучих і карбонатних лугів, солей марганцю, етаноламіни, олії, суспензії гідроксиду кальцію, оксидів марганцю і магнію, сульфат магнію та інших.
Абсорбційні методи характеризуються безперервністю і універсальністю процесу, економічністю і можливістю вилучення великих кількостей домішок з газів. Недолік цього методу у тому, що насадкові скрубери, барботажні і навіть пінні апарати забезпечують досить високий рівень вилучення шкідливих домішок (до ГДК) і повну регенерацію поглиначів лише за великого числа щаблів очищення. Тому технологічні схеми мокрого очищення, зазвичай, складні, багатоступінчасті і очисні реактори (особливо скрубери) мають більші об'єми. Будь-який процес мокрого абсорбційного очищення відпрацьованих газів від газо- і пароподібних домішок доцільний лише тоді, коли присутні циклічність і безвідходність. Але й циклічні системи мокрого очищення конкурентоспроможні тільки тоді, якщо вони суміщені з пилеочищенням і охолодженням газу.
Адсорбційні методи застосовують для різноманітних технологічних цілей — поділ парогазових сумішей на компоненти із фракцій, сушка газів й санітарне очищення газових викидів. Останнім часом адсорбційні методи виходять на перший план, як надійний засіб захисту атмосфери від токсичних газоподібних речовин, що забезпечує можливість концентрування і утилізації цих речовин. Основні вимоги до промислових сорбентів — висока поглинальна здатність, вибірковість дії (селективність), термічна стійкість, тривала служба без зміни структури та властивостей поверхні, можливість легкої регенерації. Найчастіше для санітарного очищення газів застосовують активоване вугілля завдяки одній його високої поглинальній спроможності і легкості регенерації. Адсорбцію газових домішок зазвичай ведуть у поличкових реакторах періодичної дії без теплообмінних пристроїв; адсорбент розташований на полицях реактора.
Позитивним у адсорбційних методів очищення газів є:
1) глибоке очищення газів від токсичних домішок;
2) порівняльна легкість регенерації цих домішок з перетворенням в товарний продукт чи поверненням у виробництво; в такий спосіб здійснюється принцип безвідходної технології.
Адсорбційний метод особливо раціональний для видалення токсичних домішок (органічних сполук, парів ртуті та інших.), які предсталенні у малих концентраціях. Як завершальний етап санітарного очищення відведених газів.
Недоліки більшості адсорбційних установок — періодичність процесу пов'язана з цим мала інтенсивність реакторів, висока вартість періодичної регенерації адсорбентів.
Каталітичні методи очищення газів засновані на реакціях у присутності твердих каталізаторів, на закономірності гетерогенного каталізу. Через війну каталітичних реакцій домішки які перебувають у газі, перетворюються на інші сполуки, на відміну розглянутих методів домішки не беруться з газу, а трансформуються в нешкідливі сполуки, присутність яких припустима в газі, або у сполуки, легко видаляються з газового потоку. Якщо утворилися речовини що підлягають видалення, то потрібні додаткові операції (наприклад, вилучення рідкими чи твердими сорбентами). Важко провести межу між адсорбційними і каталітичними методами газоочистки, бо такі традиційні адсорбенти, як активоване вугілля, цеоліти, служать активними каталізаторами багатьом хімічним реакціям. Очищення газів на адсорбентах–катализаторах називають адсорбційно-каталітичним. Цей прийом очищення відпрацьованих газів дуже перспективний через високу ефективність очищення від домішок й можливості очищати більші об'єми газів, що містять малі частки домішок (наприклад, 0,1—0,2 в об'ємних частках SO2). Але методи утилізації сполук, отриманих при каталізі, інші, ніж у адсорбційних процесах.
Адсорбційно-каталітичні методи застосовують для очищення промислових викидів від діоксиду сірки, сірководню і сірко-органічних сполук.
Недолік багатьох процесів каталітичного очищення —утворення нових речовин, які підлягають видалення з газу іншими методами (абсорбція, адсорбція), що ускладнює встановлення та знижує спільний економічний ефект.
Термічні методи знешкодження газових викидів застосовують за високої концентрації горючих органічних забруднювачів чи оксиду вуглецю. Найпростіший метод — смолоскипове спалювання — може бути, коли концентрація горючих забруднювачів близька до нижньої межі запалення. І тут домішки служать паливом, температура процесу 750—900 °С . Теплоту горіння домішок можна утилізувати. Коли концентрація горючих домішок менше нижньої межі запалення, необхідно підводити певну кількість теплоти ззовні
7.Загальні принципи вибору обладнання
При виборі обладнання вирішуються такі основні завдання: вибір типу апарата і його тип розміру, розрахунок продуктивності апарата для заданих умов, визначення числа апаратів.
Тип вибраного апарата залежить від збагачуваного матеріалу і його фізичних властивостей. Якщо можливе використання апаратів декількох типів, вибір здійснюється на основі їхнього техніко-економічного порівняння. При виборі обладнання варто враховувати досвід роботи підприємств-аналогів. Вибір типорозміру апарата пов'язаний з розподілом потоку збагачуваного матеріалу на паралельні секції. Загальна тенденція в цьому напрямку - максимальне укрупнення потоків і застосування апаратів з максимально можливою одиничною продуктивністю.
Продуктивність окремих апаратів звичайно коливається в широких межах, залежно від величини кусків збагачуваного матеріалу і умов роботи апарата. Тому продуктивність повинна приводитися до конкретних умов. Продуктивність апаратів розраховують за теоретичними і емпіричними формулами, нормами питомого навантаження і питомої витрати електроенергії, за часом перебування матеріалу в апараті, за транспортуючою здатністю апарата, за даними каталогів і довідників.
Число апаратів, що встановлюють, приймають відповідно до розрахунку, при якому враховують фактичну продуктивність апарата, нерівномірність його використання і нерівномірність надходження живлення. Число апаратів залежить від обраного типорозміру. При значній продуктивності фабрики рекомендується застосовувати апарати великих типорозмірів, тому що застосування апаратів малих типорозмірів приводить до збільшення їхнього числа, вимагає додаткової площі будівлі, утрудняє обслуговування й ремонт. Апарати більшого типорозміру треба приймати також, якщо при розрахунку в якій-небудь операції виходить більше 4 однотипних апаратів.
У проекті повинно бути передбачене резервне обладнання. На кожні 3 -- 4 установлені дробарки середнього і дрібного дроблення, грохоти, центрифуги, вакуум-фільтри, сушильних барабани приймають одну запасну одиницю обладнання. Число насосів і гідроциклонів дублюється (мінімальний резерв -- 50 %).
Резерв не передбачається для фільтрувально-сушильного обладнання фабрик малої продуктивності. Резервне обладнання не встановлюють для операцій крупного дроблення, подрібнення, збагачення і згущення. Для цього обладнання передбачають необхідний час для огляду й ремонту.
Вибір та обгрунтування ефективного методу очищення
Можливі методи очищення :
1. Абсорбційні методи
а) поглинання водою;
б) реакція з слабкими розчинами багатоосновних кислот.
2. Метод каталітичного окислення.
3.Метод на основі відцентрової сили.
4. Термічне розкладання .
Оскільки забрудник добре розчиняється у воді найчастіше на виробництві використовують метод поглинання водою, він не потребує особливо складного обладнання та великих витрат, але й як недолік цого методу слід відмітити великі обєми розчинів (аміачної води) та неможливість її тривалого зберігання.
8. Заходи по зниженню ступеню шкідливого впливу на навколишнє середовище
У відповідності із класифікацією раціональне розміщення та локалізація джерел забруднення відноситься до організаційно - технічних методів захисту навколишнього природного середовища.
При розміщенні нових та реконструкції діючих підприємств, споруд та інших проектів необхідно забезпечувати дотримання нормативів шкідливих впливів на атмосферне повітря, а при плануванні розміщення та розвитку міст та інших населених пунктів повинні враховуватися стан, прогноз зміни та заподіяння по охороні атмосферного повітря від шкідливих впливів.
При розробці технічних заходів по попередженню та зменшенню забруднення промисловими викидами необхідно приймати до уваги фон забруднення, який створюють сусідні підприємства, природо-кліматичні та атмосферні умови, рельєф місцевості та умови провітрювання.
Степінь забруднення повітря біля земної поверхні викидами промислових підприємств обумовлюється не лише кількістю шкідливих речовин, котрі викидаються, але й їхнього розподіленням в просторі та часі, а також параметрами виходу пилогазоповітряної суміші
9. Висновок
Найбільш надійним й найбільш економічним способом охорони біосфери від шкідливих газових викидів є перехід до безвідходного виробництва, або до безвідхідних технологій. Термін «безвідхідна технологія» вперше запропонований академіком М.М. Семеновим. Під ним мається на увазі створення оптимальних технологічних систем із замкненими матеріальними і енергетичними потоками. Таке виробництво не повинне мати стічних вод, шкідливих викидів у повітря i твердих відходів, та не повинне споживати воду з природних водойм. Звісно ж, поняття «безвідходне виробництво» має дещо умовний характер; це ідеальна модель виробництва, а у реальних умовах не можна цілковито ліквідувати відходи і позбутися впливу виробництва на довкілля. Точніше слід називати такі виробництва маловідходними, тобто такими які дають мінімальні викиди, у яких збитки природним екосистемам будуть мінімальними. Нині визначилося кілька основних напрямів охорони біосфери, які у кінцевому підсумку ведуть до створення безвідхідних технологій:
1) розробка і впровадження принципово нових технологічних процесів і систем, які працюють у замкнутому циклі;
2) створення безстічних технологічних систем і водооборотних циклів з урахуванням найефективніших методів очищення стічних вод;
3) переробка відходів виробництва та споживання її в ролі вторинної сировини;
4) створення територіально-промислових комплексів з замкнутою структурою матерільних потоків сировини й відходів всередині комплекса.
10. Літературний огляд
1. Розміщення продуктивних сил України, К., видавничий дім “Юридична книга”, 2001
2. Соціально-економічна географія України, навчальний посібник / за ред. Проф. Шаблія О.І. Львів, Світ, 2000
3. Розміщення продуктивних сил України, навч.-метод. посібник для самостійного вивчення дисципліни / Пітюренко Ю.І., Олійник Я.П. та ін.-К., КНЕУ 2000
4. Виробництво і експорт мінералних добрив Росії та України, Задворний А., журнал “Хімкурєр”, К., 2001
5. Організація агрохімічного обслуговування в Україні/ Кучер О., Корчинська О. журнал інституту аграрної економіки УААН, К.,2000
6. Виробництво мінеральних добрив в Україні: орієнтація на внутрішній ринок/ Цхведіані В. К., 2001
7. Географія України, навчальний посібник / Масляк П.О.,Шищенко П.Г. К.,“Зодіак-Еко”, 1998
8. Продуктивні сили економічних районів України l Чернюк Л.Г., Горська О.В., Фащевський М.І. та ін.- КЗАТ “НІЧЛАВА”, 2000
9.М. А. Попов. Инженерная защита окружающей среды на территории города. — М.: Изд-во МГУП, 2005. — 231 с.
10. Торочешников М.С., Радіонов А.І., Кельцев Н.В., Клушин В.М. Техніка захисту довкілля. - М.: Хімія, 1981. - 386 з.
11. Семенова Т.А., Лейтес И.Л. Очищення технологічних газів. - М.: Хімія, 1977. - 488с.
12. Екологія й закон: Екологічне законодавство України. У 2-х кн. / Відповідальний редактор док юридичних наук, професор, заслужений юрист України, академік УЕАН В.І.Андрейцев. - До.: Юрінком Інтер, 1997. - кн. 1 - 704с., кн. 2 - 576с.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора