В связи со сложившейся ситуацией, для решения проблемы, необходимо провести пуско-наладочные работы системы мониторинга атмосферы в ОАО «Тулачермет» (на предприятии реализуется Программа оздоровления населения, рассчитанная до 2008 г.). Строительство аспирации литейного двора и капитальный ремонт аспирации шихтоподачи позволят добиться сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу, снижения воздействия производства на окружающую среду. В результате воздух над заводом и районом станет чище.
Приведем примеры принципа работы газоанализаторов и пылегазоочистных устройств.
Основной принцип работы газоанализаторов состоит в определении концентрации загрязняющих веществ в атмосфере круглосуточно в режиме реального времени. Газоанализаторы измеряют от одного до трех компонентов из следующего набора газов CO, NO, SO2, N2, CH4 при контроле различных технологических процессов. Устройство изготавливается, как в трех-, двухкомпонентном, однокомпонентном варианте и используется в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами. С помощью пылегазоочистных устройств можно проводить очистку доменного газа. Доменный газ, содержащий до 35 % горючих компонентов и 50-60 г/м куб. пыли при работе печи с повышенным давлением на колошнике (и 15-20 г/м куб. - с нормальным давлением), должен быть очищен от пыли перед его отправкой потребителям - на коксовые батареи, на горелки доменных воздухонагревателей и др. - до достижения концентрации пыли не выше 10 мг/м куб. Для очистки газа до столь низких концентраций пыли на металлургических заводах применяют многоступенчатые комбинированные схемы.
Как правило, первоначально очистку доменного газа проводят в сухих пылеуловителях диаметром 5-8 м, в которых осаждаются частички пыли размером 50 мкм и более. В этих аппаратах улавливается 70-90 % пыли, содержащейся в доменном газе, благодаря воздействию сил гравитации и инерционных сил, возникающих при повороте газового потока на 180 градусов. Пыль из пылеуловителя удаляется при помощи винтового конвейера, смачиваемого водой. Остаточное содержание пыли в доменном газе после грубой очистки не превышает 3-10 г/м куб.
Для второй ступени очистки газа используют системы мокрой очистки. Обычно доменный газ из системы грубой сухой очистки поступает на полутонкую очистку газа, в которой выделяются частички размером 20 мкм и более и газ очищается до остаточного содержания пыли на выходе 0.6-1.6 г/м куб. Полутонкую очистку осуществляют в аппаратах мокрого типа - форсуночных полых скрубберах и трубах Вентури. Газы в доменных скрубберах имеют скорость 1-2 м/с при удельном расходе воды, состовляющем 3-6 кг/м куб. газа. Степень очистки газа от пыли в скруббере не превышает 60-70 %.
После скруббера газ в большинстве случаев поступает в две- четыре низконапорные трубы Вентури, скорость газов, в горловине которых равна 50-80 м/с при удельном расходе воды 0.2 кг/м куб. Здесь завершается полутонкая очистка газа.
Тонкую очистку доменного газа, содержащего до 10 мг/м куб. пыли, осуществляют в аппаратах 1 класса. В связи с широким внедрением на заводах черной металлургии газорасширительных станций, использующих потенциальную энергию давления доменного газа для выработки электроэнергии в газовых утилизационных бескомпрессорных турбинах (ГУБТ), для тонкой очистки газа обычно применяют аппараты, работающие с малой потерей давления, например мокрый электрофильтр.
Таким образом, в зависимости от наличия или отсутствия ГУБТ, на отечественных заводах обычно применяют две схемы очистки доменного газа
1) доменная печь - сухой пылеуловитель - форсуночный полый скруббер - труба Вентури - каплеуловитель - дроссельная группа - каплеуловитель - чистый газ потребителю;
2) доменная печь - сухой пылеуловитель - форсуночный полый скруббер - труба Вентури - каплеуловитель - мокрый электрофильтр - чистый газ на получение электроэнергии в ГУБТ.
Выбор системы очистки доменного газа зависит от требуемой степени его чистоты и экономических показателей пылеочистки. При применении трубы Вентури расходуется около 600-800кг воды и 10.8-14.4 МДж электроэнергии на 1000 м куб. газа.
За трубой Вентури устанавливают каплеуловитель-сепаратор, которым может быть мокрый циклон, скруббер или канальный сепаратор.
В электрофильтрах для промывки и охлаждения электродов расходуется 0.5-1.5 кг воды и 3.6-4.3 МДж электроэнергии на 1000 м куб. газа.
Затраты на устройства для очистки от пыли и газов всех основных источников загрязнения атмосферы доменного цеха, т.е. газов, отводимых при загрузке кокса в бункеры, транспортировании и сортировке руды и кокса перед загрузкой в печь, отводе доменного газа и воды из очистных сооружений и отстойников, составляет примерно 15-20 % суммы всех капиталовложений цеха, включая и все соответствующие вспомогательные службы. Объем капиталовложений зависит от мощности предприятия и его технической оснащенности. Некоторые устройства используют одновременно для нескольких пылегазоочистных агрегатов (газоходы, отстойники устройства для переработки шлама, вспомогательные агрегаты), благодаря чему объем капиталовложений снижается.
Эксплуатационные затраты на очистные сооружения доменного цеха зависят в основном от стоимости электроэнергии, водоснабжения и обслуживания.
| Способы | Схема технологического процесса | Особенности и преимущества |
| Классификация в гидроциклоне | Отделение частиц, содержащих свинец и цинк, - изготовление миниокатышей - спекание на агломашине | Продукт после удаления 60-80% цинка применяется как компонент аглошихты. В процессе агломерации используется углерод, содержащийся в пыли |
| Получение окатышей: | ||
| а) миниокатышей | Обезвоживание, смешивание- окомкование- спекание на агломашине | Использование миниокатышей предотвращает снижение газопроницаемости шихты при производстве агломерата |
| б) хлорированных неофлюсованных | Окислительный обжиг исходного материала- смешивание- окомкование- обжиг | Возможность использования пыли разного происхождения. Высокая степень очистки от цинка и других примесей |
| в) металлизованных | Обезвоживание- смешивание- окомкование-востановительный обжиг-доменная (или электросталеплавильная) печь | Высокая степень очистки от цинка, свинца, соединений щелочных металлов. Снижение расхода кокса в доменной печи. Создание бескоксовой металлургии. |
| г) без обжиговых | Обезвоживание- смешивание со связующим – окомкование – сушка - доменная печь или конвертер | Низкие капитальные затраты из-за отсутствия обжигового оборудования |
| Объем печи,м куб. | Производительность печи, т /сут | Количество примесей кг /т чугуна | |||
| пыли | СО | SO2 | |||
| 1033 1513 2000 2700 5000 | 1720 2520 4350 5500 11500 | 0.7 0.6 0.5 0.4 0.4 | 1.1 0.95 0.85 0.70 0.70 | 0.165 0.15 0.13 0.115 0.11 | |
Можно сказать, что введение данных установок несколько изменило экологическую ситуацию. Но для того, чтобы ситуация не изменилась нужно постоянно поддерживать это оборудование в рабочем состоянии.
Выбросы в атмосферу наиболее распространенных, загрязняющих атмосферу веществ, заметно сократились в 2005 году по сравнению с предыдущими годами: оксид углерода – с 19 до 18 тыс. тонн, диоксид серы –
с 23 до 18 тыс. тонн, углеводороды – с 71 до 66 тыс.тонн. Введенные установки для улавливания и обезвреживания вредных веществ из отходящих газов значительно увеличили свои показатели – с 621,4 до 1260 тыс. м3 газа за час.
Также на предприятии решены вопросы переработки и утилизации доменного шлака, отработанных масел, автошин, аккумуляторов, ртутьсодержащих люминесцентных ламп. Огненно-жидкий шлак, образующийся при выплавке чугуна, перерабатывается и реализуется предприятиям стройиндустрии в виде шлакового щебня и гранулированного шлака.
В условиях острого дефицита финансовых средств большой ошибкой было бы намерение решить все проблемы одновременно, ожидать мгновенного результата. Следует, поэтому, правильно определить важнейшие экологические приоритеты, путем программно-целевого планирования и финансирования постепенно перейти от ликвидации последствий загрязнения к его предупреждению. Для управления сбалансированным развитием системы "природа-хозяйство-население" предполагается разработка целевой комплексной программы в качестве механизма реализации экологической политики. Главной задачей программы является формирование городской политики практических природоохранных мер на ближайшую и отдаленную перспективу в условиях рыночной экономики. На основе этой программы будут приниматься соответствующие управленческие решения.
В плане ближайших 2-3 лет администрацией города определено то, что следует сделать, прежде всего, для улучшения среды обитания человека. Это проведение следующих требований, таких как:
1) разработка и организация экологического мониторинга, мониторинга источников воздействия на среду с условием централизованного сбора и комплексного анализа информации; система информации должна быть закреплена решением администрации и городскими законодательными актами с созданием службы информации;
2) жесткие требования к предприятиям в отношении соблюдения технологических нормативов (административные и фискальные);
3) ужесточение контроля за выбросами (сбросами) загрязняющих веществ и безусловное применение экономических санкций;
4) введение повышенных требований и нормативов для предприятий, выбрасывающих тяжелые металлы;