Влияние производства минеральных удобрений на окружающую среду (город Воскресенск) и способы защиты от выбросов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и Российской Федерации

Московский государственный машиностроительный университет

Кафедра "Экологическая безопасность технических систем"

Курсовая работа

Влияние производства минеральных удобрений на окружающую среду (город Воскресенск) и способы защиты от выбросов

Выполнила:

студентка группы МЭ-09

Загатина Екатерина

Руководитель:

доц. Петрова Р.Г.

Декабрь 2014

Содержание

1. История развития

2. Что выпускает

2.1 Цех серной кислоты

2.2 Цех аммофоса

2.3 Цех фосфорной кислоты

3. Сырье

4. Опасности загрязнения

Заключение



1. История развития

Воскресенский химический комбинат им. В.В. Куйбышева, одно из крупнейших предприятий в СССР по производству серной кислоты и минеральных удобрений находится в г. Воскресенске Московской области. С высоты птичьего полёта предприятие поражает своим размахом и индустриальной мощью: огромные цеха, территория более двухсот гектаров. 80 лет истории. Возведение комбината шло стремительными темпами. Был сооружен первый цех и введен в эксплуатацию 22-го января 1931. В этом же году комбинат выдал первую продукцию-фосфоритную муку для удобрения, несмотря на сложный, непрерывный технологический процесс. К началу 40-х годов Воскресенский химкомбинат был одним из самых крупных предприятий советской химической промышленности. С первых дней войны цеха, пущенные до 40-х годов, были перепрофилированы на выпуск изделий для фронта: антиобледенителей для самолётов, противотанковых ежей, запчастей к "катюшам", корпусов для гранат-"лимонок". В мирное время такая продукция больше никогда не производилась. После отступления немцев от Москвы, воскресенским химикам вместе со всей страной пришлось начинать практически с нуля. Перед коллективом стояли сложные задачи. В 47-м году запустили в работу цех силикагеля, в 51-м началось промышленное производство новых видов продукции, запущен цех сульфоугля, необходимого для работы тепловых электростанций, 1969 г. - пущен цех по производству сложных минеральных удобрений (остановлен в 1994 г.).

В 1971 г. - создание цеха экстракционной фосфорной кислоты (по полугидратному способу). За 20 послевоенных лет были внедрены передовые технологии, автоматизировано производство, введены системы АСУ ТП "Куб", "Купол", "Аммофос". После 85-го года завод остался один на один с рыночной экономикой, без поддержки государства. В середина 1990-х гг. - предприятие передается в собственность Роспрому, закрыли часть цехов. Из удобрений выпускаются только аммофос и диаммонийфосфат, причем, в основном на экспорт; соцсектор либо передан городу, либо разграблен. В 1999 г. - началось производство диаммонийфосфата (ДАФ) - одного из основных продуктов, поставляемых на экспорт. В 2006 г. - осуществлена реорганизация структуры собственности предприятия путем слияния на базе ОАО "Воскресенские минеральные удобрения" ЗАО "Кормофос" (производство кормовых добавок на основе фосфора) и ЗАО "ГОП" (добыча фосфоритов на базе Егорьевского месторождения). Июнь 2008 г. - ОАО "Воскресенские минеральные удобрения" вошло в состав ОАО "ОХК "УРАЛХИМ". 2010 г. - под контроль ОАО "ОХК "УРАЛХИМ" перешло 84,91% акций ОАО "Воскресенские минеральные удобрения". В 2010 году в цехе аммофоса был построен современный узел фасовки удобрений в мягкие контейнеры, что позволило химкомбинату существенно продвинуться на внутреннем российском рынке. Сегодня продукция Воскресенского химкомбината пользуется устойчивым спросом как в России, так и во всём мире. Производственные мощности рассчитаны на выпуск 650 тысяч тонн моно - и диаммонийфосфата, 300 тысяч тонн фосфорной кислоты, 12,5 тысяч тонн фтористого алюминия, и порядка миллиона тонн серной кислоты в год. До 3000 тонн апатита перерабатывается в цехах фосфорной кислоты. После его переработки образуется от 5 до 6 тысяч тонн фосфогипса, - это вторичное, при этом дешёвое, сырьё, которое используется как в сельском хозяйстве, так и в промышленности, строительстве автодорог и даже жилья. Специалисты считают, что через 10-15 лет фосфогипс будет "на вес золота".

Основная промплощадка "Воскресенских минеральных удобрений" расположена в черте города, на берегу реки Москвы, около железнодорожной станции Воскресенск, что налагает серьёзные обязанности по обеспечению экологической безопасности и охраны окружающей среды. И в предыдущие времена, и сегодня предприятие уделяет особое внимание экологии: совершенствуются технологии, внедряются новые способы переработки отходов, реконструируются очистные сооружения.

Десятки миллионов рублей ежегодно расходуются на природоохранную деятельность, аккредитованной санитарно-аналитической лабораторией завода ведётся постоянный санитарный контроль за пыле- и газовыбросами, составом воды и воздуха. Как результат - за 2010 год превышений предельно допустимых концентраций зафиксировано не было. Фактический объём выбросов в атмосферу - в 2,7 раза ниже нормы, установленной государством. При этом эффективность очистки газов составила 99,8%.

Лилиана Ракчеева, начальник центральной лаборатории ОАО "ВМУ": "В городе есть несколько точек, в которых ведётся постоянный контроль воздуха, строго контролируется и влияние полигонов, на которые вывозится вторичное сырьё - фосфогипс".

Помимо наблюдения за окружающей средой, в лаборатории предприятия ведётся активная исследовательская работа. В экспериментальном корпусе на опытных установках испытывают новые технологии и разработки. Наука и образование, системный подход и инновации - важные приоритеты развития химкомбината. В рекордно короткие сроки завод освоил востребованные на рынке удобрения. Проведены кардинальные изменения ремонтной службы - одной из ключевых на заводе. Создано специализированное ремонтное подразделение, введена автоматизированная система технического обслуживания и ремонта. Как результат - значительно снизились внеплановые простои цехов. Это, конечно, отразилось на увеличении выпуска продукции. В 2009 году предприятие произвело 331,8 тыс. тонн удобрений, а уже в 2010 году - в 2 раза больше, 647 тыс. тонн.



2. Что выпускает

Основные цеха и выпускаемая продукция:

- Серная кислота (контактным способом, отделения СК-41 и СК-48) - большая часть расходуется на производство фосфорной кислоты. Так же производится аккумуляторная, техническая, олеум, серная кислота марки "К".

- Экстракционная фосфорная кислота (полугидратным методом, цеха ЭФК (отд. №3 и отд. №4)) - идет на производство аммофоса и диаммоний фосфата.

- Аммофос (Аммофос-1, Аммофос-2).

- Диаммонийфосфат.

- Жидкие комплексные удобрения.

- Жидкое удобрение "Эффект".

- Трифтористый алюминий

- Сульфоуголь

- Тринатрийфосфат

- Коллоидно-графитовые препараты.

- Силикагели

- Жидкая и твердая углекислота.

- Плёнка полиэтиленовая пищевая,

- Полиэтиленовая тара.

- Товары народного потребления (шампунь, зубная паста).

Ранее также выпускались:

- Слабая азотная кислота.

- Аммиак - на данный момент привозится.

- Сложные удобрения.

- Ванадиевые катализаторы.

- Фосфогипсовые панели.

Основная продукция ОАО "Воскресенские минеральные удобрения" - аммофос и диаммонийфосфат - это гранулированные универсальные концентрированные азотно-фосфорные удобрения, которые пользуются высоким спросом как у отечественных сельхозпроизводителей, так и за рубежом. Оптимальное применение удобрений играет важнейшую роль в обеспечении стабильных и прогнозируемых урожаев сельхозпродукции с высоким качеством.

Соотношение основных питательных элементов - азота (N) и фосфора (P2O5) - в аммофосе 12:52 гарантирует максимальную эффективность его применения при своевременном внесении удобрения в почву.

Сбалансированное питание растений диаммонийфосфатом марки 18:46 не только обеспечивает их активный рост и ускоренное созревание плодов и ягод, но и усиливает их сопротивляемость болезням.

Кроме того, предприятие производит фосфорные и серные кислоты различных марок, соли на основе фосфорных кислот.

2.1 Цех серной кислоты

Серная кислота очень широко используется в химической промышленности.

На данном заводе она производится для производства фосфорной кислоты из апатита полугидратным методом и в виде олеума для производства сульфоугля. Также часть производимой кислоты идет на продажу.

2 цеха серной кислоты работают независимо, общая производительность ~1 млн. тн / год.

Управление производством полностью автоматизировано, один из цехов управляется с помощью ПК.

Используется метод ДКДА (двойное контактирование, двойная абсорбция).

Сырье:

1. Сера. Сера, поступает на предприятие как жидкая, так и комковая. Жидкую серу перекачивают в хранилища, комовую серу кранами подают в плавилки, откуда про пустив серу через фильтр для очистки от примесей, также подают в хранилище. Жидкая сера для производства транспортируется из хранилища по трубопроводам.

2. Воздух. Воздух забирается их атмосферы газовым компрессором мощностью 6000 кВт. Воздух очищается от пыли и грязи на масляных фильтрах, от влаги - серной кислотой в сушильной башне.

3. Вода. Используется вода речная (после очистки), водооборотная и конденсат.

Основные стадии:

1. Получение сернистого ангидрида (в серной печи):

S(ж) + O2(г) > SO2(г) + Q

140?С 50?С 1050?С

Концентрация получаемого сернистого ангидрида 10-11%

2. Получение серного ангидрида (в контактном аппарате).

SO2(г) + O2(г) > SO3(г) + Q

3. Абсорбция серного ангидрида серной кислотой (в абсорбционной башне).

SO3(г) + H2 O(ж) > H2 SO4 (ж) + Q

Жидкая сера через форсунки подается в серную печь - цилиндрический аппарат горизонтального типа, футерованный кислотоупорным кирпичом.

Тепло газовой смеси на выходе из серной печи используют для получения перегретого пара (в котле-утилизаторе).

Затем газы подаются в контактный аппарат - вертикальный аппарат цилиндрического типа, на полках которого находится ванадиевая масса на силикагеле. После прохождения над каждой полкой газ охлаждается (чтобы не было зажигания и последующего спекания катализатора) в теплообменнике и идет на следующую полку. После прохождения первой полки реагирует ~65% SO2 , второй - ~88% SO2 , третьей - ~95% SO2 . Затем газ охлаждается в теплообменнике и поступает в 1 абсорбционную башню. После абсорбции (SO3) серниствй газ, содержащий 0,5% SO2 подается на 4 и 5 слои, где большая часть содержащегося в нем SO2 реагирует с кислородом воздуха, после чего газы подаются во 2 абсорбционную башню.

Абсорбционная (и сушильная) башня - колонный аппарат, заполненный кольцами Рашига (тела различной формы, загружаемые в абсорбер, на смоченной поверхности которых происходит процесс абсорбции).

Газ нагнетается снизу вверх, сверху противотоком подается серная кислота с концентрацией 92,5-94%. Так как в процессе абсорбции кислота укрепляется, то для сохранения концентрации часть кислоты откачивается и добавляется вода.

Типичная технологическая схема сернокислотного производства (полная): 1 - серная печь; 2 - котел-утилизатор; 3 - экономайзер; 4 - пусковая топка; 5, 6 - теплообменники пусковой топки; 7 - контактный аппарат; 8 - теплообменники; 9 - олеумный абсорбер; 10 - сушильная башня; 11 и 12 - первый и второй моногидратные абсорберы; 13 - сборники кислоты.

Основные виды готовой продукции:

1. Аккумуляторная кислота - 92,0-94,0%, ?=1,83

Главное требование - содержание окислов азота не более 0,00003%.

2. Кислота серная техническая 92,5-94,0%.

3. Олеум: технический (не менее 19% свободного SO3) и улучшенный (не менее 24%).

4. Серная кислота марки "К" - используется в производстве капролактама.

Содержание металлов: (мг/кг, не более): Cr - 0,7; Cu - 0,2; Mo - 0,1.

2.2 Цех аммофоса

Аммофос - двойное азотно-фосфорное концентрированное минеральное удобрение. Состоит в основном из моноаммонийфосфата с примесью диаммонийфосфата. Содержит 45-52% фосфорного ангидрида и 10-12% азота. Применяется в качестве основного удобрения и для подкормок.

NH3( г ) + H3PO4 = NH4H2PO4 + (NH4)2HPO4 +Q

(NH4)2HPO4 + H3PO4 = NH4HPO4

1 ступень - 1,25 моль

2 ступень - 0,8 моль

Массовый объем готового продукта =1,01-1,03

Цех аммофоса состоит из трёх важнейших отделений:

1) отделение нейтрализации,

2) операционное отделение,

3) погрузка.

Сначала реагенты поступают в отделение нейтрализации, где осуществляется добавление кислот (H3PO4 , H2SO4) и аммиака. Далее производят подогрев смеси. Температура зажигания смеси равна 110?С. Аммиак подается в инжектор, далее реагирует рассол. Аппаратурное оформление первого отделения состоит из трубчатого реактора и скоростного аммонизатора-испарителя. Выделяющиеся на его поверхности газы улавливаются адсорберами, а разряжение в реакторе создаётся вентилятором.

Второе отделение состоит из барабанной сушки-гранулятора, типа труба в трубе. СГБ представляет из себя барабан, установленный под углом 4?, в который поступает мелкая фракция, а газы подаются через форсунки. Создаётся завеса, газ проходит через пульпу и гранулирует её. Для пробивки форсунок используется пар высокого давления и высокой температуры.

В третьем отделении осуществляется погрузка готового продукта при помощи веерного конвейера и элеваторов.

2.3 Цех фосфорной кислоты

Производство фосфорной кислоты (H3 PO4) начато в 1961 году по французской технологии. Сначала это был дигидратный способ производства, а затем технологами завода, путём изменения технологических параметров производства, был переделан в полугидратный способ производства, что позволило увеличить объём производства в 1,7 раза, но единственным существенным недостатком является то, что отходом этого производства является CaSO4 *0,5 H2 O который стремится насытится до 2 молекул H2 O.

Поэтому должно соблюдаться строгое соблюдение параметров, особенно содержание воды. Если показатель содержания воды превышает норму, то происходит интенсивное забивание труб и аппаратов CaSO4 *2H2 O, так как CaSO4 *0,5H2 O является вяжущим соединением. Очистку от загрязнения надо проводить механическим путём, что может привести к повреждению оборудованию и выхода его из строя.

Сырьём для получения фосфорной кислоты является апатит (Ca5 (PO4)3 F). Из сырья выделяется P2 O5, который извлекают с помощью H2 SO4 . При этом химическую реакцию можно представить в таком виде:

Ca5 (PO4)3 F + H2 SO4 = H3 PO4 + CaSO4 ?+ HF­ + SiF4 ­ (H2 SiF6 = HF + SiF4)



При обработке апатита серной кислотой получается пульпа, которую направляют на разделение. Разделение проводят на карусельном вакуумном фильтре. После разделения выходят 2 потока. Первый поток: это экстракционная фосфорная кислота, т.е. не выпаренная. Второй поток: влажный осадок CaSO4, который подвергается 4-ёх кратной промывке и далее на свалку. Улавливание HF и SiF4 ,уходящих в атмосферу, проводят абсорбцией в скрубберах. Так как уходящие газы агрессивны, то технологическое оборудование должно быть хорошо защищено. Для этого применяется спецлегированная сталь или обычная чёрная сталь + гуммировка + графитовая защита.

На заводе имеется 2 установки по производству фосфорной кислоты с мощностью производства каждой - 230 т/сут.

Ассортимент фосфорных удобрений с 2006 года был расширен за счет фосфоритной муки (Ca3(PO4)2) Егорьевского месторождения, содержащей 20% фосфатов (Р2О5), которая применяется в качестве фосфорного минерального удобрения пролонгированного действия на подзолистых и серых лесных почвах, для снижения кислотности торфяно-болотных и дерново-подзолистых почв, а также повышения плодородия выщелоченных черноземов.

ОАО "Минудобрения" также выпускает широкий ассортимент продукции основной химии, востребованной на рынке.

Производителям искусственных волокон, капролактама, красителей, воскресенские химики поставляют серную кислоту различных марок и олеум, предприятиям по производству фосфорных солей технических, пищевых и реактивных квалификаций - фосфорную кислоту различных степеней очистки. Российские и зарубежные производители удобрений закупают в ОАО "Минудобрения" аммиак, а алюминиевые заводы - фтористый алюминий.

В сентябре 2006 г. ОАО "Воскресенские минеральные удобрения" успешно прошло сертификационный аудит системы экологического менеджмента аудиторами немецкого сертификационного органа "TUV NORD CERT"

Получен сертификат соответствия системы менеджмента требованиям EN ISO 14001:2004.

В настоящее время предприятие сертифицировано по международным стандартам ISО 9001, ISО 14001, OHSAS 18001 и обладает стабильно высокой репутацией как на внутреннем, так и на международном рынках.



3. Сырье

Основным сырьем для производства продукции предприятия является апатит, который в настоящее время закупается у третьих сторон.

Генеральный директор ОАО "Воскресенские минеральные удобрения" Мурад Чапаров отмечает, что выйти на другой уровень развития производства позволил именно системный подход к управлению предприятием и инновационные проекты: "Сегодня завод работает на перспективу, гибко реагируя на меняющиеся условия рынка. Поиск дополнительных источников сырья, уменьшение зависимости от монополистов. На пилотной опытно-промышленной установке мы впервые провели экспериментальные работы по частичной замене дорогого апатитового концентрата на более дешёвое сырье - бедные фосфориты. Данная технология экономически выгодна и безопасна, так как основана на термической обработке. Важно, что это сырьё находится рядом, в нашем регионе, и мы планируем его переработать в фосфорную кислоту. Ещё в планах - строительство линии по производству бесхлорных сложных удобрений".



4. Опасности загрязнения

ОАО "Воскресенские минеральные удобрения"- предприятие, загрязняющее окружающую среду. Оно же является наиболее опасным в экологическом отношении. За много лет своей деятельности комбинат насыпал белую гору фосфогипса высотой 80 метров и около 700 метров в поперечнике, первоначальный проект предполагал наращивание горы до высоты в 120 метров (при текущей высоте в 80 м.), то есть в 1,5 раза. Сообщалось, что это даст возможность дополнительно складировать на полигоне еще 4 000 000 кубометров химических отходов в течение 4-5 лет. Отсутствие гласности при экспертизе второго (августовского) проекта по наращиванию горы не позволяет однозначно говорить о сохранении прежних параметров. Отдел государственной экологической экспертизы Росприроднадзора по ЦФО в лице его начальника Джафаровой И.Н. отказал журналистам газеты "Голоса Воскресенска" в аккредитации на выдачу заключения госэкспертизы. Само предприятие хранит молчание и не спешит придавать огласке информацию о положительном заключении ГЭЭ.

апатит минеральный удобрение загрязнение

Рис. 1. Вид на гору



Рис. 2. Поселок, на который летит вся пыль

Рис. 3. Озеро, точнее кислотное болото, которое появилось из-за белой горы.

Жители Хорлово неоднократно жаловались на Воскресенский Химический Комбинат. Например, в прошлом году они обратились в Общественную палату, в который раз указав на грубейшие нарушения со стороны завода. Говорили они и о выбросах в атмосферу сернистого газа, и об изношенности оборудования на предприятии, а также о безконтрольных сбросах производственных отходов. В частности - фосфогипса (Фосфогипс - это крупнотоннажный отход производства минеральных удобрений. Белая гора фосфогипса занимает значительную земельную площадь, при порывах ветра с горы летит пыль на близлежащий поселок, попадает в почву, загрязняет водоносные слои вредными растворимыми соединениями фтора, фосфора и другими примесями), который завод иной раз сваливает прямо в лес. Суд почему-то присвоил фосфогипсу ВМУ 5 класс опасности, хотя он относится к 4 классу опасности, но 4 класс опасности - это и совсем другие налоги для предприятия.

Если действующий полигон будет и дальше оставаться в таком безобразном состоянии, как сейчас, то это создает реальную угрозу того, что вредные стоки с отвала, вместо того, чтобы улавливаться в обводном канале и направляться по трубопроводу обратно на предприятие на очистные сооружения, будут попадать на окружающий рельеф - в соседние водоемы, и с паводком в конечном счете это все стекает в Москву-реку. Помимо этого, отравляются грунтовые воды в непосредственной близости от полигона. 3. Вид на гору с высоты птичьего полета.

Вы только представьте, какие потоки стекают с этой горы в дождь. Сколько химикатов попадает в почву.

Рис. 4

Соседние водоемы отравлены. Жители на свои собственные деньги проводили экспертизы, которые показали, что в этих водоемах повышенная кислотность, и повышенные показатели содержания фосфатов, фтора и всех других элементов, которые стекают с полигона.

Если бы система сбора и очистки стоков действительно работала так, как утверждают на предприятии - то ничего бы в эти водоемы не попадало, а сейчас все видят, что они загрязнены.

Полигон - это мина замедленного действия - если постоянно не собирать и не очищать то, что из него вымывается, то он будет однозначно оказывать вредное влияние, прежде всего на воду еще многие десятилетия. Ранее это предприятие уже отравило воду в нескольких населенных пунктах. Так поселок Медведка из-за Воскресенского Химического Комбината много лет живет на привозной воде. Воскресенцы же все еще вынуждены жаловаться на то, что в городе временами нечем дышать, местную воду нельзя пить, а их дети подвержены бронхитам и аллергиям.



Заключение

24.06.2009 года завершилась внеплановая проверка Росприроднадзором акционерного общества "Воскресенские минеральные удобрения". По ее итогам было возбуждено девять административных дел в связи с нарушениями природоохранного законодательства и установлен факт выброса минеральной пыли в атмосферу.

Что вменяется в вину ОАО "ВМУ"?

1. Эксплуатация установок очистки воздуха от загрязняющих веществ осуществляется в цехах ОАО "ВМУ" с нарушением установленных правил

2. Нарушение экологических требований и правил при обращении с отходами производства и потребления.

3. Нарушение требований к обращению с ломом и отходами цветных и черных металлов, требований к обращению с опасными отходами способствует попаданию загрязняющих (вредных) веществ в слои почвы, грунтовые воды

4. На полигон №2 "Лопатинский", предназначенный в соответствии с действующим лимитом предприятия для размещения отходов 5-го класса опасности, сбрасываются твердые бытовые и промышленные отходы, класс опасности которых выше.

5. Администрация ОАО "ВМУ" всячески препятствовала проведению полной и объективной проверки, вплоть до блокирования доступа специалистов Росприроднадзора на предприятие

6. 19 мая 2009 г. при выполнении ОАО "ВМУ" производственного задания произошел залповый выброс минеральной пыли из цеха "Аммофос-1" в атмосферу. Выброс был такой концентрации, что его можно было визуально наблюдать с расстояния 300-500 метров.

Приказом от 10 сентября 2010 года Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору выдала ОАО "Воскресенские минеральные удобрения" лицензию на оборот отходов I-IV классов опасности сроком до 10 сентября 2015 года.

В соответствии с условиями лицензии, ОАО "ВМУ" может осуществлять свою деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению отходов I-IV классов опасности.

ОАО "Воскресенские минеральные удобрения" располагает мощностями по производству 750 тыс. тонн моноаммонийфосфата (MАP) и диаммонийфосфата (DAP), 200 тыс. тонн аммиака, 300 тыс. тонн фосфорной кислоты и 1100 тыс. тонн серной кислоты в год.

Размещено на Allbest.ru

...