Файл: Розенберг Е.Х. Горючие, тепловые отходы и энерготехнологическое комбинирование в фосфорной промышленности.pdf

свыше 80% окиси углерода, имеет теплоту сгорания приблизи­ тельно 2600 ккал. Неизмеримо большая концентрация тепла в горючих производственных отходах переходит в особое их ка­ чество — транспортабельность на значительные расстояния. Поэтому эти горючие производственные отходы следует счи­ тать искусственным органическим топливом и относить к кате­ гории первичных энергетических ресурсов.

Кроме горючих и тепловых отходов производства в хими­ ческой промышленности часто втречаются процессы сопро­ вождающиеся экзотермическими изменениями в перерабаты­ ваемом материале. При этом выделяется тепло, полезное ис­ пользование которого иногда может существенно улучшить технико-экономические показатели процесса. Так, например, при производстве термической фосфорной кислоты в процессе окисления 1 кг фосфора выделяется 5640 ккал тепла, т. е. по своей теплотворной способности фосфор близок к органиче­ ским топливам.

Многие отрасли промышленности, а химическая промыш­ ленность особенно, имеют большие возможности снижения себестоимости конечного продукта, увеличения его выпуска на тех же площадях путем использования горючих и тепловых отходов производства и внедрения знерготехнологических процессов.

Цель настоящей работы, показать на примере производ­ ства фосфора и его производных те преимущества, которые за­ ложены в энерготехнологических процессах и использовании тепловых и горючих отходов.

Бурное развитие производства минеральных удобрений требует нового качественного подхода к решению задач тех­ нического перевооружения фосфорной промышленности.

Комплексное решение вопросов полного использования ресурсов сырьевой фосфатной базы страны, сокращение стро­ ительства крупных энергетических блоков, потребных для по­ крытия энергетических затрат производства желтого фосфора, увеличение единичной производительности электротермиче­ ских печей на тех же площадях, утилизация тепла тепловых и горючих отходов производства, утилизация сгорания фосфора при термическом способе получения фосфорной кислоты, вот далеко не полный перечень задач, которые необходимо решить на современном этапе развития производства фосфора и его производных.

ЛЕННИИГИПРОХИМ.УНИХИМ, НИУИФ, ОКБ ЭТХИМ и ряд других институтов и конструкторских организаций ве­

9

В 1968 году высокие темпы развития фосфорной промыш­ ленности позволили Советскому Союзу выйти на первое место в Европе и второе место в мире по производственным мощ­ ностям и увеличить выпуск фосфора за 1964—1968 гг. в 5,4 раза.

Если принять объем выработки желтого фосфора в 1964 г. за 100%, то динамика производства фосфора может быть представлена следующими цифрами, в %

Рост выработки желтого фосфора в указанный период до­ стигнут в основном за счет увеличения производства его на крупнотоннажных предприятиях, т. е. на Чимкентском фосфор­ ном заводе (ЧФЗ), Куйбышевском химзаводе (КХЗ), Джамбулском заводе двойного суперфосфата (ДЗДС). В настоя­ щее время суммарный выпуск фосфора на этих трех предпри­ ятиях составляет свыше 90%' от общего объема его производ­ ства в стране.

Рассматривая перспективы развития фосфорной промыш­ ленности, есть необходимость кратко осветить состояние и тен­ денции развития этой отрасли за рубежом.

Не только в Советском Союзе, но и во всем мире наблюда­ ется количественный рост выпуска фосфора. Мировая выра­ ботка фосфора с 814 тыс. т в 1965 году возросла до 879 тыс. т

в1967 г.

ВСША в самом крупном производителе элементарного фосфора все фосфорные заводы размещены вблизи источни­ ков фосфатного сырья и электрической энергии. Как и во всем мире, большая часть (около 90%) элементарного фосфора в США перерабатывается на термическую фосфорную кислоту, основная часть которой используется для производства тех­ нических фосфатов (более 60%'), главным образом фосфатов натрия и удобрений (примерно 20%’) в основном концентри­ рованных и сложных.

Следует отметить, что еще 10—15 лет назад в США удель­ ный вес термической фосфорной кислоты составлял незначи­ тельную часть в общем объеме производства фосфорной кис­ лоты. Это объясняется тем, что США обладают большими за­ пасами высококачественных фосфоритных руд, пригодных для производства фосфорной кислоты экстракционным методом и тем, что цены на серу в то время были довольно низкими.

Но примерно с 1965 г. на рынке стал ощущаться сильный недостаток серы, цена на которую за последние четыре года

11

удвоилась. Одновременно стала снижаться стоимость элек­ троэнергии. Все это способствовало быстрому развитию фос­ форной промышленности США. Мощность фосфорной про­ мышленности США в настоящее время составляет более 600 тыс. г в год. Намечается дальнейший рост производства элементарного фосфора и термической фосфорной кислоты. По литературным сведениям к 1975 г. производство элемен­ тарного фосфора в США достигнет 807 тыс. г, а термической фосфорной кислоты 1350 тыс. т

До последнего времени наша промышленность вырабаты­ вала фосфорные удобрения преимущественно в виде фосфат­ ной муки и суперфосфата, для чего использовалась главным образом экстракционная фосфорная кислота. В производстве технических солей потребляется преимущественно терми­ ческая фосфорная кислота.

Такая структура переработки фосфорита в нашей стране обусловлена тем, что его многотоннажное производство всту­ пило лишь в первую стадию своего развития. В дальнейшем по мере строительства новых фосфорных производств будет возрастать уже наметившаяся тенденция к увеличению вы­ пуска удобрений, в основном концентрированных и комплекс­ ных, на основе термической фосфорной кислоты. Предстоящие изменения обусловлены необходимостью удовлетворения ра­ стущих потребностей сельского хозяйства в фосфорных удоб­ рениях и характером фосфатно-сырьевой базы страны.

Как уже отмечалось, в США и странах Западной Европы основным способом производства фосфорной кислоты, все еще является экстракционный, что объясняется большими запаса­ ми высококачественных фосфоритных руд, пригодных для эк­ стракционной переработки. '

Совершенно иные условия для развития фосфорной про­ мышленности сложились в Советском Союзе, где главные месторождения промышленно-разведанного сырья, за исклю­ чением апатитового концентрата, в основной массе технически пригодны только для электровозгонкИ' фосфора. Например, если в США фосфориты, пригодные для экстракционной пере­ работки составляют 62%' от общих запасов фосфатных руд, то в СССР эта цифра составляет всего 33,5%>. Таким обра­ зом около двух третей всех ресурсов фосфатного сырья страны может быть переработано только электротермическим спосо­ бом. Перерабатываемых экстракционным способом апатитов не достаточно для удовлетворения нужд народного хозяйства. Этим объясняется необходимость резкого увеличения в бли-

12

И. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГОРЮЧИХ И ТЕПЛОВЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

Потребление энергоресурсов в химической промышленности

Химическая промышленность является одной из наиболее быстро развивающихся отраслей. Особенно быстро развивает­ ся производство минеральных удобрений, в том числе и фос­ форных. Ускоренное развитие химии вызывает пропорцио­ нальный рост энергопотребления. По потреблению энергии химическая промышленность занимает третье место в народ­ ном хозяйстве (после черной и цветной металлургии).

Рост потребления энергоресурсов в химической промыш­ ленности показан в таблице 1

Особенностью развития энергетики в химической промыш­ ленности является то, что около одной трети тепловой энергии вырабатывается от собственных ТЭЦ и котельных.

Снижение энергозатрат за счет рационального использова­ ния горючих и тепловых отходов производств в настоящее время является важнейшей задачей на предприятиях хими­ ческой промышленности. Общие потери тепла с отходами про­ изводства в масштабе народного хозяйства достигают около 100 млн г/год условного топлива, что составляет приблизи­ тельно четверть от промышленного энергетического баланса страны.

Приведенные цифры показывают, насколько велико зна­ чение горючих и тепловых отходов в топливном балансе страны и в частности для предприятий химической промыш-

14