Способы очистки газовых выбросов нефтехимических предприятий

Современные методы очистки газовых выбросов

Большинство газообразных выбросов опасных соединений в атмосферу, образующиеся в результате деятельности промышленных производств, содержат:

• взвешенные частицы (аэрозоли) твердых соединений (пыль различных источников происхождения, дым) и жидкостей (туман);
• газообразные и парообразные вещества (кислоты, галогены и галогенопроизводные вещества, газообразные оксиды, альдегиды, кетоны, спирты, углеводороды, амины, нитросоединения, пары металлов, пиридины, меркаптаны и т.д.).

Сегодня в современной промышленности находят применение всего лишь несколько приемов очищения газов от агрессивных аэрозольных соединений.

Методы очистки газовых выбросов

· Механическая очистка, включающая:

— Гравитационное осаждение. Во время этой процедуры, происходящей в специализированных газоотстойниках, оседание взвешенных частиц происходит под воздействием силы тяжести во время циркуляции загрязненного газа с небольшой скоростью без изменения направления потока. Данный метод газоочистки является подготовительным этапом перед осуществлением дальнейших газоочистительных процедур, эффективен только для достаточно объемных частиц пыли диаметром больше чем 50-100 мкм, при этом степень очистки невысокая — порядка 40-50%.

— Инерционная и центробежная блокировка пыльных частиц также обладают достаточно низкими показателями очистки (20-70%), применяются в комплексе с другими операциями газофильтрации.

— Фильтрация – сравнительно недорогая и популярная операция тонкой газоочистки. Газ прокачивают через разнообразные фильтрующие материалы, такие как: хлопковые и шерстяные ткани, химволокна, стеклонить, керамика, металлокерамика, пористый пластик.

— «Мокрые» способы очищения — промывание газа водой. Данный способ универсален и является часто применяемой процедурой при проведении завершающих газоочистительных операций, используется для очищения газов (преимущественно предназначенных для охлаждения) от пылевых частиц, дыма и тумана различных величин.

· Электростатическое очищение – подразумевает ионизацию и зарядку частиц аэрозоля, когда газ пропускают сквозь электромагнитное поле высокого напряжения, образуемое коронирующими электродами.

· Звуковая и ультразвуковая коагуляция. Пока достаточно дорогие и редко встречающиеся очистительные процессы аэрозольных соединений, происходит увеличение размера аэрозольных частиц, тем самым облегчается их фильтрация традиционными процедурами.

Рассмотрим самые широко применяемые приемы газоочистки от парообразных и газообразных загрязнителей:

Используется в производственной деятельности для выделения из газов: двуокиси серы, сульфида водорода и иных химических соединений серы, оксидов азота, паров кислот диоксида и оксида углерода, фенола, формальдегида, летучих растворителей и т.д.

· Адсорбция твердыми поглотителями – адсорбентами (активный уголь, высушенный гель поликремниевой кислоты, аморфный оксид алюминия, натуральные и искусственные цеолиты).

Представляет собой наиболее перспективный метод газоочистки, который применяется при проведении разноплановых технологических операций, таких как: сортировка парогазовых смесей на составляющие элементы с выделением фракций, осушка газов, санация газовых выбросов. Компания «ЭКСИС» разрабатывает и производит малогабаритные адсорбционные установки осушки газа – наилучший выбор для реализации комплекса мер по глубокой осушке, а также подготовке сжатого воздуха или азота для дальнейшего применения подготовленного газа в необходимом технологическом процессе. Кроме того, в комплект поставки входит зарегистрированный в Государственном Реестре средств измерений измеритель влажности газов гигрометр серии ИВГ-1, номер регистрации 15501-12.

· Каталитическое очищение газов.

Вследствие каталитических химических реакций ядовитые примеси, имеющиеся в газе, обращаются в иные вещества, в основном не представляющие угрозу природе. Впрочем, в отдельных случаях, получаемые соединения устраняют, для этого необходимо дополнительно проводить осушку очищенного газа посредством адсорбционных установок осушки газа и входящих в их комплектацию измерителей микровлажности газов.

В заключение можно отметить, что будущее за безотходными технологиями в промышленном производстве, которые предполагают разработку инновационных комплексов с индивидуальными системами технического и энергетического обеспечения. Производственное предприятие «будущего» не образует сточные воды и твердые отходы, не выбрасывает вредные вещества в атмосферу, не использует воду из природных источников.

Источник

Методы и способы очистки газовых выбросов

Очистка газообразных выбросов: основные принципы.

Выброс загрязняющих веществ часто является результатом технологических процессов, осуществляющихся на производственных и перерабатывающих предприятиях различных отраслей промышленности, таких как газо- и нефтехимия, металлургия и энергетика. Усилия по модернизации предприятий до последних лет были направлены, как правило, на совершенствование технологий и замену оборудования основного производственного цикла. Оборудование же для очистки выбросов, как газовых, так и в виде жидкостей, оставалось без внимания. Если образующиеся в процессе производства газы и жидкости и очищались, например, от аммиака и углекислого газа, то в пределах, обоснованных экономическими, а не санитарными нормами.

С развитием экологических принципов, методов оценки последствий загрязнения окружающей среды и признанием негативного влияния органических и химических загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий, на законодательном уровне были утверждены санитарно-гигиенические нормы их производственной деятельности. Законом зафиксирована необходимость применения стандарта — очистка газовых выбросов в атмосферу. Более того, очистка газовых выбросов, в которых содержатся токсичные вещества — обязательное условие во всех отраслях народного хозяйства.

Основные виды газообразных загрязняющих веществ

Газообразные загрязняющие вещества можно разделить на две основные категории: первичные и вторичные. Основной вред наносят вещества, которые выбрасываются непосредственно в процессе производства или в результате работы технологического оборудования. Типичными примерами первичных газообразных загрязняющих веществ являются содержащиеся в газовых выбросах диоксид серы, оксид азота и диоксид азота, окись углерода и частично окисленные органические соединения образующиеся в результате сжигания углеводородов.

Ко вторичным газообразным загрязняющим веществам относятся:

• газообразные и парофазные соединения, образующиеся в результате реакций между первичными загрязнителями в атмосфере или между основным загрязняющим веществом и природными соединениями в окружающей среде;
• фотохимические окислители, которые образуется в процессе инициированных солнечным светом взаимодействий оксидов азота, органических соединений и углерода.

На каком основании нужно внедрять очистку газовых выбросов?

Очевидно, что охрана атмосферного воздуха — основной приоритет для всех развитых стран мира. Не является исключением и Россия с ее Федеральным законом от 4 мая 1999 г. N 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха», определяющим систему мер, осуществляемых органами государственной власти Российской Федерации, ее субъектов, органами местного самоуправления, юридическими и физическими лицами в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.

Какие методы используют для очистки газовых выбросов?

Существуют различные методы и способы очистки газовых выбросов. При выборе методов очистки газовых выбросов, учитывая не только состав смеси загрязняющих веществ, но и их фазовое состояние, рассматривают физические, химические или биологические методы очистки и различные способы их реализации.

К числу основных способов очистки газовых выбросов в атмосферу относят следующие.

Механическая очистка газовых выбросов. Механическая фильтрация используется везде, где газы содержат твердые частицами. Спектр этих процессов очень широк, и практически нет отрасли промышленности, в которой не было бы необходимости его использовать. Основными источниками твердых частиц, являющихся загрязняющими веществами, служат в основном процессы сжигания топлива (уголь, биомасса, отходы), процессы измельчения, сортировка, дробление, обжиг, выплавка и обработка стали, а также многие другие.

Пыль, выделяемая вместе с газами, наносит вред здоровью и окружающей среде. На практике технология механической очистки часто сочетается с абсорбционными и химическими методами нейтрализации газообразных вредных соединений. Затем в рамках одной установки происходит обезвреживание как пыли, так и газов.

Для очищения применяется ряд физических принципов, которые позволяют отделять твердые частицы от потока запыленных газов. Существует ряд решений – от основанных на простой газовой механике до многоступенчатой очистки с помощью фильтрационных нетканых материалов. Эти варианты часто объединяются в одном устройстве (фильтры с предварительными камерами, циклофильтры).

Следует помнить, что запрещено использовать в качестве устройства для нейтрализации запыленных газов на конкретном участке вытяжные устройства, которые выбрасывают токсичные компоненты в атмосферу. В результате образуются токсические туманы, содержащие опасные или ядовитые вещества.

Абсорбционная очистка газовых выбросов. Абсорбция — это процесс, при котором газообразный компонент переносится из газовой фазы в жидкую. Удаление нежелательных примесей из технологического потока осуществляется путем растворения их в жидкости. Абсорбционное оборудование, используемое для удаления газообразных загрязнений, называется абсорбером или мокрым скруббером. При проектировании установок для поглощения газовых выбросов основное внимание уделяют производительности комплекса.

Установка должна обеспечивать:

• соответствующую объемам выбросов площадь межфазного контакта;
• хорошее смешивание газовой и жидкой фаз;
• достаточное время контакта между фазами;
• высокую степень растворимости загрязняющего вещества в абсорбенте.

Производители оборудования для очистки отработанных газов при проектировании установок должны учитывать химический состав обрабатываемого потока и условия работы комплекса. Растворимость загрязняющего вещества влияет на объем выбросов, который может быть адсорбирован. Это функция зависит от рабочей температуры, и, в меньшей степени, давления системы. При увеличении t˚ системы, количество газа, которое может быть поглощено жидкостью, уменьшается, с увеличением давления — увеличивается. Данные по растворимости анализируются при помощи диаграммы равновесия и принимается соответствующее конкретным условиям технологическое решение.

Химическая очистка газовых выбросов. Химическая реакция, в которую вступают компоненты смеси, нейтрализует вредные вещества. В установке, работающей по этому принципу, реагенты выступают основным звеном по сравнению с процессами конденсации, адсорбции, абсорбции, термическому воздействию. К числу достаточно широко использующихся способов химического метода очистки газовых выбросов относится каталитическая очистка газовых выбросов, которая основана на реакциях в присутствии твердых катализаторов. В результате взаимодействия вредные примеси, содержащиеся в газе, нейтрализуются, переходя в безвредные соединения, которые могут быть направлены в окружающую среду либо утилизированы.

Очистка газообразных промышленных выбросов: эффективное решение.

Только недавно были разработаны и реализованы на практике отвечающие действующим экологическим стандартам способы очистки газовых выбросов в атмосферу. Компания «ЭКОЭНЕРГОТЕХ» специализируется на проектировании и изготовлении оборудования для очистки газовых выбросов в атмосферу. По сравнению с внедрением традиционных промышленных систем и установок для нейтрализации отработавших газов сотрудничество с ООО «ЭКОЭНЕРГОТЕХ» выгодно по таким причинам:

• Индивидуальное решение с учетом особенностей производства;
• Эффективные решения, позволяющее соблюсти все действующие экологические нормы.
• Конкурентная стоимость на установки, спроектированные и созданные непосредственным производителем.

Предприниматель может воспользоваться стандартными рекомендациями или отдать предпочтение высокотехнологичным решениям от квалифицированных, опытных специалистов компании «ЭКОЭНЕРГОТЕХ». Сотрудничество с профессионалами поможет вам реализовать на практике различное по сложности решение.

Предложение профессионалов.

Специалисты компании помогут подобрать оптимально соответствующий существующим условиям работы тип технологии. В расчетах учитываются разновидность подлежащих нейтрализации вредных веществ, количество пыли, температура рабочей среды, требуемый уровень концентрации загрязняющих веществ в поступающем в атмосферный воздух газовом потоке. Независимо от отрасли производства, вы можете быть уверены, что очистка газовых выбросов будет осуществляться с учетом норм экологического законодательства.

Другие статьи

Причины изменения климата

Современное человечество все больше волнует вопрос глобального изменения климата на Земле. Изменение климата по-прежнему является актуальной темой для обсуждения в научной среде и повседневной жизни, важным фактором в экономике и политике, о чем свидетель

Источник

Способы очистки от нефтешлама и снижения выбросов в атмосферный воздух от объектов резервуарных парков нефтеперерабатывающих предприятий

Дата публикации: 31.10.2015 2015-10-31

Статья просмотрена: 2553 раза

Библиографическое описание:

Нор, П. Е. Способы очистки от нефтешлама и снижения выбросов в атмосферный воздух от объектов резервуарных парков нефтеперерабатывающих предприятий / П. Е. Нор, Е. И. Шадрина, О. А. Урюпина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 21 (101). — С. 64-66. — URL: https://moluch.ru/archive/101/22901/ (дата обращения: 20.11.2021).

Бурное развитие нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности приводит к увеличению нагрузок на окружающую среду и является основной причиной экологических проблем. Современные предприятия нефтепереработки и нефтехимии представляют собой сложный комплекс, на котором перерабатывается углеводородное сырье различных видов и производится большое количество товарных нефтепродуктов.

Важно, что значительное загрязнение атмосферного воздуха углеводородами происходит при заполнении, хранении и опорожнении резервуаров с нефтепродуктами [1].

Выбросы углеводородов в атмосферу из резервуаров на предприятиях нефтеперерабатывающего комплекса составляю более 40 % от всех источниках, так как углеводороды из резервуаров попадают в атмосферу через дыхательные клапаны, открытые люки и неплотности в кровле, распределение выбросов углеводородов при нормальной эксплуатации резервуаров составляет 80 % от «больших дыханий» и 20 % от «малых дыханий».

Потери углеводородов происходят, в основном, при испарении из нефти легких углеводородов, являющихся ценным сырьем для нефтеперерабатывающей промышленности и губительными для окружающей среды, вследствие вытеснения паровоздушной смеси из газового пространства резервуаров в атмосферу при [2]:

 заполнения резервуаров товарными нефтепродуктами (потери от «больших дыханий»);

 повышения давления в газовом пространстве в результате суточных температурных колебаний газового пространства и поверхности нефтепродукта и за счет изменения давления атмосферного воздуха (потери от «малых дыханий»);

 дополнительного насыщения газового пространства парами нефтепродуктов после окончания выкачки (потери от «обратного выдоха»);

 вентиляции газового пространства при наличии двух и более отверстий в крыше или корпусе резервуара, расположенных на разных уровнях.

Для успешного решения проблемы сохранения количества и качества нефти и нефтепродуктов в процессе их хранения целесообразно обобщать накопленный на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии опыт по предотвращению и устранению потерь нефтепродуктов в сырьевых, промежуточных и товарных парках, а также учесть отечественные и зарубежные доступные технологии для достижения данной цели.

Уменьшение объема выбросов паров углеводородов в атмосферу может быть достигнуто различными путями: улучшением герметизации емкостей; снижением абсолютных значений температуры газового пространства и хранимых продуктов, а также уменьшением амплитуды их колебаний; уменьшением объема газового пространства в резервуаре; улавливанием паров углеводородов, образующихся в резервуарах.

Практическая реализация этих путей в виде организационно-технических решений может быть выполнено за счет теплоизоляции, окраски, термостатирования резервуаров, снижения объемов газового пространства, герметизацией и водяным орошением.

Сравнительная эффективность (%) снижения выбросов паров углеводородов представлена в таблице 1 [1–2].

Наиболее доступным для повсеместного применения и не требующие переоборудования резервуарных парков является диск — отражатель, который устанавливается под дыхательным клапаном, его диаметр превышает диаметр патрубка дыхательного клапана примерно в 3 раза. При использовании дисков отражателей уменьшается перемешивание ПВС в ГП резервуара, тем самым понижается концентрация паров нефтепродукта в верхней части ГП. Применение дисков — отражателей позволяет снизить потери от испарения нефтепродуктов на 30–40 %.

Применение плавающих крыш или понтонов позволяет сократить объем газового пространства в резервуаре, тем самым уменшить потери нефтепродуктов при испарении от «больших дыханий» на 70–85 % и от «малых дыханий» на 70 %. Повышение эффективности до 99 % плавающей крышей и понтоном может быть достигнуто при применении прочных полимерных материалов и улучшении конструкции уплотняющих затворов. Применение данных устройств имеет низкую стоимость и просты в применении.

При хранении нефтепродуктов с высокой упругостью паров можно осуществлять под избыточным давлением азота, так называемой «азотной подушкой», что позволяет исключить потери от «малых дыханий» и частично от «больших дыханий». Эффективность хранения нефтепродуктов под давлением, как способа снижения потерь нефтепродуктов от испарения составляет до 90 %, при этом стоимость данного мероприятия высокая, поэтому находит ограниченное применение.

Сравнительная эффективность снижения выбросов паров углеводородов

Наименование средств сокращения потерь

Эффективность, %

Плавающие крышки (ПК) и понтоны

Хранение нефтепродуктов под избыточным давлением азота

Сорбционная система улавливания паров нефтепродуктов представляют собой аппарат (например, ректификатор), в котором происходит извлечение паров нефтепродукта из ПВС адсорбентом. Эффективность данного способа составляет 90–96 %.

Компрессионная система сокращения потерь нефтепродуктов основана на улавливании легких фракций с использованием жидкостно-газовых струйных аппаратов (струйно-компрессорных установок). Эффективность данной системы колеблется от 80 до 98 %.

При выборе средств сокращения потерь нефтепродуктов из выше представленных необходимо учитывать физико-химические свойства нефтепродуктов хранимых в резервуарах [1–3].

Таким образом, применение вышеперечисленных средств сокращения потерь нефтепродуктов при испарении из резервуаров позволит сократить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, что в свою очередь приведет к снижению антропогенного воздействия на окружающую среду, а также повысить экономическую эффективность работы нефтехимических и топливно-энергетических комплексов.

Помимо выше названных потерь, происходит и образование отходов нефтешлама в объектах резервуарных парков товарного нефтепродукта. По оценкам экспертов, в Российской Федерации ежегодно теряется более 25 млн. тонн нефти и 12 млн. тонн нефтепродуктов, из которых собирается и перерабатывается менее 10 %. Содержание углеводородов в нефтешламе составляет 60–90 %, соответственно объемы неиспользуемых отходов, подлежащих захоронению, можно снизить до 10 % [2].

В настоящее время, данная проблема стоит особо остро, в связи с действующим законодательством объекты размещения отходов должны быть включены в государственный реестр объектов размещения отходов (ГРОРО). Согласно законодательству захоронение отходов в границах населенных пунктов запрещается. Размещение таких объектов географически привязано к источникам образования отходов, крупным производствам, в результате деятельности которых образуется значительное количество отходов производства и потребления. По сведениям на 2014 год официальных объектов захоронения и хранения нефтесодержащих отходов насчитывается более 60 и 100, соответственно. Кроме полигонов промышленных отходов среди таких объектов встречаются шламонакопители, емкости, шламовые амбары, открытые площадки, подземные резервуары [1–3].

Возможности таких полигонов не безграничны, дальнейшее развитие промышленности требует строительства новых объектов размещения отходов — потенциальных источников загрязнения окружающей среды, а это изъятие дополнительных площадей, не подверженных негативному воздействию.

Ручная очистка резервуаров, к сожалению, остается наиболее распространенным методом, имеющим ряд недостатков. Это, прежде всего, риск для здоровья и безопасности работников, производящих очистку; загрязнение окружающей среды (воздух, почва); а главное, огромные объемы нефтеотходов, требующие дальнейших операций по транспортировке, захоронению или переработке (обезвреживанию). При этом простейший путь, это передача отхода специализированной организации с целью захоронения.

В настоящее время накоплен значительный опыт по утилизации донных нефтяных осадков как отечественного, так и импортного производства.

Среди основных методов можно выделить термические: сжигание нефтепродуктов в печах различных типов с утилизацией выделяющегося тепла и газов; физические: обезвоживание и разделение нефтепродуктов; химические: экстрагирование с помощью растворителей; биологические: разложение с применением углеродокисляющих бактерий в местах хранения (биотермическое разложение).

Практическое применение из числа отечественных разработок, для автоматизированного способа удаления нефтешлама, нашло оборудование компаний «ОРВТ» (Объединенные российские водные технологии), ЗАО «Таурус Груп» (блок разделения нефтешламов — БРНШ), «Чистый мир» (МКО-1000), «Техноспас» и другие. Оснащение мобильных комплексов включает как отечественное, так и импортное оборудование. К недостаткам комплексов перечисленных производителей относится энергозависимость, недостаточно качественное фазное разделение и, самое главное, очистка резервуаров требует дополнительного ручного труда [4].

Следует признать, более совершенным оборудованием в части автоматизации, степени извлечения нефтяной фракции и получения твердой фазы с меньшим содержанием тяжелых углеводородов является мобильный комплекс МегаМАКС компании «КМТ Интернешнл» (США). Наличие роботизированных механизмов в составе комплекса позволяют полностью исключить ручной труд. Сдерживающим фактором приобретения оборудования является высокая стоимость [3–4].

Принимая во внимание преимущества рассматриваемых способов снижения выбросов в атмосферный воздух от объектов резервуарных парков нефтеперерабатывающих предприятий и очистки их от нефтешлама и, как следствие, уменьшение платы за выбросы и захоронение отходов, руководителям нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий стоит обратить внимание на современные научные разработки и преодолеть инерционный подход в организации деятельности по обращению с отходами на предприятии.

1. Александров, А. А., Емельянов В. Ю., Кирпичников В. Н. Улавливание или рекуперация паров нефтепродуктов как один из механизмов повышения качества воздушного бассейна городов — мегаполисов. / А. А. Александров, В. Ю. Емельянов, В. Н. Кирпичников. // ЭКиП. — 2010.– № 8. — С.
2. Сальников, А. В. Потери нефти и нефтепродуктов.: учеб. пособие / А. В. Сальников– Ухта: УГТУ, 2012. — 108с.
3. Каджоян, Ю. С. Комплекс технологий обеспечения экологической безопасности нефтетерминалов./Экология и промышленность России.–2002.–№ 11.–С.41–43.
4. Подвалов Ю. А. Экология нефтегазового производства/ Подвалов Ю. А.// Инфра-Инженерия, 2010, с.291–301.

Источник