27. Электрофильтры

Электрофильтры это высоковольтное электротехническое оборудование, в котором используется коронный разряд для зарядки взвешенных в газе частиц и их улавливания в электрическом поле. Для этого электрофильтры питаются от повысительно-вьпрямительных агрегатов с номинальным выпрямленным напряжением 80кВ, 110кВ и 150кВ.

Широкое применение электрофильтров обусловлено их универсальностью и высокой степенью очистки газов при сравнительно низких энергетических затратах. Физические процессы при электрической очистке газа хорошо поддаются автоматическому регулированию. Используемые в отрасли электрофильтры работают как под разрежением, так и под давлением очищаемых газов.

Отличительная особенность аппаратов - низкие эксплуатационные затраты. Это объясняется тем, что их гидравлическое сопротивление не превышает 100-150 Па, т.е. является минимальным по сравнению не только с аппаратами тонкой очистки газа, такими, например, как рукавные фильтры и трубы Вентури, но и с аппаратами грубой очистки (циклоны, скрубберы, пенные аппараты и т.д.). Затраты электроэнергии на создание электрического поля в электрофильтре также невелики и составляют обычно 0,3-1,8 МДж (0,1-0,5 кВт-ч) на 1000 м3/газа. Однако капитальные затраты на сооружение установок электрофильтров относительно высоки из-за того, что эти аппараты металлоемки, занимают большую площадь и, кроме того, снабжаются специальными повысительно-выпрямительными агрегатами электропитания.

Электрофильтры экономически целесообразно применять для очистки больших объемов газа: после электролизеров в производстве алюминия, после печей спекания и кальцинации в глиноземном производстве, после металлургических агрегатов (конвертеров, шахтных, рудно-термических печей, печей взвешенной плавки и т.д.), в производстве тяжелых металлов. Электрофильтры, как правило, не применяют, если очищаемый газ представляет собой взрывоопасную смесь или такая смесь может образоваться в ходе процесса в результате отклонения от нормального технологического режима.

28. Вредные выбросы при коксовании углей, методы их утилизации.

 Выбросы газов из дымовых труб

Для коксования 1 т угля, содержащего 3—5 % влаги, необходимо от 2900 до 3500 Дж на 1 т получаемого кокса. Продукты сгорания пропускают через дымоходы, затем через регенераторы и выбрасывают через систему дымовых труб. Система зажигания батареи состоит из двойных регенераторов расположенных под каждой печной камерой. За 20—30 мин горячие дымовые газы проходят через один регенератор. Затем потоки меняются местами, воздух для сжигания нагревается от кирпичной кладки регенератора, а дымовые газы нагревают второй регенератор.

Тяга в системе дымоходов осуществляется с помощью дымовых труб, высота которых составляет от 60 до 80 м. Давление внутри печи разное в верхней и нижней части, и печные коксовые газы могут просачиваться из печи сквозь щели в кирпичной кладке в дымоходную систему. В дымоходе образуется обогащенная газовая смесь. Использование газа доменной печи увеличивает объем дымовых газов примерно до 2800 м3/т. Ниже показаны характеристики дымовых газов с учетом утечки из печи – в скобках указаны средние значения!

Температура газа, °С…………….260

Содержание влаги в газе, % … . 13,0 Газовый состав на сухой основез

0₂, % …………4,6-15,4 (10,9)

С0₂, %…………2,5-7,0 (4,8)

СО, г/м3 ………………….1,18-10

NO. г/м………………….25—155 млн

SOx, г/м"………………….50—700 млн

Отделения подготовки и коксования угля являются основными источниками газопылевых выбросов. Загрязненные сточные воды формируются в основном в отделениях обработки «грязного» коксового газа и, в существенно меньшей степени, в цехах переработки химических продуктов коксования.

Отделения специальной подготовки угля, включающей процессы складирования, усреднения, дробления, дозирования, обогащения, смешивания и транспортировки углей, характеризуется, главным образом, большим пылевыделением, достигающим 480-500 г/т кокса. При обогащении углей образуется до 35-40% от их массы твердых отходов, из которых 30-50% составляет отходы флотации – угольные шламы с влажностью до 50-60%.

Загрузка угольной шихты с влажностью 7-9% и более в раскаленные коксовые печи с температурой греющих стен 1100-12000С сопровождается образованием залповых выбросов парогазовой смеси в количестве 3-5м3/т шихты, уносящей в атмосферу вредные вещества, в количестве, г/т кокса: 400 пыль; 46 СО; 22 Н2S; 17NH3; 0,6 HCN; 1,1 C6H5OH; 190 CnHm; 32 SO2 и 55 NOx.

Очень важна правильная эксплуатация коксових печей. Нарушение режимов нагрева, несолюдение пропорций, правильной шихтовки, т. е. планирования угольной шихты и недоведение до конца процесса коксования, все это может привести к зносу печи, образованию трещин и прогаров в кладке стен. В этом случае значительное количество газа из камер коксования попадает в отопительную систему. Углеводороды прямого коксового газа в отопительной системе разлагаются с образованием Н2 и сажистого углерода. В результате из дымовых труб коксових батарей удаляются газы, окрашенные густым черням цветом сажи, которая является очень концерогенной.

Выдача кокса из камер коксования в тушильный вагон приводит к залповым, в течение 30-40с газопылевым выбросам, г/т кокса: 750 пыль; 7,6 H2S; 51 NH3; 0,5 C6H5OH; 22 SO2; 3,6 NOx; 36 CnHm, 0,1 HCN. При движении тушильного вагона с выгруженным из печи горящим коксовым спеком к установке мокрого или сухого тушения в атмосферу выделяются вредные запыленные газы в количестве примерно 100 м3/т кокса. Концентрация отдельных загрязнителей в этих газах составляет, г/м3: 110 пыль; 31 CO; 16 SO2; 0,2 Н2S; 2,9 NOx; 70 CnHm. Многие другие ингредиенты выбросов не исследованы.

Применяемые в настоящее время на практике способы решения проблемы твердых отходов в подавляющем большинстве сводятся к пассивным методам, включающим компактирование, капсулирование, захоронение или складирование на полигонах. Активные методы переработки связаны в основном с термическим и другими воздействиями на ТУО, приводящими к их структурно-химическим превращениям. К ним относятся сжигание, пиролиз, термолиз (термическое разложение без доступа воздуха), газификация, катализ, различные биотехнологические процессы и т.д. Из активных методов доминирующим является сжигание, применение которого, однако, не позволяет полностью решить экологические вопросы и тем более обеспечить глубокое использование химического потенциала ТУО (твердые углеродистые тходы).