АВТОРЕФЕРАТ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Обоснование актуальности работы

Предприятия чёрной металлургии являются основным источников загрязнения атмосферы. В промышленных городах с металлургическими предприятиями концентрации вредных веществ в атмосфере в 4 – 6 раз превышают санитарные нормы. Это сказывается на здоровье населения промышленного региона. Исследования показали, что повышенная заболеваемость населения в горно-металлургических регионах является следствием своебразного экологического СПИДа – синдрома приобретенного иммунодифицита, который формируется под влиянием поражения системы крови человека токсичными веществами, содержащимися во всех видах отходов предприятий горнометаллургического комплекса. Поэтому снижение их влияния является чрезвычайно важным, а т.к. на металлургических предприятиях с полным циклом более 50 % выбросов в атмосферу пыли, монооксида углерода, сернистого ангидрида, диоксида азота приходится на долю агломерационных фабрик, снижение влияния этого производства является первостепенным.

Цели:

• разработать основные мероприятия по снижению негативного влияния агломерационного производства на окружающую природную среду;

• разработать основные мероприятия по повышение качества целевого продукта – агломерата;

• доказать экономическую эффективность перехода агломерационного производства на современные технологии

Задачи:

• рассмотреть источники выбросов, сбросов, отходов агломерационного производства;

• выявить причины выбросов, сбросов и образования отходов в агломерационном производстве;

• выявить зависимости количества выбросов, сбросов, отходов от качества сырья и топлива агломерационного производства;

• выявить зависимость количества выбросов, сбросов, отходов от технологических параметров агломерационного производства;

• разработать общие технологические принципы современного экологически совершенного агломерационного производства;

• доказать экономическую выгодность перехода аглофабрик на качественное сырье и топливо;

• дать комплексную оценку разработанному современному экологически совершенному производству.

Научная новизна работы заключается в том, что ранее не рассматривался вопрос об улучшении качества окружающей природной среды путем улучшения качества выпускаемой продукции – агломерата.

Практическая ценность работы заключается в том, что рассмотренные технологические мероприятия являются экономически выгодными для предприятий и одновременно позволяют существенно улучшить экологическую обстановку на аглофабриках. Таким образом достигается небывалый эффект – экологизация агломерационного производства, являющегося основным источником загрязнения предприятий черной металлургии, является отнюдь не затратной, а экономически выгодной.

СНИЖЕНИЕ НЕГАТИВНОГО ВЛИЯНИЯ АГЛОДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ПУТЕМ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА СЫРЬЯ И ТОПЛИВА

Вредные выбросы на аглофабриках в целом представлены выбросами технологического происхождения (пыль, оксиды углерода, серы, азота, образующиеся в процессе спекания шихты, охлаждения агломерата и возврата) и неорганизованными выбросами (пыль, образующаяся в процессах дробления, грохочения и перегрузок шихтовых материалов и агломерата). При производстве в стране около 44 млн. т агломерата (2003-2004 г.г.) расчётные валовые выбросы контролируемых вредных веществ составили 1528 тыс. т в год, в том числе:

пыли – 123,0

монооксида углерода – 1200

сернистого ангидрида – 172

оксидов азота – 33,0.

В аглодоменном переделе количество вредных выбросов напрямую зависит от использования топлива на агломашинах. Затраты тепловой энергии и удельный расход твёрдого топлива на процесс спекания на отечественных аглофабриках выше этих показателей для зарубежной агломерации на 40-50 %, а выбросы вредных веществ в атмосферу в 4-6 раз превышают предельно допустимые уровни.

Поэтому для их уменьшения логичным и рациональным будет уменьшение расхода топлива, энергопотребления и использования топливных первичных ресурсов. Соответствующие технологические мероприятия приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Основные мероприятия для снижения расхода топлива (%), энергопотребления (ГДж/т) и использования топливных первичных ресурсов (кг.усл.т.)

Таким образом, повышение содержания железа, увеличение основности, снижение содержания серы, повышение показателей прочности – это основные рычаги снижения расхода топлива в аглодоменном переделе, а следовательно снижения массы газопылевых выбросов в окружающую среду. Кроме того, т.к. агломерационное производство создает и базовые технологические условия для доменной плавки, определяющей, в конечном счете, объемы потребления и производства кокса, а коксохимическое производство отличается токсичностью выбросов, это ещё и возможность для обновления коксохимического производства, вывода из эксплуатации изношенных коксовых батарей.

Кроме того, качественный по химическому составу и крупности агломерат обеспечивает снижение удельного расхода кокса в доменной плавке, возможности применения заменителей кокса (природного газа, коксового газа, мазута, пылеугольного топлива и др.) и повышает производительность доменной печи (таблица 2).

Таблица 2 – Влияние технологических факторов на расход кокса и производительность доменной печи

Из таблицы видно, что наиболее резкое изменение показателей работы доменной печи зависит от повышения содержания железа в шихте, качества кокса (зольность, М10, содержание серы), частичной замены кокса мазутом, природным, коксовым, коксовым и генераторным газом, вдувания каменноугольного топлива (ПУТ) и т.д.

Преобладающая роль отечественной агломерации в загрязнении воздушного бассейна объясняется также и явной отсталостью почти всех стадий процесса производства агломерата.

Ниже приведены основные технологические способы подавления газовых выбросов при агломерации.

Обеспечение оптимальной крупности шихтовых материалов. Додрабливание крупных фракций (8-10 мм) аглоруды, снижение крупности возврата до 5-8 мм, оптимизация крупности твёрдого топлива на уровне 0,5-3 мм позволяют снизить расход топлива на 10-20 %.

Усреднение шихтовых материалов, подразумевающее как улучшение снабжения аглофабрик сырьём, так и улучшение усреднения сырья непосредственно на складах. Таким образом, удается снизить минимум вдвое колебания содержания железа в сырье, уменьшить расход твёрдого топлива в агломерации на 5-7 %, а расход кокса в производстве чугуна на 7-8 %.

Дозирование и транспортировка шихтовых материалов с помощью соответствующей современной техники позволяет достичь стабильности химического состава агломерата и зависящей от неё экономии твёрдого топлива на процесс спекания может составлять в различных условиях 25-50 %.

Смешивание и окомкование более крупной шихты в две стадии в параллельно установленных барабанах повышает качество агломерата, снижает расход твёрдого топлива до 38-42 кг/т агломерата (при 55-60 кг/т в нашей практике). Раздельное окомкование тонких концентратов в прочные гранулы размером 3-6 мм позволяет обеспечить нужную газопроницаемость шихты, спекание её в слое высотой 500-700 мм при большой производительности (1,9-2,0 т/м2•ч) и уменьшении расхода твёрдого топлива на 15 %.

Функционирование цикла «постели» наряду с хорошо обеспеченной сегрегацией шихты при её загрузке позволяет сократить в 2-5 раз пылеунос из спекаемого слоя.

Увеличение высоты спекаемого слоя шихты до 350-450 мм обеспечивает уменьшение расхода топлива на 8-10 %, снижает унос пыли из слоя, увеличило полноту горения топлива. При увеличении высоты слоя на 100 мм, совместном измельчении известняка и топлива, раздельной подаче топлива в шихту (70-80 % - в барабан-окомкователь), можно сократить выбросы оксидов азота и СО на 20 %.

Рециркуляция минимум 25 % отходящих газов может нейтрализовать соответствующую часть СО, диоксинов и фуранов.

Процессы охлаждения, дробления и грохочения спека оказывают большое влияние на неорганизованные выбросы пыли. В охлаждённом агломерате нет большого количества крупных кусков (более 50-70 мм), разрушающихся с образованием мелочи. При обработке и транспортировке охлаждённого агломерата коренным образом улучшаются условия труда, повышается надёжность оборудования всей поточно-транспортной системы вплоть до загрузочных устройств доменных печей.

Таким образом, анализ влияния отдельных стадий агломерационного процесса на вредные выбросы показывает, что путём совершенствования подготовки и спекания шихты можно сократить выбросы токсичных газов и пыли минимум на 30-35 % (около 500 тыс. т/год).

ВЫВОДЫ

1. Путем совершенствования качества сырья, топлива и технологических процессов агломерации можно снизить расход одного из важнейших топливных ресурсов – кокса вдвое.

2. Повышение технологического уровня агломерационных фабрик снижает количество вредных выбросов в аглодоменнном переделе, являющимся основным источником загрязнения воздушного бассейна.

3. Повышение технологического уровня агломерационных фабрик создает условия для повышения качества выпускаемого продукта – агломерата, что создает газодинамический фундамент доменной плавки для внедрения коксосберегающих технологий. Таким образом, это еще и возможность для обновления коксохимического производства, вывода из эксплуатации изношенных коксовых батарей, что снижает негативное влияние данного токсичного и зловонного производства.

4. При таком подходе экологизация действующих производств из затратной становится экономически прибыльной, т.к. уменьшение загрязнения окружающей среды достигается за счет повышения выхода целевого продукта – агломерата, сокращения расходных норм по сырью и энергоресурсам, и, соответственно, сокращению его себестоимости.

5. При таком совершенствовании производства у металлургических предприятий есть все шансы получить сертификаты качества серий ISO 14000 и ISO 9000 и таким образом повысить конкурентоспособность своей продукции и получить доступ выхода с ней на мировой рынок.

ЛИТЕРАТУРА

1. Андоньев С.М., Филипьев О.В. Пылегазовые выбросы предприятий чёрной металлургии. М., 1973, – 200с.

2. Гугис Н.Н., Мищенко И.М. Развитие технологии агломерации и пути снижения вредных выбросов в атмосферу//Ин-т «Черметинформация», М., 1989 г, вып. 1, – 39 с.

3. Александров Л.И. Поведение диоксинов при агломерации железных руд/Новости чёрной металлургии за рубежом. – 2000. № 4. – С 38-40.

4. Ефимов С.П., Ефименко Г.Г. Влияние крупности топлива на процесс агломерации и качество агломерата//Известия вузов. Чёрная металлургия. 1970, № 9, с 21-25.

5. Разработка типовой технологии и оборудования по подготовке агломерационной шихты к спеканию при высоком содержании концентратов в рудной части: отчёт о НИР/Донниичермет, № ГР 80017118, Донецк, 1981, 79 с.

6. Стасовский Ю.Н. Инновационный путь перспективного развития горно–металлургического комплекса региона//Металлургическая и горнорудная промышленность.–Днепропетровск.–2003.– №3.–С. 2–4.

7. Адлер Ю.П., Шпер В.Л. Менеджмент ХХI века. Краткий обзор основных тенденций //Металлург.–М.–1998.– №9.– С. 22–26.

8. Адлер Ю.П., Борисов С.Я., Шпер В.Л. Качество: Новая Культура для Новой Европы (По материалам 38-го ежегодного Конгресса Европейской организации по качеству). //Стандарты и Качество.– 1994.–№10.– С. 20–28; №11.– С. 33 – 40.

9. Буторина И.В., Харлашин П.С., Сущенко А.В. Пути снижения энергоемкости металлургических процессов на предприятиях Украины //Сталь.–М.– 2003.– №7.– С. 97–101.

10. Зайцев О. Инновационная технология переработки руды //Металлы мира. Международное обозрение.–2003.– №10.– С.38 – 42.

11. Оценка влияния расхода твёрдого топлива на показатели процесса агломерации / Греков В.В., Семёнов А.К., Исаенко Г.Е. и др. //Сталь.- 2006. - №6. - С. 36 – 39.