Нефтеперерабатывающие заводы — источник загрязнения атмосферы. Расчет выбросов от установки АВТ. Технологическая печь П-2
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
?ля, этим методам уделяется основное внимание. Удаление серы при переработке нефти является стандартной операцией.
Основными промышленными методами очистки топочных газов от диоксида серы являются абсорбция и добавление сорбентов в зону горения. С помощью этих методов из топочных газов можно удалять более 90% SO2. Обычно применяются абсорбционные методы - известковый и известняковый, мокры, полусухие и сухие. Основные их недостатки - образование большого объема сульфитов и сульфатов и сложность утилизации последних. Известны также циклические (регенерационные) методы, например магнезитовый, применение которых позволяет получать концентрированный поток SO2 и возвращать сорбент в начало процесса. Однако эти методы имеют свои недостатки и используются значительно реже. [2]
Применяется также подача известняка в зону горения, в кипящий слой или подачу пульпы (известняка и воды) в газовый тракт. Но проблема та же: использование золы и шлака ограничено из-за вторичного загрязнения воды и почвы сульфатами.
Известковый и известняковый методы. Основные химические реакции, протекающие при взаимодействии SO2 с пульпой гидроксида кальция или известняка, описываются следующими уравнениями:
СаО + Н2О = Са(ОН)2
Са(ОН)2 + СО2 = Са СО3 + Н2О
Са СО3+ СО2+ Н2О = Са(НСО3)2
Са(НСО3)2 + SO2 + Н2О = СаSО3 2Н2О + 2СО2
СаSО3 2Н2О + О2 = СаSО4 2Н2О
Образующийся в процессе улавливания SO2 сульфит кальция плохо растворим в воде и образует мелкокристаллический осадок СаSО3 2Н2О. Под действие воздуха он частично переходит в сульфат кальция. При абсорбционном выделении SO2 происходит также очистка газа от частиц летучей золы и других веществ. Поэтому образующаяся пульпа имеет сложный переменный состав и содержит смесь сульфита и сульфата кальция, непрореагировавшего СаСО3 или Са(ОН)2, частиц летучей золы и других веществ. Это в значительной мере затрудняет дальнейшее использование образующего шлама. В большинстве случаев его сбрасывают в отвал, где он является источником вторичного загрязнения окружающей среды.
Разработаны и освоены в промышленности методы очистки дымовых газов от SO2 с получение строительного гипса. Окисление сульфита кальция и кристаллизация гипса. Окисление сульфита кальция и кристаллизация гипса протекают при подкислении, поэтому предусмотрены подача серной кислоты и продувка воздухом.
Магнезитовый метод.
Сущность метода состоит во взаимодействии SO2 с суспензией Mg(ОН)2 по реакции:
Mg(ОН)2 + SO2 + 5 Н2О = MgSO3 6Н2О
Достоинствами метода являются его цикличность, высокая эффективность (степень очистки 90-92%), возможность утилизации SO2. Основной недостаток процесса - большое количество твердофазных стадий, что приводит к сильному абразивному износу аппаратуры и загрязнению среды твердыми частицами. Весьма значительными являются и энергетические расходы на разложение сульфита и сульфата магния.
Аммиачные методы
В основе этих методов лежит процесс абсорбции SO2 раствором сульфита аммония:
SO2 + (NН4)2 SO3 + Н2О = 2NН4НSО3
В дальнейшем в результате химических превращений из образующегося гидросульфата аммония выделяют оборотный раствор (NН4)2 SO3 и концентрированный поток SO2.
Недостатком всех аммиачных методов очистки является необходимость глубокого охлаждения газов перед стадией абсорбции.
Общий недостаток всех абсорбционных методов - необходимость дополнительного нагрева очищенных газов перед их выбросом в атмосферу.
Очистка дымовых газов с получением серы
В ряде стран разработан регенерационный циклический способ очистки дымовых газов от оксидов серы с получением серы. Топочные газы очищаются от пыли в электрофильтрах и дочищаются водой, при этом происходит очистка от тяжелых металлов. Далее SO2 взаимодействует в абсорбере с раствором сульфида натрия:
SO2 + Na2 S = Na2 SО4 + 2 S
Образовавшаяся пульпа подкисляется и нагревается в автоклаве до 150-1700С, сера при этом плавится и отделяется, а раствор сульфата натрия взаимодействует далее с оборонным сульфидом бария:
Na2 SО4 + ВаS = ВaSО4 + Na2S
Раствор сульфида натрия направляется на начальную стадию процесса на улавливание диоксида серы, а осадок сульфата бария - в печь для восстановления коксом:
ВaSО4 + 2C = BaS + 2CO2
1.4.2 Очистка отходящих газов от оксидов азота
Основным антропогенным источником выбросов оксидов азота в атмосферу в настоящее время являются процессы сжигания органического топлива на стационарных установках и двигателях внутреннего сгорания. На их долю приходится более 95% всех выбросов. Одна из основных трудностей улавливания оксидов азота из отходящих газов, как и оксидов серы, связана со сравнительно малой концентрацией при объемах выбрасываемых газов.
Весьма распространенными поглотителями оксидов азота являются растворы соды, едкого натра и карбоната аммония, известковое молоко. Известно, что процесс очистки отходящих газов от оксидов азота протекает в две стадии: сначала оксиды азота взаимодействует с водой с образованием кислот, затем происходит нейтрализация кислот щелочами.
Адсорбционные методы
В случае небольших объемов газов нашли применение адсорбционные методы. Хорошим сорбентом оксидов азота служит активированный уголь, но его применение затрудняется из-за легкой окисляемости, что может привести к сильному разогреву и даже к возгоранию угля (при значительных концентрациях оксидов азота). Силикагель по адсорбционным свойствам н