Реферат: Отходы металлургии и их переработка
мкм 200 200 - 100 100 - 60 60 - 20 20 - 10 10 - 1
Массовая доля,
% 34. 5 12. 3 19. 0 25 7. 5 1. 7
Радикальным решением, почти полностью исключающим выбросы пыли из межконусного пространства, является подача в межконусное пространство в момент открытия большого конуса газа под давлением, несколько превышающим давление в печи. При этих условиях запыленный газ из печи вообще не поступает в межконусное пространство, и выхлоп газа при выравнивании давления в засыпном устройстве остается чистым. Недостатком этого способа предотвращения выбросов пыли и СО из межконусного пространства печи являются дополнительные энергозатрары, связанные со сжиганием газа, подаваемого в засыпное устройство печи.
Кроме колошникового устройства доменной печи, источником загрязнения атмосферы доменного цеха являются рудный и литеный дворы. На рудном дворе пыль выделяется при разгрузке вагонов, перегрузке руды, подаче руды на бункерную эстакаду и т. п. Удельное выделение пыли на рудном дворе ориентировочно принимают равным 50 кг на 1 т чугуна, а на бункерной эстакаде - 20 кг на 1 т чугуна. Концентрация пыли на рудном дворе и бункерной эстакаде колеблется от 17 до 1000 мг/м куб.
В доменных цехах существует две системы подачи сырых материалов на колошник доменной печи: скиповая, применявшаяся в старых печах, и ковейерная, применяемая в новых печах, значительно снижающая пылевыделение.
Наибольшее количество пыли выделяется в подбункерном помещении, где происходит выгрузка сырых материалов в вагон - весы. Концентрация пыли в воздухе подбункерных помещений достигает 500 мг/м куб. , в связи с чем на многих заводах кабину машиниста вагон - весов приходится герметизировать. В подбункерных помещениях, оборудованных конвейерами, аспирационной системой отсасывается около 2. 5 кг пыли на каждую тонну чугуна. После очистки в атмосферу выбрасывается в среднем около 90 г пыли на 1 т чугуна.
На литейном дворе пыль и газы выделяются в основном от леток чугуна и шлака, желобов участков слива и ковшей. Удельные выходы вредных веществ на 1 т чугуна составляют: 400 - 700 г пыли, 0. 7 - 1. 15 кг СО, 120 - 170 г SO2. Максимальное количество пыли и газов выбрасывается во время выпуска чугуна и шлака. Пыль игазы удаляются частично через фонари литейного двора (около 160 г пыли на 1 т чугуна), частично с помощью аспирационных систем с очисткой пыли перед выбросом в атмосферу преимущественно в групповых циклонах.
Средняя концентрация пыли в период выпуска составляет 150 - 1500 мг/м куб. ; максимальная концентрация наблюдается над главным желобом и ковшом для чугуна.
Средняя концентрацияя СО составляет, мг/м куб. : у чугунной летки - 22. . . 1250; у шлаковой летки - 11. . . 680; на уровне фурм 15. . . 884; у кольцевого воздухопровода - 11. . . 5000.
Содержание СО на рабочих местах в период выпуска чугуна составляет 125 - 250 мг/м куб. Наибольшая концентрация наблюдается в момент выпуска чугуна и шлака у леток и поворотных желобов.
При выпуске горячего шлака из домны сера реагирует с кислородом воздуха с образованием SO2. Этот газ выделяется от шлаковых леток, желобов и шлаководов; средняя концентрация SО2 на этих участках в период выпуска шлака достигает 30мг/м куб.
Валовые выбросы пыли, оксида углерода (2) и оксида серы (4) на литейных дворах типовых доменных печей различного объема приведены в таблице 2.
Выпущенные из печи продукты плавки направляются на дальней шую переработку: чугун - на разливку в чушки на разливочной машине, шлак - на грануляцию, доменный газ - на очистку.
При разливке чугуна в помещении разливочных машин выделяется пыль и СО. Аспирация и очистка обычно не предусмотрены. Через аэрационные фонари выделяется в среднем 40 г пыли и 60 г СО на 1 т разлитого чугуна.
В последнее время все газовые выбросы литейного двора крупных печей стремятся объединять и направлять их на очистку в электрофильтры. Общее количество отсасываемого газа у крупных печей достигает 1 млн м куб. /ч. Чтобы уменьшить его, все системы отсоса газа от источников пылегазовыделенийснабжают дроссельными клапанами, позволяющими по мере надобности дистационно включать необходимое в данный момент укрытие (зонт).
ОЧИСТКА ДОМЕННОГО ГАЗА
Доменный газ, содержащий до 35 % горючих компонентов и 50 - 60 г/м куб. пыли при работе печи с повышенным давлением на колошнике (и 15 - 20 г/м куб. - с нормальным давлением), должен быть очищен от пыли перед его отправкой потребителям - на коксовые батареи, на горелки доменных воздухонагревателей и др. - до достижения концентрации пыли не выше 10 мг/м куб. Для очистки газа до столь низких концентраций пыли на металлургических заводах применяют многоступенчатые комбинированные схемы (рис. 1)
Как правило, первоначально очистку доменного газа проводят в сухих пылеуловителях диаметром 5 - 8 м, в которых осаждаются частички пыли размером 50 мкм и более. В этих аппаратах улавливается 70 - 90 % пыли, содержащейся в доменном газе, благодаря воздействию сил гравитации и инерционных сил, возникающих при повороте газового потока на 180 градусов. Пыль из пылеуловителя удаляется при помощи винтового конвейера, смачиваемого водой. Остаточное содержание пыли в доменном газе после грубой очистки не превышает 3 - 10 г/м куб.
Для второй ступени очистки газа используют системы мокрой очистки. Обычно доменный газ из системы грубой сухой очистки поступает на полутонкую очистку газа, в которой выделяются частички размером 20 мкм и более и газ очищается до остаточного содержания пыли на выходе 0. 6 - 1. 6 г/м куб. Полутонкую очистку осуществляют в аппаратах мокрого типа - форсуночных полых скрубберах и трубах Вентури. Газы в доменных скрубберах имеют скорость 1 - 2 м/с при удельном расходе воды, состовляющем 3 - 6 кг/м куб. газа. Проходящий через скруббер доменный газ охлаждается с 250 - 300 до 40 - 50 градусов цельсия и полностью насыщается влагой. Степень очистки газа от пыли в скруббере не превышает 60 - 70 %.
После скруббера газ в большинстве случаев поступает в две - четыре низконапорные трубы Вентури, скорость газов в горловине которых равна 50 - 80 м/с при удельном расходе воды 0. 2 кг/м куб. Здесь завершается полутонкая очистка газа.
Тонкую очистку доменного газа, содержащего до 10 мг/м куб. пыли, осуществляют в аппаратах 1 класса. В связи с широким внедрением на заводах черной металлургии газорасширительных станций, использующих потенциальную энергию давления доменного газа для выработки электроэнергии в газовых утилизационных бескомпрессорных турбинах (ГУБТ), для тонкой очистки газа обычно применяют аппараты, работающие с малой потерей давления, например мокрый электрофильтр.
Таким образом, в зависимости от наличия или отсутствия ГУБТ, на отечественных заводах обычно применяют две схемы очистки доменного газа (рис 2):
1) доменная печь - сухой пылеуловитель - форсуночный полый скруббер - труба Вентури - каплеуловитель - дроссельная группа каплеуловитель - чистый газ потребителю;
2) доменная печь - сухой пылеуловитель - форсуночный полый скруббер - труба Вентури - каплеуловитель - мокрый электрофильтр чистый газ на получение электроэнергии в ГУБТ.
Выбор системы очистки доменного газа зависит от требуемой степени его чистоты и экономических показателей пылеочистки. При применении трубы Вентури расходуется около 600 - 800кг воды и 10. 8 - 14. 4 МДж электроэнергии на 1000 м куб. газа.
За трубой Вентури устанавливают каплеуловитель - сепаратор, которым может быть мокрый циклон, скруббер или канальный сепаратор.
В электрофильтрах для промывки и охлаждения электродов расходуется 0. 5 - 1. 5 кг воды и 3. 6 - 4. 3 МДж электроэнергии на 1000 м куб. газа.
Затраты на устройства для очистки от пыли и газов всех основных источников загрязнения атмосферы доменного цеха, т. е. газов, отводимых при загрузке кокса в бункеры6 транспортировании и сортировке руды и кокса перед загрузкой в печь, отводе доменного газа и воды из очистных сооружений и отстойников, составляет примерно 15 - 20 % суммы всех капиталовложений цеха, включая и все соответствующие вспомогательные службы.
Объем капиталовложений зависит от мощности предприятия и его технической оснащенности. Некоторые устройства используют одновременно для нескольких пылегазоочистных агрегатов (газоходы, отстойники устройства для переработки шлама, вспомогательные агрегаты), благодаря чему объем капиталовложений снижается.