Введение к работе
Актуальность темы. Проблема защиты воздушного бассейна от промышленных выбросов в настоящее время стоит особенно остро и требует для своего решения создания высокоэффективных технологий, основанных на замкнутых циклах с исключением образования отходов или возвратом их в производственный процесс.
В процессах конфекционирования полиолефипов такая задача стоит при выделении тонкоднеперсных частті из газовых выбросов систем пневмотранспорта.
При пневмотранспортированпп ПЭНП, в результате ударов о стенки трубопровода, происходит подплавление гранул от трения с образованием волокон, которые забивают системы разгрузки, дозирования и т. д.
Для избежания образования волокон в установке ПЭВД-150 г. Томска трубы пневмотранспорта имеют шероховатую пли нарезную поверхность, что предотвращает образование волокон, по пршюдиг к повышению количества, пыл)! поллолефшюн до 2,1ч--4-3,8 кг .на 1 т гранулята. Пыль из воздуха пневмотранспорта извлекается двухстадпйной очисткой в циклонах и рукавных фильтрах.
В настоящее время нет достаточно технологического и экономически выгодного способа переработки пылевых отходов полио-лефинов.
Кроме того, существующие способы пылеулавливания взрывоопасны, а процессы нагрузки и транспортировки пыли тррудоемки и связаны с запыленностью зоны обслуживания из-за избыточного давления в аппаратах.
Предлагается утилизироватть пылевые отходы частиц полиолефипов методом гранулирования в жидкой среде (ГЖС), что позволит наряду с экономическими задачами решить вопросы взрывобезопасностн и экологии на узлах пылеочнстки в цехах конфекционирования установок получения ПЭНП.
Постановку настоящей работы предопределило недостаточное развитие теории процесса ГЖС мелкодисперсных частиц полиоле-фицов и отсутствие практических данных по вопросам их утилизации методом ГЖС.
Цель работы
Целью данной работы является создание процесса переработки пылевых отходов полиолефанов методом ГЖС. Для ее достижения необходимо решить следующие задачи:
изучить физико-механические и физико-химические свойства частиц полиолефннов;
создать лабораторную установку мокрой очистки газа от пылевидных частиц полиолефннов и экспериментально установить влияние ПАВ и присутствия связующего на эффективность пылеулавливания, учитывая, что начальной стадией процесса ГЖС является суспендирование агрегируемых частиц;
изучить физико-механику процесса ГЖС;
предложить математическую модель процесса и проверить ее сходимость с экспериментальными данными;
подобрать связующие вещества с ценными эксплуатационными свойствами, найти оптимальные пежнмы процесса ГЖС. На лабораторном грануляторе получить гранулы заданных размеров из пылевидных частиц ПЭНП н ПП с различными связующими и наполнителями;
исследовать свойства полученных гранул концентрата стабилизаторов и композиций на основе этого концентрата;
предложить принципиальную схему процесса утилизации тонкодисперсных отходов полиолефннов методом ГЖС для существующих производств.
Научная новизна
Предложена математическая модель процесса ГЖС частиц полиолефннов, позволившая установить зависимость размера образующихся гранул от физико-химических свойств фаз системы, гидродинамики потока и конструктивных параметров аппарата. Предложены способы гранулирования полиолефннов, очистки газов от дисперсных твердых частиц и способ получения стабилизаторов полиолефннов различного назначения, в том числе с наполнителями как с аполярной, так и полярной поверхностью.
Практическая ценность н реализация работы
На лабораторной установке скруббера Вентурн подобраны ПАВ и установлены оптимальные режимы процесса мокрого пылеулавливания частиц полиолефинов.
Предложено в качестве связующих жидкостей для процесса ГЖС частиц полиолефинов использовать их стабилизаторы: высокомолекулярные соединения нефти «Флуорекс 1510» п расплав дилаурилтиодипропионата, найдены оптимальные соотношения Т—Ж для различных составов гранулируемых порошков и различных связующих.
Определены режимы гранулирования тонкоднсперсных частиц полиолефинов и выявлено влияние концентрации связующего и наполнителя на размеры получаемых гранул.
Исследованы физико-механические свойства гранул, полученных методом ГЖС, включающие их гранулометрический состав, кажущуюся плотность и прочность гранул на раздавливание. Установлено, что эти свойства гранул позволяют использовать для их дозирования, транспортировки и хранения существующее технологическое оборудование.
На основе концентрата стабилизаторов, полученных методом ГЖС, предложены две рецептуры композиций полиэтилена для защитного покрытия магистральных газопроводов.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались на 3-м, 4-м, 5-м, 6-м, 7-м отраслевых совещаниях «Проблемы и перспективы развития ПО «Томский нефтехимический комбинат» в г. Томске в 1989, 1990, 1991, 1992, 1993 годах и в физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова, г. Москва, на семинаре в рамках программы «Поиск» по физико-химическим основам охраны окружающей среды в химической технологии в 1990 году.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ. Получено два авторских свидетельства и одни патент.
Структура и объем работы