ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРУ
ТЕХНОЛОГИЯ «КАТАЛИТИЧЕСКОГО ДОЖИГА» ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ВЫБРОСОВ
А.В. Сальников, ОАО «Уфимский нефтеперерабатывающий завод»
А.Г. Тарарыкин, С.Ю. Кузнецова, канд. техн. наук
ОАО «Редкинский катализаторный завод»
Основные принципы очистки газовых выбросов от вредных веществ на ката-
литических установках с использованием катализаторов Редкинского катализа-
торного завода (РКЗ) были подробно рассмотрены в №1/2005.
Ниже вниманию читателей предлагается описание применения каталитичес-
кой технологии очистки выбросов от токсичных веществ на Уфимском нефтеперерабатывающем заводе.
На Уфимском НПЗ осуществляется производство дифенилолпропана (ДФП), представляющего собой полупродукт для производства эпоксидных и фенольных смол, антиоксидантов, гербицидов и одновременно являющегося сильным ядом, поражающим в первую очередь дыхательную систему. Газовые выбросы производства ДФП содержат ряд его изомеров и фенол, которые являются еще большими ядами. Поэтому проблема обезвреживания выбросов на предприятии стоит очень остро.
Общее содержание ДФП и его изомеров в воздухе, направляемом на очистку после аппаратов гранулирования, достигает 300 мг/м3. Выбрасываемый же в атмосферу воздух должен быть очищен до уровня ПДК 5 мг/м3 .
Обезвреживание газового выброса производится по технологии каталитического окисления — «дожига» органических веществ в воздушном потоке на слое катализатора, что может быть описано следующей реакцией:
Каталитическая очистка воздуха, поступающего с башен гранулирования ДФП, осуществляется на установке, принципиальная схема которой приведена на рисунке. Воздушный поток, содержащий пыль и пары ДФП, его изомеров, фенолов, перед каталитическим реактором разделяется на три части и подогревается до температуры 190°С. Нагрев ведется паром 30 атм в кожухотрубных теплообменниках диаметром 0,75 и высотой 3 м. Расчетная площадь теплообменников — 83,5 м2.
После подогревателей воздух подается в реактор каталитической очистки, кото-
рый представляет собой аппарат диаметром 4,2 м и высотой 5,1 м. Общий расход газа через реактор — 50 тыс. м3/ч. Подача газа производится в верхнюю часть реактора тремя потоками, направленными по нормали к окружности. Такая подача обеспечивает качественное смешение газа перед слоем катализатора. Катализатор расположен на полке в центральной части аппарата. Высота слоя — 500 мм. Общий вес загрузки — 4 т. Под катализатором находится слой
камня — голышника, служащего для придания системе инерционности к колебанию параметров процесса, прежде всего температуры.
Температура слоя катализатора составляет 200°С и ее колебания не превышают ±2 С.
В реакторе предусмотрена подпитка газового потока атмосферным воздухом. Продуктами каталитического дожига (окисления) являются пары воды и углекислый газ. Содержание СО не превышает ПДК. Контроль полноты очистки ведется в цеховой лаборатории по анализу проб
выбрасываемого воздуха. Главными особенностями работы установки являются следующие:
- обезвреживаемые ДФП и его изомеры находятся в воздухе не в газообразном виде, а в виде пыли и частично капель;
- процесс проводится при относительно невысоких температурах (200°С), что обеспечивает его невысокую энергоемкость;
- значительные объемы воздуха, поступающего на очистку, требуют высокой активности катализатора в сочетании с его прочностью и износостойкостью.
Для обеспечения стабильного и производительного процесса очистки был выбран катализатор марки ШПК-05 производства РКЗ, который производится на основе специального шарикового носителя из активной окиси алюминия и представляет собой гранулы сферической формы диаметром 4 мм с нанесенным слоем активного компонента — палладия. Содержание драгоценного металла (Рd) — 0,5%.
Насыпная плотность катализатора — 0,8 кг/дм3. Производительность, или «активность», катализатора связана не только с наличием в его составе палладия, но и с высокой удельной поверхностью, равной 120–140 м2/г. При этом катализатор сохраняет пре-
красные механические свойства: износос-тойкость — не менее 95% и прочность — не
менее 50 кг/см2. Благодаря этим эксплуатационным качествам он обеспечивает стабильную работу установки очистки в течение не менее 2 лет.
Приведенный пример конкретного применения каталитической очистки выбросов от токсичных органических веществ на Уфимском НПЗ не уникален. Технология «каталитического дожига» является достаточно универсальной для решения экологических задач многих предприятий,
имеющих схожие загрязнения. Она прошла многолетнюю проверку практикой и может быть использована на самых различных предприятиях для очистки от разнообразных органических веществ.
