содержание      ..     1      2      3      4      ..

Производство твердых и других неорганических химических веществ (ИТС 19-2020) - часть 3

Общая принципиальная схема технологического процесса производства жидкого

хлора представлена на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Принципиальная схема производства жидкого хлора из анодного

хлоргаза производства магния-сырца

Очистка анодного хлоргаза от возгонов и влаги и компримирование хлор-

газа

Сырьем для производства жидкого хлора является анодный хлоргаз, получаемый

при производстве магния методом электролиза.

Перед подачей на сжижение анодный хлоргаз подвергается очистке от возгонов и

осушке в хлорной компрессорной. Очистка осуществляется в двух рукавных фильтрах с

поверхностью фильтрации 120 кв. метра. Рукава выполнены из материала стойкого к

кислой среде. Установлено 5 рукавных фильтров. Два находятся в работе, остальные на

чистке или в резерве. О работоспособности фильтров судят по сопротивлению. При

чистке возгоны ссыпаются в конус фильтра, откуда выпускаются через смывной коллек-

тор в кислотную канализацию.

Осушка анодного хлоргаза осуществляется за счет поглощения влаги рабочей

жидкостью компрессора - концентрированной серной кислотой.

Анодный хлоргаз после очистки и осушки по нагнетательному коллектору с давле-

нием 0,1-0,15 МПа подается на станцию сжижения. Сжатие анодного хлоргаза осуществ-

ляется ротационным жидкостным компрессором.

Сжижение анодного хлоргаза

На станции сжижения анодный хлоргаз подвергается очистки от аэрозолей серной

кислоты на стекломатах в двух последовательно установленных кассетных фильтрах.

121

Растворение хлора осуществляют в абсорбере. Абсорбцию ведут предвари-

тельно охлажденным до 30°С и менее тетрахлоридом титана. Хладоагентом на уста-

новке является раствор хлористого кальция, охлаждаемый на аммиачной холодильной

установке

Абгазы абсорбции после очистки в специальной ловушке от аэрозолей тетрахло-

рида титана направляются на производство хлористого кальция в отделение хлориро-

вания. Полученный в результате абсорбции раствор хлора в тетрахлориде титана из ку-

бовой части абсорбера циркуляционным насосом типа через систему теплообменников

подается в ректификационную колонну на разделение. Раствор хлора взаимодействует

на тарелках ректификационной колонны с поступающим из кипятильников паром и сте-

кающей флегмой. Образующийся в результате ректификации высококонцентрирован-

ный хлор частично конденсируется в дефлегматоре и стекает в виде флегмы в колонну.

Несконденсировавшаяся часть хлора поступает в конденсатор, где полностью конден-

сируется и сливается в мерники. После их заполнения давлением осушенного воздуха

жидкий хлор передавливается на склад в танки.

Наполнение контейнеров, железнодорожных цистерн жидким хлором

Жидкий хлор подается на установку розлива от одного из четырех установленных

танков. Контейнеры и железнодорожные цистерны перед заполнением подвергаются

специальной подготовке, предусмотренной ФНП. Передавливание жидкого хлора из

танка на розлив, продувку контейнеров и железнодорожных цистерн осуществляют сжа-

тым осушенным воздухом. На линии сжатого осушенного воздуха установлен обратный

клапан, предназначенный для предотвращения поступление хлора в линию сжатого воз-

духа. Наполнение контейнеров и железнодорожных цистерн осуществляют при помощи

тензометрических весоизмерительных устройств.

В таблице 2.21 представлено описание технологического процесса производства

жидкого хлора из анодного хлоргаза производства магния-сырца.

Т а б л и ц а 2.21 - Описание технологического процесса производства жидкого хлора из

анодного хлоргаза производства магния-сырца

Входной

Стадия техно-

Выходной поток

Основное

Природо-

логического

охранное

поток

технологиче-

процесса

Продукты и полу-

Эмиссии

оборудова-

ское оборудо-

продукты

ние

вание

1

2

3.1

3.2

4

5

Очистка анод-

Анодный

Очищенный анод-

Рукавный

хлоргаз

ного хлоргаза от

ный хлор

фильтр

возгонов и влаги

Очищен-

Компримирова-

Очищенный анод-

Компрессор,

ный

ние

анодного

ный хлор

кассетнй

анодный

хлоргаза

фильтр

хлор

Сжижение анод-

Очищен-

Жидкий хлор

Хлор

Абсорбер,

ный

ного хлоргаза

ректификаци-

анодный

онная ко-

хлор

лонна, кон-

денсатор

122

В таблице 2.22 представлено основное технологическое оборудование, использу-

емое в производстве жидкого хлора из анодного хлоргаза производства магния-сырца.

Т а б л и ц а 2.22- Основное технологическое оборудование производства жидкого хлора из

анодного хлоргаза проивзодства магния-сырца

Наименование оборудова-

Существенные характеристики

Назначение оборудования

ния

технологического оборудования

Хлорный компрессор

Сжатие анодного хлоргаза

Производительность -

30 м³/мин.

Напор - 1,75 кгс/см²

Циркуляционный насос

Перекачивание раствора хлора

ЦГ 50/5015-1К

Ректификационная ко-

Разделение раствора хлора

Цилиндрический аппарат с мас-

лонна

сообменными тарелками

Сборник-кипятильник

Сбор раствора

Мощность нагревателей -

320 кВт

Компрессор

Сжатие газа

Холодопроизводительность -

1100 тыс. ккал/час

Число степеней сжатия - 2

Т а б л и ц а 2.23 - Природоохранное оборудование производства жидкого хлора из анодного

хлоргаза проивзодства магния-сырца

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Рукавный фильтр

Очистка анодного хлоргаза

Поверхность фильтрации -

120 м²

2.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду

Основными видами воздействия на окружающую среду, связанными с производ-

ством водорода, хлора и гидроксида натрия (гидроксида калия), являются потребление

электроэнергии, тепловой энергии и загрязнение атмосферного воздуха загрязняющими

веществами.

Стадия электролиза насыщенного раствора хлорида натрия или хлорида калия

связана с существенным потреблением электроэнергии и является основным источни-

ком электромагнитного излучения и воздействия на рабочую зону производства.

Основными видами воздействия на окружающую среду, связанными с производ-

ством хлорида водорода и соляной кислоты, являются незначительное загрязнение ат-

мосферного воздуха загрязняющими веществами на стадии синтеза хлорида водорода

К промышленным источникам эмиссий в окружающую среду или объектам нега-

тивного воздействия на окружающую среду относятся любые предприятие, установка,

технологический процесс, производственный объект, потребляющие электрическую

и/или тепловую энергию и выделяющие в окружающую среду загрязняющие вещества в

виде выбросов в атмосферный воздух, сбросов сточных вод в водные объекты или

123

890 кг охлажденного, осушенного и компримированного (или жидкого) хлора и 25-30 кг

(или 270-290 нм³) охлажденного и осушенного водорода.

Т а б л и ц а 2.24- Показатели сырья, материалов и энергоресурсов на производство

1 т 100%-ного гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза

Единицы

Расход на 1 тонну 100% NaOH

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Соль (галит) или раствор 310 г/дм³ NaCl в

кг/т

1485

1720

пересчете на 100% NaCl

Натр едкий технический или электроще-

кг/т

0,8

28,9

лока в пересчете на 100% NaOH

Сода кальцинированная или карбонизиро-

кг/т

15,0

40,0

ванная электрощелока на 100%

Полиакриламид в пересчете на сухой

кг/т

0,03

0,05

Кальций хлористый технический

кг/т

21,0

25

Кислота соляная техническая в пересчете

кг/т

3,8

47,1

на 100% НCl

Вода обессоленная

м³/т

0,8

1,8

Вода для растворения соли (вода речная

кг/т

4454

16800

отстоянная или питьевая)

Асбест хризотиловый (хризотил)

кг/т

0,10

0,244

Кислота серная концентрированная или

кг/т

11,0

28,9

олеум в пересчете на 100%

Песок перлитовый

кг/т

0

0,15

Никель сернокислый 100% или

кг/т

0,003

0,0038

никель

хлорид

(II)

6-водный,

кг/т

0,0007

0,009

марка ч

Рутений 100%

г/т

0,025

0,03

Иридий 100%

г/т

0,047

0,06

Натрия тиосульфат на 100%

кг/т

0,30

0,60

Натрия сульфит на 100%

кг/т

0,092

0,15

Натрия гидросульфид на 100%

кг/т

0,56

0,728

Вода оборотная или

м³/т

30

301

захоложенная

м³/т

20

150

Электроэнергия постоянного тока

кВт·ч/т

2200

2500

Электроэнергия переменного тока

кВт·ч/т

13,3

500

Тепловая энергия в паре

ГДж/т

8,7

187

Воздух осушенный технологический

м³/т

44

270

Холод с температурой (9 ± 2) °C

МДж/т

335

670

Холод с температурой минус (29 ± 2) °C

МДж/т

25

Азот газообразный технический

м³/т

6,5

11,0

Производство водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом

электролиза характеризуется относительно низким или умеренным сырьевым индексом,

находящимся в пределах 1537-1891 кг/т 100% NaOH (без учета воды на растворение

соли и выпаривание электрощелоков).

125

2.3.1.3 Выход основных и попутных продуктов при производстве

водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом

электролиза

В таблице 2.25 приведены выходы полупродуктов, основных и попутных продук-

тов при производстве 1 т едкого натра технического марки РД (в пересчете на 100%)

диафрагменным методом электролиза.

Т а б л и ц а 2.25- Выход основных и попутных продуктов при производстве 1 т 100%-

ного гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза

Продукция, полупродукты, попутные продукты, энергоресурсы

Единицы

Выход на 1 тонну 100% NaOH

Наименование

измерений

минимальный

максимальный

Едкий натр жидкий

т

1,00

1,00

Хлор электролитический или хлоргаз осу-

т

0,880

0,913

шенный в пересчете на 100%

Водород электролитический

т

0,025

0,031

(технический) марки А

Кислота серная для регенерации и нейтра-

кг

11,0

28,85

лизации на 100% H2SO4

Рассол обратный 310 г/дм³ NaCl

кг

94

124

Синтетический сырьевой материал МФН

т

0,36

0,49

2.3.1.4 Характеристика эмиссий в окружающую среду в производстве

водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом

электролиза

Основные виды эмиссий в окружающую среду от данного производства приве-

дены в таблицах 2.26-2.28.

Основные выбросы загрязняющих веществ, включая хлор и серную кислоту, об-

разуются на стадии охлаждения, осушки, компримирования или сжижения хлора. Обра-

зующиеся промышленные выбросы подвергаются очистке от хлора с применением аб-

сорбционных санитарных колонн.

Т а б л и ц а 2.26 - Выбросы загрязняющих веществ веществ в атмосферный воздух в

производстве водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом

электролиза

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Наименование

Источники вы-

обработки, по-

очистки в расчете на 1 тонну 100% NaOH, кг/т

загрязняющего

бросов

вторного ис-

минимальное

максимальное

среднее

вещества

пользования

значение

значение

значение

Колонны сушки

Хлор (произ-

Хемосорбция,

хлора; хлор-

водство хлора)

абсорбция ще-

ный компрес-

лочным рас-

0,001

0,04

0,0205

сор; стацио-

твором

нарные источ-

ники

126

Окончание таблицы 2.26

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Наименование

Источники вы-

обработки, по-

очистки в расчете на 1 тонну 100% NaOH, кг/т

загрязняющего

бросов

вторного ис-

минимальное

максимальное

среднее

вещества

пользования

значение

значение

значение

Электролизер

Гидроксид

-

выпарные ап-

натрия (произ-

параты; стаци-

водство едкого

0,005

0,1023

0,054

онарные ис-

натра, кау-

точники

стика)

Стадия сушки

Серная кис-

-

хлора; уста-

лота (произ-

новка регене-

водство хлора)

0,002

0,051

0,026

рации серной

кислоты

Т а б л и ц а 2.27 - Сбросы загрязняющих веществ в водный объект от производства

водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза

Источник

Наимено-

Направление сбросов

Метод

Показатели сбросов загрязняю-

сброса

вание за-

очистки или

щих веществ в расчете на

грязняю-

повторного

1 тонну 100% NaOH, кг/т

щего веще-

использова-

мини-

макси-

Сред-

ства

ния

мальное

мальное

нее

значение

значение

значе-

ние

Колонна от-

Хлор актив-

Нейтрализа-

0

9,7·10^-6

-

парки хлор-

ный

ция тиосуль-

ной воды

фатом

натрия или

В централизованную

NaHS

систему водоотведе-

Стадия

Хлорид-

Использова-

2,4

250

126

ния и на биологиче-

очистки рас-

анион (хло-

ние для по-

ские очистные соору-

сола

риды)

лучения рас-

жения или в гидротех-

сола

ническое сооружение

Промывка

Сульфат-

0,15

115

57,6

центрифуг и

анион

-

оборудова-

(сульфаты)

ния

127

Т а б л и ц а 2.28- Отходы производства и потребления в производстве водорода,

хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза

Масса образующихся

отходов производства в рас-

Способ утили-

чете на 1 тонну 100% NaOH,

зации, обез-

кг/т

Класс

вреживания,

Сред-

Источник обра-

Наименование

опас-

размещения

нее

зования

Мини-

Макси-

ности

значе-

мальное

мальное

ние

значе-

значе-

ние

ние

Шлам растворения пова-

4

Приготовление

-

10

64

-

ренной соли

рассола

Шлам очистки рассола

4

Очистка рас-

-

35

53

-

сола

Шлам от зачистки емко-

4

Емкости приго-

-

38,74

38,74

стей от поваренной соли

товления рас-

сола

Шлам от зачистки обору-

4

Зачистка обо-

-

0,3

-

дования производства

рудования от-

кальцинированной соды

деления рассо-

лоочистки

Шлам гипсовый со стадии

4

Очистка обрат-

-

28,65

28,65

вывода сульфат-ионов

ного рассола от

сульфатов

Асбест хризоти-ловый, за-

4

Замена асбопо-

-

0,1

0,31

-

грязненный хлористым

лимерной диа-

натрием

фрагмы

Шлам асбестовый, неза-

4

Ремонт элек-

-

0,1

0,2

0,15

грязненный опасными ве-

тролизеров

ществами

Отходы асбеста в кусковой

4

Замена асбе-

-

0,085

0,1

0,09

форме

стовой диа-

фрагмы

Кислота серная отработан-

2

Стадия осушки

Регенерация

0,01

25

-

ная при осушке хлора

хлора

(выпарива-

в производстве хлора

ние)

Кольца Рашига, загрязнен-

5

Стадия охла-

-

0,19

-

ные сульфат-ионами

ждения и

осушки

Отходы зачистки емкостей

3

Чистка емкост-

Использова-

0,144

0,7

0,445

хранения щелоков в произ-

ного парка от

ние для

водстве гидроксида натрия

электро-щело-

нейтрализа-

ков и каустика

ции

Отходы антикоррозионной

4

Ремонт крышек

-

0,051

0,026

резины при обслуживании

электролизеров

оборудования для хране-

ния химических коррози-

онно-активных продуктов

128

2.3.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве водорода, хлора и гидроксида натрия

мембранным методом электролиза

В качестве основных видов исходного сырья в производстве используются:

- твердая каменная (поваренная) соль (галит, хлорид натрия), выпускаемая по

техническим условиям;

- сырой рассол хлорида натрия, получаемый подземным выщелачиванием камен-

ной соли и содержащий 280-315 г/дм³ NaCl.

В качестве ионообменной смолы на стадии ионообменной очистки раствора хло-

рида натрия от ионов кальция и магния используется катионная ионообменная.

Выход хлора по току электролиза находится в пределах 93-98%.

Выход водорода по току электролиза составляет 98-99%.

В результате электролиза раствора хлорида натрия получаются полупродукты:

- электролитическая щелочь (католит) с массовой долей NaOH в пределах 31-

33% или едкий натр технический марки РМ-В, который находит только ограниченное при-

менение как товарный продукт;

- электролитический хлор, или хлоргаз, содержащий хлор, - не менее

52,52% (об.); воду - 46,17% (об.), кислород - 1,09% (об.), азот - 0,11% (об.) и водо-

род - 0,11% (об.);

- электролитический водород, содержащий 72,83% водорода и 27,17% воды.

В результате всего хлорщелочного производственного процесса получаются сле-

дующие товарные продукты или продукты, используемые на самом предприятии в смеж-

ных производствах:

- едкий натр технический марок РМ-А, РМ-Б или РМ-В (раствор мембранный) или

по иным техническим условиям (стандартам);

- электролитический хлор или хлоргаз осушенный;

- жидкий хлор;

- электролитический водород осушенный.

2.3.2.1 Потребление сырья, материалов и энергоресурсов производства

водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза

Расход сырья, материалов и энергоресурсов производства водорода, хлора и гид-

роксида натрия мембранным методом электролиза на 1 тонну едкого натра марки РМ в

перечете на 100% NaOH приведен в таблице 2.29.

Т а б л и ц а 2.29- Показатели потребления сырья, материалов и энергоресурсов на

производство 1 т раствора едкого натра марки РМ (на 100 % NaOH) мембранным

методом электролиза

Единицы

Расход на 1 тонну 100% NaOH

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Соль (галит) или рассол хлорида натрия в

кг

1485

1860

пересчете на 100% NaCl

129

Окончание таблицы 2.29

Единицы

Расход на 1 тонну 100% NaOH

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Натр едкий технический или электроще-

кг

2,0

170

лока в пересчете на 100% NaOH

Сода кальцинированная или карбонизиро-

кг

15,0

89

ванная электрощелока на 100%

Полиакриламид в пересчете на сухой

кг

0,0205

0,05

Кислота соляная техническая в пересчете

кг

14,2

54,3

на 100% НCl

Вода для растворения соли (вода речная

т

4,454

5,90

отстоянная)

Кислота серная концентрированная или

кг

-

29

олеум в пересчете на 100%

Вода обессоленная

0,8

1,5

м³

Натрия тиосульфат на 100%

кг

0,50

0,60

Вода оборотная

10 ГДж

10,9 ГДж

м³

Электроэнергия постоянного тока

кВт·ч

2200

2500

Электроэнергия переменного тока

кВт·ч

13,3

15,0

Тепловая энергия в паре

МДж

921

2250

Воздух осушенный технологический

60

270

м³

Холод с температурой (9 ± 2) °C

МДж

15

25

Азот газообразный технический

-

-

м³

Диоксид углерода

кг

45

52

Деминерализованная вода

2,5

2,55

м³

Хелатная смола

л

0,010

0,02

Ионообменная мембрана

0,006

0,0085

м²

Сульфит натрия технический 95%

кг

2

4

Мраморная крошка

т

0,00138

0,00145

Производство водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом элек-

тролиза характеризуется низким сырьевым индексом - в пределах 1516-1973 кг/т (без

учета воды на растворение каменной соли и на выпарку католита).

2.3.2.2 Выход основных и попутных продуктов, энергоресурсов в

производстве водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом

электролиза

В таблице 2.30 приведены выходы основных, попутных продуктов и полупродук-

тов в производстве 1 т едкого натра технического марки РМ (в пересчете на 100% NaOH)

мембранным методом электролиза.

130

Т а б л и ц а 2.30- Выход основных и попутных продуктов при производстве 1 т

раствора едкого натра марки РМ (на 100% NaOH) мембранным методом

Продукция, полупродукты, попутные продукты, энергоресурсы

Единицы

Выход на 1 тонну 100% NaOH

Наименование

измерений

минимальный

максимальный

Едкий натр жидкий марки РМ

т

-

1,00

Хлор электролитический или хлоргаз в пе-

т

0,885

0,896

ресчете на 100% Cl2

Водород электролитический или техниче-

т

0,0236

0,031

ский в пересчете на 100% H2

Серная кислота отработанная

кг

-

29

2.3.2.3 Характеристика эмиссий в окружающую среду в производстве

водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза

Основные виды эмиссий в окружающую среду от данного производства приве-

дены в таблицах 2.31-2.33.

Основные выбросы загрязняющих веществ, включая хлор и серную кислоту, об-

разуются на стадии охлаждения, осушки, компримирования или сжижения хлора. Обра-

зующиеся промышленные выбросы от организованных стационарных источников вы-

бросов, как правило, подвергаются очистке от хлора с применением абсорбционных са-

нитарных колонн.

В тех случаях, когда электролитический хлор не подвергают сушке с использова-

нием концентрированной серной кислоты или олеума, выбросы серной кислоты отсут-

ствуют как таковые.

Т а б л и ц а 2.31 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух в

производстве водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза

Масса выбросов загрязняющих веществ по-

Метод очистки,

сле очистки в расчете на 1 тонну 100% NaOH,

Наименование

Источники

обработки,

кг/т

загрязняющего

выбросов

повторного

минимальное

максимальное

Среднее

вещества

использования

значение

значение

значение

Труба рассеи-

Хлор (произ-

Абсорбция

0,001

0,04

-

вания, аэраци-

водство хлора)

раствором

онный фонарь

щелочи

Стадия сушки

Серная кислота

-

0, 01

0,02

-

хлора

(производство

хлора)

Емкости хране-

Натрий гидрок-

-

0,02

0,08

0,05

ния щелочи

сид NaOH (про-

изводство ед-

кого натра)

131

Т а б л и ц а 2.32- Сбросы загрязняющих веществ в водный объект от производства

водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза

Показатели сбросов загрязняющих веществ в

Наименование

Источник

Направление

расчете на 1 тонну 100% NaOH, кг/т

загрязняющего

сброса

сбросов

вещества

минимальное

максимальное

Среднее

значение

значение

значение

Колонна от-

Хлор активный

В централи-

парки хлорной

зованную си-

воды

стему отве-

дения и на

-

9,7·10^-6

-

биологиче-

ские очист-

ные сооруже-

ния

Стадия

Хлорид-анион

В централи-

очистки рас-

(хлориды)

зованную си-

сола

стему отве-

дения и на

1,4

245,4

123,9

биологиче-

ские очист-

ные сооруже-

ния

Промывка

Сульфат-анион

В централи-

центрифуг и

(сульфаты)

зованную си-

оборудования

стему отве-

дения и на

0,1

113,2

56,7

биологиче-

ские очист-

ные сооруже-

ния

Т а б л и ц а 2.33- Отходы производства и потребления в производстве водорода,

хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза

Масса образующихся

отходов производства в расчете

Способ утилиза-

Класс

на 1 тонну 100% NaOH, кг/т

Источник образо-

ции, обезврежи-

Наименование

опас-

вания

вания, размеще-

мини-

макси-

среднее

ности

ния

мальное

мальное

значе-

значение

значение

ние

Серная кислота,

Стадия сушки

отработанная при

2

хлора, газопро-

-

0,024

0,20

0,03

осушке хлора

мывочная башня

Шлам фильтр-

Фильтр-пресс

пресса

5

стадии рассоло-

-

-

55,7

55,7

очистки

132

2.3.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным

методом электролиза

Производство водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электро-

лиза характеризуется умеренным уровнем эмиссий загрязняющих веществ в окружаю-

щую среду, относительно низким сырьевым индексом технологии и крайне высоким

уровнем потребления электроэнергии, что связано со спецификой электрохимического

метода получения едкого натра.

2.3.3.1 Потребление сырья, материалов и энергоресурсов в производстве

водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электролиза

В качестве основных сырьевых компонентов в производстве используется твер-

дая каменная соль (галит) различных месторождений, например, привозная каменная

соль Соль-Илецкого месторождения, каменная соль Яр-Бишкадакского месторождения,

или рассол хлорида натрия, получаемый методом подземного выщелачивания каменной

соли, например, раствор натрия хлорида, выпускаемый по стандарту организации.

В качестве ртути металлической на стадии электролиза с ртутным катодом ис-

пользуется ртуть металлическая марок Р1, Р2 или Р3 или регенерированная ртуть.

Выход продуктов по току электролиза составляет не менее 95%.

В результате электролиза раствора хлорида натрия получаются продукты:

- электролитический хлор или хлоргаз, содержащий 98,3% хлора, 1% воды и 0,7%

кислорода, и который после охлаждения, осушки и компримирования превращается в

товарный хлор жидкий;

- электролитический водород, содержащий 75% водорода и около 25% воды;

- натр едкий технический марки РР или натр едкий очищенный с массовой долей

NaOH до 50%, которые используются в том числе для производства твердого едкого

натра марки РР или твердого едкого натра по стандартам организаций.

Расход основных видов сырья, материалов и энергоресурсов производства водо-

рода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электролиза на 1 тонну гидроксида

натрия (100%) приведен в таблице 2.34.

Т а б л и ц а 2.34 - Потребление сырья, материалов, энергоресурсов на производство

1 т едкого натра марки РР в пересчете на 100% NaOH ртутным методом электролиза

Единицы

Расход на 1 тонну 100% NaOH

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Соль (галит) или сырой рассол хлорида

кг

1485

2388

натрия на 100% NaCl

Едкий натр технический в пересчете на

кг

7,8

43,1

100% NaOH

Кислота соляная синтетическая в пере-

кг

6,3

38

счете на 100% НCl

Сода кальцинированная в пересчете на

кг

0,31

22,1

100% Na2CO3

Полиакриламид (флокулянт) 100%

кг

0,15

0,9

Хлорид кальция 32%-ный СaCl2

кг

8,1

32,1

133

Окончание таблицы 2.34

Единицы

Расход на 1 тонну 100% NaOH

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Натрия гидросульфид NaHS или

кг

0,038

0,045

натрия тиосульфат Na2S2O3

0,3

3,1

Ртуть металлическая Р1, Р2, Р3

г

4,9

55

Вода обессоленная

0,8

2,63

м³

Кислота серная концентрированная или

кг

14,5

50,0

олеум на 100% Н2SO4

Песок кварцевый фракционированный ГК,

кг

-

0,32

ГКФ крупный 1,6-1,0

Поглотители химические паров ртути или

кг

-

0,15

углеродный поглотитель

Вода производственная

0,31

12,1

м³

Электроэнергия постоянного тока

кВт·ч/МДж

2800/10080

3293/11855

Электроэнергия переменного тока

кВт·ч/МДж

55/198

140/223

Тепловая энергия в паре

МДж

837

9650

Холод с температурой (9 ± 2) °C

МДж

778

800

Холод с температ. минус (29 ± 2) °C

МДж

12

30

Вода оборотная

36,8

914

м³

Воздух осушенный (сжатый)

нм³

44

170

Азот газообразный

нм³

2,9

64,2

Производство водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электро-

лиза характеризуется относительно низким сырьевым индексом, находящимся в преде-

лах 1522,5-2574,1 кг/т (без учета воды, необходимой для растворения соли, приготов-

ления рассола и разложения амальгамы натрия).

2.3.3.2 Выход основных и попутных продуктов, энергоресурсов в

производстве водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом

электролиза

Производство водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электро-

лиза связано с высоким уровнем потребления электроэнергии, что обусловлено специ-

фикой электрохимического процесса производства, а также связано с умеренным по-

треблением оборотной воды и холода, что обусловлено необходимостью охлаждения и

компримирования хлора на стадии получения жидкого хлора.

2.3.3.3 Характеристика эмиссий в окружающую среду в производстве

водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электролиза

Основные виды эмиссий в окружающую среду от данного производства приве-

дены в таблицах 2.35-2.37.

Основные выбросы загрязняющих веществ, включая хлор и серную кислоту, об-

разуются на стадии охлаждения, осушки, компримирования или сжижения хлора. Обра-

зующиеся промышленные выбросы подвергаются очистке от хлора с применением аб-

сорбционных санитарных колонн.

34

В тех случаях, когда электролитический хлор не подвергают сушке с использова-

нием концентрированной серной кислоты или олеума, выбросы серной кислоты в атмо-

сферный воздух отсутствуют как таковые.

Т а б л и ц а 2.35- Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух в

производстве водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электролиза

Масса выбросов загрязняющих веществ по-

Метод

сле очистки в расчете на 1 тонну 100%

Наименование

очистки, об-

Источники

NaOH продукции, кг/т

загрязняющего

работки, по-

выбросов

вещества

вторного ис-

минимальное

максимальное

среднее

пользования

значение

значение

значение

Основное обору-

Хлор (произ-

Абсорбция

дование; турбо-

водство хлора)

щелочным

0,005

0,15

0,05

компрессоры

раствором

Колонны сушки

Серная кислота

Абсорбция

хлора; установка

(производство

щелочным

регенерации отра-

хлора)

раствором

0,0014

0,008

0,0047

ботанной серной

кислоты

Основное обору-

Ртуть (произ-

Абсорбция

дование

водство едкого

на угле

0,0002

0,03

0,006

натра)

Основное обору-

Натрий гидрок-

-

дование

сид, NaOH (про-

изводство ед-

0,001

0,071

0,036

кого натра, кау-

стика)

Т а б л и ц а 2.36 - Сбросы загрязняющих веществ в водный объект от производства

водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электролиза

Показатели сбросов загрязняю-

щих веществ в расчете на

Наимено-

Метод

1 тонну 100% NaOH, кг/т

вание за-

очистки или

Источник

грязняю-

Направление сбросов

повторного

мини-

сброса

макси-

среднее

щего веще-

использова-

мальное

мальное

значе-

ства

ния

значе-

значение

ние

ние

Колонна

Хлор актив-

В централизованную

Нейтрализа-

отпарки

ный

систему водоотведе-

ция тиосуль-

хлорной

ния и на биологиче-

фатом

-

9,7·10^-6

-

воды

ские очистные соору-

натрия или

жения или в гидротех-

NaHS

ническое сооружение

35

Окончание таблицы 2.36

Показатели сбросов загрязняю-

щих веществ в расчете на

Наимено-

Метод

1 тонну 100% NaOH, кг/т

вание за-

очистки или

Источник

грязняю-

Направление сбросов

повторного

мини-

сброса

макси-

среднее

щего веще-

использова-

мальное

мальное

значе-

ства

ния

значе-

значение

ние

ние

Стадия

Хлорид-

Использова-

выпарки

анион (хло-

ние для полу-

-

1300

645

соли

риды)

чения рас-

В централизованную

сола

систему водоотведе-

Стадия

Сульфат-

Очистка от

ния и на биологиче-

выпарки

анион

сульфатов и

ские очистные соору-

-

1,0

0,86

соли

(сульфаты)

возврат в

жения или в гидротех-

цикл

ническое сооружение

Сборник

Ртуть

сточных

-

-

0,0002

0,0001

вод

Т а б л и ц а 2.37- Отходы производства и потребления в производстве водорода,

хлора и гидроксида натрия ртутным методом электролиза

Масса образующихся отхо-

дов производства в расчете

Способ утили-

на 1 тонну продукции, кг/т

Класс

Источник образо-

зации, обез-

Наименование

Сред-

опас-

Мини-

Макси-

вания

вреживания,

ности

нее

маль-

маль-

размещения

значе-

ное зна-

ное зна-

ние

чение

чение

Серная кислота, отрабо-

Стадия сушки

Концентриро-

2

-

21,2

-

танная при осушке хлора

хлора

вание кислоты

Шлам солераст-ворения

Стадии очистки

и рассолоочистки (в том

4

рассола и

-

-

48,5

41,5

числе анолита)

очистки анолита

Насадка графитовая от-

Демеркуризация

Промывка во-

работанная после де-

графитовой

дой

4

0,02

0,10

0,1

меркуризации

насадки разлага-

телей

Песок отработанный от

Стадия очистки

песчаных фильтров

4

сточных вод

-

-

1,20

1,0

(фильтрации)

Шлам с установки реа-

Фильтрация сус-

Демеркуриза-

гентной очистки сточных

пензии сточных

ция, промывка

4

-

1,0

1,0

вод от ртути

вод реагентной

водой

очистки

Резина, отработанная из

Замена отрабо-

Промывка во-

производства хлора и

4

танных резино-

дой

-

0,6

0,6

едкого натра

вых материалов

36

Продолжение таблицы 2.37

Масса образующихся отхо-

дов производства в расчете

Способ утили-

на 1 тонну продукции, кг/т

Класс

Источник образо-

зации, обез-

Наименование

Сред-

опас-

Мини-

Макси-

вания

вреживания,

ности

нее

маль-

маль-

размещения

значе-

ное зна-

ное зна-

ние

чение

чение

Резиноасбестовые от-

Замена уплотни-

Промывка во-

ходы (изделия отрабо-

4

тельных матери-

дой

-

0,06

0,06

танные)

алов

Ткань фильтровальная

Замена фильтро-

Демерку-риза-

отработанная

4

вальной ткани

ция, промывка

-

0,1

0,1

водой

Углеродный поглотитель

Очистка водо-

ртути отработанный про-

рода от паров

изводства хлора и едкого

ртути в адсорбе-

4

-

-

0,04

0,04

натра

рах, очистка

абгазов печей

прокалки шлама

Смола ионообменная от-

Очистка сточных

Промывка рас-

работанная в производ-

вод от ртути в

твором NaOH

5

-

0,45

0,225

стве хлора и едкого

производстве

и водой

натра

хлора и каустика

Отходы ртутьсодержа-

Чистка карманов

Термическая

щие при зачистке обору-

электролизеров

регенерация

3

1,7

3,0

2,0

дования произ-водства

и другого обо-ру-

ртути в печах

хлора и каустика

дования

Неорганический остаток

Установка терми-

Использова-

термической регенера-

ческой регенера-

ние для ликви-

ции металлической ртути

ции ртути (обез-

дации карье-

из ртутьсо-держащих

3

вреживания

ров, гидротех-

1,4

3,0

1,5

отхо-дов производства

ртутьсодержа-

нических со-

хлора и каустика ртут-

щих отходов)

оружений

ным методом

(ГТС)

Осадок отстаивания рас-

Зачистка емко-

Промывка во-

сола, отработанного при

стей стадии

дой, использо-

регенерации фильтра

очистки анолита

вание для лик-

4

0,3

0,7

0,37

очистки анолита в произ-

видации карь-

водстве хлора и каустика

еров, ГТС

ртутным методом

Фторопласт отработан-

Замена отрабо-

Промывка во-

ный в производстве

4

танных изделий

дой

-

0,1

0,1

хлора и каустика

из фторопласта

Смесь осадков механи-

Зачистка обору-

Термическая

ческой и физико-химиче-

дования произ-

регенерация

ской очистки сточных вод

1

водства хлора и

ртути

0,14

1,5

0,82

производства хлора и ка-

каустика ртутным

устика ртутным методом

методом

37

Окончание таблицы 2.37

Масса образующихся отхо-

дов производства в расчете

Способ утили-

на 1 тонну продукции, кг/т

Класс

Источник образо-

зации, обез-

Наименование

Сред-

опас-

Мини-

Макси-

вания

вреживания,

ности

нее

маль-

маль-

размещения

значе-

ное зна-

ное зна-

ние

чение

чение

Ионообменная смола,

Очистка сточных

отработанная при

вод производ-

очистке сточных вод про-

1

ства хлора и кау-

-

0,01

0,5

0,255

изводства хлора и кау-

стика ртутным

стика ртутным методом

методом

Уголь активированный,

Очистка продук-

загрязненный ртутью при

тов и отходящих

очистке сточных вод про-

1

газов в производ-

-

0,01

0,08

0,045

изводства хлора и кау-

стве хлора и кау-

стика ртутным методом

стика

Отходы термической ре-

Установка терми-

генерации из ртутьсо-

ческой регенера-

держащих отходов про-

1

ции ртути

-

0,12

1,0

0,56

изводства хлора и кау-

стика ртутным методом

2.3.4 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве твердого гидроксида натрия (едкого натра)

Производство твердого гидроксида натрия характеризуется низким уровнем эмис-

сий загрязняющих веществ в окружающую среду, низким сырьевым индексом техноло-

гии и высоким уровнем потреблением тепловой энергии, что связано со спецификой ме-

тода получения твердого едкого натра ― выпариванием водных растворов едкого натра.

2.3.4.1 Потребление сырья, материалов и энергоресурсов в производстве

твердого гидроксида натрия

В качестве основного сырьевого компонента в производстве используется натр

едкий марки РР или марки РД, натр едкий очищенный, или раствор едкого натра, выпус-

каемый по иным техническим условиям (стандартам организации).

Расход основных видов сырья, материалов и энергоресурсов производства твер-

дого гидроксида натрия на 1 т продукта (100% NaOH) приведен ниже в таблице 2.38.

38

Т а б л и ц а 2 . 3 8 ― Расход сырья, материалов, энергоресурсов на производство 1 т

твердого едкого натра (чешуированного или гранулированного) в пересчете на 100%

NaOH

Наименование

Единицы из-

Расход на 1 тонну 100% NaOH

мерения

минимальный

максимальный

Натр едкий очищенный или натр едкий

кг

1001,0

1041,8

марки РР в пересчете на 100% NaОН

Сахар-песок

кг

0,049

0,058

Теплоноситель ― дифенил (динил)

кг

0,18

0,20

Натрий азотистокислый

кг

-

0,066

Селитра калиевая техническая

кг

-

0,061

Водород технический

тм³

0,35278

0,38512

Кислород газообразный технический,

тм³

0,14909

0,16132

95%

Природный газ

тм³

0,1053

0,1242

Пар

Гкал

0,0084

0,30

Холод (июнь - сентябрь)

Гкал

-

8,0

Вода химочищенная или обессоленная

25,7 (90)

71 (91)

м³

(или речная)

Вода оборотная

108,4

150,9

м³

Электроэнергия

тыс. кВт·ч

0,0408

0,0850

Воздух сжатый (осушенный)

нм³

0,0079

8,6

Производство твердого едкого натра характеризуется низким сырьевым индек-

сом, находящимся в пределах 1001,5-1042 кг/т (без учета расхода энергоносителей и

воды).

2.3.4.2 Выход основных и попутных продуктов, энергоресурсов в

производстве твердого гидроксида натрия

Производство твердого едкого натра не связано с образованием каких-либо по-

путных продуктов и энергоресурсов, что обусловлено особенностью технологиче-

ского процесса производства.

2.3.4.3 Характеристика эмиссий в окружающую среду в производстве

твердого гидроксида натрия (едкого натра)

Основные виды эмиссий в окружающую среду от данного производства приве-

дены ниже в таблицах 2.39-2.41.

Основные выбросы загрязняющих веществ ― оксид углерода, метана, гидроксида

натрия ― образуются соответственно на стадии нагрева теплоносителя (при сжигании

природного газа) и на стадии кристаллизации (чешуирования или гранулирования) и

фасовки твердого едкого натра.

39

Т а б л и ц а 2.39 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух в про-

изводстве твердого гидроксида натрия (едкого натра)

Метод

Масса выбросов загрязняющих веществ после

Наименование

очистки, обра-

очистки в расчете на 1 тонну 100% NaOH т про-

Источники вы-

загрязняю-

ботки, повтор-

дукции, кг/т

бросов

щего веще-

ного использо-

минимальное

максимальное

среднее

ства

вания

значение

значение

значение

Стадия

Углерода

-

0,053

0,3

0,16

нагрева

оксид

теплоноси-

Метан

-

0,01

-

-

телей

(в

составе

дымовых

газов)

Стадия

Азота диок-

-

0,03

0,10

0,07

нагрева

сид

теплоноси-

Азота осид

-

0,01

0,02

0,012

телей

(в

составе

дымовых

газов)

Стадия

Натрия

-

0,001

0,12

0,07

крис-

гидроксид,

таллллиза-

NaOH

ции (чешу-

ирования,

гранулиро-

вания)и

стадия фа-

совки про-

дукта

Т а б л и ц а 2.40 ― Сбросы загрязняющих веществ в водный объект от производ-

ства твердого гидроксида натрия (едкого натра)

Источник

Наименование

Направление сбросов

Показатели сбросов загрязняющих

сброса

загрязняю-

веществ в расчете на 1 тонну

щего веще-

100% NaOH, кг/т

ства

минималь-

макси-

сред-

ное значе-

мальное

нее

ние

значение

значе-

ние

Сборник

Сульфат-

В централизованную систему во-

-

1,31

-

сточных

анион (суль-

доотведения и на биологические

вод

фаты)

очистные сооружения или в гид-

Хлорид-анион

-

5,22

-

(хлориды)

ротехническое сооружение

40

Т а б л и ц а 2.41 ― Отходы производства и потребления в производстве твердого

гидроксида натрия (едкого натра)

Масса образующихся отходов

Способ ути-

производства в расчете на

Класс

лизации,

тонну продукции, кг/т

Источник обра-

Наименование

опас-

обезврежи-

сред-

зования

мини-

макси-

ности

вания, раз-

нее

мальное

мальное

мещения

значе-

значение

значение

ние

Отходы производства ос-

1

Процесс разло-

Термиче-

0,9

0,53

новных ор-ганических хи-

жения дифе-

ское сжига-

миических веществ про-

нильной смеси

ние

чих (продукты разложе-

при производ-

ния дифенильной смеси

стве натра ед-

кого

Отходы солевых теплоно-

3

Замена неорга-

-

0,82

0,41

сителей в виде нитрит-

нического тепло-

нитратных смесей

носителя

2.3.5 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве водорода, хлора и гидроксида калия мембранным

методом электролиза

2.3.5.1 Потребление сырьевых материалов при производстве водорода,

хлора и гидроксида калия мембранным методом электролиза

В качестве основного и единственного исходного сырья в производстве использу-

ется твердая соль калия - калий хлористый технический марки А.

В качестве ионообменной смолы на стадии ионообменной очистки раствора хло-

рида калия от ионов кальция и магния используется катионная ионообменная смола.

Выход продуктов по току электролиза составляет не менее 95%.

В результате электролиза раствора хлорида калия получаются:

- электролитическая щелочь едкого кали (католит) с массовой долей КOH 30 %;

- электролитический хлор или хлоргаз, содержащий 98,3% хлора, 1% воды и 0,7%

кислорода;

- электролитический водород, содержащий 73% водорода и 27% воды.

В результате всего хлорщелочного производственного процесса получаются сле-

дующие товарные продукты или продукты, используемые на самом предприятии в смеж-

ных производствах:

- калия гидрат окиси технический];

- электролитический хлор или хлоргаз осушенный;

- жидкий хлор;

- электролитический водород осушенный.

В таблице 2.42 приведен удельный расход сырья, материалов и энергоресурсов

на производство 1 т 100%-ного гидроксида калия мембранным методом электролиза.

41

Т а б л и ц а 2.42 - Расход сырья, материалов и энергоресурсов на производство 1 т

100%-ного гидроксида калия мембранным методом электролиза

Расход на 1 тонну 100% КOH

Единицы изме-

Наименование

рения

минимальный

максимальный

Калий хлористый технический или раствор

кг

1460

1480

KCl в пересчете на 100% KCl

Едкое кали жидкое в пересчете на 100%

кг

15,0

16,0

КOH

Карбонат калия гранулированный в пере-

кг

9,0

10,0

счете на 100%

Карбонат бария в пересчете на 100%

кг

10,3

11,5

Флокулянт (полиакриламид)

кг

0,01

0,017

Перекись водорода 35%

кг

0,3

0,4

Кислота соляная синтетическая в пере-

кг

21,8

25,0

счете на 100% НCl

Вода для растворения хлорида калия (вода

т

4,80

5,84

речная отстоянная)

Альфа-целлюлоза

кг

0,13

0,14

Вода обессоленная

0,8

1,0

м³

Вода оборотная (охлаждающая)

60

67

м³

Электроэнергия постоянного тока

кВт·ч

1550

1650

Электроэнергия переменного тока

кВт·ч

45,2

60

Тепловая энергия в паре

ГДж

2,13

2,56

Воздух технологический

41,8

50,0

м³

Сжатый воздух КИПиА

15,0

16,5

м³

Азот газообразный технический

нм³

5,5

12,5

Производство водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом элек-

тролиза характеризуется низким сырьевым индексом, находящимся в пределах 2315,5-

2532 кг/т (без учета воды, используемой для растворения хлорида калия).

2.3.5.2 Характеристика эмиссий в окружающую среду в производстве

водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом электролиза

Основные виды эмиссий в окружающую среду от данного производства приве-

дены в таблицах 2.43-2.5

Основные выбросы загрязняющих веществ, включая хлор и серную кислоту, об-

разуются на стадии охлаждения, осушки, компримирования или сжижения хлора. Обра-

зующиеся промышленные выбросы подвергаются очистке от хлора с применением аб-

сорбционных санитарных колонн.

42

Т а б л и ц а 2.43 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух в

производстве водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом электролиза

Источники

Наименование

Метод очистки,

Масса сбросов ЗВ после очистки в расчете на

выбросов

загрязняющего

обработки, по-

1 тонну 100 % КOH, кг/т

вещества

вторного ис-

минимальное

максимальное

среднее значе-

пользования

значение

значение

ние

Труба рассеи-

Хлор (произ-

вания, аэраци-

-

0,001

0,01

-

водство хлора)

онный фонарь

Калия гидрок-

Емкости хра-

сид, КOH (про-

нения едкого

-

0,02

0,08

-

изводство ед-

кали

кого кали)

Т а б л и ц а 2.44- Сбросы загрязняющих веществ в водный объект от производства

водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом электролиза

Направление сбросов

Метод очистки

Масса сбросов ЗВ после очистки

Наименование

или повторного

в расчете на 1 тонну 100% КOH,

загрязняющего

использования

кг/т

вещества

мини-

макси-

среднее

мальное

мальное

значе-

значение

значение

ние

Хлорид-анион

В централизованную си-

-

1,0

110

55

(хлориды)

стему водоотведения и на

Сульфат-анион

биологические очистные

–

-

5

2,5

(сульфаты)

сооружения

Т а б л и ц а 2.45- Отходы производства и потребления в производстве водорода,

хлора и гидроксида калия мембранным методом электролиза

Масса образующихся отходов про-

изводства в расчете на 1 тонну

Способ утилиза-

100% КOH, кг/т

Класс

Источник обра-

ции, обезврежи-

Наименование

опас-

зования

вания, размеще-

минималь-

макси-

ности

среднее

ния

ное значе-

мальное

значение

ние

значение

Шламовая сус-

4

Стадия очистки

-

8350

9190

-

пензия (зашла-

раствора хло-

мованная вода)

рида калия

Шлам после

3

Стадия очистки

Нет

0,05

0,9

-

пресс-фильтра

рассола,

фильтр-пресс

Отработанный

5

Песочные

Нет

-

-

-

песок после пе-

фильтры

сочных филь-

рассола

тров

Отработанный

4

Фильтр дехло-

Нет

-

-

-

активированный

рирования

уголь

рассола

43

2.3.6 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве синтетической соляной кислоты

2.3.6.1 Потребление сырьевых материалов при производстве

синтетической соляной кислоты

В качестве двух основных сырьевых материалов в данном производстве исполь-

зуются хлоргаз или осушенный электролитический хлор или испаренный хлор и электро-

литический водород осушенный.

Выход продукта по хлору составляет около 100%.

В результате производственного процесса получается один-единственный про-

дукт: кислота соляная синтетическая.

Производство синтетической соляной кислоты связано с очень низким уровнем

потреблением электроэнергии и тепловой энергии, что обусловлено относительно не-

значительным количеством и низкой энергоемкостью основного технологического обо-

рудования, потребляющего электроэнергию, и значительной экзотермичностью про-

цесса синтеза хлорида водорода из водорода и хлора (184,7 кДж/моль).

В таблице 2.46 приведен удельный расход сырья, материалов и энергоресурсов

на производство 1 т синтетической соляной кислоты в пересчете на 100% HCl.

Т а б л и ц а 2.46- Расход сырья, материалов и энергоресурсов на производство 1 т

синтетической соляной кислоты в пересчете на 100% HCl

Единицы

Расход на 1 тонну 100% HCl

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Водород технический марка А или Б элек-

кг

30,2

46,4

тролитический) в пересчете на 100% H2

(нм³)

(326)

(516)

Хлор электролитический (хлоргаз) или

кг

953,4

977,4

хлор осушенный, или хлор абгазный, или

хлор испаренный в пересчете на 100%

Вода обессоленная или

1,66

2,23

м³

вода речная отстоянная

1,66

5,7

м³

Натр едкий технический или натр едкий

кг

0,6

1,42

очищенный в пересчете на 100% NaOH

Электроэнергия 380 В

МДж

1,37 кВт·ч

13,6 кВт·ч

Тепловая энергия

МДж

0,00018

550

Вода оборотная

МДж

174

4847

Вода оборотная (охлаждающая)

60

150

м³

Воздух технологический сухой

нм³

10,1

35,8

Воздух КИПиА

нм³

1,72

2,7

Азот газообразный

м³

2,3

38,4

Производство соляной кислоты характеризуется низким сырьевым индексом,

находящимся в пределах 1002,7-1023,8 кг на 1 т 100% хлорида водорода (соляной кис-

лоты), что обусловлено простотой химического процесса синтеза хлорида водорода,

практически 100%-ной конверсией исходных реагентов и практически 100%-ным выхо-

дом целевого продукта по хлору.

44

2.3.6.2 Характеристика эмиссий в окружающую среду в производстве

синтетической соляной кислоты

Основные виды эмиссий в окружающую среду от данного производства приве-

дены в таблицах 2.47-2.48.

Основные выбросы загрязняющих веществ, включая хлор и хлористый водород,

образуются на стадиях синтеза и абсорбции хлорида водорода. Образующиеся промыш-

ленные выбросы подвергаются очистке от хлора с применением абсорбционных сани-

тарных колонн.

Отходы в данном производстве не образуются.

Образование сточных вод в данном производстве незначительно и в основном

сводится к образованию хозяйственно-бытовых сточных вод, образующихся при дея-

тельности персонала производства.

Т а б л и ц а 2.47 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух в

производстве синтетической соляной кислоты

Масса выбросов загрязняющих ве-

ществ после очистки в расчете на

Наименование

1 тонну 100% HCl, кг

Источники

Метод очистки, обработки,

загрязняющего

выбросов

повторного использования

минималь-

максималь-

вещества

среднее

ное значе-

ное значе-

значение

ние

ние

Печи син-

Хлор

Абсорбция водой и

0,0001

0,7

0,35

теза хло-

нейтрализация раствором

рида водо-

тиосульфата или гидро-

рода

сульфида натрия

Абсорберы и

Хлористый во-

Абсорбция водой и

0,005

1,7

0,85

санитарные

дород (гидро-

нейтрализация раствором

колонны

хлорид)

щелочи

Т а б л и ц а 2.48- Сбросы загрязняющих веществ в водный объект от производства

синтетической соляной кислоты

Показатели сбросов загрязняющих

веществ в расчете на 1 тонну

Наименование

Метод очистки

100% HCl, кг/т

загрязняющего

Направление сбросов

или повторного

минималь-

макси-

среднее

вещества

использования

ное значе-

мальное

значе-

ние

значение

ние

Хлорид-анион

В централизованную си-

-

-

10,0

-

(хлориды)

стему водоотведения и на

биологические очистные

сооружения

Сбросы в водный объект сточных вод от производства синтетической соляной кислоты отсутствуют.

45

2.3.7 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду

при производстве жидкого хлора из анодного хлоргаза производтва магния-

сырца

2.3.7.1 Потребление сырьевых материалов при производстве жидкого

хлора из анодного хлоргаза производтва магния-сырца

Потребление сырьевых материалов при производстве жидкого хлора из анодно-

го хлоргаза производтва магния-сырца

В качестве основного сырьевого материала в данном производстве используют-

ся анодный хлоргаз.

В результате производственного процесса получается один единственный про-

дукт: жидкий хлор.

В таблице 2.49 приведен удельный расход сырья, материалов и энергоресурсов

на производство 1 т жидкого хлора.

Т а б л и ц а 2.49- Расход основных видов сырья, материалов и энергоресурсов на

производство 1 т жидкого хлора

Единицы

Расход на 1 тонну жидкого хлора

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Анодный хлоргаз (в пересчете на 100%

кг

1000,0

1010

Cl2)

Тетрахлорид титана

кг

3,0

6

Кислота серная

кг

5,5

11

Аммиак

кг

0,7

1,34

Электроэнергия

кВт·ч

319

750

Сжатый воздух

нм³

25

80,5

Артезианская вода

1,5

3,03

м³

Речная вода

1,2

2,4

м³

Оборотная вода

100,0

203

м³

2.3.7.2 Характеристика эмиссий в окружающую среду при производстве

жидкого хлора из анодного хлоргаза производтва магния-сырца

Характеристика эмиссий в окружающую среду в производстве жидкого хлора из

анодного хлоргаза производтва магния-сырца

Основные виды эмиссий в окружающую среду от данного производства приве-

дены в таблице 2.50.

В производстве образуются отходы различных видов загрязненных фильтроваль-

ных тканей, стоки не образуются

46

Т а б л и ц а 2.50- Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух в производстве

жидкого хлора

Масса выбросов загрязняющих ве-

ществ после очистки

Наименование за-

Источники

грязняющего ве-

Единицы измерения

выбросов

минималь-

максималь-

щества

среднее

ное значе-

ное значе-

значение

ние

ние

Основное обору-

Серная кислота

кг на 1 тонну жид-

0,004

0,006

0,005

дование

кого хлора

Аммиак

кг на 1 тонну жид-

0,005

0,007

0,006

кого хлора

Хлор

кг на 1 тонну жид-

0,008

0,010

0,009

кого хлора

Узел разложе-

кг на 1 м³ отрабо-

ния гипохлорит-

Хлор

танных гипохло-

0,0015

0,0017

0,0016

ных пульп

ритных пульп

Раздел 3. Производство гипохлорита натрия

3.1 Общая информация

Гипохлорит натрия (хлорноватистокислый натрий, химическая формула NaClO)

выпускается промышленностью в виде жидкости зеленовато-желтого цвета. Возможно

получение твердого пятиводного кристаллогидрата NaClO∙5H2O.

Гипохлорит натрия имеет широкую область применения, основные из них приве-

дены ниже:

- дезинфекция и обеззараживание воды, обезвреживание стоков;

- отбеливание хлопчатобумажных и льняных тканей;

- безусадочная обработка шерстяных изделий;

- отбелка древесной массы;

- окисление органических соединений;

- производство гидразина;

- в качестве антисептического раствора в медицине.

Способы получения гипохлорита натрия можно разделить на две группы:

- хлорирование каустической и кальцинированной соды;

- электролиз водного раствора хлорида натрия.

На основе водного раствора гипохлорита натрия промышленностью выпускается

средство отбеливающее «Белизна».

Гипохлорит натрия производят периодическим или непрерывным способом. В ос-

нове метода хлорирования каустической соды лежит реакция:

2NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl + H2O.

Хлорирование раствора едкого натра проводят путем барботажа хлора через рас-

твор щелочи в резервуарах или абсорбционных колоннах с насадкой, орошаемой цирку-

лирующим щелочным раствором.

Значительные объемы гипохлорита натрия производятся на месте потребления.

47

Ниже в качестве типичного примера представлено наиболее общее описание тех-

нологического процесса производства гипохлорита натрия, которое никоим образом не

может рассматриваться как единственное описание процесса, соответствующее крите-

риям и показателям НДТ.

3.2 Описание технологических процессов, используемых в

производстве гипохлорита натрия и продуктов на основе

водного раствора гипохлорита натрия

3.2.1 Производство гипохлорита натрия

Промышленный способ получения гипохлорита натрия - хлорирование раствора

едкого натра электролитическим хлором или абгазами. Технологическая схема произ-

водства приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Принципиальная схема производства раствора гипохлорита

натрия

Схема включает циркуляционный насос, холодильник, фильтр испаренного или

электролитичекого хлора, фильтр гипохлорита, отстойник гипохлорита натрия. Раствор

едкого натра (18 масс. % - 22 масс. %), специально приготовленный из концентриро-

ванного едкого натра, принимают в хлоратор, охлаждают рассолом (минус 20 °C) или

48

захоложенной водой в холодильнике циркуляцией по контуру «хлоратор-насос-холо-

дильник» и ведут хлорирование испаренным или электролитичеким хлором при задан-

ной температуре. После хлорирования гипохлорит натрия фильтруют или отстаивают и

отгружают потребителям. Через каждые две операции фильтр гипохлорита натрия про-

мывают водой. Процесс хлорирования регулируется по окислительно-восстановитель-

ному потенциалу.

Описание технологического процесса приведено в таблице 3.1, перечень основ-

ного оборудования приведен в таблице 3.2.

Т а б л и ц а 3.1 - Описание технологического процесса производства гипохлорита

натрия

Входной

Стадия техно-

Выходной поток

Основное технологи-

Природо-

логического

ческое оборудование

охранное

поток

процесса

Основные, по-

Эмиссии

оборудова-

бочные и про-

ние

межуточные

продукты

1

2

3.1

3.2

4

5

Каустическая

Приготовле-

Водный рас-

Гидрок-

Емкости

сода

ние водного

твор едкого

сид

Вода

раствора ед-

натра

натрия

кого натра

Испаренный

Хлорирование

Гипохлорит

Хлор

Хлораторы (абсорб-

или электро-

водного рас-

натрия

ционные колонны),

литический

твора едкого

Отходящие

центробежные

хлор

натра

газы

насосы, холодильник

Гипохлорит

Фильтрация

Гипохлорит

-

Фильтр

натрия

гипохлорита

натрия

натрия

Гипохлорит

Отстой гипо-

Гипохлорит

Хлор

Отстойник

натрия

хлорита

натрия

натрия

Т а б л и ц а 3.2 - Перечень основного оборудования производства гипохлорита натрия

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Центробежный насос

Для подачи 18-22% раствора

Производительность от 20 до 100 м³/ч

едкого натра

Колонна абсорбции

Хлорирование водного рас-

Вертикальный аппарат, вместимость - 6-

(хлоратор)

твора едкого натра

25 м³, рабочая среда - щелочная и/или рас-

твор гипохлорита натрия

Кожухотрубный теплооб-

Охлаждение раствора едкого

Площадь поверхности теплообмена 32-52 м²

менник (холодильник)

натра

Емкостное оборудова-

Прием и хранение едкого

Вместимость в соответствии с объемом про-

ние

натра, хранение товарного ги-

изводства

похлорита

Фильтр гипохлорита

Фильтрация гипохлорита

Фильтрующий элемент - фторопласт

натрия

натрия

Отстойник гипохлорита

Отстой гипохлорита натрия

Габаритные характеристики в соответствии с

натрия

объемом производства

49

3.2.2 Производство средства отбеливающего «Белизна»

Промышленный способ получения средства отбеливающего «Белизна» - подго-

товка и хлорирование водного раствора гидроксида натрия. Технологическая схема про-

изводства приведена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Принципиальная схема производства средства отбеливающего

«Белизна»

Процесс приготовления «Белизны» проводится в хлораторах, оснащенных рубаш-

кой.

Охлаждение хлораторов в процессе хлорирования производится путем подачи в

рубашку грунтовой воды.

Процесс хлорирования ведется до получения необходимых значений концентра-

ции активного хлора и щелочных компонентов. После прекращения подачи хлора «Бе-

лизна» перекачивается через фильтр в промежуточную емкость для отстаивания. После

отстаивания «Белизна» перекачивается в расходные емкости, откуда подается на авто-

мат розлива.

Полиэтиленовые бутылки производятся на автоматической выдувной машине. Да-

лее на печатной машине на бутылки насосятся этикетки, после чего бутылки транспор-

50

тируются на автомат разлива. Разлитые бутылки по транспортеру поставляются на уку-

порочный автомат, после которого закрытые бутылки поступают в термоусадочную упа-

ковочную машину, где формируется транспортная упаковка готового продукта.

Полученный готовый продукт ― отбеливающее средство на основе гипохлорита

натрия «Белизна» ― транспортируется на склад готовой продукции, откуда отгружается

потребителям.

Описание технологического процесса приведено в таблице 3.3, перечень основ-

ного оборудования приведен в таблице 3.4.

Т а б л и ц а 3.3 - Описание технологического процесса производства «Белизны»

Входной

Стадия техно-

Выходной поток

Основное техноло-

Природо-

логического

гическое оборудо-

охранное

поток

Основные, по-

Эмиссии

процесса

вание

оборудова-

бочные и проме-

ние

жуточные про-

дукты

1

2

3.1

3.2

4

5

Гидроксид

Подготовка

Раствор гид-

Гидрок-

Емкости

натрия, умяг-

раствора гид-

роксида натрия

сид

ченная вода

роксида

натрия

натрия

Раствор гид-

Хлорирование

Водный рас-

Хлор

Хлораторы

роксида

твор гипохло-

натрия, Испа-

рита натрия

ренный хлор

Водный рас-

Фильтрация и

«Белизна»

-

Емкости для от-

твор гипохло-

отстаивание

стаивания, насосы

рита натрия

«Белизна»

Розлив, уку-

Готовый про-

-

Розливная ма-

порка и упа-

дукт

шина, укупороч-

ковка

ная машина, пе-

чатная машина

Т а б л и ц а 3.4 - Перечень основного оборудования производства «Белизны»

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Ххлоратор

Хлорирование водного рас-

Эмалированный аппарат с рубашкой охла-

твора едкого натра

ждения, оснащенный перемешивающими

устройствами

Объем ― 10 м³

Выдувная автоматиче-

Изготовление полиэтилено-

Двухстанционная четырехручьевая экструзи-

ская машина «Паркер»

вых бутылок

онно-выдувная машина «Паркер» PK 9°CT4.

Производительность 2000 шт./ч

Печатная машина «КАМ-

Печать этикеток

Сетчато-печатная машина «Камманн 14С».

МАНН»

Производительность 5000 тактов/ч

Автоматическая машина

Розлив готового продукта

Автоматическая машина объемного розлива

объемного розлива

ПОЛАРИС 6Т с шестью дозирующими соп-

лами. Производительность 2000 шт./ч

Укупорочная машина

Укупорка бутылок с готовым

Автоматическая укупорочная машина модели

продуктом

СА. Производительность 2000 шт./ч

51

Окончание таблицы 3.4

Наименование

Существенные характеристики

Назначение оборудования

оборудования

технологического оборудования

Упаковочная машина

Упаковка готового продукта

Автоматическая упаковочная машина 1АУМ-

перед отправкой потребителю

14П. Производительность 400 пакетов/ч

Емкостное оборудова-

Прием и хранение едкого

Вместимость в соответствии с объемом про-

ние

натра, хранение товарного

изводства

продукта

3.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмисии в

окружающую среду при производстве гипохлорита натрия

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве ги-

похлорита натрия приведены в таблице 3.5.

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве «Бе-

лизны» приведены в таблице 3.6.

Т а б л и ц а 3.5 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при

производстве гипохлорита натрия

Расход на 1 тонну продукции

Наименование ресурсов

Единицы измерения

Минимальный

Максимальный

Испаренный хлор, 100%

кг/т

158 (120 *)

190

Сl2

130 **

151**

Едкий натр 100%

кг/т

171

213

Сульфит натрия 100%

кг/т

0,10

0,39

Вода обессоленная

м³/т

0,65

1,61

Вода оборотная

м³/т

0,1

0,1

Вода захоложенная**

м³/т

25

50

Воздух сухой сжатый

м³/т

(или азот компримиро-

9,0

125,5

ванный газообразный

(технический))

Пар

МДж/т

41,8

1743,0

Холод (минус 20 - ми-

МДж/т

162,2 (418,7)

165,8 (420,6)

нус 30 °C)

Электроэнергия

кВт∙ч/т

6,2

109,0

* При использовании хлора абгазного.

** При выпуске продукта по СТО 00203312012-2011, ТУ 6-01-29-93.

Т а б л и ц а 3.6 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при

производстве «Белизны»

Расход на 1 тонну продукции

Наименование

Единицы измерения

ресурсов

Минимальный

Максимальный

Испаренный хлор, 100%

кг/т

-

75,12

Сl2

Едкий натр 100%

кг/т

-

92,23

Вода умягченная

м³/т

-

0,77

Вода грунтовая

м³/т

-

1,1

52

Окончание таблицы 3.6

Наименование

Единицы измерения

Расход на 1 тонну продукции

ресурсов

Электроэнергия

кВт∙ч/т

-

54,1

Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся при производ-

стве гипохлорита натрия, приведена в таблице 3.7.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся при производ-

стве «Белизны», приведена в таблице 3.8.

Т а б л и ц а 3.7 - Выбросы в атмосферу при производстве гипохлорита натрия

Источники

Наименова-

Метод очистки, об-

Масса выбросов загрязняющих веществ

выбросов

ние загрязня-

работки, повторного

после очистки в расчете на 1 тонну про-

ющего веще-

использования

дукции, кг/т

ства

минимальное

максималь-

среднее

значение

ное значе-

значение

ние

Воздушные ли-

Абсорбция рабо-

нии хлоратора,

Хлор

чим раствором ед-

0,000054

0,189

-

отстойника, ем-

кого натра

костей

Производство в

Гидроксид

-

0,0012

0,014115

-

целом

натрия

Т а б л и ц а 3.8 - Выбросы в атмосферу при производстве «Белизны»

Источники

Наименова-

Метод очистки,

Масса выбросов загрязняющих веществ

выбросов

ние загрязня-

обработки, по-

после очистки в расчете на 1 тонну про-

ющего веще-

вторного исполь-

дукции, кг/т

ства

зования

минимальное

максималь-

Среднее

значение

ное значение

значение

Воздушные ли-

нии хлоратора,

Хлор

-

-

0,0062

-

отстойника, ем-

костей

Промышленные сточные воды, содержащие хлорид-анион, направляются на стан-

цию усреднения и нейтрализации и далее передаются в сторонние организации для

обезвреживания (как вариант направляются на дополнительную очистку на биологиче-

ские очистные сооружения).

Ливневые сточные воды сбрасываются в ливневую канализацию.

Уровни сбросов при производстве гипохлорита натрия приведены в таблице 3.9.

Уровни сбросов при производстве «Белизны» приведены в таблице 3.10.

53

Т а б л и ц а 3.9 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве гипохлорита

натрия

Источник сброса

Наименова-

Направ-

Метод очистки или

Показатели сбросов загрязня-

ние загряз-

ление

повторного ис-

ющих веществ в расчете на

няющего

сбросов

пользования

1 тонну гипохлорита натрия,

вещества

кг/т

мини-

макси-

среднее

мальное

маль-

значе-

значение

ное

ние

значе-

ние

Промывные воды

Хлорид-

На станцию усред-

от фильтров после

анион (хло-

нения и нейтрали-

дехлорирования,

риды)

зации и далее пе-

-

-

10,7

-

промывки оборудо-

редаются в сто-

вания, смывы с по-

ронние организа-

лов,

ции

Т а б л и ц а 3.10 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве «Белизны»

Источник

Наименова-

Направле-

Метод очистки или

Показатели сбросов загрязняю-

сброса

ние загрязня-

ние сбро-

повторного ис-

щих веществ в расчете на 1 тонну

ющего веще-

сов

пользования

гипохлорита натрия, кг/т

ства

минималь-

макси-

среднее

ное значе-

мальное

значение

ние

значе-

ние

Грунтовая

Хлорид-

Направляется на

вода, использу-

анион (хло-

очистку на биоло-

-

-

0,93

-

емая в рубаш-

риды)

гические очистные

ках хлораторов

сооружения

Технологических отходов, характерных для производства гипохлорита натрия и

«Белизны» не образуется. Образующиеся в процессе производства гипохлорита натрия

отходы, связанные с осуществлением вспомогательных операций, ― отходы минераль-

ных компрессорных масел, отходы уплотнительных материалов. Отходы минеральных

компрессорных масел передаются сторонней организации на утилизацию. Отходы

уплотнительных материалов поступают на полигон промышленных отходов.

54

Рисунок 4.1 - Принципиальная схема производства раствора гипохлорита кальция

156

содержание      ..     1      2      3      4      ..