Проект доменной печи производительностью 7000 т передельного чугуна в сутки (стр. 6 из 8)
Применение амортизаторов и мягких уплотнений на трассах вентиляционных систем, диффузоров из брезента, окожушивание, применение амортизирующих подвесок на вибродвигателях, замена канатных зондов цепными снижают шум и вибрацию.
Примером технического решения вопроса уменьшения шумов на дросселях высокого давления может служить подача воды в поток газа при проходе его через дроссельную группу. Конструкция дроссельной группы при этом не изменилась.
Кроме технических мер, для уменьшения шума и вибраций необходимо применять меры организационно-санитарные: уменьшение количества звуковых сигналов, применение звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов.
5.3 Охрана окружающей среды
5.3.1 Охрана и очистка водоемов
На предприятиях черной металлургии водопотребление достигает
больших объемов, поэтому рациональное использование воды является
очень важной проблемой. Сточные воды металлургического предприятия делятся на производственные, использованные в технологическом процессе и для уборки помещений и территории предприятия, бытовые – от пищеблоков и санитарно-бытовых помещений и атмосферные.
Производственные сточные воды подразделяются на загрязненные и условно чистые сточные воды. Состав загрязненных сточных вод
определяется видом производства, назначением используемой воды и
типом перерабатываемых сырых материалов. Основными загрязняющими примесями сточных вод доменного цеха являются различные взвешенные вещества минерального происхождения, растворимые кислоты, щелочи и соли. Условно чистые сточные воды образуются при использовании воды для охлаждения металлургических агрегатов, при этом вода лишь нагревается, практически не загрязняясь.
Сточные воды, спускаемые в водоемы, должны быть подвергнуты очистке до такой степени, чтобы не вызывать каких-либо изменений в состоянии водоема. Необходимая степень очистки сточных вод, спускаемых в водоем, определяется содержанием взвешенных частиц, усвоением сточными водами растворенного кислорода, окраской, запахом, солевым составом и температурой воды, а также ПДК токсичных примесей и других вредностей.
Механические методы используют при первичной очистке сточных вод для удаления минеральных и органических примесей, находящихся в нерастворенном или коллоидном состоянии. Они включают процеживание, отстаивание, центрифугирование, фильтрование сточных вод.
При химической очистке из сточных вод загрязнения выделяются, в результате реакций между вводимыми в воду реагентами и загрязнителями с образованием соединении либо выпадающих в осадок, либо газообразных веществ. К числу химических методов относится нейтрализация, коагулирование, химическое окисление, озонирование.
Физико-химические методы используют для глубокой или дополнительной очистке сточных вод. Они включают сорбцию, экстракцию, флотацию, электролиз, кристаллизацию и др.
Сточные воды металлургических производств, помимо очистки, подвергают охлаждению и перед спуском в водоемы и при использовании воды для оборотного водоснабжения. Для охлаждения воды применяют следующие сооружения: прудоохладители, брызгательные бассейны, башенные и вентиляторные градирни. Размещение охладителей на площадках предприятий должно обеспечить беспрепятственное поступление к ним воздуха, минимальную протяженность трубопроводов и каналов, а также исключение обмерзания зданий и сооружений.
Доменное производство является источником загрязнения атмосферного воздуха. Загрязненный воздух затрудняет дыхание и является причиной острых респираторных заболеваний.
5.3.2 Очистка выбросов в атмосферу
Выбросы в доменном производстве делятся на технологические и неорганизованные.
К технологическим выбросам относится колошниковый газ. В колошниковом газе содержится оксид углерода СО, пыль, метан СН4, водород Н2 и незначительные количества сероводорода H2S и диоксида серы SO2. Удельный выход технологических газов зависит от расхода кокса и составляет 2,0 – 2,5 тыс. м3/т чугуна, содержащего до 3% монооксида углерода. Удельный выход пыли с технологическими газами составляет 50–100 кг/т и зависит от давления доменного газа под колошником.
Неорганизованные выбросы пыли начинаются фактически с поступления шихтовых материалов в доменный цех. Часть этих выбросов попадает в производственные помещения, а часть удаляется системой аспирации.
Загрязнение воздуха в доменном производстве происходит так же и при грануляции шлака. При производстве гранулированного шлака на припечных установках нормы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу составляют:
- по диоксиду серы – до 4,5 г/с,
- по сероводороду – до 1,5 г/с,
- по парам серной кислоты – до 1,5 г/с.
Сбросы шламовых вод с УПГШ допускаются в объёме до 10м3/ч с концентрацией взвешенных веществ до 100 мг/л.
Отходы очистки шламовых отстойников, представляющие собой граншлак мелких фракций (менее 0,25 мм), относится к материалам 4 класса опасности. Осадок граншлака должен вычерпываться из отстойников грейферным краном, обезвоживаться, и удалятся на склад граншлака цеха шлакопереработки соответствующими конвейерами.
С учетом обезвреживания газов, удаляемых от установок придоменной грануляции шлака, суммарные выбросы уменьшаются в 8 раз. В настоящее время поставлена задача полного прекращения сброса шлака в отвалы. Вновь построенные доменные печи на Криворожском и Новолипецком металлургических комбинатах оборудованы закрытыми установками придоменной грануляции шлака, в которых предусмотрено связывание сернистых соединений в процессе грануляции с отводом остаточного количества вредных веществ в атмосферу через трубы высотой 100 м. Ведется строительство закрытых установок для внепечной грануляции шлака. В дальнейшем такими устройствами будут оборудованы все существующие установки для получения гранулированного шлака и пемзы, но для этого их необходимо реконструировать.
В последнее время вопросы экологии потребовали особого внимания. Антропогенное воздействие на нашу планету связано с интенсивной добычей сырьевых ресурсов и ископаемых топлив, насыщением атмосферы «парниковыми» газами, ведущим к изменению климата. Вопреки рекомендациям Протокола Киото объемы выбросов и рост концентрации диоксида углерода в них продолжают расти. Не секрет, что для существенного сокращения выбросов углекислого газа необходима замена старых традиционных технологий принципиально новыми, что требует огромных капиталовложений. Так, затраты на модернизацию промышленности США с целью сокращения эмиссии СО2 на 20% ниже уровня 1990 г. могут составить до 3,6 трлн долл. [5].
Потребляя около 20% всех добываемых углеводородных энергоресурсов и в конечном итоге превращая их в основном в диоксид углерода, металлургическое производство значительно повышает глобальные промышленные выбросы СО2. Как следует из оценочных расчетов, выбросы СО2 при выплавке чугуна составляют 15–20% эмиссии СО2 всей мировой промышленностью. Показатели представлены в соответствии с рисунком 2.
Рисунок 2 – Глобальные выбросы СО2 и выбросы СО2 при производстве чугуна
Во всем мире ведется широкий поиск способов сокращения выброса диоксида, в том числе новых решений по производству первичного железа, позволяющих снизить вредную нагрузку на окружающую среду. Так, в странах, широко использующих высокотехнологичные процессы (США, Япония, Великобритания, Китай), наблюдается отчетливая тенденция снижения выброса углерода в атмосферу на единицу ВВП. Этот показатель составляет для стран с развитой экономикой 100–200 т/млн долл., для России -400 т/млн долл. [5].
Основным потребителем энергии и источником эмиссии вредных веществ в окружающую среду является аглодоменный комплекс (более 70% вредных выбросов приходится на агломерационное и коксохимическое производства). Поэтому принципиальное изменение технологии на этом участке производственного цикла может дать ощутимый эффект.
Одним из важнейших путей решения проблем, связанных с производством и применением кокса, является использование в доменном процессе пылеугольного топлива (ПУТ). В результате снижается вредное воздействие на окружающую среду (уменьшается объем коксохимического производства). Энергоемкость доменного производства при этом несколько возрастает.
Применение ПУТ было начато в бывшем СССР (на Донецком металлургическом заводе) раньше, чем за рубежом. Однако низкие цены на природный газ сдерживали развитие этого направления в отечественной металлургии.
С разработкой применения ПУТ меняется состав отходящих газов, что влияет на окружающую экологию.
Наиболее типичными и освоенными в промышленности процессами твердофазного восстановления являются «Мидрекс» и несколько модификаций процесса «Хил». Так, в процессе «Мидрекс» отсутствует коксохимическое производство. Энергоемкость металла по этой технологии примерно в 1,5 раза меньше, чем полученного доменно-конвертерным процессом, а выбросы углекислого газа меньше примерно вдвое.
Объемы выбросов СО2 при производстве стали по различным технологиям приведены ниже, кг/т:
Доменно-конвертерный процесс 2010
Электродуговая плавка металлолома 640
Процесс «Мидрекс» в сочетании с электроплавкой 1870
Строительство мини-заводов существенно повлияло на структуру производства чугуна. В мире (США, страны ЕС, Япония и др.) сокращается число доменных печей. Так, в США их число сократилось со 197 в 1975 г. до 36 в 2001 г., в странах ЕС – со 154 в 1980 г. до 58 в 2001 г. и Японии – с 34 в 1990 г. до 30 в 2001 г.
При уменьшении числа печей, в первую очередь малого объема, значительно совершенствуется технология доменного передела.