Исследования получения кальцинированной соды из отходов производства в Таджикистане
Маматов Эргаш Джумаевич,
кандидат технических наук, докторант, заведующий лабораторией комплексной переработки минерального сырья и промышленных отходов Института химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан,
Собиров Фаридун Дустмуродович,
аспирант Таджикского национального университета.
Ежегодно во всем мире и в Таджикистане образуется миллион тонн твердых, пастообразных, жидких, газообразных отходов, которые поступают в атмосферу, нанося тем самым непоправимый вред как живой так и неживой природе. Как известно, отходы являются источниками загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе и возникают как неизбежный результат потребительского отношения и непозволительно низкого коэффициента использование ресурсов.
Весомую роль в загрязнение окружающей среды Таджикистана играют отходы промышленных предприятий. Дальнейшее ухудшение состояния атмосферы может привести к далеко идущим отрицательным последствиям для человека. Поэтому задача охраны окружающей среды от загрязнения и переработка этих отходов с получением новых продуктов становится важнейшей проблемой современной науки [1-4].
Ежегодно для обеспечения бытовых промышленных нужд республики из стран ближнего и дальнего зарубежья по дорогой цене привозится более 100 тыс. тонн кальцинированной соды, так как в республике отсутствует цеха по производству данного продукта. Сотни тонн этого продукта используется в Таджикской алюминиевой компании.
В республике имеются крупные предприятия, которые в результате технологический прессов в воздух выбрасывают большое количество парникового газа – CO2 (предприятия «Таджиккимиё» 100 Гг, «Таджиказот» 70 Гг, «Талко» 20 тыс тонн и др.)
Как известно кальцинированная сода – один из важнейших продуктов неорганического синтеза, она широко используется в разных отраслях промышленности.
Целью нашего исследования является разработка технологии получения кальцинированной соды из промышленных выбросов газов (СО2).
Технологическая разработка и реализация данного способа производства кальцинированной соды имеет большое преимущество при использовании промышленных отходов:
- утилизация промышленных вредных выбросов CO2 и их использование для получения кальцинированной соды;
- обеспечение бытовой и промышленной потребности в республике в кальцинированной соде;
- улучшение экологической обстановки путем снижения газовых и жидких выбросов в промышленности;
- создание новых рабочих мест.
Для решения поставленной задачи исследованы газовые выбросы нескольких промышленных предприятий в течение 10 лет (таблица 1). Объектом исследования были крупнейшие производственные объединения, такие как ГУП «Таджикская Алюминиевая Компания», ОАО «Таджикцемент», ОАО «Таджикхимпром», ГУП «Нефтегаз и уголь».
Таблица 1.
Выбросы газа СО2 в окружающую среду в процессе деятельности в промышленных предприятиях Республики Таджикистан.
|
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
ГУП «Таджикская Алюминиевая Компания» |
17184,0 |
17683,0 |
18572,7 |
18834,4 |
18020,9 |
15038,5 |
18080,4 |
ОАО «Таджикхимпром» |
0,670 |
0,670 |
0,670 |
0,100 |
0,111 |
0,123 |
0,132 |
ОАО «Таджикцемент» |
286,3 |
601,43 |
675,86 |
842,25 |
583,97 |
480,52 |
836,70 |
ГУП «Нефтегаз и уголь» |
1,235 |
1,486 |
0,899 |
0,929 |
0,976 |
0,958 |
1,101 |
Поставленная задача решается путем анализа статистических и аналитических данных, обобщена литературным и патентным материалом, проведением теоретических лабораторных исследований и промышленных экспериментов и внедрением экспериментов в производстве.
Полученные нами в процессе исследования данные установки приборов для определения выбросов парниковых газов в предприятиях республики дают возможность переработки СО2 с целью получения кальцинированной соды.
Результат исследования выбрасываемых газов в предприятиях республики приведен в таблице 2.
Таблица 2.
Объем выброса газов в окружающую среду в процессе деятельности промышленных предприятиях Республики Таджикистан.
|
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
2010 |
ГУП «Таджикская Алюминиевая Компания» |
|
|
|
|
|
|
|
СО (оксид углерода (II)) |
17184,0 |
17683,0 |
18572,7 |
18834,4 |
18020,9 |
15038,5 |
18080,4 |
СО2 (оксид углерода (IV)) |
|
|
|
|
|
|
|
СН4 (метан) |
|
|
|
|
|
|
|
N2O (закись азота) |
|
|
|
|
|
|
|
NO2 (оксиды азота) |
229,6 |
212,1 |
189,1 |
196,9 |
222,9 |
178,8 |
176,8 |
PFC(перфторуглероды) |
142,5 |
167,2 |
235,9 |
230,9 |
260,5 |
205,9 |
215,5 |
SО2(диоксид серы) |
730,2 |
692,7 |
464,2 |
443,7 |
683,3 |
639,5 |
610,9 |
ОАО «Таджикхимпром» |
|
|
|
|
|
|
|
СО (оксид углерода (II)) |
169,9 |
509,4 |
478,6 |
296,4 |
269,8 |
0,644 |
1,779 |
СО2 (оксид углерода (IV)) |
0,670 |
0,670 |
0,670 |
0,100 |
0,111 |
0,123 |
0,132 |
СН4 (метан) |
3,603 |
0,106 |
0,106 |
0,100 |
2,229 |
0,559 |
0,425 |
N2O (закись азота) |
10,43 |
9,023 |
9,080 |
7,536 |
0,017 |
0,017 |
0,014 |
NO2 (оксиды азота) |
0,274 |
0,356 |
0,216 |
0,187 |
0,325 |
1,157 |
0,191 |
PFC(перфторуглероды) |
|
|
|
|
|
|
|
SО2(диоксид серы) |
113,4 |
110,4 |
112,7 |
80,517 |
2,515 |
1,451 |
0,405 |
ОАО «Таджикцемент» |
|
|
|
|
|
|
|
СО (оксид углерода (II)) |
|
|
|
|
|
|
|
СО2 (оксид углерода (IV)) |
286,3 |
601,43 |
675,86 |
842,25 |
583,97 |
480,52 |
836,70 |
СН4 (метан) |
|
|
|
|
|
|
|
N2O (закись азота) |
|
|
|
|
|
|
|
NO2 (оксиды азота) |
92,08 |
100,23 |
112,64 |
140,37 |
97,329 |
80,52 |
139,44 |
PFC(перфторуглероды) |
|
|
|
|
|
|
|
SО2(диоксид серы) |
53,69 |
73,67 |
73,66 |
86,65 |
51,80 |
54,31 |
72,79 |
ГУП «Нефтегаз и уголь» |
|
|
|
|
|
|
|
СО (оксид углерода (II)) |
|
|
|
|
|
|
|
СО2 (оксид углерода (IV)) |
1,235 |
1,486 |
0,899 |
0,929 |
0,976 |
0,958 |
1,101 |
СН4 (метан) |
1,261 |
1,516 |
915,6 |
948,8 |
995,5 |
978,5 |
1,124 |
N2O (закись азота) |
6,569 |
7,887 |
4,767 |
4,941 |
5,193 |
5,096 |
5,852 |
NO2 (оксиды азота) |
|
|
|
|
|
|
|
PFC(перфторуглероды) |
|
|
|
|
|
|
|
SО2(диоксид серы) |
68,761 |
65,162 |
50,034 |
51,702 |
54,277 |
55,331 |
61,328 |
В мировой практике соду получают из поваренной соли аммиачным способом [5]. Очищенный концентрированный раствор обрабатывают аммиаком, затем полученный рассол подвергают карбонизации газом, содержащим оксидом углерода (IV). При этом образуется суспензия кристаллов бикарбоната натрия в растворе хлорида аммония. Далее идет технология получения кальцинированной соды:
2NaCl+2CO2+2NH3+2H2O=2NaCO3+NH4Cl
На лабораторном условии нами был изучен химический состав жидких, твердых и газообразных отходов производства и проведены опыты по получению кальцинированной соды из отходов производства. Большое количество электрошлаков, которые в дальнейшем не находят своего применения в производстве, выбрасывается в шламонакопители, которые можно использовать для получения кальцинированной соды, соединяя с оксидом углерода (IV). В результате можно получить соду для нужд различной отрасли промышленности по следующей реакции:
2NaOH+CO2=Na2 CO3+ H2O
При внедрении промышленного способа получения кальцинированной соды можно утилизировать до 61% суммарных выбросов, таких как парниковые газы, (как от технологического, так и от энергетического процесса) жидкие (как электрошлаки) и т.д.
Создание производства соды по данному способу имеет следующие преимущества:
- очень простая и почти безотходная технология;
- экологически безопасная на всех стадиях производства;
- позволяет эффективно использовать образующиеся побочные продукты в других отраслях промышленности.
1. Ягодин Г., Раков Э. Г., Третьякова Л. Г. Химия и химическая технология в решении глобальных проблем. М.: Химия. 1988 г. 45-50 стр.
2. Ягодин Г., Третьякова Л. Г. Химическая технология и охрана окружающей среды. М.: Знание. 1984г. 64 стр.
3. Пересмотренные руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов. Рабочая книга. МГЭИК. 1996 г. 280 стр.
4. Паславская А. П., Шеляхин И. В. Современное производства извести: Обзор. Информ. Киев. 1990г. стр 5-10.
5. Зайцев И.Д., Ткач Г.А., Стоев Н.Д. Производство соды. М.: Химия, 1986. 312 с.
Поступила в редакцию 20.05.2013 г.