Файл: 8 неделя науки СВАО - тезисы с содержанием.docx

В 2010 г. прирост производства серной кислоты в целом по России составил 3.8%, по предприятиям химической промышленности – 4.8 %. Достигнутые результаты в немалой степени обусловлены проводимыми на ряде предприятий отрасли мероприятиями по модернизации и реконструкции действующего сернокислотного производства.

В России среди отдельных предприятий действует тенденция максимальной загрузки мощностей тех, которые одновременно являются производителями фосфорсодержащих удобрений, выпуск которых ориентирован на внутренний рынок (АО «Аммофос», АО «Воскресенские минудобрения», ООО «Балаковские минудобрения»), а также тех, где серная кислота используется для собственного внутризаводского потребления (АО «Уфахимпром», Кемеровское АО «Азот»).

Общим для большинства российских предприятий, выпускающих серную кислоту, является значительный физический и моральный износ действующей технологической базы. Поэтому перспективы развития серной кислоты в России во многом связаны с осуществлением технического перевооружения. В настоящее время по некоторым оценкам степень износа технологического оборудования превышает 80%. Таким образом, вопрос о модернизации сернокислотного производства является весьма актуальным, особенно в условиях наметившихся тенденций роста объемов производства в отраслях, потребляющих серную кислоту. На изменение ситуации и рассчитаны мероприятия по реконструкции действующих мощностей и имеющиеся планы по их обновлению и росту на целом ряде российских предприятий.

На основе разработок ОАО «НИУИФ» построено шесть сернокислотных систем на следующих предприятиях: ООО «Балоковские минеральные удобрения» - две системы производительностью 620 тыс. т моногидрата в год каждая (2003 и 2005 гг.), еще одна установка производительностью 650 тыс. т моногидрата в год, в 2010 г.; ОАО «Аммофос» (г. Череповец) - три установки производительностью 620 тыс. т моногидрата в год и одна установка производительностью 740 тыс. т моногидрата в год (2003. 2004, 2007 и 2009 гг.) ОАО «Аммофос» в 2010 г. закончил реконструкцию сернокислотного производства с переводом действующих систем с пирита на серу.

Можно подвести итог :

мощность производства возросла с 1740 до 2600 тыс. т моногидрата в год при 4 действующих системах вместо пяти;
расход электроэнергии сократился с 145 до 51,8 кВт-ч в 2,8 раза;
выход пара увеличился на 20 % с 1 до 1,2 т пара на тонну моногидрата;
сократился выброс диоксида серы в атмосферу с 3,5 до 2 кг в час, т. е. в 1,75 раза.

Современные технологии утилизации отработанного катализатора

Галкина Ю.М., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Ванадиевые катализаторы (ВК) применяются в производстве серной кислоты с 1937 г. Количество их на каждом предприятии определяется производительностью, т. е. на 1 т суточного выпуска кислоты необходимо иметь в контактном аппарате 100 кг катализатора, содержащего 10 % v₂ о₅ .

Разнообразие сырья и усовершенствования технологии производства кислоты и ВК обусловили использование различных типов ВК.

Срок службы катализаторов составляет 1—2 года на верхних полках контактного аппарата и 4—5 лет — на нижних слоях. Снижение каталитической активности происходит вследствие перехода значительной части ванадия в четырехвалентное состояние и изменения пористой структуры носителя при нарушении теплового режима работы ВК, а также в результате накопления контактных ядов — мышьяка, сульфата железа (II), тумана серной кислоты, потери части ванадия в виде летучих соединений, образующихся с некоторыми компонентами газа при некачественной газоочистке.

Отработанные ванадиевые катализаторы (ОВК) содержат хорошо растворимые высокотоксичные соединения ванадия, серной кислоты, мышьяка, и поэтому их необходимо захоранивать в герметичных могильниках. Состав ОВК зависит от многих факторов типа использованного катализатора, состава перерабатываемого сырья, качества газоочистки, места и длительности пребывания в контактном аппарате, длительности и условий хранения после выгрузки из контактного аппарата.

Высокая ценность основных компонентов ОВК бесспорна, а утилизация целесообразна. Отсутствие переработки ОВК наносит большой экологический вред региону, где их зачастую захоранивают с нарушением правил, а то и просто выбрасывают.

Только экономически выгодной технологией можно решить проблему утилизации ОВК. Поэтому рекомендации приближения переработки к месту использования ВК и производства их позволяют резко снизить затраты на сырье, технологическое тепло, водоснабжение и, главное, будут исключены операции по подготовке готовой продукции к перевозке и доставка ее. Наряду с этим предлагаемая технология должна быть надежной, простой, с минимальными затратами на сырье.

Исходя из состава ОВК и учитывая многочисленные исследования по выщелачиванию, в качестве растворителя выбрали воду. При взаимодействии с водой пиросульфата калия образуется серная кислота, которая способствует переходу не только сульфата ванадила, но и частично пятивалентного ванадия. Поскольку пятивалентный ванадий плохо растворим в кислотах, то добавление восстановителя для ванадия повысит степень его извлечения. Наряду с этими процессами сульфат калия переходит в бисульфат, и растворимость его повышается в пять раз. Поэтому первую стадию водного выщелачивания необходимо проводить при таких отношении Ж : Т и температуре, чтобы в раствор перешли максимально ванадий и практически полностью сульфат.

Такой способ окисления ванадия экономичен. Экологически чист, позволяет сохранить в растворе кислоту и сульфаты и дает возможность осаждать ванадий простым нагреванием. Для получения более чистого осадка в раствор добавляют затравку — кристаллический пентоксид ванадия, а осаждение — кристаллизацию — ведут при низких значениях рН = 1—1,5, чтобы в осадок не переходил мышьяк, находящийся в растворе в виде недиссоциированной мышьяковой кислоты Н_зАs0₄.

Щелочным раствором нейтрализуют до рН = 3 кислый маточный раствор после отделения осадка ванадия. Для этой же цели используют отработанный католит. Образующийся осадок содержит гидроксиды и арсенаты, т. е. основные вредные примеси, а также небольшое количество кремниевой кислоты. Если в этом осадке окажется много сульфата калия, то его следует отмыть на фильтре горячей водой. Полученное небольшое количество осадка, содержащего мышьяк, захоранивают.

Остатки щелочного раствора и отработанный катилит объединяют с очищенным кислым раствором для перевода остатков бисульфата калия в гораздо менее растворимый сульфат калия. Затем смесь охлаждают и кристаллизуют сульфат калия, который отделяют и используют для приготовления католита и свежего катализатора.

Литература

1. Боресков Г. К. Катализ в производстве серной кислоты.— М.: Госхимиздат, 1954.— С. 175.

2. Технология катализаторов/Мухленов И. П., Добкина Е. И., Дерюшкина В, И., Сороко В. Е.— Л.: Химия, 1989.

3. Ажихина Ю. В., Серегин А. Н., Рудин В. Н. Металлургическая технология переработки отработанных ванадиевых катализаторов сернокислотного производства//Тез. докл. VII Всерос. Совещ. 16—20 сентября 1996 г., Пермская обл., г. Чусовой.— С. 46.

Проект по утилизации полиэтилена

Данилова Т.С., Губонина З.И.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

В настоящее время выделены из окружающей среды микроорганизмы способные использовать углерод полиэтилена в своём метаболизме в качестве источника углерода. В результате проведенных исследований было установлено, что полиэтилен может подвергаться деструкции под воздействием микроорганизмов. Среди этих микроорганизмов был обнаружен определенный консорциум.

Образцы полиэтилена измельчали до частиц размером не более 5 мм. К навескам измельченного полиэтилена добавляли стерильную синтетическую питательную среду следующего состава:

K₂HPO₄ - 7,0 г; KH₂PO₄ - 0,3 г; Mg SO₄´7H₂O – 0,1 г; (NH₄)₂SO₄ – 1,0 г; Na – цитрат ´3H₂O - 0,5 г. Микроэлементы: MgO – 0,1 г, FeCl3 – 0,054 г; ZnSO4´7H2O – 0,014 г; MnSO4´4H2O – 0,011 г; CuSO4´5H2O – 0,0025 г; CoSO4´7H2O – 0,0028 г; H3BO3 – 0,0006 г; Na2MoO4´2H2O – 0,0049 г. Дистиллированная вода - до 1 л.

В качестве единственного источника углерода использовали измельченный полиэтилен. В приготовленную питательную среду вносили 1 мл посевного материала, содержащего консорциум микроорганизмов (5 штаммов). Процесс биодеструкции полиэтилена проходит в анаэробных условиях; на начальной стадии с выделением газа, в дальнейшем - с потреблением выделенного газа.

Микроскопирование фрагментов полиэтиленовой пленки показало, что деструкция полиэтилена начинается в местах механического повреждения пленки с образованием перфорированных участков, затем нитеобразной структуры, и сферических образований, вероятно, содержащих продукты разрушения полиэтилена (Рис.2).

Рис. 1. Консорциум бактерий, использованных для исследований.

Рис.2. Разрушение полиэтиленовой пленки под воздействием консорциума микроорганизмов (увеличение 400 крат)

По окончании процесса культивирования через 12 месяцев был получен осадок активного ила с незначительными фрагментами неразрушенной полиэтиленовой пленки и культуральная жидкость, цвет которой менялся от светло-желтого до темно-коричневого, в зависимости от типа полиэтилена. Структура осадка представлена на рис. 3.

Рис.3. Осадок продуктов биоконверсии полиэтилена (увеличение 400 крат).

Результат проекта позволяет утверждать, что в процессе анаэробного культивирования консорциума микроорганизмов с использованием полиэтилена в качестве единственного источника углерода происходит утилизация полиэтилена с выделением смеси газообразных углеводородов, а также с образованием органических кислот. Состав микрофлоры, качественное и количественное содержание продуктов метаболизма изменяется с увеличением продолжительности культивирования микроорганизмов. Так, в течение первого месяца культивирования происходит значительное выделение газа при неизменном составе микрофлоры культуральной жидкости и практически неизменном весе полиэтиленовой массы. После 3х месяцев культивирования потери в массе полиэтилена составляют до 32,5% в зависимости от исходной концентрации полиэтилена. К 3-му месяцу культивирования потеря в массе полиэтилена замедляется. При длительном культивировании (более 11 месяцев) в культуральной жидкости образуется осадок активного ила, содержащий незначительное количество мелких фрагментов полиэтиленовой крошки.

Смотрите также файлы

63-69.docx

56-62.docx

50-59.docx

5 Оптика фепо .pdf

40 вопросов по жматко.docx

Файл: 8 неделя науки СВАО - тезисы с содержанием.docx

Список используемой литературы

Внедрение и развитие инновационных технологий в производстве серной кислоты

Современные технологии утилизации отработанного катализатора

Литература

Проект по утилизации полиэтилена

Смотрите также файлы

Информация

Списки файлов

Дополнительно