Защита окружающей среды в производстве порохов и твердых ракетных топ

4.2. УЛОВ ПАРОВ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ

В производстве ПП и СФП в технологическом процессе в качестве вспомогательных материалов используются органические растворители, которые в дальнейшем удаляются в виде паровоздушной смеси. С целью защиты окружающей среды и исключения потерь ценных компонентов предус­ мотрены установки по улову растворителей. На производстве ПП паровоздушная смесь отсасы­ вается на ряде операций (обезвоживания, плас­ тификации, прессования, резки, провяливания, разымки) и подается на рекуперацию растворителя. Для улавливания растворителей — спиртоэфирной смеси применяются рекуперационные установки, работа которых основана на способе адсорбции. В качестве адсорбентов используются активирован­ ные угли марок АР-Б или АР-В.

Описание технологических схем, основных техни­ ческих характеристик оборудования и режимов работы углеадсорбционных рекуперационных уста­ новок для улова растворителей на производстве ПП приведено в [22]. Основными элементами рекупе­ рационных установок являются: адсорберы, вен­ тиляторы, калориферы, фильтры, огнепреградители, конденсатор, сепаратор, резервуары, газоходы, капсюлирующие устройства (рис. 4.17).

Рис. 4.17. Технологическая схема углеадсорбционной установки с двухфазным циклом:

ВП — пар, ПВС — паровоздушная смесь, КП — конденсат пара, ТС —тройная смесь, ХВ — холодная вода, ВО — отработанный воздух, ПР —пары растворителя и водяной пар, 1 — вентиляторы,

приямок для очищенного воздуха, 14 — гидравлический затвор

Средняя массовая концентрация паров раст­ ворителей в воздухе, отсасываемом с различных фаз производства, изменяется в пределах от 2 до 11 г/м3. Содержание растворителей в воздухе после рекуперационной установки составляет 0,2 — 0,3 г/м3.

Внедренные на производстве ПП установки обеспечивают степень очистки отходящего воздуха от спиртоэфирной смеси на уровне 90—95 % с возвратом ценных растворителей в производство для повторного использования.

Обезвреживание газовых выбросов от органических соединений

На некоторых фазах производства порохов, а также на конверсионных производствах продукции гражданского назначения (например, лакокра­ сочных материалов, линолеума, столовой клеенки, декоративно-отделочных материалов и др.) при­ меняются различные легколетучие растворители. Поэтому отходящие газы на указанных производст­ вах содержат примеси органических соединений (углеводородов и др.). Так, при нанесении рисунка на полимерную основу в аппаратах типа "Коломбо" в качестве активных растворителей применяются этилацетат и циклогексанон, пары которых при сушке материала попадают в воздух. Концентрация растворителей в отходящем воздухе колеблется и может достигать 3,0 г/м3.

Г.А. Солодовым с сотрудниками совместно с институтом катализа Сибирского отделения РАН разработан экономичный способ нестационарного каталитического обезвреживания углеводородов в воздухе, позволяющий обеспечить очистку газовых смесей с низким и переменным во времени со­

тепло, охлаждается до температуры входящего газа. В слое формируется фронт реакции, перемещаю­ щийся в направлении фильтрации реакционной сме­ си. Для удержания тепловой волны в пределах слоя катализатора, при приближении фронта реакции к границе слоя, производится переключение потока газа на противоположное. При таком способе управления процессом часть тепла, выделяющегося в ходе реакции, накапливается в центральной части слоя, что позволяет создать высокую температуру.

Контроль положения тепловой волны осуществ­ ляется с помощью термопар, расположенных в слое катализатора. При достижении заданных темпера­ тур на термопарах производится автоматическое пе­ реключение клапанов подачи очищенного воздуха.

Большая тепловая емкость контактного аппарата позволяет делать длительные (до 10 часов) перерывы в работе с последующим пуском без использования подогревателя для нагрева атмосферного воздуха.

Для разложения органических соединений до уг­ лекислого газа и воды могут быть использованы ка­ тализаторы на основе оксидов хрома, меди, алюми­ ния. Для обезвреживания смеси этилацетата и цик­ логексанона в отходящих газах использовался алю- миниево-медно-хромовый катализатор (ИКТ-12/8).

Технические характеристики установки обезвреживания

Аналогичные установки могут использоваться для очистки газов от эфиров, спиртов, различных растворителей и разбавителей.

4.3. РАЗБАВЛЕНИЕ ПАРОВ НИТРОГЛИЦЕРИНА

Одними из специфических компонентов, выделя­ ющихся на производстве НГ и нитроглицериновых порохов, являются пары нитроглицерина.

НГ — токсичное вещество, на организм человека оказывает избирательное воздействие. При остром отравлении НГ вызывает продолжительную голов­ ную боль, тошноту. Опасно проникновение НГ внутрь организма (одна капля вызывает сильную го­ ловную боль, две капли — потерю сознания, а затем сильный озноб).

Количество выделяемых паров НГ небольшое, от­ рицательное влияние их на окружающую среду за пределами производственной площадки практически отсутствует. Однако, пары НГ отрицательно влияют на качество воздушной среды в рабочей зоне ряда фаз производства.

ПДК нитроглицерина в РФ официально не ут­ верждена. В производстве НГ и нитроглицериновых порохов временно установлена норма 3 мг/м3 (в США принята норма 2 мг/м3). Учитывая специфиче­ ские свойства НГ и малое количество его паров, ос­ новным способом улучшения воздушной среды в рабочей зоне является многократное разбавление ее свежим воздухом.

В настоящее время рабочие помещения (кабины вальцов, приемные кабины, здания термостатирования шашек и др.) для вытяжки загрязненного парами НГ воздуха оборудованы естественными устройст­ вами вытяжки, расположенными на крышах зданий. Эти устройства не создают достаточной кратности

обмена воздуха в кабинах для достижения концент­ рации паров НГ не более 3 мг/м3. Например, как по­ казали замеры на одном из предприятий, концент­ рация паров НГ в воздухе рабочих кабин превышала временные нормы в 4—5 раз и более. Для обеспече­ ния временно принятых норм необходимо увеличить кратность обмена воздуха в рабочих кабинах за счет организации принудительной вентиляции.

Известно, что в ряде европейских стран на про­ изводствах НГ и нитроглицериновых порохов внед­ рены устройства, обеспечивающие 13—14-кратный обмен воздуха в рабочих кабинах. Аналогичную работу предстоит осуществить и на пороховых предприятиях РФ. Можно использовать две схемы принудительной вентиляции:

1)подачу расчетного количества воздуха в рабо­ чую кабину нагнетательным вентилятором;

2)инжектирование воздушной среды из помеще­ ния через специальные инжекторы.

Для климатических условий России предпочти­ тельней первая схема, позволяющая нагнетать воз­ дух, подогретый в калориферах, и тем самым избе­ жать конденсации на стенах и оборудовании нитро­ глицерина.

Глава 5

ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ (ЛИКВИДАЦИИ) ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Серьезную экологическую проблему представля­ ют отходы производства, к которым относятся ос­ татки сырья, полуфабрикатов и специальной про­ дукции, бракованные изделия, использованная тара, бумага, картон, полимерные материалы и т.п. На пороховых предприятиях разработан ряд процессов, предусматривающих повторное использование об­ разующихся технологических отходов, например, ввод возвратных отходов на производстве баллиститных порохов; использование НЦ, уловленной из технологических вод; переработка отходов каучу­ ков, резин, бумаги, картона, полиэтиленовой пленки и других полимерных изделий в кровельные матери­ алы и др.

Новые экологические законодательные акты, ужесточение требований по предельно допустимым выбросам различных ингредиентов и улучшению экологии рабочих зон ставят перед исследователями, технологами и конструкторами новые задачи, ко­ торые необходимо решить в ближайшем буду­ щем. Для пороховых предприятий это, в первую очередь:

упорядочение работ площадок сжигания твердых отходов — специальной продукции и обычных хозяйственно-бытовых отходов (древесины, тары и др.);

ликвидация осадков после отстойных прудков и биологических очистных сооружений;

утилизация слабой серной кислоты с получением товарной продукции экологического назначения;

сжигание отходов смесевых топлив с добавками, нейтрализующими вредные продукты сгорания и др.

5.1. НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ СЖИГАНИИ ОТХОДОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ

Впроизводстве порохов, кроме газовых выбросов

ижидких стоков, образуются твердые отходы огне­ взрывоопасной специальной продукции — остатки порохов и ТРТ в аппаратах; технологическая при­ быль; забракованные пороховая масса, СРТТ, поро­ ховые элементы и заряды из ТРТ, стружка при механической обработке зарядов; остатки и отходы порошкообразных окислителей (перхлорат аммония

идр.), взрывчатых веществ (октоген, гексоген) и металлических горючих (порошкообразные алюми­ ний, ПАМ и др.); остатки и отходы жидких огне­ взрывоопасных компонентов и смесей (активные пластификаторы и связующие, НГ и др.); отходы фильтрующих устройств; сметки при чистке обо­ рудования и уборке зданий.

На пороховых предприятиях ведется строгий учет количества образующихся отходов специальной продукции.

Разработаны различные способы утилизации или уничтожения отходов, бракованной и устаревшей специальной продукции без отрицательного воз­ действия на окружающую среду. Некоторые эко­ логически чистые технологии утилизации брако­ ванных и устаревших порохов, ТРТ и зарядов рассмотрены ниже в главе 6.

Отходы специальной продукции в небольших количествах, как правило, уничтожаются путем сжигания.

В составе большинства топлив смесевого типа, кроме углеводородных связующих и металлического горючего, содержатся хлорсодержащие компонен­ ты. При сжигании таких топлив образуются хло­ ристый водород, хлор, оксид углерода, А12Оэ и не­ которые другие вредные вещества, загрязняющие атмосферу и почву. Поэтому для сжигания отходов и некондиционных СРТТ на ряде пороховых пред­ приятий построены специальные установки, имею­ щие оборудование для очистки выбросов в атмосфе­ ру. На этих установках сжигание топлив осуществ­ ляется периодически порциями массой не более 50 кг, продукты сгорания перед выбросом в атмо­ сферу подвергаются очистке от вредных веществ в ротоклонах и абсорберах различной конструкции. Технологическая схема сжигания отходов спецпродукции с очисткой продуктов сгорания в ротоклоне приведена на рис. 5.1, схема работы ротоклонов показана на рис. 5.2.

Топливо размещается на площадке камеры сжи­ гания и дистационно поджигается, образующиеся продукты сгорания вентилятором подаются в ротоклон. В ротоклон заливается поглотительная жид­ кость (вода или водный раствор щелочи). При прохождении продуктов сгорания топлива через ротоклон вредные вещества поглощаются рабочей жидкостью. Очищенные газы после ротоклона выбрасываются в атмосферу.

Недостатком схемы очистки продуктов сгорания топлива в ротоклонах является недостаточная эф­ фективность работы установки, особенно при залповьДх поступлениях газовых потоков из камеры

сжигания.

НДрис. 5.3 представлена технологическая схема од-