книги из ГПНТБ / Энгель Л.К. Вентиляция на заводах цветной металлургии

при загрузке глинозема из .подвижного бункера. Электролизеры загружаются глиноземом с помощью пневмотранспорта через разгрузочные бункера. В этом случае штора может раскрываться лишь для наблюдения за разгрузкой и разравниванием глинозе­ ма. Количество циклонов-разгружателей зависит от количества подаваемого глинозема и длины электролизера, т. е. фронта раз­ грузки.

За рубежом применяются укрытия в форме колпака, состоя­ щие из опускаемых или навивных штор из волнистого железа с контргрузом для удобства открывания. Отгороженное укрытие соединяется с патрубком газохода или воздуховода отсасываю­ щей вентиляции. Количество отсасываемого газа гари закрытых шторах должно быть не менее 7000 м3/ч. Такой отсос достаточно эффективен только при закрытых (опущенных) шторах. Во вре­ мя операций по обслуживанию ванны шторы открываются, и для обеопечения полного отсоса тазов производительность установки должна увеличиваться не менее чем в 2,0—2,5 раза.

Это достигается автоматическим включением второго вентиля­ тора, работающего параллельно с основным.

В настоящее время распространен способ непрерывного пита­ ния электролизеров глиноземом с помощью специальных уст­ ройств. Такой способ подачи глинозема к электролизерам одной серии позволяет загружать ванны при закрытых шторах с приме­ нением пневматического транспорта.

Несмотря на то что электролизеры имеют достаточно эффек­ тивные газоотсосы и устройства для удаления пыли, в воздух це-

•ха выделяется значительное количество фтористого водорода, смолистых соединений и пыли. По данным ВАМИ, валовое выде­ ление фтористых соединений в воздух цеха на втором этаже со­ ставляет 15—20% от общего количества газов, выделяющихся при электролизе алюминия. Количество тепла, выделяемое в по­

При этом предельное содержание фтористых соединений в возду­ хе, удаляемом из цеха, будет равно 2 мг/м3 .при допустимой кон­ центрации в атмосферном воздухе на территории завода 0,5 мг/м3, а в приточном воздухе 0,15 мг/м3.

15-ЛЫ03 мг/м3, slv

где с —-средняя концентрация фтористых соединений в воздухе межцехового пространства;

М— мощность источника (количество выбросов через фонарь при концентрации 2 мг/м3), равная 4 г/с;

s — длина аэрационного фонаря или длина корпуса (600 м);

120

I— расстояние между зданиями (80 м ); у — скорость ветра над зданием (4 м/с).

с = ^ ^ = 0,30 мг/м3, что превышает допустимую кон­

центрацию в приточном воздухе в два раза.

Для снижения концентрации фтористых соединений необходи­ мо уменьшить выброс вредных газов из электролизеров более ка­ чественной герметизацией их или увеличением кратности возду­ хообмена в цехе, т. е. разбавлением этих газов воздухом, и, нако­ нец, путем выброса их в атмосферу через высокие трубы.

Гарантированная чистота атмосферного и приточного воздуха возможна при локальной вытяжной вентиляции, очистке воздуха от фтористых соединений и выбросе его через высокие трубы.

По рекомендациям французской фирмы «Пешине» очистку не­ организованных выбросов от фтора рекомендуется осуществлять непосредственно в фонаре. Такая рекомендация была принята на нескольких заводах и дала хорошие результаты. Степень очистки газов в этих очистных устройствах достигала 80—90% для раст­ воримого фтора и 80% для пыли и смолистых веществ.

На рйс. 83 приведена схема общеобменной вентиляции в элек­ тролизном цехе с установкой электролизеров на втором этаже в

Рис. 83. Схема приточно-вытяжной общеобменной вентиляций элек­ тролизного цеха со шторными укрытиями электролизеров и механи­ ческим обслуживанием при помощи мостового крана:

121

два ряда. На схеме показаны токи воздуха, места подачи и вы­ броса его из цеха.На левой стороне рисунка показана схема ме­ ханической вентиляции с промывкой воздуха, содержащего при­ меси фтористых соединений. На правой стороне рисунка показа­ на схема с выбросом очищенного воздуха в атмосферу. Такая схема приемлема, если концентрация фтористых соединений з воздухе после очистки будет не более 1 мг/м3.

Площадки вдоль периметра цеха играют роль козырька, от­ клоняющего нисходящую струю воздуха от рабочего места у электролизеров. Благодаря этому снижается загрязнение возду­ ха в этих местах. Площадки-козырьки могут быть использованы и для обслуживания оконных аэрационных фрамуг.

Подача приточного воздуха на площадку электролизеров про­ изводится через решетки в полу второго этажа. Общая площадь живого сечения решеток должна быть равна 18% площади, пола. Как показали результаты исследований, лучшим вариантом яв­ ляется установка решеток шириной 1570 мм с двух сторон каж­ дого ряда электролизеров и дополнительной решетки шириной 1000 мм в среднем проходе. Кроме того, на рабочие места, распо­ ложенные вдоль наружных стен, следует подавать приточный кондиционированный воздух из воздуховодов с перфорированным выпускам. Этот воздух обеспечивает нормальные санитарно-ги­ гиенические условия машинисту передвижной машины по обслу­ живанию электролизера. В центральном проходе возможна уста­ новка душирующего патрубка с уборкой его при прохождении механизмов, обслуживающих ванны.

Приточный воздух, подаваемый в решетки, расположенные вдоль электролизеров, должен отвечать санитарным нормам, так как он подается непосредственно в зону нахождения людей. В зим­ нее время его необходимо подогревать. Подача приточного воз­ духа в центральную решетку может производиться без подогрева.

Для равномерной раздачи воздуха через решетки канал, рас­ положенный под полом, следует проектировать как воздуховод равномерной раздачи. Скорость выхода воздуха из решеток не должна превышать 0,5—1 м/с.

Рафинирование чернового алюминия в некоторых, случаях

хлора, металлического алюминия и тепла, передаваемого конвек­ цией. Хлорирование производится под укрытием с хорошей вы­ тяжной и приточной вентиляцией.

На рис. 84 показана камера для рафинирования алюминия хлором в ковшах. Расход воздуха, отсасываемого из одной каме­ ры, определяется скоростью всасывания в воротах камеры, кото­ рая должна быть не менее 1,5—2,5 м/с при частично опущенной шторе. Для компенсации отсасываемого воздуха в камеру сле­ дует подавать наружный воздух. Душирующая вентиляция осу­ ществляется через перфорированный насадок со скоростью не-

более 0,5—0,8 м/с.

122

содержащих хлор, фтор и некоторое количество окиси углерода. Для отсоса этого газа могут

быть применены зонты или бортовые отсосы, выполняемые по из­ вестным схемам, приведенным в предыдущих главах.

Электрическое рафинирование алюминия осуществляется в электролизных ваннах, немногим отличающихся от ванн электро­ лиз^ алюминия. Процесс этот сопровождается значительным вы­

Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция цеха рафини­ рования осуществляется по схеме, приведенной для цехов элект­ ролиза алюминия. Тепловое напряжение здания находится в пре­ делах 70—93 Вт/м3 [60—80 ккал/(м3-ч)], кратность воздухооб­ мена 12—15, в летнее время допустим и больший воздухообмен. При таком воздухообмене перепад температуры на рабочих ме­ стах будет равен 4—5°С.' Установлено, что в новых двухэтажных корпусах условия труда значительно улучшились по сравнению с условиями труда в старых одноэтажных корпусах с двух- и четы­ рехрядным расположением ванн.

Во время смены анодов из ванны возможно выделение газов и вредных паров, которые отсасываются из укрытия. Количество

123

отсасываемого воздуха определяется скоростью его в открытых проемах. Вследствие высокой температуры в ванне, равной 750—

газов, пыли и возгонов металла, а также большого количества тепла. Такими вредными выделениями в цехах производства титана являются

четыреххлористый титан, тетрахлорид титана, соляная кислота, четыреххлористый углерод, хлорное железо, окись углерода, кок­ совая и шлаковая пыль.

В воздух цехов магниевого производства выделяются пыль карналлита и возгоны магния, газообразный хлор, пары хлори­ стого магния и соляной кислоты, а также большое количество тепла.

На рис. 86 приведена аппаратурная схема производства тита­ на и магния. Титано-магниевый завод перерабатывает ильменитовый концентрат обогатительных фабрик. Этот концентрат в из­ мельченном виде железнодорожными вагонами 1 подается в склад шлаков. Разгрузка вагонов производится либо в бункера 2 и 13, расположенные под вагонами, либо грейферными ковшами мо­ стовых кранов в отсеки склада.

Дробление кокса производится i b щековых дробилках. Куски кокса грей­ ферным ковшом 3 мостового крана 4 запружаются в бункер 5. При загрузке кокса в бункер выделяется большое количество .пыли. Распространение' этой пыли происходит воздушными токами и движущимися кранами.

Из бункера кокс поступает по течке в дробилку 6. Пыль выделяется из зева щековой дробилки, а также в месте подачи дробленого материала на транс­ портерную ленту. Интенсивность выделения пыли зависит от ритмичности ра­ боты дробилки, производительности ее и степени дробления. Дробленый кокс питателями и конвейерами 7 подается на мелкое дробление в молотковую дро­ билку 8. Работа питателей независимо от их конструкции сопряжена с выде­ лением пыли. Наибольшее количество пыли выделяется пластинчатыми пита­ телями. Пылеобразование на мелком дроблении значительно больше, чем на стадии среднего и крупного дробления. Особенно много пыли выделяется при разгрузке дробленого кокса на ленту питателя и затем в загрузочный люк элеватора 9, откуда он пересыпается в бункер 10 вертикальной мельницы 11. Интенсивное пылеобразование наблюдается при сбросе дробленого кокса с ленты питателя в башмак элеватора. Пыль, образующаяся при измельчении, отсасыва­ ется через циклоны и пневмонасосом подается в бункер 12 титанового хлора­ тора. Выбивание пыли происходит при выгрузке ее из циклонов на питатель пневмонасоса. Очистка воздуха от пыли после циклонов .перед выбросом в атмосферу производится а рукавных фильтрах. При неправильном .подборе воз-

124

душной и пылевой нагрузки на ткань [фильтра происходит загрязнение окру­ жающей атмосферы коксовой пылью.

Окись титана в виде шлаков поступает на завод в кусках. Разгрузка ва­ гонов со шлаком производится в хранилище ямного типа 13. При .выгрузке шлака из вагонов .выделяется большое количество пыли. Из склада грейферным ковшом через промежуточный бункер 14 системой питателей и конвейеров шлак подается на валковую дробилку 15. Выделение пыли при дроблении шлака на

шлак подается в шаровую мельницу 16 для размола. Выбивание пыли при ра­ боте шаровой мельницы сможет происходить через неплотности в местах присое­ динения загрузочной и разгрузочной точек. После размола титановый шлак

.пневмонасосом запружается в силосы 17. При загрузке шлака в силосы выно­ сится большое количество пыли, загрязняющей атмосферу между цехами. Вы­ брасываемый воздух доочищается в .рукавных фильтрах. Через дозаторы силосов по мере необходимости измельченные шлаки подаются в бункера 18 тита­ нового хлоратора.

Отработанный электролит из магниевого электролизного цеха по трубопро­ воду .подается в бункер 19 титанового хлоратора.

.Из бункеров шихта для получения титана герметичным шнеком подается в хлоратор 20. На приемном конце шнека установлен золо'тни'ко.вый питатель, вы­ полняющий .роль газового затвора. Титановый хлоратор представляет собой за­

контроля за работой .переточных каналов, .при сливе .расплава из ванны хлора­ тора в ковши. Возможно выделение хлора в местах подвода его в хлоратор.

'Конденсация высококипящих хлоридов и охлаждение паро-газовой смеси до 1®0°С происходит в трех десятитрубных куллерах 2 1 , за которыми устанав­ ливаются рукавные фильтры, улавливающие высококипящие хлориды. Хлори­ ды выгружаются из куллеров и из фильтров в контейнеры или кюбели 2 2 и вакуум-транспортом передаются в .цех .переработки. Конденсация н.изкокипящих хлоридов производится в двух оросительных конденсаторах 23. Каждый конден­ сатор работает в паре с холодильником тетрахлорида титана.

Выделение вредных газов и паров .соляной кислоты происходит в момент

.выгрузки из куллеров в кюбели высококипящих хлоридов.

работе холодильников и конденсаторов выделения вредностей не наблюдается. Тепло выделяется в цех с горячих поверхностей хлоратора, температура внешней поверхности которого 40—'50°С; с .поверхности газохода хлоратора, тем­ пература которой выше 100°С; с .поверхности охлаждения куллеров при средней температуре стенок 4)10ЧС. Кроме конвективного тепла, с поверхностей куллеров поступает лучистое тепло с интенсивностью, превышающей допустимые нормы. Отработанные .газы после оросительных конденсаторов и каплеуловителей ды­

мососами направляются для дальнейшей очистки.

Четыреххлор.истый титан после конденсаторов сливается в сборный бак и погружным насосом перекачивается в реактор. Погружной насос .и бак явля­ ются постоянными источниками выделения газа в воздух цеха. В насосе газ про­ сачивается через сальниковое устройство, в баке — через неплотности в крыш­ ке и люке. .Возможно выделение газов из реактора в местах сальникового уп­ лотнения и слива продукта.

Из реактора 24 четыреххлористый титан поступает .в сгуститель 25 и да­ лее через бак и электроподогреватель попадает в колонны ректификации и ди­ стилляции. Очищенный тетрахлорид подается в танк 2 6 , откуда поступает на восстановление.

В отделении ректификации и дистилляции выделение вредных .газов в воз­ дух цеха .происходит в основном при очистке аппаратуры и трубопроводов. Осо-

126

бевно большие выделения тетрахлорида и паров соляной кислоты наблюдаются при очистке кубов ректификации.

Из танков через напорный бак тетрахлорид поступает в электропечи ди­ стилляции 2 7 на восстановление окисью магния в среде аргона. Дистилляция происходит в вакууме при высокой температуре. В результате восстановления получается чистый титан в виде титановой губки. Наибольшее выделение .па­

в вагонах навалом. Во время выгрузки карналлита из вагонов в бункера 30 выделяется большое количество пыли, которая .разносится по цеху и выносится в атмосферу. Пылеобразование .происходит и при выгрузке его из бункера на питатель. Затем карналлит пневмонасосом подается в силосы, из которых посту­ пает в бункера 31 хлоратора. Из бункеров карналлит и нефтяной кокс загру­ жаются в хлоратор 32. Обогащенный карналлит_обезвоживается и расплавля­ ется в хлораторной печи.

Хлористый магний из хлоратора в расплавленном состоянии выливается в вагонетки 3 3 и электрокарой подается в электролизный цех. По пути движения вагонетки с расплавом в воздух цеха выделяются .пары магния и соляной кис­ лоты.

Электролизный цех оборудован электролизными ваннами 3 4 , которые за­ гружаются расплавленным хлористым .магнием, .поступающим из карналлитового хлоратора. В процессе работы электролизеров в .помещение цеха выделяется большое количество газов: хлор, хлористый водор-од, фтор, а также тепло.

Хлор из электролизера по специальному трубопроводу подается в хлорато­ ры карналлита и титана. В .процессе транспортировки хлора по трубам возмож­ ны прорывы газа в цех.

Жидкий и горячий магний в вакуумных аппаратах подается в цех восста­

ниевых колец и слитков периодически выделяется аэрозоль магния.

Ри.с. 87. Схема .вентиляции .склада титанового шпала:

1 — no.Ty.Bairoii; 2 — отсек; 3 — .грейферный ' ковш; 4 — бортовой ка.нал; 5 — вентиля­ ционный агрегат; 6 — отопительный агрегат; 7 — циклон; 8 — вентилятор

127

Любой способ разгрузки, дробления, измельчения, и перегрузки сопровождается большим выделением пыли, которая распростра­ няется в помещении склада, загрязняя его, накапливается на строительных конструкциях, создавая источники вторичного пыления, и выносится за пределы склада в атмосферу территории за­ вода. Пылеобразование во время разгрузки может быть умень­ шено устройством местной вытяжной и приточной вентиляции с увлажнением и подогревом воздуха в зимнее время.

Устройство местной вытяжной и приточной вентиляции при вы­ грузке концентрата из полувагонов грейферным ковшом показано на рис. 87. Падающий из грейферного ковша материал увлекает за собой воздух, который растекается в стороны от места падения, поднимается 'по стенкам вверх и может быть подхвачен всасываю­ щей струей воздуха в канал, рас­ положенный по бортам отсека.

Приточный воздух для компенса­ ции отсасываемого подается сверху вниз, что вызывает дви­ жение Еоздуха в помещении

из возможных вариантов аспирации комплекса оборудования. По этой схеме предусматривается отсос запыленного воздуха из бун­ кера, от верха дробилки (или низа течки 6) и от места выгрузки дробленого шлака из дробилки в элеватор. Количество отсасыва­ емого воздуха определяется по формуле, приведенной на стр. 14— 17.

Измельченный шлак и кокс поступают на склад и разгружа­ ются в силосы. Для обеспыливания загрузки силосов пневмотран­ спортом можно применить схему (рис. 89). Подача материала пневмотранспортом — непосредственно в силосы. Отсос воздуха из

128

силосов осуществляется вытяжной вентиляцией через рукавные фильтры с доочисткой в фильтрах со струйной продувкой ткани.

Скорость смеси воздуха с измельченным шлаком и коксом при­

средней фракции. Отделение материала от струи воздуха происхо­ дит в результате значительного уменьшения скорости воздуха и изменения направления смеси. Уменьшение скорости достигается увеличением поперечного сечения отделителя по сравнению с под­ водимым трубопроводом пневмотранспорта. Рекомендуется попе­ речное сечение разгружателя принимать в 100—150 раз больше се­ чения трубопровода. Барабанный шлюзовой затвор обеспечивает герметичность разгружателя. Затем воздух с небольшим количест­ вом пыли поступает на доочистку в рукавный фильтр.

Б здании дробильно-размольного отделения должна быть осу­ ществлена приточная вентиляция, обеспечивающая нормальные- санитарно-гигиенические условия на рабочих местах и компенси­ рующая аспирационные объемы воздуха. Подача воздуха ввиду отсутствия фиксированных рабочих мест осуществляется в кабины «чистого воздуха». Места установки этих кабин определяются тех­ нологическим процессом в зависимости от обслуживаемого обору­ дования и аппаратов.

Производство четыреххлористого титана может осуществлять­ ся в шахтных печах, электропечах, в аппаратах с жидкой ванной, в аппаратах с псевдокипящим слоем шихты. Для хлорирования сырья с высоким содержанием кальция, а также других материа­ лов, содержащих большое количество щелочноземельных элемен­ тов, более удобно использовать хлоратор. В нижней части хлора­ тора имеются фурмы и газораспределительное устройство для по­ дачи хлора, в боковые стенки вставлены угольные или графитовые электроды. В верхней части крышки хлоратора имеются отверстия для заливки расплава, загрузки шихты и патрубки для отвода па­ ро-газовой смеси. В донной части хлоратора имеются два отвер­ стия для слива расплава.

1 2 9 -