Разработка сорбентов для очистки отходящих газов промышленных производств от соединений фтора

• Автор: Сазанова, Татьяна Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Адсорбционные методы улавливания фтористого водорода и
ЧЕТЫРЕХФТОРИСТОГО КРЕМНИЯ ИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГАЗОВ
1.1.1 Улавливание фтористого водорода на известняке
1.1.2 Улавливание фтористого водорода на активированном оксиде алюминия
1.1.3 Улавливание фтористого водорода на фторидах металлов
1.2 Основные технологические стадии приготовления поглотителей
1.2.1 Механохимические процессы на стадии измельчения исходного сырья
1.2.2 Особенности экструзионного формования
1.3 Выводы и постановка задачи йсследовашя
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Сырье и реактивы. Методики приготовления образцов
2.2 Приборы и методы исследований
2.3 Математическая обработка экспериментальных данных
3. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ И МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ СЫРЬЕВЫХ КОМПОНЕНТОВ
3.1 МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ СОЕДИНЕНИЙ КАЛЬЦИЯ
3.1.1 Механохимическая активация карбоната кальция
3.1.2 Механохимическая активация гидроксида кальция
3.1.3 Механохимическая активация смеси карбоната и гидроксида кальция
3.2 МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ ГИДРАРГИЛЛИТА В ПРИСУТСТВИИ НЕБОЛЬШИХ
КОЛИЧЕСТВ СОЕДИНЕНИЙ КАЛЬЦИЯ
3.3 МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ СОВМЕСТНОЙ АКТИВАЦИИ
ГИДРАРГИЛЛИТА И СОЕДИНЕНИЙ КАЛЬЦИЯ

3.3.1 Механохимическая активация алюмокальциевых систем в различных типах мельниц
3.3.2 Механохимическая активация гидраргиллита и технической извести
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И СВОЙСТВА АЛЮМОКАЛЬЦИЕВОГО СОРБЕНТА
4.1 Экструзионное формование и свойства сорбента на основе гидроксида и
КАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ
4.2 Экструзионное формование и свойства алюмокальциевого сорбента
4.3 Оптимизация состава сорбента и промышленные испытания
4.4 Основы механохимической технологии производства поглотителей для ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ газов промышленных производств от соединений фтора
Совместное измельчение и активация исходного сырья
Приготовление формовочной массы
Экструзионное формование
Сушка гранул поглотителя
Гидротермальная обработка
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Одной из наиболее перспективных отраслей химической промышленности является производство фосфорной кислоты, а также некоторых полифосфорных кислот, в частности, суперфосфорной кислоты. Это объясняется широким применением фосфорной кислоты и ее производных для получения удобрений, кормов, полимеров, извлечения урана из руд, умягчения воды, производства моющих средств, фармацевтических препаратов, хлебопекарных и пищевых продуктов, продуктов органического синтеза, пестицидов, заменителе дрожжей в биохимической промышленности и многих других [1].
В настоящее время при производстве фосфорных удобрений, фтористого водорода, фтора, фосфорной кислоты и других фтористых соединений выделяются большие количества различных фторсодержащих газов, загрязняющих окружающую среду. Еще 20-25 лет назад при сравнительно небольших фтористых выбросах была возможность снизить содержание фтора в отходящих газах до необходимого уровня при помощи любых устройств для промывки газа. Объем фтористых выбросов современного предприятия по производству фосфорных удобрений может достигать 1 млн. м3/год и более [2]. В связи с тем, что с каждым годом расширяется область применения фосфорных удобрений, и возрастают масштабы производства, количество, выделяющихся в газовую фазу фтористого водорода, четырехфтористого кремния, элементарного фтора и других фторсодержащих соединений в газообразном виде, или в виде аэрозолей, или пыли ежегодно возрастает. Необходимость их улавливания диктуется как экономическими соображениями, в частности, острым дефицитом фтора и его соединений, так и весьма вредным их воздействием на окружающую живую природу.
На данном этапе развития в промышленности существует достаточно много методов для улавливания фторсодержащих соединений. Исследования, направленные на глубокое извлечение фтора из газовой фазы путем водной абсорбции, в большинстве случаев не дали положительных результатов. Объясняется это, во-первых, довольно значительной

наблюдается снижение эффективной вязкости [112]. Дальнейшее уменьшение размера частиц приводит к снижению пластичности и увеличению вязкости, вследствие увеличения числа контактов в единице объема между частицами и упрочнению связей. Таким образом, зная зависимость реологических характеристик от размера частиц, можно с определенной точностью предсказывать их свойства.
1.3 Выводы и постановка задачи исследования
В последнее время все более ужесточаются требования по содержанию вредных примесей в отходящих газах, в частности соединений фтора, остро стоит вопрос тонкой санитарной очистки этих газов. Кроме того, фтор является ценным веществом, поэтому задача его улавливания и утилизации входит в программу комплексного использования сырья и создания безотходных технологий. Таким образом, улавливание фторсодержащих соединений является не только основной задачей для получения экологически чистого продукта, но и обеспечивает возможность вторичного использования их в технологических процессах.
Следует отметить, что вопросы тонкой очистки фторсодержащих газов остаются в значительной степени не решенными. Исследования, направленные на глубокое извлечение фтора из газовой фазы путем водной абсорбции в большинстве случаев не дали положительных результатов. Это объясняется, во-первых, тем, что равновесная концентрация фтора в газовой фазе над раствором 1-2% кремнефтористоводородной кислоты довольно значительна (12-15 кг/м3 при 50°С) [6]. Во-вторых, часть фтористых соединений присутствует в виде аэрозоля, улавливание которого не подчиняется закономерностям обычной абсорбции.
Наиболее эффективно очистку можно проводить на твердых сорбентах, которые способны образовывать химические соединения с вредными примесями, что обеспечивает высокую степень очистки. Также преимуществом этого метода является исключение водных сбросов. Наиболее дешевым, доступным и достаточно активным сырьем для приготовления