ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2024-2-4-11ekip-2573Research ArticleИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯENGINEERING SOLUTIONSТехнология очистки газовых выбросов химических предприятий от диоксида серы гранулированным карбонатным шламомTechnology for Purifying Gas Emissions of Chemical Plants from Sulfur Dioxide Using Granular Carbonate SludgeНиколаеваЛ.А.NikolaevaL.A.

д-р техн. наук, профессор

Dr. Sci. (Eng.), Professor

podpiska@kalvis.ruХуснутдиновА.Н.KhusnutdinovA.N.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruХуснутдиноваЭ.М.KhusnutdinovaE.M.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian FederationКазанский (Приволжский) федеральный университетРоссияKazan Federal UniversityRussian Federation202407022024282411Copyright © ООО "Калвис", 20242024ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2573

Представлены результаты исследований по очистке газовых выбросов (ГВ) гранулированным сорбентом на основе карбонатного шлама химводоочистки. Экспериментально обоснован выбор условий модификации карбонатного шлама раствором силиката натрия с получением гранулированного сорбента. Подтверждено, что полученные данные соответствуют и дополняют теоретические положения и законы коллоидной и физической химии, промышленной экологии, что имеет важное значение для выбора инженерных решений. Разработана технологическая схема адсорбционной очистки с циклом регенерации гранулированного сорбционного материала на основе карбонатного шлама Набережночелнинской ТЭЦ. Сделан вывод об увеличении эффективности очистки ГВ при использовании предложенных мероприятий до 99 %. Рассчитаны экологические и экономические показатели применения полученного гранулированного сорбента в схеме очистки ГВ от SO2 при изготовлении гидросульфита натрия. Определён предотвращённый экологический вред окружающей среде при внедрении предложенной технологии, а также себестоимость производства гранулированного сорбционного материала и срок окупаемости.

The results of studies on purification of gas emissions (GE) with a granular sorbent based on carbonate sludge from chemical water treatment are presented. The choice of conditions for modifying carbonate sludge with a sodium silicate solution to obtain a granular sorbent has been experimentally substantiated. It is confirmed that the data obtained correspond to and complement the theoretical principles and laws of colloidal and physical chemistry, industrial ecology, which is important for the choice of engineering solutions. A technological scheme for adsorption purification with a regeneration cycle of granular sorption material based on carbonate sludge from the Naberezhnye Chelny CHPP has been developed. It was concluded that the efficiency of GE treatment increased by up to 99% when using the proposed measures. The environmental and economic indicators of the use of the resulting granular sorbent in the scheme for purifying GE from SO2 in production of sodium hydrosulfite have been calculated. The prevented environmental harm to the environment from the use of the proposed technology has been determined, as well as the cost of production of granular sorption material and the payback period.

шлам химводоочисткиадсорбербрызгоуловительдиоксид серыгидросульфит натрияwater chemical treatment sludgeadsorbersplash trapsulfur dioxidesodium hydrosulphiteReferencesАкимов В.С. Диоксид серы и основные источники загрязнения атмосферы диоксидом серы. Научный журнал. 2017. № 6—1 (19). С. 18—20.Акимов В.С. Диоксид серы и основные источники загрязнения атмосферы диоксидом серы. Научный журнал. 2017. № 6—1 (19). С. 18—20.Кузьменко О.А. Образование кислотных дождей и их неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка. 2007. С. 132—134.Кузьменко О.А. Образование кислотных дождей и их неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Современные проблемы и перспективы рационального лесопользования в условиях рынка. 2007. С. 132—134.Ивлиева М.С. Анализ методов очистки газов, основанных на нейтрализации сернистого ангидрида. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 5. С. 163—168.Ивлиева М.С. Анализ методов очистки газов, основанных на нейтрализации сернистого ангидрида. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 5. С. 163—168.Черемисина О.В., Пономарева М.А., Болотов В.А. Утилизация технологических газов перспективными сорбционными материалами. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Металлургия. 2020. Т. 20. № 2. С. 93—100.Черемисина О.В., Пономарева М.А., Болотов В.А. Утилизация технологических газов перспективными сорбционными материалами. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер. Металлургия. 2020. Т. 20. № 2. С. 93—100.Nikolaeva L.A., Khusnutdinova Е.М. Scientific approaches in the technology of purification of Gas emissions from sulfur oxide at industrial enterprises. Ecology and Industry of Russia. 2021. Vol. 25. Iss. 4. P. 4—9.Nikolaeva L.A., Khusnutdinova Е.М. Scientific approaches in the technology of purification of Gas emissions from sulfur oxide at industrial enterprises. Ecology and Industry of Russia. 2021. Vol. 25. Iss. 4. P. 4—9.Khaleque A. et al. Zeolite synthesis from low-cost materials and environmental applications. A review. Environmental Advances. 2020. Vol. 2. P. 100019.Khaleque A. et al. Zeolite synthesis from low-cost materials and environmental applications. A review. Environmental Advances. 2020. Vol. 2. P. 100019.Wu H. et al. Sulfur dioxide capture by heterogeneous oxidation on hydroxylated manganese dioxide.Environmental Science & Technology. 2016. Vol. 50. Iss. 11. P. 5809—5816.Wu H. et al. Sulfur dioxide capture by heterogeneous oxidation on hydroxylated manganese dioxide.Environmental Science & Technology. 2016. Vol. 50. Iss. 11. P. 5809—5816.Livas C.G. et al. Multiscale Theoretical Study of Sulfur Dioxide (SO2) Adsorption in Metal-Organic Frameworks. Molecules. 2023. Vol. 28. Iss. 7. P. 3122.Livas C.G. et al. Multiscale Theoretical Study of Sulfur Dioxide (SO2) Adsorption in Metal-Organic Frameworks. Molecules. 2023. Vol. 28. Iss. 7. P. 3122.Zafari R. et al. Efficient SO2 capture using an amine-functionalized, nanocrystalline cellulose-based adsorbent. Separation and Purification Technology. 2023. Vol. 308. P. 122917.Zafari R. et al. Efficient SO2 capture using an amine-functionalized, nanocrystalline cellulose-based adsorbent. Separation and Purification Technology. 2023. Vol. 308. P. 122917.Samojeden B., Grzybek T. The influence of nitrogen groups introduced onto activated carbons by high-or low-temperature NH3 treatment on SO2 sorption capacity. Adsorption Science & Technology. 2017. Vol. 35. Iss. 5—6. P. 572—581.Samojeden B., Grzybek T. The influence of nitrogen groups introduced onto activated carbons by high-or low-temperature NH3 treatment on SO2 sorption capacity. Adsorption Science & Technology. 2017. Vol. 35. Iss. 5—6. P. 572—581.Liu D. et al. Sorbents for hydrogen sulfide capture from biogas at low temperature: a review. Environmental Chemistry Letters. 2020. Vol. 18. P. 113—128.Liu D. et al. Sorbents for hydrogen sulfide capture from biogas at low temperature: a review. Environmental Chemistry Letters. 2020. Vol. 18. P. 113—128.Николаева Л.А. Адсорбционная очистка промышленных сточных вод модифицированным карбонатным шламом. Дисс. … д-ра техн. наук: 03.02.08. Казань, 2016. 267 с.Николаева Л.А. Адсорбционная очистка промышленных сточных вод модифицированным карбонатным шламом. Дисс. … д-ра техн. наук: 03.02.08. Казань, 2016. 267 с.Николаева Л.А., Хуснутдинов А.Н. Использование отходов производства для очистки газовых выбросов предприятий от вредных примесей. Безопасность, защита и охрана окружающей природной среды: фундаментальные и прикладные исследования. 2019. С. 198—202.Николаева Л.А., Хуснутдинов А.Н. Использование отходов производства для очистки газовых выбросов предприятий от вредных примесей. Безопасность, защита и охрана окружающей природной среды: фундаментальные и прикладные исследования. 2019. С. 198—202.Николаева Л.А., Хуснутдинов А.Н. Адсорбционная очистка газовых выбросов от сероводорода гранулированным карбонатным шламом. Вопросы современной науки и практики. Университет им. ВИ Вернадского. 2019. № 3. С. 37—47.Николаева Л.А., Хуснутдинов А.Н. Адсорбционная очистка газовых выбросов от сероводорода гранулированным карбонатным шламом. Вопросы современной науки и практики. Университет им. ВИ Вернадского. 2019. № 3. С. 37—47.Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Минеев Н.Г. Энерго-и ресурсосберегающие модернизации промышленных установок на предприятиях нефтегазохимического комплекса. Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2011. Т. 9. № 2. С. 150—158.Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Минеев Н.Г. Энерго-и ресурсосберегающие модернизации промышленных установок на предприятиях нефтегазохимического комплекса. Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2011. Т. 9. № 2. С. 150—158.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.