РОЗДІЛ 2
АНАЛІЗ ІСНУЮЧОГО ВИРОБНИЦТВА
2.1. Дослідження газопилових викидів виробництва гранульованого суперфосфату
2.1.1. Характеристика виробництва. Лідером у виробництві фосфорних добрив в Україні є ВАТ "Сумихімпром". На частку підприємства в загальноукраїнському виробництві фосфорних добрив приходиться 49%. До складу виробничого комплексу підприємства по випуску фосфорних добрив входять цех суперфосфату потужністю 130 тис. т 100% Р2О5 амонізованого суперфосфату у рік і цех складних мінеральних добрив, потужність якого складає більш 200 тис. т у рік амофосу, більш 100 тис. т у рік діамоній фосфату і до
160 тис. т у рік NPK. У 2001 році підприємством було випущено 30,8 тис. т фосфорних добрив у перерахуванку на Р2О5 [10].
У рамках програми по енергозбереженню в Україні, здійснюваної Європейським співтовариством, з фондів Програми ТАСИС був проведений енергоаудит ВАТ "Сумихімпром". Проекти, що рекомендуються, включають модифікацію системи очистки газів, які відходять після гранулятора в цеху гранульованого суперфосфату [86].
При виробництві гранульованого суперфосфату відбувається забруднення навколишнього середовища газами, що відходять, і стічними водами (рис.2.1).
У житловій зоні району розташування підприємства концентрація шкідливих речовин за основними інгредієнтами не перевищує встановлених норм. Більшість шкідливих викидів залишається на промисловому майданчику підприємства або осідає в санітарно-захисній зоні [5].
Основними компонентами газів, які відходять у виробництві гранульованого суперфосфату, є пил та фтористі гази (табл. 2.1).
Рис.2.1. Схема матеріальних потоків виробництва суперфосфату
Фтористі гази, виділяючись в основному у вигляді і , є високотоксичними сполуками [87], які створюють загрозу навколишньому середовищу і здоров'ю людини. У той же час, великі обсяги одержання фосфорних добрив обумовлюють значні кількості фторовмісних газів, що викидаються, і які можуть розглядатися як додатковий ресурс фтору для одержання фтористих сполук. Таким чином, уловлювання фтористих сполук продиктовано як екологічними, так і економічними вимогами.
Фторовмісні гази і пил виділяються в операційному відділенні при розкладанні фосфатної сировини та на стадії гранулювання і сушіння.
Особливістю існуючої технології розкладання фосфориту на першій ступіні, є те, що процес здійснюється при невеликих нормах подачі сірчаної кислоти на одиницю маси фосфориту. Тому розкладання компонентів фосфатної сировини здійснюється фосфорною кислотою, яка утворилася при взаємодії сірчаної кислоти і фосфориту. Основний процес розкладання фосфатної сировини здійснюється відповідно до реакції
. (2.1)
У реакційній пульпі протікає ряд побічних процесів. Присутність у фосфорній сировині 2 - 2,5% дозволяє весь фтор, виділений по реакції (2.1), зв'язати у формі іонів
. (2.2)
Таблиця 2.1
Характеристика газопилових викидів виробництва гранульованого суперфосфату
Стадія
виробництваКількість газу, що надходить
у систему,
тис. м3/годСклад
газопилових викидівВміст фтору,
мг/м3Вміст пилу,
г/м3Операційне відділення, пневмотранспорт30Пил фосфориту-5,7Операційне відділення140 2HF+SiF4,
пари води і сірчаної кислоти37-Відділення гранулювання600 2HF+SiF4, пари води і пил суперфосфату27-3630-70
Процес розкладання фосфориту супроводжується слабким виділенням у газову фазу фтористих компонентів відповідно до реакції
. (2.3)
При сушінні протікає процес більш глибокого зв'язування вільної фосфорної кислоти по реакції (2.1). Здійснюється також взаємодія вільної фосфорної кислоти з кремнефторидами з витисненням фтористих сполук у газову фазу відповідно до реакції
. (2.4)
На ВАТ "Сумихімпром" технологією передбачена водна абсорбція газів від фторовмісних газів, пилу фосфориту і суперфосфату. Газоподібні сполуки фтору при їхній абсорбції водою утворюють спочатку слабку , котра потім гідролізується в слабку фтористоводневу кислоту по рівнянню
. (2.5)
Стічні води виробництва містять 0,3 - 0,7% фтору і 1 - 2% Р2О5, що вимагає нейтралізації й очищення. Щорічна втрата Р2О5 на виробництві складає близько 4 тонн із газовими викидами і 700 тонн зі стічними водами.
Результати вимірів рівня приземних концентрацій забруднень на межі санітарно-захисної зони (СЗЗ) і на відстані 1500 м від джерела представлені в табл. 2.2. На межі санітарно-захисної зони спостерігається перевищення ГДК за пилом та достатньо високий рівень забруднення за фторовмісними газами.
Для визначення внеску виробництва гранульованого суперфосфату на стадії гранулювання та сушіння в загальний рівень забруднення від підприємства проведені виміри концентрації забруднюючих речовин на виході з системи очистки газів. За результатами вимірів проведений розрахунок полів концентрації забруднюючих речовин у приземному шарі. Розрахунок виконаний з використанням комплексу ЕОЛ 2000, версія 3.1, рекомендованого до використання Міністерством охорони навколишнього середовища і ядерної безпеки України.
Таблиця 2.2
Рівень приземних концентрацій забруднень
ЗабрудненняГДК, мг/м3Кількість джерел утворенняРівень приземних концентраційЧастка ГДКна межі СЗЗна відст. 1500 мФторовмісні гази0,00560,80,42Пил0,561,40,9
Результати розрахунку полів концентрації при максимальному завантаженні технологічного обладнання показали, що як і для всього підприємства в цілому, для виробництва гранульованого суперфосфату характерним є максимальне накопичення забруднюючих речовин на території виробництва (рис.2.2, 2.3). Максимальна концентрація забруднюючих речовин становить 0,25 ГДК за фторовмісними газами, та 0,5 ГДК за пилом. На межі санітарно-захисної зони концентрація забруднюючих речовин становить 0,24