Влияние производства чугуна на окружающую среду

Махортова Ю. В., Бондарь А.С.
Донецкий национальный технический университет

Источник: «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» — 2009 / Материалы VІІI Международной научной конференции аспирантов и студентов. — Донецк, ДонНТУ — 2009, с. 72 — 73.

Для Донецкого региона характерна самая большая в Украине и в Европе годовая экологическая нагрузка на человека — более 350 твердых и газообразных вредных выбросов в атмосферу, что обусловлено деятельностью в основном предприятий черной металлургии. На долю металлургических предприятий в районах их расположения приходится 50-70 % и более вредных выбросов от общего их количества.

Черная металлургия Донецкой области — это мощный промышленный комплекс, включающий 12 металлургических комбинатов и заводов. Установленная мощность металлургических предприятий области составляет 42 % от общего потенциала черной металлургии Украины.

Доменный цех в составе комплекса ДП-1 и ДП-2 вносит немалую долю в ухудшение экологической обстановки Донецкого региона. Доменная печь является рудовосстановительным агрегатом, работающим под давлением.

Железорудное сырьё (агломерат, окатыши), добавки и известняк, используемые для выплавки чугуна, поступают в вагонах на бункерную эстакаду и на рудный двор, на котором с помощью грейферных перегружателей складируются в штабели и затем грузятся в вагоны для подачи на бункерную эстакаду. Кокс от коксохимических заводов прибывает в коксовозах непосредственно на бункерную эстакаду. В подбункерном помещении железорудное сырьё, добавки и известняк подаются в скипы с помощью вагон-весов. Кокс поступает в скипы через весовые воронки.

Все шихтовые материалы подаются скипами в доменную печь через приёмные воронки и загрузочное устройство, имеющее промежуточную ёмкость и межконусное пространство. Для выравнивания давления, между печью и промежуточной ёмкостью, на ДП-1 подаётся смесь доменного газа и пара, а для ДП-2, после реконструкции, используется система азотопылеподавления выбросов, практически исключающая выбросы пыли и окиси углерода.

С целью экономии кокса и природного газа на ДП-2 вдувают пылеугольное топливо, приготавливаемое из дешёвых угольных концентратов. Для нагрева дутья, вдуваемого в доменную печь, используются воздухонагреватели. Нагрев воздуха осуществляется доменным газом. Продукты сгорания доменного газа выбрасываются в дымовые трубы воздухонагревателей. Чугун и шлак по мере накопления в доменной печи периодически выпускаются через лётку и поступают в чугуновозные и шлаковозные ковши. Для этого на литейном дворе установлены стационарные желоба чугуна и шлака. Выпущенный из печи чугун направляется в мартеновский и литейный цеха, излишки поступают на разливочные машины. Шлак отправляется на установку грануляции в цех шлакопереработки.

Образующийся в доменных печах газ после первичной сухой очистки в пылеуловителе поступает в «мокрую» газоочистку и затем, очищенный, направляется к воздухонагревателям и другим потребителям завода. Уловленная в пылеуловителе колошниковая пыль грузится в вагоны и направляется на аглофабрики Украины.

Комплекс пылеугольного топлива (ПУТ) предназначен для приготовления угольной пыли и её вдувания в горн доменной печи.

Доменная печь № 2 оборудована системой азотопылеподавления выбросов от загрузочного устройства, беспылевой выгрузкой пыли из пылеуловителя, аспирацией литейного двора, для чего на литейном дворе предусматривается:

  • одноносковая разливка чугуна и шлака за счёт установки качающихся желобов с укрытиями, от которых идёт отсос запыленного воздуха на ЦВС;

  • укрытие желобов чугуна и шлака с отсосом запыленного воздуха на ЦВС.

    • Для возможности укрытия главных желобов и отсоса запыленного воздуха непосредственно от лётки, на литейном дворе устанавливаются гидропушки для забивки лётки и гидроманипулятор для подъёма крышек главного жёлоба во время вскрытия и забивки лётки.

    Источники выбросов и количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в Доменном производстве следующее:

  • приём, разгрузка, складирование и усреднение материалов. Эти процессы являются источником выбросов пыли агломерационно-доменного производства (61,148 т/год);

  • транспортировка шихты к бункерной эстакаде — процесс, в результате которого в атмосферный воздух выделяется пыль агломерационно-доменного производства (24,44 т/год);

  • пересыпка шихтовых материалов в подбункерном помещении является так же источником выбросов пыли агломерационно-доменного производства (36,676 т/год);

  • при загрузке шихтовых материалов в межконусное пространство доменных печей ДП-1 и ДП-2 в атмосферу выделяются сероводород, углерода окись (31,8 т/год), пыль агломерационно-доменного производства (0,196 т/год);

  • для нагрева дутья, вдуваемого в доменные печи, используются воздухонагреватели ДП-1 и ДП-2, работающие на доменном газе. Продукты сгорания доменного газа: двуокись азота (34,23 т/год), сернистый ангидрид (69,62 т/год) и окись углерода (296,32 т/год) выбрасываются через дымовые трубы;

  • образующийся в печи газ, содержит пыль агломерационно-доменного производства, которая улавливается пылеуловителями ДП-1 и ДП-2. При выгрузке пылеуловителей в атмосферу выделяется пыль агломерационно-доменного производства (0,68 т/год);

  • по мере накопления чугуна в доменной печи, его периодически выпускают через лётки ДП-1 и ДП-2 , при этом в атмосферу выделяются сернистый ангидрид (26,561 т/год), окись углерода (177,444 т/год) и пыль агломерационно-доменного производства (112,939 т/год);

  • излишки чугуна поступают на разливочные машины ДП-1 и ДП-2, при этом выделяются окись углерода (40,174 т/год) и пыль агломерационно-доменного производства (26,782 т/год);

  • для приготовления угольной пыли и её вдувания в горн доменных печей используется комплекс пылеугольного топлива, состоящий из трёх линий пылеприготовления, в атмосферу выделяются двуокись азота(6,63 т/год), окись углерода (41,47 т/год) и пыль антрацита (7,43 т/год);

  • распределительно-дозировочные отделения № 1 и № 2 (РДО-1 и РДО-2) комплекса пылеугольного топлива являются источниками выбросов пыли антрацита при вдувании угольной пыли в доменные печи (2,132 т/год);

  • при сушке ковшей на специальной установке, использующей в качестве топлива природный газ, образуются дымовые газы, содержащие двуокись азота (0,756 т/год) и окись углерода (0,138 т/год);

  • при десульфурации чугуна на специализированной установке образуются окись углерода (0,47 т/год) и пыль агломерационно-доменного производства (2,086 т/год);

  • сброс доменного газа сопровождается выделением в атмосферу двуокиси азота (1,32 т/год), сернистого ангидрида (2,65 т/год), окиси углерода (4,97 т/год);

  • на участке ремонта чугуновозных ковшей происходит выделение пыли неорганической, содержащей SiO2 в %: 70 — 20 (0,0494 т/год), оксид кальция (негашеная известь), оксид алюминия, карбонат кальция и пыль агломерационно-доменного производства (0,14 т/год);

    • Развернутую программу охраны окружающей природной среды должны представлять следующие основные направления развития переделов черной металлургии:

  • сооружение установок для приготовления и вдувания в ДП ПУТ в количестве 150 — 200 кг/т чугуна и более, коксового газа вместо природного, специального отсортированного коксового орешка крупностью 10 — 25 мм с целью уменьшения расхода кокса на 200 кг/т и более;

  • капитальный ремонт и сооружение новых воздухонагревателей, кислородных блоков, обеспечивающих условия применения в доменной плавке главных заменителей кокса — ПУТ, коксового и природного газа;

  • капитальный ремонт и сооружение установок аспирации подбункерных помещений, скиповых ям, укрытий литейных желобов и чугунных ковшей с подавлением на выпусках чугуна пыли, бурого дыма и токсичных газов.

    • ©ДонНТУ 2009 Махортова Ю. В.