Международный
научный журнал

Новые способы утилизации парниковых газов и улучшения окружающей среды


New utilization methods of greenhouse gases and environmental improvement

Цитировать:
Новые способы утилизации парниковых газов и улучшения окружающей среды // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Tурсунова И.Н. [и др.]. 2019. № 6(60). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/7394 (дата обращения: 19.06.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

В статье приводятся исследования процесса поглощения выбросных нитрозных газов производства получения азотной кислоты с низкой концентрацией водными суспензиями фосфоритов в реальных производственных условиях, установлена полная воспроизводимость результатов лабораторных исследований и получен конечный продукт – азотфосфоркальциевый концентрат, а также снижение содержания выбросных нитрозных газов в атмосферу от 0,7%-1,0% до 0,015%, что соответствует экологическим нормам выброса (ПДК 0,02%) НГ в окружающую среду и указывает на экологическую эффективность разработанного способа.

По результатам исследования процесса переработки различных видов низкосортных фосфоритов (13-18% Р2О5) в системе «фосфорит-NO2-H2O» и использования в качестве жидкой фазы циркулирующего отработанного раствора (ЦОР) установлено протекание декарбонизации карбонатных составляющих фосфорита, повышение содержания Р­2О5 и активирование фосфатных составляющих.

В данных исследованиях приводятся оптимальные параметры разработанного способа переработки низкосортных фосфоритов с выбросными нитрозными газами в водной среде. Предлагаемый способ позволяет использовать забалансовые низкосортные фосфатные руды, токсичные выбросные нитрозные газы и снижает себестоимость 1 тонны азотной кислоты на АО «Навоиазот».

ABSTRACT

The article presents the study of the process of absorption of nitrous exhaust gases produced in the production of nitric acid with a low concentration of aqueous phosphorite suspensions in actual production conditions, the full reproducibility of laboratory research results is obtained, and the final product is obtained: nitrogen phosphorus calcium concentrate, as well as a decrease in the content of nitrous emissions into the atmosphere from 0.7 % - 1.0% to 0.015%, which corresponds to the environmental emission standards (MPC 0.02%) of NG into the environment and indicates environmental high efficiency of the developed method.

According to the results of the study of the processing of various types of low-grade phosphorites (13-18% P2O5) in the phosphorite-NO2-H2O system and using the circulating waste solution (CPA) as the liquid phase, decarbonization of carbonate components of phosphorite was found, increasing the P2O5 and activation of phosphate components.

In these studies, the optimal parameters of the developed method for processing low-grade phosphorites with discharged nitrous gases in the aquatic environment are given. The proposed method allows the use of off-balance low-grade phosphate ores, toxic exhaust nitrous gases and reduces the cost of 1 ton of nitric acid at JSC «Navoiazot».

 

Ключевые слова: фосфатная порода, азотно-фосфорно-кальциевые удобрения, водная суспензия, пульпа, азотистые газы, нитрит и нитрат кальция.

Keywords: phosphate rock, nitrogen-phosphorus calcium fertilizer, aqueous suspension, pulp, nitrous gases, calcium nitrite and nitrate.

 

Известно, что в азотно-туковой промышленности давно насущной проблемой являются выбросные нитрозные газы, а также разработка способов уменьшения объемов их выброса и утилизации. До сегодняшнего дня эта проблема еще не нашла своего исчерпывающего решения.

В настоящее время при производстве получения азотной кислоты на протяжении многих лет в атмосферу выбрасывается большое количество газов – окислов азота (NУOx). Рассеивание окислов азота происходит в радиусе 20- 30 км и более, что является причиной ухудшения состояния окружающей атмосферной среды со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями, вплоть до сокращения жизни людей Навоийского региона и близлежащих районов Бухарской и Самаркандской областей.

Несмотря на все применяемые меры по утилизации и уменьшению выбросов нитрозных газов, существующие очистные устройства не обеспечивают полной очистки выбросов от этих газов, поэтому данная проблема и по сей день является актуальной социальной проблемой, требующей как экологического, так и технического решения.

В данной работе приводятся результаты подробного и тщательного изучения способов утилизации выбросных нитрозных газов суспензией низкосортных фосфоритов.

Экспериментальная часть. Опытно-производственные испытания были проведены в цехе № 5 производства азотной кислоты АО «Навоиазот». Основной идеей проведенных исследований являлось осуществление поглощения после абсорбционных нитрозных газов в водной суспензии низкосортных фосфоритов Центрального Кызылкума. Для реализации вышесказанного при проведении опытов источником оксидов азота была подобрана газовая смесь, выходящая из абсорбционной колонны и подходящая к башне каталитической очистки нитрозных газов. Содержание компонентов в поступающей смеси газов составляет: NxOy = 0,68 ÷ 0,93 об.%. В качестве поглотителя использовали низкосортные фосфориты Центрального Кызылкума состава (мас.%): Р2О5 13- 15%, СО2 – 19%, СаО – 46%.

При поглощении в водной суспензии нитрозные газы превращаются в нитрат- и нитрит-ионы с образованием Н+-ионов, которые способствуют разложению фосфатно-карбонатных составляющих.

В результате поглощения нитрозных газов образуется пульпа, в которой постепенно увеличивается общее содержание азота и доходит до 6%, в виде нитрато- и нитритных солей. Необходимо отметить, что после пропускания нитрозных газов из адсорбционной колонны с исходным содержанием NxOy = 0,68 ÷ 0,93 об.% через суспензии фосфорита в двух последовательных реакторах содержание их на выходе понижается до 0,08об.%, т. е. уменьшается в 8,2 ÷ 11,6 раза. 

Очевидно, что такое количество нитрозных газов способствует образованию умеренной кислотной реакционной среды. Однако максимальная кислотность рН = 3, достигающаяся в реакционной смеси, оказывается достаточной для разложения фосфоритов и карбонатов, но недостаточной для разрушения силикатно-фтористых составных частей фосфорита [3]. Об этом свидетельствует сравнение значений рН пульпы и рН ≤ 2 растворения фторидов Са+2, Fe+3, Al+3, РЗЭ и образования кремниевой кислоты. Следовательно, можно заключить, что силикаты и фториды указанных ионов остаются в составе твердой фазы как нерастворимый остаток, составляющий 25% от общей массы фосфорита после переработки. Хлориды – МеСl2 и MeCl3 – растворяются, и, как показывают результаты анализа на Сl--ионы, в твердой фазе и в растворе их количество незначительно. Это, видимо, вызвано не только обменно-разлагающим, но и проявлением окислительно-вытесняющего эффекта нитрозными газами хлор-ионов.

Переработанный фосфорит отличается от исходного большим содержанием Р2О5 и характеризуется повышенной усвояемостью фосфорного ангидрида от 10,5% (рН = 6) до 11,2 (рН = 3) по лимонной кислоте, от 7,9% (рН = 6) до 9,9% (рН = 3) по трилону-Б соответственно. Это означает, что образовавшаяся пульпа после поглощения нитрозных газов обладает более высоким качеством по фосфорнокислому составляющему [4; 5]. 

Карбонаты также подвергаются ступенчатому разложению с образованием сначала НСО3-, а потом с выделением СО2. При этом декарбонизация низкосортных фосфоритов достигает 95-98%. Хотелось бы отметить, что такая же степень декарбонизации достигается при переработке фосфорита в сернокислотной, азотнокислотной и фосфорнокислотной переработке при 110% и более нормы расхода кислоты.

В результате проведенных опытных исследований процесса поглощения выбросных нитрозных газов с низкой концентрацией (до 1%) в реальных производственных условиях  (Р = 2,2-2,5 атм, ν = 8 л/мин, Т:Ж = 1:2) достигнуто понижение содержания выбросных окислов азота в атмосферу от 0,7%-1,0% до 0,015%, т. е. как минимум в 8,2 раза. Это значительно ниже требуемой экологической нормы (0,02%) выброса окислов азота в окружающую среду. Таким образом, степень утилизации окислов азота, выбрасываемых в атмосферу, достигает 98,3% [1; 2].

Эффективность разработанной технологии определяется снижением выбросов в атмосферу количества выбросных нитрозных газов до требуемого минимума, отсутствием расходов на каталитическую очистку нитрозных газов, теплоэнергетических затрат на переработку фосфатного сырья, возможностью вовлечения в переработку забалансовых и низкосортных фосфоритов. Себестоимость производимой азотной кислоты на АО «Навоиазот» за счет использования нитрозных газов и получения дополнительного фосфоконцентрата снижается, что указывает на достаточную экологическую эффективность разработанного способа.

 

Список литературы:
1. Изучение растворения нитрозных газов в системе «NO2 - ВОДА» / У.М. Мардонов, И.Н. Турсунова, З.Ф. Шукурбекова, Г.К. Журабекова // Сб. тез. Междунар. конф. молодых специалистов. – Томск, 2008. – С. ?
2. Нурмуродов Т.И., Мардонов У.М., Турсунова И.Н. Использование диоксида азота в переработке фосфоритов Центрального Кызылкума // Сб. тез. Междунар. конф. «Ресурсосберегающие и современные технологии в горнодобывающих отраслях». – Бишкек: Кирг.-росс. русскославянский ун-т, 2004. – С. ?
3. Ошакбаев М.Т. Активация и переработка низкосортного фосфорсодержащего сырья // Химическая технология. Контроль и управление. – 2006. – № 1. – С. 12-17.
4. Получение аммофосфата из рядовой муки и термоконцентраты фосфоритов Центральных Кызылкумов / Ш.С. Намазов, З.М. Турсунова, Т. Сатторов и др. // ДАН РУз. – 2003. – № 3. – С. 51-56.
5. Шукурова С.С., Таджиев С.М. Переработка бедных фосфоритов Центральных Кызылкумов // Узб. хим. журнал. – 2003. – № 6. – С. 40-43.

 

Информация об авторах:

Турсунова Ирода Нематовна Iroda Tursunova

РhD по техническим наукам, доц. кафедры безопасности жизнедеятельности, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои

РhD on Engineering Sciences, Associate Professor of Life Safety Chair, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi


Раббимов Хасан Туробоевич Hasan Rabbimov

старший преподаватель кафедры безопасности жизнедеятельности, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Senior Lecturer of Life Safety Chair, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi


Норов Шухрат Сувонович Shukhrat Norov

ассистент кафедры гуманитарных наук, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Assistant of Humanities Chair, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi


Фарманова Маликахон Убайдулло кизи Malikahon Farmanova

студент направления «Металлургия», Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Student of “Metallurgy Industry” Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi


Сафоев Фарид Ботирович Farid Safoyev

студент направления «Металлургия», Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои

Student of “Metallurgy Industry” Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.