Введение к работе
Актуальность темы. В химической и смежных с нею отраслях промышленности широко распространены технологические процессы, основанные на применении эпкхлсргидрина (ЭХГ) в качестве сырья для производства синтетического глицерина, лаков и красок, епоксидних смол, эпихлоргид-риновых каучуков, а такие промежуточных продуктов в производстве многих химических веществ.
ЭХГ является весьма реакционноспособнга и воспламеняющимся соединением. При сгорании его выделяются Фосген, хлористый водород и окись углерода. По степени воздействия на организм человека ЭХГ относится к классу аксоко-опасных веществ (ПДКр_3_=1,0 мг/м3; ЦЩ^#р.=0,2 мг/м3). Поступление ЭХГ в атмосферу наносит значительный ущерб окружающей среде и здоровью людей. Поэтому очистка газовых выбросов от ЭХГ имеет важное санитарно-гигиеническое значение. Одновременно рекуперация паров ЭХГ позво- ляет снизить себестоимость производимой продукции.
В настоящее время разработан ряд технологий очистки газов и вентвыброссв от ЭХГ.
Одним из эффективных способов очистки вентвкбросов от ЭХГ является адсорбция с использованием в качестве адсорбента активных углей, в частности, углей марки АР-В, СКТ-3, СКТ-6А. Последние отличаются своей гидро-фобностью, высокой адсорбционной емкостью, стабильной поглотительной способностью и т.д.
Эффективность адсорбционной очистки в значительной мере зависит от стадии десорбции (регенерации адсорбентов). Так, при десорбции ЭХГ водянш паром- на поверхности активных углей протекает реакция гидролиза с участием ЗХГ, в результате которой образуются труднодесорбируемке высококипящие вещества: ыонохлоргидрин глицерина (ЖГТ), дихлоргидрин глицерина (ДХГП и глицерин. Эти вещества в циклическом процессе адсорбция-регенерация блокируют по-, ры углей, что приводит к падению адсорбционной емкости
в 2*3 раза. Кроме этого образуется водный конденсат, содержащий до 6% ЭХГ. При десорбции ЭХГ воздухом возможна его деструкция с образованием фосгена и других вредных веществ. Поэтому совершенствование стадии десорбции, увеличение срока службы адсорбентов и снижение энергозатрат на регенерацию являются определяющими при адсорбционной очистке газов от паров ЭХГ. Внедрение элективной регенерации активных углей позволяет улучшить технико-экономические показатели очистки, повысить качество ре-куперата и обеспечить защиту окружающей среды.
Таким образом, разработка, эффективной технологии очистки вентвыбросов от ЭХГ на углях и их регенерации являются задачами первостепенной важности, ибо ориентированы на решение проблемы защиты окружающей среды и снижение себестоимости промешенной продукции.
Цель и задачи исследований. Целью работы является исследование и разработка рациональной технологии очистки вентвыбросов от ЭХГ, увеличение срока службы адсорбентов (активных углей) в процессе многоцикловой работы адсорбцич-регенерация путем подбора оптимальных условий десорбции.
Для достижения поставленной цели необходимо было
решить следующие задачи: ."
экспериментально исследовать статику и динамику адсорбции ЭХГ активными углями и определить ее технологические параметры;
экспериментально исследовать статику и динамику термодесорбции ЭХГ из углей и определить ее технологические параметры;
математически описать изотерму адсорбции ЭХГ активными углями;
~ раороботать математическую модель процесса термодесорбции ЭХГ из активных углей;
- разработать рекомендации по аппаратурно-технслогическо-
му огЧірмлени» процессов очистки вентвыбросов от ЭХГ ад
сорбцией яктивнкмк углями и их регенерации.
Научная новизна работы;
выявлен механизм адсорбции ЭХГ активними углями и установлено, что процесс сорбции протекает послойно и его скорость лимитируется внутренней диффузией;
определена изотерма адсорбции, которая носит выпуклый характер и описывается уравнением Дубинина-Радуткевича;
исследован механизм термодесорбции ЭХГ из углей в токе нагретого воздуха, выявлены причины деструкции ЭХГ при его десорбции и определены оптимальные режимные параметры регенерации углей;
предлогзна математическая модель термодесорбции, позволяющая рассчитывать степень десорбции, время десорбции в зависимости от температуры и линейной скорости де-сорбируицего агента, гранулометрического состава сорбента и его объема;
предложена экологически безопасная технология очистки вентвыбросов от ЭХГ.
Практическая ценность и реализация результатов Ра- боты;
разработана и испытана технология очистки вентвыбросов от ЭХГ адсорбцией активными углями и технология их регенерации, которые позволяют обеспечить Лг 10055 степень очистки вентвыбросов и поддерживать постоянную адсорбционную емкость с высоким качеством рекуперата в адсорб-ционно-десорбционнон цикле;
предложены уравнение изотермы адсорбции для системы ЭХГ-активные угли (АР-В, СКГ-3, СКГ-6А) и кинетическое уравнение термодесорбции, позволяющие рассчитывать аппа-ратурно-технологические параметры адсорбции и десорбции на уровне проектных разработок;
технология очистки вентвыбросов от ЭХГ адсорбцией активными углями прошла испытания на ПО "Заря Востока" республики Таджикистан и в настоящее время решается вопрос о
ее внедрении в промышленных условиях.
Апробация работы. Основные результаты работы докла- ' дыв&лись на заседаниях кафедры экологической технологии и охраны труда Санкт-Петербургского технологического института в 1969-1993 г.г., на научно-технической конференции "Экология и аналитическая химия", г.Санкт-Петербург (1991 г.), на II Всесоюзной научно-практической конференции "Молодежь и экология" г.Худжант (І99І г.), на межрегиональной научно-практической конференции "Очистка вентиляционного воздуха и промышленных газов перед выбросом в атмосферу" г.Санкт-Петербург (.1992 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 5 статей и I патент.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и выводов, содержит 151 страницу машинописного текста, включающего 34 рисунка, 26 таблиц и список использованной литературы с 134 ссылками.