Источник: Кокс и химия, 2004 г., № 7 — стр. 35 — 37
Обострение экологических проблем в Украине приводит наряду с ужесточением контроля со стороны государственных природоохранных служб к возникновению широко то общественного движения за оздоровление среды обитания. При этом в фокусе внимания неформальных экологических групп часто оказываются именно коксохимические предприятия.
Экологические проблемы коксохимических заводов усугубляются тем, что в подавляющем большинстве они расположены в регионах со значительной концентрацией промышленного производства и высокой плотностью населения. Неблагоприятная экологическая обстановка, сложившаяся в крупных металлургических центрах, в определенной степени обусловлена низкими темпами технического переоснащения коксохимической подотрасли, медленным внедрением в практику новых технологических процессов, современного оборудования.
Единственный путь сокращения вредного воздействия коксохимии на окружающую среду — техническое переоснащение коксохимических предприятий, осуществление крупномасштабной программы строительства природоохранных объектов, внедрение современных экологически безопасных технологических процессов.
В общем виде можно обозначить три основных критерия в соответствии с которым формируется экологическая безопасность производства:
снижение выбросов вредных веществ в атмосферу до уровня нормативно допустимых;
исключение сброса загрязненных стоков;
ликвидация или полная утилизация вредных отходов производства.
Несомненно, одной из наиболее сложных задач является проблема снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Комплекс природоохранных мероприятии коксохимического производства концентрируется в основном по двум направлениям: производству кокса, улавливанию и переработке химических продуктов коксования.
Основной объем выбросов коксового цеха составляют оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, пыль. Для уменьшения загрязнения атмосферы в коксовых цехах предусмотрены следующие основные природоохранные мероприятия:
уменьшение числа технологических циклов работы за счет повышения единичной мощности коксовых батарей;
значительное сокращение выбросов из дымовых труб при обогреве батарей коксовым газом путем глубокой очистки коксового газа от аммиака, сероводорода и цианистого водорода;
ликвидация или максимальная локализация неорганизованных выбросов, выделяющихся
совершенствование процессов тушения кокса. Предусматриваемое в проектах новых коксовых батарей увеличение ширины камер коксования и связанное с этим удлинение периода коксования, а также уменьшение толщины стен камер коксования, применение высокотеплопроводных огнеупоров позволят снизить температуру в отопительных каналах и свести к минимуму образование «термических» оксидов азота. Снижение количества образования последних достигается вследствие рециркуляции продуктов горения в отопительных каналах, а также благодаря другим технологическим мероприятиям. Данные технические решения надежно апробированы на практике на коксовых батареях системы ПВР конструкции Гипрококса.
Одним из основных направлений снижения выбросов наряду с комплексом природоохранных мероприятий представляется укрупнение размеров коксовых печей с одновременным уменьшением их числа. Строительство коксовых батарей большой мощности позволит вывести из эксплуатации старые небольшие батареи, наносящие наибольший вред окружающей среде. Их строительство к тому же способствует уменьшению числа технических операций в единицу времени и общего числа источников выбросов, а как следствие снижению объема выбросов в атмосферу. К примеру, на коксохимическом производстве мощностью 2 млн. т/год кокса с печамви высотой 7,0 м источников выбросов в 2,5 раза меньше, чем на производстве такой же мощности с печами высотой 4 м.
В проектах Гипрококса предложен следующийий комплекс мероприятий в области охраны окружающей среды.
По коксовым цехам
Бездымная загрузка угольной шихты камер коксования с применением инжекции для отсоса газов и пыли, образующихся при загрузке; при этом обеспечивается эффективность улавливания газов и пыли при пароинжекции 95%, при гидроинжекции 99%.
Беспылевая выдача кокса с применением новой конструкции двухкамерного зонта, с установкой отсоса и сухой очистки выделяющейся пылегазовой смеси: при этом обеспечивается эффективность улавливания и очистки 99%.
Применение дверей коксовых печей усовершенствованной конструкции с пружинными затворами и гибкими уплотняющими рамками, а также с газоотводящими каналами, позволяющими снизить давление газа под уплотняющей рамкой; в такой конструкции дверей обеспечиваются постоянная передача нагрузок на уплотняющую рамку и требуемая газоплотность; эффективность составляет не менее 95%.
Установка газоотводящих стояков с пневматическим уплотнением крышек и комбинированным уплотнением раструбов клапанных коробок с применением гидрозатворов: использование этих стояков позволяет обеспечить требуемую герметичность и устранить утечки сырого коксового газа; эффективность 98%.
Применение корытообразных газосборников со встроенными клапанными коробками, орошаемыми аммиачной водой; орошение клапанных коробок обеспечивает их чистоту, исключает забивание и газование.
Установка самоуплотняющихся крышек загрузочных люков с заливкой специальным раствором зазоров между крышкой и корпусом рамы люков, что позволяет достичь необходимой герметичности и газоплотности; эффективность 98%.
Применение свечей газосборников новой конструкции с автоматическим зажиганием и сжиганием аварийно сбрасываемых газов; это исключает выбросы сырого коксового газа в атмосферу.
Усовершенствованная кладка коксовых батарей, обеспечивающая герметичность, прочность и более длительный срок службы коксовых батарей.
Эффективная система обогрева печей с принудительной подачей очищенного воздуха в тоннели, позволяющая обеспечить равномерное распределение температур и готовность кокса по длине высоте коксового пирога, а также снижение пылегазовых выбросов при выдаче кокса из печей.
Регулирование процесса сжигания газа в отопительных каналах обогревательных простенков с рециркуляцией продуктов горения с нисходящего потока на восходящий; это позволяет уменьшить содержание оксидов азота в продуктах горения, выбрасываемых через дымовую трубу в атмосферу, до величин не ниже мировых нормативов.
Применение улучшенной системы армирования коксовых батарей с более равномерным распределением и увеличением нагрузок на кладку обогревательных простенков; это способствует повышению прочности и срока службы кладки обогревательных простенков, уменьшению перетоков сырого газа из камер коксования в обогревательные простенки; в результате снижаются выбросы газов из дымовых труб.
Модернизированная конструкция механизмов чистки рам и дверей коксовых печей, обеспечивающая эффективную очистку и герметизацию дверей.
Механизированная уборка и тушение просыпей кокса; в результате уменьшается время контакта раскаленных просыпей кокса с атмосферой и при этом снижается выделение вредных газов. Применение установок сухого тушения кокса, позволяющее существенно уменьшить выбросы пыли и газов; при этом на УСТК предполагают провести специальный комплекс мероприятий, связанных с защитой атмосферы: беспылевую загрузку раскаленного кокса в камеры тушения УСТК с отсосом и очисткой выделяющихся газов — эффективность 95%; применение беспылевой разгрузки потушенного кокса из камер УСТК — эффективность 98%. Утилизация избытка циркулирующих газов; эффективность их улавливания — 100%.
Уменьшение выбросов вредных веществ при мокром тушении кокса благодаря применению новых конструкций башен мокрого тушения кокса, оборудованных усовершенствованными каплеотбойниками; эффективность не менее 30%.
По химическим цехам
Процессы улавливания и переработки химических продуктов коксования сопровождаются выбросами в атмосферу специфических вредных веществ, образующихся результате сложных химических реакций, протекающих при реализации технологических процессов. Гипрококс предлагает следующие основные направления повышения экологической безопасности объектов химического крыла коксохимических предприятий и производств:
создание коллекторных систем, объединяющих воздушники аппаратов и емкостей, сводящих к минимуму выбросы из воздушников;
охлаждение оборотной воды конечных газовых холодильников в закрытой теплообменной аппаратуре с исключением выбросов в атмосферу;
сокращение выбросов нафталина совершенствованием технологии переработки нафталиновой фракции и применением малого холода на стадии первичного охлаждения коксового газа.
В процессе реконструкции, модернизации коксохимических предприятий предусмотрено внедрение прогрессивных технологий глубокой очистки коксового газа от аммиака, сероводорода и цианистого водорода.
Качественная очистка коксового газа позволит значительно сократить выбросы при его сжигании, стабилизировать работу газоподводящей арматуры коксовых печей, значительно снизить интенсивность коррозии оборудования и трубопроводов.
В последние годы в Гипрококсе большое внимание уделяют очистке сточных вод и упорядочению водного хозяйства коксохимических предприятий. По проектам Гипрококса на заводах Украины и России введены в эксплуатацию и успешно работают установки биохимической очистки производственных сточных вод с применением современных технологий и оборудования. Предусматривается комплексное решение проблемы очистки с точных вод и их использование в системах оборотного водоснабжения с исключением сброса стоков за пределы коксохимического предприятия. Разработаны технические решения в области глубокой очистки сточных вод от аммонийного азота. Это позволит сократить выбросы в атмосферу аммиака при мокром тушении кокса.