Окт 01 2000

УТИЛИЗАЦИЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ МАСШТАБАХ

Опубликовано в 18:12 в категории Утилизация

УТИЛИЗАЦИЯ В ПРОМЫШЛЕННЫХ МАСШТАБАХ

ГИДРОЛИЗНОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

НА СУЛЬФАТ АММОНИЯ УДОБРИТЕЛЬНЫЙ

Э.А. Карпович*, А.М.Терентьев

  • , В.Г. Зареченный*

    *ГосНИИ “МИНДИП” г. Сумы

  • Крымское ГПО “ТИТАН”

    В современной экономической ситуации возникает ряд моментов, когда ранее безотходные комплексы химических производств становятся объектами формирования непроектных вынужденных отходов производств.

    Так при производстве пигментной двуокиси титана в качестве побочного продукта выпускается гидролизная серная кислота с концентрацией 54-55 % H2SO4, загрязненная соединениями железа. Указанная серная кислота, например на Крымском ГПО “ТИТАН”, обычно полностью утилизируется при получении фосфорной кислоты и аммофоса на его основе. Однако, при перебоях в поставках фосфатного сырья предприятие вынуждено, для предотвращения остановки пигментного производства, обезвреживать гидролизную кислоту и в виде жидкого отхода выводить из сферы производства.

    С целью утилизации гидролизной серной кислоты в указанные периоды было проработано предложение о возможности и целесообразности получения на ее основе сульфата аммония удобрительного в гранулированной форме.

    Известны многочисленные разработки, связанные с утилизацией железосодержащей серной кислоты на удобрения. К сожалению, по тем или иным причинам разработки не были доведены до логического – конца получения крупномасштабных товарных форм удобрения.

    Проведенные исследования показали, что для решения поставленной задачи следует отмежеваться в определенной степени от традиционных приемов ведения реакции нейтрализации серной кислоты аммиаком. Оказалось совершенно неприемлемым получение в результате нейтрализации пульпы с хорошо сформированными кристаллами сульфата аммония.

    Такие пульпы не удается переработать на продукт в виде гранул размером 2-4 мм в аппаратах типа БГС без существенной их конструктивной модернизации. Поскольку производство сульфата аммония будет иметь временный, не систематический характер, очевидно, реконструировать аппараты БГС под выпуск именно такого продукта не рационально. В ходе исследований были выявлены технологические приемы, позволяющие решать вопросы гранулирования на существующих аппаратах.

    Проработка элементов технологии показала, что при некоторой не принципиальной перекоммутации оборудования, аппаратурное оформление цеха аммофоса может быть приспособлено для производства гранулированного сульфата аммония.

    Следует отметить, что на начало наших исследований отсутствовали нормативная и разрешающая документации, позволяющие организовать производство продукта ожидаемого качества и его реализацию в сельском хозяйстве.

    В ходе подготовки к опытно-промышленной отработке технологии был проведен целый комплекс специализированных исследований. В частности, выполнена оценка ожидаемого уровня в удобрении экологически контролируемых элементов (кадмия, свинца, мышьяка) и разработан токсиколого-гигиенический паспорт на продукт. Наработанный в лабораторных масштабах укрупненный образец продукта был испытан в Институте почвоведения, Агрохимической Академии Украины (г. Харьков) под руководством Трусковецкого Р.С. в микрополевых опытах. Этими испытаниями было показано, что наличие небольших количеств примеси железа положительно отражается на удобрительных свойствах сульфата аммония.

    Результаты микрополевых испытаний, составление токсиколого-гигиенического паспорта на продукт и получение ряда другой разрешающей документации позволили завершить работу над ТУУ610005076.054-2000 “Сульфат аммония удобрительный”. Согласно этому документу предусмотрен выпуск 3-х сортов удобрения, отличающихся прежде всего по содержанию аммиачного азота, соответственно не менее 20,17 и15%.

    В сентябре 1999 г при нашем участии проводились опытно-промышленные испытания аналогичной технологии с использованием трубчатого реактора, работающего на газообразном аммиаке.

    В рассматриваемом случае (февраль 2000 г) впервые в производственной практике была апробирована схема нейтрализации рабочих растворов серной кислоты жидким аммиаком в аппарате САИ с получением пульпы, которую успешно гранулировали на аппарате БГС.

    В промышленных масштабах при производительности 10-11 т/ч по продукту на аппарат БГС уточнены причины, которые отрицательно сказываются на процессы грануляции, а также отработаны некоторые приемы управления грануляцией.

    Отметим, что после вытеснения из аппарата БГС продукта промежуточного состава (смесь аммофоса и сульфата аммония) в готовой продукции массовая доля азота была стабильна и находилась в пределах 19,8-20,6%.

    После выполнения программы по выпуску продукта из упаренной гидролизной кислоты, содержащей до 1 % железа, приступили к отработке технологии получения продукта 2 сорта.

    Для этой цели использовали слабую неупаренную серную кислоту концентрацией 20-22 % H2SO4 и содержанием до 9 % FeSO4.

    Переход на эту разновидность кислоты был связан с определен-ными затруднениями на стадии грануляции, которые были преодолены в течение 5-7 часов. При дальнейшей работе грануляция шла нормально. Получаемый продукт имел бурую окраску, чем принципиально отличался от продукта 1 сорта, который имел светло- или темно-серую окраску. По химсоставу полученная партия удовлетворяла требования к продукту 2сорта, хотя массовая доля N была как правило на 1-1,2 % выше, чем ожидаемые 17 %. Свободная кислотность продукта 2 сорта не превышала 0,03%.

    В общей сложности было наработано более 500 т продукта 1 и 2 сортов в виде смеси гранул от 1 до 4 мм. Статическая прочность гранул составляет 30-80 кгс/см2. Сорта продуктов легко различимы внешне.

    При хранении продукта в виде открытых буртов на полу закрытого склада отмечено, что хотя гранулированный продукт визуально формирует какие-то агломераты, эти агломераты очень не прочные и саморазрушаются при перегрузочных работах.

    Образцы продуктов 1 и 2 сортов, представленные участникам конференции, дают достаточно полное представление о типичных физико-химический свойствах продуктов.

    Следует отметить, что по результатам промышленных испытаний только процессы санитарной очистки отработанных газов нуждаются в уточнении. Прежде всего, речь идет о приемах поддержания в циркулирующих абсорбентах оптимальной концентрации активной H2SO4. Сложившаяся при производстве аммофоса практика ведения процесса санитарной абсорбции путем подпитки системы фосфорной кислотой и поддержания определенного уровня рН не оправдала себя. При подпитке системы абсорбции серной кислотой в абсорбенте при рН порядка 2 концентрация H2SO4акт колебалась от 15 до 195 г/л вместо рекомендованных 30-50г/л.

    Выполненная работа важна не только для предотвращения отходов в рассматриваемом производстве, но позволяет, еще раз вернутся к проблеме ликвидации отходов в ряде других технологических процессах, где формируются не утилизируемые в настоящее время травильные растворы серной кислоты.

  • Нет пока ответов

    Комментарии закрыты.