В металлургических регионах Украины неблагоприятную экологическую ситуацию создают в совокупности четыре металлургических производства: коксохимическое, агломерационное, доменное, сталеплавильное.
    При операциях коксования образуется коксовый газ, в котором содержатся пыль, водяные пары, капельки и пары смол, аммиак, бензольные углеводороды, фенолы, сероводород, цианиды, бензапирен, диоксины и фураны. Коксовый газ в зависимости от месторождения угля и условий коксования содержит в среднем 55-65% водорода, 20-30% метана, 5-7% окиси углерода, 2–6% азота, 1,8-2,6% углекислого газа, 0,3-0,6% кислорода и 1,9-2,7% тяжёлых углеводородов.
    Основную массу кокса, производимого в мире, получают в обычных горизонтально-камерных печах, где реализована многокамерная система с улавливанием коксового газа и химических продуктов. Менее 15% общего объема производства кокса получают по технологии без улавливания химических продуктов коксования (ХПК), при этом лишь менее 1% приходится на новейшие печи без улавливания ХПК с утилизацией тепла отходящих газов коксования. Такие печи в настоящее время действуют в США, Австралии, Китае и Индии.
    Наиболее важные особенности, отличающие технологию коксования без улавливания ХПК, следующие:

коксование в плоском слое;

работа печи при пониженном давлении;

подача воздуха непосредственно в печные камеры;

полное сжигание сырого коксового газа в каждой отдельной печи;

отсутствие побочных продуктов и сточных вод.

    С точки зрения охраны среды важно то, что благодаря пониженному давлению в печи можно избежать неорганизованных выбросов, в том числе канцерогенных и токсичных, в местах утечки. Путем дополнительного подвода атмосферного воздуха достигается полное сжигание газа при температурах 1200-1400^оС. Тепло отходящего газа используют для выработки электроэнергии, после чего газ поступает на десульфурацию перед выбросом в атмосферу.
    Экологически благоприятная работа коксовых печей без улавливания ХПК предопределена выполнением следующих условий:

предотвращение загрязняющего выброса при загрузке, что наилучшим образом достигается при способе «верхней загрузки»;

применение методов ограничения выброса при выдаче кокса;

применение новейших систем охлаждения при тушении кокса;

многоступенчатое сжигание сырого коксового газа в отопительных каналах с целью уменьшения выброса NO_x;

утилизация тепла отходящего газа;

десульфурация отходящего газа. [1]

    Для уменьшения вредных выделений из коксовых печей в процессе их загрузки шихтой в последнее время стали применять бездымную загрузку и планирование в печи путем перепуска газов загрузки в соседнюю печь и в газосборник. Сущность бездымной загрузки состоит в создании большого разрежения в загрузочных отверстиях, которое в значительной мере уменьшает вынос газа с пылью и окружающую среду. Это разрежение создают паровой инжекцией при давлении пара (7-9)•10⁵ Па, а в некоторых случаях – газовой инжекцией. Подача пара осуществляется в газоотводные патрубки на машинной и коксовой сторонах коксовых печей. Бездымная загрузка находит все более широкое применение на коксохимических заводах нашей страны. Применение такой технологии загрузки дает возможность достижения пылевого выброса менее 1 г/т кокса, что в 20 раз ниже по сравнению с устарелыми технологиями Совершенствование оборудования тушильной башни позволило уменьшить выброс пыли при тушении кокса со значений, которые в 1980 г. нередко превышали 100 г/т кокса, до нынешнего показателя – менее 25 г/т. Оптимизированные системы мокрого тушения кокса могут обеспечить низкие уровни выброса. По сравнению с системами мокрого тушения, уменьшить выброс пыли позволяет сухое, которое осуществляют, используя инертный газ. Установка сухого тушения кокса оборудуется аспирационной системой с очисткой воздуха от пыли перед выбросом в атмосферу.
    На содержание оксидов азота в отходящих газах системы обогрева коксовой батареи в значительной мене влияет конструкция отопительной системы и регулирование режима обогрева. Наиболее важными отличительными особенностями современных коксовых батарей являются:

многоступенчатое сжигание отопительного газа;

циркуляция части объема отходящего газа;

принудительная подача воздуха для горения;

оптимизированное управление обогревом.

    Эти технологические меры позволяют уменьшить выброс NO_x на новых коксовых батареях до 600-800 г/т кокса в зависимости от вида отопительного газа. Для старого оборудования типичный выброс NO_x составляет 2000 г/т кокса.
    Величина выбросов оксидов серы, в частности SO₂, из дымовой трубы коксовой батареи зависит от содержания серы в отопительном газе. Современные процессы абсорбционной очистки позволяют снизить содержание серы в коксовом газе до величин ниже 0,4 г/м³, т.е. более чем на 95%. Мокрые окислительные процессы сероочистки газа позволяют достичь снижения на 99,9% и более. Содержание NH₃ в сыром коксовом газе можно снизить до 0,03 г/м³ и менее.
    В ближайшей перспективе до 2015 г. производство стали в Украине может достигнуть 48-50 млн. тонн. Тройка лидеров мировой черной металлургии (Китай, Япония, США) производит 7,6 млн. тонн стали – 52,7% от общего ее производства (1346,3 млн. тонн в 2007 г.). В этой связи прогнозируется дефицит кокса. Поэтому особо важным считаем отметить следующее:
    1. Появляющиеся в ближайшие 8-10 лет возможности по существенному сокращению потребления производства кокса и заменой его пылеугольным топливом (частично антрацитом, коксовым, природным газом), целесообразно использовать для сноса старых, строительства новых коксовых батарей, модернизации технологии производства кокса с целью улучшения его качества и практически полной ликвидации газопылевых выбросов на всех стадиях коксохимического производства.
    2. Примерно пятую-шестую часть объема производства кокса нужно перевести на новую, активно развиваемую в мире (Япония, США, Германия, Китай) технологию коксования без отвода и обычной переработки коксового газа, осуществляемую с целью извлечения из него ценных продуктов, но при большом экологическом ущербе окружающей среде. [2]

Перечень используемой литературы

1. Ухмылова Г.С. Сравнение различных систем коксования с точки зрения современных требований по охране окружающей среды // Новости черной металлургии за рубежом. – 2003 – № 2 – С. 20–25.
2. Рудыка В.И.,Малина В.П. Мировой кокс 2007: радужные перспективы или мираж? // Кокс и химия. - 2007 № 8 – С. 2-7.

© ДонНТУ 2009 Вислобод А.А.