Переработка ТПО и БО (стр. 2 из 3)

Кроме того в шлаке могут содержаться MgCl₂ (частично выкипает при t=+1412°С) в следах NaOH; KOH; в следах Ag и AgCl (AgCl кипит при t=+1550°С)(8) и Hg.

Продукты, которые образуются при разложении ОХИТ следующие:

Все возгоняющиеся продукты практически осаждаются на трубах в процессе охлаждения выделяющейся массы газагенератов и возгоняющихся веществ не доходят до барботеров-поглотителей. Таким образом, в тоже время при электротермической обработке всех ранее упомянутых отходов (отходов металло-перерабатывающих производств, несепари-рованных ТБО, ОХИТ, остатков СОЖ и биообъектов) между газообразными продуктами могут происходить следующие процессы:

SO₂ + Cl₂ = SO₂Cl₂..................(XXXIII).......(6)

SO₂Cl₂ + 2H₂O = H₂SO₄ + 2HCl..............(XXXIIIa)..........(6)

нагрев
Cl₂ + H₂O + Q = HCl + HClO...........(XXXIV).......(7)

HCl + aq = HCl. aq + Q.................(XXXIVa)........(7)

CO + Cl₂ = COCl₂.....................(XXXV)..............(6) (7)

Таким образом возможно образование оксохлорида углерода или фосгена. Под воздействием паров воды фосген медленно гидролизуется:

COCl₂ + 2H₂O ---- 2HCl + H₂CO₃.................(XXXVa)........(6) (7)

Самыми нежелательными процессами являются следующие:

1. Образование хлора;
2. Образование хлористого сульфурила;
3. Образование оксохлорида углерода (фосгена).

Как подавить эти процессы? Самое реальное в наших условиях обильное орошение синтез-газа водой или даже барботирование синтез-газа через слой воды в барботерах так, чтобы в максимальной степени протекали процессы поглощения вредных газообразных веществ водой, а именно процессы (XXXIIIa), (XXXIV), (XXXIVa), (XXXVa). Тем не менее, чтобы полностью обезопасить течение процесса и исключить выброс в отходящих газах Cl₂; SO₂Cl₂; COCl₂ следует предусмотреть вторую и третью степень барботирования синтез-газа водой для полного поглощения вредных газов и протекания вышеупомянутых процессов на 100%. Кроме того, предлагается при вышеупомянутой загрузке отходов производить минимальную загрузку ОХИТ, которые являются самыми экологически опасными компонентами - генераторами хлора со всеми вытекающими последствиями в том числе и с возможностью образования галоидированных ДО и ДПВ.

Для разделения разбавленных кислот предлагаются следующие приемы:

После проведения каждой технологической операции производить анализ жидкости из соответствующих емкостей на наличие:

а) серной кислоты, H2SO4 на первых порах качественно введением водного раствора BaCl2 и наблюдением выпадения белого творожистого осадка BaSO4 по реакции: H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄

+2HCl............(XXXVI)

и количественно по наличию сульфат-иона SO₄^--;

б) соляной кислоты HCl сначала качественно введением водного раствора AgNO₃ и выпадением белого осадка AgCl по реакции:

HCl+AgNO₃=AgCl+HNO₃.................(XXXVII)

а затем количественно по наличию хлор иона;

в) угольной кислоты H₂CO₃ качественно введением BaCl₂ или введением Ca(OH)₂ и образованием осадков по реакциям:

BaCl₂+H₂CO₃=BaCO₃

+2HCl..................(XXXVIII)
H₂CO₃+Ca(OH)₂=CaCO3

+H₂O

и количественно по наличию карбоний0иона.

В принципе возможны накладки всех процессов друг на друга. Это конечно может осложнить разделение кислот. Во всяком случае при введении BaCl₂ могут происходить оба процесса (XXXVI) и (XXXVIII), т.е. могут осаждаться BaSO₄ и BaCO₃. Таким образом, применяя одни и те же реагенты можно жидкость из соответствующих емкостей (из поглотителей) подачей водного раствора BaCl₂ перевести в технически слабый водный раствор соляной кислоты HCl.

Итак, рассмотрим один из прогнозируемых вариантов технологии переработки ТП и БО в электротермическом реакторе (ЭТР).

6.2. Прогнозируемая технология переработки ТП и БО в электротермическом реакторе (ЭТР) (один из возможных вариантов)

Для соблюдения правил техники безопасности конструктивно предусматривается наличие предохранительного клапана для возможного сброса максимального давления в I и II камерах ЭТР.

Для переработки ТП и БО в ЭТР, как уже упоминалось используются следующие виды отходов:

1. ТО лечебных и научно-исследовательских организаций и учреждений (включая использованные бинты, тампоны, отходы хирургии и стоматологии и т.п.), т.е. ТО, содержащие остатки различных a-аминокислот:
   где R - CH₃; C₂H₅; CH₂C₆H₅ и т.д. и [С₆H₇O₂(OH)₃]_n
2. Синтетические высоко-, олиго- и низкомолекулярные органические вещества, содержащие хлор или бром (в том числе галоидированные полиолефины), а также природные высокомолекулярные полимеры (в том числе целлюлозосодержащие материалы, подвергнутые в процессе облагораживания отбелке хлорсодержащими компонентами):

1. Отработанные химические источники тока (ОХИТ) - смесь различных неорганических и некоторых органических (C₆H₄(NH₂)₂ и (C₆H₄(NO₂)₂) веществ в том числе хлорсодержащих;
2. Смазочные охлаждающие жидкости (СОЖ) с отходами черных и цветных металлов.

При переработке ОХИТ они загружаются, как уже упоминалось, в минимальных количествах в ЭТР.

Для переработки ТП и БО предусматриваются следующие температурные режимы в камерах ЭТР:

I камера
В нижней зоне t > +1200 - +1600°С
В средней зоне t_max >+1200 - +1400°C
В верхней зоне t_max

+500 - +800°С

II камера
В нижней зоне t > +1200 - +1400°С
В средней зоне t

+1000 - +1200°C
В верхней зоне t +300 - +400°C

Описание технологического процесса

В зависимости от объема электротермического реактора (ЭТР) в него загружаются в соответствующих количествах ТП и БО, производится постепенный разогрев камер и в соответствии с временным технологическим регламентом подается вода. Начинается течение технологического процесса в соответствии с регламентом. По мере протекания технологического процесса в соответствии с одним из прогнозируемых вариантов химико-технологического процесса начинается процесс газовыделения и образования одного из основных продуктов газогенерации - синтез-газа. Одновременно в соответствии с регламентом предусматривается абсорбция вредных и очень токсичных примесей в тарельчатых колоннах со сливными устройствами, изображенных на рис. 14.

Рис. 14. Тарельчатая колонна со сливными устройствами для поглощения вредных газов (в разрезе): 1 - тарелка; 2 - сливное устройство.

По мере абсорбции в тарельчатых колоннах (см. рис. 14 и рис. 15) поз. 1,2,3 (см. рис. 15) образуется смесь слабых минеральных кислот (H₂SO₄; HCl; H₂CO₃), которые в соответствии с регламентом подаются в накопительные сборники поз. 4,5,6. Далее, по мере заполнения накопителей, смесь кислот подается в аппарат поз.7 (рис. 15), куда в

Рис. 15. Технологическая схема работы электротермического реактора ЭТР с установкой по улавливанию токсичных выбросов (один из прогнозируемых вариантов).

соответствии с регламентом периодически подается слабый раствор BaCl₂ и происходит выпадение осадков:

BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄

+2HCl
BaCl₂+H₂CO₃=BaCO3

+2HCl

Аппарат (поз. 7) представляет из себя вертикальный реактор с якорной мешалкой Изготовлен из обычной стали и покрытый изнутри стеклоэмалью.

Таким образом в жидкой фазе остается водный раствор слабой соляной кислоты HCl. В осадок выпадает смешанная соль BaSO₄·BaCO₃. Далее суспензия BaSO4 Ч BaCO3 с остатками HCl направляется на центрифугирование в центрифугу (поз.8), где остатки HCl отделяются от осадка и направляются в емкость (поз.7) или прямо в специальную емкость сборник HCl (поз.11). Смесь солей после промывки водой и дробления пневмотранспортом направляются в емкость (поз.9), где производится нагрев этой смешанной соли. При этом сульфат бария BaSO₄ плавится при t=+1580°С, а витерит разлагается:

BaCO₃ + Q

BaO+CO2

Далее смесь BaSO₄·BaO охлаждается и после дробления направляется в емкость (поз.10). Емкость (поз.10) представляет из себя вертикальный аппарат с якорной мешалкой. Туда же подается вода для растворения ВаО и образования баритовой воды:

BaO+H₂O=Ba(OH)₂+Q............(7)

Баритовая вода остающаяся в растворе после перемешивания по регламенту идет в сборник, как товарный продукт. Сульфат бария BaSO₄ в виде водной суспензии направляется на фугование (на рис. 15 не указано) и на сушку. При получении BaSO₄ для медицинских целей продукт направляется сначала на перемывку, затем на фугование и уже потом на сушку.