Знешкодження газових викидів у виробництві полівінілхлориду

Полівінілхлорид (ПВХ) одержують полімеризацією вінілхлориду в масі при підвищеному тиску, або в газовій фазі при зниженому тиску.

Вінілхлорид поступає в атмосферу при розкритті і чищенні полімеризаторів, при відділенні ПВХ із суспензії в процесі центрифугування, при фасуванні ПВХ і при його переробці.

Звільнення газів від вінілхлориду проводиться в двох напрямках:

1) вилучення мономеру шляхом адсорбції його активними сорбентами з наступним поверненням в технологічний цикл;

2) хімічне чи термічне знешкодження мономеру.

Найбільш традиційним є спосіб адсорбції активованим вугіллям. Для підвищення ефективності цього методу потік, який містить вінілхлорид, перед подачею у вугільний адсорбер підсушують на молекулярних ситах і охолоджують до низьких температур. При таких умовах вдається вилучити весь мономер.

Сьогодні вінілхлорид вловлюють за допомогою різних інших реагентів: н- алкіллактамів, дихлоретану, 1, 1, 2-трихлоретилену.

На рис. 6 подана схема вловлювання вінілхлориду за допомогою дихлоретану.

Суміш газів поступає в адсорбційну насадкову колону 1, заповнену керамічними кільцями, у верхню частину якої подається дихлоретан. В колоні вилучається мономер і очищений газ викидається в атмосферу. Із абсорбера виходить рідкий дихлоретан, насичений вінілхлоридом, і поступає в збірник 7, а звідти – в десорбер 6, в який подається пара під тиском 0, 5 МПа. За рахунок теплоти конденсації пари відбувається розігрів кубу і вінілхлорид вилучається з розчину (десорбується). При цьому частково випаровується і дихлоретан.

Рис. 6. Технологічна схема вловлювання вінілхлориду: 1 – абсорбер; 2, 3, 5 – теплообмінники; 4, 7 – збірники; 6 – десорбер.

При температурі у верхній частині колони 20 ^оС суміш парів із десорбера 6 поступає в теплообмінник 5, де охолоджується розсолом до -5 ^оС. Конденсат повертається в десорбер на орошення забрудненого потоку, а незконденсований вінілхлорид йде на подальшу переробку. Дихлоретан із зниженою концентрацією вінілхлориду поступає в теплообмінник 3 для охолодження, а потім при температурі 25 ^оС – в збірник 4. Далі – через теплообмінник 2 на орошення колони 1. Свіжий дихлоретан періодично подається в систему для поповнення його втрат.

Раціональним та економічним способами очищення газів від вінілхлориду при великих концентраціях у викидах є його вловлювання з наступним поверненням в технологічний процес.

3. Тверді полімерні відходи: джерела їх винекнення, утилізація і знешкодження.

Промисловість полімерних матеріалів розвивається високими темпами. Відходи полімерів перетворилися в серйозне джерело забруднення навколишнього середовища. Розвинуті країни світу, такі, як США, Японія, Великобританія, Германія інтенсивно працюють над створенням ефективних процесів утилізації чи знешкодження цих відходів.

Це пов’язано з тим, що полімерні відходи є цінною вторинною сировиною, яка може слугувати, як для отримання виробів, так і в якості джерела паливних ресурсів, що є актуальним в умовах сировинної та паливної кризи.

		ПОЛІМЕРНІ ВІДХОДИ

Рис. Класифікація полімерних відходів по джерелам утворення.

Перша група відходів складається з відходів, які утворюються на стадії синтезу та переробки полімерів. Друга група включає в себе відходи технічного призначення, джерелом утворення яких є різні області промисловості та побутова сфера.

Специфіка полімерних відходів полягає в тому, що вони не є токсичними. Небезпечними є речовини для синтезу полімерів та продукти природного старіння (деструкції).

Рис. Основні методи утилізації та знешкодження індивідуальних полімерних відходів.

Методи термічної утилізації та захоронення індивідуальних полімерних відходів набули широкого розповсюдження завдяки невисоким матеріальним витратам на утилізацію. З недоліків цих методів слід відмітити велику шкоду, яку вони завдають навколишньому середовищу. На даний час відмітилася тенденція до використання методів утилізації та знешкодження полімерних відходів, вплив яких на навколишнє середовище незначний.

Повторна переробка дозволяє не тільки захистити навколишнє середовище від полімерних відходів, а й сприяє зменшенню собівартості виготовлення виробів із полімерних матеріалів завдяки використанню в якості сировини перероблених відходів полімерів.

Щорічно вміст відходів пластичних мас зростає. Якщо врахувати щорічне збільшення загальної маси твердих побутових відходів, то об'єми відходів пластиків вже сьогодні нараховують мільйони тонн щорічно. У розвинутих країнах кількість пластикових відходів подвоюється кожні 10 років і вже сьогодні вони складають 60 % тари та пакування. Втрата такої величезної кількості вторинної сировини є досить відчутною для людства, а захоронення чи спалювання пластикових відходів завжди пов'язано із значними екологічними проблемами. Тому останнім часом індустрія переробки пластиків розвивається досить інтенсивно.

За оцінками фахівців в структурі полімерних відходів 34 % складає поліетилен (плівка, пивні ящики, відра, піддони та інші вироби), 20, 4 % - поліетилентерефталат (пляшки від різноманітних напоїв та інших рідин), 17 % - ламінований папір, 13, 6 % - полівінілхлорид (труби, плівка, панелі), 7, 6 % - полістирол (корпуси електронної апаратури, одноразовий посуд), 7, 4 % - поліпропілен (побутові вироби, корпуси акумуляторів, різноманітна тара). Більшість виробів, тари та пакування із пластичних мас тривалий час зберігають свої властивості і придатні для повторного використання. Однак сьогодні збирається та переробляється лише 20 % поліетилену, 17 % поліпропілену, 12 % поліетилентерефталат, 12 % ПС, 10 % ПВХ. Причому, промисловість здатна переробити в кілька разів більше вторинної сировини ніж її продукується сьогодні із відходів.

Із вторинних пластиків виготовляють елементи машин та механізмів, посуд, меблі та предмети інтер’єру, широкий перелік будівельних виробів, значні об’єми пакувальних матеріалів та тари, труби, полімерну черепицю та тротуарну плитку та багато іншого. Цей сегмент ринку вторинних матеріалів на сьогодні є досить перспективним і дозволяє не лише вирішити екологічні проблеми, а й отримати економічний зиск.

У виробництві пластмас майже 70 % складають термопласти. Супутнім ефектом розвитку виробництва пластмас є збільшення кількості пластмасових відходів. Пластмасові відходи є вторинною сировиною і можуть використовуватись:

1) для одержання виробів і композицій;

2) як джерело паливних ресурсів.

Завдання утилізації і знешкодження відходів пластмас цих груп суттєво відрізняються. При розробці способів використання виробничих відходів головні труднощі пов’язані:

1) з більш низькою якістю відходів порівняно з первинними пластмасами;

2) наявністю забруднень;

3) наявністю включень різного походження.

При утилізації відходів другої групи найбільші труднощі виникають із збиранням, транспортуванням і виділенням пластмас із загальної маси виробничо-побутових відходів. Оскільки вміст пластмас у побутових відходах порівняно невеликий (2-15 %), то трудоємність виділення не завжди окуповується. Тому можливі нові шляхи утилізації, які пов’язані із сумісною переробкою пластмасових відходів і побутового сміття. Коли пластмасові відходи вдається виділити, то подальша їх переробка не відрізняється від переробки виробничих відходів пластмас.

Ріст виробництва пластмас не означає пропорційного збільшення відходів. Створення мало- і безвідходних технологій приводить до того, що ріст виробництва пластмас супроводжується:

1) вдосконаленням технологічних процесів;

2) впровадженням нового обладнання для синтезу і переробки пластмас.

Однак, діючі виробництва працюють за старою технологією і залишаються дуже серйозним джерелом утворення відходів.

Існують наступні основні напрямки утилізації чи знешкодження пластмасових відходів:

1) вторинна переробка відходів або використання їх в різних композиціях;

2) термічний розклад з одержанням цільових продуктів;

3) термічне знешкодження з регенерацією теплоти, що виділяється;

4) розробка фото- і біоруйнівних пластмас, які після закінчення експлуатаційного терміну здатні розкладатись до низькомолекулярних сполук, поглинатися мікроорганізмами і включатися в замкнений біологічний цикл, не створюючи негативного впливу на довкілля.

Вибір напрямку утилізації чи знешкодження пластмасових відходів визначається економічними міркуваннями, проблемами сировини, екологічними завданнями та рядом інших факторів.