- •Содержание
- •Раздел 1 Воздействие черной металлургии на окружающую среду
- •1.2 Сточные воды металлургического производства
- •1.3 Твердые отходы металлургических предприятий
- •1.1 Воздействие металлургических предприятий на атмосферу
- •1.2 Сточные воды металлургического производства
- •1.3 Твердые отходы металлургических предприятий
- •2.1 Загрязнение окружающей среды предприятиями металлургической отрасли
- •2.2 Классификации загрязнений
- •3.1 Определение и классификация промышленных сточных вод
- •3.2 Современные способы очистки сточных вод
- •4.3 Технологические мероприятия по снижению вредных выбросов в атмосферу
- •4.1 Санитарная охрана атмосферного воздуха
- •4.2 Планировочные мероприятия по снижению приземных концентраций вредных веществ
- •4.3 Технологические мероприятия по снижению вредных выбросов в атмосферу
- •Подавление пылегазовыделений
- •Улавливание неорганизованных пылегазовыделений
- •5.1 Классификация пылеулавливающих аппаратов
- •5.2 Аппараты инерционного типа
- •5.3 Центробежные пылеуловители
- •6.2 Пылеулавливающие аппараты с промывкой газа жидкостью
- •6.1Достоинства и недостатки мокрых пылеуловителей
- •6.2 Пылеулавливающие аппараты с промывкой газа жидкостью
- •6.3 Пылеуловители с осаждением пыли на пленку жидкости
- •7.1 Фильтрующие аппараты
- •7.2 Электрофильтры
- •Раздел 2. Общие принципы создания экологически чистой металлургии и концепция устойчивого экологически безопасного развития
- •Раздел 3. Процедура создания экологически чистого производства
- •12.1 Понятие экобаланса
- •12.2 Пример расчета экобаланса
- •Лекция 13. Экологическая паспортизация объектов и технологий
- •13.2 Порядок экологической паспортизации объектов
- •13.1 Цели и задачи экологической паспортизации
- •13.2 Порядок экологической паспортизации объектов
- •13.3 Методологические особенности экологической паспортизации промышленных объектов и технологий
- •Раздел 4. Современные технологии (процессы, агрегаты) и тенденции создания экологически безопасного металлургического производства
- •14.1 Улавливание пыли в углеподготовительных цехах и при обогащении углей перед коксованием на обогатительных фабриках
- •14.2 Снижение выбросов при загрузке коксовых печей
- •15.1 Снижение выбросов при выдаче кокса
- •15.2 Пылеподавление при тушении кокса и на коксосортировке
- •15.3 Очистка газов при производстве кокса
- •16. 1 Защита атмосферы от вредных выбросов агломерационного производства и производства окатышей
- •16.2 Защита естественных водоемов от загрязнения сточными водами агломерационного производства
- •16.3 Уменьшение выбросов агломерационного производства технологическим путем
- •17.1 Защита атмосферы от вредных выбросов доменного производства
- •17.2 Защита естественных водоемов от загрязнения сточными водами доменного производства
- •17.3 Уменьшение вредных выбросов доменного производства технологическим путем
- •17. 4 Основные пути утилизации отходов доменного производства
- •Лекция 18. Защита окружающей среды от вредных воздействий ферросплавного производства
- •18. 1 Защита атмосферы от вредных выбросов ферросплавного производства
- •18.2 Защита естественных водоемов от загрязнения сточными водами ферросплавного производства
- •18. 3 Уменьшение вредных выбросов ферросплавного производства технологическим путем
- •19.1 Мартеновское производство стали
- •19.2 Конвертерное производство стали
- •19.3 Электросталеплавильное производство
- •19.1 Мартеновское производство стали
- •19.2 Конвертерное производство стали
- •19.3 Электросталеплавильное производство
- •20.2 Конвертерное производство
- •20.3 Электросталеплавильное производство
- •20.4 Уменьшение вредных выбросов сталеплавильного производства технологическим путем
- •21. 1 Защита атмосферы от вредных выбросов литейного производства
- •21.2 Защита естественных водоемов от загрязнения сточными водами литейного производства
- •21. 3 Уменьшение вредных выбросов литейного производства технологическим путем
- •22. 1 Защита атмосферы от вредных выбросов прокатного производства
- •22.2 Защита естественных водоемов от загрязнения сточными водами прокатного производства
- •22.3 Уменьшение вредных выбросов прокатного производства технологическим путем и утилизация отходов
- •22.4 Обеспыливание отходящих газов в цехе огнеупоров
- •23.1 Основные направления сокращения выбросов и отходов предприятий черной металлургии
- •23.2 Новые направления металлургического производства
- •24.1 Основные пути сокращения водопотребления предприятиями черной металлургии
- •24.2 Использование отходов предприятий черной металлургии
- •Раздел 5. Система экологического мониторинга металлургического производства
- •25.2 Инженерно-методические вопросы нормирования экологического контроля
- •25.3 Комплексный инженерно-экологический мониторинг
- •25.5 Экологический ущерб
- •25.1 Цели и задачи экологического контроля
- •25.2 Инженерно-методические вопросы нормирования экологического контроля
- •25.3 Комплексный инженерно-экологический мониторинг
- •25.4 Характеристика технических средств получения и обработки информации в составе комплексного мониторинга
- •25.5 Экологический ущерб
- •9.3 Ответственность за нарушение экологического законодательства
- •Библиографический список
15.1 Снижение выбросов при выдаче кокса
Борьба с выбросами при выталкивании кокса из печных камер - одна из наиболее сложных задач. Над раскаленным коксом, попадающим в тушительный или коксовозный вагоны, возникает интенсивное восходящее течение нагретого воздуха, которое вовлекает в движение значительные массы окружающего атмосферного воздуха. Этот подсасываемый (эжектируемый) из атмосферы поток подхватывает образующиеся при разрушении коксового пирога частицы пыли и увлекает их вверх. В результате возникает окрашенное пылевое облако значительных размеров, в котором кроме пыли могут содержаться и газообразные вредные вещества, выделяющиеся из кокса; объем этих газов сравнительно невелик и обычно не превышает нескольких десятков кубометров.
Образование пылевого облака при выдаче происходит весьма быстро, и этот неорганизованный выброс принято относить к залповым. При выдаче кокса недостаточной готовности наблюдается образование густых облаков плотного черного или черно-зеленого дума. Такие явления наблюдаются при незавершенности процесса коксования в центре угольной загрузки или неравномерном обогреве печей, приводящем к образованию в загрузке холодных зон. На современных большегрузных печах даже незначительное отклонение в режиме обогрева часто создает условия для получения некачественного коксового пирога. В частности, фактором, определяющим пылевыделение при выдаче, является период коксования.
Ужесточение требований к деятельности по охране атмосферы на коксохимических предприятиях вызвало необходимость разработки технологических мероприятий по повышению равномерности обогрева печей и внедрению систем беспылевой выдачи кокса. Для уменьшения выбросов при выдаче кокса применяют способ локализации и обезвреживания (обеспыливания). Существует несколько вариантов систем беспылевой выдачи кокса: пылеотсасывающие зонты над коксонаправляющей и тушильными вагонами; перекрытия над рельсовым путем тушильного вагона; комбинированные системы беспылевой выдачи и тушения кокса.
Наибольшее признание получили системы с устройством зонтов, отсосом и очисткой газов выдачи. При этом отсасывающее и пылеулавливающее оборудование проектируют как в передвижном, так и в стационарном исполнении. На практике чаще всего используются системы с передвижным зонтом и стационарной системой пылеулавливания. В качестве пылеуловителей применяют скрубберы Вентури, мокрые электрофильтры, тканевые фильтры. В последнее время за рубежом наблюдается тенденция перехода только на сухие пылеуловители, как правило, рукавные фильтры.
В СНГ первоначально применялась передвижная система обеспыливания газов выдачи, смонтированная на двересъемной машине. Легкий зонт соединялся с группой из двух циклонов типа ЦН-15-800 и дымососом. Такие системы при испытаниях на батарее с объемом камер 41,6 м3 улавливали ~ 750 кг пыли в сутки. Однако предусмотренное проектом удаление пыли из бункеров циклонов шнековыми транспортерами оказалось неработоспособным, циклоны быстро забивались пылью, что приводит к интенсивному износу дымососов и выходу их из строя.
В 1983 г. на Коммунарском коксохимическом заводе была пущена первая установка беспылевой выдачи кокса (УБВК) со стационарной системой отсоса и очистки газов (рис. 24). В последние годы подобные установки были смонтированы ещё на ряде заводов.
Существующие тенденции все еще базируются на увеличении объема отсасываемых газов до 150-180 тыс. м3/ч с соответствующим увеличением размеров и конструкции зонта. Концентрация пыли в отсасываемом из-под зонта газе достигает 18— 22 г/м3. Устанавливая на первой ступени очистки группы циклонов ЦН-15, достигают суммарной степени очистки 99,1—99,2 % при остаточной концентрации пыли в газах выдачи 0,11—0,22 г/м3. Нетрудно видеть, что увеличив объем отсасываемых газов, получаем повышенную запыленность, уменьшение которой до требуемых норм требует повышения степени очистки.
Рисунок 24 - Схема установки беспылевой выдачи кокса со стационарной системой очистки
Наиболее простым вариантом сухого пылеулавливания является система из конических циклонов. Такие системы разработаны и включены в проекты для ОАО "КМК" (рис. 25) и ОАО "Носта".
Такие схемы отличаются простотой и не требуют высококвалифицированного обслуживания, поэтому они имеют приоритет при реконструкции действующих предприятий. Эффективно применение циклонов СК-ЦН-22, СЦН-40 и др. Основным требованием при этом, помимо высокой эффективности и приемлемого гидравлического сопротивления» является предотвращение абразивного износа, что достигается правильным выбором скоростей во входном патрубке и корпусе циклона.
1-циклоны СК-ЦН-34-3600; 2-пулеуловители КМП-8; 3-вентиляторы ВВН-18
Рисунок 25 - Проектная схема очистки газов выдачи с коническими циклонами
Для стационарной установки обеспыливания газов выдачи наиболее эффективным решением с точки зрения пылеулавливания является применение электрофильтров. Наибольший экономический эффект при этом получают при совмещении в них очистки газов выдачи и газов загрузки при условии утилизации уловленной смеси угольной, полукоксовой и коксовой пылей. Поскольку газы загрузки содержат много горючих веществ, возникает необходимость обеспечения взрывобезопасности, поэтому следует использовать электрофильтры типа УВВ-16 или СГ-15хЗ.
Для сокращения неорганизованных выбросов, образующихся при выдаче кокса из камер коксования в тушильный вагон, на коксовых батареях № 5 и б КХП АО "Северсталь" в 1997 г. построена установка беспылевой выдачи кокса. На двересъемной машине установлен зонт, который закрывает "корзину" коксонаправляющей и тушильный вагон. С помощью телескопических патрубков, установленных на зонте, происходит стыковка зонта и газового коллектора, предназначенного для транспортировки газовоздушной смеси на очистку в двух электрофильтрах типа ЭГА. Затем воздух, очищенный от мелкодисперсной пыли до концентрации 50-80 мг/м3, выбрасывается в атмосферу, а уловленная электрофильтрами пыль используется как добавка в шихту для коксования. Сокращение выбросов пыли в атмосферу при выдаче кокса составляет 200 т/год.
Из всех применяемых в настоящее время за рубежом систем беспылевой выдачи кокса (перекрытие над всей коксовой стороной батареи; отсос и очистка выделяющихся газов в стационарной системе скрубберов; пылеулавливающие зонты над коксонаправляющей и тушильным вагоном с газоочистным оборудованием на тушильном вагоне или соединенной с ним платформе; пылеулавливающие зонты над коксонаправляющей и тушильным вагоном со стационарными вытяжным газопроводом и системой газоочистки) наиболее эффективными признаны системы последнего типа. В Японии такими системами оснащены практически все коксовые батареи.
Схема одной из таких систем показана на рис. 26. Ширина пылеулавливающего зонта равна ширине коксоприемного вагона, длина колеблется от б до 10 м в зависимости от объема камеры коксования. Мощность дымососа в системе беспылевой выдачи 2500-4500 м3/мин (при 40 0С) в зависимости от объема камеры коксования. Для очистки газов применяются как мокрые, так и сухие методы очистки.
1-камера коксования; 2-коксонаправляющая; 3-пылеулавливающий зонт; 4-коксоприемный
вагон; 5-соединительный клапан; 6-стационарный вытяжной газопровод; 7-пылеосадитель;
8-тканевый фильтр; 9-дымосос; 10-дымовая труба;
I –оборудование, монтируемое на коксонаправляющей; II –оборудование, монтируемое на земле
Рисунок 26 - Система беспылевой выдачи кокса из печей
Широкое признание в мире получила система беспылевой выдачи типа "Министер Штайн", разработанная фирмой "Хартунг, Кун унд Ко" (ФРГ). Эта система обеспечивает практически 100%-ное пылеулавливание (остаточное содержание пыли в газах после тканевых фильтров составляет < 20 мг/м3). Выбросы пыли при выдаче кокса снижаются до 5 г/т кокса. В настоящее время пропускная способность газоочистки с тканевыми фильтрами, используемой в этой системе беспылевой выдачи, составляет > 200 тыс. м3/ч. Система отличается oт других систем такого типа способам стыковки газопровода с пылеулавливающим зонтом. Передвижной зонт закрывает полностью коксоприемный вагон и коксонаправляющую во время выдачи кокса. Зонт опирается на площадку коксовой стороны батареи и дополнительный рельс. Его подключают к стационарному газопроводу перед выдачей кокса с помощью соединительного патрубка, движущегося на тележке над верхней частью газопровода, имеющей расщелину, закрытую решеткой, которая служит опорой для ленты из высокотемпературного эластомера, закрывающей расщелину. Такая конструкция устраняет необходимость в оборудовании стационарного газопровода множеством заслонок напротив каждой печи. Для предохранения от перегрева отсасываемые при выдаче кокса газы охлаждают в рекуператоре.
Система беспылевой выдачи кокса типа "Министер Штайн" в последние годы внедрена на новых коксовых батареях в Германии, Великобритании, Нидерландах, США.
В ходе совершенствования системы "Министер Штайн" фирмой Хартунг, Кун унд Ко", являющейся одной из ведущих в мире по изготовлению систем беспылевой выдачи кокса, разработана конструкция новой коксонаправляющей машины, выполненной как единое целое с пылеулавливающим зонтом. Такими системами беспылевой выдачи кокса в ФРГ оснащены все новые коксовые батареи на ряде заводов.
Фирмой "Хартунг, Кун унд Ко" изготовлены системы беспылевой выдачи кокса с пылеулавливающими зонтами, использующими принцип естественной тепловой тяги для отсоса запыленных газов, выделяющихся при выдаче кокса. Специальная конструкция внутренней части зонта и водооросительной системы обеспечивает максимальную степень обеспыливания газов. Отдельная газодувка отсасывает выбросы из зоны двери на коксовой стороне печи и транспортирует их в передвижной пылеотделитель. В зависимости от конкретных условий эффективность системы беспылевой выдачи кокса может достигать 96 %. Системы такого типа рекомендуются для установки на действующих коксовых батареях, ими уже оснащены коксовые батареи высотой 4—6 м на заводах ФРГ, Бельгии (завод "Зебрюгге" фирмы "Кар-коук") и Нидерландов (завод "Слуискиль" Национальной ассоциации по коксованию).