Справочник по наилучшим доступным технологиям производство прочих основных неорганических химических веществ
 Скачать 5.21 Mb.
|
|
9.3.1 Текущие уровни эмиссий в окружающую среду и потребления ресурсов в производстве водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза 9.3.1.1 Характеристика используемого сырья, материалов и образующихся продуктов производства В качестве основных видов исходного сырья в производстве используются: - твердая каменная (поваренная) соль (галит) различных месторождений, например привозная каменная соль Соль- 2 2 3 e-ecolog.ru/docs Илецкого месторождения, каменная соль Яр-Бишкадакского месторождения или Камская поваренная соль; - раствор хлорида натрия или так называемый сырой рассол, получаемый методом подземного выщелачивания каменной соли и содержащий 280 - 315 г/дм NaCl, например раствор натрия хлорида (каменной соли), выпускаемый по стандарту организации [51]. Нормируемые технические характеристики раствора хлорида натрия (сырого рассола) по стандарту организации [51] приведены в таблице 9.21. Таблица 9.21 Технические характеристики (показатели качества) раствора хлорида натрия [51] Наименование показателя Значение 1 Внешний вид Бесцветная жидкость с наличием взвешенных частиц, оседающих при отстое. Не допускается наличие органической фазы (нерастворителя) 2 Массовая концентрация хлорида натрия, г/дм , не менее 300 3 Массовая концентрация ионов кальция, г/дм , не более 2 Массовая концентрация ионов магния, г/дм , не более 1,2 Массовая концентрация железа, г/дм , не более 3 Массовая концентрация сульфатов, г/дм , не более 7 Примечание - При температуре воздуха менее 0 °C допускается снижение массовой концентрации хлорида натрия в растворе каменной соли до 278 г/дм . Выход продуктов по току электролиза находится в пределах 95% - 98%. В результате электролиза раствора хлорида натрия получаются полупродукты: - электролитическая щелочь (электрощелока) с массовой долей NaOH в пределах 11% - 13%, или 115 - 140 г/дм; - электролитический хлор или хлоргаз, содержащий хлор - 52,52% (об.); воду - 46,17% (об.), кислород - 0,5% (об.), азот - 0,11% (об.) и водород - 0,11% (об.); - электролитический водород, содержащий 72,83% водорода, 27,17% воды и 0,4% - 0,5% (об.) кислорода. В результате всего хлорщелочного производственного процесса получаются следующие товарные продукты или продукты, используемые на самом предприятии в смежных производствах: - едкий натр технический марки РД (раствор диафрагменный) по [35]; - электролитический хлор или хлоргаз осушенный; - жидкий хлор по [39]; - электролитический водород осушенный. Технические показатели (показатели качества) получаемых товарных продуктов (жидкого хлора и едкого натра) приведены в таблицах 9.22, 9.23. Таблица 9.22 Технические характеристики (показатели качества) жидкого хлора по [39] Наименование показателя Норма Высший сорт ОКП 21 1431 0120 Первый сорт ОКП 21 1431 0130 1 Объемная доля хлора, %, не менее 99,8 99,6 2 Массовая доля воды, %, не более 0,01 0,04 3 Массовая доля треххлористого азота, %, не более 0,002 0,004 4 Массовая доля нелетучего остатка, %, не более 0,015 0,10 Таблица 9.23 Технические показатели натра едкого технического по [35] Наименование показателя Норма для марок ТР РР ТД РД РМ-А РМ-Б РМ-В Высший Первый сорт 3 3 3 3 3 3 3 3 e-ecolog.ru/docs сорт 1 Внешний вид Чешуированная масса белого цвета. Допускается слабая окраска Бесцветная прозрачная жидкость Плавленая масса белого цвета. Допускается слабая окраска Бесцветная или окрашенная прозрачная жидкость. Допускается выкристаллизованный осадок Бесцветная прозрачная жидкость Бесцветная прозрачная жидкость Бесцветная прозрачная жидкость 2 Массовая доля гидроксида натрия, %, не менее 98,5 42,0 94,0 46,0 44,0 48,0 46,0 31,0 3 Массовая доля карбоната натрия, %, не более 0,8 0,5 1,0 0,6 0,8 0,10 0,20 Не нормируется 4 Массовая доля хлорида натрия, %, не более 0,05 0,05 3,5 3,0 3,8 0,024 0,40 Не нормируется 5 Массовая доля железа, %, не более 0,004 (в пересчете на Fe O ) 0,0015 (в пересчете на Fe O ) 0,03 (в пересчете на Fe O ) 0,007 (в пересчете на Fe O ) 0,02 (в пересчете на Fe O ) 0,0015 0,0020 Не нормируется 6 Сумма массовых долей оксидов железа и алюминия, %, не более 0,02 0,02 Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется 7 Массовая доля кремневой кислоты в пересчете на диоксид кремния, %, не более 0,02 0,008 Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется 8 Массовая доля сульфата натрия, %, не более 0,03 0,03 0,4 Не нормируется Не нормируется 0,012 0,012 Не нормируется 9 Сумма массовых долей кальция и магния в пересчете на кальций, %, не более 0,01 0,003 Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется 10 Массовая доля хлората натрия, %, не более 0,01 0,01 0,06 0,25 0,3 0,0020 0,0040 Не нормируется 11 Сумма массовых долей тяжелых металлов, осаждаемых сероводородом, в пересчете на свинец, %, не более 0,01 0,003 Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется 12 Массовая доля ртути, %, не более 0,0005 0,0005 Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется 13 Массовая доля никеля, %, не более Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется Не нормируется 0,00012 0,00012 Не нормируется 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 e-ecolog.ru/docs 9.3.1.2 Потребление сырья, материалов и энергоресурсов в производстве водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза В таблице 9.24 приведен расход сырья, материалов и энергоресурсов на производство 1 т 100%-ного гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза (едкого натра технического марки РД) с учетом одновременного получения (производства) 875 - 890 кг охлажденного, осушенного и компримированного (или жидкого) хлора и 25 - 30 кг (или 270 - 290 нм ) охлажденного и осушенного водорода. Таблица 9.24 Расход сырья, материалов и энергоресурсов на производство 1 т 100%-ного гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза Сырье, материалы, энергоресурсы Наименование Единицы измерения Расход на 1 тонну продукции минимальный максимальный Соль (галит) или раствор 310 г/дм NaCl в пересчете на 100% NaCl кг 1485 1720 Натр едкий технический или электрощелока в пересчете на 100% NaOH кг 0,8 28,9 Сода кальцинированная или карбонизированная электрощелока на 100% кг 15,0 40,0 Полиакриламид в пересчете на сухой кг 0,03 0,05 Кальций хлористый технический кг 21,0 25 Кислота соляная техническая в пересчете на 100% HCl кг 3,8 47,1 Вода обессоленная м 0,8 1,8 Вода для растворения соли (вода речная отстоянная или питьевая) кг 4454 16800 Асбест хризотиловый (хризотил) кг 0,10 0,244 Кислота серная концентрированная или олеум в пересчете на 100% кг 11,0 28,9 Песок перлитовый кг 0 0,15 Никель сернокислый 100% или никель хлорид (II) 6-водный, марка ч кг 0,003 0,0038 кг 0,0007 0,009 Рутений 100% г 0,025 0,03 Иридий 100% г 0,047 0,06 Натрия тиосульфат на 100% кг 0,30 0,60 Натрия сульфит на 100% кг 0,092 0,15 Натрия гидросульфид на 100% кг 0,56 0,62 Вода оборотная или захоложенная м 30 301 20 150 Электроэнергия постоянного тока кВт·ч 2200 2500 Электроэнергия переменного тока кВт·ч 13,3 500 Тепловая энергия в паре ГДж 13,18 187 Воздух осушенный технологический м 44 270 Холод с температурой (9 +/- 2) °C МДж 375 670 Холод с температурой минус (29 +/- 2) °C МДж 25 Азот газообразный технический м 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). 9.3.1.3 Выход основных и попутных продуктов при производстве водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза В таблице 9.25 приведены выходы полупродуктов, основных и попутных продуктов при производстве 1 т едкого натра технического марки РД (в пересчете на 100%) диафрагменным методом электролиза. Таблица 9.25 Выход основных и попутных продуктов при производстве 1 т 100%-ного гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза Продукция, полупродукты, попутные продукты, энергоресурсы Наименование Единицы измерений Выход на 1 тонну 100% NaOH 3 3 3 3 3 3 e-ecolog.ru/docs минимальный максимальный Едкий натр жидкий т 1,00 1,00 Хлор электролитический или хлоргаз осушенный в пересчете на 100% т 0,880 0,913 Водород электролитический (технический) марки A т 0,025 0,031 Кислота серная для регенерации и нейтрализации на 100% H SO кг 11,0 28,85 Рассол обратный 310 г/дм NaCl кг 94 124 Синтетический сырьевой материал МФН т 0,36 0,49 9.3.1.4 Характеристика эмиссий в окружающую среду в производстве водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза Основные виды эмиссий в окружающую среду от данного производства приведены в таблицах 9.26 - 9.29. Таблица 9.26 Выбросы маркерных загрязняющих веществ в атмосферный воздух в производстве водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза Наименование загрязняющего вещества (ЗВ) Единица измерений Масса выбросов ЗВ до очистки в расчете на 1 тонну продукта (100% NaOH) Источники выбросов Метод очистки Масса выбросов ЗВ после очистки в расчете на 1 тонну продукта (100% NaOH) Диапазон Среднее Диапазон Среднее Хлор (производство хлора) кг/т 0,001 - 0,04 0,021 Колонны сушки хлора; хлорный компрессор; стационарные источники Хемосорбция, абсорбция щелочным раствором 0,001 - 0,04 0,0205 Гидроксид натрия (производство едкого натра, каустика) кг/т 0,005 - 0,075 0,04 Электролизер выпарные аппараты; стационарные источники - 0,005 - 0,075 0,04 Серная кислота (производство хлора) кг/т 0,002 - 0,01 0,006 Стадия сушки хлора; установка регенерации серной кислоты - 0,002 - 0,01 0,006 Таблица 9.27 Отходы производства и потребления в производстве водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза Наименование отхода Класс опасности Единица измерения Масса образования отхода в расчете на 1 тонну 100% NaOH Источник образования Метод очистки Масса размещенного отхода в расчете на 1 тонну 100% NaOH Диапазон Среднее Диапазон Среднее Шлам растворения поваренной соли 4 кг/т 10 - 64 Нет данных Приготовление рассола - 10 - 64 - Шлам очистки рассола 4 кг/т 35 - 53 Нет данных Очистка рассола - 35 - 53 - Шлам от зачистки емкостей от поваренной соли 4 кг/т 38,74 38,74 Емкости приготовления рассола - 38,74 38,74 Шлам от зачистки оборудования производства кальцинированной соды кг/т 0,3 Нет данных Зачистка оборудования отделения рассолоочистки - 0,3 0,3 Шлам гипсовый со стадии вывода сульфат-ионов 4 кг/т 28,65 28,65 Очистка обратного рассола от сульфатов - 28,65 28,65 Асбест хризотиловый, загрязненный хлористым 4 кг/т 0,1 - 0,31 Нет данных Замена асбополимерной диафрагмы - 0,1 - 0,31 - 2 4 3 e-ecolog.ru/docs натрием Шлам асбестовый, незагрязненный опасными веществами 4 кг/т 0,1 - 0,2 0,15 Ремонт электролизеров - 0,1 - 0,2 0,15 Отходы асбеста в кусковой форме 4 кг/т 0,085 - 0,1 0,09 Замена асбестовой диафрагмы - 0,085 - 0,1 0,09 Кислота серная отработанная при осушке хлора в производстве хлора 2 кг/т 0,01 - 25 Нет данных Стадия осушки хлора Регенерация (выпаривание) 0 - 25 (на обезвреживание) 12,5 (на обезвреживание) Кольца Рашига, загрязненные сульфат-ионами 5 кг/т 0 - 0,19 Нет данных Стадия охлаждения и осушки - 0 - 0,19 - Отходы зачистки емкостей хранения щелоков в производстве гидроксида натрия 3 кг/т 0,144 - 0,7 0,445 Чистка емкостного парка от электрощелоков и каустика Использование для нейтрализации 0,14 - 0,7 0,445 Отходы антикоррозионной резины при обслуживании оборудования для хранения химических коррозионно- активных продуктов 4 кг/т 0 - 0,051 0,026 Ремонт крышек электролизеров - 0 - 0,051 0,026 Таблица 9.28 Сбросы загрязняющих веществ в водный объект от производства водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза Наименование загрязняющего вещества (ЗВ), показателя Единица измерения Масса сбросов ЗВ до очистки в расчете на 1 тонну продукта Источник сброса ЗВ Направление сброса (в водный объект, ЦСВ, ГТС <*>) Метод очистки или повторного использования Масса сбросов ЗВ после очистки в расчете на 1 тонну продукта Диапазон Среднее Диапазон Среднее Хлор активный кг/т Не более 0,48 0,1 Колонна отпарки хлорной воды В ЦСВ и на БОС или в ГТС Нейтрализация тиосульфатом натрия или NaHS 0 - 9,7·10 Нет данных Хлорид-анион (хлориды) кг/т 2,0 - 250 126 Стадия очистки рассола В ЦСВ и на БОС или в ГТС Использование для получения рассола 2,4 - 250 126 Сульфат-анион (сульфаты) кг/т 0,15 - 115 57,6 Промывка центрифуг и оборудования В ЦСВ и на БОС или в ГТС - 0,15 - 115 57,6 <*> ЦСВ - централизованная система водоотведения; БОС - биологические очистные сооружения; ГТС - гидротехническое сооружение. Таблица 9.29 Прочие факторы воздействия в производстве водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза Наименование фактора воздействия Единицы измерений Уровень воздействия до снижения (постоянный уровень) Источник воздействия Метод снижения воздействия Уровень воздействия после снижения (постоянный уровень) Диапазон Среднее Диапазон Среднее Шум дБА 62 - 96 79 Насосы; фильтр-пресс; центрифуги; компрессоры; электролизеры Применение средств защиты органов слуха 32 - 96 Нет данных - 6 e-ecolog.ru/docs Вибрация дБ 82 - 108 - Насосы; фильтр-пресс; центрифуги компрессоры - 82 - 108 96 Электромагнитное излучение (магнитная индукция ПМП) мТл 14,5 14,5 Электролизеры с диафрагмой - 14,5 14,5 Тепловое воздействие °C 22,6 - 23,7 23,1 Электролизеры; выпарные аппараты; производственное оборудование - 22,6 - 23,7 23,1 Основные выбросы маркерных загрязняющих веществ, включая хлор и серную кислоту, образуются на стадии охлаждения, осушки, компримирования или сжижения хлора. Образующиеся промышленные выбросы подвергаются очистке от хлора с применением абсорбционных санитарных колонн. Технологические показатели производства водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом приведены в приложении А. 9.3.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду и потребления ресурсов в 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 каменной соли и содержащий 280 - 315 г/дм NaCl. В качестве ионообменной смолы на стадии ионообменной очистки раствора хлорида 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 по [35], который находит только ограниченное применение 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 водород - 0,11% (об.); - электролитический водород, содержащий 72,83% водорода и 27,17% воды. В результате всего хлорщелочного производственного процесса получаются следующие товарные продукты или продукты, используемые на самом предприятии в смежных производствах: - едкий натр технический марок РМ-А, РМ-Б или РМ-В (раствор мембранный) по [35] или по иным техническим условиям (стандартам); - электролитический хлор или хлоргаз осушенный; - жидкий хлор по [39]; - электролитический водород осушенный. Технические показатели (показатели качества) получаемых товарных продуктов - жидкого хлора и едкого натра технического марок РМ приведены в таблицах 9.22, 9.23. 9.3.2.1 Расход сырья, материалов и энергоресурсов производства водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза Расход сырья, материалов и энергоресурсов производства водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза на 1 тонну едкого натра марки РМ в перечете на 100% NaOH приведен в таблице 9.30. Таблица 9.30 Расход сырья, материалов и энергоресурсов на производство 1 т раствора едкого натра марки РМ (на 100% NaOH) мембранным методом электролиза Сырье, материалы, энергоресурсы Наименование Единицы измерения Расход на 1 тонну 100% NaOH минимальный максимальный Соль (галит) или рассол хлорида натрия в пересчете на 100% NaCl кг 1485 1860 Натр едкий технический или электрощелока в пересчете на 100% NaOH кг 2,0 2,5 Сода кальцинированная или карбонизированная электрощелока на 100% кг 15,0 33,6 Полиакриламид в пересчете на сухой кг 0,03 0,05 3 e-ecolog.ru/docs Кислота соляная техническая в пересчете на 100% HCl кг 14,2 47,07 Вода для растворения соли (вода речная отстоянная) т 4,454 5,90 Кислота серная концентрированная или олеум в пересчете на 100% кг 0 29 Вода обессоленная м 0,8 1,5 Натрия тиосульфат на 100% кг 0,50 0,60 Вода оборотная м 10 ГДж 10,9 ГДж Электроэнергия постоянного тока кВт·ч 2200 2500 Электроэнергия переменного тока кВт·ч 13,3 15,0 Тепловая энергия в паре МДж/кВт·ч 2198/4,2 2250 Воздух осушенный технологический м 220 270 Холод с температурой (9 +/- 2) °C МДж 15 25 Азот газообразный технический м - - Производство водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза характеризуется низким сырьевым индексом - в пределах 1516 - 1973 кг/т (без учета воды на растворение каменной соли и на выпарку католита). |