- •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
17.3 Уменьшение вредных выбросов доменного производства технологическим путем
Количество выбросов пыли в доменном производстве, зависит от степени подготовленности сырья к плавке, прочности кокса, а также от того, насколько ровно работает печь. Большое значение имеет качество сырья, поэтому в шихте для доменной печи стараются увеличить доли окатышей и агломерата. На рудном дворе сырье усредняется по составу; для каждого сорта чугуна устанавливается определенная пропорция между рудой, окатышами, агломератом, коксом и известняком. Важно правильно уложить шихту в печи, измерить уровень засыпки, что достигается стабильной работой загрузочного (засыпного) аппарата, равномерно распределяющего материалы по окружности печи, и надежностью зондов-щупов, замеряющих уровень шихты в печи. Совершенствование технологического процесса выплавки чугуна направлено, прежде всего, на уменьшение расхода кокса, что ведет к снижению выбросов пыли и газа. Наиболее эффективным способом снижения расхода кокса является подогрев дутья (для сжигания кокса в печь подается воздух; дутье создает воздушную подушку, на которой держится вся масса сырья, постоянно заполняющая внутреннее пространство печи) до 1300°С с дальнейшим повышением температуры до 1450 °С. К снижению расхода кокса приводят: увлажнение— осушение дутья; вдувание в печь топлива (мазута, природного газа, измельченного до пыли недефицитного угля, каменноугольной смолы); обогащение дутья кислородом, применение комбинированного дутья (природного газа в смеси с кислородом); повышение давления газа под колошником.
Стабильная работа доменной печи зависит и от квалификации рабочих, ведущих технологический процесс.
17. 4 Основные пути утилизации отходов доменного производства
Из всех отходов доменного производства в наибольшем количестве образуются шлаки. Использование шлаков в качестве вторичного сырья весьма эффективно, так как позволяет получать ценные строительные материалы и изделия, освобождает земельные угодья от отвалов, сокращает добычу полезных ископаемых, существенно уменьшает загрязнение окружающей среды. В настоящее время практически на всех крупных металлургических предприятиях организована переработка шлаков в полезную продукцию. Практически полностью утилизируются доменные шлаки на таких металлургических комбинатах и заводах, как Новолипецкий, Енакиевский, Донецкий, Краматорский, Константиновский, "Азовсталь".
Основное количество доменных шлаков используется в дорожном строительстве и в промышленности строительных материалов (более 76 %). Около 50 % шлака идет на производство цемента. Кроме того, доменные шлаки используются для производства шлаковой пемзы, шлаковаты, шлакоситаллов, автоклавных ячеистых бетонов, шлакопемзолерпитобетона, битумошлаковой смеси для изоляции трубопроводов, шлакового щебня и др.
Гранулированные доменные шлаки являются хорошим материалом для дорожного строительства. Обработанные вязкими битумами они служат эффективными заменителями горячих асфальтобетонных смесей; битумошлаковые покрытия дорог в 2,5 раза дешевле асфальтобетонных. Доменные шлаки применяются в стекольной промышленности при производстве стеклокристаллических материалов, окрашенной стеклянной тары, облицовочной плитки, малощелочных стекол, штапельного волокна и других изделий. Доменные шлаки, содержащие соединения фосфора и оксида кальция, находят применение в качестве удобрений и агентов, улучшающих структуру почв.
Грануляция шлаков производится на самом металлургическом предприятии. Существуют мокрый и полусухой способы грануляции доменного шлака. При мокрой грануляции используются бассейновые и гидрожелобные установки (рис. 38-40).
1-пульт управления; 2-шлаковозный ковш; 3-откос; 4-грейферный кран; 5-ж/д вагон; 6-бассейн
Рисунок 38 - Схема бассейновой установки для грануляции шлака
1-копер; 2-шлаковозный ковш; 3-грануляционный желоб; 4-паросборник; 5-площадка предварительного
обезвоживания шлака; 6-грейферный кран; 7-склад гранулированного шлака; 8-ж/д вагон;
9-экскаватор; 10-отстойник; 11-насос
Рисунок 39 - Схема гидрожелобной установки для грануляции шлака
Основной частью бассейновой установки (рис. 38), является секционный бассейн, снабженный откосами, футерованными плитами из жаропрочного чугуна, которые выполняют роль приемных желобов. Вдоль откосов бассейна расположены железнодорожные пути для подвоза шлаковых ковшей и перемещения пульта управления. Гранулированный шлак из бассейнов перегружают грейферным краном в вагоны. Стекающая из вагонов вода вновь поступает в бассейн.
Схема гидрожелобного способа производства гранулированных шлаков представлена на рис. 39. В шлаковозных ковшах шлак подается на грануляцию. Перед сливом с помощью копра пробивается затвердевшая при транспортировке корка шлака. Шлак сливается в грануляционный желоб (гидрожелоб), где он дробится водой. Шлаковая пульпа самотеком поступает на площадку предварительного обезвоживания, где из гранулированного шлака грейферным краном формируются бурты высотой до 3 м. Предварительно обезвоженный шлак перегружается грейферным краном на склад.
Полусухая грануляция доменных шлаков осуществляется на барабанных, гидроударных и гидрожелобных установках. На рис. 40 представлена схема барабанной грануляционной установки.
Доменный шлак сливается из шлаковозного ковша на приемный лоток и поступает в промежуточную ванну (с ловушками для чугуна), далее на сливной желоб, оттуда на гранулятор, представляющий собой вращающийся с частотой 250-300 об/мин полый барабан, снабженный лопастями. Грануляция шлака осуществляется за счет поступающей в сливной желоб воды, которая охлаждается и вспучивает шлак. Затвердевание гранул шлака происходит в воздухе при их отбрасывании лопастями барабана на складскую площадку,
1- шлаковозный ковш; 2-приемный лоток; 3-промежуточная ванна; 4-сливной желоб;
5-грануляционный барабан; 6-скрепер; 7-скреперная лебедка; 8-бункер; 9-транспортер
Рисунок 40 - Схема барабанной грануляционной установки
В настоящее время все большее распространение получают установки придоменной переработки шлаков, использующие принципы грануляции.
Сложным в техническом отношении способом переработки доменных шлаков является изготовление на их основе шлаковатных изделий.
Для производства из доменных шлаков шлаковой пемзы используются водовоздушный, центробежный, каскадный, бассейновый, траншейно-брызгальный способы. На рис. 41 приведена схема получения шлаковой пемзы водовоздушным способом. Шлаковый расплав в шлаковозных ковшах подается на переработку. Слив шлака производится после того, как копровое устройство разрушит шлаковую корку в ковше. Слив осуществляется при включенной воздуходувке; в течение всего периода слива из выхлопного отверстия гранулятора выбрасываются частицы вспученного шлака.
1-воздуходувка; 2-электромостовой кран; 3-шлаковый ковш; 4-копровое устройство; 5-приемная
шлаковая ванна; 6-водовоздушный гранулятор; 7-грейферный кран; 8-приемная площадка;
9-трубопровод технологической воды; 10-трубопровод сжатого воздуха
Рисунок 41 - Схема производства шлаковой пемзы
Ценными отходами доменного производства являются железосодержащие шламы и пыль. Химический состав этих шламов позволяет применять их в доменном производстве без предварительного обогащения. Например, утилизация 1 т такого шлама позволяет сэкономить при производстве 1 т чугуна 750 кг железной руды, 40 кг марганцевой руды, 100 кг топлива и 300 кг известняка. Наиболее крупная пыль, богатая железом, и шлам используются для производства агломерата, который входит в состав шихты доменной печи.
Одним из направлений развития безотходной технологии является десульфурация жидкого доменного шлака продувкой воздухом или кислородом. При этом образуется сера или серная кислота, которую используют для травления металлов. Обессеренный шлак используется в строительстве.
В доменном производстве утилизируется тепловая и потенциальная энергия доменного газа. Этот газ представляет собой смесь нескольких газов, среди которых есть горючие: метан, водород, оксид углерода, а его температуре на выходе из печи составляет 200—300 °С. Доменным газом отапливаются воздухонагреватели; он используется на теплоэлектроцентралях, для обогрева коксовых батарей и нагревательных колодцев.
Энергия, затрачиваемая на повышение давления дутья, используется в газовой утилизационной бескомпрессорной турбине (ГУБТ). Первая в мире такая турбина мощностью 6 тыс.кВт была построена на Магнитогорском металлургическом комбинате. При этом себестоимость электроэнергии в 1,5—2 раза ниже стоимости энергии, получаемой из центральной энергосистемы.