Анализ существующих методов очистки сульфатосодержащих компонентов в сточных водах ТЭС и промышленных предприятий

МАМЛЕЕВА А.Р., МИНИБАЕВ А.И., ВЛАСОВА А.Ю., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р хим. наук, профессор ЧИЧИРОВ А.А.;

канд. техн. наук, доцент ВЛАСОВ С.М.

На сегодняшний день ТЭС и промышленные предприятия (ПП) являются одним из основных источников загрязнения водоемов за счет сброса сточных вод. ТЭС и ПП нередко превышают нормы ПДК сточных вод.

На ТЭС и ПП для снижения концентрации сульфатосодержащих компонентов в сточных водах могут быть использованы следующие методы:

1. Метод очистки кислых сточных вод от сульфатов тяжелых металлов с применением карбоната бария ВаСО₃ – RU №2448054. На первой стадии обработка воды проводится известковым молоком (ИМ)
(до рН 7,5-8) с последующим введением ВаСО₃ и отделением от осадка. Применение ВаСО₃ имеет существенные недостатки. ВаСО₃ –токсичное вещество, его применение в промышленных масштабах затруднено.

2. Метод очистки сульфатосодержащих сточных вод с применением ИМ совместно с алюминийсодержащим реагентом – SU № 1330078. Известкование проводят при соотношении CaSO₄, равном 1:0,0016 – 0,6, в качестве алюминийсодержащего реагента используют осадок водопроводных станций, которые вводят перед известкованием. Недостатком данного метода является высокая цена ИМ, закупаемая для использования химводоочистки.

3. Метод нейтрализации кислых сульфатсодержащих сточных вод основанный на известковании ИМ с добавлением флокулянта –
RU № 2355647. Нейтрализацию проводят 5%-ным ИМ (до рН 9,4-9,5), затем вводят анионный флокулянт в концентрации 5-8 мг/л и пиритные отвальные хвосты горнообогатительного производства в концентрации
2,5-10,0 г/л, содержащие железо и серу. Недостатком данного метода является высокая закупочная цена используемых реагентов.

Вышеперечисленные способы снижения концентрации сульфатосодержащих компонентов в сточных водах ТЭС и ПП являются дорогостоящими и экологически неэффективными. Появляется актуальная задача в разработке новых методов осаждения с более дешевыми и экотоксичными реагентами.

УДК 621.311.22

ПРОДУКТЫ ПИРОЛИЗА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

МАНИГОМБА Ж.А., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р хим. наук, профессор ЧИЧИРОВА Н.Д.

Термическое разложение (пиролиз) твёрдых отходов – это разложение отходов без доступа воздуха под действием высокой температуры. В результате этого процесса получаются твердые, жидкие и газообразные продукты. Твердые продукты остаются в виде древесного угля в аппарате, в котором ведется пиролиз, а жидкие и газообразные продукты выделяются совместно в виде парогазовой смеси. Парогазовую смесь разделяют путем охлаждения на конденсат (жижку) и неконденсирующиеся газы. Жижку перерабатывают в уксусную кислоту, метиловый спирт, смолу и другие продукты, а неконденсирующиеся газы сжигают как топливо в двигателях внутреннего сгорания.

При использовании технологии пиролиза в таком деле как переработка мусора существенно уменьшается загрязнение окружающей среды. Количество и химический состав продуктов пиролиза напрямую зависит от состава твердых бытовых отходов и температуры разложения. Из обычного мусора, переработанного при помощи пиролиза, мусороперерабатывающие заводы могут получить: электрическую энергию, тепловую энергию, печное топливо (аналог мазута), синтез-газ, жидкие топливные продукты (бензин, дизельное топливо).

Цели работы:

- Разработка схемы пиролизной установки.

- Исследование физическо-химического состава продуктов, полученных при пиролизе твёрдых бытовых отходов.

- Изучение состава пиролизного газа.

- Разработка схемы использования пиролизного газа в электроэнергетике.

В настоящее время самым известным продуктом пиролиза, используемым для производства электрической энергии, является пиролизный газ.

Выработка электрической энергии из пиролизного газа возможна двумя путями: 1. Пиролизная установка → Тепловой двигатель → Генератор; 2. Пиролизная установка → Паровой котел → Паротурбинная установка → Генератор.

Второй способ мы здесь не будем рассматривать, так как он требует огромного количества топлива при низком КПД.

Рассмотрим первой способ с использованием газодизельного двигателя. Газодизельный двигатель – это двигатель внутреннего сгорания, сконструированный на основе дизельного двигателя или переделанный из дизельного двигателя, топливом в котором является газ, например, метан. В конструкцию двигателя добавляется топливная аппаратура, испаритель, подогреватель газа, газовый редуктор, смеситель газа с воздухом; баллоны, если двигатель используется на транспортном средстве.

Так как температура воспламенения от сжатия газовоздушной смеси составляет около 700 °C, а дизельное топливо воспламеняется при
320–380 °C, то топливный насос высокого давления и форсунки сохраняются, в цилиндры двигателя подаётся «запальная» доза дизельного топлива около 15 % от обычного расхода, то есть до переделки. Модернизированный двигатель также сохраняет возможность работы на дизельном топливе при отсутствии газа.

Возможна конструкция, когда в модернизированном дизельном двигателе устанавливается система со свечами зажигания, тогда газовый дизель превращается в обычный карбюраторный двигатель, работающий по циклу Отто. В этом случае работа двигателя на дизельном топливе невозможна.

УДК 621.311