СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ДИОКСИНОВ И ФУРАНОВ В ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ЦЕХАХ

Толкачева М. Г., Перистый М. М.
Донецкий национальный технический университет

Источник: Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов – 2010 / Материалы ХХ Всеукраинской научно-технической конференции аспирантов и студентов. – Донецк, ДонНТУ – 2010, С. 60-62.

В нашем регионе предприятия чёрной металлургии являются одними из основных источников загрязнения атмосферы вредными веществами. Существующее в настоящее время превышение санитарных норм концентраций загрязнителей в атмосфере промышленных городов значительно сказывается на здоровье населения. Самыми токсичными соединениями, попадающими в окружающую среду за счет антропогенных источников, к которым относятся черная металлургия, являются диоксины. Диоксины – это чужеродные живым организмам вещества (ксенобиотики), имеющие высокую химическую стойкость, в связи с этим трудно поддающиеся уничтожению. Это твердые бесцветные вещества, плохо растворимые в органических растворителях и очень плохо – в воде.

Попадая в организм человека через воздух, воду и продукты питания, диоксины концентрируются и накапливаются в жировых тканях. Большую опасность в связи с аккумуляцией представляет длительное поступление диоксинов в организм в малых количествах. При этом общетоксические проявления сопровождаются тератогенными, мутагенными, эмбриотоксическими эффектами и нарушением репродуктивных функций. У людей, подвергнутых действию диоксина (в результате аварий), проявлялись различные психические отклонения и кожные заболевания.

Электросталеплавильные цеха, являются интенсивными источниками выделения диоксинов. Зачастую металлолом, поступающий в качестве сырья для переплавки, сильно загрязнен остатками органических веществ (различные покрытия, краска, остатки масел, пластмассы), что провоцирует ухудшение качества отходящих газов, образующихся при переплавке.

При термической обработке такого металлолома образуются диоксины, которые попадают в атмосферу через систему вытяжки печи. Известно, что выбросы электродуговых печей могут содержать диоксины в концентрации 0,02-9,2 нг/м³. Вместе с этим, выбросы с максимальным содержанием диоксинов свойственны электродуговым печам с предварительным подогревом металлолома.

Возникает необходимость в разработке новых процессов газоочистки, позволяющих снижать до допустимых пределов содержание в отходящих газах полихлордибензодиоксинов и фуранов. Использование для улавливания диоксинов только системы «чистого» фильтрования (например, с рукавными фильтрами) без использования адсорбентов провоцирует проскакивание диоксинов в атмосферу с отходящими газами, так как только 20 – 30% диоксинов сконцентрированы на частицах золы, а 70-80% сосредоточены в газовой фазе. Одним из эффективных способов сокращения выбросов диоксинов является процесс адсорбции в потоке. При этом методе очистки адсорбент, содержащий уголь (в частности, активированный лигнит, обладающий оптимальной пористостью для адсорбции вредных веществ), вдувается в порошкообразном виде в поток исходного газа до установки пылеулавливания.

При внедрении метода очистки адсорбцией в систему пылеулавливания осаждение адсорбента с уловленными диоксинами происходит вместе с технологической пылью.

Отходящие газы, образовавшиеся во время плавки, оказываются прямо в канале вытяжки печи и после дожигания попадают на охлаждение до ~250°C, затем большие частицы осаждаются в вихревом осадителе. На следующей стадии очищенный газ подается в камеру смешивания газа с цеховым воздухом, температура газа снижается до 80-100 °C. В тканевом фильтре осуществляется улавливание пыли с большим содержанием диоксинов, которая затем выгружается и складируется в бункере для дальнейшей утилизации. Обязательным условием при этом является предварительная обработка и нейтрализация пыли, например технологией высокотемпературного обеззараживания в электродуговой печи или в плавильном реакторе.

Достигнутый в очищенном газе при расходе активированного лигнита не более 30 мг/м³ низкий уровень содержания диоксинов подтверждает высокую эффективность этого процесса очистки отходящих газов. Даже при очень малых количествах адсорбента обеспечиваются значительные скорости осаждения, и степень загрязнения диоксинами очищенного газа, не превышающая 0,1 нг/м³.

Таким образом, технология адсорбции в потоке, интегрированная в технологический процесс, представляет собой безопасный и одновременно малозатратный способ сокращения выбросов диоксинов в условиях производства электростали. Для эффективной очистки отходящих газов электродуговых печей сочетание термической обработки, вдувания адсорбента и быстрое охлаждение обеспечивает возможность сократить содержание диоксинов до безопасной концентрации.

Литература

1. Тимофеев И. Г. Удаление диоксинов и фуранов из технологических газов ДСП //Электрометаллургия. 2003. №8.   С.   29   –   33

2. Воронова Г.П. Двухступенчатая система пылеулавливания. // Новости черной металлургии за рубежом.   2004.   № 2.   C. 24.