содержание .. 3 4 5 6 ..
ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА, СТАЛИ И ФЕРРОСПЛАВОВ (ИТС 26-2022) - часть 5
Окончание таблицы 3.45
Объем образования, кг/т продукции
По данным
По данным
Наименование
анкетирования в 2017 г.
анкетирования в 2021 г.
Обращение с отходами
отхода
Форма № 2-
среднее
диапазон
ПНООЛР
ТП (отходы)
Пыль аспирации
14,7
0,12-41
2,1-55,0
0,025-16,7
Рециклинг -
электро
переработка в окатыши
сталеплавильного
железосодержащие;
производства
рециклинг - в качестве
железосодержащей
добавки при
производстве
агломерата;
использование для
ликвидации горных
выработок;
размещение на ОРО;
передача сторонним
организациям
Окалина при
6,6
0,02-18,7
3,0
3,6
Рециклинг - в
непрерывном
агломерационном и/или
литье заготовок
сталеплавильном
производстве;
передача сторонним
организациям
Электроды
0,2
0,03-0,92
0,02-0,8
0,004-0,8
Рециклинг - в качестве
графитовые
добавочного материала;
отработанные не
повторное
загрязненные
использование после
опасными
восстановления резьбы;
веществами
передача сторонним
организациям
346
3.7 Производство стали в мартеновских печах
Процессы плавки в современных мартеновских печах схожи с процессами плавки
в электродуговой печи, поскольку не используют в шихте жидкий чугун; но отличаются
от них тем, что нагрев и расплавление материалов осуществляется за счет тепла,
подводимого сжиганием природного газа или мазута, а не электроэнергией. По этой
причине в отношении материальных потоков и источников эмиссий в окружающую среду
при производстве стали в мартеновских печах можно оринтироваться по рисунку 3.17.
3.7.1 Потребление ресурсов
Удельное потребление ресурсов при производстве стали в мартеновских печах (в
том числе сталеплавильных политопливных агрегатах) по данным анкетирования в
2021 г. приведено в таблицах 3.46 и 3.47.
Таблица 3.46
- Удельное потребление ресурсов при производстве стали в
мартеновских печах (сталеплавильных политопливных агрегатах)
Потребление воды, м3/т
Потребление
Потребление
Потребление
техническая вода
Потребление
тепловой
электроэнергии,
природного
на технологические
«свежая»
мазута, т/т
энергии,
кВт·ч/т
газа, м3/т
нужды (в том числе
вода
Гкал/т
оборотных циклов)
146,0
146,7
0,056
0,06
53,7
11,0
Нет данных
900
0,45
Нет данных
Нет данных
Нет данных
Таблица 3.47
- Удельный расход сырья (кг/т)
при производстве стали в
сталеплавильных политопливных агрегатах
Расход по данным
Сырьевые материалы
анкетирования в 2021 г.
Лом
681,9*/684,9** *** 547/671,22
Чугун
250,3*/245,1**
410/7
Ферросплавы
18,4*/34,0**
18,21/13,4
Коксовая мелочь
18,7*/19,0**
5/-
Известь
15,8*/16,6**
-
Известняк
56,1*/56,8**
97,66/18
Доломит
25,9*/26,4**
37,37/-
Скрап
0 /426,53
Стружка
221,8*/222,5**
99,5/-
* Нелегированная сталь. ** Легированная сталь.
*** Числитель - сталь марки 20 ГЛ, знаменатель - марки 20.
347
3.7.2 Выбросы в атмосферу
В
2021 г. в результате анкетирования предприятий, осуществляющих
производство стали в мартеновских печах (сталеплавильных политопливных агрегатах),
были собраны данные по выбросам загрязняющих (маркерных) веществ в атмосферный
воздух. Удельные величины выбросов приведены на основании данных форм
федерального статистического наблюдения № 2-ТП (воздух), а также на основании
данных инвентаризации стационарных источников и выбросов загрязняющих веществ в
атмосферный воздух (таблица 3.48).
Таблица 3.48
- Удельные выбросы загрязняющих (маркерных) веществ при
производстве стали в мартеновских печах (сталеплавильных политопливных агрегатах)
Наименование
Диапазон (величина)
Производственный
загрязняющего
Единица
Форма № 2-ТП
Инвентаризация
подпроцесс
(маркерного)
измерения
(воздух)
выбросов ЗВ
вещества
Выбросы
при
Азота диоксид
кг/т
0,56; 2,6687
0,53; 3,4579
производстве
нелегированной стали в
сталеплавильных
Азота оксид
кг/т
0,41; 0,4337
0,38; 0,5619
политопливных агрегатах
(подготовка
твердой
металлической шихты и
Углерода оксид
кг/т
2,92; 5,2145
2,74; 10,4977
шлакообразующих
материалов, подготовка
ферросплавов,
Серы диоксид
кг/т
4,15; 0,0653
3,29; 1,4895
подготовка печи, завалка
шихты, плавка, нагрев
расплава,
выпуск
в
Взвешенные
кг/т
2,72;
1,9927
2,28; 7,9690
сталеразливочный ковш,
вещества*
присадка раскислителей и
других
добавок,
внепечная
обработка
расплава,
подготовка
сталеразливочных
и
промежуточных ковшей,
разливка стали на МНЛЗ,
обработка
непрерывнолитых
заготовок, переработка и
утилизация шлаков, пыли
сталеплавильного
производства, установки
водоочистки)
348
Окончание таблицы 3.48
Наименование
Диапазон (величина)
Производственный
загрязняющего
Единица
Форма № 2-ТП
Инвентаризация
подпроцесс
(маркерного)
измерения
(воздух)
выбросов ЗВ
вещества
Выбросы
при
Азота диоксид
кг/т
2,6705
3,4632
производстве
Азота оксид
кг/т
0,4340
0,5628
легированной стали в
Углерода оксид
кг/т
5,2180
10,5137
сталеплавильных
Серы диоксид
кг/т
0,0653
1,4918
политопливных агрегатах
Взвешенные
кг/т
1,9940
7,9812
(подготовка
твердой
вещества*
металлической шихты и
шлакообразующих
материалов, подготовка
ферросплавов,
подготовка печи, завалка
шихты, плавка, нагрев
расплава,
выпуск
в
сталеразливочный ковш,
присадка раскислителей и
других
добавок,
внепечная
обработка
расплава,
подготовка
сталеразливочных
и
промежуточных ковшей,
разливка стали на МНЛЗ,
обработка
непрерывнолитых
заготовок, переработка и
утилизация шлаков, пыли
сталеплавильного
производства, установки
водоочистки)
* К взвешенным веществам относятся все твердые вещества в составе выброса, включая «Пыль
неорганическая с содержанием кремния менее 20, 20-70, а также более 70 процентов».
Величина выбросов зависит от садки печи, при этом, уменьшаясь с увеличением
садки печи (таблица 3.49).
349
Таблица 3.49 - Отраслевые значения эмиссий для выплавки стали в мартеновской
печи [128], кг/т стали
Удельные выбросы, кг/т стали
Наименование
Твердые
технологического процесса
SO2
NOx
CO
вещества
Мартеновские печи (в среднем)
0,6-1,7
0,2
0,7-30
4,33-6,95
Мартеновские печи садкой:
100 т
1,3-1,7
0,12-1,0
1,87-30
300 т
0,8-0,98
0,11-0,345
1,7-25,6
Двухванная сталеплав. печь 2 х
0,1-0,45
0,01-0,04
0,031-16,5
300
Нерганизованные
выбросы
1,4-2,3
0,36
1,0-6,89
(суммарно за плавку)
К основным видам воздействия на атмосферу при производстве стали в
мартеновских печах можно отнести пылевые эмиссии и оксид углерода, в некоторых
случаях диоксид серы.
Механизм пылеобразования в мартеновском производстве зависит от вида
применяемого топлива, интенсивности его горения и химизма процесса. Основными
источниками образования выбросов в мартеновской печи служат топливо,
газовыделения при нагревании и разложении шихтовых материалов, выделяющиеся
при окислении оксиды углерода.
Химический состав пыли зависит от качества шихты, марки выплавляемой стали,
способа ведения процесса плавки, вида топлива и продолжительности плавки. Пыль в
основном представлена оксидами железа (FeO, Fe3O4, Fe2O3) и имеет весьма
дисперсный состав: более 90 % фракции менее 5 мкм.
За счет подсосов объем газовоздушного потока, поступающий на газоочистку
может увеличиться в 1, 8-2,0 раза.
Для очистки отходящих газов мартеновских печей используют преимущественно
два способа: мокрую очистку в скрубберах Вентури или сухую очистку в
электрофильтрах.
3.7.3 Сточные воды
В отдельных случаях организованы локальные циклы водопользования для
систем контактного охлаждения с очисткой воды методом отстаивания.
3.7.4 Отходы и побочные продукты
В
2021 г. в результате анкетирования предприятий, осуществляющих
производство стали в мартеновских печах (сталеплавильных политопливных агрегатах),
были собраны данные по объему образования отходов и побочных продуктов. Удельные
величины приведены на основании данных форм федерального статистического
наблюдения № 2-ТП (отходы), а также на основании данных проектов нормативов
образования отходов и лимитов на их размещение (таблица 3.50).
350
Таблица 3.50 - Удельные величины объемов образования отходов и побочных
продуктов при производстве стали в мартеновских печах (в том числе в политопливных
сталеплавильных агрегатах)
Объем образования, кг/т
Обращение с
Наименование отходов
По данным
По данным формы
отходами
ПНООЛР
№ 2-ТП (отходы)
Пыль газоочистки черных
22,15
Нет д.;
0,79
Размещение
металлов незагрязненная
Лом шамотного кирпича
2,65
28,1;
1,15
Рециклинг
незагрязненный
Лом и отходы стальные
147,64
Нет д.
136,75
Рециклинг
несортированные
Лом и отходы чугунные
Рециклинг
несортированные
8,37
Нет д.
1,06
Нет данных
325,6;
204,84
Побочная продукция,
Шлак сталеплавильный
реализация
3.7.5. Вторичные энергетические ресурсы
Отходящие газы мартеновской плавки с температурой примерно 1750 оС через
головки печи направляются в регенераторы и затем в котлы-утилизаторы. Температура
газов после регенераторов составляет в среднем 600-800 оС. Тепло, накопленное
регенераторами, используется для подогрева воздуха горения.
3.8 Производство ферросплавов
Предприятия по производству ферросплавов оказывают негативное воздействие
на окружающую среду - выбросы, содержащие отходящие газы и пыль, загрязненные
стоки и отходы в виде шлаков сложного состава.
Основные процессы при выплавке углетермическим процессом ферросплавов
(ферромарганца FeMn и силикомарганца SiMn) представлены на рисунке 3.18.
351
НУ- низкоуглеродистый; СУ - среднеуглеродистый;
ВУ - высокоуглеродистый
Рисунок 3.18 - Схема производства FeMn и SiMn [129]
3.8.1 Потребление ресурсов
Потребление ресурсов при производстве ферросплавов по данным
анкетирования представлено в приложении В.
3.8.2 Выбросы в атмосферу
Ферросплавные электропечи - источники пылегазовых выделений, количество и
состав которых зависят от состава ферросплава, технологии выплавки ферросплавов и
конструкции ферросплавных печей (см. таблицу 3.51).
Образующиеся колошниковые газы содержат 700-90 % оксида углерода и других
газообразных оксидов (SO2, NOX), значительное количество мелкодисперсной пыли, в
незначительных концентрациях возможно присутствие HF, полиароматических
углеводородов (ПАУ), летучих органических соединениий (ЛОС) и тяжелых металлов
[130]. Образование ПХДД/Ф в зоне горения и в зоне охлаждения газоочистки (вторичный
синтез) вероятно для полуоткрытых печей. В производстве ферромолибдена в качестве
флюса может применяться плавиковый шпат CaF2, что может приводить к эмиссии
фторидов в количестве 150-260 мг/нм3
352
Таблица 3.51 - Выбросы в воздух при производстве ферросплавов, кг/т
Ферросплав
Феррохром
Ферросилиций
Ферромолибден
Вещество
По данным
По данным
По данным
[130]
анкетирования
[130]
анкетирования
анкетирования в
в 2017 г.
в 2017 г.
2017 г.
SО2
0,2-3,0
0,5-9
1,326-4,26
64,96-86,5
CO
не изм.
0,93-1,068
14-24
2,16-9,78
93,7-135,6
NO2
0,5-1,5*
1,4-1,763
6-7*
0,77-14,322
2,2-3,53
NO
0,23-0,286
0,125-6,552
0,3-0,5
ПХДД/Ф
<0,1 нг/нм3
н.д.
40 нг/т
н.д.
н.д.
ПАУ
не изм.
н.д.
0,0015
н.д.
н.д.
ЛОС
не изм.
н.д.
0,045
н.д.
н.д.
Пыль 20-
н.д.
н.д.
3,7-8,6
70 % SiO2
Пыль > 70 %
н.д.
0,17-7,5
н.д.
SiO2
Взвеш.
0,954-1,031
н.д.
н.д.
вещества
Cr
0,039
н.д.
н.д.
н. д. - нет данных. * Сумма NOх.
В 2021 г. результате анкетирования предприятий, осуществляющих производство
ферросплавов, были собраны данные по выбросам загрязняющих (маркерных) веществ
в атмосферный воздух. Удельные величины выбросов приведены на основании данных
форм федерального статистического наблюдения
№ 2-ТП (воздух), а также на
основании данных инвентаризации стационарных источников и выбросов загрязняющих
веществ в атмосферный воздух (таблица 3.52.).
353
Таблица 3.52 - Удельные выбросы загрязняющих (маркерных) веществ при
производстве ферросплавов (по результатам анкетирования в 2021 г.)
Наименование
Диапазон (величина)
Производственный
загрязняющего
Единица
Форма №
Инвента-
подпроцесс
(маркерного)
измерения
2-ТП
ризация
вещества
(воздух)
выбросов ЗВ
Производство ферросилиция углетермическим методом в руднотермических печах
Подготовка шихтовых материалов
Азота диоксид
кг/т
5,1-6,5
5,2-12,5
(усреднение состава шихты, сушка
ферросплава
шихты, предварительный подогрев
Азота оксид
кг/т
0,6-3,0
1,3-5,7
и прокалка шихты, обеспечение
ферросплава
газопроницаемости
шихты),
Углерода
кг/т
5,8-15,1
9,0-15,0
подготовка
кусковых
руд,
оксид
ферросплава
подготовка восстановителя, подача
Серы диоксид
кг/т
2,4-7,7
3,9-5,3
и загрузка шихты в печь,
ферросплава
восстановительная
плавка
в
Взвешенные
кг/т
3,8-4,9
5,0-7,4
руднотермической
печи,
вещества*
ферросплава
дробление, сортировка, упаковка
ферросплавов, обработка шлаков
ферросплавного
производства,
установки газо- и водоочистки
Производство феррохрома углеродистого углетермическим методом в руднотермических
печах
Подготовка шихтовых материалов
Азота диоксид
кг/т
3,1-3,16
2,96-3,1
(усреднение состава шихты, сушка
ферросплава
шихты, предварительный подогрев
Азота оксид
кг/т
0,505-0,51
0,505-0,75
и прокалка шихты, обеспечение
ферросплава
газопроницаемости
шихты),
Углерода
кг/т
13,13-
15,9-16,6
подготовка
кусковых
руд,
оксид
ферросплава
18,24
подготовка восстановителя, подача
Серы диоксид
кг/т
0,046-0,25
0,082-0,30
и загрузка шихты в печь,
ферросплава
восстановительная
плавка
в
Взвешенные
кг/т
2,43-3,09
2,73-3,04
руднотермической
печи,
вещества1
ферросплава
дробление, сортировка, упаковка
ферросплавов, обработка шлаков
ферросплавного
производства,
установки газо- и водоочистки)
Производство ферросиликомарганца углетермическим методом в руднотермических печах
Подготовка шихтовых материалов
Азота диоксид
кг/т
1,43
3,0
(усреднение состава шихты, сушка
ферросплава
шихты, предварительный подогрев
Азота оксид
кг/т
0,23
0,38
и прокалка шихты, обеспечение
ферросплава
газопроницаемости
шихты),
Углерода
кг/т
5,71
7,15
подготовка
кусковых
руд,
оксид
ферросплава
подготовка восстановителя, подача
Серы диоксид
кг/т
0,1
0,32
и загрузка шихты в печь,
ферросплава
354
Продолжение таблицы 3.52
Наименование
Диапазон (величина)
Производственный
загрязняющего
Единица
Форма №
Инвента-
подпроцесс
(маркерного)
измерения
2-ТП
ризация
вещества
(воздух)
выбросов ЗВ
восстановительная
плавка
в
Взвешенные
кг/т
0,38
1,46
руднотермической
печи,
вещества*
ферросплава
дробление, сортировка, упаковка
ферросплавов, обработка шлаков
ферросплавного
производства,
установки газо- и водоочистки)
Производство ферромолибдена алюмотермическим методом
Подготовка шихтовых материалов,
Азота диоксид
кг/т
2,82
2,16
подготовка
кусковых
руд,
ферросплава
подготовка восстановителя, подача
Азота оксид
кг/т
0
0,35
и загрузка шихты в печь,
ферросплава
восстановительная
плавка,
Углерода
кг/т
56,6
96,0
дробление, сортировка, упаковка
оксид
ферросплава
ферросплавов, обработка шлаков
Серы диоксид
кг/т
104,9
86,0
ферросплавного
производства,
ферросплава
установки газо- и водоочистки
Взвешенные
кг/т
1,07
1,19
вещества*
ферросплава
Производство феррованадия алюмотермическим методом электропечным способом
Дозирование и перемешивание
Азота диоксид
кг/т
8,8
10,7
шихты (мелкая и хрупкая шихта
ферросплава
(40 %
<5 мм,
100 %
<100 мм),
Азота оксид
кг/т
1,5
1,7
засыпка в бадью,
подача и
ферросплава
периодическая досыпка шихты в
Углерода
кг/т
2,2
2,5
печь, засыпка рафинировочной
оксид (для
ферросплава
шихты,
выплавка
металла,
алюмотермиче
охлаждение
слитка
металла,
ского
зачистка слитка, предварительное
процесса)
дробление, дробление до товарной
Взвешенные
кг/т
11,1
17,4
фракции, установки газо- и
вещества1
ферросплава
водоочистки
Производство феррованадия силикотермическим методом
Подготовка шихтовых материалов,
Азота диоксид
кг/т
1,8
3,1
подготовка
кусковых
руд,
ферросплава
подготовка восстановителя, подача
Азота оксид
кг/т
0,37
0,55
и загрузка шихты в печь,
ферросплава
восстановительная
плавка
в
Углерода
кг/т
5,8
7,2
рафинировочной печи, дробление,
оксид
ферросплава
сортировка,
упаковка
Взвешенные
кг/т
245,7
28,0
ферросплавов, обработка шлаков
вещества*
ферросплава
ферросплавного
производства,
установки газо- и водоочистки
355
Продолжение таблицы 3.52
Наименование
Диапазон (величина)
Производственный
загрязняющего
Единица
Форма №
Инвента-
подпроцесс
(маркерного)
измерения
2-ТП
ризация
вещества
(воздух)
выбросов ЗВ
Производство оксидов ванадия из шлака дуплекс процесса
Измельчение шлака, смешение
Азота диоксид
кг/т оксида
2,44
2,45
молотого шлака с реакционной
ванадия
добавкой,
помол
шихты,
Азота оксид
кг/т оксида
0,47
0,49
окислительный обжиг шихты во
ванадия
вращающейся печи, охлаждение и
Углерода
кг/т оксида
0,77
0,80
измельчение обожженной шихты
оксид
ванадия
(огарка), выщелачивание огарка
Взвешенные
кг/т оксида
6,77
7,13
водой/сернокислотное
вещества*
ванадия
выщелачивание,
осаждение
ванадия из раствора, прокаливание
поливанадата
аммония
в
восстановительной атмосфере
с
получением триоксида ванадия, а в
окислительной
атмосфере
-
пентоксида ванадия, фильтрация
пульп, термогидролиз, выплавлние
пентоксида ванадия в циклонных
печах, плавление поливанадатов
магния-марганца в подовой печи,
охлаждение струи расплава на
водоохлаждаемом вращающемся
столе,
переплавка
порошкообразного
пентоксида
ванадия,
очистка
маточных
растворов,
установки газо- и
водоочистки)
Производство ферротитана 20-процентного алюмотермическим методом электропечным
способом в печи-горне
Подготовка шихтовых материалов,
Азота диоксид
кг/т
1,01
1,02
подготовка восстановителя, подача
ферросплава
и загрузка шихты в печь-горн,
Азота оксид
кг/т
0,003
0,002
проплавление оксидной части
ферросплава
шихты под электрическими дугами,
Углерода
кг/т
0,65
0,65
восстановительная
внепечная
оксид
ферросплава
плавка в печи-горне, дробление,
Взвешенные
кг/т
5,3
8,4
сортировка,
упаковка
вещества*
ферросплава
ферросплавов, обработка попутных
продуктов
плавленых
глиноземистых, установки газо- и
водоочистки
356
Продолжение таблицы 3.52
Наименование
Диапазон (величина)
Производственный
загрязняющего
Единица
Форма №
Инвента-
подпроцесс
(маркерного)
измерения
2-ТП
ризация
вещества
(воздух)
выбросов ЗВ
Производство ферробора алюмотермическим методом электропечным способом в печи-горне
Подготовка шихтовых материалов,
Азота диоксид
кг/т
1,3
1,3
подготовка восстановителя, подача
ферросплава
и загрузка шихты в печь-горн,
Углерода
кг/т
0,91
0,79
проплавление железо- и бор-
оксид
ферросплава
содержащей части шихты под
Взвешенные
кг/т
2,7
2,7
электрическими
дугами,
вещества*
ферросплава
рафинировочная внепечная плавка
в
печи-горне,
дробление,
сортировка,
упаковка
ферросплавов, обработка попутных
продуктов
плавленых
глиноземистых, установки газо- и
водоочистки
Производство феррохрома низкоуглеродистого алюмотермическим методом электропечным
способом в печи-горне
Подготовка шихтовых материалов,
Азота диоксид
кг/т
0,84
0,85
подготовка восстановителя, подача
ферросплава
и загрузка шихты в печь-горн,
Азота оксид
кг/т
0,019
0,017
проплавление оксидной части
ферросплава
шихты под электрическими дугами,
Углерода
кг/т
1,03
1,07
восстановительная
внепечная
оксид
ферросплава
плавка в печи-горне, дробление,
Серы диоксид
кг/т
0,091
0,094
сортировка, упаковка феррохрома,
ферросплава
обработка попутного продукта
Взвешенные
кг/т
7,0
10,4
плавленного
глиноземистого,
вещества*
ферросплава
установки газо- и водоочистки
Производство хрома алюмотермическим методом внепечным способом в горне
Подготовка шихтовых материалов,
Азота диоксид
кг/т
0,04
0,04
подготовка восстановителя, подача
Углерода
кг/т
0,10
0,11
и загрузка шихты в горн,
оксид
восстановительная
плавка,
Взвешенные
кг/т
0,45
0,45
дробление, сортировка, упаковка
вещества*
ферросплавов,
обработка
попутного продукта плавленого
глиноземистого от производства
хрома, установки газоочистки
357
Окончание таблицы 3.52
Наименование
Диапазон (величина)
Производственный
загрязняющего
Единица
Форма №
Инвента-
подпроцесс
(маркерного)
измерения
2-ТП
ризация
вещества
(воздух)
выбросов ЗВ
Производство лигатуры никельниобиевой алюмотермическим методом электропечным
способом в печи-горне
Подготовка шихтовых материалов,
Азота диоксид
кг/т
0,65
0,66
подготовка
восстановителя,
Углерода
кг/т
0,40
0,40
подготовка металлодобавок и
оксид
загрузка на подину печь-горна,
Взвешенные
кг/т
2,17
2,19
проплавление металлической части
вещества*
шихты под электрическими дугами,
Взвешенные
кг/т
6,64
6,64
подача
и
загрузка
шихты,
вещества*
восстановительная
внепечная
плавка в печи-горне, дробление,
сортировка, упаковка лигатуры,
обработка попутного продукта
плавленого
глиноземистого,
установки газо- и водоочистки
* К взвешенным веществам относятся все твердые вещества в составе выброса, включая «Пыль
неорганическая с содержанием кремния менее 20, 20-70, а также более 70 процентов».
Источниками загрязнения воздуха являются также печи для сушки и обжига
шихтовых материалов.
Пыль, выделяющаяся при производстве различных ферросплавов, состоит из
SiO2, CaO, MgO, Al2O3, FeO + Fe2O3, Cr2O3 и других компонентов, содержание которых
зависит от типа сплава и состава шихты. Так, при получении ферросилиция основным
компонентом пылей является диоксид кремния, силикокальция - оксиды кремния и
кальция. Для марганцевых ферросплавов характерно наличие в пыли оксидов марганца,
для хромистых ферросплавов - оксидов хрома.
Повышенное пылевыделение при производстве ферросплавов вызвано
технологическими операциями с сыпучими шихтовыми компонентами. Так, при
производстве феррованадия алюмотермическим методом электропечным способом,
шихта готовится путем смешивания компонентов в необходимой пропорции. Фракция
алюминия, которые используются для восстановления, 0-5 мм (40 %); 0-100 мм (100 %).
После дозирования компонентов шихта усредняется путем интенсивного
перемешивания, а затем высыпается в загрузочную бадью. Подача в печь
осуществляется в 3 этапа, на каждом этапе шихта из бадьи через желоб засыпается в
печь, при этом газоочистка постоянно функционирует для улавливания выделяющейся
при засыпке пыли.
Загрязняющие вещества содержатся также в возгонах. Так, при производстве
ферровольфрама, помимо основных пылевых выбросов оксидов кремния, кальция,
марганца, железа и вольфрама, в возгонах содержатся свинец, висмут, медь, мышьяк,
цинк, фосфор, сера, оксиды магния, алюминия [131].
358
В связи с тем, что в состав отходящих газов входит много различных химических
соединений, очистка их связана с большими затратами. Стоимость системы очистки
газов закрытой печи составляет 10 % от стоимости всей печной установки, для открытой
печи стоимость возрастает до 90 % [123].
Газы, отходящие от открытых печей, улавливают с помощью зонта,
расположенного над печью. При этом вместе с газами под зонт всасывается воздух и
происходит сгорание составляющих газа при смешивании их с кислородом воздуха.
Образуются большие объемы (до 400 тыс. м3/ч) газовоздушной смеси с температурой
до 500 °C и содержанием пыли 1-3 г/м3. Очистку газов от открытых ферросплавных
печей осуществляют в тканевых фильтрах, скоростных пылеуловителях с трубами
Вентури и электрофильтрах. Конструкции пылегазоочистных сооружений для
улавливания токсичных марганцевых пылей в составе отходящих газов открытых печей,
производящих высокоуглеродистый ферромарганец и силикомарганец, обеспечивают
сухую очистку газа с применением рукавных фильтров до уровня остаточной
запыленности менее 10 мг/м3 при содержании пыли перед рукавными фильтрами
1,15 г/м3, (эффективность 99 %) [129].
Основным компонентом отходящих газов из закрытой печи является СО (70-
90 %); бóльшее содержание СО соответствует выплавке кремнистых сплавов,
меньшее - выплавке углеродистого феррохрома. Кроме того, в газе содержатся, %: 2-
19 СО2, 2-11 Н2, 0,3-5,0 СН4, 0,1-4,0 N2, 0,2-2,0 О2. Горючую часть газа составляют СО,
Н2 и СН4, в небольшом количестве имеются SO2, H2S и другие компоненты, приводящие
к коррозии газового тракта, аппаратов пыле- и газоочистки и шламового хозяйства.
Температура неразбавленного газа может быть от
400 °C до
1150 °C
[123].
Запыленность газа составляет 15-40 г/м3, причем 98 % частиц пыли имеют размер <
10 мкм и 65-80 % - <5 мкм. Основная масса газа (до 85 %) выводится на очистку, в цех
попадает небольшая его часть, которая удаляется через фонарь.
Для очистки отходящих газов закрытых печей применяются мокрые (скрубберы
Вентури) и сухие способы (рукавные фильтры с использованием тканей повышенной
термостойкости, которые обеспечивают конечную запыленность отводимого газа менее
10 мг/м3. Электрофильтры применяют реже, так как удельное электрическое
сопротивление сухой пыли составляет более
1011 Ом·см. Метод сухой очистки
позволяет вернуть в производство пыль, уносимую газами из ферросплавных печей.
Однако сухой способ имеет ряд недостатков: низкую стойкость тканевых
фильтров, высокие эксплуатационные и капитальные расходы. Для повышения
эффективности очистки и снижения эксплуатационных затрат целесообразны слоевые
зернистые фильтры, в которых запыленные газы проходят через слой шихтовых
материалов, используемых при производстве данного сплава; применение новых
высокотемпературных материалов (металлоткани, графитовые ткани и др.).
Преимущество мокрой газоочистки состоит в том, что колошниковый газ в контакте
с водой сразу охлаждается, однако это требует создания локального оборотного цикла.
Газы, отходящие от закрытой ферросплавной печи, после очистки можно
использовать как топливо и как сырье для химической промышленности. Газы,
отходящие от открытых печей, выбрасываются в атмосферу с предварительным
дожиганием до CO2.
359
3.8.3 Сточные воды
Сточные воды ферросплавного производства образуются при очистке газов,
разливке и грануляции ферросплавов, производстве углеродной массы. Стоки
характеризуются наличием взвешенных частиц, обладают щелочной реакцией,
содержат цианиды и роданиды (стоки от газоочистки электропечей при выплавке
ферросплавов), в увеличенном количестве сухой остаток и фенолы (стоки цеха
электродных масс), марганец, фтор (стоки флюсоплавильного производства), хром,
мышьяк, ванадий, никель и др.
[129]. Сточные воды загрязняются мельчайшими
ферромагнитными взвесями. Примерно 70 % частиц, содержащихся в сточных водах
газоочисток электропечей, характеризуется крупностью <10 мкм, поэтому такая взвесь
очень трудно осаждается.
В ферросплавном производстве используется оборотное водоснабжение (85 %
всей используемой воды находится в обороте): при этом в оборот включается и грязная
вода от промывки газа, она используется после осветления в горизонтальных,
радиальных отстойниках или в сгустителе. Гидравлическая нагрузка на 1 м2 поверхности
отстойника не превышает 0,6 м3/ч, применение магнитной коагуляции способствует
увеличению удельной нагрузки на 1-1,2 м3/(ч·м2) [123]. Наряду с магнитным полем,
вводят добавки флокулянтов (полиакриламид).
3.8.4 Отходы и побочные продукты
Количество и состав отходов и побочных продуктов, образующихся в процессе
производства ферросплавов, зависят от используемого сырья, количественные
характеристики приоритетных отходов даны в таблице 3.53.
Таблица 3.53 - Объемы образования отходов и побочных продуктов при
производстве ферросплавов в РФ [129]
Объем
Пыль
Шламы
Шлаки
Вид сплава
производства,
Выход,
Масса.
Выход,
Масса.
Масса,
Кратность
тыс. т/г
кг/т
т/год
кг/т
т/год
т/год
Кремниевые
566,4
120
67968
н.д.
н.д.
0,1
56640
Хромовые
354,0
50
17700
н.д
н.д.
0,9
318600
Марганцевые
188,8
10
1888
100
18880
1.2
226560
Всего:
1109,2
87556
18880
-
601800
Уловленная при сухой очистке газа, отходящего от ферросплавных печей, пыль
содержит цветные металлы, входящие в состав компонентов шихты для производства
ферросплавов (с высокой стоимостью ведущего компонента
- феррованадия,
ферромолибдена, феррониобия), поэтому пыли и шламы (после обезвоживания)
подвергаются рециклингу.
Пыль кремнистых сплавов используют в производстве огнеупоров,
стройматериалов, бетонов, для нанесения защитных покрытий на поверхность
изложниц, в качестве теплоизолирующего материала и т. д.
Текущие шлаки производства ферросплавов после дробления и
фракционирования применяют в дорожном строительстве.
360
Одним из направлений переработки вторичных минеральных ресурсов является
производство синтетических продуктов плавленых и флюсов глиноземсодержащих в
руднотермических печах с довосстановлением оксидов металлов из продуктов
плавленых глиноземистых углеродом, содержащимся в углеродистых восстановителях
(коксовая мелочь, полукокс, углеродистые восстановители агломерационные и т. д.).
Для получения заданного химического состава, понижения температуры плавления и
вязкости расплава продукта глиноземсодержащего, в шихту добавляют известь.
Продукты плавленые глиноземистые находят свое применение в производстве
клинкера высокоглиноземистого, используемого для изготовления огнеупорного
цемента, хромистого полупродукта и флюсов глиноземсодержащих, применяемые для
получения легкоплавких синтетических продуктов плавленых глиноземистых,
используемых при внепечной обработке стали. Высокие жаростойкие свойства
продуктов плавленых глиноземистых от выплавки металлического хрома и
ферротитана, позволяют использовать их в качестве заполнителей жаростойких
бетонов. На основе высокоглиноземистого вяжущего, полученного из продукта
плавленого глиноземистого от алюминотермической выплавки низкоуглеродистого
феррохрома, разработаны тяжелые жаростойкие бетоны.
Получение продуктов плавленых и флюсов глиноземсодержащих основано на
расплавлении в электропечи продуктов плавленых глиноземистых (ППГ), полученных
при выплавке хрома металлического, феррохрома низкоуглеродистого, ферротитана,
глиноземистых концентратов и извести обожженной с последующим восстановлением
хрома из оксидов хрома, содержащихся в ППГ, углеродом. Попутной продукцией при
получении продуктов плавленых глиноземсодержащих является хром углеродистый.
Допускается при получении ФГ замещение части ППГ от выплавки хрома
металлического ППГ от выплавки феррохрома низкоуглеродистого и лигатур.
Основные химические реакции, протекающие при получении продуктов
плавленых и флюсов глиноземсодержащих:
2Сr2O3 +ЗС -> 4Сr + ЗСО2;
ЗСr2O3+ 13С -> 2Сr3С2 + 9СО;
-
углетермическое восстановление хрома из оксидов хрома с последующим
образованием карбидов хрома идет по схеме:
Сr2O3 -> СrО -> Сr -> Сr7С3 -> Сr3С2;
SiO2 + С -> Si+CO2;
TiO2 + ЗС -> TiC + 2СО;
-
образование TiC происходит при температурах почти на 1000 °C ниже, чем
Ti металлического:
Аl2OЗ + СаО -> Аl2 OЗ СаО.
3.8.5 Вторичные энергетические ресурсы
В составе отходящих газов закрытых ферросплавных печей преобладает оксид
углерода (70-90 %), по этой причине газ ферросплавных печей является вторичным
энергетическим ресурсом. Выход ферросплавного газа варьирует в пределах от 300 до
1350 м3/т сплава.
Очищенный колошниковый газ закрытых ферросплавных печей является
высококалорийным топливом с теплотворной способностью
9250-10500 кДж/м3 и
361
используется при отоплении котлов, в печах обжига извести, а также в трубчатых печах
для предварительного нагрева шихты.
3.9
Некоторые
рекомендации
по
производственному
экологическому контролю
Назначение процедуры производственного экологического контроля (ПЭК) в
системе экологического управления состоит в подтверждении соответствия
хозяйственной деятельности требованиям природоохранного законодательства и
разрешенным уровням воздействия на окружающую среду (нормативам предельно-
допустимых выбросов, допустимых сбросов, временно-разрешенных выбросов,
сбросов, лимитов на размещение отходов).
В принципиальном аспекте функция производственного экологического контроля
остается неизменной и при переходе на технологическое нормирование (для
организаций, относящихся к 1-ой категории объектов негативного воздействия на
окружающую среду), но содержание отдельных элементов ПЭК претерпевает
изменения.
Производственный экологический контроль нацелен на получение надежной
информации (сбор, анализ, накопление данных), необходимой для доказательства
соблюдения объектами 1-ой категории требований и показателей наилучших доступных
технологий. Именно ввиду значимости информационной основы ПЭК законодательно
(ст. 31.1 закона
№ 219-ФЗ) установлен статус программы производственного
экологического контроля как неотъемлемой части заявки на комплексное экологическое
разрешение (КЭР) с обязательным утверждением ее регулятором при получении КЭР.
Требования к программе производственного экологического контроля
регламентированы законодательно (ст. 67
№ 7-ФЗ): согласно положениям закона
программа ПЭК должна содержать сведения:
- об инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и их
источниках;
- об инвентаризации сбросов загрязняющих веществ в окружающую среду и их
источниках;
- об инвентаризации отходов производства и потребления и объектах их
размещения;
- о подразделениях и/или должностных лицах, отвечающих за осуществление
ПЭК;
- о собственных и/или привлекаемых лабораториях, аккредитованных в
соответствии с законодательством РФ об аккредитации в национальной системе
аккредитации;
- о периодичности и методах осуществления производственного экологического
контроля, местах отбора проб и методиках (методах) измерений.
Для условий технологического нормирования (ст. 23, ст. 31.1, ст. 31.2 закона № 7-
ФЗ) в план-график контроля стационарных источников выбросов (сбросов) должны быть
включены загрязняющие (маркерные) вещества, которые присутствуют в выбросах
(сбросах) и в отношении которых установлены технологические нормативы, а также
362
вещества 1-ого и 2-ого классов опасности (при наличии таких веществ), по которым
устанавливаются нормативы выбросов (сбросов) или временно согласованные выбросы
(сбросы).
Методологические основы производственного экологического контроля, в том
числе для металлургической отрасли, изложены в [98]. Некоторые актуальные вопросы,
касающиеся производственного экологического контроля, требуют дополнительного
обсуждения.
3.9.1 Периодичность отбора проб
Одним из существенных показателей программы ПЭК является периодичность
отбора проб на объектах наблюдения. Основываясь на информации [98] и принимая во
внимание, что программа ПЭК разрабатывается на длительный срок (не менее 7 лет),
можно рекомендовать периодичность контроля источников воздействия на окружающую
среду в ходе ПЭК, показанную в таблице 3.54.
Таблица 3.54 - Периодичность производственного экологического контроля для
различных объектов (инструментальный контроль)
№пп
Контролируемая среда,
Общее количество
Периодичность
объект
контролируемых
контроля
компонентов
Атмосферный воздух:
1
На границе СЗЗ:
Подфакельно
8
1 раз в месяц3
(маршрутно) 1
2
На границе жилой зоны (в зоне влияния
8
2 раза в год
предприятия)2
3
Выбросы с отходящими газами от
8-10
1 раз в год
стационарных источников1
4
В местах локации ОРО (на границе
3
1 раз в год
территории, соответствующей пределам
негативного воздействия ОРО)4
Водные объекты
5
Поверхностные воды в фоновом и
6
1 раз в квартал
контрольном створах5
6
Передаваемые сточные воды (по
Согласно условиям
1 раз в месяц
договорам на очистку)
договора
7
Централизованные
системы
Согласно условиям
1 раз в месяц
водоотведения6
договора
8
Производственный контроль сточных вод1
6
1 раз в квартал
9
В местах локации ОРО (в месте выпуска
6
1 раз в год
сточных вод, поступивших с ОРО)7
1 определяются маркерные вещества;
2 территория согласно п. 2.4 СП 1.1.1058-01; определяются маркерные вещества, дополнительно -
проблемные для региона;
3 суммарное количество проб за год определяетя проектами СЗЗ, согласованными регулятором графиках
контроля;
4 в соответствии с п. 9 (а) Приказа МПР России № 1030 от 08.12.2020 г.
363
5 в соответствии с п. 9.2.3 Приказа МПР РФ № 74 программы ведения ругулярных наблюдений за водным
объектом и его водоохраной зоной; определяются маркерные вещества
6 в соответствии с НССВ, исходя из технологических нормативов организаций ЦСВ
7 согласно п. 9 (б) Приказа МПР России № 1030 от 08.12.2020 г.
Вместе с тем, не исключается и иная периодичность ПЭК, обусловленная
конкретными условиями, ситуациями, вероятными рисками.
3.9.2 Методики (методы) измерений.
В соответствии со ст. 1, ч. 3 закона № 102-ФЗ «Об обеспечении единства
измерений» на измерения, выполняемые при осуществлении деятельности в области
охраны окружающей среды, распространяется сфера государственного регулирования
обеспечения единства измерений. Ввиду этого применяемые для целей ПЭК методики
должны быть включены в федеральный реестр методик количественного химического
анализа, который ведет ФГУП ВНИИМС (Федеральное агентство по техническому
регулированию) и имеет индекс «ФР».
Наиболее применимыми методами производственного экологического контроля
являются:
- прямые (непосредственные измерения на источнике бывают периодические и
непрерывные);
- расчетные методы (балансовые, по коэффициентам эмиссии, иное).
Расчетные методы применяются для контроля неорганизованных источников
эмиссий и в случаях, когда отсутствует техническая возможность проведения
непосредственных измерений. В расчетных методах могут использоваться методики,
перечень которых утвержден в нормативном акте [132].
Приоритетным инструментом ПЭК служат прямые методы, причем при
технологическом нормировании предпочтение отдается методам непрерывного
контроля (системам автоматического контроля, оснащенных приборами измерения и
учета концентраций, объема выбросов (сбросов), а также техническими средствами,
обработки, архивирования и передачи информации о количественных и качественных
характеристиках выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в государственный реестр
объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду (реестр).
Подобные системы рекомендованы для основных источников (технических
устройств, оборудования) эмиссий предприятия и для маркерных веществ.
Виды технических устройств, оборудования или их совокупности (установок) на
объектах I категории, выбросы (сбросы) загрязняющих веществ которых подлежат
автоматическому контролю по [100] применительно к ИТС 26-2022 представлены ниже:
п. 1 Установки очистки газов и аспирационное оборудование при производстве
кокса из каменного угля перед выбросом в атмосферный воздух;
п.
6 Установки по обжигу и спеканию железной руды… с единичной
производительностью 500 т в сутки и более;
п. 7 Установки по производству чугуна и стали с единичной проектной мощностью
2,5 т в час и более;
п. 23 Выпуски сточных вод, включая глубоководные, в водные объекты, за
исключением выпусков сточных вод, образующихся на объектах, оказывающих
364
негативное воздействие на окружающую среду, на которых осуществляется
деятельность исключительно по производству кокса, добыче сырой нефти и/или
природного газа, переработке природного газа, добыче и обогащению железных руд,
обеспечению электрической энергией, газом и паром, производству фармацевтических
субстанций, обработке поверхностей, предметов или продукции.
Требования к системам автоматического контроля регламентированы в
нормативных актах [101, 102].
3.9.3 Системы автоматического контроля выбросов (сбросов) загрязняющих
веществ
Правила создания и эксплуатации систем автоматического контроля выбросов
и/или сбросов (САК) установлены в [101]. Создание САК направлено на решение
следующих задач:
- оснащение стационарных источников выбросов и/или сбросов, образующихся
при эксплуатации технических устройств, оборудования или их совокупности
(установок), а также техническими средствами фиксации и передачи информации о
показателях выбросов или сбросов;
- получение достоверной информации о показателях выбросов и/или сбросов;
- передача в реестр информации о показателях выбросов и/или сбросов
- повышение уровня оперативного регулирования технологических процессов
производств в целях сокращения выбросов и/или сбросов;
- осуществление государственного экологического надзора за выполнением
условий, предусмотренных комплексным экологическим разрешением.
САК создаются на объектах 1-ой категории на основании программы создания
САК, которая является неотъемлемой частью программы экологического контроля.
Стационарные источники подлежат включению в программу при соблюдении
следующих условий:
а) выбросы от стационарного источника образуются при эксплуатации
технических устройств;
б) в выбросах от стационарного источника присутствует одно из следующих
загрязняющих веществ, массовый выброс которых превышает следующие значения:
№ пп Измеряемый компонент
Массовый выброс, кг/ч
1
Взвешенные вещества
3,0
2
Серы диоксид
30,0
3
Оксиды азота (суммарно)
30,0
4
Углерода оксид
100,0
5
Фтористый водород
0,3
6
Хлористый водород
1,5
7
Сероводород
0,3
8
Аммиак
1,5
в) наличие средств и методов измерений концентраций загрязняющих веществ в
условиях эксплуатации стационарного источника выбросов.
365
Применительно к сбросам условия а) и в) включения в программу сохраняются, а
условие б) изменено: сбросы сточных вод, отводимых от источника, составляют более
15 % объема сточных вод, отводимых от объекта 1 категории.
Автоматические средства измерения (САК) выбросов загрязняющих веществ
должны обеспечивать измерение и учет [102]:
- концентрации загрязняющих веществ, мг/м3;
- объемного расхода отходящих газов, м3/час;
- давления отходящих газов, кПа;
- температуры отходящих газов, оС;
- содержания кислорода в отходящих газах в % (при необходимости);
- влажности отходящих газов (при необходимости).
Система автоматического контроля сбросов загрязняющих веществ объектами 1
категории обеспечивает получение следующих показателей:
- объемный расход, м3/час;
- температура сбрасываемых сточных вод, оС;
- водородный показатель, единицы pH;
- химическое потребление кислорода, мг/дм3.
Технические средства фиксации и передачи информации о показателях выбросов
(сбросов) загрязняющих веществ в государственный реестр объектов, оказывающих
негативное воздействие на окружающую среду, для исполнения надлежащих функций в
САК включают в себя [102]:
а) программное обеспечение и технические устройства юридического лица или
индивидуального предпринимателя, осуществляющего хозяйственную и иную
деятельность на объекте I категории, стационарные источники которого оснащены
автоматическими средствами измерения и учета показателей выбросов загрязняющих
веществ и/или сбросов загрязняющих веществ, а также техническими средствами
фиксации и передачи информации;
б) программные средства государственного реестра объектов негативного
воздействия на окружающую среду.
3.9.4 Метрологическое обеспечение.
Цель метрологического обеспечения состоит в обеспечении единства и
требуемой точности измерения, его достоверности с использованием средств
измерений (СИ) и надлежащих методик измерений (МВИ), гарантирующих надежность и
сопоставимость результатов.
Как для прямых периодических методов, так и особенно для непрерывных
методов контроля основной фактор неопределенности результата заложен в
представительности пробы из-за неоднородности потоковой среды, специфических
условий функционирования источника, масштаба объекта измерения и т. д.
Для инструментальных (периодических) методов точность и достоверность
измерения определяется методиками пробоотбора, пробоподготовки и измерения и, как
правило, оговаривается в методике (методиках).
Погрешность автоматических средств измерений и учета показателей выбросов
загрязняющих веществ и/или сбросов загрязняющих веществ определяется при
366
утверждении типа средств измерений в соответствии с требованиями законодательства
об обеспечении единства измерений [102].
Автоматические средства измерения должны быть утвержденных типов и иметь
свидетельства об утверждении типа средств измерения.
Требования к метрологическим характеристикам для систем автоматического
контроля (САК) согласно [98] приведены в таблице 3.55.
Таблица 3.55 - Требования к метрологическим характеристикам САК для маркерных
веществ
Пределы допускаемой
Определяемый компонент
Диапазон измерений, мг/м3
основной погрешности
NO2
80-200
±5 % (отн.)
100-1000
±10 % (отн.)
NO
0-50
± 5 % (отн.)
50-1000
±10 % (отн.)
CO
0-75
±5 мг/м3 (абс.)
75-1000
±5 % (отн.)
SO2
0-100
±10 % (отн.)
100-1000
±10 % (отн.)
Взвешенные частицы (пыль)
20-100000
±20 % (отн.)
367
Раздел 4. Определение наилучших доступных технологий
Наилучшая доступная технология (НДТ) - технологический процесс, метод,
оборудование на стадии промышленного внедрения, порядок организации производства
продукции (товаров на рынках сбыта), выполнения работ, оказания услуг, спосб
эксплуата и вывода из эксплуатации зданий, строений, сооружений и оборудования,
основанные на современных достижениях науки и техники, обладающие наилучшим
сочетанием показателей для достижения целейохраны окружающей среды во
взаимосвязи с ресурсо- и энергосбережением, экономиеской эффективностью
применения продукции с учетом социальных факторов [133].
При этом разъяснется, что:
- «наилучшая» означает технологию, наиболее эффективную для выпуска
продукции с достижением установленного уровня защиты окружающей среды;
- «доступная» означает технологию, которая разработана настолько, что она
может быть применена в промышленном производстве при условии экономической,
технической, экологической и социальной целесообразности ее внедрения;
- «технология» подразумевает как собственно технологию, так и способ, метод и
приме, которым объект спроектирован, построен, эксплуатируется и выводится из
эксплуатации перед его ликвидацией с утилизацией обезвреженных частей и удалением
опасных составляющих.
Общие подходы определения наилучшей доступной технологии представлены в
стандарте [133].
Идентификация НДТ включает четыре последовательно реализуемых этапа:
- определение перечня возможных НДТ;
- оценка перечня возможных НДТ;
- выбор наиболее целесообразных НДТ;
- выбор НДТ для конкретных условий ее применения.
Основные принципы методологии идентификации НДТ в аспектах ее
комплексного воздействия на окружающую среду показаны на рисунке 4.1.
368
Основной принцип 1:
определение области применения
Основной принцип 2:
составление перечня (инвентаризация) выбросов/сбросов,
потребляемых видов сырья, материалов и энергии:
- образующиеся выбросы/сбросы загрязняющих веществ;
- образующиеся отходы;
- потребление сырьевых материалов и энергии
Основной принцип 3:
учет последствий, связанных с комплексным воздействием
технологии на окружающую среду:
- токсичность для человека;
- глобальное потепление климата;
- токсичность для водных объектов;
- образование кислотных осадков;
- эвтрофикация;
- истощение озонового слоя;
-фотохимическое образование озона
Основной принцип 4:
выявление и устранение противоречий при
оценке комплексного воздействия НДТ на
окружающую среду
Рисунок 4.1 - Основные принципы методологии определения НДТ с учетом оценки
аспектов ее комплексного воздействия на окружающую среду
Методология применима в тех случаях, когда отсутствует ясное предпочтение
какой-либо технологии или, когда имеются разногласия в отношении того, какя
технология является наилучше для конкретного применения.
Процедура определения наилучших доступных технологий для области
применения настоящего справочника НДТ организована Бюро НДТ и технической
рабочей группой ТРГ 26 в соответствии с Правилами определения технологии в
качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и
опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным
технологиям (утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от
23 декабря
2014 г.
№ 1458)
[134]. Определение технологических процессов,
оборудования, технических способов, методов в качестве НДТ проведено членами
ТРГ 26 с учетом Методических рекомендаций по определению технологии в качестве
наилучшей
доступной
технологии
(утверждены
приказом
Министерства
369
промышленности и торговли Российской Федерации от 31 марта 2015 г. № 665) (далее -
Методические рекомендации) [135].
Основные технологические процессы, технические решения и оборудование
описаны в разделе 2. В разделе 3 приведены сведения о характере воздействия
производства на окружающую среду, а также мерах, направленных на снижение
негативного воздействия на ОС и повышение ресурсоэффективности, применяемых на
предприятиях, реализующих виды деятельности, относящиеся к областям применения
настоящего справочника НДТ. Информация разделов 2 и
3 положена в основу
экспертного анализа при выборе наилучших доступных технологий. Кроме того, принята
во внимание международная и отечественная практика отнесения систем
экологического и энергетического менеджмента к НДТ для различных видов
деятельности, в том числе получившая отражение в таких справочниках, как
европейский отраслевой справочник по НДТ производства чугуна и стали - Best Available
Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production
(2012)
[103],
российский и европейский справочники по энергоэффективности - ИТС 48-2017
«Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и/или
иной деятельности» [104] и Reference Documenton Best Available Techniques for Energy
Efficiency (2009) [136].
Отметим, что в прошлом издании европейского справочника НДТ для
производства чугуна и стали к НДТ были отнесены системы экологического
менеджмента, но вопросам повышения энергоэффективности уделялось значительное
внимание во всех разделах документа. В новом справочнике системы энергетического
менеджмента уже отнесены к НДТ для всех производств области распространения
настоящего справочника НДТ.
При определении технологических процессов, оборудования, технических способов,
методов в качестве наилучшей доступной технологии члены ТРГ 26 учитывали требование
выбора НДТ, наилучшим образом сочетающих критерии достижения целей охраны
окружающей среды, изложенное в п. 14 ст. 23.1 Федерального закона от 21.07.2014 г.
№ 219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды»
и отдельные законодательные акты Российской Федерации [99] и в ст. 28.1 Федерального
закона от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [138].
Сочетанием таких критериев считаются:
- «…наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду (ОС) в
расчете на… объем производимой продукции (товара)…;
- экономическая эффективность… внедрения и эксплуатации;
- применение ресурсо- и энергосберегающих методов;
- период… внедрения;
- промышленное внедрение… технологии на двух и более объектах, оказывающих
негативное воздействие на окружающую среду».
Рассмотрим критерии подробнее.
Наименьший уровень негативного воздействия на ОС (критерий 1) предполагает
обеспечение комплексной защиты окружающей среды, минимизацию воздействия на ее
различные компоненты. Поэтому в контексте настоящего справочника НДТ практически
во всех случаях речь шла об идентификации спектра решений, использование которых
позволяет сократить выбросы вредных загрязняющих веществ в атмосферный воздух,
оптимизировать обращение с отходами и снизить их количество, а также обеспечить
370
функционирование водооборотных циклов. Такой подход соответствует ранжированию
факторов воздействия на ОС, характерному для Государственных докладов о состоянии
окружающей среды в Российской Федерации. Еще в отчете за 2015 г. подчеркнуто:
«Предприятия черной металлургии характеризуются высоким уровнем оборотного
водоснабжения (93,0 %), а сброс загрязненных вод в водные объекты составляет менее
3 %, что позволяет в значительной степени предотвратить ущерб водной среде» [139].
За прошедшее после выхода первой редакции справочника ситуация еще улучшилась:
перешли на бессточную систему водопользования ПАО «ММК» и ряд предприятий
Группы «Мечел» (ООО «Мечел-Кокс» и АО «Москокс»). [140].
Можно сказать, что вопросам последовательного улучшения показателей
экологической результативности, связанным с сокращением выбросов загрязняющих
веществ в атмосферный воздух и с совершенствованием системы обращения с
отходами, в настоящее время уделяется более пристальное внимание как в
Госдокладах, так и в открытых нефинансовых отчетах компаний. Это отражает принцип
ранжирования экологических аспектов по приоритетам: по достижении
запланированных целевых показателей результативности аспект переходит в категорию
меньшей значимости, а усилия организации сосредотачиваются на других аспектах при
условии поддержания достигнутого уровня и обеспечения надлежащего контроля (в
данном случае - в части поддержания функционирования водооборотных циклов).
Применение ресурсо- и энергосберегающих методов (критерий 2) оценивали по
таким показателям, как потребление энергии, сырья, воды и вспомогательных веществ
в расчете на единицу произведенной продукции, применение вторичных энергетических
ресурсов. Вопросам повышения энергоэффективности в черной металлургиии и в
обрабатывающей промышленности в целом уделено значительное внимание в
Государственных докладах о состоянии энергосбережения и повышении энергетической
эффективности в Российской Федерации
[140]. Анализ открытых отчетов
свидетельствует о том, что повышение энергоэффективности является одним из
приоритетов стратегий развития компаний отрасли.
В тех случаях, когда известны надежные данные о количественных показателях
по двум основным критериям отнесения технологических и технических решений к НДТ
(критерий 1 и критерий 3), определяли предельные значения, соответствующие лучшей
и наиболее широко распространенной практике российских предприятий. В других
случаях принимали во внимание сведения, систематизированные в европейском
справочнике [103], а также оценки, данные экспертами в соответствующих областях
применения НДТ.
Факт промышленного внедрения технологических процессов, оборудования,
технических способов, методов на двух и более российских предприятиях (критерий 5) в
области распространения данного справочника НДТ устанавливали по результатам
обработки анкет, поступивших от предприятий, дополнительных запросов, и на
основании материалов открытых нефинансовых отчетов российских компаний. Также
учитывали позиции экспертов, принимавших участие в разработке и обсуждении проекта
настоящего справочника НДТ. При этом следует учитывать, что есть ряд специфических
решений, разработанных для конкретных предприятий, учитывающих исторически
сложившиеся особенности производства. Поэтому при нормировании предприятий по
принципам наилучших доступных технологий первоочередное внимание следует
уделять не описательной части раздела 5, а технологическим показателям,
371
установленным для НДТ и подлежащим достижению на конкретных объектах,
отнесенных к областям применения настоящего справочника НДТ.
К общим подходам, которые включены в перечень НДТ как в международных, так
и в российских справочниках НДТ, относятся системы менеджмента [103, 104]. Уже в
Государственном докладе «О состоянии и охране окружающей среды Российской
Федерации в 2015 г.» отмечался факт внедрения систем экологического менеджмента
(СЭМ) на всех крупных металлургических предприятий России с сертифицией СЭМ на
соответствие
требованиям
международных
(ISO 14001)
или
российских
(ГОСТ Р ИСО 14001) стандартов [139]. Судя по открытой отчетности, в настоящее время
компании работают над ресертификацией систем экологического менеджмента в
соответствии с требованиями выпущенных в 2015-2016 гг. стандартов.
Период внедрения НДТ (критерий 4) оценивали, в том числе с учетом
необходимости проведения значительной реконструкции технологических процессов и
модернизации оборудования, возможности последовательного улучшения показателей
ресурсоэффективности и экологической результативности путем внедрения
технических усовершенствований и процедур в рамках систем экологического и
энергетического менеджмента. Следует отметить, что период внедрения целесообразно
рассматривать для отрасли в целом. Такие подходы применяются и за рубежом [141].
Период внедрения зависит и от состояния отрасли, конкретных предприятий, и от
доступности средств, необходимых для модернизации, и от возможности получения
государственной поддержки (в том числе поддержки Фонда развития промышленности).
При актуализации настоящего справочника НДТ цель состоит в анализе достигнутого
предприятиями в области охраны окружающей среды за период после выхода первой
редакции справочника, формировании адекватных развитию техники и технологий
технологических показателей и стимулировании предприятий к проведению более
глубокого анализа и систематизации сведений об экологической результативности и
ресурсоэффективности, совершенствованию отчетности в этих областях для получения
надежных и сопоставимых данных и проведения бенчмаркинга на национальном уровне.
Вопросы экономической эффективности (критерий 2) рассмотрены только в тех
случаях, когда членам ТРГ 26 удавалось получить надежные данные от отечественных
предприятий, внедривших конкретные технологические, технические или
управленческие решения, позволяющие достичь высокого уровня защиты окружающей
среды и ресурсоэффективности производства. Следует отметить, что компании,
реализующие виды деятельности, отнесенные к области применения настоящего
справочника НДТ, публикуют сведения о затратах на природоохранные мероприятия и
о результатах, достигнутых по выполнении конкретных программ (в том числе
направленных
на
эколого-технологическую
модернизацию
производства).
Соответствующая информация приведена в разделе 2,
При подготовке настоящего справочника НДТ и определении наилучших
доступных технологий члены ТРГ 26 в целом следовали логике, описанной в
приложении 1 к Методическим рекомендациям
[135], а также в справочнике
Европейского союза «Экономические аспекты и вопросы воздействия на различные
компоненты окружающей среды» (в русском переводе [141], Reference Documenton
Economics and Cross-Media Effects,
2006
[142]). Последовательность этапов
рассмотрения технологических процессов, технических решений и методов при
определении наилучших доступных технологий представлена на рисунке 4.2.
372
Приведенные в разделе 5 описания наилучших доступных технологий включают
как методы, применимые для всех производств, составляющих область
распространения настоящего справочника НДТ, так и подходы, характерные для
производства конкретных видов продукции, в том числе:
- агломерация железных руд;
- производство кокса и пека;
- производство чугуна зеркального и передельного;
- производство ферросплавов;
- производство стали нелегированной;
- производство стали нержавеющей и полуфабрикатов из нержавеющей стали;
- производство стали легированной и полуфабрикатов из прочей легированной
стали.
Рисунок 4.2 - Последовательность этапов рассмотрения технологических
процессов, технических решений и методов при определении НДТ
373
Руководствуясь представленными общими подходами, принимая во внимание
существенные масштабы технического перевооружения в металлургической отрасли за
последние 15-20 лет, применительно к технологиям производства чугуна, стали и
ферросплавов члены ТРГ 26 нашли возможным принять следующие исключения:
- принять как НДТ существующие технологии, если они в полной мере отвечают
критериям 1, 2, 3, 5, исключив таким образом критерий 4;
- при соответствии критериям 1, 2, 3, 4 технология рекомендована как НДТ при ее
внедрении на одном предприятии, если она является эксклюзивной (современной даже
по европейским критериям), как пример, технология рециркуляции отходящих
агломерационных газов; или применение для загрузки доменных печей бесконусного
роторного загрузочного устройства;
- при соответствии критериям 1, 2, 3, 4 отнесение технологии к НДТ проводилось
в случаях, если технология внедрена на одном предприятии, но на нескольких агрегатах
(технология очистки агломерационных газов от сернистых соединений);
- при соответствии критериям 1, 2, 3, 4 технология рекомендована как лучшая
практика, если она создана на базе устаревшей технологии в ее развитие на
современном уровне (двухванный сталеплавильный агрегат).
Кроме того, к наилучшим практикам в соответствии с международной практикой
также отнесено внедрение систем экологического и энергетического менеджмента.
Внедрение НДТ хозяйствующими субъектами, как правило, ориентировано на
обеспечение комплексного подхода по предотвращению и/или минимизации
техногенного воздействия и базируется на сопоставлении эффективности мероприятий
по защите окружающей среды с затратами, которые должен при этом нести
хозяйствующий субъект для предотвращения и/или минимизации оказываемого им
техногенного воздействия в обычных условиях хозяйствования, то есть до внедрения
НДТ.
374
Раздел 5. Наилучшие доступные технологии
В соответствии с принятой классификацией наилучших доступных технологий
(НДТ) в области энергосбережения и ресурсосбережения, при очистке выбросов
загрязняющих веществ в атмосферный воздух и сбросов в водный бассейн при
производстве продукции (товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на
крупных предприятиях выделены следующие группы:
- технологии, интегрированные в производственный процесс и направленные на
повышение технических, энергетических показателей процесса, сопровождаемые
сокращением выбросов загрязняющих веществ или образования отходов в результате
осуществления технологических мероприятий;
- технологии, связанные с очисткой выбросов загрязняющих веществ локально в
местах их выделения и направленные на максимально возможное извлечение из
отходящих газов загрязняющих веществ и их последующее использование; либо с
утилизацией отходов.
Именно такие подходы применительно к производствам чугуна, стали и
ферросплавов приняты для технических решений, идентифицированных как наилучшие
доступные технологии.
Наилучшие доступные технологии производства агломерата, чугуна, стали и
ферросплавов, позволяющие достичь наименьший уровень негативного воздействия на
окружающую среду, экономическую эффективность внедрения и эксплуатации,
применения ресурсо- и энергосберегающих методов, уже имеющие промышленное
внедрение технологических процессов, оборудования, способов и методов на двух и
более предприятиях России, представлены ниже.
Перечень методов (технологий), перечисленных ниже в описаниях НДТ,
не является предписывающим или исчерпывающим. Могут применяться и иные методы,
обеспечивающие по меньшей мере такой же уровень охраны окружающей среды.
5.1 Наилучшие доступные технологии общего назначения
НДТ 5.1.1 Система экологического менеджмента
Система экологического менеджмента заключается в разработке и внедрении
системных процедур по управлению экологической безопасностью предприятий,
снижению экологических рисков при производстве чугуна, стали и ферросплавов,
управлении обращением с отходами.
НДТ 5.1.2 Система энергетического менеджмента
Система энергетического менеджмента заключается в разработке и внедрении
системных процедур по управлению энергоресурсами, внедрению мер по
энергосбережению и повышению энергетической эффективности при производстве
чугуна, стали и ферросплавов.
НДТ 5.1.3 Технологии, направленные на предотвращение загрязнения
водного бассейна и минимизацию водопотребления путем реализации одного или
комбинации двух и более методов, приведенных в таблице 5.1
375
Таблица 5.1 - Описание НДТ 5.1.3
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Измерение объёмов используемой воды
б
Применение реагентов для очистки воды
При технической
целесообразности
в
Очистка сточных вод до нормативного качества
При техническиой и
экономической
возможности
г
Организация локальных оборотных циклов
При реконструкции
д
Организация оборотных циклов с применением комплекса
При реконструкции
отстойник-флокулятор «ЭП ОФ» и обезвоживатель «ОКУД»
е
Применение оборотного водоснабжения
При реконструкции
ж
Применение замкнутых водооборотных систем
При реконструкции
з
Обезвоживание шламов
При технической
возможности
НДТ 5.1.4 Технологии, направленные на снижение воздействия физических
факторов (шума) путем реализации одного или комбинации двух и более методов,
приведенных в таблице 5.2
Таблица 5.2 - Описание НДТ 5.1.4
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Выбор подходящего места для шумных операций
Для новых
предприятий
б
Ограждение шумных операций/агрегатов
в
Виброизоляция производств/агрегатов
г
Использование внутренней и внешней изоляции на основе
звукоизолирующих материалов
д
Звукоизоляция зданий для укрытия любых шумопроизводящих
операций, включая оборудование для переработки материалов
е
Установка звукозащитных стен и/ или природных барьеров
ж
Применение глушителей на отводящих трубах
з
Звукоизоляция каналов и вентиляторов, находящихся в
звукоизолированных зданиях
и
Закрытие дверей и окон в цехах и помещениях
к
Использование звукоизоляции машинных помещений
л
Использование звукоизоляции стенных проемов, например,
установка шлюза в месте ввода ленточного конвейера
м
Установление звукопоглотителей в местах выхода воздуха,
например, на выпуске после газоочистки
н
Снижение скорости потоков в каналах
о
Использование звукоизоляции каналов
п
Сепарация шумовых источников и потенциально резонансных
компонентов, например, компрессоров и каналов
376
Окончание таблицы 5.2
№
Метод / оборудование
Примечание
р
Использование глушителей для дымососов и газодувок фильтров
с
Использование звукоизолирующих модулей в технических
устройствах (например, компрессорах)
т
Использование резиновых щитов при дроблении угля
(для предотвращения контакта металла с металлом)
у
Возведение построек или посадка деревьев и кустов между
защитной полосой и шумным производством
5.2 Наилучшие доступные технологии производства агломерата
НДТ 5.2.1 Технология производства агломерата методом спекания на
конвейерных машинах различной площади за счет фильтрации воздуха,
обеспечивающего горение твердого топлива, распределенного в слое, с
применением ресурсо- и энергоэффективных технических решений, процессов и
методов ограничения негативного воздействия на окружающую среду,
включающих одну или комбинацию технологий НДТ 5.2.2 - НДТ 5.2.7
НДТ 5.2.2 Технологии, направленные на улучшение общих показателей
производства агломерата, обеспечивающие сокращение потерь сырья,
образование эмиссий в атмосферу и отходов
НДТ 5.2.2.1 Обеспечение стабильности качества агломерата, снижение
потерь сырья за счет использования одного или комбинации двух и более
методов, приведённых в таблице 5.3
Таблица 5.3 - Описание НДТ 5.2.2.1
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Стабильный состав поставляемых компонентов шихты
б
Известкование (подача негашеной извести) концентратов
в
Применение закрытых усреднительных складов сырья
НДТ 5.2.2.2 Дозирование, смешивание, окомкование шихты, повышение
производительности процесса посредством использования одного или
комбинации двух и более методов, приведённых в таблице 5.4
Таблица 5.4 - Описание НДТ 5.2.2.2
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Поддержание оптимального расхода негашёной извести
б
Применение интенсификаторов окомкования
в
Нагрев шихты острым паром или сжиганием газа в
окомкователе
г
Применение современных конструкций окомкователей с
рациональным увлажнением шихты
377
НДТ 5.2.2.3 Оптимизация процесса спекания, сокращение потерь сырья и
выбросов загрязняющих веществ за счет использования одного или комбинации
двух и более методов, приведённых в таблице 5.5
Таблица 5.5 - Описание НДТ 5.2.2.3
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Укладка защитной постели
При технической
возможности
б
Обеспечение плавной работы агломашины с
минимальными остановками
в
Работа с постоянной высотой спекаемого слоя и
скоростью аглоленты
г
Оптимальный режим окомкования шихты (обеспечение
надлежащей газопроницаемости слоя)
д
Устранение бортовых прососов, например, применением
«глухих» колосников
е
Поддержание уплотнений аглоленты и газоотводящего
тракта в герметичном состоянии
ж
Контроль влажности аглошихты и управление ею
НДТ 5.2.3 Внедрение систем автоматизированного контроля и управления
при использовании одного или комбинации двух и более методов, приведённых
в таблице 5.6
Таблица 5.6 - Описание НДТ 5.2.3
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Непрерывные измерения основных параметров
производственных процессов, свидетельствующих о
стабильности технологии, таких как скорость агломерационной
ленты, влажность окомкованной агломерационной шихты,
температура в зажигательном горне, температура в вакуум
камерах и сборном коллекторе, разрежение в сборном
коллекторе отходящих газов и перед эксгаустерами
агломашин и др.
б
Использование микропроцессорной техники и АСУ ТП для
регулирования скорости агломашины в зависимости от
скорости спекания аглошихты
в
Периодический отбор представительных проб для контроля
состава агломерационной шихты и готового агломерата в
соответствии с графиком производственного контроля
г
Периодический контроль представительных проб для контроля
системы взвешивания и дозирования аглошихты в
соответствии с графиком производственного контроля
д
Периодические замеры выбросов CO, SO2 и NOx с
технологическими газами в соответствии с графиком
производственного экологического контроля
378
Окончание таблицы 5.6
№
Метод / оборудование
Примечание
е
Периодические замеры выбросов пыли с технологическими
газами от агломашин и из аспирационных систем участков
подготовки, смешивания и транспортировки шихты,
спекательного отделения и от охладителей агломерата в
соответствии с графиком производственного экологического
контроля
ж
Непрерывный контроль (взвешенных веществ, оксидов азота,
оксида углерода, диоксида серы) в выбросах с помошью
система автоматического контроля на отдельных источниках
з
Периодические обследования эффективности газоочистных
установок в порядке производственного экологического
контроля и/или специализированными организациями
и
Непрерывный инструментальный контроль работы
конвейерных лент и уровня вибрации оборудования для
обнаружения завалов и возможных отказов оборудования
НДТ 5.2.4 Технологии, направленные на снижение удельных расходов
сырья, топлива при производстве агломерата повышенного качества с меньшим
расходом твёрдого топлива путем применения одного, нескольких или
совокупности методов, приведенных в таблице 5.7
Таблица 5.7 - Описание НДТ 5.2.4
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Применение постели высотой 30-40 мм
При технической
возможности
б
Использование заменителей коксовой мелочи (антрацита,
При целесообразности
углей, и др.)
в
Спекание аглошихты с долей концентрата более 50 % с
При технической
высотой спекаемого слоя до 500 мм
возможности
г
Повышение высоты спекаемого слоя
При технической
возможности
д
Применение эффективных грохотов и систем грохочения
При технической
возможности
НДТ 5.2.5 Повышение эффективности использования энергии путем
использования одного или комбинации из двух и более методов, приведённых в
таблице 5.8
379
Таблица 5.8 - Описание НДТ 5.2.5
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Минимизация расхода твердого топлива на процесс
спекания
б
Рециркуляция отходящих газов от агломашин при
При реконструкции или
спекании
новом строительстве
в
Устранение вредных подсосов воздуха на агломашинах, в
том числе торцевых, боковых, а также в неплотностях
сборного коллектора отходящих газов
г
Применение двигателей с регулируемой скоростью
д
Теплоизоляция объектов или элементов оборудования,
функционирующих при высоких температурах, например,
элементов газоотводящего тракта агломашин
НДТ 5.2.6 Технологии, направленные на снижение негативного воздействия
на атмосферный воздух
НДТ 5.2.6.1 Применение газоочистного оборудования для снижения
выбросов пыли посредством применения одного или комбинации методов,
приведённых в таблице 5.9
Таблица 5.9 - Описание НДТ 5.2.6.1
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Применение сухих циклонов, мультициклонов,
усовершенствованных пылеуловителей сухого типа
б
Применение электрофильтров
НДТ 5.2.6.2 Сокращение выбросов SO2 за счет применения систем
обессеривания отходящих агломерационных газов посредством обработки
потока газов известковым молоком (или иным доступным реагентом)
НДТ 5.2.6.3 Снижение вторичных выбросов пыли при дроблении и
грохочении агломерата за счет применения решений, приведённых в таблице 5.10
Таблица 5.10 - Описание НДТ 5.2.6.3
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Применение сухих циклонов, усовершенствованных
пылеуловителей сухого типа
б
Организация укрытий и систем аспирации
НДТ 5.2.7 Технологии утилизации отходов применением одного или
комбинации двух и более методов, приведённых в таблице 5.11
380
Таблица 5.11 - Описание НДТ 5.2.7
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Утилизация отходов производства агломерата,
содержащих железо и флюсы
б
Производственный рециклинг (использование отходов
других металлургических переделов в производстве
агломерата)
в
Избирательные технологии рециклинга отходов
металлургических производств:
- Контроль прихода вредных примесей в аглошихту;
- Ограничение поступления фосфора, цинка, свинца,
щелочей, тяжёлых металлов;
- Минимизация поступления в шихту хлоридов, масел,
углеводородов
5.3 Наилучшие доступные технологии производства кокса
НДТ 5.3.1 Технология производства кокса в коксовых печах путем
термической обработки угольной шихты без доступа воздуха, последующего
охлаждения и сортировки коксового пирога и очистки коксового газа с
применением ресурсо- и энергоэффективных процессов и методов ограничения
негативного воздействия на окружающую среду, включающих технологии НДТ
5.3.2
- НДТ 5.3.12, направленные на уменьшение загрязнения атмосферного
воздуха, предотвращения загрязнения водных объектов, утилизацию отходов
НДТ Технологии, направленные на уменьшение загрязнения атмосферного
воздуха
НДТ 5.3.2 Снижение выбросов при подготовке угля к коксованию
НДТ заключается в реализации одного, нескольких или совокупности технических
решений, обеспечивающих уменьшение выбросов загрязняющих веществ (пыли) в
атмосферу, приведенных в таблице 5.12.
Таблица 5.12 - Описание НДТ 5.3.2 по снижению выбросов пыли при подготовке угля
к коксованию
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Аспирационные системы с эффективной очисткой от пыли
Применение на
вагоноопрокидывателях,
дробилках,
перегрузочных узлах и
конвейерах
б
Строительство закрытых складов угля
Для новых предприятий
381
Окончание таблицы 5.12
№
Метод / оборудование
Примечание
в
Устройство стенок для ограждения штабелей,
Для открытых угольных
минимизация высоты падения разгружаемого в штабели
складов
угля (менее 0,5 м), распыление воды или полимерных
эмульсий на поверхности штабелей
г
Применение мокрых / сухих методов пылеулавливания
для очистки аспирационного воздуха
д
Уборка осевшей пыли с поверхностей полов, стен и
оборудования
Таблица 5.13 - Отраслевые показатели выбросов в атмосферу для НДТ 5.3.2 [128]
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)
Взвешенные вещества (пыль)
г/т кокса
≤200
Типы применяемых пылеуловителей определяются физико-химическими
свойствами улавливаемых веществ, такими как дисперсный состав, плотность,
абразивность, смачиваемость, слипаемость, пожаро- и взрывоопасные свойства. Сухие
методы очистки с использованием рукавных фильтров являются наиболее
эффективными, они позволяют обеспечить концентрацию взвешенных веществ после
очистки до 20 мг/м3.
При подготовке шихты наибольшее распространение получила мокрая уборка, что
обусловлено взрывоопасными свойствами угольной пыли. При сухой уборке
целесообразно использовать централизованные пылесосные установки с
водокольцевыми вакуум-насосами
НДТ 5.3.3 Бездымная загрузка печей
НДТ 5.3.3 является составной частью энергоэффективной и экологически
безопасной технологии производства кокса в коксовых печах и состоит в организации
системы насыпной загрузки коксовой печи шихтой, предотвращающей выбросы
угольной пыли и газа, происходящие в результате вытеснения образующейся при
контакте угля с раскаленными стенками печной камеры пылегазовой смеси из объёма
загружаемой печи через зазоры между телескопом углезагрузочной машины (УЗМ) и
периметром загрузочного люка, путем реализации одной, нескольких или совокупности
мер, указанных в таблице 5.14.
382
Таблица 5.14 - Описание НДТ 5.3.3 по снижению выбросов при загрузке печей
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Уплотнение посадки телескопов углезагрузочной машины
на загрузочные люки
б
Применение инжекции газов загрузки в газосборники
Применение на две
(бездымная загрузка)
стороны при двух
газосборниках или
вспомогательном
отсосе через колено и
подсводовое
пространство соседней
печи при одном
газосборнике
в
Поочерёдный выпуск шихты из бункеров УЗМ с
оставлением в подсводовом пространстве возможности
отведения газов загрузки на две стороны печи
г
Оборудование планирных лючков уплотняющими
устройствами для предотвращения выбросов при
планировании угольной шихты
Эффективность НДТ определяется давлением инжекционного агента (пара или
воды) в системе паро- и гидроинжекции. Технические показатели для НДТ 5.3.3
приведены в таблице 5.15.
Таблица 5.15 - Технические показатели для НДТ 5.3.3
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)
Давление пара на форсунках
МПа
0,7-0,9
при пароинжекции
Давление воды на форсунках
МПа
2-3
при гидроинжекции
Основным недостатком метода пароинжекции с экологической точки зрения
является увеличение количества загрязненной аммиачной воды в результате
конденсации пара, израсходованного для отсоса газов загрузки. Применение технологии
гидроинжекции позволяет уменьшить объем образующихся загрязненных вод.
Недостатком этого метода является необходимость регулярной чистки стояков, колена
которых зарастают отложениями в течение 7-10 суток.
5.3.4 Технология трамбования шихты
Угольную шихту уплотняют в трамбовочной камере с размерами, несколько
меньшими, чем размеры камеры коксования, и загружают на поддоне в коксовую печь с
машинной стороны. Трамбованный угольный пирог имеет плотность 1-1,15 т/м3, что
значительно выше плотности шихты, загружаемой в печи насыпью при традиционной
технологии (0,75 т/м3). В связи с этим в шихте можно увеличить долю слабоспекающихся
углей на 15-20 % и получить кокс более высокого качества.
383
Комплекс трамбования шихты включает основные машины, обеспечивающие
работу данной технологии: трамбовочно - загрузочно - выталкивающая машина (ТЗВМ)
и машина по отсосу и сжиганию газов загрузки (ОСЗГ).
ТЗВМ выполняет следующие функции:
- снятие двери с коксовой печи, ее очистку и установку;
- очистку боковых поверхностей, рам и зеркал рам;
- выталкивание готового коксового пирога;
- изготовление трамбованного угольного пирога;
- ввод трамбованного угольного пирога;
- удаление просыпей угля, накопившихся при трамбовании угольного пирога;
- уборку и зачистку рабочей площадки от небольших количеств просыпей и
обломков угля и кокса со сбросом их на транспорт;
- обеспечение возможности аварийного завершения: окончание рабочих
операций посредством вспомогательных механизмов резервного или ручного привода;
- поддержание положительной температуры для угольной шихты в бункере
машины и камере трамбования;
- очистку пода камеры коксования при выталкивании кокса.
Скорость передвижения ТЗВМ -
70 м/мин, объем наполнения машинного
бункера -
204 м3, что соответствует примерно
163 т угля (достаточно для
4-5
наполнений печи); установленная мощность трансформаторов - 3050 кВт; мощность,
потребляемая машиной с отоплением зимой (до -40 °C) - 21 671 кВт/ч, без отопления -
13 550 кВт/ч.
При загрузке трамбованной шихты в печи создается разрежение инжекцией в
газосборник и отсосом устройствами на ОСЗГ, передвигающейся по верху батареи, что
снижает выбросы при загрузке коксовой батареи.
Машина ОСЗГ выполняет операции по отсосу газов загрузки, их дожигу в камере
сгорания, разбавлению наружным воздухом и передаче через коллектор бездымной
загрузки на очистку. Машина оборудована механизмами очистки газоотводящей
арматуры от смолы и графита. Объем отсасывания: загрузочный газ - за камерой
сгорания - 21 000 нм3/ч, за кондиционированием - 51 000 нм3/ч.
Технология производства кокса с трамбованием угольной шихты является
распространенной: в Китае, где в настоящее время по данной технологии работают
более 360 батарей общей мощностью более 80 млн т/год кокса.
В России технология трамбования применяется на батарее № 5 ОАО «Алтай-
кокс» и батарее № 11 ПАО «Северсталь (1-й блок).
НДТ 5.3.5 Уменьшение выбросов от систем обогрева коксовых батарей
Дымовая труба коксовой батареи является основным источником организованных
выбросов загрязняющих веществ на коксовой батарее. Основными загрязняющими
веществами, содержащимися в продуктах горения, являются газы, содержащие СО,
NOx, SO2 и твердые взвешенные вещества в виде сажи. Сажа в продуктах горения
образуется в результате неполного сгорания в отопительных простенках сырого
коксового газа, фильтрующегося через неплотности в стенах камер коксования
(трещины, очаговые разрушения).
НДТ 5.3.5 является составной частью энергоэффективной и экологически
безопасной технологии производства кокса в коксовых печах и заключается в
384
реализации одной, нескольких или совокупности мер, представленных в таблице 5.16,
гарантирующих сокращение выбросов загрязняющих веществ с продуктами горения
(СО, NOx, SO2 и твёрдые взвешенные вещества в виде сажи, и др.).
Таблица 5.16 - Описание НДТ 5.3.5 по снижению выбросов от систем обогрева
коксовых батарей
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Стабильная ритмичная работа батареи
б
Систематический контроль состояния кладки и
своевременное выполнение текущих ремонтов
(торкретирование, керамическая сварка, ремонт с заменой
части огнеупоров в головках печей)
в
Применение рециркуляции продуктов горения в системе
При технической
обогрева печей
возможности
г
Ступенчатый подвод воздуха в вертикалы
При технической
возможности
д
Снижение заданных температур коксования
При технической
возможности
Таблица 5.17 - Отраслевые показатели выбросов в атмосферу для НДТ 5.3.5
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)
Сажа
г/т
≤350
Оксид углерода
г/т
≤5500
Оксиды азота
г/т
≤700
Диоксид серы
г/т
≤1200
Снижение выбросов NOxс дымовыми газами может достигаться главным образом
уменьшением температуры факела горения в отопительной системе коксовых печей при
применении НДТ 5.3.5 в
- НДТ
5.3.5 д. Выполнение НДТ 5.3.5 д возможно при
уменьшении толщины греющей стенки, позволяющем достичь снижения температурного
градиента по толщине кладки стен.
Снижение выбросов SO2 с дымовыми газами батареи достигается очисткой
отопительного коксового газа от сернистых соединений (в основном от Н2S).
Практически глубина очистки коксового газа достигает уровня 0,5 г/нм3, что считается
достаточным для уменьшения выбросов SO2 в атмосферу при сжигании коксового газа
как топлива.
На коксохимических предприятиях России используются малосернистые угли и,
как показывает практика подфакельных измерений и расчетов загрязнения
атмосферного воздуха, проблема уменьшения выбросов SO2 неактуальна для
обеспечения экологической безопасности производства.
НДТ 5.3.6 Технология коксования с минимальными газовыделениями
НДТ 5.3.6 является составной частью энергоэффективной и экологически
безопасной технологии производства кокса в коксовых печах и заключается в
реализации одного, нескольких или совокупности мероприятий, указанных в таблице
385
5.18, для исключения повышенных газовыделений загрязняющих веществ в атмосферу
(неорганизованных выбросов) через неплотности уплотняющих устройств (двери, люки,
крышки стояков), особенно критичных в период интенсивного газовыделения при
коксовании.
Таблица 5.18 - Описание НДТ 5.3.6 по снижению неорганизованных выбросов от
уплотняющей арматуры коксовых печей
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Обеспечение свободного прохода газа в подсводовом
пространстве печи
б
Герметизация дверей, люков и стояков коксовых печей
в
Обеспечение надёжной работы коксовой батареи
г
Квалифицированное обслуживание коксовых печей
д
Применение системы индивидуального регулирования
давления газа в печных камерах
Таблица 5.19 - Отраслевые показатели выбросов в атмосферу для НДТ 5.3.6
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)
Наличие газовыделений из
Визуальные наблюдения по
Степень газоплотности не
дверей, люков, стояков коксовых
методике [143]
менее 95 %
печей
Основным средством предупреждения выбросов из дверей печных камер, стояков
и загрузочных люков является эффективная герметизация неплотностей.
Для обеспечения газоплотности дверей коксовых печей рекомендуется:
- применение дверей с гибкими подпружиненными рамками;
- применение дверей с мембранной уплотняющей рамкой;
- тщательная очистка дверей и дверных рам от смолистых отложений при каждой
выдаче кокса;
- наличие в конструкции дверей газоотводящего канала, способствующего
уменьшению давления газа за уплотняющей рамкой.
НДТ 5.3.7 Технологии беспылевой выдачи кокса
НДТ
5.3.7 является составной частью энергоэффективнойи экологически
безопасной технологии производства кокса в коксовых печах и предусматривает
внедрение устройства, обеспечивающего локализацию неорганизованных выбросов,
образующихся за счет конвективных потоков атмосферного воздуха над раскаленным
коксом во время его выдачи из печи при разрушении коксового пирога и рассыпании его
в вагоне, отводом и очисткой газопылевого облака, описанного в таблице 5.20.
Существует несколько вариантов систем беспылевой выдачи кокса:
пылеотсасывающие зонты над коксонаправляющей и тушильными вагонами;
386
перекрытия над рельсовым путем тушильного вагона; комбинированные системы
беспылевой выдачи и тушения кокса.
Признание получили системы с устройствами зонтов, отсосом и очисткой газов
выдачи:
- сооружение зонта и пылеулавливающих устройств непосредственно на
двересъемной машине (локальные УБВК);
- системы, включающие зонт над двересъемной машине, стационарный коллектор
для отвода отсасываемой пылегазовоздушной смеси и пылеочистную установку с
размещением ее за пределами батареи (стационарные УБВК).
Опыт эксплуатации УБВК показал, что наиболее эффективным направлением
снижения выбросов является сооружение стационарных систем, в этом случае степень
локализации пылегазового облака, возникающего в процессе падения кокса в
тушильный вагон, может достигать 95-98 % [144].
Использование для очистки запыленного воздуха рукавных фильтров
обеспечивает содержание пыли на выходе в атмосферу не более 30 мг/м3 при расходе
запыленных газов 500-1000 м3/т кокса.
Таблица 5.20 - Описание НДТ 5.3.7 по снижению неорганизованных выбросов при
беспылевойвыдаче кокса
№
Метод / оборудование
Примечание
Установка беспылевой выдачи кокса с локализацией
Стационарные
выбросов, отсосом и очисткой аспирационного воздуха от
установки
пыли
применяются на новых
батареях, локальные
могут сооружаться на
действующих батареях
Таблица 5.21 - Отраслевые показатели выбросов в атмосферу для НДТ 5.3.7
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)
Взвешенные вещества (пыль)
г/т
≤30
(при 95 % степени
локализации
пылегазовогопотока)
≤100
(при 85 % степени
локализации пылегазового
потока)
Для очистки выбросов от пыли на локальных установках применяются как мокрые,
так и сухие пылеуловители. Применение мокрых аппаратов
[31] связано с
необходимостью подвода воды и отвода шлама, что в условиях размещения на
двересъемной машине достаточно проблематично. В качестве надежных сухих
пылеуловителей могут быть рекомендованы конические циклоны [146, 147], устойчивые
к абразивному износу и способные обеспечить высокую эффективность при
приемлемых энергозатратах.
387
НДТ 5.3.8 Снижение выбросов при тушении кокса
НДТ 5.3.8 состоит в минимизации выбросов загрязняющих веществ в составе
паровоздушной смеси, образующейся в результате испарения воды, используемой при
тушении, от контакта с раскаленным коксом, за счет реализации одного из перечня
мероприятий, представленных в таблице 5.22.
Таблица 5.22 - Описание НДТ 5.3.8 по снижению выбросов при тушении кокса
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Отбойные перегородки в башне тушения кокса
Для башен новой
конструкции
б
Комбинированное тушение кокса
Для новых батарей
в
Двухярусное мокрое тушение
Для новых батарей
г
Сухое тушение кокса
Для новых батарей
Таблица 5.23 - Отраслевые показатели выбросов в атмосферу для НДТ 5.3.8 [128]
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)
Взвешенные вещества (пыль) при обычном
г/т кокса
≤70
мокром тушении, башня с отбойниками
Взвешенные вещества (пыль) при
г/т кокса
≤50
комбинированном мокром тушении
Взвешенные
вещества(пыль)
при
г/т кокса
≤20
двухярусном мокром тушении
Взвешенные вещества (пыль) при сухом
г/т кокса
≤50
тушении (от свечей УСТК*)
Оксид углерода от свечей УСТК*
г/т кокса
≤4600
* УСТК - установка сухого тушения кокса.
Оптимальные решения включают использование пластинчатых отбойных
перегородок и усовершенствованную конструкцию тушильной башни. Необходимая
минимальная высота башни должна быть не менее 30 м, чтобы обеспечить условия для
достаточной тяги.
Расход воды при комбинированном тушении кокса уменьшается до 2-2,5 м3/т. За
счет температуры существенно (в 2-3 раза) возрастает объем водяного пара, поэтому
требуется увеличение высоты тушильной башни. Башня для комбинированного тушения
кокса имеет двойные перегородки и достигает высоты 70 метров, что значительно выше
обычных 40-метровых башен (рис. 5.1).
При двухярусном тушении для конденсации водяного пара и пылеподавления
выбросов производится впрыск воды в тушильную башню на двух уровнях и
улавливания образующихся капель и пыли специальными устройствами (рис. 5.2).
Выбросы твёрдых веществ в процессе мокрого тушения без проведения
мероприятий по их снижению составляют около 300 г/т кокса. С помощью описанных
мероприятий их можно снизить до 25 г/т кокса (при содержании твёрдых веществ в
тушильной воде менее 50 мг/л).
388
1 - для обычного тушения с подачей воды сверху;
2 - для комбинированного тушения с подачей воды сверху и снизу
Рисунок 5.1 - Конструкции тушильных башен
1 - первый уровень орошения; 2 - система 1 отбойников (нержавеющая сталь); 3
- второй уровень орошения; 4 - система 2 отбойников (пластик); 5 - очистка
отбойников подпиточной водой, М - регулирующие клапаны
Рисунок 5.2 - Схема и внешний вид тушильной башни с двухярусным орошением
389
НДТ 5.3.9 Уменьшение выбросов при сортировке и транспортировке кокса
НДТ
5.3.9 заключается в минимизации выбросов при сортировке и
транспортировке кокса за счет реализации одного, нескольких или совокупности
мероприятий, рекомендованных в таблице 5.24.
Таблица 5.24 - Описание НДТ 5.3.9 по снижению выбросов при сортировке и
транспортировке кокса
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Окожушивание пылевыделяющего оборудования,
рекомендуются двойные щелевые аспирационные укрытия [160]
б
Достаточная аспирация объектов пылевыделения
в
Обеспыливание аспирационного воздуха с применением сухих
Для новых
методов и аппаратов
предприятий
Таблица 5.25 - Отраслевые показатели выбросов в атмосферу для НДТ 5.3.9 [128]
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)
Взвешенные вещества (пыль) при
г/т кокса
≤40
обработке кокса мокрого тушения
Взвешенные вещества (пыль) при
г/т кокса
≤400
обработке кокса сухого тушения
Специфические свойства коксовой пыли (абразивность, низкая смачиваемость
и др.) обусловливают применение для ее улавливания сухих методов и аппаратов [147].
Рекомендуются высокоэффективные конические циклоны и рукавные фильтры.
Конические циклоны устойчивы к абразивному износу. Надежность работы рукавных
фильтров обеспечивается предварительным напылением на ткань рукавов
тонкодисперсных инертных порошков (доломит, известняк и др.).
НДТ 5.3.10 Охлаждение и очистка коксового газа от смолы, аммиака,
бензольных углеводородов
НДТ 5.3.10 заключается в охлаждении и очистке коксового газа от смолы,
аммиака, нафталина и бензольных углеводородов с целью снижения выбросов от
систем отопления коксовых батарей и других энергетических объектов
металлургического производства при использовании коксового газа при
последовательной реализации технологий, представленных в таблице 5.26.
Таблица 5.26 - Описание НДТ 5.3.10 по снижению выбросов приохлаждению и
очистке коксового газа
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Охлаждение и очистка коксового газа от смолы
б
Очистка коксового газа от аммиака сатураторным и
бессатураторным методом
в
Очистка коксового газа от аммиака круговым фосфатным
При технико-
способом (КФС)
экономической
целесообразности
г
Очистка коксового газа от нафталина и бензольных
углеводородов
390
Ориентировочный состав коксового газа после очистки приведен в таблице 5.27.
Таблица 5.27 - Ориентировочный состав коксового газа после очистки согласно
НДТ 5.3.10
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)
Оксид углерода СО
%
≤ 7
Кислород О2
%
≤1,5
Диоксид углерода СО2
%
≤3,0
Водород Н2
%
≤ 60
Азот N2
%
≤4,5
Метан СН4
%
≤ 25
Углеводороды СmHn
%
≤2,0
Аммиак NH3
%
следы
Бензол С6Н6
%
следы
Цианистый водород НСN
%
следы
Нафталин С10Н8
%
следы
Сероводород H2S
г/нм3
≤ 3,5
Очистка коксового газа от смолы и водяных паров производится в отделении
конденсации, где происходит первичное охлаждение летучих парогазовых продуктов,
выходящих из камеры коксования с температурой 700-800 °С, до 30-40 °С.
Улавливание аммиака из коксового газа на большинстве предприятий производят
путем контакта газа с серной кислотой в сатураторах барботажного типа с получением
сульфата аммония. В ряде случаев вместо сатураторов применяют более интенсивное
оборудование - форсуночные скрубберы-абсорберы.
В процессе конечного охлаждения коксового газа происходит конденсация
содержащихся в нем водяных паров и очистка от нафталина. Очистка от бензольных
углеводородов производится в бензольных скрубберах, орошаемых поглотительным
маслом.
На различных предприятиях структура химических производств, типы
реализованных процессов, очередность и количество технологических стадий, как
правило, различаются. Это зависит от расположения источников исходного сырья и
перерабатывающих установок, от экономической целесообразности использования
продукции, а также свойств перерабатываемых углей (в т.ч. от содержания в них серы,
азота и др.).
Отраслевые показатели для НДТ
5.3.10 в зависимости от применяемой
технологии охлаждения и очистки коксового газа могут быть установлены стандартами
организации или национальными стандартами.
НДТ 5.3.11 Снижение выбросов от емкостного оборудования при
охлаждении и очистке коксового газа
НДТ
5.3.11 состоит в минимизации (предотвращении) неорганизованных
выбросов в атмосферу от емкостного оборудования (воздушники сборников, мерников,
хранилищ жидкостей) посредством реализации одной, нескольких или совокупности
мер, предусмотренных в таблице 5.28.
391
Таблица 5.28
- Описание НДТ
5.3.11 по снижению выбросов от емкостного
оборудования
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Уменьшение количества фланцев за счет сварки трубных
соединений.
б
Использование герметичных уплотнений для фланцев и
клапанов
в
Использование насосов с эффективными уплотнениями
(например, магнитные насосы)
г
Герметизация газового пространства емкостей с жидкими
продуктами
д
Применение дыхательных клапанов
е
Предотвращение выбросов из дыхательных клапанов
При реконструкции
емкостного оборудования путем сбора газов в
[145]
коллекторные системы и направлением их в трубопровод
коксового газа
Таблица 5.29 - Примерные показатели выбросов в атмосферу для мероприятий
НДТ 5.3.11
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)*
Аммиак
г/т кокса
<40,0
Сероводород
г/т кокса
<8,0
Цианистый водород
г/т кокса
<5,5
Фенол
г/т кокса
<4,5
Бензол
г/т кокса
<35,5
Толуол
г/т кокса
<11,0
Ксилол
г/т кокса
<6,0
* без применения метода "е"
Наилучший эффект (>95 %) достигается применением коллекторных систем [161]
сбора и транспортирования выбросов из воздушников емкостного оборудования с
использованием внутренних газоперетоков между емкостями с различными режимами
работы для сокращения или полного прекращения выброса в атмосферу (метод "е").
Наиболее эффективным способом утилизации паров из коллекторной системы
является подключение к газопроводу прямого коксового газа перед первичными
газовыми холодильниками.
Отраслевые показатели для выбросов от емкостного оборудования в зависимости
от технологической конфигурации предприятия, его производительности, применяемых
технологий очистки коксового газа, наличия сопутствующих производств химической
продукции, типов резервуаров и т. д. могут быть установлены стандартами организации
или национальными стандартами.
392
НДТ Технологии предотвращения загрязнения водных объектов
НДТ 5.3.12 Использование очищенных сточных вод в производстве
НДТ 5.3.12 состоит в организации водооборотных циклов с использованием всех
видов сточных вод (производственных, ливневых, шламовых) с целью уменьшения
нагрузки на БХУ (сокращение объема отведения) и создания максимально замкнутой
системы водоснабжения, а в перспективе - полностью бессточного коксохимического
производства посредством реализации одного, нескольких или совокупности
мероприятий таблицы 5.30.
Таблица 5.30 - Описание НДТ 5.3.12 по использованию очищенных сточных вод в
производстве
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Создание системы сбора и отведения условно чистых и
При технической
поверхностных стоков с территории предприятия с
возможности
прекращением сброса в промливневую канализацию
химзагрязненных стоков
б
Реконструкция накопителей поверхностных стоков с
При технической
организацией возможности их посекционной работы и
возможности
удаления шлама
в
Создание системы сбора и возврата конденсатов пара
г
Напорная подача фенольных стоков на БХУ
При технической
возможности
д
Прекращение сброса шламовых вод от систем мокрого
При технической
пылеулавливания
возможности
е
Создание замкнутой системы водооборота
Для новых
предприятий
Таблица 5.31 - Отраслевые показатели для НДТ 5.3.12
Технологический показатель
Единица измерения
Значение (диапазон)
Доля
повторного
использования
водыводы на производственные нужды
%
95
в системе замкнутого водооборота
Одним из возможных решений по использованию стоков КХП после их очистки на
БХУ является подпитка оборотных систем коксового производства взамен технической
воды.
При реализации НДТ возможно создание полностью бессточного
коксохимического производства, что внедрено на ПАО «Кокс» и ОАО «Алтай-кокс».
НДТ Технологии утилизации отходов коксохимического производства
НДТ 5.3.13 Технология утилизации отходов
НДТ 5.3.13 заключается в использовании отходов производства во внутреннем
рециклинге при осуществлении одной, нескольких или совокупности мер, показанных в
таблице 5.32.
393
Таблица 5.32 - НДТ 5.3.13 по утилизации отходов производства
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Подача фусов в шихту
б
Подача угольной и коксовой пылей в шихту
При экономической
целесообразности
в
Подача жидких отходов в шихту
Технология коксования отходов
г
в коксовых печах
Метод присадки отходов к угольной шихте наиболее прост и универсален и в
настоящее время рекомендуется как основной. Известно внедрение его на АО «ЕВРАЗ
НТМК», АО «ЕВРАЗ ЗСМК», АО «Уральская Сталь», ПАО «Кокс», ОАО «Алтай-кокс»,
ПАО «Северсталь».
Для коксования отходов в коксовых печах пригодны твердые и жидкие отходы:
угольная пыль, коксовая пыль, фусы, кислая смолка, полимеры бензольного отделения,
масла первичных отстойников биохимустановки и другие.
Технология коксования отходов в коксовых печах применяется на зарубежных
заводах.
В соответствии с обобщенными отраслевыми характеристиками подпроцессов
производства кокса и наиулчших технических решений и практик, выявленных, в том
числе при анкетировании предприятий, представленными в разделе 5.3, сформированы
технологические показатели производства кокса (приложение В).
5.4 Наилучшие доступные технологии производства чугуна
НДТ 5.4.1 Технология производства чугуна в доменных печах различного
объема, работающих на комбинированном дутье, с использованием
металлургического кокса и применением ресурсо- и энергоэффективных
технических решений, технологических процессов и методов ограничения
негативного воздействия на окружающую среду, включающих одну или
комбинацию технологий НДТ 5.4.2 - НДТ 5.4.6
НДТ 5.4.2 Технологии, направленные на улучшение общих показателей
производства чугуна, обеспечивающие снижение потерь ресурсов, образование
эмиссий и отходов (таблица 5.33)
НДТ 5.4.2.1 - Технологии, направленные на снижение потерь железа при
производстве чугуна (таблица 5.33)
394
Таблица
5.33
- Технологии, направленные на снижение потерь железа при
производстве чугуна
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Учет потерь Fe и снижение потерь железа в
технологической цепочке АГП-ДП
в
Стабилизация потоков железорудных материалов и кокса
(один кокс, агломерат, окатыш - одна доменная печь).
г
Загрузка скрапа и металлизованных отходов
(металлодобавок)
д
Загрузка конвертерного шлака (Fe - 15-21 %) в доменную
печь
НДТ 5.4.2.2 Улучшение показателей работы доменной печи за счет
использования одного или комбинации методов, приведённых в таблице 5.34,
приводящих к увеличению срока службы огнеупоров и холодильников шахты
доменной печи с увеличением кампании печи между ремонтами второго и первого
разрядов
Таблица 5.34 - Описание НДТ 5.4.2.2
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Оптимизация профиля доменной печи при работе на
комбинированном дутье с учётом вдувания ПУТ и свойств
проплавляемого сырья
б
Усовершенствование системы охлаждения шахты печи
При реконструкции
в
Оптимизация матрицы загрузки шихтовых материалов для
перераспределения окатышей на стенки шахты и распара
и снижения износа
г
Загрузка титанистых материалов (шлак, окатыши, брикеты,
ильменит) для образования гарниссажа в местах износа
футеровки горна
д
Загрузка гарнисажеобразующего материала-шунгит
[148-150]
е
Футеровка внешней стороны медных холодильников
При капитальном
частично или сплошно из карбида кремния
ремонте 2-ого разряда
ж
Футеровка доменной печи супермикропористыми
При реконструкции
углеродистыми блоками и защита их керамической чашей
з
Крупнокерамическая лещадь доменной печи
При реконструкции
НДТ 5.4.2.3 Применение бесконусного роторного загрузочного устройства
(БРЗУ) с вынесенным из пространства печи роторным механизмом вращения, что
улучшит показатели работы доменной печи, срок службы и ремонтопригодность
НДТ 5.4.2.4 Производство гранулированного доменного шлака на
малогабаритной установке придоменной грануляции
395
Обеспечит минимизацию инвестиционных затрат, снижение операционных
затрат, связанных с эксплуатацией чашевого хозяйства, увеличение выхода граншлака
по сравнению с обработкой на отдельно стоящих установках по обработке шлака.
НДТ 5.4.2.5 Применение чугуновозных ковшей миксерного типа
вместимостью до 500 т чугуна
Обеспечит повышение стойкости футеровки ковшей, увеличение числа наливов,
повышение температуры чугуна, поставляемого в сталеплавильный цех.
НДТ 5.4.3 Внедрение систем автоматизированного контроля и управления
при использовании одного или комбинации двух и более методов, приведенных
в таблице 5.35
Таблица 5.35 - Описание НДТ 5.4.3
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Непрерывные измерения основных параметров
производственных процессов для контроля стабильности
процесса (расход, давление и температура горячего дутья;
температура, давление и состав колошниковых газов;
расход природного газа, кислорода, ПУТ и др.)
б
Использование микропроцессорной техники и АСУ ТП для
контроля и регулирования режимов загрузки доменной
печи в заданном соотношении компонентов шихты и в
зависимости от скорости схода шихты
в
Периодический отбор проб для контроля состава
доменного газа в соответствии с графиком
производственного контроля
г
Отбор проб чугуна на каждом выпуске для контроля
качества чугуна
д
Отбор проб шлака для контроля его состава
е
Периодический контроль правильности взвешивания
компонентов шихты весовыми устройствами
ж
Периодические замеры выбросов CO и NOx в дымовых
газах воздухонагревателей в соответствии с графиком
производственного экологического контроля
з
Непрерывный инструментальный контроль работы и
уровня вибрации оборудования для предупреждения
возможных отказов оборудования
НДТ 5.4.4 Технологии, направленные на снижение
удельного расхода
топлива при производстве чугуна за счет применения одного из методов,
приведённых в таблице 5.36 и в составе технологий 5.4.4.1-5.4.4.4
Позволяют обеспечить удельную производительность доменной печи до 2,1-
2,4 т/м3сут и удельный расход кокса 340-360 кг/т.
396
Таблица 5.36 - Описание НДТ 5.4.4
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Технология доменной плавки на подготовленном сырье и
комбинированном дутье с расходом природного газа
свыше 60 м3/т чугуна и кислорода до 26-32 %
б
Технология доменной плавки на подготовленном сырье,
комбинированном дутье с вдуванием ПУТ (рисунок 5.3).
Расход природного газа 40-80 м3/ч чугуна, кислорода - до
23-30 %, ПУТ - 80-150 кг/т
Рисунок 5.3 - Принципиальная схема установки подготовки и подачи ПУТ
Применение технологии вдувания пылеугольного топлива (ПУТ) в доменные печи
позволяет: снизить расход металлургического кокса на производство чугуна на 20-25 %;
уменьшить на 20-25 % эксплуатационные расходы и воздействие на окружающую среду
при производстве кокса; снизить расход природного газа на производство чугуна на 70-
80 %.
НДТ 5.4.4.1. Вдувание газокислородной смеси в фурмы
Положительный эффект предварительного смешивания природного газа с
кислородом заключается в повышении коэффициента замены кокса природным газом
за счет обеспечения полноты его сжигания в фурме и в фурменной зоне. Безопасное
смешивание природного газа с кислородом допускает содержание кислорода в смеси до
25-27 %, а заметное повышение коэффициента замены кокса природным газом (на
0,015-0,03 кг/м3) происходит уже при содержании кислорода в смеси
7-10 %.
397
Эффективность применения газокислородной смеси повышается с увеличением
расхода природного газа, особенно заметно при расходах его выше 100 м3/т чугуна,
когда коэффициент замены кокса природным газом увеличивается на 0,035-0,07 м3/кг
[151-153].Технология была внедрена на всех печах АО «НТМК» и на ДП
№ 6
ПАО «НЛМК».
НДТ 5.4.4.2. Подогрев природного газа
Подогрев вдуваемого газа путем использования его вместо воды в качестве
охлаждающей среды для охлаждения фланцев колена и сопла фурменного прибора
позволяет повысить его температуру на 100-300 оС и сократить время нагрева газа до
температуры воспламенения. Суммарное сокращение расхода кокса за счет подогрева
природного газа при его расходе на одну фурму 350 м3/час, составляет около 17 кг/т, из
которых только 5 кг/т экономится за счет прихода в печь дополнительного тепла с
природным газом, а 12 кг/т - за счет повышения коэффициента замены кокса природным
газом (на 0,15 кг/м3). При более высоких расходах природного газа (более 1250 м3/ч на
одну фурму) и при том же двухстадийном его подогреве температура газа повышается
на 100 оС, а расход кокса снижается на 9 кг/т, из которых 3,5 кг/т - за счет снижения
потерь тепла с охлаждающей водой, а 5,5 кг/т - за счет повышения коэффициента
замены кокса природным газом (на 0,037 кг/м3).
Подогрев природного газа применяется в настоящее время в ПАО «Северсталь»
[154].
НДТ 5.4.4.3. Снижение содержания кремния в чугуне
Технология снижения содержания кремния в чугуне до 0,4 % приводит к снижению
расхода кокса и увеличению производительности печи на 1,2 % на каждые 0,1 %
снижения кремния в чугуне.
НДТ 5.4.4.4. Загрузка коксового орешка (10-35 мм) в доменные печи для
улучшения газопроницаемости железорудных слоев в доменной печи
Загрузка мелких фракций кокса обеспечивает снижение расхода крупного кокса на
тонну чугуна.
НДТ 5.4.5 Повышение эффективности использования энергии при
производстве чугуна путем использования одного или комбинации из двух и
более методов, приведенных ниже (НДТ 5.4.5.1 - НДТ 5.4.5.5)
НДТ 5.4.5.1 Воздухонагреватель конструкции Калугина (ВНК)
Использование ВНК позволяет нагревать дутье до 1350 °С. Гарантийный срок
эксплуатации
30 лет. Концентрация СО в отходящем газе не более
50 мг/м3,
концентрация NOx не более 100 мг/м3.
НДТ 5.4.5.2 Утилизация тепла дымовых газов воздухонагревателей с
использованием теплообменников
Использование теплообменников обеспечивает экономию энергоресурсов за счёт
снижения температуры отходящего дыма с 400 °С до 120 °С (рисунок 5.4). Это позволяет
398
повысить температуру горячего дутья без использования природного газа для нагрева
дутья.
Рисунок 5.4 - Технологическая схема утилизации тепла дымовых газов
НДТ 5.4.5.3 Установка на доменных печах газовых утилизационных
бескомпрессорных турбин (ГУБТ) для утилизации избыточного давления
колошникового газа
ГУБТ предназначенадля выработки электроэнергии за счет избыточного давления
доменного газа. Доменный газ, образующийся при выплавке чугуна, выходит из
доменной печи под высоким давлением и после газоочистки по системе трубопроводов
поступает на вход турбины. Проходя через проточную часть турбины, доменный газ
приводит во вращение ротор турбины, что сопровождается расширением и снижением
давления газа. Ротор турбины приводит во вращение генератор, который вырабатывает
электроэнергию. Выработанная электроэнергия через повышающие трансформаторы
поступает в общую энергосистему комбината, замещая закупку электроэнергии из
внешней сети.
Мощность турбин ГУБТ составляет 10-20 МВт.
Применимо для печей объемом свыше 1000 м3.
НДТ 5.4.5.4 Исключение потерь дутья, обогащенного кислородом, через
неплотности воздухопровода и сочленения элементов фурменных приборов
НДТ 5.4.5.5 Применение доменного газа там, где это необходимо и возможно,
для различных технологических операций в доменной плавке взамен природного
газа (подогрева дутья, сушки желобов чугуна и шлака и т.д).
НДТ 5.4.6 Технологии, направленные на уменьшение загрязнения
атмосферного воздуха
399
НДТ 5.4.6.1 Улавливание, очистка и утилизация доменного газа из
межконусного пространства доменной печи
Исключается эмиссия неочищенного доменного газа в атмосферу, сокращение
выбросов СО, SOx, NOx, HCN.
НДТ 5.4.6.2
Применение
эффективных
пылеочистных
устройств
(электрофильтров или рукавных фильтров) для очистки аспирационных
выбросов литейных дворов и бункерной эстакады доменных печей
5.5 Наилучшие доступные технологии при производстве стали в
конвертерах
НДТ 5.5.1 Технология производства стали в конвертерах методом продувки
расплава чугуна техническим кислородом и наведением покровного шлака с
целью удаления из расплава металла углерода и вредных примесей с
применением ресурсо- и энергоэффективных технических решений, процессов и
методов ограничения негативного воздействия на окружающую среду,
включающая технологии НДТ 5.5.2 - НДТ 5.5.6
НДТ 5.5.2 Технология выплавки стали в конвертере методом продувки
расплава чугуна техническим кислородом, направленная на обеспечение
надлежащего содержания углерода в стали (и соответственно образование пыли
и оксида углерода), включающая на альтернативной основе меры,
представленные в НДТ 5.5.2.1 - НДТ 5.5.2.3
НДТ 5.5.2.1 Продувка расплава в конвертере сверху (см. рисунок 5.5)
НДТ состоит в применении продувки расплава в конвертере кислородом сверху
через водоохлаждаемую фурму с промежуточным наклоном конвертера для отбора
проб и измерения температуры расплава (см. таблицу 5.37).
Таблица 5.37 - Описание НДТ 5.5.2.1
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Оптимальная шихтовка конвертерной плавки
б
Оптимальный расход шлакообразующих материалов, в
том числе извести
в
Оптимальный расход кислорода на продувку расплава
г
Отбор проб и измерение химического состава и
температуры расплава
д
Контроль состояния газоотводящего тракта, системы
улавливания отходящих газов с мокрой газоочисткой.
400
Рисунок 5.5 - Продувка расплава в конвертере сверху
НДТ 5.5.2.2 Комбинированная продувка в конвертере (сверху и донная)
(см. рисунок 5.6)
НДТ состоит в применении комбинированной продувки расплава в конвертере
кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму и снизу подачей нейтрального газа
(азот, аргон) через донные блоки с промежуточным наклоном конвертера для отбора
проб и измерения температуры расплава (см. таблицу 5.38).
Таблица 5.38 - Описание НДТ 5.5.2.2
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Оптимальная шихтовка конвертерной плавки
б
Оптимальный расход шлакообразующих материалов, в
том числе извести
в
Оптимальный расход кислорода на продувку расплава
г
Оптимальный расход нейтрального газа (азот, аргон)
через донные блоки
д
Отбор проб и измерение химического состава и
температуры расплава
е
Промежуточная повалка конвертера для отбора проб.
Получение информации о содержании углерода в
расплаве
ж
Выпуск стали из конвертера через сталевыпускное
отверстие в сталеразливочный ковш
з
Раздувка шлака на футеровку конвертера в виде защитного
гарнисажа
и
Слив шлака через горловину конвертера в шлаковую чашу
к
Контроль состояния газоотводящего тракта, системы
улавливания отходящих газов с мокрой газоочисткой
401
Рисунок 5.6 - Комбинированная продувка в конвертере (сверху и донная)
НДТ 5.5.2.3 Выплавка стали с рекуперацией тепла газов, образующихся при
продувке (стационарный дуплекс-конвертер)
НДТ состоит в интенсивной продувке кислородом ванны с чугуном и ломом, и
синхронизации технологических процессов в двух ваннах по использованию тепла
отходящих газов, выделяющихся при продувке, для нагрева шихты (металлолом,
добавочные материалы) в соседней ванне с улучшением показателей
энергоэфективности, увеличением производительности процесса, обеспечением
высокого качества выплавляемой стали, сокращением потребления флюсовых
материалов и эмиссии пыли в атмосферу (рукавные фильтры оригинальной конструкции
с горизонтальным расположением рукавов).
НДТ 5.5.3 Технологии, направленные на улучшение общих показателей
выплавки стали, обеспечивающие стабильность процесса, получение
качественных характеристик готовой стали, сокращение расхода и потерь сырья,
снижение образования эмиссий в атмосферу и отходов путем реализации одного
или комбинации мероприятий, представленных в таблице 5.39
Таблица 5.39 - Описание НДТ 5.5.3
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Поддержание стабильного химического состава жидкого
чугуна
б
Обработка жидкого чугуна десульфураторами в ковше на
установке десульфурации чугуна (УДЧ)
в
Применение эффективных десульфураторов
(гранулированный магний, порошкообразная известь,
сода, карбид кальция или смеси нескольких реагентов)
г
Внепечная обработка расплава стали (на печи-ковше,
При реконструкции
вакууматоре)
д
Применение низкокремнистого чугуна
При технической
возможности
е
Применение новых шестисопловых фурм для продувки
При технической
расплава металла в конвертере
возможности
ж
Применение специальных устройств (перегородки,
При технической
рассекатели и др.) в промежуточных ковшах МНЛЗ для
возможности
максимального удаления неметаллических включений
402
Окончание таблицы 5.39
№
Метод / оборудование
Примечание
з
Выпуск стали из конвертера в сталеразливочный ковш при
оптимальной температуре расплава (рисунок 5.7)
и
Разливка стали в изложницы (рисунок 5.8)
В случае применения
такой технологии
Рисунок 5.7 - Выпуск стали из конвертера в сталеразливочный ковш
Слева - наполнение изложницы сверху; справа - наполнение изложницы с
помощью сифона
Рисунок 5.8 - Разливка стали в изложницы
НДТ 5.5.4 Внедрение систем автоматизированного контроля и управления
плавкой стали в конвертере, в том числе для увеличения производительности
конвертера и минимизации эмиссий и отходов,включая технологии НДТ 5.5.4.1 -
НДТ 5.5.4.3
НДТ 5.5.4.1 Выпуск стали из конвертера на основе информации технических
устройств или сенсорных систем по анализу отходящих газов
НДТ состоит в выпуске расплава из конвертера на основе информации
технических устройств или сенсорных систем по анализу отходящих газов без
промежуточного наклона конвертера для отбора проб.
403
НДТ 5.5.4.2 Электромагнитное перемешивание стали в кристаллизаторе
МНЛЗ
НДТ состоит в гомогенизации расплава по температуре, интенсификации
удаления неметаллических включений, что позволяет увеличить количество плавок,
разливаемых за одну серию.
НДТ 5.5.4.3 Установка откатных экранов шлаковой защиты конвертера
НДТ состоит в обеспечении герметичности закрытия проема конвертера.
НДТ 5.5.5 Технологии, направленные на повышение ресурсо- и
энергоэффективности конвертерного производства, включающие НДТ 5.5.5.1 -
НДТ 5.5.5.2
НДТ 5.5.5.1 Разливка стали на машинах непрерывного литья заготовок
(МНЛЗ)
НДТ состоит в применении технологии непрерывной разливки жидкой стали на
МНЛЗ с последующим затвердеванием стали в кристаллизаторе установленной
толщины и ширины и последующей порезкой непрерывно-литых слитков на мерные
длины (см. рисунок 5.9).
Рисунок 5.9 - Разливка стали на МНЛЗ
НДТ 5.5.5.2 Утилизация тепла отходящих газов в котле-утилизаторе
НДТ состоит в использовании химической и физической энергии отходящего
конвертерного газа для производства пара.
Температура конвертерного газа на уровне горловины конвертера составляет
1500-1700°С. Образовавшийся конвертерный газ в процессе продувки кислородом
удаляется из конвертера через газоотводящий тракт. На рисунке 5.10 представлена
принципиальная схема газоотводящего тракта сталеплавильного конвертера.
404
Рисунок 5.10 - Принципиальная схема газоотводящего тракта
сталеплавительного конвертера
Для утилизации тепла конвертерного газа и его охлаждения в газоотводящем
тракте устанавливают котел-охладитель, который производит пар для использования на
нужды металлургических предприятий. Газоотводящий тракт заканчивается дымовой
трубой, в оголовке которой устанавливается система дожигания конвертерного газа.
НДТ 5.5.6 Технологии, направленные на снижение негативного воздействия
на
атмосферный
воздух,
за
счет
применения
эффективного
пылегазоочистногооборудования, показанного в таблице 5.40
Таблица 5.40 - Описание НДТ 5.5.6
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Применение усовершенствованных систем улавливания и
эвакуации газопылевых выбросов (типа «дог хауз»,
вытяжных зонтов, эффективных укрытий)
б
Применение оснащения для улавливания диффузных
При реконструкции и
«видимых» выбросов
новом строительстве
в
Применение рукавных фильтров для очистки
аспирационных выбросов
г
Применение скрубберов и скрубберов Вентури для
очистки технологических газов
д
Применение электрофильтров для очистки
технологических газов
405
5.6 Наилучшие доступные технологии производства стали в
электродуговых печах
НДТ 5.6.1 Технология производства стали в электродуговых печах
различной мощности с применением ресурсо- и энергоэффективных технических
решений, технологических приемов и методов ограничения негативного
воздействия на окружающую среду, включающих одну или комбинацию
технологий НДТ 5.6.2 - НДТ 5.6.7
НДТ 5.6.2 Технология выплавки стали в электродуговых печах с удельной
мощностью источника питания 0,8-1,0 МВА/т и активной продувкой кислородом,
обеспечивающая снижение потребления электрической энергии, уменьшение
угара металла, повышение качества металла путем применения одного или
комбинации методов, перечисленных в таблице 5.41
Таблица 5.41 - Описание НДТ 5.6.2
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Выплавка стали в электродуговых печах
б
Выплавка стали в электродуговых печах с регулируемой
защитной атмосферой
в
Выплавка стали в электродуговых печах в широком
интервале давлений газовой фазы (от разрежения до
повышенного давления)
г
Выплавка стали в электродуговых печах с
При технической
электромагнитным перемешиванием ванны расплава или
возможности
продувкой инертным газом
д
Выплавка стали в электродуговых печах с
При реконструкции
предварительным подогревом металлошихты
НДТ 5.6.3 Технологии, направленные на улучшение общих показателей и
условий работы при производстве стали в электродуговых печах,
обеспечивающие снижение потерь ресурсов, образование эмиссий и отходов
путем использования одной или комбинации мер, приведённых в таблице 5.42
Таблица 5.42 - Описание НДТ 5.6.3
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Использование бункерно-транспортерных систем для
подачи материалов в электродуговую печь и ковш
б
Использование пакетированного металлолома
При экономической
целесообразности
в
Использование брикетированной стружки
При экономической
целесообразности
г
Использование металлолома, очищенного от
При экономической
неметаллических загрязнений и отделяемых цветных
целесообразности
примесей путем грохочения, отмагничивания и
гравитационного разделения
406
Окончание таблицы 5.42
№
Метод / оборудование
Примечание
е
Использование бесконтактных методов измерения
температуры стали
ж
Использование установок торкретирования при горячем
ремонте стен и откосов электродуговой печи
з
Использование бункерной системы загрузки эркерного
выпускного отверстия
НДТ 5.6.4 Технологии, направленные на снижение удельных расходов
сырья и энергии при производстве стали в электродуговых печах, путем
применения одной или комбинации методов, представленных в таблице 5.43
Таблица 5.43 - Описание НДТ 5.6.4
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Оставление в печи на подине после выпуска плавки
10-25 % жидкого металла («болото») и части шлака
б
Использование жидкого чугуна взамен части металлолома
Для интегрированных
предприятий
в
Использование металлизованного сырья взамен части
При экономической
металлолома
целесообразности
г
Технология пенистого шлака
НДТ 5.6.5 Автоматизация системы управления процессом плавки в
электродуговых печах за счёт внедрения АСУ ТП плавкой и качеством металла
Использование систем «машинного зрения», прикладных продуктов типа
«советчик сталевара» снижает влияние человеческого фактора и повышает
устойчивость технологии. Использование систем, основанных на искусственном
интеллекте, для планирования работы электросталеплавильных цехов минимизирует
простои ДСП. Использование программных продуктов, компьютеров последнего
поколения и датчиков различных систем для регулирования работы дуги и её
экранирования
позволяет
снизить
расход
энергоресурсов,
электродов,
продолжительность плавки. Использование систем контроля утечек воды из
водоохлаждаемых панелей снижает аварийные простои ДСП.
НДТ 5.6.6 Повышение эффективности использования энергии при
производстве стали в электродуговых печах путем применения одного или
комбинации двух и более методов, показанныхв таблице 5.44
407
Таблица 5.44 - Описание НДТ 5.6.6
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Оптимизация электрического режима плавки в начальный
период расплавления
б
Интенсификация плавки с использованием
Сокращение
комбинированной продувки и химического тепла
потребления энергии
(применение газокислородных горелок)
до 50 %
в
Применение газокислородных горелок с изменяемым в
Сокращение
процессе плавки направлением факела
потребления
электроэнергии и
электродов
г
Применение перемешивания ванны ДСП подачей
Сокращение
инертного газа или электромагнитное перемешивание
потребления
энергоресурсов,
кислорода, углерода
в
Одноразовая завалка лома всей плавки одной корзиной
При реконструкции
вместо нескольких (за счет увеличенного объема ДСП)
печи
г
Использование тепла отходящих газов, образующихся при
реализации основных технологических процессов
д
Уменьшение неорганизованных подсосов воздуха в
При технической
электродуговую печь
возможности
е
Теплоизоляция объектов или элементов оборудования,
функционирующих при высоких температурах, например,
элементов газоотводящего тракта и водяного охлаждения
ж
Повышение давления и температуры воды в контурах
охлаждения электродуговой печи и утилизация этого тепла
для нужд горячего водоснабжения, отопления, систем
кондиционирования воздуха
з
Подогрев металлолома в завалочных бадьях с
использованием природного газа или теплом отходящих
газов
и
Использование систем уплотняемого рабочего окна ДСП с
Типа Condoor и
контролируемым выпуском шлака
SwingDoor
к
Реконструкция ДСП на телескопический тип
Для уменьшения
количества подвалок
НДТ 5.6.7 Технологии, направленные на уменьшение загрязнения
атмосферного воздуха путем реализации одной или комбинации мер и методов,
показанных в таблице 5.45
408
Таблица 5.45 - Описание НДТ 5.6.7
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Герметизация печи и газоотводящих трактов
б
Сокращение времени загрузки и бестоковых периодов
в
Периодические замеры выбросов CO, SO2 и NOx с
технологическими газами в соответствии с графиком
производственного экологического контроля
г
Периодические замеры выбросов пыли из аспирационных
систем в соответствии с графиком производственного
экологического контроля
д
Периодические обследования эффективности
газоочистных установок специализированными
организациями
е
Применение газоочистного оборудования
(электрофильтров, рукавных фильтров)
ж
Переход на наливную футеровку стен и днища стальковша
з
Оборудование стендов сушки футеровки стальковшей
системами дожигания фенолов
5.7 Наилучшие доступные технологии производства
ферросплавов
НДТ 5.7.1 Производство ферросплавов углетермическим методом в
руднотермических печах
НДТ 5.7.1 состоит во внедрении и последовательном совершенствовании
технологии производства ферросплавов в руднотермических печах.
НДТ 5.7.1 относится к производству ферросплавов приведенных в таблице 5.46.
Таблица 5.46 - Производство ферросплавов в руднотермических печах
Наименование ферросплава
Тип печи
Углеродистый ферромарганец (Мn не менее 75 %,
Руднотермическая электропечь
С <7 %)
Ферросиликомарганец (Мn не менее 60 %, в товарном
Руднотермическая электропечь
силикомарганце, Si до 25,9 %, в передельном не менее
26,0 %)
Углеродистый феррохром (Cr не менее 65 %, 6,5-8 % С)
Руднотермическая электропечь
Ферросиликохром (Si не менее 30-50 %, 20-30 % Cr)
Руднотермическая электропечь
Ферросилиций (содержание кремния 45, 65, 75 и 90 %)
Руднотермическая электропечь
Кремний кристаллический (кремния до 98 %)
Руднотермическая электропечь
Силикокальций (Са - 30 %, Si ~60 %)
Руднотермическая электропечь
Ферросиликоалюминий (Al % - 15-20 %, 35-45 % Si)
Руднотермическая электропечь
409
Совершенствование технологии производства ферросплавов в руднотермических
печах позволяет сократить расходы электроэнергии и сырьевых материалов, снизить
себестоимость производства, снизить эмиссии и
образование отходов, для чего
используются методы, приведенные в таблице 5.47.
Таблица 5.47 - Описание НДТ 5.7.1
№
Метод / оборудование НДТ
Примечание
1)
Применение полива углеродистых и пылящих
Актуально для складов шихтовых
шихтовых материалов в складе шихты в летний
материалов закрытого типа
период
2)
Требует наличия сжатого воздуха
Применение аспирационных установок на базе
на предприятии, или применения
рукавных фильтров для подготовки шихтовых
локальных установок сжатого
материалов, транспортировки, дозировки,
воздуха
загрузки шихты в печь, дробления и
фракционирования ферросплава
3)
Применение полузакрытых руднотермических
Низкие потери электроэнергии с
печей
индукционным нагревом сводов.
Высокий уровень сбора печных
газов. Высокая стойкость
оборудования. Ограничено
планировкой существующих цехов
4)
Применение окускованного
Снижение выбросов пыли на 10-
(агломерированного) сырья
20 %
5)
Применение каменных углей в качестве
Снижение себестоимости на 5-7 %
заменителя кокса для плавки ферросплава в
руднотермических печах
6)
Применение АСУ ТП руднотермических печей
Применение возможно для всех
на базе микропроцессорной техники
типов руднотермических печей
7)
Применение угольной футеровки ковшей для
Стойкость ковшей увеличивается
разливки кремнистых сплавов
до 3 раз
8)
Применение разливочных машин
При технической возможности
9)
Применение двусторонних чугунных изложниц
Снижение расхода чугунного литья
для разливки ферросилиция
в 1,5-2 раза
10)
Применение полигонной разливки
При технической возможности
Метод экономически
привлекательный, но
сопровождается увеличением
неорганизованных выбросов
11)
Переработка марганцовистых и хромистых
При технической возможности
шлаков в водной среде
12)
Применение сухих тканевых газоочисток
Ограничение по наличию площадей
для размещения сухих газоочисток
на площадке предприятия
410
НДТ 5.7.2 Производство ферросплавов силикотермическим методом
НДТ 5.7.2 состоит во внедрении и последовательном совершенствовании
технологии производства ферросплавов силикотермическим методом.
НДТ 5.7.2 относится к производству ферросплавов, приведенных в таблице 5.48.
Таблица 5.48 - Производство ферросплавов силикотермическим методом
Наименование ферросплава
Тип печи
Среднеуглеродистый ферромарганец (Мn не менее
Рафинировочная электропечь
85 %, С <1,5 %)
Низкоуглеродистый ферромарганец (Мn не менее 85 %,
Рафинировочная электропечь
С<0,05 %)
Металлический марганец (95-98 % Мn, 0,2 % С)
Рафинировочная электропечь
Азотированный марганец (87-91 % Мn, 0,2 % С, 2-6 %
Рафинировочная электропечь с
N)
последующей обработкой в
атмосфере азота
Среднеуглеродистый феррохром (Cr не менее 65 %, 1-
Рафинировочная электропечь и
2 % С)
конвертор
Низкоуглеродистый феррохром (Cr не менее 65 %, 0,1-
Рафинировочная электропечь и
0,5 % С)
конвертор
Безуглеродистый феррохром (Cr не менее 68 %, 0,01-
Рафинировочная электропечь
0,06 % С)
Азотированный феррохром (Cr не менее 60 %, С не
Рафинировочная электропечь с
более 0,6 %, 0,9-6,0 % N)
последующей обработкой в
атмосфере азота
Ферросиликокальций (Са~25 %, Si-60 %, Fe~15 %)
Плавка в электродуговой печи
Силикоалюминий (Al % - 25 %, Si ~75 %)
Плавка в электродуговой печи
Феррованадий (V не менее 35 %, С <1,0 %)
Электродуговая печь
Совершенствование технологии производства ферросплавов силикотермическим
методом позволяет сократить расходы электроэнергии и сырьевых материалов, снизить
себестоимость производства, снизить эмиссии и образование отходов, для чего
используются методы, приведенные в таблице 5.49.
Таблица 5.49 - Описание НДТ 5.7.2
№
Метод / оборудование НДТ
Примечание
1)
Применение полива углеродистых и пылящих
Актуально для складов шихтовых
шихтовых материалов в складе шихты в летний
материалов закрытого типа
период
2)
Применение аспирационных установок на базе
Требует наличия сжатого воздуха
рукавных фильтров для подготовки шихтовых
на предприятии или применения
материалов, транспортировки, дозировки, загрузки
локальных установок сжатого
шихты в печь, дробления и фракционирования
воздуха
ферросплава
3)
Применение окускованного (агломерированного)
Снижение выбросов пыли на 10-
сырья
20 %
411
Окончание таблицы 5.49
№
Метод / оборудование НДТ
Примечание
4)
Применение АСУ ТП рафинировочных печей на
Снижение расхода
базе микропроцессорной техники
электроэнергии на 2-3 %
5)
Применение сухих тканевых газоочисток
Ограничение по наличию
площадей для размещения сухих
газоочисток на площадке
предприятия
НДТ 5.7.3 Производство ферросплавов алюмотермическим методом
НДТ 5.7.3 состоит во внедрении и последовательном совершенствовании
технологии производства ферросплавов алюмотермическим методом.
НДТ 5.7.3 относится к производству ферросплавов, приведенных в таблице 5.50.
Таблица 5.50 - Производство ферросплавов алюмотермическим методом
Наименование ферросплава
Тип печи
Металлический марганец (95-98 % Мn, 0,2 % С)
Горн
Безуглеродистый феррохром (Cr не менее 68 %, 0,01-
Печь-горн, горн
0,06 % С)
Хром металлический (97-99 % Cr)
Печь-горн, горн
Ферротитан (Ti не менее 25 %, С<0,20 %)
Печь-горн, горн
Ферровольфрам (W не менее 65 %, C не более 0,8 %)
Горн
Ферромолибден (Мо не менее 55 %, С<0,20 %)
Горн
Феррованадий (V не менее 35 %, С<1,0 %)
Электродуговая печь, горн
Азотированный ванадий (V не менее 35 %, 2-10 % N)
Электродуговая печь, горн с
последующей обработкой в
атмосфере азота
Феррониобий (Nb + Ta не менее 50 %)
Горн
Ферросиликоцирконий (Zrне менее 40 %)
Горн
Ферроалюмоцирконий (Zr не менее 15-18 %)
Горн
Ферробор (5-12 % В)
Горн
Ферроборал (В до 4 %)
Горн
Ферросплавы и лигатуры с РЗМ
Горн
Совершенствование технологии производства ферросплавов алюмотермическим
методом позволяет сократить расходы электроэнергии и сырьевых материалов, снизить
себестоимость производства, снизить эмиссии и образование отходов, для чего
используются методы, приведенные в таблице 5.51.
412
Таблица 5.51 - Описание НДТ 5.7.3
№
Метод / оборудование НДТ
Примечание
1)
Применение аспирационных установок на базе
Требует наличия сжатого воздуха
рукавных фильтров для подготовки шихтовых
на предприятии или применения
материалов, транспортировки, дозировки, загрузки
локальных установок сжатого
шихты в печь, дробления и фракционирования
воздуха
ферросплава
2)
Применение барабанных смесителей для
Снижает расход материалов на 3-
предварительного смешивания шихты
5 %
3)
Применение предварительного подогрева шихты
Снижает расход алюминия.
Ограничено технологией плавки
ферросплава
4)
Применение предварительного электродугового
Снижает расход алюминия.
расплавления части шихты для алюмотермической
Ограничено технологией плавки
плавки
ферросплава
5)
Применение довосстановления шлаков с
Снижает расход сырья на 5-10 %.
получением попутной продукции
Ограничено технологией плавки
ферросплава
6)
Применение герметизирующих укрытий для
Ограничено планировкой
установок печь-горн и внепечных горнов
действующих цехов
7)
Применение сухих тканевых газоочисток (тканевых
Ограничение по наличию
фильтров)
площадей для размещения сухих
газоочисток на площадке
предприятия
НДТ 5.7.4 Снижение образования отходов при производстве ферросплавов
НДТ 5.7.4 состоит во внедрении и последовательном совершенствовании
технологий и организационных мероприятий для переработки и перевода образующихся
отходов в попутную продукцию при производстве ферросплавов.
Используются методы, приведенные в таблице 5.52.
Таблица 5.52 - Описание НДТ 5.7.4
№
Метод / оборудование НДТ
Примечания
1)
Окускование отсевов шихтовых материалов и
Ограничено технологией плавки
возврат в производство
ферросплава
2)
Реализация отсевов шихтовых материалов
Коксоугольные отсевы используются как
потребителям
топливо; отсевы кварцита - для
цементной промышленности и т. п.
3)
Производство гравия, щебня и песков из
Актуально для производства
ферросплавных шлаков
углеродистого ферромарганца и
силикомарганца, а также для
производства углеродистого
феррохрома и силикохрома
413
Окончание таблицы 5.52
№
Метод / оборудование НДТ
Примечания
4)
Извлечение металлоконцентрата из шлаков, в
Актуально для производства
том числе в жидкой среде
углеродистого ферромарганца и
силикомарганца, а также для
производства углеродистого
феррохрома и силикохрома
5)
Реализация ферросплавного шлака
Требует предварительного дробления
потребителям
шлака
6)
Брикетирование ферросилиция фракции 0-5
При техничекой возможности, как по
мм в смеси с ПУД
брикетированию, так и использованию в
сталеплавильном производстве.
7)
Применение упаковки сухой пыли газоочисток
Для кремнистых пылей требуется
в мягкие контейнеры для продажи
предварительное уплотнение
потребителям
8)
Рекультивация глиняных карьеров с
Ограничение по наличию глиняных
использованием шламов и сухой пыли
карьеров в данной местности
газоочисток и заводских технологических
отходов
9)
Продление сроков эксплуатации
Используется для инертных шламов
шламонакопителей за счет перекачки
производства ферросилиция
осевшей пульпы, ее высушивания на
открытом воздухе и использования
отвердевших осадков при рекультивации
глиняных карьеров
Наилучшие доступные технологии производства оксидов ванадия и
феррованадия
НДТ 5.7.5 Производство оксидов ванадия из шлаков дуплекс-процесса
НДТ состоит во внедрении и последовательном совершенствовании технологии
производства оксидов ванадия из шлаков дуплекс-процесса и включает мероприятия,
представленные в таблице 5.53, обеспечивающие сокращение энергозатрат на процесс
и сырьевых материалов, снижение себестоимости производства, а также образование
отходов.
Таблица 5.53 - Описание НДТ 5.7.5
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Измельчение и деметаллизация
Снижение энергозатрат за счет исключения
шлака путем сухого помола смеси
перекачивания больших объемов воды,
шлака и известняка
снижение эксплуатационных затрат на
обслуживание оборудования (насосы,
фильтры, классификаторы и т. д), исключение
энергозатрат на удаление влаги при обжиге
шихты
414
Окончание таблицы 5.53
№
Метод / оборудование
Примечание
б
Измельчение и деметаллизация
Исключение потерь шлака с пылевыносом (при
шлака путем мокрого помола смеси
сухом помоле ~1 %) позволяет значительно
шлака и известняка
снизить выбросы ванадия в атмосферу. Кроме
того, увеличение извлечения ванадия при
мокром помоле на 3-5 % позволяет увеличить
производительность оборудования
в
Применение рукавных фильтров для
Улучшение экологических характеристик и
очистки отходящих газов обжиговых
повышение эффективности производства за
печей
счет возврата уловленной пыли в технологию
г
Окислительный обжиг шихты с
Позволяет избежать накопления сульфата
известняком
натрия в системе и создать систему с
замкнутым водооборотным циклом
д
Сернокислотное выщелачивание
При сернокислотном выщелачивании в
шихты
сочетании с обжигом с известняком возможно
создание замкнутого водооборотного цикла
производства оксидов ванадия
е
Плавка пентоксида ванадия
Плавленный пентоксид ванадия, по сравнению
с порошковым, обладает гораздо большей
насыпной плотностью, что позволяет избежать
пылевыноса при плавке феррованадия и
попадания пентоксида ванадия в атмосферу
НДТ 5.7.6 Производство феррованадия
НДТ состоит во внедрении и последовательном совершенствовании технологии
производства феррованадия и включает мероприятия, представленные в таблице 5.54,
приводящие к снижению потерь основного компонента, сокращению потребления
ресурсов, снижению себестоимости производства, объема выбросов и отходов.
Таблица 5.54 - Описание НДТ 5.7.6
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Освоение выплавки ванадиевых лигатур
Повышение извлечения
непосредственно из шлака
ванадия на 15-20 %, экономия
ванадия за счет снижения
угара при производстве стали
б
Освоение выплавки феррованадия
Технология позволяет
многостадийным процессом при выплавке
увеличить извлечение ванадия
феррованадия в электродуговых печах
из оксида на ~1 %
в
Освоение внепечного производства феррованадия
Технология позволяет снизить
расходы на электроэнергию за
счет отказа от использования
электродуговых печей;
применима при экономической
эффективности
415
НДТ 5.7.7 Технологии рациональной утилизации отходов
НДТзаключается в применении в производстве оксидов ванадия процессов
обращения с отходами, обеспечивающими их извлечение и последующую утилизацию
(таблица 5.55).
Таблица 5.55 - Описание НДТ 5.7.7
№
Метод / оборудование
Примечание
а
Применение мокрой системы газоочистки
Повышение эффективности
обжиговых печей
пылеулавливания
б
Производство побочной продукции из осадка
Повышает эффективность
сточных вод оборотных циклов водоснабжения
осветления сточных вод,
производства оксидов ванадия
позволяет вовлекать
продукцию в хозяйственный
оборот, что исключает
образование отходов
в
Производство побочной продукции из минеральной
Технология позволяет
части сырьевых материалов
снизить объем образования
отходов путем вовлечения их
в хозяйственный оборот
г
Использование уловленных пылей в качестве
Требуется уплотнение пылей,
смесей шихтовых в собственном производстве или
упаковывание в мягкие
реализация смесей шихтовых потребителям
контейнеры (для реализации
потребителям)
416
Раздел 6. Перспективные технологии в производстве чугуна,
стали и ферросплавов
Представленные в данном разделе технические решения отражают передовые
тенденции в развитии металлургических технологий и техники в направлении создания
новых процессов, производства новых материалов, повышения энергоэффективности,
обеспечения экологической безопасности.
Вместе с тем, их отличает различный уровень технической, конструкционной
проработки и коммерческой готовности.
6.1 Перспективные технологии в агломерации
6.1.1 Применение технологии газовой агломерации
Технология газовой агломерации [155, 156] может быть осуществлена на любой
ленточной агломашине (после реконструкции) на шихте, подготовленной и
окомкованной обычными методами, но без добавления твёрдого топлива, при
использовании высококалорийного газа. При работе на низкокалорийном доменном газе
в шихту необходимо добавлять твёрдое топливо до ~ 2 % углерода в шихте. Способ
осуществляется путём установки специальных горелок над спекаемой шихтой по длине
агломашины (рисунок 6.1).
1 - смеситель; 2 - телескоп; 3 - предохранительный клапан;
4 - смекаемая шихта;5 - трубы для охлаждения
Рисунок 6.1 - Устройство горелки для сжигания газа в слое спекаемой
шихты при газовой агломерации
417
Технология газовой агломерации без использования твёрдого топлива
обеспечивает повышение качества агломерата по прочности, восстановимости,
снижение содержания серы. Отсутствие в спекаемом слое твёрдого топлива приведёт к
существенному уменьшению выбросов пыли, СО, SOx и NOx.
Опробована в опытно-промышленном режиме на агломашине площадью 50 м2 на
доменном газе калорийностью 930 ккал/нм3, удельная производительность достигала
1,6 т/м2 в час.
6.1.2 Применение активной извести
Технология введения активной извести в агломерационную шихту способствует
повышению эффективности ее использования, увеличению высоты спекаемого слоя,
повышению производительности агломашины, сокращению выбросов пыли за счёт
повышения качества окомкования и агломерата. Для получения активной извести
необходимо строительство на аглофабрике участка по обжигу извести.
Опробована в промышленном масштабе.
6.1.3 Подготовка агломерационной шихты к спеканию: дозирование,
смешивание, окомкование
Применение нового современного оборудования для смешивания и окомкования
шихты (высокоинтенсивные смесители) гарантирует повышение качества агломерата,
снижение расхода коксовой мелочи, уменьшение выбросов пыли, СО, SOx, NOx.
Промышленно освоенная техника.
6.1.4 Онлайн-мониторинг химического состава агломерата (в том числе FeO
в агломерате)
Уровень развития техники лазерно-искровой спектрометрии (LIBS) предоставляет
возможность организовать онлайн элементный анализ железорудного сырья и FeO в
агломерате. Аналитико-программные блоки SuPerMagnag и Laser Distance Analyzer
Spectrometry MAYA позволяют в потоке определять состав агломерата, отдаваемого в
доменный цех (оксиды железа FeO, Fe2O3, Fe3O4, основность и др. химические
компоненты в агломерате). Технологическая схема управления доменной плавкой на
основе онлайн контроля шихты показана на рисунке 6.2.
Система онлайн-мониторинга позволяет отслеживанать химический состав
агломерата в режиме реального времени, сокращает время корректирующего
воздействия с 4 до 1 часа, делает возможным определение фактического Fe, Si, Ca, Mg,
основности, оксидов железа в каждом загруженном агломератом вагоне.
На текущий момент на мировом рынке нет стандартного оборудования,
внедрения ведутся на заводе Dillingen Rogeza (Германия) и ПАО «НЛМК»:
418
Рисунок 6.2 - Принципиальная схема управления доменной плавкой при онлайн
контроле состава шихтовых компонентов
6.1.5 Автоматическое дозирование флюсов в аглошихте
Химический состав сырьевых материалов для агломерационного производства
значительно варьируется. Это одна из главных проблем на пути получения стабильного
по содержанию железа и основности агломерата. Автоматический контроль химического
состава сырья в режиме реального времени с помощью лазерного анализато-ра Laser
Distance Analyzer Spectrometry MAYA позволяет получать в режиме оn-line информацию
об этих параметрах агломерационной шихты с ее использованием для оперативных
корректировок состава шихты. Разработанная в ПАО «НЛМК» на базе лазерного
анализатора MAYA автоматическая система дозирования флюсов позволяет
стабилизировать основность агломерата, что ведет к сокращению расхода кокса в
доменных печах (рисунок 6.3 а, б) [157, 158].
Внедрено в ПАО «НЛМК».
Применение лазерного анализатора MAYA на конвейере подачи железорудной
смеси перед дозированием флюсов, позволяет видеть тренды изменения химического
состава (Fe, CaO, SiO2, MgO) в железорудной смеси в режиме реального времени
(рисунок 6.3 а, б) и автоматически корректировать дозировку флюсов.
419
А
Б
Рисунок 6.3 - Принципиальная схема системы автоматического дозирования
флюсов с использованием лазерного анализатора MAYA (а) и интерфейс динамики
изменения содержания Fe и СaO в железорудной смеси (б)
6.1.6 Применение полимерных (и минеральных) связующих для
окомкования
В настоящее время применение полимерных добавок Anyonic Polimer Dispersant
(APD) внедрено на некоторых предприятиях Японии (NSC, JFE), Европы и Бразилии. В
России на некоторых аглофабриках проводились обширные исследования различных
полимерных добавок и получены положительные результаты.
Ввод в агломерационную шихту полимерных добавок влияет на увеличение
производительности агломашин, в частности увеличение вертикальной скорости
спекания, которое достигается за счет повышения качества окомкования шихты
(средний диаметр, прочность гранул и др.) [159], что сопровождается снижением
пылеобразования, а также эмиссий оксида углерода.
420
6.1.7 Применение современных зажигательных горнов
В настоящее время существует несколько конструкций зажигательных горнов,
предлагаемых различными мировыми и российскими компаниями. В промышленности
эксплуатируются зажигательные горны с различным расположением горелок: на
торцевых стенах со стороны входа в горн тележек с шихтой и со стороны их выхода; на
боковых стенах; на своде
[160,161]. Типовые конструкции зажигательных горнов
агломашин показаны на рисунке 6.4 (а, б).
А
Б
Рисунок 6.4 - Типовые конструкции зажигательных горнов агломерационных
машин: а) вертикальное расположение горелок; б) горизонтальное расположение
горелок
421
Замена зажигательного горна на современный вертикальной конструкции
позволяет:
- уменьшить длину горна (2-5 м) - повышения производительности агломашины
(не менее чем на 3 тонны в час);
- снизить затраты топлива (тепла) на работу горна в 2-3 раза (стандартные
значения новых горнов 40-70 МДж/м3);
- сократить расход газа (на 20-50 % и выше);
- увеличить выход годного на 3-5 % за счет равномерного распределения тепла
при нагреве;
- сократить затраты на огнеупоры и услуги по ремонту, экономия времени
увеличение межремонтного (или технического обслуживания) интервала (замена
футеровки горна 1 раз в 6 лет отдельные конструкции до 8 лет).
6.1.8 Использование тепла воздуха после охладителей агломерата
Применение технологии утилизации тепла воздуха охлаждения агломерата (см.
рисунок 6.5) способствует снижению затрат энергии на производство агломерата. Для
сбора нагретого воздуха от охладителей устанавливаются улавливающие зонты, через
которые нагретый воздух направляется в циклоны для удаления абразивной пыли и
после этого по трубопроводам может подаваться:
- на теплообменники для выработки пара или горячей воды, с возможностью
последующей выработки электроэнергии;
- на горелки зажигательного горна для снижения расхода газообразного топлива;
- в защитный колпак агломерационной машины, устанавливаемого после
зажигательного горна.
Агломерационная
Циклон
Воздух
горения
машина
Рециркулят +
Вентилятор
горячий воздух
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112
2223242526
Линейный охладитель
агломерата
1
2 3 4 5 6 7 8 9 101112
Эксгаустеры
Вакуум-
камеры
Дутьевые
Батарейные
камеры
циклоны
Вентилятор
Котел
Пар
Турбина
Дымосос
Генератор
Цикло
н
~
Агломерационная
машина
Циклон
Воздух
Вентилятор
Доменный газ
Паровой
Электро-
горения
барабан
энергия
Рециркулят +
горячий воздух
Конденсатор
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011
2223242526
Питательная
вода
Линейный охладитель
Вакуум-
агломерата
камеры
Эксгаустеры
1
2 3 4 5 6 7 8 9 101112
Батарейные
Дутьевые
циклоны
камеры
Вентилятор
Дымосос
Рисунок 6.5 - Технологическая схема оборудования охладителей
агломерата и агломашин для утилизации тепла горячего воздуха
422
6.1.9 Установка горнов подогрева (перед зажигательным горном) и
температурной выдержки (после зажигательного горна)
Целью установки горнов подогрева и температурной выдержки является
использование теплоты подогретого воздуха, подаваемого с охладителя агломерата,
снижение тепловых потерь излучением от верхнего раскаленного слоя шихты,
покидающей зажигательный горн, и как следствие, снижение расхода газообразного и
твердого топлива на процесс агломерации.
Пример установки горнов подогрева и выдержки представлен на рисунке 6.6.
Рисунок 6.6 - Использование тепла отходящих газов в горнах подогрева и на
аглоленте
Подогрев агломерационной шихты осуществляется за счет подогретого воздуха,
отводимого от охладителя агломерата. Подогрев шихты в горне подогрева достигает 200
оС (20-25 МДж/т агломерата). При этом установка горна подогрева позволяет сократить
расход энергии на зажигание шихты до 25 МДж/т агломерата и расход газообразного
топлива на 40-50 %.
Горн выдержки представляет собой металлический короб без днища,
располагаемый за зажигательным горном. Его назначение сократить потери теплоты
излучениием от верхнего раскаленного слоя агломерационной шихты, покидающей
зажигательный горн.
Экономия теплоты в этом случае составляет около 35 МДж/т агломерата и
равноценный этой экономии теплоты расход твердого топлива [162, 163].
6.1.10 Применение электрофильтров
Технология применения электрофильтров с сухим пылеудалением для очистки
технологических газов обеспечивает высокую степень очистки от мелких частиц пыли с
эффективностью 90-95 %.
423
Промышленно освоена.
6.1.11 Применение тканевых (рукавных) фильтров
Технология применения тканевых (рукавных) фильтров для очистки отходящих
технологических газов и аспирационного воздуха с высокой степенью очистки от мелких
частиц пыли с эффективностью до 95-99 %.
6.1.12 Применение мокрых скрубберов для очистки отходящих
технологических газов в вариантах:
6.1.12.1 Применение мокрых скрубберов для очистки от пыли (степень
очистки до 98 %)
6.1.12.2 Применение мокрых скрубберов типа AIRFINE для очистки от
пыли и газов, от SOx, HF, HCl, ПХДД/Ф, тяжелых металлов
Промышленно освоены в зарубежной практике.
6.1.13 Снижение выбросов оксидов азота NOx:
6.1.13.1 Применение для отопления горна горелок с низким образованием
NOx
Применение газовых рекуперативных горелок с принудительной подачей газа с
неполным предварительным смешиванием и специальной закруткой газового потока
обеспечивает эффективное сжигание газо-воздушной смеси с меньшим образованием
СО и NOx. Горелочные устройства с такими характеристиками (например, типа ГНП.Р-
250-31) промышленно освоены (см. рисунок 6.7).
Рисунок 6.7 - Работа горелок ГНП.Р-250-31 в зажигательном горне
агломашины
424
6.1.13.2 Применение селективного каталитического восстановления
Использование антрацита позволяет снизить выбросы NOx примерно на 30 %.
Большего эффекта можно добиться при использовании катализаторов, который
вызывает химические превращения оксидов азота без их участия в самой химической
реакции. При их применении эффективность нейтрализации оксидов азота составляет
примерно 89 %.
Применительно к процессам агломерации не опробована.
6.1.14 Применение экспертных систем для оптимизации спекания
агломерата
Главным преимуществом современной аглофабрики является высокий уровень
АСУ ТП и оснащение современными экспертными системами не ниже 2 уровня.
В настоящее время на мировых аглофабриках популярны следующие экспертные
системы: VAiron Sinter optimizer, SinterХpert.
Такие системы включают несколько управляющих модулей и саму экспертную
систему, которая позволяет проводить автоматический анализ параметров работы
аглофабрики, выдавать рекомендации персоналу, прогнозировать параметры работы,
основываясь на математических моделях процессов, проводить автоматические
корректировки. Системы имеют высокий уровень визуализации процесса производства
агломерата.
Экспертная система последнего поколения VAiron Sinter optimizer внедрена на
аглофабрике № 1 Dragon Steel (Тайвань). Позволяет оптимизировать технологический
процесс от усреднения шихтовых материалов до выпуска готового агломерата,
основываясь на материальном и тепловом балансе процесса агломерации. За счет
использования эффективных алгоритмов система осуществляет регулирование
параметров работы аглофабрики в целом и агломашин в частности: стабилизация
основности агломерата, режим возврата, скорость агломашины, высота слоя,
показатели зажигания и др. [164, 165].
Основные технические эффекты от внедрения VAiron Sinter optimizer:
- стабилизация качества агломерата за счет снижения (среднеквадратичного
отклонения (СКО) показателя основности на 15 %;
- снижение расхода коксовой мелочи на 3 %;
- повышение производительности до 5 %.
6.1.15 Технология окускования дисперсных материалов методом
брикетирования (жесткая вакуумная экструзия)
Технология брикетирования методом жесткой вакуумной экструзии (при давлении
5 МПа и выше) имеет в 3 раза более высокую производительность сравнительно с
вибропрессованием, не требует тепловой обработки сырых брикетов, позволяет
получать прочный материал (горячая прочность брикета из магнетитового концентрата
и коксовой мелочи по показателю RDI+6,3 превышает RDI+6,3 агломерата основностью
1,2-1,6) изометрической формы и металлургических размеров, пригодный для загрузки
в доменную печь (а также для использования в других металлургических агрегатах),
подлежащий штабелированию и длительному хранению.
425
Технологическая схема процесса производства брикетов (они имеют
специфическое название «брэксы») представлена на рисунке 6.8.
Рисунок 6.8 - Технологическая схема производства брикетов методом
жесткой экструзии [166]
Шихтовые компоненты после дозирования направляются в смеситель для
гомогенизации состава, а далее через питающее устройство с вакуумным затвором
(типа «глиномялки») подаются в экструдер, откуда выходят «брэксы» в виде стрежней
определенного по усмотрению потребителя диаметра в диапазоне 5-35 мм и длины (см.
рисунок 6.9).
Рисунок 6.9 - Промышленная фабрика по производству «брэксов» -
штабелирование «брэксов» (А); разгрузка «брэксов» из экструдера (Б)
426
Технология брикетирования методом жесткой вакуумной экструзии весьма
эффективна не только как метод утилизации техногенных материалов, но прежде всего
в качестве экологически безопасной альтернативы процессу агломерации.
Первая фабрика производства брэксов на
700 тыс. т в год построена в
ПАО «НЛМК».
6.2 Перспективные технологии при производстве кокса
6.2.1 Технология разгрузки угля на вагоноопрокидывателе с эффективной
аспирацией места падения угля в приемный бункер
Технологией разгрузки угля с эффективной аспирацией предусмотрен
равномерный по длине ротора отсос запыленного воздуха в месте его максимального
выхода из зоны рассыпания угля в бункерах и наддув малозапыленного воздуха с
противоположной стороны бункеров для подачи запыленных потоков воздуха в зону
размещения отсосов. Для направления этих потоков на роторе вагоноопрокидывателя
размещается направляющая. Аспирационный воздух подается на очистку от пыли,
очищенный воздух дымососами выбрасывается в атмосферу. Уловленная пыль из
бункеров циклонов винтовым конвейером подается к окомкователю, откуда выгружается
в железнодорожный вагон, подаваемый на разгрузку. Схема аспирации
вагоноопрокидывателя приведена на рисунке 6.10.
Рисунок 6.10 - Схема аспирации вагоноопрокидывателя
Технология разгрузки угля с эффективной аспирацией на вагоноопрокидывателе
(с объемом аспирации 96,5 тыс. м3/ч) внедрена на ПАО «НЛМК».
В СНГ технология трамбования реализована на Украине на коксовых батареях
№ 9 (1993 г.) и № 10 (2006 г.) ПАО «Алчевсккокс».
427
6.2.2 Технология частичного брикетирования шихты
Угольная шихта подвергается измельчению до крупности менее 3 мм и поступает
в сушилку-классификатор, в которой происходит сушка и разделение шихты на два
класса: мелкий и крупный. Затем крупный уголь подвергается скоростному нагреву до
350 °C в трубчатом подогревателе в потоке воздуха. Мелкие классы угля с температурой
~160 °C после сушилки-классификатора поступают в двухвалковые прессы и
подвергаются горячему брикетированию, после чего объединяются с крупными
классами и загружаются в коксовую печь. Схема технологии приведена на рисунке 6.11.
Технологический процесс имеет следующие главные отличительные
особенности:
- применение
скоростного
нагрева
шихты
позволяет
сократить
продолжительность коксования, снизить затраты энергии на коксование и повысить
прочность кокса;
- на печах применяется система обогрева с малым выбросом оксидов азота (NOx):
использована схема с одноступенчатым подводом газа и трехступенчатым подводом
воздуха в сочетании с рециркуляцией продуктов сгорания.
Новая технология обеспечивает возможность получения из шихты с 50 %-ным
участием слабоспекающихся углей кокса, прочность которого по показателю DI15150
выше 84 %, что определяет пригодность получаемого кокса для использования в
доменной печи.
Рисунок 6.11 - Схема технологии частичного брикетирования шихты
6.2.3 Технология индивидуального регулирования давления в коксовых
печах
Наиболее значимым новшеством последних лет в области охраны окружающей
среды при производстве кокса считают [167] разработку, освоение и промышленное
внедрение технологии индивидуального регулирования давления газа в каждой
отдельной печи коксовой батареи. Новые решения стабильно обеспечивают
пониженное давление в газосборнике, что позволяет отвести все газы загрузки в систему
428
улавливания сырого коксового газа и практически исключить выбросы при эксплуатации
коксовых печей.
Существует несколько вариантов реализации технологии: система PROven
(рисунок 6.12) и клапан Sopreсo (рисунок 6.13), а также отчественный вариант с
регулированием по таймеру.
В системе PROven стояки коксовых печей сообщаются с газосборником с
помощью клапанов новой конструкции ― cтационарных чашевидных клапанов FixCup с
воронкообразными днищами с отверстием. В колене стояка установлены две
распылительные форсунки, которые обеспечивают охлаждение сырого газа и орошают
внутреннюю поверхность колена, препятствуя образованию смоляных и других
отложений. Имеется трубопровод и клапан быстрого заполнения чаши клапана FixCup,
когда печь отключают от газосборника.
Поскольку с применением системы PROven возможна работа при разрежении в
газосборнике и за счет этого разрежения осуществляется отсос газов загрузки,
необходимость в аспирации газов загрузки аммиачной водой или паром отпадает.
Преимущества новой системы работы газосборника:
- сокращение выбросов в атмосферу в процессе коксования, особенно во время
загрузки;
- улучшение качества кокса за счет устранения недопалов в подсводовом
пространстве;
- улучшение качества каменноугольной смолы в результате снижения уноса
угольной пыли в газосборник;
- увеличение времени работы стояка между чистками.
Рисунок 6.12 - Схема системы PROven
429
Система успешно действует более чем на 2000 коксовых печах во всем мире,
в том числе на 12 батареях в Китае; 11 - в Южной Корее; 9 - в Бразилии; на 1 - в США
и на 3 - в Германии.
Клапан Sopreco (SingleOvenPressureControl) используется исключительно как
регулирующий элемент и расположен между тарельчатым клапаном-гидрозатвором и
стояком (рис. 6.13). Тарельчатый клапан-гидрозатвор сохраняется с целью обеспечения
надежного отсоединения печной камеры от газосборника. Дополнительно система
оснащается соответствующей аппаратурой измерения давления и программируемым
устройством управления.
50 клапанов Sopreco эксплуатируются несколько лет на батарее № 3 завода ZKS
с загрузкой шихты по технологии трамбования.
Рисунок 6.13 - Клапан SOPREСO
Отечественный способ регулирования в печных камерах отличается простотой и
надежностью: регулирование давления производится не по сигналам многочисленных
датчиков, а с помощью задатчика времени (таймера), который выдает сигналы на
регулирование в зависимости от времени с начала загрузки данной печи. Регулирование
гидравлического режима в каждой печной камере в отдельности обеспечивает механизм
привода заслонки стояка для отвода газа из печи. В автоматическом режиме по схеме
зон регулирования давления открытием-закрытием заслонки происходит регулирование
поперечного сечения горловины стояка.
В отличие от зарубежных аналогов эта система может монтироваться на
действующих батареях при последовательном плановом ремонте существующих
стояков с установкой в клапанные коробки необходимых заслонок и постепенной
заменой стояков на всей батарее. Такая работа является текущей, растянута по времени
реализации и не требует значительных инвестиций.
6.2.4 Технология ступенчатого охлаждения кокса
Схема ступенчатого охлаждения кокса (вариант с использованием в качестве
охлаждающего агента
2 ступени распыляемой в теплообменном барабане воды)
приведена на рисунке 6.14 [168].
430
Выдаваемый из коксовых камер кокс с температурой ~1000-1100 °C в коксовозном
вагоне специальным подъемником подают на верх бункера I ступени охлаждения и
через загрузочное устройство (1) высыпают в форкамеру (2). Далее кокс по мере
разгрузки I ступени поступает в камеру охлаждения (3) и, проходя между рядами
специальных панелей рекуперативного теплообменника
(4), охлаждается до
температуры ~650 °C и попадает на разгрузочное устройство I ступени (5) и питатель (6).
Пар, образующийся в рекуперативном теплообменнике за счет тепла кокса, с
параметрами Р = 1,4 МПа и t = 320 °C, используют для энергетических нужд
коксохимического производства.
Частично охлажденный до температуры ~ 650 °C кокс посредством питателя (6)
подают внутрь барабанного теплообменника (7), являющегося II ступенью охлаждения.
Барабанный теплообменник
(7) оснащен внутренними устройствами специальной
конструкции (8). Эти устройства создают пересыпающийся и перемешивающийся поток
кокса, который при вращении барабана продвигается от загрузочной
(9) к
разгрузочной (10) части теплообменника. Внутри барабанного теплообменника кокс
посредством оснащенных распылительными форсунками трубопроводов
(11) и
регулировочных устройств
(12) орошают водой. В результате ее испарения кокс
охлаждается до температуры ~200 °C.
Далее охлажденный кокс через разгрузочное устройство
(13) выдают из
теплообменника и направляют на сортировку и к потребителю.
Образующийся в теплообменнике II ступени охлаждения пар подают в
обеспыливающий циклон (14), а пульпу из циклона возвращают на поступающий в
барабан кокс. Обеспыленный пар подогревают продуктами горения топки (15) и
сбрасывают в атмосферу через дымовую трубу (16).
Помимо представленного выше данная технология имеет и другие варианты:
- с использованием в качестве охлаждающего агента II ступени очищенных стоки
после биохимической очистки, утилизацией тепла кокса в конденсаторе-холодильнике;
- для «мягкого» испарения коксохимических стоков в градирне системы
оборотного водоснабжения;
- с утилизацией тепла кокса II ступени в холодильнике-конденсаторе на бытовые
энергетические нужды;
- с использованием в качестве охлаждающего агента II ступени угольной шихты,
поступающей на коксование.
Технология позволяет использовать для охлаждения кокса биохимически
очищенные стоки коксохимического производства со значительным снижением
химически загрязненных выбросов в атмосферу [169] по сравнению с традиционными
способами охлаждения; использовать тепло выдаваемого из коксовых камер кокса
(~40 %) на производство энергетического пара высоких параметров (Р = 1,4 МПа,
t = 320 °C).
Опробована на опытно-промышленной установке производительностью по
коксу~10 т/ч.
431
Рисунок 6.14 - Схема технологии ступенчатого охлаждения кокса
6.2.5 Технология выдачи и косвенного тушения кокса Кress / КIDC
Технология представляет собой способ беспылевой выдачи и косвенного сухого
тушения кокса [170], обеспечивающий предотвращение выбросов при выдаче и тушении
кокса. В соответствии с этим способом, получившим название КIDC [171], выдача кокса
производится в стальной вагон-контейнер, идентичный по форме и размеру печной
камере. Контейнер затем перевозится на тушильную станцию и орошается водой, в
результате чего обеспечиваются мягкие условия охлаждения кокса без контакта его с
водой. Опробование этого способа на заводе «Грэнит Сити» фирмы «Нэшнл стил»
(США) в 1987 г. показало принципиальную пригодность его для предотвращения
выбросов как при выдаче, так и при тушении кокса [172, 173].
Оценивая возможности применения системы на отечественных предприятиях,
необходимо отметить, что для этого потребуется полностью пересмотреть комплекс
машин и оборудования коксовой стороны батарей. Это связано с очень большими
капитальными затратами и в условиях реконструкции действующих предприятий
представляется весьма проблематичным.
Технология опробована на заводе «Грэнит Сити» фирмы «Нэшнл стил» (США) и
внедрена на заводе «Спарроус Пойнт» фирмы «Бетлихем стил».
432
6.2.6 Технология улавливания и очистки выбросов при обработке дверей
печных камер
С целью уменьшения выбросов, образующихся при основных технологических
операциях обработки дверей и печей (снятии дверей печных камер перед выдачей, их
очистке, забрасывании концов, чистке привалочных поверхностей и установке дверей на
место), предусмотрена установка аспирации и очистки на коксовой стороне батареи.
Установка состоит из двух зонтов, газоходов, рукавного фильтра и дымососа.
Один зонт предназначен для захвата выбросов от печи и имеет возможность
перемещения по направлению к печи с одновременным присоединением к стационарно
расположенному газоходу. Другой зонт размещен над механизмом чистки дверей.
Газоходы от зонтов соединяются в общий газоход, направляемый к рукавному фильтру
и далее к дымососу. В газоходе имеется искрогаситель, предотвращающий попадание
раскаленных частиц в рукавный фильтр. Материал рукавов термоустойчив до 550 °C.
Объемы выбросов сокращаются на 93,8 %.
Установка внедрена на ПАО «Кокс».
6.2.7 Технология утилизации газов холодных свечей УСТК путем передачи
их в газопровод доменного газа
Эксплуатация УСТК сопровождается загрязнением окружающей среды при сбросе
в атмосферу избыточного охлаждающего агента через «холодные» свечи дымососом
тракта циркуляции. Основные компоненты сбрасываемого газа - оксид углерода (СО),
взвешенные вещества (пыль), а также присутствуют бензапирен, сероводород, аммиак,
диоксид серы и другие загрязняющие вещества. По регламенту содержание СО в
циркулирующем теплоносителе должно быть в пределах 8-12 %.
Для снижения выбросов через холодные свечи УСТК применяется
технологический прием - дожигание СО с помощью кислорода воздуха, подаваемого в
тракт циркуляции охлаждающего агента -кольцевой канал камеры УСТК. Данный
прием приводит к снижению концентрации СО в газе, но в то же время - увеличению
угара (потерь) кокса, выгружаемого из камер, увеличению объема выбрасываемых
газов.
Существует несколько вариантов технических решений по утилизации
избыточных газов УСТК и ликвидации выброса их в атмосферу:
- отводить их в газопровод коксового газа;
- сжигать в специальной котельной;
- очищать перед сбросом в атмосферу и т. д.
Наиболее приемлемым решением является передача их в газопровод доменного
(бедного) газа для последующего применения в качестве топлива в металлургическом
производстве. Доменный газ подобен по составу циркулирующему газу УСТК и
отличается содержанием СО.
Перед передачей избыточных газов УСТК в газопровод доменного газа его
необходимо очистить пыли и несколько повысить его калорийность. При этом нужно в
постоянном режиме определять его состав, при необходимости в автоматическом
режиме корректировать содержание СО и поддерживать его на уровне не менее 12 %.
433
Для этих целей сооружается специальная установка. Для стабилизации калорийности
газ обогащается топливом (коксовым или природным газом) до 800 ккал. на 1 тыс. м3.
Эффективность технологии: снижение валовых выбросов вредных веществ;
утилизация избыточного циркуляционного газа; снижение расхода углей на коксование
за счет снижения потерь кокса при тушении на УСТК.
Технология внедрена на АО «ЕВРАЗ НТМК».
6.2.8 Технология коксования без улавливания химических продуктов
Печи коксования по данной технологии горизонтальные (см. рисунок 6.15) и
находятся под небольшим разрежением. В основном газ для горения подается через
порты в дверях и частично сжигает образующиеся летучие вещества в камере
коксования. Дополнительный воздух подается в изогнутые каналы, которые пролегают в
днище печи. Конструкция каналов, а также контроль потока воздуха позволяют
балансировать скорость коксования сверху и снизу.
Горячие газы проходят по туннелю для отходящих газов к бойлерной установке,
на которой получают пар высокого давления для производства электроэнергии или
отопления. Охлажденный отработанный газ очищается от серы известковым молоком
с получением гипса, который в основном используется в строительном производстве.
Отмечается, что с точки зрения влияния на окружающую среду технология
производства кокса рекуперативного типа обладает меньшим воздействием, чем
коксохимический вариант. Ввиду отрицательного давления и сжигания летучих
продуктов, технология производства кокса рекуперативного типа значительно снижает
выбросы токсичных газов через неплотности оборудования. Конфигурация слоя угля
также обеспечивает значительно меньшие выбросы пыли.
Рисунок 6.15 - Разрез печи рекуперативного типа
434
Для полного сжигания смолистых веществ и бензольных углеводородов требуется
обеспечить их смешение с воздухом при высоких значениях коэффициента избытка
воздуха и достаточном времени для прохождения реакции окисления.
Необходимо отметить, что как традиционное коксохимическое производство, так
и технология с батареями рекуперативного типа способны производить кокс высокого
качества, достаточного для применения в доменных печах высокой производительности.
Множество различных факторов могут повлиять на решение о выборе технологии,
например, размер участка и доступность энергетических ресурсов, конфигурация
металлургических предприятий, потребителей энергии, региональные проблемы
защиты окружающей среды, стоимость оборудования и, естественно, срок окупаемости.
Технология характеризуется рядом преимуществ: исключение выбросов из
дверей, люков и стояков коксовых печей, ликвидация химических цехов и установок,
устранение загрязнения водного бассейна и образования отходов химических цехов
(фусы, кислая смолка, полимеры и т. д.).
Технология внедрена на многих предприятиях за рубежом (Китай, США, Индия,
Австралия).
6.2.9 Технологический процесс сжигания части сточных вод
Разработана принципиально новая технология, позволяющая решить проблемы
утилизации загрязненных сточных вод и избытка коксового газа. Суть новой технологии
заключается в термическом обезвреживании сточных вод при сжигании коксового газа.
Технологический процесс сжигания части сточных вод после установки
биохимической очистки (БХУ) позволяет отказаться от прямого сжигания в факельной
системе значительных количеств коксового газа, уменьшить гидравлическую нагрузку на
БХУ, что приводит к улучшению степени очистки стоков, а также снизить долю сточных
вод после БХУ в системе мокрого тушения кокса.
При совместном сжигании коксового газа и сточных вод содержащиеся в
очищенных сточных водах примеси восстановительного характера (аммиак и др.)
позволяют в определенном температурном интервале значительно снизить содержание
оксидов азота в дымовых газах. Кроме того, сжигание сточных вод при высоких
температурах приводит к сокращению номенклатуры выбрасываемых в атмосферу
веществ по сравнению с мокрым тушением, с полным исключением органических
соединений, а за счет замещения промышленной водой части очищенной сточной воды
в процессе мокрого тушения кокса - к уменьшению концентрации загрязняющих веществ
в выбросах из башни тушения.
Установка состоит из двух автономных технологических линий с реакторами
сжигания, каждая из которых содержит емкости сточной воды, насосы для подачи воды,
фильтры для доочистки сточных вод от механических примесей и реактор с
трубопроводами подвода коксового газа, сточной и промышленной воды. Установка
содержит также общую для обеих технологических линий емкость промышленной воды
с насосами и фильтрами. Схема одной технологической линии приведена на
рисунке 6.16.
Технология внедрена на ПАО «Кокс», позволяет сократить выбросы из факельной
системы и из башни тушения и обеспечить достижение полной бессточности
коксохимического производства.
435
содержание .. 3 4 5 6 ..