|
|
Resent Researches on Dioxin Emission from Ironmaking Process /Kasai E.// Tetsu-to-hagane = Bulletin of the Iron and Steel Institute of Japan. 2003. 8. № 2. C. 94-100 Яп. Огл. на англ.
«Новости черной металлургии за рубежом» № 4, 2003
Новейшие исследования по вопросам выброса диоксинов в металлургических процессах
Воронова Г.П.
В Японии нормирование выброса диоксинов предусмотрено «Законом о специальных мерах против диоксинов». Это единственный в мире пример законодательства, специально ориентированного на борьбу с диоксинами.
Установлены также нормативы состояния окружающей среды, определяющие загрязнение водного бассейна, многосторонние исследования в этом направлении продолжаются. В черной металлургии источниками загрязнения является главным образом системы выброса в атмосферу отходящих газов, в том числе агломашины и дуговые сталеплавильные печи. Тесно связано с ними и оборудование для регенерации цинка - системы улавливания и переработки цинка из пыли дуговых сталеплавильных печей.
В таблице 1 представлены данные, касающиеся источников образования диоксинов в Японии и величин выбросов, откуда видно, что за последние три года общий выброс токсичных веществ сократился почти в три раза. Это обусловлено главным образом уменьшением выброса оборудованием для сжигания бытовых отходов. Значительно уменьшились и выбросы из оборудования для сжигания промышленных отходов, причем общая доля агломашин и дуговых сталеплавильных печей в общей массе выбросов изменилась приблизительно с 4,9 % в 1997г. до 9,1 % т. е. практически удвоилась. Уменьшение выброса при сжигании отходов достигнуто на основе организации непрерывных процессов (в том числе на оборудовании малой мощности), внедрения новых систем высокотемпературного сжигания и глубокой очистки отходящих газов.
Началом исследований, связанных с уменьшением образования диоксинов, применительно к электросталеплавильному производству, можно считать деятельность форума по новым сталеплавильным процессам в 1991-1999 гг. в Японии.
Процесс в дуговой печи периодический, состав и температура печного газа сильно изменяются по времени. Так, температура отходящего газа на выходе из печи находится в пределах 200-1400 °С, а концентрация кислорода 2-21 %, т. е. диапазоны изменения очень широкие. С другой стороны, для предотвращения окисления жидкой стали в печи необходимо создавать восстановительную атмосферу и в ряде случаев содержание СО в отходящем газе превышает 15 %.
Таблица 1 - Статистические данные по величине выброса диоксинов в Японии, г-экв/год
| Источники выброса |
1997 г. |
1998 г. |
1999 г. |
2000 г. |
2002 г. |
| Оборудование для сжигания бытовых отходов |
5000 |
1550 |
1350 |
1019 |
310 |
| Оборудование для сжигания промышленных отходов |
1300 |
1100 |
690 |
555 |
200 |
| Маломощные ненормированные печи для сжигания отходов |
368-619 |
368-619 |
307-509 |
353-370 |
66-112 |
| Дуговые сталеплавильные печи |
228 |
139,9 |
141,5 |
131,1 |
130 |
| Оборудование для агломерации железных руд |
135,0 |
113,8 |
101,3 |
69,8 |
93,2 |
| Процессы регенерации цинка |
47,4 |
25,4 |
21,8 |
26,5 |
13,8 |
| Процессы производства алюминиевых сплавов |
21,3 |
19,4 |
13,6 |
12,8 |
11,8 |
| Оборудование для производства цемента |
4,0 |
3,5 |
3,4 |
3,4 |
- |
| Оборудование для получения стального литья и поковок |
2,0 |
2,0 |
1,5 |
1,4 |
- |
| Оборудование для производства продукции из тянутой меди |
3,2 |
3,2 |
1,2 |
1,3 |
- |
| Тепловые электростанции |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
1,7 |
- |
| Крематории |
2,1-4,6 |
2,2-4,8 |
2,2-4,9 |
2,2-4,9 |
- |
| Выхлопные системы автомобилей |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
1,6 |
- |
| Всего |
7300-7600 |
3400-3600 |
2700-2900 |
2200 |
843-891 |
Комитет по исследованию отходящих газов дуговых печей занялся изучением поведения диоксинов во всем электросталеплавильном процессе - в устройствах подогрева лома и системе пылеулавливания, экспериментальным изучением устройств дожигания как средства эффективного разложения диоксинов в отходящем газе, устройств быстрого водяного охлаждения для предотвращения повторного синтеза диоксинов, изучением эффективности тканевых фильтров с точки зрения предотвращения адсорбции диоксинов. Наиболее важные результаты можно систематизировать следующим образом.
- Снижение содержания хлорав исходном ломе значительно способствует уменьшению образования диоксинов, поэтому целесообразно очищать лом от загрязнения поливинилхлоридом,желательно снижать содержание хлора в смазывающе-охлаждающих жидкостях (СОЖ).
- При температуре дожигания отходящего газа дуговой печи 700 °С эффективность разложения диоксинов составляет порядка 97 %, а при повышении температуры до 900 °С эффективность достигает 99,9 %.
- Снижение температуры отходящего газа до 250 °С на выходе из устройства охлаждения позволяет ограничить повышение концентрации диоксинов на стадии охлаждения отходящего газа.
- Применение устройства подогрева лома приводит к значительному повышению содержания органических соединений в отходящем газе дуговой печи,но при низкой температуре на входе в пылеуловитель с тканевыми фильтрами концентрацию диоксинов в газе поддерживают на нормативном уровне.
- Снижение температуры на входе в тканевые фильтры дает значительный эффект улавливания диоксинов из отходящего газа.
Ниже в табл. 2 сопоставлены факторы образования диоксинов в процессах выплавки стали в дуговых печах и агломерации железных руд.
Таблица 2 - Факторы образования диоксинов в металлургических процессах
| - |
Дуговые сталеплавильные печи |
Агломашины |
| Нормативы концентрации в отходящих газах |
Новое оборудование |
0,5 нг-экв/м3 |
0,1 нг-экв/м3 |
| Действующее оборудование |
5 нг-экв/м3
20 нг-экв/м3 |
1 нг-экв/м3
2 нг-экв/м3 |
| Особенности ведения процесса |
Процесс периодического характера, значительное изменение параметров по времени |
Изменение параметров незначительно |
| Состав и температура отходящего газа |
Состав и температура газа значительно изменяются по времени |
Изменение по времени невелико |
| Источники хлора |
Пластик (ПВХ) и СОЖ как загрязнение лома |
Хлориды в первичном сырье, пыль в оборотном цикле |
| Главные зоны образования диоксинов |
Установка подогрева лома, дуговая печь, участок охлаждения отходящего газа |
Зона сушки аглошихты, пространство вакуум-камер с относительно высокой температурой |
|