На многих промышленных предприятиях в результате проведения технологического процесса происходит выброс в атмосферу большого количества вредных веществ. Чаще всего эти выбросы содержат монооксид и диоксид азота, монооксид углерода (угарный газ), органические вещества, которые делятся на:
• летучие органические соединения;
• стиролы, альдегиды, кетоны;
• растворители - спирты, эфиры и т.д.
Наиболее эффективные способы очистки газовых выбросов в атмосферу от вредных веществ основаны на использовании каталитических технологий, в которых процесс очистки ведется на катализаторах.
Целью бакалаврской работы является модернизация стадии дожига отходящих формальдегидсодержащих газов производства карбамидоформальдегидного концентрата (КФК) на предприятии ПАО «Тольяттиазот».
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
1. Рассмотреть существующие способы очистки отходящих газов производства от содержащихся в нем органических примесей;
2. Изучить процесс каталитического дожига отходящих газов, в том числе применяемые каталитические системы;
3. Проанализировать существующую технологию очистки формальдегидсодержащих газов производства КФК-85. Предложить возможности модернизации процесса.
4. Произвести технологические расчеты для подтверждения эффективности предлагаемого метода модернизации.
Основными выводами и результатами проделанной работы являются:
1. Исследован процесс каталитического обезвреживания отходящих газов производства КФК-85 ПАО «Тольяттиазот»: рассмотрены основные методы очистки газов от ЛОС и окиси углерода; физико-химические основы процесса каталитической очистки газов, а также применяемые катализаторы;
2. Приведено описание технологической схемы узла нейтрализации отходящих газов на производстве КФК-85 ПАО «Тольяттиазот». Выяснено, что в качестве катализатора процесса дожига используется платиносодержащий состав ppt-47 зарубежной фирмы «Perstorp»;
3. С целью модернизации стадии дожига в работе предложено использование в качестве катализатора процесса каталитическую систему, представляющую собой активный компонент (серебро), нанесенный на мезопористый силикагель, предварительно смоченный в соли церия и осушенный. Данный катализатор позволяет проводить окисление при более низких температурах процесса по сравнению с платиновым, при этом сохраняя высокие показатели конверсии сырья и селективности реакций;
4. Произведены расчеты материального и теплового балансов процесса для существующей и проектируемой установок;
5. В результате теплового расчета проектируемой установки получено значение температуры выходящего из реактора газа. Данный показатель позволяет исключить их технологической схемы парогенератор и направлять очищенный газ в теплообменник, установленный перед реактором дожига и предназначенный для нагрева исходного абгаза;
6. В результате расчета теплового баланса проектируемой установки получено, что использование электронагревателя в процессе очистки газа от ЛОС и окиси углерода не целесообразно. Использование тепла от электронагревателя возможно только в случае пуска установки для каталитического слоя на требуемый температурный режим.
Таким образом, предлагаемое в работе решение позволяет осуществлять высокоселективную очистку отходящих с производства КФК- 85 газов в условиях низких по сравнению с применением платинового катализатора температур. При этом снижаются затраты на дорогостоящий платиновый катализатор.
Организация технологии дожига предлагаемым методом позволяет снизить металлоемкость процесса, а также затраты на ремонт и обслуживание парогенератора, расположенного согласно существующей технологической схеме после реактора дожига.
Помимо этого, решение, описываемое в работе, позволяет значительно снизить нагрузку на электронагреватель, установленный внутри реактора дожига.
