Источник: Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів / Збірка доповідей VIІ Міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів. Т.1 — Донецьк, ДонНТУ, ДонНУ — 2009, - С. 81-82.
Задача охраны окружающей среды от вредного влияния выбросов промышленного производства с каждым годом приобретает все большее значение. В связи с этим все чаще возникает необходимость создания так называемого безотходного производства, свободного от выбросов вредных веществ в атмосферу и водоемы. Создание подобного производства возможно как путем рационального использования существующих отходов, так и путем совершенствования технологии с целью сокращения их количества и коренного изменения технологии, предполагающего полное предотвращение образования отходов.
Рациональная утилизация отходов связана, прежде всего, с наиболее полным использованием их ценных свойств или содержащихся в них веществ. Поскольку отходы содержат значительные количества продуктов коксохимического производства, то одним из основных направлений их использования может быть возврат их в технологический процесс – путем добавления в шихту при коксовании.
Для нашего исследования интерес представляли жидкие отходы коксохимического производства: каменноугольные фусы, кислая смолка сульфатного отделения, полимеры. Общее содержание в фусах твердой фазы (веществ, не растворимых в толуоле) составляет 40-50% на безводную массу, остальное представляет собой каменноугольную смолу. Кислая смолка, образуется в сатураторах сульфатного отделения, после отстоя маточного раствора до содержания его в смолке 2,7% имеет кислотность 1,3% и почти не растворяется в воде. Полимеры, получают при регенерации поглотительного масла в бензольных отделениях, они являются высоко ароматизированным продуктом, содержащим небольшие количества инденкумароновых смол и высших фенолов.
Опыт работы промышленных установок и наши лабораторные исследования показывают, что можно избавиться от отходов коксохимического производства путем передачи их в шихту и получить за счет этого добавочное количество кокса, смолы и газов. Однако некоторые отходы, например кубовые остатки цехов ректификации сырого бензола, уже в настоящее время можно использовать более квалифицировано и получить существенную прибыль от их переработки. При ликвидации отходов коксохимического производства путем передачи их в угольную шихту, идущую на коксование они должны быть подготовлены определенным образом и удовлетворять следующим общим требованиям:
а) состав смеси и ее свойства должны быть равномерными и, кроме того, достаточно постоянными и устойчивыми;
б) вязкость смеси должна обеспечивать возможность равномерной подачи в угольную шихту;
в) коксование отходов не должно влиять на сохранность коксовых печей;
г) в отходах должно быть минимальное содержание легкоиспаряющихся при обычной температуре веществ (бензола, тиофена, пиридина, сероуглерода и других) или газов (Н2S, SO2, HCN и других), ухудшающих санитарно-гигиенические условия работы;
д) смесь должна иметь рН=7-8, то есть быть нейтральной;
е) зольность смеси не должна заметно влиять на зольность получаемого кокса;
ж) серусодержащие компоненты должны при коксовании разлагаться с преимущественным выделением серы в газ.
Для проведения исследований были отобраны пробы угля марок „К”, „Г”, „СС”, заводской шихты на Макеевском коксохимическом заводе. Характеристика марок угля приведена в табл. 1. Также были отобраны пробы отходов производства: фусы, кислая смолка сульфатного отделения, полимеры бензольного отделения, отходы нафталинового отстойника. Отходы коксохимического производства использовались в качестве связующего материала при приготовлении брикетов, как индивидуальной марки угля, так и в смеси. Размер фракций угля составлял 0-3 мм. Количество связующего, которое добавлялось к углю составляло 10-15%. Это количество является наиболее целесообразным для брикетирования и было получено опытным путем многими исследователями и нашло подтверждения также в наших опытах. При меньшем количестве брикеты получаются очень непрочными и рассыпаются еще на стадии выдавливании из пресса. Повышенные содержания связующего (более 15%) приводят к залипанию матрицы для прессования и брикеты получаются пересыщенные связующим и также непрочными.
Таблица 1 – Характеристика угля
| Марка угля | Wr | Ad | Sd | Vd | Vdaf |
|---|---|---|---|---|---|
| Шихта | 9,9 | 7,8 | 1,34 | 31,2 | 33,8 |
| Г | 9,9 | 7,5 | 1,45 | 34,4 | 37,2 |
| СС | 12,1 | 6,4 | 0,44 | 24,3 | 25,9 |
| К | 8,2 | 7,9 | 0,75 | 27,1 | 29,5 |
| Условия брикетирования | Прочность брикетов при давлении, ус. дел. | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 300 | 500 | 700 | 700 | 900 | ||
| брикетирование холодной шихты | 248 | 298 | 337 | 310 | 377 | |
| прогрев шихты до 40 °С | 260 | 393 | 445 | 475 | 445 | |
| прогрев шихты с тщательным перемешиванием | 295 | 435 | 470 | 490 | 460 | |