Описание: Статья посвящена повышению качества основной продукции коксохимии – металлургического кокса, что открывает большие возможности по уменьшению загрязненности окружающей среды.
Источник: Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів / Збірка доповідей ХХІІІ Всеукраїнської наукової конференції аспірантів і студентів. Т. 2 – Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2013. — c. 170 – 171.
Коксохимическое производство является сильнейшим источником загрязнения окружающей среды. При производстве кокса образуется огромное количество вредных выбросов, сбросов и твердых отходов, характеризующихся разнообразием, высокой токсичностью и специфическим удушающим запахом. В технологических, аспирационных газах и атмосферном воздухе определяют концентрации 7 – 10 вредных веществ. К ним относятся: сероводород, сернистый ангидрид, окись углерода, фенолы, аммиак, нафталин, сероуглерод, бензапирен, сажистый углерод, цианистый водород, пыль.
На стадии получения кокса (подготовка, загрузка, коксование угольной шихты, выдача, охлаждение и сортировка кокса) образуется 70 % вредных выбросов, остальные 30 % — в отделениях переработки коксового газа.
В зарубежной и отечественной практике накоплен значительный опыт применения эффективных технических решений по снижению вредных выбросов. Основными мероприятиями для снижения выбросов вредных веществ в атмосферу являются внедрение установок бездымной загрузки угольной шихты, сухого тушения кокса и беспылевой выдачи кокса, которые позволяют уменьшить удельные газопылевые выбросы на 5,44 кг/т кокса.
Однако, особое внимание следует уделить повышению качества основной продукции коксохимии – металлургического кокса, что открывает большие возможности по уменьшению загрязненности окружающей среды в доменном и коксохимическом производствах. При использовании в доменной плавке более качественного кокса значительно уменьшается потребность в нем, а следовательно, появляется возможность вывода из эксплуатации изношенных коксовых батарей с естественным снижением производства кокса и убылью сопряженных с ним выбросов, сбросов и твердых отходов (таблица).
Металлургические свойства кокса характеризуют, прежде всего, показатели его холодной и горячей прочности, гранулометрический состав, а также содержание в коксе серы, золы, летучих веществ и влаги.
Уменьшение содержания в коксе золы на 1 %, серы – на 0,3–0,5 %, влаги до 0,5–0,6 %, повышение показателей прочности кокса на 15–25 % создает условия для сокращения расхода кокса при производстве чугуна на 7 %, что следует считать значительным результатом, так как при объеме выплавки чугуна в Украине 32 млн.т/год сокращение потребления кокса составляет 1120 тыс.т/год, что эквивалентно годовой мощности 2–х средних коксовых батарей. Вывод из эксплуатации и возведение на месте старых морально и физически устаревших коксовых батарей новых современных с комплексом новых природоохранных процессов является важнейшим мероприятием, выполнение которого обеспечит значительное снижение выбросов в атмосферу.
Таблица — Влияние показателей качества кокса на его удельный расход и производительность при выплавке передельного чугуна
| Показатели качества кокса | Изменение показателей | Улучшение показателей доменной плавки | |
|---|---|---|---|
| Снижение удельного расхода кокса, % | Повышение производительности, % | ||
| Содержание золы | Уменьшение на 1% | 1,2 – 1,5 | 0,8 – 1,5 |
| Содержание серы | Уменьшение на 0,10% | 0,8 – 1,5 | 0,7 – 1,2 |
| Содержание летучих веществ | Уменьшение на 1% | 0,2 – 0,5 | 0,2 – 0,5 |
| Показатели холодной прочности кокса М25 | Увеличение на 1% | 0,6 | 0,6 |
| Показатель истираемости М10 | Уменьшение на 1% | 2,8 | 2,8 |
| Содержание в коксе фракции <10мм | Уменьшение на 1% | 0,5 – 0,7 | 0,5 – 0,7 |
| Показатель горячей прочности кокса CSR | Увеличение на 1% | 0,25 | 0,8 |
| Показатели зольности и влажности кокса | Увеличение на 20–40% массы кокса с минимальными колебаниями показателей качества (± 0,1% зольности и ± 0,3% влажности) | 0,4 – 0,8 | 0,4 – 0,8 |
Кардинальное повышение прочности кокса можно обеспечить, главным образом, за счет оптимизации состава, качества подготовки шихты и режима ее коксования.
Учитывая ограниченность запасов коксующихся углей в Украине, перспективным является трамбование угольной шихты перед загрузкой в камеры коксования. В трамбованной шихте можно увеличивать содержание недефицитных слабоспекающихся газовых углей до 85%, при этом достигаются необходимые показатели качества доменного кокса, и производительность процесса коксования трамбованной шихты увеличивается на 10–15%.
Таким образом, примечательной является тенденция развития коксового и доменного производств, согласно которой значительное улучшение качества кокса трактуется как возможности: сокращения потребления и производства кокса; сноса изношенных, устаревших коксовых батарей; постепенной их замены на более мощные, современные батареи; и, что особенно важно, — сокращения крайне токсичных вредных выбросов и отходов, связанных с производством кокса.