§ 3. Вредные выбросы доменного производства и их очистка

Доменные цехи загрязняют атмосферу в основном пылью и оксидом углерода.

Рудный двор и бункерная эстакада. На рудном дворе пыль выделяется при разгрузке вагонов, перегрузке руды грейферными кранами, подаче ее на бункерную эстакаду. Удельный выброс пыли на 1 т чугуна ориентировочно принимают равным: на рудном дворе 50 кг, бункерной эстакаде 22 кг при высоте выделений 6—15 м. Концентрация пыли на рудном дворе и бункерной эстакаде может достигать 1000 мг/м³. На новых металлургических предприятиях можно ожидать снижения удельных выбросов до 10 кг/т за счет разгрузки и транспорти­ровки сыпучих материалов в закрытых разгрузочных узлах и закрытых галереях с объединением аспирационных систем и очисткой запыленных газов в крупных электрофильтрах.

Подбункерные помещения. В доменных цехах существуют две системы подачи сырых материалов на колошник: скиповая, применявшаяся на старых печах, и транспортерная, применяемая в новых печах и обеспечивающая значительное снижение пылевыделений.

Наибольшее количество пыли выделяется в подбункерном помещении, где происходит выгрузка сырых материалов в вагон-весы и далее в скип. Пыль выбрасывается в атмосферу через окна и проемы для скипов и через выхлопные отверстия аспирационных систем при высоте выделений 10 м.

Концентрация пыли в воздухе подбункерных помещений составляет около 500 мг/м³, в связи с чем на многих предприятиях кабина машиниста вагон-весов герметизирована. При транспортерной подаче сырых материалов условия работы в подбункерном помещении гораздо лучше.

Валовые выбросы в подбункерных помещениях для доменных печей различных объемов характеризуются следующими данными, кг/т чугуна:

Скиповая подача (V_д.п < 2000 м³) ................. 0,8—1,2

Транспортерная подача (V_д.п >2000 м³) …... 0,09

Дисперсный состав пыли в подбункерных помещениях следующий:

Размер частиц, мкм	<13	13—52	>52
Содержание, % (объемн.)	25	65	10

Для очистки выбросов аспирационных систем в большинстве случаев применяют мокрые пылеуловители.

Колошниковое устройство. Пыле- и газовыделения печи обусловлены тем, что при подаче шихты на большой конус загрузочного устройства давление по обе стороны малого конуса необходимо выровнять, для чего грязный газ из межконусного пространства выпускают в атмосферу. Кроме того, пылевыделение происходит при каждой ссыпке сырых материалов из скипа в приемную воронку. Для печей емкостью 930—2700 м³ выбросы пыли и СО составляют соответственно 0,17—0,60 и 5—19 т/сут. Удельный выброс пыли может достигать 4 кг/т чугуна, а концентрация ее в газах 200—500 г/м³.

В целях сокращения этого выброса на некоторых предприятиях устанавливают автономные газоочистки. Чаще всего для этой цели применяют схему с орошаемым газоходом и скруббером Вентури. При общем удельном орошении газохода и трубы Вентури 1,5—3,5 дм³/м³ остаточная запыленность выбросов не превышает 10 мг/м³ и, следовательно, их можно подавать в газопровод чистого газа. Установки работают циклично: в течение часа производят 8—10 сбросов газа с продолжительностью каждого сброса 8—10 с.

Радикальным решением, почти полностью исключающим выбросы пыли из межконусного пространства, является подача в него в момент открытия большого конуса компримированного газа давлением, несколько превышающим давление в печи. В этом случае запыленный газ из печи вообще не поступает в межконусное пространство и при выравнивании давления в засыпном устройстве происходит выхлоп чистого газа. Однако при этом появляются дополнительные энергозатраты, связанные со сжатием газа, подаваемого в межконусное пространство. При осуществлении этой схемы выбросы в атмосферу уменьшаются в 50 раз, отпадает необходимость автономной системы газоочистки, увеличивается срок службы засыпного аппарата. В качестве газообразного агента может быть также использован компримированный азот с кислородной станции. Установка подобного типа уже осуществлена на одном из предприятий.

Литейный двор. 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: 0,4—0,7 кг пыли; 0,7—1,15 кг СО; 0,11—0,17 кг SO₂. Пыль и газы удаляются частично через фонари здания, частично с помощью аспирационных систем с очисткой от пыли перед выбросом в атмосферу преимущественно в батарейных циклонах.

Все выбросы литейного двора крупных печей стремятся объединять и направлять для очистки в электрофильтры (рис. 25.3). Общее количество отсасываемого газа для крупных печей достигает 1 млн. м³/ч. Чтобы уменьшить его, все системы снабжают дроссельными клапанами, позволяющими по мере надобности включать дистанционно необходимое в данный момент укрытие (зонт).

Рис. 25.3. Принципиальная схема вытяжной вентиляции литейного двора доменной печи: 1 – литейный двор; 2 – отсос от летки; 3 – укрытие разливочного ковша; 4 – сухой электрофильтр; 5 – дымосос; 6 – дымовая труба; 7 – отсос от головного барабана подачи шихты на колошнике; 8 – дроссельные клапаны; 9 – направляющие аппараты.

Воздухонагреватели. Воздухонагреватели доменных печей загрязняют атмосферу преимущественно оксидом углерода, в среднем 11—44 г/т чугуна. Концентрация оксида углерода, удаляемого через аэрационные проемы зданий, составляет в среднем 33 мг/м³.

Пылеуловители. При сухой разгрузке пылеуловителей в атмосферу выделяется 0,75—1,0 г пыли на 1 т чугуна. Средняя концентрация пыли при погрузке на открытые железнодорожные платформы составляет 250 мг/м³ на расстоянии 5 м от пылеуловителя при отсутствии ветра. При смачивании пылевыделение значительно сокращается. В настоящее время разработана и внедряется закрытая система пневматической транспортировки уловленной пыли.