7. Проблема охраны окружающей среды в производстве минеральных удобрений.

Предприятия по производству минеральных удобрений относятся к числу экологически опасных. На этих предприятиях в технологический процесс вовлечено большое количество разнообразных химически активных, опасных и токсичных веществ: сильные минеральные кислоты, аммиак, оксиды азота, водорастворимые соли щелочных и щелочно-земельных металлов, соединения тяжелых металлов и так далее. На различных стадиях производства образуются материальные потоки, не находящие применения и удаляемые из сферы производства в виде газообразных, жидких и твердых отходов. Высокая коррозионная активность реакционных сред сокращает срок службы аппаратуры и оборудования, уменьшает его надежность в работе и увеличивает общую потенциальную опасность таких производств. Наблюдающаяся на современном этапе тенденция к увеличению мощности и интенсивности технологческих схем и процессов также осложняет проблему охраны окружающей среды в производстве минеральных удобрений.

Наиболее активное воздействие на окружающую среду предприятия по производству минеральных удобрений оказывают путем сброса большого количества разнообразных по фазовому и химическому составу отходов. Характер воздействия этих отходов на окружающую среду и методы борьбы с их вредным воздействием определяются прежде всего агрегатным состоянием потоков этих отходов: газообразным, жидким и твердым.

7.1. Газообразные отходы производства минеральных удобрений и методы их очистки

На различных стадиях производств минеральных удобрений при проведении химических, физико-химических и тепловых процессов образуются газообразные потоки, рассеивающиеся в окружающем воздушном бассейне.

В состав газообразных потоков входят взвешенные частицы твердых веществ (пыль, дым), жидкостей (туман), пары летучих веществ и газы. По химическому составу это – пыль исходных веществ и продуктов, капельки кислот (серной, фосфорной, азотной), а также аммиак, оксиды азота, фтористый водород и т. д. Отметим некоторые наиболее крупные по объему потоки газообразных отходов, образующиеся в производстве наиболее распространенных минеральных удобрений.

В производстве аммиачной селитры это потоки сокового пара из аппарата ИТН, содержащие брызги плава аммиачной селитры, пары азотной кислоты и аммиак. Отходящий воздух из комбинированных выпарных аппаратов также содержит брызги плава, пары азотной кислоты и аммиак.

Очень велик поток охлаждающего воздуха, выходящий из грануляционных башен (до 700 тыс. м³/ч). Он содержит пыль пыль аммиачной селитры (до 1,3 г/м³) и аммиак (до 0,25 г/м³). При производстве карбамида газовые потоки содержат в основном аммиак и углекислый газ. Воздух из грануляционных башен также содержит пыль продукта карбамида и аммиак. Производство хлористого калия вызывает загрязнение атмосферы дымовыми газами сушилок продукта. Эти газы содержат пыль KCl, продукты сгорания топлива и продукты термического разложения органических добавок, вводимых на различных стадиях производства: флотореагентов, флокулянтов, диспергаторов-гидрофобизаторов.

В производстве фосфорных минеральных удобрений наиболее вредными компонентами газовых отходов являются летучие соединения фтора: фтористый водород HF, тетрафторид кремния SiF₄, гексафторкремниевая кислота H₂SiF₆. В наибольших концентрациях эти соединения содержатся в газах экстракции фосфорной кислоты, в отходящих дымовых газах со стадии сушки пульпы и гранул суперфосфата, аммофоса, сложных фосфорных удобрений.

Для очистки газовых потоков от примесей в технологические схемы производства минеральных удобрений включается разнообразная по принципам действия и конструкции газоочистная аппаратура.

Для очистки запыленных газов используются: сухие, или механические, пылеуловители, в которых взвешенные частицы отделяются от газов за счет сил тяжести, инерции, центробежных сил (пылеосадительные камеры, циклоны и т. п.); мокрые пылеуловители, в которых частицы пыли отделяются от газов путем промывки жидкостью (промывные камеры, полые форсуночные скрубберы, механические скрубберы, барботажные и пенные пылеуловители, трубы Вентури и т. п.); фильтры-пылеуловители (волоконные, тканевые, зернистые); электрофильтры, в которых взвешенные частицы отделяются от газов под действием электрических сил.

В улавливании газообразных и парообразных отходов наибольшее распространение нашел абсорбционный метод (процесс улавливания газов жидким поглотителем). Используется как физическая абсорбция, когда поглощение происходит при физическом распространении газов в жидкости, так и хемосорбция, когда поглощение газов происходит с химическим взаимодействием с поглотителем, что обеспечивает более полное поглощение газообразных компонентов.

Использование абсорбционного метода связано с проблемой переноса вредности из газовой фазы в жидкую. Поглотительные растворы после их использования подлежат или замене или регенерации. В случае подачи в абсорбционную аппаратуру свежих поглотительных растворов возникает проблема переработки отработанных растворов как жидких стоков. Наиболее распространенным поглотителем является вода из промышленного водооборотного цикла, или паровой конденсат. Для повышения эффективности поглощения компонентов кислой природы (фтористые газы, брызги кислот) применяют известковое молоко и растворы кальцинированной соды.