Автореферат за темою:

"Еколого-економічна оцінка використання пиловугільного палива в доменному виробництві"

Виконала: Бутенко Наталя Вікторівна

Керівник: доц., к.т.н., Кочура Володимир Васильович

1. Актуальність теми.
2. Мета і задачі теми.
3. Наукова новизна і практична цінність.

1. Екологічна ефективність використання пиловугільного палива в доменному виробництві.
2. Економічна ефективність використання пиловугільного палива в доменному виробництві.

Висновок

1. Актуальність теми

Тема даної магістерської роботи є актуальною в сформованих сучасних економічних і екологічних умовах, тому що розглядає екологічний і економічний ефект, одержуваний підчас заміни частини коксу пиловугільним паливом. Також споживаний природний газ стає усе більш невигідним видом палива внаслідок своєї високої вартості як для металургії в цілому, так і для доменного виробництва зокрема, і перехід на вдування пиловугільного палива не тільки дозволить знизити споживання природного газу, але і згодом відмовитися від нього.. Крім того, удмухування пиловугільного палива в доменну піч дозволить зменшити енерго- і ресурсоємність одержуваної продукції. Для виробництва коксу необхідні коксівні вугілля, що є найбільш дорогими і важкодоступними, оскільки залягають тонкими шарами. А для вдмухування пиловугільного палива в доменну піч підходять газові й енергетичні вугілля, що складають основну масу родовища в Донбасі (70%). Тому освоєння технології доменної плавки з удмухуванням 100-200 кг/т чавуна пиловугільного палива з неспікливих марок вугілля визначить зниження витрати коксу до 40% і дозволить добувати коксівні вугілля відповідно до геологічних ресурсів, розширити видобуток найбільш дешевих і доступних неспікливих вугіль.

2. Мета і задачі теми

Мета і задачі - вивчити і зробити комплексну оцінку технології вдмухування пиловугільного палива в доменному виробництві, розглянути достоїнства і недоліки заміни частини коксу пиловугільним паливом і привести економічний розрахунок, що підтверджує ефективність впровадження установок по вдмухуванню пиловугільного палива на металургійних підприємствах України. Зробити аналіз впливу даної технології на навколишнє середовище, передбачити її екологічну безпеку.

3. Наукова новизна і практична цінність

Наукова новизна даної магістерської роботи полягає в тім, що вивчається вплив технології вдмухування пиловугільного палива в горн доменних печей на навколишнє середовище при її впровадженні на металургійних підприємствах України. Практична цінність магістерської роботи укладена в тім, що при застосуванні даної технології досягається максимальне коксо- і енергозбереження в умовах зростаючих вимог по екології, тобто знижується енергоємність металопродукції.

1. Екологічна ефективність використання пиловугільного палива в доменному виробництві

За останні роки проблеми екології придбали виняткову актуальність. Готування пиловугільного палива супроводжується значно меншим забрудненням атмосфери і водяного басейну, чим виробництво коксу. Коксохімічне виробництво - є найсильнішим джерелом забруднення навколишнього середовища великою кількістю хімічних сполук. При виробництві коксу виділяється величезна кількість шкідливих речовин. До них відносяться сірководень, сірчистий ангідрид, окис вуглецю, феноли, аміак, нафталін, сірковуглець, 3,4-бензопирен, синильна кислота. Питома величина пилегазових викидів на 1 т коксу складає: пил - 2,66 кг; газу - 7600 м3, шкідливих речовин - 4,07 кг. У таблиці 2.1 приведена кількість викидів в атмосферу при виробництві коксу і пиловугільного палива.

 
З таблиці видно, що при виробництві пиловугільного палива викиди в атмосферу в 33 рази менше, ніж при виробництві коксу. При використанні пиловугільного палива в доменному виробництві можна оцінити екологічний ефект від скорочення викидів шкідливих речовин в атмосферу з очікуваним скороченням виробництва коксу.

2.Економічна ефективність заміни коксу на пиловугільне паливо

На виробництво чавуна витрачається до 2/3 від загальної витрати енергоресурсів, що складають 1000 - 1500 кг умовного палива на 1 т готового прокату, в основному, у виді дорогих і гостродефіцитних коксу і природного газу, що є в даний час єдиним його замінником. Вартість палива складає 30 - 40% від загальної собівартості чавуна. Для України, що має великі запаси вугілля, причому, значну частину яких складають енергетичні вугілля, технологія доменної плавки з заміною коксу пиловугільним паливом є найбільш перспективної, якщо не єдиної, котра дозволить підвищити конкурентноздатність українського чавуна. Застосування пиловугільного палива дозволяє поліпшити екологічні показники діяльності підприємств чорної металургії.
Можливими ресурсами вугілля для готування пиловугільного палива, що задовольняють вимогам доменної плавки, є менш дефіцитні неспікливі і малоспікливі збагачені вугілля марок Г и Т. Ресурси для одержання пиловугільного палива забезпечуються запасами вугіль і існуючими потужностями для їхнього видобутку. Надалі потребу в сировину для готування пиловугільного палива може задовольнятися за рахунок газових вугіль.
При вдмухуванні в доменні печі концентрату тощих вугіль потреба в шихті для коксування зменшиться на 6,0 млн т за рахунок зниження виробництва доменного коксу на 4,5 млн. т. У цьому випадку марочний склад шихти, використовуваний для коксування, покращиться. Так, зміст газових вугіль зменшиться на 4,7 млн т, а тощі вугілля будуть цілком виведені із сировинної бази коксування.
При вдмухуванні в доменні печі газових вугіль потреба в доменному коксі знижується на 3,6 млн т, а потреба в шихті зменшується відповідно на 5,0 млн. т, що також дозволить цілком відмовитися від використання для цілей коксування тощих вугіль і зменшити участь газових вугіль на 3,7 млн. т. Підвищення змісту вугіль основних марок у шихті за рахунок зниження слабоспікающихся газових і неспікливих худих вугіль приводить до поліпшення якості коксу по показниках міцності на 2,2 % і стиранності на 1,1 % при вдмухуванні худих вугіль. У випадку вдмухування газових вугіль ці показники поліпшуватися на 1,8 і 0,9 % відповідно. Поліпшення якості коксу в результаті видалення із шихт для коксування газових і худих вугіль знизить витрату коксу відповідно на 3,25% і 3,85% і підвищить продуктивність доменних печей на 4,03 і 4,84%.
На підставі аналітичного розрахунку, а також аналізу досвіду прмислового застосування пиловугільного палива з різних марок вугілля прийняли наступні основні показники роботи доменних печей при заміні їм частини коксу, приведені в таблиці 2.2. З таблиці видно, що максимальне зниження витрати коксу і збільшення продуктивності печі можуть бути досягнуті при вдмухуванні антрацитів із зольністю палива 4,5 і 7,5%.

У таблиці 2.3 приведений ефект економії в доменному виробництві при вдуванні пиловугільного палива у горн доменної печі.

Як видно з приведених даних, максимальне зниження витрати коксу і підвищення продуктивності можуть бути досягнуті при вдмухуванні в горн доменних печей малозольних антрацитів. Проте, застосування антрацитів менш ефективно, чим худих вугіль, насамперед через високу заготівельну вартість палива.
При однаковій якості вугілля по зольності (7,55%) використання тощіх вугіль у порівнянні з газовими забезпечує більшу на 22% економію коксу. Річний економічний ефект при цьому зростає в 1,8 рази. Менша ефективність застосування пиловугільного палива з газових вугіль визначається меншим змістом вуглецю в паливі і відповідно меншим коефіцієнтом заміни коксу пиловугільним паливом, значним супутнім зниженням витрати природного газу.
Застосування менш зольних концентратів, хоча і забезпечує додаткову економію в доменному виробництві, проте , у підсумку виявляється менш ефективним через погіршення показників збагачення і високої заготівельної ціни палива.
Таким чином, вдування пиловугільного палива в горн доменної печі в сполученні з іншими заходами, що компенсують, дозволяє значно знизити витрату коксу (до 40%), зменшити споживання природного газу без зміни продуктивності доменної печі, що забезпечує одержання економічного ефекту. Вдування пиловугільного палива є одним з найбільш ефективних заходів, розроблених і підготовлених до широкого впровадження.

Дана технологія дозволяє не тільки зменшити витрату коксу і природного газу, тобто одержати значний економічний ефект, але і є сприятливої з погляду екології. У світлі діючих законів про охорону навколишнього середовища і жорсткості відповідних вимог до технологічних процесів зазначені в роботі сприятливі наслідки, одержувані без додаткового і спеціального будівництва, можуть виявитися істотним фактором, що визначає перспективність даної технології. Комплексна ефективність застосування пиловугільного палива в доменному виробництві, крім зниження потреби в металургійному коксі, супроводжується також поліпшенням показників роботи доменних печей, зменшенню викидів в атмосферу шкідливих речовин і забруднення водяного басейну, зменшенням капиталоємності, площ зайнятих устаткуванням і підвищення продуктивності праці в коксохімічній і металургійній промисловості

4. Література

1. Гольдерман Г.Д. Вдувание угольной мелочи в горн доменной печи за рубежом. – «Бюллетень ЦНИИИ ЧМ», 1964, №10.
   
2. Леонидов Н.К. Применение кислорода, вдувание углеводородов и других материалов. – М.:ВИНИТИ, 1972, (Итоги науки и техники, т.5).
   
3. Применение пылеугольного топлива для выплавки чугуна. /Под ред. Ярошевского С.Л. М.:Металлургия, 1974. – 184 с.
   
4. Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве. – М.:Металлургия, 1990. – 399 с.      
   
5. Юдашкин М.Я. Очистка газов в металлургии. – М.:Металлургия, 1976. – 376 с.
   
6. Ярошевский С.Л. Выплавка чугуна с применением пылеугольного топлива.- М.:Металлургия, 1988. – 174 с.