Утилизация лакокрасочных отходов и отработавших растворителей

На предприятиях железнодорожного транспорта лакокрасочные покрытия наносят на изделия пневматическим, электростатическим, гидроэлектростатическим и др. распылением, а также окунанием и кистью. Окраску и сушку изделий ведут как в специальных камерах, так и на открытых площадках производственных цехов. Наиболее распространенным, но и наименее экономичным остается ручной метод окраски — кистью и с помощью краскопультов. При выполнении окрасочных работ образуются отходы лаков, красок, эмалей, шпатлевок, растворителей. Отходы лакокрасочных материалов составляют 20—50 % от используемого материала. Предприятия далеко не всегда утилизируют растворители, так как по экономическим соображениям не заинтересованы в их повторном использовании. Объясняется это тем, что многие методы регенерации растворителей экономически неэффективны. Поэтому растворители обычно вывозят на свалку, несмотря на повсеместное запрещение этого органами санитарного надзора.

Разработаны и на ряде предприятий внедрены (или внедряются) установки для регенерации отходов красок и грунтовок. Одна из таких установок для регенерации отходов эмали АС-182 желтой, грунтовки ФЛ-ОЗК и их смесей разработана Харьковским НИИ НПО «Лакокраспокрытие». Ее технологическая схема показана на рис. 5.15. Отходы эмали и грунтовки загружают в смеситель. Раст-

Схема технологического процесса переработки отходов эмали АС-182 и грунтовки ФЛ-ОЗК

Рис. 5.15. Схема технологического процесса переработки отходов эмали АС-182 и грунтовки ФЛ-ОЗК:

1 — контейнер; 2 — смеситель; 3 — фильтр грубой очистки; 4 — мерник; 5 — насосы; 6 — диссольвер; 7 — сетчатый фильтр; 8 — шаровая мельница; 9 — бисерная мельница; 10 — вертикальный аппарат с перемешивающим устройством; 11 — фильтр тонкой очистки; 12 — тара воритель в заданном соотношении с количеством отходов самотеком из мерника поступает в смеситель, где отходы в течение 4—5 ч выдерживают с растворителем для набухания при постоянном перемешивании шнековым мешателем до получения однородной массы. Из смесителя массу сливают в сборник через фильтр грубой очистки с размером ячеек сетки 10x10 мм. Очищенную от включений и нерастворимых пленок смесь перекачивают в диссольвер (смеситель с высокоскоростным дискофрезерным мешателем) для предварительного диспергирования в течение 2—3 ч. Полученную суспензию фильтруют через сетку с размером ячеек 1x1 мм. Из диссольвера суспензию насосом перекачивают в шаровую мельницу, где она диспергируется в течение 4—8 ч при постоянном контроле степени измельчения. При достижении дисперсности полученной массы не более 90 мкм суспензию из шаровой мельницы направляют в смеситель, где ее разбавляют до необходимой вязкости, фильтруют с помощью фильтра тонкой очистки и расфасовывают. При невозможности достигнуть дисперсности менее 90 мкм массу перекачивают насосом в бисерную машину, где суспензия в течение 3—4 ч достигает заданной дисперсности. Полученную массу подают затем в вертикальный смеситель с пропеллерной мешалкой. Из мерника в смеситель поступает растворитель (сольвент, ксилол), и смесь перемешивается до получения заданной вязкости. По окончании перемешивания лакокрасочный материал насосом перекачивают через фильтр тонкой очистки в тару.

Регенерированную эмаль можно использовать для окраски различных видов изделий с пониженными требованиями к декоративным характеристикам.

Многие технологические процессы в промышленности и на транспорте связаны с использованием органических растворителей, которые, выполнив свою роль, уносятся с воздухом вентиляционной системой, загрязняя окружающую среду, либо их сливают в накопители и заменяют на свежие. Общее количество растворителей, ежегодно расходуемых предприятиями страны, приближается к 0,5 млн т. Все растворители относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), являющимся пожаро-, взрывоопасными веществами. По степени опасности ЛВЖ делят на три группы (табл. 5.9).

Температура вспышки ЛВЖ

Группа опасности ЛВЖ

Температура вспышки в тигле, °С

закрытом

открытом

I — особо опасные

до-18

<13

II — постоянно опасные

от -18 до —23

13-27

III — опасные

23-26

27-66

Рекуперация растворителей может быть организована в периодическом и непрерывном цикле. При периодической схеме воздух, содержащий пары растворителя, проходит через неподвижный слой адсорбента, из которого после его насыщения извлекают утилизируемый растворитель. В непрерывно действующих адсорберах движущийся слой поглотителя последовательно проходит зоны адсорбции и десорбции рекуперационной установки. К преимуществам таких установок относят достаточно высокие скорости обрабатываемых потоков, компактность оборудования, высокий коэффициент использования адсорбентов, сокращение энергозатрат на периодические нагрев и охлаждение адсорбера, а также возможность автоматизации процесса. Для обеспечения непрерывности процесса в адсорберах нового поколения используют адсорбирующую угольную ткань, которая движется перпендикулярно газовому потоку.

Поскольку в промышленности широко распространено использование периодической технологии рекуперации растворителей, далее рассмотрена работа установки такого типа, используемой в технологии производства поливинилового спирта. В этом производстве используют метанол, этанол, этилацетат, бензин и другие растворители. Суммарное содержание их паров в отходящих газах достигает 80—90 г/м3. Учитывая, что объем отходящих газов составляет 100—150 м3/мин, общий объем паров растворителей достигает 12—20 т/сут. Выброс в атмосферу такого количества растворителей опасен для биосферы, не говоря уже о больших экономических потерях. Процесс рекуперации (см. рис. 5.15) проводится в четыре стадии: адсорбция, десорбция, сушка и охлаждение.

Паровоздушная смесь с помощью газодувки 7 направляется в адсорбер 2, где проходит через неподвижный слой адсорбента толщиной более 0,6 м. Наилучшим адсорбентом для паров и газовых выбросов является активированный уголь. Отечественная промышленность производит несколько марок активированные угли марок АР-А, АР-Б, АР-В. При прохождении адсорбера пары растворителей адсорбируются на поверхности угля, а очищенный воздух выбрасывается в атмосферу. После насыщения адсорбента парами растворителей подача паровоздушной смеси в адсорбер прекращается и начинается вторая стадия процесса — десорбция. В адсорбер с помощью газодувки 5 в течение 1,5—2 ч подается острый пар с температурой 110—115 °С. Десорбированные пары растворителя, выйдя из адсорбера вместе с парами воды, конденсируются в холодильнике 3. Образовавшийся конденсат стекает в декантатор 4, где происходит расслоение смеси растворителей и воды. Из декантатора вода сливается в оборотную систему водоснабжения, а смесь растворителей подается на ректификацию, где происходит их разделение и получение индивидуальных продуктов, использующихся повторно в процессе синтеза поливинилового спирта.

После завершения десорбции паров растворителей процесс переходит в третью стадию: активированный уголь сушат подогретым в калорифере 6 воздухом с температурой 105—110 °С. По окончании сушки в адсорбер подается воздух с температурой не более 30 °С и наступает четвертая стадия процесса рекуперации — охлаждение адсорбента.

Процесс рекуперации растворителей экономически оправдан только при больших количествах образующихся отходов, так как рекуперационная установка достаточно дорога, а сам процесс длителен и многостадиен. Поэтому его применяют только на тех предприятиях, где образуются большие количества отработанных растворителей. На тех предприятиях, где количество отходов ЛВЖ невелико, используют огневой способ обезвреживания. Сжигание отходов растворителей должно вестись либо на специальной установке (например, передвижной турбобарботажной установке «Вихрь»), либо по согласованию с местными органами санитарного и пожарного надзора — на специально отведенных полигонах. Некоторые виды растворителей и других летучих продуктов можно сжигать только на установках с полной очисткой дымовых газов. К ним относятся соединения, содержащие ртуть, свинец, мышьяк, кремний, марганец, фосфор, галогены (хлор, бром, йод, фтор), нитросоединения, амины, цианиды и др.

В промышленности широко используются хлорсодержащие растворители; наибольшее распространение получили дихлорэтан, четыреххлористый углерод, трихлорэтилен и дихлорпропилен. При сжигании хлорсодержащих растворителей образуется хлор, являющийся высокотоксичным газом, улавливание которого представляет значительные трудности. Для исключения образования элементарного хлора сжигать пары таких растворителей необходимо совместно с природным газом. Такой подход позволяет существенно снизить в продуктах сжигания содержание хлора, увеличивая содержание хлористого водорода. Это можно проследить на примере сжигания трихлорэтилена. Если сжигание происходит только в среде воздуха, то продуктами реакции являются диоксид углерода и смесь элементарного хлора с хлористым водородом в соотношении 1:1.

Если же вести сжигание совместно с метаном, то продуктами являются диоксид углерода и хлористый водород. Элементарный хлор не образуется вовсе.

Процесс сжигания проводят при температуре 1000—1700 °С. Коэффициент избытка воздуха не должен превышать 1,1—1,2, так как при большем избытке возможно образование чрезвычайно токсичного фосгена, относящегося к боевым отравляющим веществам. Опасная для жизни концентрация фосгена составляет 450 мг на 1 м3 воздуха.

Известны и другие способы утилизации хлорсодержащих растворителей, таки, как ректификация, ионный обмен, адсорбция на молекулярных ситах. Но все они сложны, малопроизводительны и вследствие этого дороги.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >