CC BY
6УДК 661.257-952 Ярмаков Р.Р., Агарков П.В.
Ярмаков Р.Р.
магистрант. Направление подготовки: Автоматизация технологических процессов и производств. Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования
Технический университет УГМК (г. Верхняя Пышма, Россия)
Агарков П.В.
магистрант. Направление подготовки: Автоматизация технологических процессов и производств. Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования
Технический университет УГМК (г. Верхняя Пышма, Россия)
ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ ЦЕХА СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ООО «ММСК» С ИЗМЕНЕНИЕМ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ГАЗА С ОДИНАРНОГО КОНТАКТИРОВАНИЯ НА СХЕМУ ДК/ДА
Аннотация: в данной статье рассматривается определение технической возможности перевода существующего сернокислотного производства на схему ДК/ДА с обеспечением переработки отходящих газов медеплавильного производства с более высокой концентрацией SO2 до 13,0 % об. на входе в цех серной кислоты при объеме перерабатываемых газов 150 тыс. нм3/ч.
Перевод сернокислотного производства на схему ДК/ДА позволит увеличить степень утилизации SO2 и выпуск товарной продукции (серной кислоты), а также снизить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
Ключевые слова: серная кислота, плавильный агрегат, техническое перевооружение, одинарное контактирование, экология, товарная продукция, схема ДК/ДА.
Сырьем для производства серной кислоты являются отходящие газы шахтных печей, плавильного агрегата «Победа» и конвертеров.
На сегодняшний день цех серной кислоты (ЦСК) ООО «ММСК», предназначенный для производства серной кислоты из отходящих газов медеплавильного цеха по классической схеме (схеме одинарного контактирования), представлен следующими технологическими системами:
— технологическая система №1 производительностью по объему перерабатываемого газа 50 000 нм3/час, техническое перевооружение проведено в 2011-2017 гг.
— технологическая система №2 производительностью по объему перерабатываемого газа 100 000 нм3/час, строительство 2004 - 2008 г.
Существующие мощности цеха серной кислоты ограничивают производительность металлургических агрегатов. Кроме того, в соответствии с требованиями Федерального Закона № 195-ФЗ от 26.07.19 г. «О проведении эксперимента по квотированию выбросов загрязняющих веществ и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в части снижения загрязнения атмосферного воздуха», для ООО «ММСК» установлены квоты выбросов загрязняющих веществ с учетом достижения целевых показателей Указа Президента РФ № 204 от 07.05.2018 г. (снижение совокупного объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух не менее, чем на 20%).
В случае превышения установленных квот выбросов загрязняющих веществ, возникают следующие риски:
- фиксация САКВ превышений SO2 на источниках выбросов с передачей результатов измерений в режиме онлайн в контрольно-надзорные органы,
- возникновения необходимости разработки и выполнения Программы повышения экологической эффективности с перечнем мероприятий по очистке выбросов с целью достижения установленных квот, которая потребует
дополнительного объема капитальных вложений с ограниченным сроком реализации,
- предъявление предприятию ущерба за вред, причиненный атмосферному воздуху, сверхлимитных платежей за осуществление выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, штрафных санкций.
В сложившихся условиях предлагается техническое перевооружение цеха серной кислоты с изменением схемы переработки металлургического газа с одинарного контактирования на схему ДК/ДА. Реализация предлагаемых мероприятий позволит перерабатывать металлургические газы с высокой концентрацией диоксида серы, тем самым исключив необходимость их разубоживания с увеличением объема.
Стратегической целью проекта технического перевооружения является исключение превышения установленных квот выбросов загрязняющих веществ и возникающих вследствие этого рисков за счет утилизации всего объема серы, поступающей с исходным медьсодержащим сырьем, без ограничения производства.
Для перевода существующих технологических систем с одинарного контактирования на процесс ДК/ДА и минимизации конструктивных изменений были приняты решения:
- поскольку объемы и составы металлургических газов, направляемых в промывные отделения технологических систем № 1 и № 2, соответствуют регламентным значениям, изменения технологии и аппаратурного оформления отделений очистки газа не требуется, промывные отделения указанных технологических систем работают в регламентных режимах,
- на каждом контактном узле существующие теплообменники после второго слоя катализатора демонтируются, вместо них устанавливаются по два новых теплообменника для охлаждения газа, поступающего на промежуточную абсорбцию и нагрева газа, поступающего после промежуточной абсорбции на
вторую ступень конверсии. Технические характеристики новых теплообменников определяются расчетами,
- существующие циклы моногидратных абсорберов используются в качестве первой (промежуточной) абсорбции
- для конечной абсорбции строятся новые циклы конечных абсорберов
- на входном газоходе в сушильную башню оборудуется подсос атмосферного воздуха и перед компрессорным отделением организовывается подсос после конечных моногидратных абсорберов,
- для первоначального разогрева контактных аппаратов после капитального ремонта, а также для разогрева после ППР и для поддержания температурного режима в случае снижения содержания диоксида серы в исходных металлургических газах, дополнительно устанавливается новый пусковой подогреватель в составе топки, тягодутьевого механизма и теплообменника,
- разбавление моногидрата в циклах конечных абсорберов производится кислотой сушильных циклов, при этом образующий избыточный моногидрат направляется в циклы промежуточных абсорберов.
Выводы:
1. Включение г. Медногорска в список 12 городов по указу Президента РФ № 204 от 07.05.2018 г. и оборудование основных источников выбросов системами автоматического контроля (САКВ) с передачей результатов в режиме онлайн в Росприроднадзор, МПР с 2028г. приводит к необходимости увеличения эффективности утилизации технологических газов.
2. Постоянное ужесточение требований к качеству серной кислоты приводит к ограничению сбыта товарной продукции и, как следствие, к дополнительным затратам на ее утилизацию. Реализация схемы утилизации технологических газов на схему ДК/ДА с заменой мокрых электрофильтров позволит производить серную кислоту 1 сорта (и/или улучшенную).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Амелин А.Г., Производство серной кислоты, Изд. «Химия», 1971;
2. Амелин А. Г., Технология серной кислоты, 2 изд., М., 1983;
3. Справочник сернокислотчика под редакцией К.М. Малина, Изд. «Химия», 1971;
4. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А., Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, «Госхимиздат», 1961;
5. Москвичев Ю.А. Теоретические основы химической технологии, М., 2005;
6. Васильев Б. Т., Отвагина М. И., Технология серной кислоты, М., 1985;
7. Основные процессы и аппараты химической технологии/ под ред. Ю.И. Дытнерского, М., 1991
Yarmakov R.R., Agarkov P. V.
Yarmakov R.R.
Technical University of Ural Mining and Metallurgical Company (Verkhnyaya Pyshma, Russia)
Agarkov P.V.
Technical University of Ural Mining and Metallurgical Company (Verkhnyaya Pyshma, Russia)
TECHNICAL RE-EQUIPMENT OF SULFURIC ACID WORKSHOP OF MMSK LLC WITH CHANGE IN SCHEME OF PROCESSING METALLURGICAL GAS FROM SINGLE CONTACTING TO DC/DA SCHEME
Abstract: this article discusses the definition of the technical feasibility of transferring the existing sulfuric acid production to the DC scheme/YES, with the provision of processing of waste gases of copper smelting production with a higher concentration of SO2 up to 13.0 % vol. at the entrance to the sulfuric acid workshop with a volume of processed gases of 150 thousand nm3/h.
The transfer of sulfuric acid production to the DC/DA scheme will increase the degree of SO2 utilization and the production of marketable products (sulfuric acid), as well as reduce emissions of pollutants into the atmosphere.
Keywords: sulfuric acid, melting unit, technical re-equipment, single contacting, ecology, commercial products.
