Введение к работе
з Актуальность Современное химическое производство оказывает негативное воздействие на окружающую среду, здоровье и деятельность людей
Реализация программы по снижению антропогенного воздействия предприятий химической отрасли должна носить комплексный характер, включающий снижение газообразных, жидких и твердых выбросов до безопасного уровня с количественной оценкой экологической эффективности проводимых мероприятий
Наиболее действенным методом снижения химических загрязнений биосферы является разработка и создание мало- и безотходных технологических процессов, исключающих или резко снижающих выбросы токсичных веществ при получении целевых продуктов
Минимизация негативного воздействия примесей мышьяка в технологии термической фосфорной кислоты (ТФК) является актуальной задачей, так как решение ее позволяет выработать комплекс мероприятий благоприятно влияющих на окружающую природную среду Поскольку сырьем для производства ТФК являются фосфориты, содержащие значительные количества таких примесей, как соединения мышьяка, свинца, фтора, то переработка его требует как интенсификацию стадий, так разработку и совершенствование экологически обоснованных способов снижения воздействия на живую природу наиболее токсичного загрязняющего ингредиента- мышьяка
Основным потребителем термической фосфорной кислоты является промышленность кормовых и пищевых фосфатов Поэтому, для повышение качества ТФК при получении такого вида фосфатов, а также для производства экспортно-рентабельных фосфорных солей, кислота должна соответствовать требованиям Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), согласно которой допустимое содержание мышьяка в ТФК не должно превышать 0,0002 мг/дм3
Проведенные испытания новой, разработанной технологии производства очищенной термической фосфорной кислоты в лаборатории ООО "ГИПРОХИМ-ТЕХНОЛОГ" показали, что
При производстве ТФК по существующей технологии очистки в атмосферу выбрасывается 169323 т газо-воздушной смеси, содержащей 14,4 т H2S и 165,6 т Р2О5 Однако, при реализации новой, разработанной технологии производства очищенной ТФК, выбросы в атмосферу резко сокращаются, и составляют 169146 т газовоздушной смеси, которая содержит уже 0,240 т H2S и 2,760 т Р205
При производстве ТФК по существующей технологии в год образуется 32,7 т шлама, содержащего 9,81 т сульфата мышьяка, 0,25 т серы, 0,08 т фосфорной кислоты, 6,54 т S1O2, 3,59 т БегОз, 4,25 т нерастворимого в воде твердого осадка с концентрацией
мышьяка 10 % и 8,18 т воды Реализация же предлагаемой технологии очистки существенно снижает количество образующегося шлама до 31,24 т, который уже содержит 1,16 т сульфата мышьяка, 0,51 т серы, 0,19 т фосфорной кислоты, 5,30 т S1O2, 3,20 т РегОз, 3,88 т нерастворимого в воде твердого осадка с концентрацией мышьяка 10 %, 2,30 т серной кислоты, 2,70 т мышьяковистой кислоты, 1,60 т сульфида натрия и 10,40 т воды 3 Следует особо отметить, что при реализация предлагаемой технологии производства очищенной ТФК не наблюдается ухудшение в изменении концентраций в приземном слое окружающей природной среды Цель исследования заключается в разработке природоохранной технологии очистки ТФК от мышьяка, позволяющей улучшить качество кислоты, снизить экологическую опасность производства и минимизировать негативного воздействия мышьяка на окружающую природную среду
Предметом исследования являлось изучение снижения влияния производства ТФК на окружающую среду вследствие реализации интенсивных способов очистки от мышьяка на каждой технологической стадии
Основные задачи исследования состояли в следующем
1 На основании экологических, санитарно-гигиенических и технико-экономических
требований разработка интенсивного процесса очистки ТФК, включающего
осаждение мышьяка в виде сульфида, десорбцию из кислоты образовавшегося
избыточного FbS и абсорбции H2S из отходящего после десорбции отдувочного
воздуха, определение оптимальных параметров каждой стадии очистки,
2 Определение рационального способа переработки мышьяксодержащих шламов,
образующихся после очистки кислоты, обеспечивающего уменьшение платы за
размещение твердых отходов,
Оценка снижения загрязнения атмосферы при оптимизации стадии очистки отходящего отдувочного воздуха от сероводорода,
Расчет экологического ущерба от загрязнения и ущерба от деградации сельскохозяйственных земель при внесении удобрений, полученных из очищенной по предлагаемой технологии ТФК,
Повышение экологической безопасности производства
Научная новизна работы заключается в том, что впервые разработаны технико-экономически обоснованные и практически реализуемые мероприятия, направленные на увеличение экологической безопасности производства и повышение качества ТФК Предложен и реализован комплекс исследований, результаты которых позволили
разработать высокоэффективные методы интенсификации стадий процесса очистки ТФК (осаждение мышьяка, десорбцию из кислоты H2S и абсорбции H2S из отдувочного воздуха и извлечения мышьяка из шлама), что обеспечило минимизацию антропогенного воздействия на живую природу
Практическая значимость работы определяется тем, что разработан комплекс современных интенсивных и высокоэффективных мероприятий направленных на охрану живой природы за счет снижения экологически вредных выбросов в окружающую среду Произведено научное обоснование, разработка и совершенствование методов проектирования технологических систем обеспечивающих минимизацию антропогенного воздействия на живую природу В диссертационной работе предложен способ интенсификации процесса очистки ТФК от мышьяка, с целью получения кислоты пищевого качества Был проведен эколого-экономический анализ эффективности предлагаемых мероприятий
Результаты работы рекомендуется использовать при разработке технического задания на проведения оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) предприятия и внедрении комплексной технологии очищенной от примесей мышьяка термической фосфорной кислоты Получение кислоты более высокой пищевой квалификации позволяет существенно снизить ущерб, наносимый окружающей среде, и организовать выпуск экспортно-рентабельных фосфорных солей
Публикация работы. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 работ
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на
V Международном конгрессе химических технологий 12-14 октября 2004г, Санкт-Петербург,
на VIII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования в технических университетах» 26-27 мая 2004 г, Санкт-Петербург,
на IX научно-практической конференции студентов и аспирантов СПбГИЭУ «Менеджмент и экономика в творчестве молодых исследователей» 18,19 апреля 2006г
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 разделов, выводов по работе, библиографического списка из 139 источников, 5-ти приложений Иллюстрированный материал содержит 17 рисунков и 39 таблиц
