• 5

2,7. РЕКУПЕРАЦИЯ ПЫЛ ЕЙ

В зависимости от способа улавливания (сухие и мокрые), при­роды, количества, физико-химических свойств, концентрации потенциально полезного компонента, его токсичности, стоимости, перспектив последующей переработки и ряда других показате­лей существуют методы рекуперации, ликвидации и изоляции промышленных пылей. Естественно, наиболее рациональным яв­ляется рекуперация пылей.

Возможные пути использования промышленных пылей: 1) использование в качестве целевых продуктов; 2) возврат в производство, в технологии которого происходит образование данного вида пыли; 3) переработка в другом производстве с целью получения товарных продуктов; 4) утилизация в строи­тельных целях; 5) переработка с извлечением пенных компо­нентов; 6) сельскохозяйственное использование (в отдельных случаях в качестве удобрений); 7) утилизация в процессах, где используются отдельные физико-химические свойства (или сово­купность таких свойств) пылевидных материалов. Рассмотрим некоторые примеры.

Использование пыли в качестве целевого продукта. Как пра­вило это относится к технологии, направленной на специальное получение продукции в виде тонкодисперсного материала. Ти­пичным примером такой технологии является производство сажи.

Сажу широко используют во многих отраслях промышленности: в рези­новой и шинной (>90% всего производимого количества), лакокрасочной

и др. Ее получают в процессе сжигания нефтепродуктов или горючих га­зов при недостатке воздуха (в коптящем пламени). Особенностью сажи яв­ляется высокая дисперсность составляющих ее частиц (0,01—5,5 мкм) и их низкое удельное электрическое сопротивление. Плотность сажи находится и пределах 1750—2000 кг/ма, а ее насыпная плотность 40—300 кг/м3. В зави­симости от способа производства сажи и ее сорта применяют различные схе­мы сажеулавливания из технологических газов сажевых производств.

На рис. 1-20, а в качестве иллюстрации приведена схема очистки техно­логических газов в производстве форсуночной сажи. Такую сажу получают при сжигании жидких нефтепродуктов, распыляемых форсунками в реакто­рах при недостатке воздуха. Она характеризуется большой дисперсностью:

 

 

 

Очищенный газ

 

в

Рис. 1-20. Схемы установок рекуперации пыли:

а — рекуперации сажи из технологических газов производства форсуночной сажи: 1 — злектрофильтр; 2 — дымосос; 3 — циклоны; 4 — вентилятор пневмотранспортера; б — рекуперации пыли из газов распылительной сушки ортофосфатов натрия; 1 ~рас­пылительная сушилка; 2 — батарейный циклон; 3 — дымосос; 4 — полый скруббер; S — насос;, 6 — емкость для орошающего раствора; 7 — турбокальцинатор; в — рекуперации газообразного аммикка и пылевидного карбамида из отходящих газов кристаллизаторов в производстве карбамида: / — пенный аппарат; 2 — вентилятор; 5 — емкость для конденсата; 4 —■ промежуточная емкость; 5 — насос; 6 — емкость для погло­тительного раствора

ее удельная поверхность составляет 25—35 м2/г. В газах, поступающих на очистку, содержание сажи составляет 80—100 г/м3. Следует учитывать, что отходящие газы сажевого производства взрывоопасны и горючи.

Для выделения форсуночной сажи из технологических газов сажевого производства используют горизонтальные односекционные трехполочныс электрофильтры типа СГ. Они имеют стальной корпус и снабжены взрывны­ми клапанами для упразднения пиковых давлений при возникновении в си­стеме «хлопков». Во избежание подсоса воздуха и образования взрывоопас­ных смесей электрофильтры СГ работают под избыточным давлением 50- 100 Па. Наиболее устойчивый температурный диапазон их работы 180- 230 °С. Допустимое содержание кислорода в поступающих на очистку га­зов составляет С 1,3% (об.).

В электрофильтрах происходит частичная коагуляция взвешенных час­тиц, поэтому для улавливания образующихся агломератов используют вторую ступень очистки, в качестве которой служат последовательно установленные

циклоны. Степень очистки в первой ступени составляет 97%, во второй 

80%. В среднем остаточное содержание сажи в газах после электрофильт­ров находится в пределах 1,5—4,5 г/м3, после циклонов — 0,5—0,7 г/м3. Пос­ле второй ступени очистки газы направляют на сжигание. Выделенную из газовой фазы сажу пневмотранспортом передают в цех обработки, где ее отвеивают от посторонних включений, пропускают через микроизмельчнтели и уплотнители, а затем гранулируют и в виде готовой продукции затарива­ют в мешки или барабаны.

Возврат пыли в производство. Это является одним из наибо­лее распространенных и рациональных приемов обеспечения безотходности производства с одновременным увеличением его эффективности и решением природоохранных задач. Технология возврата улавливаемых пылевых материалов в основное произ­водство обычно определяется используемыми способами газо­очистки (сухие, мокрые, одно- и двухступенчатые, комбиниро­ванные) и целесообразностью введения этих продуктов в опре­деленный аппарат технологической схемы в том или ином агрегатном состоянии.

При получении декаоксотрифосфат (триполифосфата) натрия с раздель­ной сушкой раствора в распылительной сушилке и прокаливанием сухих ортофосфатов в турбокальцинаторе газы, поступающие в систему очистки (см. рис. 1-20, б) отделения сушки, состоят из продуктов сгорания природно­го газа, избыточного воздуха, влаги и пыли ортофосфатов натрия (Na2HPOt и NaH2P04). Пыль ортофосфатов натрия относится к третьей группе пылей и является среднедисперсной. Количество пыли составляет около 44%' от производительности установки по ортофосфату натрия. Основную ее часть улавливают в батарейном циклоне. Дисперсный состав пыли ортофосфатов, уловленной циклоном и проходящей через циклон, представлен ниже:

Фракция, мкм           0—20 20—30           30—50           50        50 Содержание пыли,'%

уловленной   2,3       6,7       22,0    70,0    69,0

на выходе     40,0    27,0    23,0    10,0    23,0

Фракционная эффективность очистки характеризуется следующими пока­зателями:

Фракция, мкм           0—10 10—15 15—20         20

Эффективность, % 5,4       20,0    50,0    87,0

Общая эффективность очистки для батарейного циклона составляет 96,4%.

Предварительно очищенные газы подают затем в полый скруббер, оро­шаемый раствором ортофосфата натрия, насыщающимся в процессе цирку­ляции до плотности 1300 кг/ма, при достижении которой раствор выводят из цикла и передают на сушку, а систему заполняют свежей водой. Расход рас­твора, подаваемого на форсунки скруббера, составляют 0,237 л на 1 м8 очищаемого газа. Дисперсную смесь солей из пылесбориого бункера бата­рейного циклона транспортируют в кальцинатор для получения высококаче­ственного продукта.

Эффективность очистки газов в полом скруббере по уравне­нию

Ti=Tl'(l -- а/т)  (1.57)

составляет 55,69%. Здесь tj' = 0,58 — эффективность очистки при орошении чистой водой; о = 9,44-10~3 л/м3 — количество промывной жидкости, выносимой из аппарата в ви брызг; т — 0,237 л/м3 — расход промывной жидкости.

В целом ряде производственных процессов, сопровождаю­щихся пылеобразованием продуктов на отдельных стадиях, ис­пользуют еще более простые рекуперационные схемы. Так, при производстве аммиачной селитры и карбамида — многотоннаж- ных продуктов, используемых в основном как удобрения в сель­ском хозяйстве, на стадиях соответственно охлаждения высу­шенного в аппаратах кипящего слоя после грануляции продукта и охлаждения и сушки готового продукта в кристаллизаторах образуются пылевоздушные смеси со значительным содержа­нием этих веществ. Для их улавливания и очистки воздуха перед его выбросом в атмосферу используют различного вида аппараты мокрого поглощения (пенные, полые и другие скруб­беры), орошаемые водными растворами извлекаемых компо­нентов, циркулирующими в системе очистки до достижения оп­ределенной концентрации, после чего образующиеся рассолы возвращают в тот или иной аппарат технологической нитки.

В качестве иллюстрации на рис. 1-20, в приведена схема рекуперации аммиака и пылевидного карбамида из пылегазовой смеси, выходящей из кристаллизаторов карбамидиого производства.

Поглотительный раствор циркулирует в системе до достижения 40— 50%-й концентрации в нем карбамида, после чего его передают в основное производство на переработку в товарный продукт, а для продолжения про­цесса очистки используют новую порцию конденсата.

Аналогично может быть организована рекуперациоиная технология пы­леулавливания в производстве аммиачной селитры ца стадии очистки газов процесса гранулирования, в производстве адипиновой кислоты на стадии ее сушки и в некоторых других процессах. Подобным же образом — с непо­средственным возвратом улавливаемой пыли в виде водного раствора в ос­новное производство организуют рекуперационные циклы при очистке венти­ляционных выбросов в производствах хлорида кальция, карбамида и ряда других продуктов.

Утилизация пыли, уловленной в одном производстве, в каче­стве сырья для другого производства. Это также является весь­ма распространенным приемом использования пылевидных от­ходов в химической и других отраслях промышленности.

Так, огарковую пыль, улавливаемую в батарейных циклонах и сухих электрофильтрах при очистке содержащего триоксид серы обжигового газа в производстве серной кислоты из колчедана и содержащую в среднем 40— 63% железа, 1—2% серы, 0,33—0,47% меди, 0,42—1,35%, цинка, 0,32— 0,58% свинца, 10—20 г/т драгоценных металлов и другие соединения, после соответствующей обработки пли без таковой можно использовать в шахте для выплавки чугуна.

Сажа, выделенная при очистке технологических и отходящих газов ряда производств, может быть использована для приготовления гранул или брике­тов, служащих в качестве котельного топлива. Например, в процессах гази­фикации жидких топлив при мокрой очистке получаемого синтез-газа, ис­пользуемого в качестве сырья для различных химических синтезов, сажевую пыль выводят в виде водного раствора, отстой которого (шлам) может быть переработан в процессе, схема которого приведена на рис. 1-21. По этой схе­ме синтез-газ очищают от сажи в несколько ступеней с использованием по­следовательно установленных по ходу газа скруббера, пенного аппарата и электрофильтра.

В качестве рабочей жидкости в системе используют воду, циркуляция ко­торой обеспечивается центробежными насосами. Во избежание накопления в воде вредных примесей и солей жесткости в системе водооборота сажеочист- кн (помимо дегазации и охлаждения воды в градирне) предусмотрены ее подщелачиваиие и продувка (обычно воду сбрасывают вместе с сажевой пульпой). Отделяемую в отстойниках сажевую пульпу (шлам с содержани­ем сажи около 5'%) обезвоживают на вакуум-фильтре. Полученный концент­рат смешивают с керосином (или другими подобными продуктами) из рас­чета 140 кг на 1 м3 шлама. Смесь гранулируют. Готовый продукт — топлив­ные гранулы размером 5—15 мм содержат 25% сажи, 70% керосина и 5% влаги.

Следует отметить, что в ряде случаев возможно и целесооб­разно комплексное использование технологических и аспираци- онных пылей различных производств с целью получения товар­

Рис. 1-21. Схема производства топливных гранул из сажи, рекуперируемой при очистке синтез-газа в процессе газификации жидких топлив:

1 скруббер; 2 — пенный аппарат; 3 — электрофильтр; 4 — вакуум-фильтр; 5 —смеси­тель; 6 — тарельчатый гранулятор; 7 — насос; В — градирня; 9 — шламовый насос; 10- отстойник; 11 — смеситель; 12 — гидрозатвор

 

Продукт

Но продувку

ной продукции. Например, при приготовлении сырьевых смесей для получения цементного клинкера широко используют огарко- иую пыль сернокислотного производит .т. Эту же пыль применя­ют в производстве некоторых минера, н-пых пигментов.

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я