ПУТИ УМЕНЬШЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДЫ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
Н.А.Понька, М.М.Перистый
Донецкий национальний технический университет
В последние годы на предприятиях черной металлургии в больших масштабах проводятся организационно-технические мероприятия, направленные на рациональное расходование воды и уменьшение сброса сточных вод в водоемы, а также осуществляется строительство очистных и других водохозяйственных сооружений с целью предотвращения загрязнения природных вод.
Предприятия черной металлургии используют около 13% воды от общего потребления ее промышленностью страны. В настоящее время удельный расход воды на 1 т готовой продукции составляет 263,6 м3.
Основными источниками образования загрязненных сточных вод являются газоочистки доменных и мартеновских печей, конвертеров, электросталеплавильных печей, а также станы горячей прокатки. На долю указанных производств приходится до 90 % образования всех загрязненных вод.
Учитывая, что большинство металлургических предприятий расположено в регионах, имеющих ограниченный дебит источников водоснабжения, единственным технически приемлемым и экономически целесообразным решением является оборотное водоснабжение, без сброса сточных вод и, в первую очередь, загрязненных. Водоснабжение большинства основных металлургических агрегатов осуществляется по оборотным схемам, имеющим в большинстве случаев сброс неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в водоемы. Новая техника в области использования водных ресурсов может быть с некоторой степенью условности подразделена на три сферы применения:
- новая техника в сфере привлечения для водообеспечения нетрадиционных источников: обессоленных морских, шахтных и подземных минерализованных вод, использование деминерализованных коллекторно-дренажных вод в орошаемом земледелии и др. промышленных и животноводческих стоков;
- создание высокоэффективных регенерирующих, очистных и охлаждающих устройств для широкого внедрения оборотных, замкнутых и бессточных систем .водоснабжения, снижающих потребление свежей воды и, в конечном итоге, исключающих сброс каких-либо загрязнений в водоемы;
- изменение технологического оборудования, отдельных процессов и целых производств, позволяющих снизить объем водопотребления и водоотведения, т.е. создание и внедрение водосберегающих технологий.
В черной металлургии снижение удельного потребления воды идет за счет использования испарительного охлаждения металлургических печей и кристаллизаторов; установок непрерывной разливки стали; усовершенствования способов охлаждения прокатного оборудования; переход на сухие методы очистки газа и пневмотранспорта пыли, а также выгрузка пыли.
К факторам, оказывающим влияние на увеличение водопотребления относятся; применение флотации для обогащения руд; мокрая очистка паров грануляционных установок; переработка шлаков; увеличение доли конвертерной стали за счет уменьшения доли мартеновской; увеличение доли стали выплавляемой в электропечах; увеличение доли непрерывной разливки стали; огневая зачистка слябов; увеличение доли листа в прокатном производства; увеличение доли холодного проката и т.п.
Созданием малоотходных, а в перспективе и безотходных производств, является переход к замкнутым бессточным и безотходным системам водного хозяйства.
Создание таких систем водного хозяйства основывается на организации систем оборотного водоснабжения, включающих использование отводимых с территории предприятия поверхностных вод и очищенных городских сточных вод, локальной обработке вод и регенерации отработанных технологических растворов с целью их повторного использования в производстве с одновременным извлечением и утилизацией ценных компонентов.
Основным источником производственного водоснабжения должны являться очищенные производственные и городские сточные воды, а также поверхностный сток с территории предприятия. Свежая вода из водоисточников должна использоваться только для особых целей и восполнения потерь воды в системах.
Несмотря на важность рассматриваемых принципов создания замкнутых бессточных систем водного хозяйства, наиболее радикальным и перспективным является внедрение маловодной и безводной технологии. Под этим подразумеваются такие технологические процессы, применениекоторых позволяет значительно сократить потребление воды, количество сточных вод и степень их загрязненности, либо полностью исключить применение воды и образование сточных вод.
В черной металлургии к производственным процессам, полностью исключающим использование воды, в первую очередь следует отнести сухие газоочистки. Для современных электросталеплавильных печей в зарубежной и отечественной практике, как правило, предусматривают только сухую газоочистку. Для кислородных конвертеров применяются преимущественно системы отвода технологических газов как без дожигания, так и с дожиганием последующей очисткой в аппаратах мокрого типа. Однако при использовании конвертерного газа в качестве топлива применение установок сухой очистки значительно экономичнее.
До отработки и внедрения газоочистки сухого типа на отечественных предприятиях предлагается модернизировать газоочистку мокрого типа (рис. 1). В ее состав должны входить пылеуловитель, малогабаритный скруббер, с верхним вводом газа, блок регулируемых труб Вентури, ГУБТ конденсатного типа и параллельно дроссельная группа с каплеупловителем. При этой схеме нагрузка на отстойники снижается на 66 %, на градирни на 86 %, а годовой расход воды снижается втрое по сравнению с обычной газоочисткой.
1 - пылеуловитель; 2 - малогабаритный первичный скруббер; 3 — регулируемая труба Вентури с каплеуловителем; 4 - дроссельная группа плотнокроюшая; 5 - ГУБТ; 6 - вторичный скруббер с каплеуловителем; 7 - газопровод чистого доменного газе; 8 – отстойник; 9 - насосная; 10 - градирня; 11 -корпус обезвоживания шлама.
Рисунок 1 – Схема усовершенствованной газоочистки мокрого типа