21. Воздействие на окружающую среду агломерационного и коксохимического производства. Доменная выплавка чугуна. Мартеновская и конвертерная выплавка стали.

К основным источникам загрязнения атмосферы относятся агломерационное, коксующийся производство, доменное производство чугуна, сталеплавильное производство и др.

Агломерационное производство. Выбросы вредных веществ в атмосферный воздух делятся на технологические, которые образуются в процессе спекания агломерационной шихты и охлаждения агломерата, и неорганизованные, которые образуются в процессе дробления шихтовых материалов и агломерата, их грохочения и перегрузки в процессе транспортировки. Данные, характеризующие объем и состав технологических и неорганизованных выбросов в производстве одной тонны агломерата, приведенные в таблице 3.3. Дисперсный состав пыли (по массе) составляет 5% частиц размером до 5 мкм, 3 - 4% частиц размером 5-10 мкм, 2% частиц размером 10-15 мкм, более 60% составляют частицы размером> 50 мкм.

Одна агломерационная машина выделяет более 700 т. SO2 в сутки. На агломерационной фабрике вместе с отходящими газами, выносится в атмосферу в виде пыли 6 - 8% производимого агломерата, что составляет 9 - 13 г / м3.

Коксующийся производство. Тушение (охлаждение) кокса сопровождается выделением в атмосферу (г / сек): бенз (а) пирена - 616, H2S - 3,7, цианидов - 4,6, NOx - 20 CO - 317. Тушение бывает мокрым ( сточные воды содержат аммиак, фенолы, цианиды, пиридины, пирокатехина, ПАВ) и сухим (проводится инертным газом, который циркулирует в системе охлаждения).

Доменное производство чугуна. В производстве одной тонны чугуна образуется примерно 2000 м3 доменного газа. Доменный газ содержит 3,5 - 3,6% водорода, 0,1-0,4% кислорода, 0,1 - 0,6% метана, 55% азота, 25 - 32% оксида углерода, 10 - 15% диоксида углерода , значительное количество пыли. После очистки от пыли он становится качественным топливом, которое используется в доменном цехе для отопления воздухонагревателей, поэтому основное количество доменного газа не попадает в атмосферу. Доменные печи за расходы природного газа 80 - 120 м3 на одну тонну выплавляемого чугуна, обогащенного кислородом до 35%, выделяют 1 м3 доменных газов. В этих газах содержится (по весу): 25 - 30% СО, 12 - 18% СО2, 2 - 7% Н2, 0,5% CH4, 47 - 57% ΝO2, 200 - 300 мг / м3 цианистых соединений, 15- 70 мг / м3 пйлу.

Источником поступления пыли в окружающую среду также вентиляционные газы подбункерных помещений доменных цехов. Эти газы содержат 2 - 5 г / м3 пыли, для очистки от которого используют электрофильтры, которые снижают содержание пыли в газах, выбрасываемого в 60 - 80 мг / м3.

Сталеплавильное производство. Выплавка одной т. Стали связана с выбросами в атмосферу 40 кг твердых частиц, 30 кг диоксида серы, около 50 кг оксида углерода. Пыль содержит соединения Mn, Fe, Cu, Zn, Cd, Ри и др. В процессе выплавки высоколегированных сталей в окружающую среду поступают соединения Va, Сr, Ni, Mo и др.

Из всех пылегазовых выбросов с сталеплавильных агрегатов наибольшее количество приходится на мартеновские печи: 90% оксидов серы, 85% оксидов азота и 75% пыли. На одну тонну сады в мартеновских печах в случае отопления их природным газом образуется от 1000 до 4000 м3 / ч газа, который имеет на выходе из печи температуру 700 - 800 ° С. Химический состав газа зависит от вида использованного топлива, состава шихты и технологии плавки. В нем содержатся оксид и диоксид углерода, оксиды азота и серы, кислород, водород, азот, водяной пар и некоторые другие вещества. Количество оксидов серы зависит от вида использованного топлива и в случае отопления коксодоменный газом может достигать 800 мг / м3. Кроме газообразных примесей газ, выделяющийся содержит значительные количества пыли - до 15 г / м3. Мартеновский пыль Состоит в основном из оксидов железа (около 88%); Кроме этого, в нем содержатся оксиды алюминия, марганца и других веществ, входящих в состав шихты.

В мартеновских цехах существуют также неорганизованные источники выбросов пыли в окружающую среду. Например, в воздухе миксерного отделения содержание пыли доходит до 13 г / м3; в месте разгрузки сыпучих материалов на шихтовом дворе 250 - 450 мг / м3; в люнкеритному устройства в разливочный пролете 100 - 160 мг / м. Пыль мартеновских газов содержит также оксиды железа, кальция, магния, марганца, алюминия, кремния, фосфора, он преимущественно мелкодисперсный (только 11 - 12% пыли приходится на частицы размером более 1 мкм).

С отходящими газами из мартеновских печей в окружающую среду, выносится 41% тепла, конвективные потери тепла составляют 34%, то есть суммарные потери энергии составляют 75%.

Конверторное производство стали связано с выносом пыли в процессе продувки кислородом с уходящими газами в количестве 1,5 - 2,0% веса залитого чугуна. Концентрация пыли в отходящих газах находится в пределах 20 - 250 г / м3 и зависит от системы отвода и охлаждения газов. Химический состав конверторных газов при условии полного сжигания оксида углерода и интенсивного продувки кислородом (10 м3 / с) по объему в%: СО2 - 31 N2 - 60, О2 - 9. Кроме того, в газе содержится до 100 мг / м3 фтора и 10 мг / м3 хлора,

Химический состав конверторных газов без доспалювання оксида углерода в% составляет: СО2 - 17 N2 16, СО - 67. Газ содержит также: SO2, (до 70 мг / м3), H2S (до 30 мг / м3), фтора (до 200 мг / м3), хлора (до 20 мг / м3) и до 200 г / м3 аэрозольных твердых включений. Загрязнение окружающей среды вокруг предприятий черной металлургии ощущается в радиусе 20 - 50 км. На 1 км2 территории приходится в сутки до 15 кг пыли.

В процессе работы электродуговых печей в атмосферу попадают твердые и газообразные загрязнители. На одну тонну перерабатываемой стали выделяется 10-35 м3 / ч газов в процессе плавки, 100 - 250 м3 / ч в процессе окисления и 25 - 50 м3 / ч в процессе восстановления. Состав газов таков: 8 - 20% диоксида углерода, 8 - 70% оксида углерода, 0 - 2% кислорода, 18 - 75% диоксида азота. В процессе плавления стали в индукционных печах выделяется незначительное количество газов и крупнодисперсных пыль в количестве в 5 - 6 раз меньше, чем в процессе работы электродуговых печей.