Газовые и жидкие выбросы в производстве фосфорных удобрений

• выбросы в атмосферу;
• сточные воды;
• опасные материалы;
• отходы;
• шум.

производству фосфорных удобрений сопровождается выбросами в атмосферу, связанными со сжиганием газа или дизельного топлива в турбинах, котлах, компрессорах, насосах и других системах для выработки энергии или тепла. Производство фосфорных удобрений требует больших затрат энергии, получаемой обычно за счет сжигания органического топлива с выделением значительных объемов парниковых газов (ПГ). Технология производства нитрофосфата требует использования CO2.

две разные технологии:
• на установках по производству удобрений чаще всего используется влажная технология, при которой фосфоритовые руды выщелачиваются кислотой (например, серной, азотной или соляной). Трифосфат кальция, содержащийся в фосфоритовой руде, реагирует с концентрированной серной кислотой с образованием фосфорной кислоты и сульфата кальция (нерастворимая соль);
• термический процесс, при котором элементарный фосфор производится из фосфоритовой руды, кокса и кремнезема в электрической печи сопротивления, а затем окисляется и гидратируется с образованием кислоты. Кислота, вырабатываемая при этом процессе, отличается высокой чистотой, но и высокой ценой, поэтому она производится в небольших количествах, в основном для получения промышленных фосфатов.

(HF) и четырехфтористый кремний (SiF4), которые выделяются при выщелачивании фосфоритовых руд, обычно содержащих 2–4% фтора. Выбросы, связанные с термическим процессом производства фосфорной кислоты, обычно содержат фосфат, фторид, пыль, кадмий (Cd), свинец (Pb), цинк (Zn) и радионуклиды (Po-210 и Pb-210). Выбросы пыли, содержащие нерастворимые в воде фториды, могут происходить в процессе разгрузки, хранения, перемещения и измельчения фосфоритовых руд, которые транспортируются на участки хранения и измельчения ленточными транспортерами или грузовиками.

CaO/P2O5 и физическим свойствам) с целью сведения к минимуму количества кислоты, необходимой для реализации влажной технологии, уменьшения выбросов в окружающую среду и расширения возможностей повторного использования фосфогипса; • выбор оптимального размера сит и дробилок (например, валковых или цепных дробилок); • использование закрытых ленточных транспортеров и хранение в помещениях; • обеспечение надлежащего обслуживания (например, регулярная уборка/чистка поверхностей установки и территории); • улавливание пыли, образующейся при дроблении фосфоритовых руд, с использованием правильно эксплуатируемых и обслуживаемых тканевых и керамических фильтров и/или циклонов; • обработка газообразных выбросов фторидов с помощью систем очистки газа (например, скрубберов с разбрызгивающим устройством, фильтрующих слоев, установок с перекрестными потоками и циклонных башенных скрубберов). Фтор извлекается в виде кремнефтористоводородной кислоты, из которой фильтрацией удаляется кремнезем. Разбавленный раствор кремнефтористоводородной кислоты (H2SiF6) можно использовать в качестве смачивающей жидкости в скруббере. Извлечение H2SiF6 открывает дополнительные возможности для уменьшения выбросов фторидов.

К рекомендованным мерам по предотвращению и контролю выбросов относятся следующие:

фосфоритовых руд, а также при гранулировании и дроблении суперфосфата. Кроме того, подкисление, гранулирование и сушка могут сопровождаться выбросами газообразной фтористоводородной кислоты (HF), тетрафторида кремния (SiF4) и хлоридов. Во время сушки и нейтрализации удобрений на основе нитрата аммония могут образовываться аммиак (NH3) и оксиды азота (NOx). Кроме того, при реакции фосфоритовой руды с кислотой выделяются ограниченные количества органических веществ (в том числе меркаптанов), присутствующих в фосфоритовых рудах и способных вызвать запах.

Технологические выбросы при производстве фосфорного удобрения суперфосфата

меры:
• использование прямого гранулирования может снизить уровень неконтролируемых выбросов по сравнению с выбросами при отверждении за счет непрямого гранулирования. При использовании непрямого гранулирования участок отверждения должен располагаться в помещении, систему вентиляции которого следует соединить с системой влажной очистки или с участком гранулирования;
• использование холодильных систем для охлаждения продукта снижает потребность в воздушном потоке (например, по сравнению с вращающимися барабанами или охладителями с псевдоожиженным слоем);
• необходимо рассмотреть возможность использования тканевых фильтров или высокоэффективных циклонов и/или тканевых фильтров вместо системы влажной очистки воздуха, выходящего из участков нейтрализации, гранулирования, сушки и формирования оболочки для продукта, а также из охладителей и воздуховыпускных отверстий оборудования, с целью избежать формирования дополнительных стоков. Профильтрованный воздух необходимо повторно использовать для разбавления воздуха в системе сжигания топлива в сушильном агрегате;
• выбросы из системы гранулирования следует свести к минимуму за счет применения уравнительных бункеров в системе измерения распределения продукта по размерам для контроля рециркуляции при гранулировании.

атмосферу при производстве АФК из смеси кислот содержат аммиак из реакторов для аммонирования; оксиды азота (NOX), в основном NO и NO2 с какой-либо азотной кислотой, из участка выщелачивания фосфоритовых руд азотной кислотой; фториды, образующиеся в процессе реакций с фосфоритовой рудой; аэрозольные выбросы, содержащие нитрат аммония (NH4NO3), фторид аммония (NH4F) и хлорид аммония (NH4Cl), формирующиеся при реакции нейтрализации в газовой фазе между аммиаком и кислотными компонентами, а также за счет отгонки из кипящей реакционной смеси; и, наконец, пыль удобрения, образующуюся в сушильных и охлаждающих барабанах и возникающую из других источников (например, сит, дробилок и конвейеров).

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВЫБРОСЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ

рассмотренным выше выбросам при их производстве из смеси кислот, однако они содержат также аэрозольные выбросы (например, из сушильного агрегата и гранулятора) хлорида аммония (NH4Cl), формирующиеся в ходе реакции аммиака с хлористым водородом (HCl) при добавлении хлорида калия (KCl) к порошкообразному материалу. Другие значительные выбросы в атмосферу содержат аммиак, образующийся при нейтрализации нитрофосфорной кислоты. Выбросы аммиака могут также образовываться в секции преобразования тетрагидрата нитрата кальция (ТГНК, эмпирическая формула: Ca(NO3)2×4H2O), в секции выпаривания нитрата аммония (НА, эмпирическая формула: NH4NO3) и в секциях гранулирования или приллирования. Аэрозоли нитрата аммония могут также формироваться на различных этапах производства, а выбросы хлористого водорода (HCl) могут присутствовать в газах, выходящих из барабанных грануляторов, циклонов и скрубберных систем.

руды за счет управления температурой в реакторе6, оптимизации соотношения порода/кислота и добавления раствора мочевины; • обработка газов, выходящих из реактора выщелачивания, в скруббере с разбрызгивающим устройством для извлечения NOX и соединений фтора. Величину pH можно регулировать добавлением аммиака; • уменьшение выбросов NOx и запахов за счет выбора богатых фосфоритовых руд с низким содержанием органических веществ и солей железа; • контроль выбросов частиц, аналогичный рассмотренному для производства фосфорной кислоты;

К рекомендованным мерам по предотвращению и контролю выбросов в атмосферу относятся следующие:

продукта включают: - влажную очистку газов, выходящих из гранулятора и сушильного агрегата, в скрубберах Вентури с циркулирующим раствором фосфата или сульфофосфата аммония; - выпуск газов после влажной очистки через циклонные колонны с орошением кислым раствором; - использование высокоэффективных циклонов для удаления частиц из осушенных газов перед очисткой в скрубберах; - возврат воздуха, выходящего из охлаждающих устройств, для использования в качестве вторичного воздуха в сушильном агрегате после удаления пыли; - обработку выбросов, содержащих аммиак, в скрубберах с кислыми растворами; • выбросы фтора следует контролировать с использованием скрубберных систем, как описано в отношении производства фосфорной кислоты;

фильтрации ТГНК необходимо уменьшать с помощью соответствующих средств (например, многоступенчатого скруббинга, преобразования в цианиды); • аммиак из газов, выходящих из установок нитрофосфорной нейтрализации, следует удалять в противоточных скрубберах с регулированием pH для обеспечения максимальной эффективности (pH 3–4) и с использованием смеси HNO3 и/или H2SO4; • выбросы аммиака из секций гранулирования/сушки следует обрабатывать в скрубберах кислыми растворами; • сведение к минимуму контактов между отходами, содержащими NOX и NH3, для предотвращения образования аэрозолей в процессе производства АФК с использованием нитрофосфатной технологии; • уменьшение аэрозольных выбросов за счет установки циклонов и скрубберов; • уменьшение фторидных выбросов за счет рециркуляции теплого воздуха.

фланцев, уплотнений, разомкнутых линий, уплотнений в резервуарах с плавающей крышкой и насосах, систем транспортировки газа, уплотнений в компрессорах, предохранительных клапанах, резервуарах или открытых емкостях, а также при загрузке и разгрузке продуктов. К рекомендованным мерам по уменьшению образования неконтролируемых выбросов относятся: • выбор подходящих клапанов, фланцев и арматуры при проектировании, эксплуатации и обслуживании; • выполнение программ мониторинга, обслуживания и ремонта, особенно для сальников штоков клапанов и гнезд предохранительных клапанов, с целью уменьшения или исключения аварийных выбросов; • установка устройств для обнаружения утечек и постоянного мониторинга во всех опасных зонах; • следует избегать использования вентиляционных труб без дефлектора на крышках резервуаров, используя вместо них перепускные клапаны. Все хранилища и станции разгрузки должны оборудоваться устройствами удаления пара. В системах обработки пара могут использоваться различные методы, например адсорбция углем, охлаждение, сбор для повторного использования и сжигание.

Неконтролируемые выбросы