microbik.ru
1
КЛАССИФИКАЦИЯ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ЧЕНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ,ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Классификация отходов производства возможна по различным приз-

накам,среди которых основными можно считать следующие:

а)по отраслям промышленности-черная и цветная металлургия, ру-

до- и угледобывающая промышленность, нефтяная и газовая и т.д.;

б)по фазовому составу-твердые (пыли,шламы,шлаки),жидкие(раство-

ры, эмульсии, суспензии),газообразные (оксиды углерода, азота, сое-

динение серы и др.);

в)по производственнным циклам-при добыче сырья (вскрышные и

овальные породы),при обогащении (хвосты, шламы, сливы), в пирометал-

лургии (шлаки, шламы, пыли, газы), в гидрометаллургии (растворы,

осадки, газы).

На металлургическом комбинате с замкнутым циклом (чу-

гун-сталь-прокат) твердые отходы могут быть двух видов-пыли и шлаки.

Довольно часто применяется мокрая газоочистка, тогда вместо пыли от-

ходом является шлам. Наиболее ценными для черной металлургии являют-

ся железосодержащие отходы (пыль, шлам, окалина), в то время как

шлаки в основном используются в других отраслях промышленности.

При работе основных металлургических агрегатов образуется боль-

шее количество тонкодисперсной пыли, состоящей из оксидов различных

элементов. Последняя улавливается газоочистными сооружениями и затем

либо подается в шламонакопитель, либо направляется на последующую

переработку (в основном как компонент аглошихты).

Шламы можно разделить на:

1)шламы агломерационных фабрик;

2)шламы доменного производства:

а)газоочисток доменных печей;

б)подбункерных помещений доменных печей;

3)шламы газоочисток мартеновских печей;

4)шламы газоочисток конвертеров;

5)шламы газоочисток электросталеплавильных печей.

По содержанию железа их подразделяют следующим образом:

а)богатые (55-67%)-пыль и шлам газоочисток мартеновских печей и

конвертеров;

б)относительно богатые (40-55%)-шламы и пыли аглодоменного про-

изводства;

в)бедные (30-40%)-шлам и пыль газоочисток электросталеплавиль-

ного производства.

Основными характеристиками шламов являются химический и грану-

лометрический состав, однако при подготовке шламов к утилизации не-

обходимо знать параметры, как плотность, влажность, удельный выход и

др. Следует отметить, что пыли (шламы) металлургических предприятий

по химическому (и отчасти по гранулометрическому) составу отличаются

друг от друга, поэтому эти характеристики представлены далее в ус-

редненном виде.

Шламы пылеулавливающих устройств доменной печи образуются при

очистке газов, выходящих из нее, обычно в скрубберах или трубах Вен-

тури. Перед ними устанавливаются радиальные или тангенциальные сухие

пылеуловители, в которых улавливается наиболее крупная, так называе-

мая колошниковая, пыль, которая возвращается в аглопроизводство как

компонент шихты. Химический состав шламов по основным компонентам,%:

Feобщ 30-50; CaO 5.0-8.5; SiO2 6.0-12; Al2O3 1.2-3.0; MgO 1.5-2.0;

P 0.015-0.05; Sобщ 0.2-0.9; Cобщ 2.5-30.0; Zn 0.05-5.3.

Плотность их колеблется в пределах 2.7-3.8 г/см ,удельный выход

в среднем составляет 2.75ё0.84%. Коэффициент использования этих шла-

мов изменяется (для разных предприятий) довольно значительно - от

0.1 до 0.8. Это довольно тонкодисперсный материал: фракции >0.063 мм

до 10-13%, 0.016-0.032 мм от 16 до 50% и < 0.008 мм от 10 до 18%. В

настоящее время эти шламы используются как добывка к агломерационной

шихте. Сравнительно низкий уровень их использования объясняетсяотно-

сительно невысокой долей железа в них (Feобщ

ным содержанием цинка (>1%), что требует предварительного обесцинко-

вания шламов.

Шламы подбункерных помещений доменных печей образуется при гид-

равлической уборке просыпи с полов подбункерных помещений, их сос-

тавной частью является также пыль аспирационных установок этих поме-

щений. По химическому составу эти шламы подобны шламам аглофабрик -

в них имеются почти все компоненты аглошихты, % : Feобщ 33-35; SiO2

7-11; Al2O3 1-3; CaO 8-28; MgO 1-3; MnO 0.1-1.5; P2O5 0.01-0.2; Sобщ

0.15-0.40; Cобщ < 15.0; Zn 0.0-0.02.

Шламы подбункерных помещений по гранулометрическому составу яв-

ляются материалами средней крупности (частиц размером 0.1-0.063 мм

20-40%). Плотность шламов подбункерных помещений колеблется в преде-

лах 3.5-4.5 г/см . Эти шламы обычно используются как добавка к агло-

мерационной шихте.

ОСНОВЫ ПЕРЕРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЫЛЕЙ И ШЛАМОВ.

Технология подготовки шламов доменных газоочисток предусматри-

вает обезвоживание осаждением в отстойниках, фильтрование в аппара-

тах различного типа и при необходимости термическую сушку.

Особенностью шламов доменных газоочисток является повышенное

содержание в них цинка. Вследствие этого при подготовке их к исполь-

зованию в качестве компонента доменной шихты необходимо проводить

обесцинкование. Последняя может проводиться как пиро-,так и гидроме-

таллургическими способами. При содержании в шламах цинка > 12 % они

могут использоваться как сырье для его получения.

Шламы подбункерных помещений доменных печей, как указывалось

ранее, похожи по химическому и гранулометрическому составам на шламы

аглофабрик, поэтому в настоящее время единственным направлением ути-

лизации этих шламов является использование их в качестве компонента

аглошихты. Подготовка их в этом случае предусматривает обычные ста-

дии обезвоживания; желательно, чтобы этот материал, смешиваемый с

другими компонентами аглошихты, имел зернистую структуру. Это улуч-

шает окомкование аглошихты и приводит к увеличению газопроницаемости

ее слоя, что благотворно сказывается на производительности агломаши-

ны и качестве агломерата.

ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ШЛАМОВ

Пыли металлургического производства обычно не требуют какой-ли-

бо предварительной подготовки перед утилизацией. Шламы, прежде чем

их использовать (например в качестве компонента шихты), необходимо

подвергнуть обезвоживанию (сгущению, фильтрованию, сушке).

Сгущение - процесс повышения концентрации твердой фазы в сгуща-

емом продукте (шлам,пульпа), протекающий под действием гравитацион-

ных и (или) центробежных сил. При сгущении шламов стремятся получить

не только осадок достаточной плотности, но и возможно более чистый

слив, что позволяет использовать последнийв оборотном цикле и исклю-

чить потери твердого продукта. Поскольку количество воды в сгущаемом

продукте составляет 30-60%, то использовать такой обводненный мате-

риал в качестве добавки к аглошихте или окомковывать его с целью по-

лучения окатышей практически невозможно. Поэтому сгущенный продукт

необходимо профильтровать для того, чтобы содержание влаги в нем

снизить до 8-10%.

При фильтровании шламов происходит процесс разделения жидкого и

твердого под действием разрежения или давления, сопровождающийся

удалением влаги через пористую перегородку (обычно фильтровую ткань

и частично осадок). На фильтрование обычно подают шламы, частицы ко-

торых имеют размер

темы другими методами нецелесообразно из-за малой скорости удаления

влаги и, как следствие, значительной влажности получаемого осадка.

Процесс фильтрования зависит от многих факторов, основные из

которых следущие: содержание твердого в шламе, крупность твердой фа-

зы, разность давлений по обе стороны фильтрующей перегородки и др.

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ДОМЕННЫХ И СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ШЛАМОВ

В настоящее время разработаны различные технологии комплексной

переработки шламов (пылей); часть из них реализована в промышленном

масштабе за рубежом. У нас такие технологии разрабатываются на уров-

не исследовательских работ и полупромышленных испытаний. Промышлен-

ного производства металлизованных окатышей из шламов (пыли) аглодо-

менного и сталеплавильного производств пока нет; эти материалы ис-

пользуются лишь как компоненты аглошихты.

Разработана технология использования шламов доменного, марте-

новского, конвертерного и частично электросталеплавильного произ-

водств на Челябинском металлургическом комбинате (ЧМК).

Отделение подготовки к утилизации железосодержащих шламов рабо-

тает последующей схеме: шламы из радиальных отстойников после сгуще-

ния до 600 г/л поступают в вакуум-фильтры, а после них (с влажностью

36%) в сушильные барабаны; затем шламы с влажностью 10% подаются на

аглофабрику. Известно, однако, что использование шламов в качестве

компонента аглошихты осложняется нестабильностью их химического и

гранулометрического состава, что требует разработки технологии реку-

перации этих материалов в каждом конкретном случае. Использование в

аглошихте таких тонкодисперсных материалов, как шламы сталеплавиль-

ного производства, приводит к ухудшению газопроницаемости спекаемого

слоя и вследствие этого к снижению производительности агломашины.

Кроме того, увеличивается вынос весьма мелких частиц (размером <10

мкм), которых в шламах содержится до 30-40%, что значительно снижает

эффективность работы газоочистных установок.

Использование шламов препятствует высокое содержание в них цин-

ка (в конверторных шламах его < 1%, в остальных 0.4 - 0.6 %), причем

при кругообороте цинка в печи агломерат - доменная печь - шламы до-

менных газоочисток его количество в последних возрастает.

Институтом "Уралмеханобр" совместно с Карагандинским металлур-

гическим комбинатом разработана новая технология утилизации железо-

содержащих шламов в аглопроизводстве. По существующей схеме шламы

аглофабрик 1 и 2, подбункерных помещений доменныхпечей 3 и 4, тракта

шихтоподачи дробильно-сортировочной фабрики сгущают и обезвоживают

(крупнозернистую фракцию на ленточных, тонкозернистую - на дисковых

вакуум-фильтрах). Обезвоженные продукты объеденяют и подают в шихто-

вое отделение аглофабрики 2. По новой технологии шламы после двуста-

дийного сгущения с содержанием твердого 40-50 % подают в распыленном

виде в первичные смесители аглошихты вместо технической воды. В ре-

зультате шлам достаточно равномерно распределяется в объеме аглоших-

ты, а вся шихта увлажняется до необходимого уровня при значительном

сокращении расхода технической воды.

На Орско-Халиловском металлургическом комбинате была разработа-

на и опробована технология получения во вращающейся печи окускован-

ного продукта из смеси доменного и мартеновского шламов. Длина бара-

бана 18 м, угол наклона 2 (диаметр не приводится). Шлам влажностью

30-70 % подавали в печь с помощью специальной форсунки, процесс спе-

кания регулировали изменением скорости вращения печи, интенсивности-

подачи шлама и тепловой нагрузки.

Способ переработки пылей и шламов следует выбирать для каждого

металлургического завода в соответствии с характеристиками образую-

щихся отходов. В таблице 1 показаны особенности и разновидности этих

способов.

С точки зрения переработки пыли и шламов заслуживают особого

внимания способы, в которых извлекают цинк, свинец, соединения ще-

лочных металлов (классификация исходного материала в аппаратах типа

гидроциклонов, получение хлорированных и металлизованных окатышей).

Эти способы широко применяются в Японии, где в конце 60-х - начале

70-х годов большое внимание было обращено на производство металлизо-

ванных окатышей с использованием в качестве востановителя угля. Как

уже указывалось, общим для этих процессов является использование для

востановительного обжига окатышей вращающейся (трубчатой) печи. От-

личаются они в основном технологией подготовки исходных материалов.

В последние годы на таких установках вместе с вращающейся печью ра-

ботает устройство типа аглоленты, на которой осуществляются сушка и

предварительный нагрев окатышей теплом дыма, уходящего из трубчатой

печи решетка - трубчатая печь.

Строительство таких установок довольно дорого, поэтому японской

фирмой "Раса" был разработан альтернативный способ переработки пылей

и шламов с большим содержанием цинка и других примесей - процесс Ра-

са-НГП. Исследования фирмы "Син ниппон" показали, что цинк в домен-

ных шламах сосредоточиваетсяв основном в наиболее тонкой фракции

(около 20 мкм), железо сравнительно равномерно распределено во всех

фракциях, а углерод - в наиболее крупных. На этой основе была разра-

ботана технология отделения наиболее тонкой фракции (содержащей сое-

динения цинка ) с помощью гидроциклона. Сгущенный шлам направляется

в вакуум-фильтры, затем в тарельчатый окомкователь для получения ми-

ниокатышей (1-5 мм), которые далее поступают на агломашину. Слив

гидроциклонов с содержанием твердого 2% подают в отстойники, откуда

через 3 ч шлам с концентрациейтвердых частиц 9% подается в

фильтр-пресс, а осветленная вода возвращается в первичный отстойник.

При содержании цинка на входе в гидроциклон 3-5 % в шламе, подавае-

мом на окомкование (а в дальнейшем на агломерацию), содержится цинка

всего 1 %, в то время как в сливе гидроциклонов количество его дос-

тигает 8-15 %. Поскольку в сгущенном продукте, а следовательно, и в

миниокатышах содержится довольно много углерода, удельный расход

кокса при агломерации удается снизить до 2 кг/т чугуна, а количество

цинка, поступающего в доменную печь с агломератом, состовляет 0.2

кг/т чугуна.

В процессе Раса-НГП используется специальный агрегат, с помощью

которого с твердых частиц снимается (обдирается) поверхостный слой,

содержащий соединения цинка. Капитальные и эксплуатационные затраты

на строительство установки, работающей по этому процессу, в 10-15

раз ниже затрат в случае использования, например, способа СЛ-РН.

Проектная производительность одной установки составляет 120 тыс. т в

год (по исходному сырью).

ОБЕСЦИНКОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ

В пылях доменного (в меньшей степени конвертерного и электрос-

талеплавильного) производства содержится довольно значительное коли-

чество цинка, свинца и солей щелочных металлов, вредно влияющих на

процесс получения чугуна. Особенно нежелателен цинк, вызывающий об-

разование настылей в доменной печи, разрушение ее футеровки, ухудша-

ющий качество агломерата, изготовленного из сырья с большим содержа-

нием цинка. При утилизации таких пылей присадкой их в агломерацион-

ную шихту происходит накоплениецинка в получаемом агломерате. По су-

ществующим нормам содержание цинка в сырье, поступающем в доменную

печь, не должно превышать 1.0 %, в то время как в пылях доменных га-

зоочисток его содержание может доходить до 15.3 % на Кузнецком ме-

таллургическом комбинате ( по данным 1986 г.), 3.8 % на Череповец-

ком, 1.94 % на Нижнетагильском, 1.5-2.77 % на Западно-Сибирском ме-

таллургическом комбинате (на заводах Украины не превышает 0.5 %).

Это свидетельствует о необходимости обесцинкования пылей (шламов),

имеющих повышенное содержание цинка.

Разработаны два типа процессов извлечения цинка из исходного

материала (окисленные цинковые руды, цинковые шлаки и кеки, пыли,

шламы) - пиро- и гидрометаллургический. Первый применяется в основ-

ном в черной металлургии, второй - в цветной. Основой пирометаллур-

гического процесса извлеченияцинка (и свинца) является восстанови-

тельный обжиг сырья чаще всего во вращающихся (трубчатых) печах,

восстановитель кокс,а в последние годы энергетический уголь. Можно

утверждать, что все процессы получения металлизованных окатышей так

или иначе связаны с отгонкой цинка из исходной шихты и последующим

улавливанием его в виде оксида либо металлического цинка. Взаимо-

действие углерода с оксидом цинка протекает по реакциям

ZnO + C = Zn(пар) + CO;

ZnO + C = 2 Zn(пар) + CO2.

Первая реакция пртекает при температуре 950 С, вторая - при

1070 С и выше, причем возгонка цинка наиболее интенсивно идет при

980-1000 С. Установлена линейная зависимость между количеством полу-

чаемого цинка и степенью металлизации шихты. Вчастности, в конце

трубчатой печи степень возгонки цинка возрастает до 96-98 %, свинца-

- до 99 %, а степень металлизации - до 94 %. При температуре выше

1100 С существенноускоряется процесс возгонки всех цветных металлов,

содержащихся в сырье. В возгонках восстановительного обжига пылей

доменных газоочисток может находится значительное количество редко-

земельных элементов (например, теллура и индия до 0.15 кг/т пыли).

Предварительная подготовка пыли (кека) обычно заключается в их гра-

нуляции с получением окатышей диаметром 5-15 мм.

В последние годы разрабатываются новые способы извлечения цинка

и других цветных металлов из дисперсных отходов металлургического

производства. В частности, был предложен процесс их обесцинкования

путем электроплавки окатышей, полученных из пыли, в дуговой электро-

печи. Принципиально этот метод заключается в следующем. При получе-

нии окатышей в них "накатывался" углеродосодержащий материал (напри-

мер, молотый кокс) с тем, чтобы при плавке их в дуговой печи образо-

вывалась восстановительная атмосфера. Оксиды кремния, кальция, мар-

ганца, имеющиеся в окатышах, представляют собой по существу пустую

породу; при плавке они образуют шлаковый расплав, который периоди-

чески выпускается из печи. Цветные металлы возгоняются и образу-

ющийся пылегазовый поток направляется в газоочистные сооружения че-

рез окислительную камеру. Цветные металлы превращаются в оксиды, ко-

торые затем и улавливаются. Уловленная пыль содержит до 50 % цинка.

Кроме того, газовым потоком выносятся и такие металлы, как индий,

таллий, кадмий.

Возможно проведение процесса обесцинкования с использованием

плазмы. В способе "Плазмадаст" (Швеция) восстановительным агрегатом

является шахтная печь, в которую загружаются исходный материал

(пыль) и коксовая мелочь. В нижней части ее располагаются плазматро-

ны. В восстановительной атмосфере печи оксид цинка восстанавливает-

ся до чистого цинка, который, находясь в парообразном состоянии,

вместе с отходящими газами поступает в конденсатор, где конденсиру-

ется до жидкого металла.

ОСОБЕННОСТИ ДОМЕННОГО ПРОЦЕССА И СОСТАВ ВЫБРОСОВ

Основным продуктом доменной плавки является чугун, а побочными

- шлак и доменный (колошниковый) газ. В среднем при сгорании 1 т су-

хого кокса образуется 3400 м куб. доменного газа со средней теплотой

сгорания 3.96 МДж/м куб. Пыль и газообразные выбросы из доменных пе-

чей образуются в результате сложных физических и химических процес-

сов. Считают, что с доменным газом из печи выносятся пыль, внесенная

с шихтой (образовавшияся при дроблении шихтовых материалов, в основ-

ном кокса), и пыль, появившаяся при трении столба шихты в самой до-

менной печи.

Масса пыли, вносимой доменными газами, составляет 20-100 кг/т

чугуна. Средняя запыленность доменных газов равна 9-55 г/м куб., а

при неполадках или мелкой шихте может достигать 200 г/м куб.

Количество образующегося доменного газа составляет 3880 м

куб./т влажного кокса, или 4000 м куб./т сухого кокса, или 2000-2500

м куб. на 1 т чугуна.

Удельные технологические выбросы с колошниковыми газами при

выплавке передельного чугуна составляют, кг на 1 т чугуна: пыли-100;

СО-640; О2 - 0.08-0.45.

Примерный состав колошникового газа:

Компоненты СО2 СО СН4 Н2 О2+N2

Объемная доля в, %

при работе без повышения

давления и комбинированного

дутья 11.2 31.2 0.21 2.99 55.1

при работе с повышением

давления и комбинированным

дутьем 11.3 29.0 0.20 4.30 55.2

Температура доменного газа на выходе из печи составляет обычно

300-350 градусов цельсия.

Пылегазовыделения из печи обусловлены тем, что при подаче шихты

на большой конус загрузочного устройства печи давление по обе сторо-

ны конуса наобходимо выровнять, для чего неочищенный газ из межко-

нусного пространства выводят в атмосферу.

Запыленность газа во время выхлопа составляет 250-700 г/м куб.

Удельный выброс пыли достигает 4 кг на 1 т чугуна при основном режи-

ме работы печи. кроме того, пылевыделение происходит при каждом ссы-

пании скипа в приемную воронку. Для печей вместимостью 930-2700 м

куб. выбросы пыли и оксида углерода (2) составляют соответственно

0.17-0.60 и 5-19 т/сут.

Химический состав пыли изменяется в широких пределах. Например,

при выплавке передельного чугуна и работе с повышенным давлением на

колошнике печи пыль содержит, %: SiO2- 14.6; MgO- 4.35; Al2O3- 4.35;

CaO- 11.85; S- 0.74; MnO- 3.75, остальное - оксиды железа.

Дисперсный состав пыли также зависит от многих факторов и может

колебаться в широких пределах:

Размер частицы,

мкм 200 200-100 100-60 60-20 20-10 10-1

Массовая доля,

% 34.5 12.3 19.0 25 7.5 1.7

Радикальным решением, почти полностью исключающим выбросы пыли

из межконусного пространства, является подача в межконусное прост-

ранство в момент открытия большого конуса газа под давлением, нес-

колько превышающим давление в печи. При этих условиях запыленный газ

из печи вообще не поступает в межконусное пространство, и выхлоп га-

за при выравнивании давления в засыпном устройстве остается чистым.

Недостатком этого способа предотвращения выбросов пыли и СО из меж-

конусного пространства печи являются дополнительные энергозатрары,

связанные со сжиганием газа, подаваемого в засыпное устройство печи.

Кроме колошникового устройства доменной печи, источником заг-

рязнения атмосферы доменного цеха являются рудный и литеный дворы.

На рудном дворе пыль выделяется при разгрузке вагонов, перег-

рузке руды, подаче руды на бункерную эстакаду и т. п. Удельное выде-

ление пыли на рудном дворе ориентировочно принимают равным 50 кг на

1 т чугуна, а на бункерной эстакаде - 20 кг на 1 т чугуна. Концент-

рация пыли на рудном дворе и бункерной эстакаде колеблется от 17 до

1000 мг/м куб.

В доменных цехах существует две системы подачи сырых материалов

на колошник доменной печи: скиповая, применявшаяся в старых печах, и

ковейерная, применяемая в новых печах, значительно снижающая пылевы-

деление.

Наибольшее количество пыли выделяется в подбункерном помещении,

где происходит выгрузка сырых материалов в вагон-весы. Концентрация

пыли в воздухе подбункерных помещений достигает 500 мг/м куб., в

связи с чем на многих заводах кабину машиниста вагон-весов приходит-

ся герметизировать. В подбункерных помещениях, оборудованных конве-

йерами, аспирационной системой отсасывается около 2.5 кг пыли на

каждую тонну чугуна. После очистки в атмосферу выбрасывается в сред-

нем около 90 г пыли на 1 т чугуна.

На литейном дворе пыль и газы выделяются в основном от леток

чугуна и шлака, желобов участков слива и ковшей. Удельные выходы

вредных веществ на 1 т чугуна составляют: 400-700 г пыли, 0.7-1.15

кг СО, 120-170 г SO2. Максимальное количество пыли и газов выбрасы-

вается во время выпуска чугуна и шлака. Пыль игазы удаляются частич-

но через фонари литейного двора (около 160 г пыли на 1 т чугуна),

частично с помощью аспирационных систем с очисткой пыли перед выбро-

сом в атмосферу преимущественно в групповых циклонах.

Средняя концентрация пыли в период выпуска составляет 150-1500

мг/м куб.; максимальная концентрация наблюдается над главным желобом

и ковшом для чугуна.

Средняя концентрацияя СО составляет, мг/м куб.: у чугунной лет-

ки - 22...1250; у шлаковой летки - 11...680; на уровне фурм -

15...884; у кольцевого воздухопровода - 11...5000.

Содержание СО на рабочих местах в период выпуска чугуна состав-

ляет 125-250 мг/м куб. Наибольшая концентрация наблюдается в момент

выпуска чугуна и шлака у леток и поворотных желобов.

При выпуске горячего шлака из домны сера реагирует с кислородом

воздуха с образованием SO2. Этот газ выделяется от шлаковых леток,

желобов и шлаководов; средняя концентрация SО2 на этих участках в

период выпуска шлака достигает 30мг/м куб.

Валовые выбросы пыли, оксида углерода (2) и оксида серы (4) на

литейных дворах типовых доменных печей различного объема приведены в

таблице 2.

Выпущенные из печи продукты плавки направляются на дальней шую

переработку: чугун - на разливку в чушки на разливочной машине, шлак

- на грануляцию, доменный газ - на очистку.

При разливке чугуна в помещении разливочных машин выделяется

пыль и СО. Аспирация и очистка обычно не предусмотрены. Через аэра-

ционные фонари выделяется в среднем 40 г пыли и 60 г СО на 1 т раз-

литого чугуна.

В последнее время все газовые выбросы литейного двора крупных

печей стремятся объединять и направлять их на очистку в электрофиль-

тры. Общее количество отсасываемого газа у крупных печей достигает 1

млн м куб./ч. Чтобы уменьшить его, все системы отсоса газа от источ-

ников пылегазовыделенийснабжают дроссельными клапанами, позволяющими

по мере надобности дистационно включать необходимое в данный момент

укрытие (зонт).

ОЧИСТКА ДОМЕННОГО ГАЗА

Доменный газ, содержащий до 35 % горючих компонентов и 50-60

г/м куб. пыли при работе печи с повышенным давлением на колошнике (и

15-20 г/м куб. - с нормальным давлением), должен быть очищен от пыли

перед его отправкой потребителям - на коксовые батареи, на горелки

доменных воздухонагревателей и др. - до достижения концентрации пыли

не выше 10 мг/м куб. Для очистки газа до столь низких концентраций

пыли на металлургических заводах применяют многоступенчатые комбини-

рованные схемы (рис. 1)

Как правило, первоначально очистку доменного газа проводят в

сухих пылеуловителях диаметром 5-8 м, в которых осаждаются частички

пыли размером 50 мкм и более. В этих аппаратах улавливается 70-90 %

пыли, содержащейся в доменном газе, благодаря воздействию сил грави-

тации 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 посту-

пает на полутонкую очистку газа, в которой выделяются частички раз-

мером 20 мкм и более и газ очищается до остаточного содержания пыли

на выходе 0.6-1.6 г/м куб. Полутонкую очистку осуществляют в аппара-

тах мокрого типа - форсуночных полых скрубберах и трубах Вентури.

Газы в доменных скрубберах имеют скорость 1-2 м/с при удельном рас-

ходе воды, состовляющем 3-6 кг/м куб. газа. Проходящий через скруб-

бер доменный газ охлаждается с 250-300 до 40-50 градусов цельсия и

полностью насыщается влагой. Степень очистки газа от пыли в скруббе-

ре не превышает 60-70 %.

После скруббера газ в большинстве случаев поступает в две- че-

тыре низконапорные трубы Вентури, скорость газов в горловине которых

равна 50-80 м/с при удельном расходе воды 0.2 кг/м куб. Здесь завер-

шается полутонкая очистка газа.

Тонкую очистку доменного газа, содержащего до 10 мг/м куб. пы-

ли,осуществляют в аппаратах 1 класса. В связи с широким внедрением

на заводах черной металлургии газорасширительных станций, использую-

щих потенциальную энергию давления доменного газа для выработки

электроэнергии в газовых утилизационных бескомпрессорных турбинах

(ГУБТ), для тонкой очистки газа обычно применяют аппараты, работаю-

щие с малой потерей давления, например мокрый электрофильтр.

Таким образом, в зависимости от наличия или отсутствия ГУБТ, на

отечественных заводах обычно применяют две схемы очистки доменного

газа (рис 2):

1) доменная печь - сухой пылеуловитель - форсуночный полый

скруббер - труба Вентури - каплеуловитель - дроссельная группа -

каплеуловитель - чистый газ потребителю;

2) доменная печь - сухой пылеуловитель - форсуночный полый

скруббер - труба Вентури - каплеуловитель - мокрый электрофильтр -

чистый газ на получение электроэнергии в ГУБТ.

Выбор системы очистки доменного газа зависит от требуемой сте-

пени его чистоты и экономических показателей пылеочистки. При приме-

нении 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, кото-

рым может быть мокрый циклон, скруббер или канальный сепаратор.

В электрофильтрах для промывки и охлаждения электродов расходу-

ется 0.5-1.5 кг воды и 3.6-4.3 МДж электроэнергии на 1000 м куб. га-

за.

Затраты на устройства для очистки от пыли и газов всех основных

источников загрязнения атмосферы доменного цеха, т.е. газов, отводи-

мых при загрузке кокса в бункеры6 транспортировании и сортировке ру-

ды 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 вспомога-

тельные службы.

Объем капиталовложений зависит от мощности предприятия и его

технической оснащенности. Некоторые устройства используют одновре-

менно для нескольких пылегазоочистных агрегатов (газоходы, отстойни-

ки устройства для переработки шлама, вспомогательные агрегаты), бла-

годаря чему объем капиталовложений снижается.

Эксплуатационные затраты на очистные сооружения доменного цеха

зависят в основном от стоимости электроэнергии, водоснабжения и обс-

луживания.

Таблица 1

СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПЫЛЕЙ И ШЛАМОВ

ДДДДДДДДДДДВДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДВДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДї

Способы і Схема технологического і Особенности и преимущества і

і процесса і і

ДДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДґ

Классифика-і Отделение частиц, содер- іПродукт после удаления 60-80% і

ция в ги- і жащих свинец и цинк, - іцинка применяется как компо- і

дроциклоне іизготовление миниокатышей-інент аглошихты. В процессе і

і спекание на агломашине іагломерации используется і

і іуглерод, содержащийся в пыли і

ДДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДґ

Получение і і і

окатышей: і і і

і і і

а) миниока-іОбезвоживание- смешивание-іИспользование миниокатышей і

тышей іокомкование- спекание на іпредотвращает снижение газо- і

іагломашине іпроницаемости шихты при про- і

і іизводстве агломерата і

і і і

б) хлориро-іОкислительный обжиг исход-іВозможность использования пы- і

ванных іного материала-смешивание-іли разного происхождения. Вы- і

неофлюсо-іокомкование- обжиг ісокая степень очистки от цин- і

ванных і іка и других примесей і

і і і

в) металли-іОбезвоживание- смешивание-іВысокая степень очистки от і

зованных іокомкование- востанови- іцинка, свинца, соединений ще- і

ітельный обжиг-доменная(илиілочных металлов. Снижение і

іэлектросталеплавильная) ірасхода кокса в доменной печи. і

іпечь іСоздание бескоксовой метал- і

і ілургии і

і і і

г) безобжи-іОбезвоживание- смешивание іНизкие капитальныезатраты і

говых ісо связующим- окомкование-іиз-за отсутствия обжигового і

ісушка- доменная печь или іоборудования і

іконвертер і і

ДДДДДДДДДДДБДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДБДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДЩ

Таблица 2

ВАЛОВЫЕ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ НА ЛИТЕЙНОМ ДВОРЕ

ДДДДДДДДДДДДДДВДДДДДДДДДДДДДДДДВДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДДї

і і Количество примесей і

Объем і Производи- і кг/т чугуна і

печи,м куб. і тельность пе- ГДДДДДДДДДДДДВДДДДДДДДДДВДДДДДДДДДДДДґ

і чи, т/сут і пыли і СО і SO2 і

ДДДДДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДЕДДДДДДДДДДДДґ

1033 і 1720 і 0.7 і 1.1 і 0.165 і

1513 і 2520 і 0.6 і 0.95 і 0.15 і

2000 і 4350 і 0.5 і 0.85 і 0.13 і

2700 і 5500 і 0.4 і 0.70 і 0.115 і

5000 і 11500 і 0.4 і 0.70 і 0.11 і

ДДДДДДДДДДДДДДБДДДДДДДДДДДДДДДДБДДДДДДДДДДДДБДДДДДДДДДДБДДДДДДДДДДДДЩ