КҮКІРТ ҚЫШҚЫЛЫ ЗАУЫТЫНЫҢ ҚОРШАҒАН ОРТАҒА ӘСЕРІ

ENVIRONMENTAL IMPACT OF A SULFURIC ACID PLANT

Baizhumanov Yerik Myltykkanovich

 Master's Student of the EP «Ecology» Narxoz University

Kazakhstan, Almaty

Yessenkulova Zhaukhar Zhurgenovna

Candidate of Agricultural Sciences Associate Professor, Narxoz University

Kazakhstan, Almaty

АҢДАТПА

Қазіргі уақытта ең өзекті мәселелердің бірі - қоршаған ортаның ластануы, әсіресе өнеркәсіптік өндіріс барысында. Күкірт қышқылы - химия өнеркәсібінің аса маңызды өнімі. Ол минералдық тыңайтқыштар, талшықтар, пластмассалар, бояғыштар, жарылғыш заттар өндірісінде, металлургияда, сондай-ақ газдарды құрғатқыш ретінде кеңінен қолданылады.

АННОТАЦИЯ

One of the most urgent issues today is environmental pollution, especially during industrial production. Sulfuric acid is one of the most important products of the chemical industry. It is widely used in the production of mineral fertilizers, fibers, plastics, dyes, explosives, in metallurgy, and also as a gas desiccant.

Кілт сөздер: күкірт қышқылы; өндіріс; күкірт диоксиді; қоршаған ортаға әсері; ластану; Қазақстан.

Keywords: sulfuric acid; production; sulfur dioxide; environmental impact; pollution; Kazakhstan.

Күкірт қышқылы минералды тыңайтқыштар өндірісінде, химиялық талшықтар  мен  химия  өнеркәсібінде, бояғыштар, мұнай,  металлды  өңдеу және басқа салаларда танымал болып келеді. Бұл өндіріс атмосфераға ластаушы заттарды шығарумен, улы қалдықтардың туындауымен сипатталады. Сондықтан күкірт қышқылы зауыты үшін қоршаған ортаға әсерді бағалау аймақтың экологиялық қауіпсіздігі мен тұрақты дамуын қамтамасыз етудің негізгі құралы болып табылады.

Қазіргі уақытта минералдық тыңайтқыштар саласындағы барлық күкірт қышқылы өндірісі кәсіпорындары шикізат ретінде элементтік күкіртті қолданады. Күкірт қышқылының негізгі өндіруші кәсіпорындары бір мезгілде минералдық тыңайтқыштар өндірушілері болып табылады.

Ауыл  шаруашылығында  күкірт  қышқылы сода  мен  бейтарап  жоғары  карбонатты тұзды топырақтың  құнарлығын арттыру үшін химиялық  мелиорант  ретінде  қолданылады. Алайда, бұл мелиорантты  қолдану оның қымбаттылығына  байланысты қиын, бұл қалпына келтірілген жерлердің экономикалық көрсеткіштерін нашарлатады. Ластаушы шығарындылардан бөлінген күкірт диоксидінен алынған күкірт қышқылы негізгі шикізат – күкірт колчеданын өндіру және өңдеу шығындарын қамтымайтын зауыттық құннан өзгеше болады. Күкірт қышқылын өндіру қышқыл жаңбырға және атмосфераның ластануына әкелетін күкірт диоксиді шығарындылары арқылы, сонымен қатар құрамында сульфаттары бар ағынды сулардың су объектілеріне түсуі арқылы қоршаған ортаға теріс әсер етіп, су экожүйесін уландырады.

Күкірт қышқылын өндіру келесі нақты экологиялық тәуекелдерді қамтиды:

1.Атмосфералық ауа үшін күкірт диоксиді шығарындылары негізгі ластаушы болып табылады. Жоғары концентрацияда ол өсімдіктер мен топырақты зақымдайды, егер атмосфералық ылғалмен әрекеттескенде қышқыл жаңбыр түзеді.

Күкірт қышқылының аэрозолі адамның тыныс алу жолдары мен шырышты қабаттарына әсер ететін өте агрессивті зат.

2.Су ресурстарына әсері ағынды сулар үшін құрамында ауыр металдар, қышқыл қалдықтары және жер асты суларының қышқылдығын арттыратын, су экожүйелеріне улы әсер ететін басқа қоспалар болуы мүмкін.

3.Күкірт қышқылының төгілуі топырақтың қатты химиялық ластануына  және  оның  құнарлылығының  төмендеуіне әкелуі мүмкін.

Күкірт  қышқылы  өндірісіндегі  негізгі  ластаушы  заттар - газ  тәрізді шығарындылар (SO₂ және SO₃, күкірт қышқылының тұманы мен тамшылары), сондай-ақ қатты қалдықтар. Қатты қалдықтардың негізгі бөлігін  сұйық  күкіртті  сүзгеннен  кейін  қалатын  қалдық - күкірт сүзіндісі және  пайдаланылған  катализаторлар  құрайды (Кесте 1).

Кесте 1.

Күкірт қышқылы өндірісінде атмосфераға шығарындылар мен қалдықтардың түзілуі

Күкірт қышқылы өндірісің қоршаған ортаға әсері процесіндегі химиялық заттар туралы деректері келесі кестеде көрсетілген (Кесте 2).

Кесте 2.

Күкірт қышқылы өндіріс процесіндегі химиялық заттар

Күкірт қышқылы өндірісі технологияларын салыстыру үшін тиісті талаптарға сәйкес салыстыруға жарамды көрсеткіштерді анықтау қажет:

• күкірт қышқылы өнеркәсібінің барлық технологиялық даму циклдері бойы өзектілігі;
• қарастырылып отырған кезең бойынша салыстыруға болатын статистикалық деректердің қолжетімділігі.

Өнеркәсіптің әртүрлі салаларын сипаттайтын ең кең тараған критерийлер ретінде келесілерді атап өтуге болады: ресурстық сыйымдылық, энергия сыйымдылық, ластаушы заттар шығарындыларының деңгейі, ресурстық тиімділік және энергия тиімділігі.

Ресурстық және энергия сыйымдылығы, сондай-ақ ресурстық және энергия тиімділігі критерийлері күкірт қышқылы өндірісі технологияларын технологиялық циклдер бойынша салыстыру үшін жарамсыз, себебі күкірт қышқылының бастапқы өндіріс тәсілдері бойынша статистикалық деректердің болмауы және шикізаттың кезең-кезеңімен ауысуы (табиғи күкірт - колчедан күкірт - газ тәрізді күкірт).

XX ғасырдың екінші жартысы - XXI ғасырдың басындағы күкірт қышқылы өнеркәсібі технологияларын салыстыру энергия сыйымдылығы, энергия тиімділігі және ластаушы заттар шығарындыларының деңгейі критерийлері бойынша жүргізілді.

Күкірт қышқылы өндірісі технологиясын Қазақстанда да, шетелде де дамытудағы перспективті бағыттары болып:

• күкірт қышқылы жүйелерінен шығарындыларды азайту;
• күкірт қышқылы қондырғыларының жұмыс сенімділігін және энергия тиімділігін арттыру.

Күкірт қышқылы жүйелерінің энергия тиімділігін арттырудағы негізгі бағыттардың бірі - күкірт қышқылы өндірісі процесінде жүретін химиялық реакциялардан алынатын жылуды, әсіресе абсорбция жылуын, барынша пайдалану болып табылады. Абсорбция жылуы жүйеде алынатын жалпы жылудың 30–40 % бөлігін құрайды. Абсорбция жылуын жылу беретін су немесе төмен қысымды бу алу үшін қолдануға болады. Жылу беретін суды алу үшін абсорбция жылуын пайдалану салыстырмалы түрде қарапайым міндет болып табылады және күрделі технологияны, бақылау құралдарын немесе жабдықты (насостар, тоңазытқыштар және т.б.) қолдануды қажет етпейді. Алайда жылу беретін суды пайдалану маусымдық сипатқа ие болып, өндірісте әрдайым сұранысқа ие бола бермейді.

Сонымен қатар, абсорбция жылуын төмен қысымды бу алу үшін де пайдалануға болады. Кәсіпорындарда буды пайдалану нұсқалары жылу беретін суды қолданумен салыстырғанда әртүрлірек болып келеді.

Күкірт қышқылы өнеркәсіпте аса маңызды орын алады, себебі оның химиялық белсенділігі өте жоғары: ол барлық металдармен және олардың оксидтерімен әрекеттеседі, алмасу ыдырау реакцияларына түседі және өте күшті тотықтырғыш қасиеттерге ие. Күкірт қышқылы пайдаланылғаннан кейін қалдықтар түзіледі, оларды тікелей кәріз жүйесіне төгуге болмайтындықтан, белгілі бір қиындықтар туындайды. Көп жағдайларда пайдаланылған күкірт қышқылынан қайталама күкірт қышқылын алуға болады.

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

1. Кошель П.А. Серная кислота// Химия. - 2006. — №18(713). -С. 27–28.
2. Мировое производство и рынок серы, Евразийский химический рынок, 2010, No 4 (64), -C. 34-47.
3. Игин В.В. Серная кислота, объемы производства ипотребления, пути иперспективы развития. Сообщение 2 / В.В.Игин, Ю.В.Филатов// Мир серы, PиK. - 2010. - №6. - С. 3–13.
4. Atef Mohammed, I. A. A review of sulfur dioxide and particulate matter (PM2.5 and PM10) in greater Cairo, Egypt. International Journal of Biosensors & Bioelectronics., 2020.
5. Civetta W. R. Exergy Analysis of an Industrial Sulphuric Acid Plant / W. R. Civetta, R. V. Padilla // International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering. — 2014. — Vol. 4, Iss. 3. — P. 730–735.
6. Байқожин А.Н. Күкірт қышқылын игеру және пайдалану кезінде қолданылатын айдау сораптарының сенімділігін зерттеу. Қызылорда, Қорқыт Ата атындағы Қызылорда университеті. 2021. -Б. 100.