Введение

Большинство химических, нефтехимических и нефтегазоперерабатывающих производств работает по «открытому» циклу по газу. Вместо необходимого для окисления кислорода подается воздух, что не только увеличивает объемы перерабатываемых газов и габариты оборудования, но и дает отходящие газы, состоящие в основном из азота, содержащего вредные примеси. Газ сбрасывается в атмосферу через выхлопные трубы.

В качестве примеров таких производств можно привести заводы по производству кислот, например, серной кислоты, получаемой контактным методом. Кислород, необходимый для обжига серного колчедана (пирита) или сжигания серы на первой стадии и для доокисления диоксида серы в триоксид на последующей стадии, подается в технологический цикл в виде воздуха. Объем газов увеличивается в 4.8 раза за счет того, что подается воздух вместо кислорода, следовательно, увеличиваются габариты оборудования и трубопроводов, возрастают затраты на перекачку газов, а главное ухудшаются экологические показатели работы предприятия. Состав отходящих газов включает в себя азот и примеси: диоксид серы, который не доокислился в контактных аппаратах, триоксид серы из-за неполноты поглощения на стадии его абсорции и туман (аэрозоли) серной кислоты, генерируемый на стадии абсорбции. В современных циклических схемах производства серной кислоты, работающих на сере, в технологический цикл направляют вместо воздуха кислород, который выполняет все стадии окисления, причем степени окисления диоксида в триоксид и степень его абсорбции могут быть не высоки, так как отходящие газы возвращаются в начало технологического цикла. В США и Японии такие схемы успешно работают под давлением 0,6-1,2 МПа и ведут очистку только продувочных газов, составляющих 3-6 % от общего объема газовой линии.

Таблица I дает представление о выбросах вредных веществ в атмосферу Земли с предприятий химического, нефехимического и нефте-газоперерабатывающего профиля.

Таблица 1

Окончание табл. 1

Химическая промышленность производит различные вещества по разным технологиям, и только некоторые из них, в основном вещества крупнотоннажных производств, приведены в табл. 1.

В атмосфере вокруг химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий идентифицировано до 100 химических соединений, особенно органических, таких как фенол, крезол, ксилол, толуол, этилбензол, стирол, бенз(а)пирен и другие различные углеводороды.

Для защиты атмосферы лишь некоторые из большого числа соединений имеют практическую значимость. Часто выбросы множества веществ столь малы, что после рассеивания в атмосфере их концентрации ниже ПДК и они не представляют опас ности для ближайших окрестностей. Обычно для предприятия значимость этих веществ ограничивается рабочей зоной.

К основным газообразным загрязняющим веществам, с учетом объемов их производства и токсичности, относятся: оксиды азота, диоксид и триоксид серы, оксид углерода, сероуглерод и сероводород, хлор и хлористый водород, фтор и его соединения. Из органических веществ - это тиолы (или меркаптаны RSH). предельные и непредельные углеводороды и их хлорпроизвод-ные, альдегиды, кетоны и органические кислоты. Из технологического цикла выделяется большое количество углеводородов, у которых низкие температуры кипения и их нередко используют в качестве растворителей.

В учебном пособии показаны существующие методы очистки отходящих газов от наиболее распространенных газообразных выбросов, которые в общем балансе вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу Земли, составляют до 80-90 %.

Затронуты вопросы тепловой энергетики, так как каждое предприятие имеет свой энергетический источник, выбрасывающий через выхлопные трубы СО, SO2, NO_X, пары углеводородов, а также золу или сажу в зависимости от вида используемого топлива.

Автор: Луканин А.В.