Технология производсТва СУЛЬСТАР СУЛЬТЕХ
реклама
сборный железобетон бетон и железобетон ‘14 №1 (10) Технология производства серного полимера СУЛЬСТАР и серного бетона СУЛЬТЕХ Винокуров В. И. к.т. н., генеральный директор ЗАО «ИНТЕРТЕХСЕРА» Разработка новых месторождений нефти и газа, в том числе с высоким содержанием серы, а также вступление в силу более жёстких экологических стандартов к конечным продуктам и технологическим процессам нефтегазопереработки и других производств создали условия для профицита серы в России. Излишки серы, накапливающиеся на не приспособленных для этих целей открытых площадках, являются источником загрязнения окружающей среды. Кроме того, рост населения, развитие промышленности и другие факторы ведут к росту количества отходов производства и потребления, хранилища которых занимают огромные территории, наносят колоссальный вред окружающей среде и уже буквально наступают на места проживания людей, причиняя огромный вред здоровью. В этих условиях вопрос поиска технологий, позволяющих сократить количество отходов производства и потребления, снизить их негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека, встает наиболее остро. Существующая практика захоронения отходов требует постоянного вовлечения в промышленное производство и строительство все новых и новых ресурсов, в том числе ископаемых, что истощает наши недра. Поэтому в настоящее время актуальны те технологии переработки отходов, которые предусматривают утилизацию и максимальное вовлечение в хозяйственный оборот продуктов их переработки и вторичного сырья, отсортированного из отходов. Технология производства серного полимера СУЛЬСТАР ЗАО «ИНТЕРТЕХСЕРА» Россия, 109387, Москва, ул. Люблинская, 42 Тел. / факс +7 495 646 17 98 info@intertehsera.ru www.intertehsera.ru СУЛЬСТАР — это новая технология модификации серы, которая имеет положительное заключение Польского научно-исследовательского института дорог и мостов, уполномоченного в вопросах утверждения технологий и материалов, используемых в дорожной инфраструктуре на территории Польши1. Технология СУЛЬСТАР защищена патентом Польши на изобретение № 211111 «Способ получения серного полимера и применение серного полимера» от 25.11.2009 г. и международными заявками: PCT / PL2010 / 000116 (WO2011065849) с участием ЕС, России, Казахстана, в странах Персидского залива — патент GCC 2010 / 17157, в Иране — патент 389080805. В России технология модификации серы СУЛЬСТАР защищена патентом на изобретение № 2220095. Предметом данного изобретения является управление процессом реакции модификации серы. Данная реакция протекает в реакторе полимеризации серы (см. рис. 1 и 2), где в жидком растворителе (2‑этилгексанол) растворяется модификатор из группы октиловых альдегидов и порция жид1 1 8 Рис. 1.Общий вид реактора полимеризации серы. кой серы. Ингредиенты перемешивают при температуре 120 – 130 ºС. За счет того, что в указанном растворителе одинаково хорошо растворяется и сера, и модификатор, увеличивается площадь активных реагентов, что увеличивает скорость реакции и сокращает время модификации. В настоящее время в качестве сырья применяется жидкая сера. Резервуаром ЗАО «ИНТЕРТЕХСЕРА» — это совместное российско-польское предприятие, поэтому в тексте статьи много ссылок на польские организации, нормативные документы и прочее. бетон и железобетон ‘14 №1 (10) Рис. 5. 3D- модель технологической установки для модификации серы и получения полимера серы СУЛЬСТАР сборный железобетон Рис. 2. Крышка реактора полимеризации серы. Рис. 3.Железнодорожная цистерна для перевозки жидкой серы Рис. 6. Мнемосхема АСУ установки для производства полимера серы СУЛЬСТАР Рис. 4. Гранулированная техническая сера для ее хранения является железнодорожная цистерна для перевозки жидкой серы (см. рис. 3). Дополнительный экономический эффект может быть достигнут при использовании комовой или гранулированной технической серы (см. рис. 4). Растворитель, используемый в данной технологии модификации серы, позволяет провести операцию в одном процессе и одном реакторе. В других технологиях модификации серы такое решение не применялось. В действующую в настоящее время технологическую установку для модификации серы (см. рис. 5) заложены ре- зультаты 14‑летнего опыта эксплуатации установок предыдущих модификаций и сейчас в ней используются только проверенные временем технические решения, в том числе эксклюзивные решения фирмы «Mарбет ВИЛ», и учтены требования, предъявляемые участниками рынка модифицированной серы, серного бетона и сероасфальтобетона. Данные установки соответствуют всем правилам промышленной безопасности и охраны труда, а также отвечают нормам по охране окружающей среды. Технологическая установка для производства полимера серы СУЛЬСТАР компактна, обслуживается тремя рабочими в смену, оснащена контрольно-измерительной аппаратурой, а также имеет автоматизированную систему управления (АСУ) с возможностью контроля и регистрации ключевых параметров технологического процесса (см. рис. 6). Готовая продукция — жидкий полимер серы СУЛЬСТАР — проходит через линию сушки (см. рис. 7), на выходе из которой приобретает товарный вид (см. рис. 8), расфасовывается в биг-бэги и поступает на склад, откуда отгружается потребите- лям и / или поступает в производство серобетонных изделий. Отходов производства и вредных выбросов в атмосферу технологией производства полимера серы СУЛЬСТАР не предусмотрено. В 2013 году Закрытым акционерным обществом «ИНТЕРТЕХСЕРА» разработаны российские технические условия Рис. 7.Линия сушки полимера серы СУЛЬСТАР 1 9 сборный железобетон бетон и железобетон ‘14 №1 (10) Рис. 8.Товарный вид полимера серы СУЛЬСТАР Рис. 9.Схема получения серобетона СУЛЬСТАР «Техническая сера, модифицированная олефиновыми углеводородами — серное вяжущее СУЛЬСТАР (SULSTAR)» ТУ 5738‑001‑92613526‑2013 (см. рис. 10). Технология СУЛЬТЕХ В основе технологии СУЛЬТЕХ (патент UPRP 205151) лежит свойство серы вступать в химическую реакцию с металлами, в том числе с тяжелыми, при атмосферном давлении и не поглощая воду. В результате этой реакции образуются химически стойкие, безопасные для окружающей среды и человека вещества — сульфиды, отличающиеся своей стабильностью. Поэтому обратного выделения тяжелых металлов из сульфидов не происходит, даже при многократной переплавке серного бетона. Процесс стабилизации и преобразования опасных промышленных отходов в серные бетоны особенно значим и эффективен в случае необходимости обезвреживания промышленных отходов, содержащих металлы, в том числе тяжёлые: ртуть, кадмий, хром, барий, цинк, медь, железо, никель, мышьяк, свинец, алюминий, мар- Табл. 2. Эффективность стабилизации промышленных отходов с применением полимера серы СУЛЬСТАР Название и код отходов Летучий пепел, твёрдые отходы от процессов очистки газа, зола и шлаки, содержащие опасные вещества 19 01 07* 19 01 13* 19 01 12 Отработанные катализаторы, содержащие тяжёлые металлы 16 08 02* Отходы процессов десульфирования газа 10 02 08 Обозначение Содержание, mg / кг Содержание после стабилизации, mg /кг Эффективность, % As 0,11 0,010 84 % Cr 14,8980 1,470 90 % Pb 31,6062 0,250 99 % Sb 0,5000 0,050 90 % Se 0,2408 0,010 96 % хлориды 59 846,15 16 490,00 72 % сульфаты 16 409,69 4590,00 72 % V 5 0,197 96 % Ni 2,4 0,037 98 % Mo 5 0,085 98 % Al2O3 40,1 <0,056 100 % Zn 25 0,38 98 % Mn 1,5 0,004 100 % Pb 4,5 <0,042 99 % Ca 4,7 2,72 42 % Табл. 1.Свойства серного бетона, полученного по технологии СУЛЬТЕХ, в сравнении с бетоном на основе портландцемента 2 0 ганец и др., а также растворимые в воде соли этих металлов. Главным источником антропогенного поступления тяжелых металлов в природную среду являются тепловые электростанции, металлургические предприятия, карьеры и шахты по добыче полиметаллических руд. Наибольшее количество опасных отходов, содержащих тяжелые металлы, образуют предприятия черной и цветной металлургии. Очень часто вследствие того, что руды цветных металлов содержат всего несколько процентов основного металла, вокруг комбинатов по обогащению руд образуются целые горы опасных отходов, так называемые хвосты. Таким образом, тяжёлые металлы, содержащиеся в отходах, вследствие несовершенства технологических процессов бетон и железобетон ‘14 №1 (10) зации полимером серы СУЛЬСТАР вредных примесей, содержащихся в отходах, и их капсулирования в гранулах серобетона СУЛЬТЕХ, или готовых товарных изделиях (см. рис. 9). Полученные гранулы могут храниться без вреда для окружающей среды на общих основаниях и в дальнейшем быть использованы в качестве гравия в дорожном строительстве, строительного щебня в производстве изделий из бетона на основе портландцемента, а также для переплавки в товарные изделия из серного бетона. Концепция, лежащая в основе технологии СУЛЬТЕХ, награждена в 2007 г. золотой медалью и Дипломом Выставки инноваций и новых технологий EUREKA в Брюсселе. Также технология СУЛЬТЕХ избрана лидером проекта Green Evo Министерства окружающей среды, как одна из самых конкурентоспособных инновационных экологических технологий в Польше. и средств очистки загрязняют не только атмосферу, но и, благодаря высокой растворимости в воде, проникают глубоко в почвенный и растительный покровы и, конечно же, в подземные воды. Источниками загрязнения вод тяжелыми металлами являются также сточные воды гальванических цехов. Тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе со стоком с сельскохозяйственных угодий. сборный железобетон Рис. 10.Схема процесса получения серного бетона по технологии СУЛЬТЕХ Технология С УЛЬТЕХ дает возможность преобразовать промышленные отходы, в том числе шлак от сжигания угля на ТЭС (ТЭЦ, котельных), а также золу (пепел) от сжигания или газификации ТБО, в том числе содержащие тяжелые металлы, в безопасный, химически стабильный и пригодный для вовлечения в хозяйственный оборот материал — серный бетон. Данное преобразование происходит за счет нейтрализации и стабилиРис. 12.Смеситель Thermomix. Свойства серных бетонов, полученных по технологии СУЛЬТЕХ Рис. 11. 3D- модель установки для получения серного бетона по технологии СУЛЬТЕХ Серные бетоны, полученные по технологии СУЛЬТЕХ, обладают многими свойствами, которые отличают их от бетона на основе портландцемента (см. табл. 1), что даёт им преимущества, предоставляющие возможность успешного использования, например, в строительстве автодорожной, железнодорожной и гидротехнической инфраструктуры. Сравнение результатов тестов по оценке вымывания металлов и химических соединений из образцов промышленных отходов до и после процесса обезвреживания по технологии СУЛЬТЕХ (см. табл. 2) позволило сделать заключение о соответствии серных бетонов требованиям Приложения 5 Постановления министра экономики и труда Польши от 07.09.2005 о критериях и процедурах приёма отходов для складирования (Dz.U. 186 poz. 1553 z 2005r.; Dz.U. 38 poz. 264 z 2006r.; Dz.U. 121 poz. 832 z 2007r.). 2 1 сборный железобетон Оборудование для производства серного бетона по технологии СУЛЬТЕХ Залогом успеха для эффективного производства серного бетона является отработанная технология (см. рис. 10), а также современное и надежное оборудование (см. рис. 11). Особенностью технологии производства серобетона являются специальные машины и оборудование, в которых каждый контактирующий с серным вяжущим элемент должен быть нагрет (см. рис. 12 – 15). Такого оборудования нет в стандартных предложениях производителей. Все шаги технологического процесса управляются компьютером. Оборудование работает в автоматическом режиме. Основным элементом технологического процесса производства серного бетона является двухвальный смеситель Thermomix (см. рис. 6). В качестве теплоносителя в нём используется нагретое масло. Установка для получения серного бетона по технологии СУЛЬТЕХ производительностью порядка 5 000 тонн в год по готовой продукции при двухсменном графике работы может обслуживаться фирмой числен- бетон и железобетон ‘14 №1 (10) ностью 27 человек, то есть малым предприятием. Такое малое предприятие способно выпускать довольно широкую номенклатуру изделий из серного бетона (см. табл. 3). Памятуя дальневосточный паводок 2013 года, могут быть очень востребованы плиты НОЕ (см. табл. 3, строка 9), с помощью которых можно строить быстровозводимые дамбы, наращивать берега дамб, рек, протоков и каналов, а также осуществлять локальную защиту от наводнений различных объектов. Очень важная особенность установок для получения серного бетона по технологии СУЛЬТЕХ — это круглогодичная загрузка производства и наличие возможности быстро перестраивать производство на выпуск наиболее востребованной продукции в зависимости от сезона. Так, весной, летом и осенью, то есть в период традиционного автодорожного строительства, можно производить только востребованную в этот сезон продукцию: сероасфальтобетон, серобетонный щебень, бордюрный камень, тротуарные плиты, а в зимний период выпускать любую прочую продукцию и / или работать «на склад», чтобы иметь определенный задел к будущему сезону. Табл. 3. Примерный перечень изделий из серного бетона по технологии СУЛЬТЕХ № 1 Наименование продукции Груз для системы натяжения железнодорожной контактной сети 2 Балласт для стиральной машины 3 Противовес 4 Элементы систем канального отведения воды 5 Открытый дренажный канал 6 Элемент системы французского дренажа 7 Теплоизолирующие блоки 8 Строительный блок 9 Элементы быстровозводимых дамб — плиты НОЕ Рис. 14.Силосы наполнителя 10 Бордюрный камень Рис. 13. Пресс-формы для отливки изделий 2 2 11 Тротуарная плита 12 Стояночный столбик 13 Крышка телекоммуникационного люка 14 Материалы для обустройства слоев дорожной одежды: • сероасфальтобетон, • серобетон • гравий по технологии СУЛЬТЕХ Рис. 15.Сушилка наполнителя Фото
