4.6.14 Обобщение результатов повышения экологической безопасности агломерационного производства

Экологические показатели агломерации в виде удельных газопылевых выбросов значительно улучшаются при снижении удельного расхода твердого топлива на процесс спекания (табл. 4.18). Поэтому преобладающая часть способов улучшения этих показателей ориентирована, прежде всего, на экономию твердого топлива при одновременном улучшении качества и повышении выхода годного, товарного агломерата.

В сфере подготовки шихты к спеканию существуют реальные возможности снижения расхода топлива на процесс, уменьшения образования вредных выбросов ориентировочно на 20% и более за счет (п.1 – 10 табл. 4.18): усреднения сырья, тщательной подготовки аглоруды, возврата, известняка, извести и топлива в отношении их крупности; точного дозирования компонентов агломерационной шихты, ее известкования и предварительного подогрева, качественного смешивания и окомкования шихты при раздельной подаче в нее твердого топлива. Наконец, завершающую стадию подготовки шихты к спеканию – ее укладку на паллеты агломашин – нужно выполнять модернизированными загрузочными устройствами, позволяющими обеспечить увеличение выхода годного продукта и уменьшение расхода твердого топлива на процесс спекания. Существенным элементом при загрузке шихты является применение «постельной», фильтрующей поток газа фракции агломерата, укладываемой непосредственно на колосниковую решетку паллет. Благодаря «постели» в среднем в 3-4 раза снижаются: унос пыли из слоя, потери шихты, запыленность отходящих дымовых газов агломашин.

Начальная стадия процесса спекания – зажигание шихты, - требует не только высокой интенсивности подвода тепла к слою, обусловленной оптимальным уровнем температур в зажигательном горне(1200-1300°С), но и достаточной концентрации кислорода в воздухе горения(до 14,5%), чтобы химический недожег топлива (содержание СО в отходящем газе) был минимальным. Выбросы СО в значительной степени убывают при раздельном вводе и накатывании твердого топлива на гранулы шихты (п.10 табл. 4.18) и уменьшении скорости фильтрации газов через высокий слой шихты, уложенной на паллеты агломашин (п.17).

Высокослойное спекание, как известно, признано главным способом упрочнения агломерата и снижения расхода топлива на процесс спекания. В перспективе возможное увеличение высоты спекаемого слоя на 150-200мм на новых аглофабриках Украины (такие, нужно полагать, появятся) относительно достигнутых 350-400мм создает условия для сокращения расхода топлива и вредных выбросов на 14-18% и более.

Эффективность использования твердого топлива может быть в некоторой мере повышена, в частности, за счет увлажнения всасываемого в слой воздуха тонкораспыленной водой или паром, что подтверждается промышленным опытом. Экологически значимо здесь доокисление СО отходящего газа в его реакции с парами воды.

Рециркуляцию горячих отходящих газов можно отнести к перспективным процессам исключительно для новых аглофабрик, работа которых рассчитана на применение богатого сырья, без использования значительного количества сырого известняка. Разложение последнего с ростом концентрации СО₂ в слоевом газе препятствует догоранию СО. Увеличение основности агломерата нужно рассматривать как способ сокращения выбросов SO₂ в атмосферу.

Охлаждение, дробление и многостадийное грохочение спека примерно в 2-3 раза снижает неорганизованные выбросы пыли при транспортировке и перегрузках агломерата. Одновременно, в этом случае, происходит стабилизация прочности кусков агломерата, отделение ослабленных фракций в возврат, и в целом – улучшение гранулометрического состава кондиционного скипового агломерата. Таким образом, при использовании сортированного агломерата формируются газодинамические условия для производительной выплавки чугуна с уменьшением расхода кокса, что в свою очередь приводит к уменьшению выбросов в коксохимическом и доменном производствах.

Имеется в виду утилизация вторичных энерго- и материальных ресурсов. Привлечение упомянутых в табл. 4.18 ведущих способов совершенствования производства агломерата может сократить потребление твердого топлива на 30-40%, уменьшить выбросы пыли в 2-3 раза, а газообразных веществ на 18-70%. Применение эффективных аппаратов улавливания и нейтрализации газопылевых выбросов является здесь дополнительным и обязательным условием соблюдения предельно допустимых уровней загрязнения окружающей среды.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте краткое описание агломерационного процесса, зональной структуры спекаемого слоя шихты, принципиальной технологической схемы аглофабрики.

2. Назовите основные виды и источники образования вредных газопылевых выбросов в агломерации. Как влияет крупность твердого топлива и условия его сжигания на выбросы монооксида углерода?

3. Какие направления и способы экологизации агломерационного производства могут иметь высокую эффективность?

4. Назовите факторы, определяющие массу удельных выбросов сернистых соединений, оксидов азота, супертоксичных углеводородов. Какие способы их снижения можно рекомендовать?

5. Влияние на экологическую безопасность агломерации наиболее значительных способов подготовки, спекания агломерационной шихты и обработки агломерационного спека.

6. Опишите основные способы повышения прочности и улучшения гранулометрического состава агломерата. Каким образом улучшение физико-химических свойств агломерата повышает экологический уровень аглококсодоменного производства?

7. Дайте описание основной сути и результатов использования комплекса технологических мероприятий по улучшению эколого-экономических показателей агломерационного и доменного производства.

Таблица 4.18 – Влияние технологических факторов на удельный расход твердого топлива и вредные газопылевые выбросы агломерационного процесса

Способы совершенствования технологии агломерации	Снижение*) удельного расхода твердого топлива, %	Снижение газопылевых выбросов, % отн.
		пыль	СО	SO2	NOх	Супертоксичные углеводороды(бензапирен, диоксины, фураны)
1	2	3	4	5	6	7
1. Складирование и усреднение шихтовых материалов на складах, оборудованных современными штабелеукладчиками и усреднительными машинами, обеспечивающими уменьшение колебаний по железу и основности от ±1,5% и ±0,15 ед. до ±0,5% и ±0,05 ед. соответственно 2. Уменьшение максимальной крупности аглоруды и возврата от 15-20 до 5-6мм путем их дробления 3. Уменьшение массовой доли классов менее 0,5мм в твердом топливе агломерации на 10% 4. Применение современной системы автоматического весового дозирования материалов, оснащенной тензодатчиками и другими измерителями массы, супер- точными дозаторами с классом точности 0,2-0,3 ед.	5-7 7,0 4,5 8-12	н.св 5,6 н.св н.св	6,0 7,0 5,3 10	5,4 6,5 3,0 5,2	5,2 6,5 н.св 4,5	н.св н.св н.св н.св
1	2	3	4	5	6	7
5. Предварительный подогрев аглошихты на 10ºС 6. Увеличение расхода извести в аглошихту на 10кг/т агломерата 7. Увеличение основности агломерационной шихты по СаО:SiO2 на 0,5 абс. ед. 8. Интенсивное смешивание шихты в модернизированных барабанных и миксерных смесителях производства немецкой фирмы «Айрих» 9. Погрупповое или общее окомкование шихты в модернизированных барабанах-окомкователях с реализованной функцией уплотнения гранул в конце процесса окомкования 10. Раздельная подача в аглошихту твердого топлива. 11. Предварительный подогрев агломерацион-ной шихты на 10°С 12. Загрузка агломерационной шихты комбинированным загрузочным устройством с двойным загрузочным лотком и стабилизатором потока шихты	1,2 1,25 н.св 8,5 12-15 8-10 1,2 3	н.св. н.св н.св н.св н.св н.св н.св 15	1,5 1,25 н.св 8,5 31,3 20,7 1,2 3	1,0 0,75 18,3 4,8 9,3 4,3 н.св н.св	1,2 н.св н.св 20,5 18,2 н.св н.св	н.св н.св н.св н.св н.св
1	2	3	4	5	6	7
13. Применение слоя защитной, фильтрующей постели крупностью 6 – 12 или 12 – 15 мм 14. Использование воздуха с температурой 250-350°С и более, нагретого в регенераторах, рекуператорах и охладителях агломерата 15. Увеличение концентрации кислорода в атмосфере зажигательного горна от 6 до 14,5% 16. Увеличение на 10мм высоты спекаемого слоя агломерационной шихты 17. Рециркуляция 25-35% агломерационных газов в спекаемый слой 18. Исключение из состава аглошихты нефтепродуктов, бензолов, других углеводородов и носителей хлора в виде полимерных покрытий, пленок и хлоридов металлов	н.св 9,8-15 5-10 0,8-1 10-15 н.св	30 н.св н.св 3,5 25-30 н.св	н.св 50**) 1,8 51 н.св	н.св 8-12 н.св 1,1 32 н.св	н.св н.св н.св 1,59 43 н.св	70 50-70
1	2	3	4	5	6	7
19. Уменьшение массовой доли FeO в агломерате на 1-1,5% при оптимизации температурно-тепловых условий спекания шихты повышенной основности	4,2	н.св	4,2	2,5	н.св	н.св
20. Применение современной схемы многостадийной механической обработки аглоспека с выделением товарного продукта крупностью 3(5) – 50(60)мм, постельной фракции крупностью 15-20мм и возврата крупностью 0-5(3)мм.	Н.св	50-70	н.св	н.св	н.св	н.св***)
Ориентировочные итоги	30-40	50-70	30-50	18-30	18-40	50-70

Примечания: ^*) – в агломерации, как и в других металлургических процессах, итоговые результаты по экономии топлива не могут быть получены обычным суммированием – действует упомянутый в гл.3 принцип Оккермана-Павлова;

^**) – в вакуум-камерах под зажигательным горном;

^***) – отсутствие многих конкретных сведений о снижении выбросов при использовании модернизированных процессов указывает на крайне недостаточное развитие экологических исследований

Н.св. – нет сведений

26