ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прогнозирование количества и состава отходов из "Переработка отходов в промышленности полупродуктов и красителей" Комплексная разработка новых технологических процессов предусматривает одновременную разработку технологии получения основного продукта и переработки отходов. В связи с этим необходимо своевременно выявить количество и состав отходов будущего производства. С этой целью нужно в первую очередь выяснить основные источники образования отходов, а затем определить методы прогнозирования количества и состава отходов. [c.37] Часть отходов образуется, кроме того, за счет вспомогательных материалов, расходуемых в основном процессе (отработанные катализаторы, адсорбенты, растворители). [c.38] На основании этого уравнения можно определить, сколько обра зуется основного вещества С и сколько отхода О. Таким образом, с помощью уравнения (1) можно определить количество и характер отходов, получаемых при основной реакции синтеза. Строго говоря, материальный баланс химической реакции следовало бы составлять на основании стехиометрических уравнений и законов кинетики. Большей частью, однако, из-за недостатка знаний о процессе приходится пользоваться эмпирическими данными. [c.38] Как правило, с увеличением числа технологических стадий увеличивается количество побочных продуктов, а следовательно, и количество отходов. На количество отходов влияют также степень конверсии исходного сырья и селективность процесса. При недостаточно высокой степени конверсии непрореагировавшее сырье возвращают в цикл, а в этом случае его часто приходится подвергать очистке, что обусловливает дополнительные отходы. Селективность процесса определяет количество сырья, превращающегося в целевой продукт. При снижении селективности образуется дополнительное количество побочных продуктов. [c.38] По уравнению основной химической реакции, однако, невозможно определить состав и количество побочных продуктов (изомеры, продукты глубокого и неполного превращения исходного сырья, продукты побочных процессов, а также возможных взаимодействий сырья, промежуточных, готовых и побочных продуктов). Проиллюстрируем сказанное примерами. [c.38] Чтобы возможно полнее использовать наиболее дорогое сырье, второй компонент (более дешевый) берут в избытке. Таким образом, предусматривается, что как минимум один компонент частично остается непрореагировавшим в реакционной смеси. Этот компонент следует рассматривать как примесь к основному продукту, в конечном итоге образующую один из отходов производства. Например, при сульфировании нафталина серную кислоту берут в некотором избытке, который остается в реакционной массе. [c.39] Как правило, в любом исходном сырье содержится хотя бы небольшое количество примесей, которые (в превращенном или непревращенном виде) переходят в конечную реакционную смесь. При современной тенденции к увеличению производственных мощностей приходится считаться с количеством этих примесей. Они могут пройти через цепь производственных аппаратов, не изменившись, но, скорее всего, часть из них претерпит химические превращения. [c.39] Количество изомеров, продуктов глубокого превращения сырья и других перечисленных примесей рассчитывают по соответствующим стехиометрическим и кинетическим уравнениям, если они известны для данного процесса. В противном случае количество этих веществ (или часть из них) приходится определять по разнице между суммой масс загруженных и идентифицированных продуктов. [c.39] За пределами стехиометрических уравнений остаются отработанные вспомогательные вещества (катализаторы, растворители, адсорбенты), а также отходы, образовавшиеся в результате тепловых, диффузионных и других физико-механических процессов. [c.39] В ряде случаев физико-механические процессы также приводят к дополнительным отходам. Например, процессы перегонки, дистилляции, ректификации и выпаривания связаны с тепловой обработкой исходных веществ, что во многих случаях приводит к полимеризации и конденсации примесей, содержащихся в них. В результате в кубовом остатке сосредоточиваются тяжелые смолообразные вещества. В этих смолах имеются примеси минеральных веществ. В большинстве случаев — это соли, участвующие или образующиеся в данном технологическом процессе (сульфит и сульфат натрия в производстве фенола и р-нафтола сульфурациоиным методом), а также оксиды железа (окалина из аппаратуры). Такого рода смолы получаются, например, при разгонке сырого фенола, р-нафтола, фталевого и малеинового ангидридов, ароматических аминов. [c.39] Окончательно о количестве и составе отходов судят по результатам расчета материального баланса по всем стадиям производства. Это — расчет массы загружаемых и получаемых продуктов по каждой стадии технологического процесса при этом выводят расходные коэффициенты по сырью и определяют состав и количество всех отходов (газообразных, твердых, жидких). В идеальном случае (т. е. при отсутствии отходов) материальный индекс должен быть равен единице. Во всех реальных производствах он больше единицы избыток сырья и вспомогательных продуктов идет на образование отходов. [c.40] Кроме того, есть отходы, не выявляемые ни стехиометричес-кими уравнениями, ни материальным балансом, ни схемой материальных потоков. Однако эти отходы существуют почти во всех химических производствах они загрязняют окружающую среду, а потому их требуется выявлять и принимать меры к их очистке, обезвреживанию или утилизации. Сюда относятся отходы, образующиеся в результате производственно-хозяйственной деятельности цеха. Это — фильтровальные материалы и тара, не пригодные для повторного использования, остатки после чистки оборудования и коммуникаций, общецеховой мусор, жидкости от промывки оборудования и тары. [c.40] В производствах малотоннажных продуктов с переменным ассортиментом необходима дополнительная чистка аппаратуры и коммуникаций при смене продуктов, нарабатываемых на одной и той же аппаратуре. Во всех этих случаях образуются отходы, массу которых нужно учитывать при организации их переработки. [c.41] К числу отходов, не определяемых стехиометрическими уравнениями и материальным балансом, относится сжатый воздух, используемый в физических и механических процессах, не связанных с химическими превращениями веществ. В производствах полупродуктов и красителей сжатый воздух расходуется на передавливание жидкостей из аппарата в аппарат, на продувку осадков на фильтр-прессах, на перемещивание, окисление и отдувку газов из реакционной массы. Во всех случаях воздух контактирует с различными химикатами и загрязняется их парами или пылями. Поэтому отработанный воздух необходимо очищать, для чего нужно знать объем воздуха, подлежащего очистке. [c.41] Р — давление воздуха, МПа. [c.41] По опытным данным, К можно принять равным 3 м /(м -ч),,а давление сжатого воздуха для продувки фильтр-прессов равным 0,2—0,4 МПа. [c.41] Вакуум в химических производствах применяют при транспортировании жидкостей, при фильтровании на вакуум-фильтрах, при сушке и перегонке, при упаривании жидкостей. Объем воздуха, который надо отсосать при транспортировании жидкостей с помощью вакуума, можно без большой погрешности принять равным объему воздуха, содержащегося в том аппарате, куда засасывается жидкость. Значит, объем отсасываемого воздуха на одну операцию транспортирования жидкости равен объему воздушного пространства в аппарате перед засасыванием. [c.42] Средний объем воздуха, отсасываемого при фильтровании на вакуум-фильтрах, на основании опытных данных можно принять равным 17 м на 1 м фильтрующей поверхности в час [10]. [c.42] Объем воздуха, отсасываемый при сушке или перегонке в вакууме, можно по опытным данным принять равным 0,1—0,2 м на 1 кг испаряемой жидкости. [c.42] Объем воздуха, отсасываемый при упаривании в вакууме, зависит от типа применяемого конденсатора (подробно метод расчета объема воздуха, отсасываемого при упаривании, изложен в курсе Процессы и аппараты химической технологии ). Учитывая подсос воздуха через неплотности аппаратов и коммуникаций, объем воздуха, отсасываемого из трубопроводов, а также принимая во внимание различные неучтенные расходы, объем отсасываемого воздуха увеличивают на 25% по сравнению с расчетной величиной. [c.42] Вернуться к основной статье