Онлайн переводчик http://translate.meta.ua
поменять
По-русски

Министерство образования и науки Украины

Национальная металлургическая академия Украины

Криворожский металлургический факультет

Кафедра химических технологий и экологии

Переработка отходов коксохимического производства

(конспект лекций)

Кривой Рог

2008

Переработка отходов коксохимического производства. Конспект лекций.

Изложены условия образования отходов коксохимического производства при обогащении, улавливании и переработке химических продуктов коксования; даны их качественные характеристики и выходы. Рассмотрены существующие и предлагаемые способы утилизации отходов коксохимического производства, а также методы существенного их уменьшения или полной ликвидации. Описана технология переработки сточных вод.

Разработала старший преподаватель кафедры химических технологий и экологии Шмельцер Е.О.

Рецензент, зав. кафедрой химических технологий, доц., к.т.н. Ляхова И.А.

Утверждено на заседании кафедры протокол №12 от 12 декабря 2007 г.

1 Источники образования отходов КХП. Классификация отходов

В процессе промышленного производства наряду с выработкой основных продуктов попутно получаются вещества, не находящие себе применения, которые являются отходами производства. Эти отходы – источники загрязнения окружающей атмосферы и водоемов.

Утилизация отходов коксохимического производства требует скорейшего разрешения, так как по ряду причин существующее положение с ними угрожает возможности нормального осуществления всего производственного процесса. Такими причинами можно считать следующие положения:

- непрерывное наращивание мощностей существующих предприятий, привело к увеличению количества отходов, имевшиеся свалки в значительной степени заполнены, а для организации новых отвалов уже нет подходящей территории;

- часть отходов, в первую очередь кислая смолка, представляют собой вязкую неподвижную массу, удаление которой требует большой затраты труда, что при недостатке рабочей силы превращается в сложную проблему;

- большая часть отходов представляют собой зловонные вещества, выделяющие вредные испарения и отравляющие газы в окружающую среду. Кроме того, часть из них содержит растворимые в воде вредные примеси. Атмосферными осадками эти примеси вымываются в почву и попадают в подпочвенные воды, вызывая загрязнение источников питьевого водоснабжения.

Отходы производства образуются в процессе получения основных продуктов коксования. Их количество и качество зависят, прежде всего, от применяемой технологии и условий производства. Существенное значение имеют и возможные нарушения технологического процесса, а также несовершенство применяемой аппаратуры, низкое качество сырья.

Рациональная утилизация отходов связана, прежде всего, с наиболее полным использованием их ценных свойств или содержащихся в них веществ. Поэтому наряду с применяемыми способами утилизации отходов, например путем подачи их в шихту после предварительной нейтрализации, рассматриваются и другие пути, дающие большой эффект народному хозяйству.

Коксохимия принадлежит к материалоемким отраслям промышленности: удельный вес сырья и материалов в общих затратах на получение коксохимической продукции составляет в среднем 85%, поэтому снижение материальных затрат является одним из важнейших источников повышения эффективности КХП.

Одним из важнейших путей снижения материалоемкости коксохимической продукции является использование отходов производства. При переработке угля только 80% его переходит в основную продукцию, остальная часть – отходы и производственные потери. Несмотря на достаточно высокую степень комплексного использования сырья (в КХП производится около 120 технических продуктов), при этом образуется свыше 12 млн. т твердых и жидких отходов производства.

Из этого утилизируется 5%, основная масса вывозится в отвальные хозяйства, занимающие пригодные к использованию земельные площади, или подается на тушение кокса, вызывая загрязнение окружающей среды продуктами разложения солей.

Задача полной утилизации отходов КХП имеет большое экономическое и социальное значение.

Утилизация отходов в коксохимическом производстве может быть решена тремя путями:

1) созданием технологических процессов, исключающих образование отходов или позволяющих значительно сократить их количество;

2) созданием комплексных производств, технологических схем, основанных на замкнутых циклах (подача отходов химических цехов в шихту);

3) внедрением рациональных и эффективных методов использования вторичных ресурсов коксохимии в других отраслях народного хозяйства – сельское хозяйство, строительство, газовая промышленность и т.д.

Количество выбросов на КХП сравнительно невелико. Но особенность КХП состоит в том, что в ее сточных водах, отходах производства и выбросах в атмосферу содержатся токсичные вещества – фенолы, роданиды, цианиды, ароматические углеводороды.

Основными источниками выбросов вредных веществ в атмосферу являются процессы загрузки угольной шихты в коксовые печи, выдачи и тушения кокса, обогрева коксовых печей. Выбросы в атмосферу дают цехи улавливания, где наиболее существенным источником загрязнения атмосферы являются газы, выделяющиеся на градирне цикла конечного охлаждения.

Отходы КХП можно условно разделить на отходы углеобогащения (по своим свойствам отличающиеся от первоначального сырья – порода, отходы флотации) и отходы химических цехов (продукты физико-химической переработки сырья, частично утратившие его потребительские свойства – фусы, кислые смолки, отработанные растворы цехов сероочистки).

Наибольшее количество отходов 97% КХП составляют отходы углеобогащения – порода и хвосты флотации. Существуют методы использования породы для производства строительных материалов, для сооружения дамб и плотин, а хвостов флотации – для приготовления тампонажных растворов на газовых скважинах, для удобрения и мелиорации песчаных и торфяных почв.

Отходы химических цехов значительно уступают отходам углеобогащения по количеству, но во многом превышают их по вредности. По принятой классификации отходы химических цехов делятся на следующие виды: органические, концентрированные солевые растворы, отработанные кислоты, щелочные воды, известковый шлам.

Органические отходы (51,5% от общего количества) в основном представляют собой нейтральные продукты, содержащие до 20% воды. Исключение составляют кислые смолки, содержащие кислоты и воды соответственно от 2,5 до 20,0 и 40-50%. Теплота сгорания безводных органических отходов близка к теплоте сгорания каменноугольной смолы.

Важнейшие органические отходы: фусы из газосборников, фусы от очистки хранилищ, кислые смолки цехов ректификации бензола и сульфатных отделений, полимеры от регенерации поглотительного каменноугольного масла.

Концентрированные солевые растворы представляют собой сточные воды вакуум-карбонатных и мышьяково-содовых сероочисток. Содержание солей в этих растворах различается, а компонентный состав одинаков (тиосульфаты, роданиды, сульфаты, ферроцианиды, сероводород, мышьяк, серная кислота,

По-украински

Міністерство освіти і науки України

Національна металургійна академія України

Криворізький металургійний факультет

Кафедра хімічних технологій і екології

Переробка відходів коксохімічного виробництва

(конспект лекцій)

Кривий ріг

2008

Переробка відходів коксохімічного виробництва. Конспект лекцій.

Викладені умови утворення відходів коксохімічного виробництва при збагаченні, уловлюванні і переробці хімічних продуктів коксування; дані їх якісні характеристики і виходи. Розглянуті існуючі і пропоновані способи утилізації відходів коксохімічного виробництва, а також методи істотного їх зменшення або повної ліквідації. Описана технологія переробки стічних вод.

Розробила старший викладач кафедри хімічних технологій і екології Шмельцер Е.О.

Рецензент, зав. кафедрою хімічних технологій, доц., к.т.н. Ляхова И.А.

Затверджено на засіданні кафедри протокол №12 від 12 грудня 2007 р.

1 Джерела утворення відходів КХП. Класифікація відходів

В процесі промислового виробництва разом з виробленням основних продуктів попутно виходять речовини, що не знаходять собі застосування, які є відходами виробництва. Ці відходи - джерела забруднення навколишньої атмосфери і водойм.

Утилізація відходів коксохімічного виробництва вимагає швидкого дозволу, оскільки з ряду причин існуюче положення з ними погрожує можливості нормального здійснення усього виробничого процесу. Такими причинами можна вважати наступні положення:

- безперервне нарощування потужностей існуючих підприємств, привело до збільшення кількості відходів, наявні звалища значною мірою заповнені, а для організації нових відвалів вже немає відповідної території;

- частина відходів, в першу чергу кисле смоління, є в'язкою нерухомою масою, видалення якої вимагає великої витрати праці, що при недоліку робочої сили перетворюється на складну проблему;

- велика частина відходів є смердючими речовинами, що виділяють шкідливі випари і отруйні гази в довкілля. Крім того, частина з них містить розчинні у воді шкідливі домішки. Атмосферними осіданнями ці домішки вимиваються в грунт і потрапляють у води підгрунтя, викликаючи забруднення джерел питного водопостачання.

Відходи виробництва утворюються в процесі отримання основних продуктів коксування. Їх кількість і якість залежать, передусім, від вживаної технології і умов виробництва. Істотне значення мають і можливі порушення технологічного процесу, а також недосконалість вживаної апаратури, низька якість сировини.

Раціональна утилізація відходів пов'язана, передусім, з якнайповнішим використанням їх цінних властивостей або речовин, що містяться в них. Тому разом із вживаними способами утилізації відходів, наприклад шляхом подання їх в шихту після попередньої нейтралізації, розглядаються і інші шляхи, що дають великий ефект народному господарству.

Коксохімія належить до матеріаломістких галузей промисловості : питома вага сировини і матеріалів в загальних витратах на отримання коксохімічної продукції складає в середньому 85%, тому зниження матеріальних витрат є одним з найважливіших джерел підвищення ефективності КХП.

Одним з найважливіших шляхів зниження матеріаломісткості коксохімічної продукції є використання відходів виробництва. При переробці вугілля тільки 80% його переходить в основну продукцію, інша частина - відходи і виробничі втрати. Незважаючи на досить високу міру комплексного використання сировини (у КХП робиться близько 120 технічних продуктів), при цьому утворюється понад 12 млн. т твердих і рідких відходів виробництва.

З цього утилізувався 5%, основна маса вивозиться у відвальні господарства, що займають придатні до використання земельні площі, або подається на гасіння коксу, викликаючи забруднення довкілля продуктами розкладання солей.

Завдання повної утилізації відходів КХП має велике економічне і соціальне значення.

Утилізація відходів в коксохімічному виробництві може бути вирішена трьома шляхами:

1) створенням технологічних процесів, що виключають утворення відходів або дозволяють значно скоротити їх кількість;

2) створенням комплексних виробництв, технологічних схем, заснованих на замкнутих циклах (подання відходів хімічних цехів в шихту);

3) впровадженням раціональних і ефективних методів використання вторинних ресурсів коксохімії в інших галузях народного господарства - сільське господарство, будівництво, газова промисловість і так далі

Кількість викидів на КХП порівняно невелика. Але особливість КХП полягає в тому, що в її стічних водах, відходах виробництва і викидах в атмосферу містяться токсичні речовини - феноли, роданід, ціаніди, ароматичні вуглеводні.

Основними джерелами викидів шкідливих речовин в атмосферу є процеси завантаження вугільної шихти в коксові печі, видачі і гасіння коксу, обігріву коксових печей. Викиди в атмосферу дають цехи уловлювання, де найбільш суттєвим джерелом забруднення атмосфери є гази, що виділяються на градирне циклу кінцевого охолодження.

Відходи КХП можна умовно розділити на відходи вуглезбагачення (за своїми властивостями що відрізняються від первинної сировини - порода, відходи флотації) і відходи хімічних цехів (продукти фізико-хімічної переробки сировини, споживчі властивості, що частково втратили його, - фусы, кислі смоління, відпрацьовані розчини цехів сіркоочищення).

Найбільша кількість відходів 97% КХП складає відходи вуглезбагачення - порода і хвости флотації. Існують методи використання породи для виробництва будівельних матеріалів, для спорудження гребель і гребель, а хвостів флотації - для приготування тампонажных розчинів на газових свердловинах, для добрива і меліорації піщаних і торф'яних грунтів.

Відходи хімічних цехів значно поступаються відходам вуглезбагачення по кількості, але багато в чому перевищують їх по шкідливості. По прийнятій класифікації відходи хімічних цехів діляться на наступні види: органічні, концентровані сольові розчини, відпрацьовані кислоти, лужні води, вапняний шлам.

Органічні відходи (51,5% від загальної кількості) в основному є нейтральними продуктами, що містять до 20% води. Виняток становлять кислі смоління, що містять кислоти і води відповідно від 2,5 до 20,0 і 40-50%.0 Теплота згорання безводих органічних відходів близька до теплоти згорання кам'яновугільної смоли.

Найважливіші органічні відходи: фусы з газозбірників, фусы від очищення сховищ, кислі смоління цехів ректифікації бензолу і сульфатних відділень, полімери від регенерації поглинювальної кам'яновугільної олії.

Концентровані сольові розчини є стічними водами вакуум-карбонатных і миш'яково-содових сіркоочищень. Вміст солей в цих розчинах розрізняється, а компонентний склад однаковий (тиосульфаты, роданід, сульфати, фероціаніди, сірководень, миш'як, сірчана кислота