Утилизация отходов производства каустической соды

ВВЕДЕНИЕ

Согласно современным требованиям природопользования, выполнение любой хозяйственной деятельности не должно приводить к необратимым нарушениям природной среды.

Производства каустической соды в связи с использованием ртутного метода долгое время являлось одним из наиболее агрессивным отраслям химической промышленности, оказывающих воздействие на окружающую среду. В наше время ртутный метод постепенно уходит из употребления и уступает место более прогрессивной мембранной технологии, основанной на применении мембран из перфторированных полимеров. Несмотря на это утилизация отходов производства каустической соды остается сложной проблемой для всех химических предприятий

В связи с этим целью курсового проекта является проектирование схемы утилизации отходов производства каустической соды, применение которой будет наиболее рациональным с точки зрения охраны окружающей среды.

Для достижения данной цели поставлены следующие задачи:

-изучение существующих способов утилизации отходов производства каустической соды;

- разработка технологической схемы утилизации отходов производства каустической соды;

- подбор основного оборудования для проектируемой установки с расчетом основных параметров.

1 ПРОИЗВОДСТВО КАУСТИЧЕСКОЙ СОДЫ

Каустическая сода применяется в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, медицинской, пищевой промышленности, цветной металлургии, текстильной промышленности, в производстве вискозного шелка и отбеливании тканей, в анилинокрасочной промышленности, в мыловарении, в производстве алюминия и металлического натрия, растворимого стекла, щелочных аккумуляторов, в процессах водоподготовки и других областях народного хозяйства.

В химической промышленности сода каустическая используется для производства органических красителей, синтетического фенола, глицерина, инсектицидов, различных химикатов и полупродуктов, лекарственных средств, пластмасс и др., для очистки нефти, нефтепродуктов и минеральных масел. В черной металлургии применяется для удаления серы из стали, в целлюлозно-бумажной - для обработки целлюлозы, бумажной массы.

Существуют три основных способа получения гидроксида натрия или каустической соды:

- химический (известковый ), основанный на реакции карбоната

натрия с известью:

Na₂ CO₃ + Ca(OH)₂ = NaOH + CaCO₃ ↓

- химический (ферритный), в основе которого лежат реакции образования и гидролиза феррита натрия:

Na₂ CO₃ + Fe₂ O₃ = 2 NaFeO₂ + CO₂ ,

NaFeO₂ + 2 H₂ O = Fe(OH)₃ ↓ + NaOH

- электрохимический, основанный на электролизе растворов хлорида натрия и реализуемый в двух вариантах – электролиз с диафрагмой и электролиз с ртутным катодом. По первому варианту электролизу подвергают смесь NaOH и NaCl при соотношении 1 : 1, и в катодном пространстве получают щелочь и водород, а в анодном – кислоту и хлор. На одну тонну целевого продукта NaOH образуются и побочные - 0,89 т газообразного хлора и 312 м³ водорода. Второй вариант позволяет получить щелочь очень высокой чистоты, исключает образование водорода на катоде, но использование ртути сулит ему недолгую перспективу. Тем не менее относительная простота, возможность получить вместо раствора щелочи металлический натрий, да и рекуперация ртути (хотя и недостаточно полная), удешевляющая процесс, сделали этот метод основным в производстве каустической соды:

2 NaCl + 2 Hg → электролиз → Cl₂ + 2 NaHg.

Когда количество натрия, растворяющегося в ртути достигает определенного предела, на катоде начинается выделение водорода. Это служит сигналом к остановке процесса, жидкую амальгаму сливают и направляют на растворение, при котором происходят образование щелочи, водорода и регенерация ртути:

2 NaHg + 2 H₂ O = 2 NaOH + H₂ ↑ + Hg↓

2 УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА КАУСТИЧЕСКОЙ СОДЫ

2.1 Утилизация отходов производства каустической соды, не содержащие ртуть

Из анализа стадий производства соды следует, что наряду с целевым продуктом в нем образуются твердые и жидкие отходы. К твердым относятся осадки регенерации аммиака и очистки рассола, а также пережог и другие отходы обжига известняка. Жидкие отходы составляет так называемая дистиллерная жидкость (ДЖ) — остаточный раствор, точнее суспензия, стадии регенерации аммиака, содержащая СаС1₂ и NaCl в примерном соотношении 2:1.

Выход твердых отходов содового производства (ТОС) равен 200-250 кг, а дистиллерной жидкости 9-10 м /т соды. Их общий мировой объем превышает 300 млн м/г. Утилизация отходов незначительна, и они отправляются в обширные шламонакопители, получившие образное название «белых морей». В России накоплено более 40 млн т ТОС, их количество ежегодно увеличивается на 1 млн т. В частности, на предприятии «Сода» (г. Стерлитамак, Башкортостан), основном производителе каустической соды, шламонакопители занимают 500 га земли в пойме р. Белая и аккумулируют более 20 млн т отходов. На нем же ежегодно образуется около 17 млн м ДЖ. Твердые и жидкие отходы содержат карбонат кальция, гидроксид магния, хлориды кальция, натрия и магния.

Химический состав ТОС, %: 1,8 SiO₂ ; 1,9 Al_2<

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать