Окружающей среды и природопользования
жүктеу/скачать 9.9 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 8.5.7.2 Nodularisation : удаление и очистка отходящих газов
- 8.5.8 Изготовление литейных форм и стержней
- 8.5.8.2 Отбор отходящего воздуха на участке изготовления стержней
- 8.5.8.3 Холодный стержневой ящик: отбор и нейтрализация паров амина
- 8.5.8.4 Отбор и нейтрализация ЛОС
- 8.5.8.5 Очистка отходящего газа с использованием биофильтров
- 8.5.8.6 Постоянные формы: отбор выбросов, обусловленных составами для облегчения выемки отливок
- 8.5.9 Отливка, охлаждение и выбивка
- 8.5.9.2 Герметизация линий разлива и охлаждения
- 8.5.9.3 Удаление и очистка газов из зоны выбивки отливок из форм
- 8.5.9.4 Очистка отходящего газа, используя биофильтрацию
- 8.5.10 Операции шлифовки отливок: удаление и очистка отходящего газа
- 8.5.10.2 Методы очистки отходящих газов
- 8.5.11 Удаление и очистка отходящих газов после термообработки
- 8.5.11.2 Ванны для закалки
8.5.7 Обработка металла8.5.7.1 AOD конвертер: улавливание и очистка отходящих газовОписание Оборудование по контролю выбросов загрязняющих веществ необходимо разрабатывать с учетом того, что максимально возможное их количество может быть выброшено в течение относительно короткого периода времени. Такое оборудование представлено большим разнообразием форм и размеров. Альтернативой прямым вытяжным системам служат системы с применением навеса. Навесы применяют в таких процессах, как загрузка и выгрузка сырья и материалов. Навесы также могут применяться в сочетании с оборудованием, формирующим направление потока выбросов. Данное оборудование выполняет несколько функций, включая формирование потока выбросов, уменьшение размера потока выбросов, защиту оборудования и персонала от интенсивного пламени. Основным преимуществом навеса является предотвращение выбросов как от процессов, так и от неорганизованных источников.
Улавливание дымовых газов позволяет контролировать их удаление и очистку, и приводит к минимизации организованных и неорганизованных выбросов. Воздействие на различные среды Очистка отходящих газов увеличивает потребление энергии. Улавливание пыли способствует сбору пыли для повторного использования. Применимость Данный метод применим ко всем новым и существующим установкам. Движущие силы внедрения Требования по ограничению выбросов пыли при литье металлов. Примеры заводов Заводы имеются в Италии и Финляндии. Справочная литература [202, TWG, 2002] 8.5.7.2 Nodularisation: удаление и очистка отходящих газовОписание Выбор оборудования для удаления отходящих газов осуществляется в зависимости от метода, используемого для nodularisation (см. 2.4.12.4). В зависимости от применяемого метода может быть удалено значительное количество MgO в виде белого дыма. Соответствующие методы приведены в таблице 3.20. В целом применение методов с более высокой эффективностью приводит к снижению выбросов. Это относится к процессу формования, где во время заливки происходит nodularisation. При nodularisation в тигле использование крышки приводит к значительному сокращению выбросов. Если отходящие газы не улавливаются, это может привести к заполнению плавильного цеха белым дымом и оседанию MgO. Если отходящие газы не очищаются это может привести к видимым выбросам от литейного производства. Большой объем видимых твердых частиц могут быть выброшены в относительно короткий период времени, но обычно данный период длится от 5 до 10 минут для каждой партии сырья. Удаление MgO затруднено тем, что газы очень горячие и интенсивная реакция с Mg вызывает искры. Из-за высокой скорости и температуры большое количество отходящих газов должны быть также удалено. Это требует больших размеров, а также высокой стоимости установки. Очистка отходящих газов с помощью сухих методов фильтрации (с использованием рукавных фильтров) приводит к образованию порошка MgO, который может быть повторно использован в качестве пигмента или для производства огнеупорных материалов. Экологические эффекты от внедрения метода Mg не оказывает вредного воздействия на окружающую среду и в небольших концентрациях является важным питательным веществом для животных и растений. В Великобритании предельные нормы долгосрочного воздействия (8-часового) – 4 мг/м³ для пыли MgO и вдыхаемого дыма (в пересчете на Mg). Воздействие на различные среды Улавливание оксида магния требует более высоких энергозатрат и, следовательно, приводит к увеличению выбросов в результате производства энергии. Повторное использование порошка MgO приводит к уменьшению необходимости в первичном материале. Эксплуатационные данные Типичная доля магния в расплаве составляет около 0,1% в пересчете на магний (фактическое содержание магния в сплаве, таких как магний ферросилиций, может составить до 2% в зависимости от используемого сплава ). Это дополнение обеспечивает около 0,05% магния в расплаве, большинство остальных включений окисляется и выделяется в атмосферный воздух в качестве MgO. Там, где нет удаления дыма, отходящие загрязняющие вещества могут выпасть в литейном цехе в виде пыли. Точная информация о данном количестве выбросов отсутствует, но значение может составлять 50% от объема отходящих газов. Таким образом, на каждую тонну переработанного металла около 500 г магния будет удалено в атмосферный воздух в виде MgO (т.е. 833 г MgO на тонну переработанного металла).
Удаление и очистка отходящих газов применяется для использования в литейном производстве при применении метода в тигле. Информации о применимости в методе формования и других отсутствует. Экономические характеристики При применении данного метода для эффективного удаления большей части выбросов MgO при переработке металлов мощность ковша составит около 280 м³/мин. Затраты на оборудование и его установку составят около 180 тысяч евро. В следующей таблице представлены данные для среднестатистического литейного производства с затратами с учетом амортизации в течение 10-летнего срока службы оборудования.
Расходы на сокращение выбросов оксида магния оцениваются примерно в 51,30 евро за тонну переработанного металла. Стимулы для применения Требования, ограничивающие видимые выбросы и выбросы на рабочих местах. Примеры заводов - Römheld & Moelle - Майнц (D) - Fuchosa - Atxondo (E).
[161, Великобритания, Агентство по окружающей среде, 2002], [110, Vito, 2001] 8.5.7.2 Улавливание отходящей пыли от процессов литья и очистки газов 8.5.8 Изготовление литейных форм и стержней8.5.8.1 Удаление пыли в процессе подготовки сырой формовочной смесиОписание Существенное образование пыли вызывают только несколько стадий подготовки сырой формовочной смеси, а именно, просеивание, стадии обеспыливания и охлаждения. Эти стадии оборудованы системами удаления пыли. Эти производственные блоки имеют ограждение и связаны с централизованной системой обеспыливания. При монтаже системы обеспыливания необходимо учитывать точку росы выходящего воздуха и тип пыли. Воздух, выходящий из цеха подготовки сырой формовочной смеси, насыщен порами воды. Поэтому, мокрые системы (часто с низким рабочим давлением) оказываются самыми лучшими для удаления отходящего воздуха. Однако мокрые системы широко заменяются сухими системами фильтрации пыли. Последние имеют преимущество, так как часть пыли может быть повторно использована, и в этих системах отсутствуют сточные воды. Кроме того, мокрые системы имеют склонность к внутренней коррозии и осаждению на стенках продуктов окисления и пыли. Влажная сепарация примесей выходящего воздуха может привести к проблемам, связанным с очисткой сточных вод. Пыль содержит бентонит, который трудно нейтрализовать из-за его антиседиментационных свойств. [3] При использовании тканевых фильтров, необходимо учитывать проблемы, возникающие при конденсации. Конденсация может вызвать осаждение пыли, засорения и разрывы в фильтрах. Добавление к песку охлаждающей воды должно осуществляться контролируемым образом, чтобы минимизировать образование пара. Точка росы воздушного потока может быть увеличена путем его подогрева газовыми горелками. Одним из преимуществ является то, что собранная пыль сухая и таким образом может легко транспортироваться. После разделения по размерам, грубая фракция и часть мелкой фракции могут быть повторно использованы при подготовке формовочной смеси.
Снижение выбросов пыли в атмосферный воздух. Воздействие на различные среды Использование влажных систем очистки вызывает появления потока сточных вод. В связи с этим появляется необходимость в их обработке и утилизации осадков. Некоторые системы работают без образования сточных вод. Осадок накапливается и, если он содержит достаточное количество бентонита, повторно используется в цикле изготовления формовочной смеси. Эксплуатационные данные При использовании тканевых фильтрующих материалов, можно достичь концентрации осадка в выходящем воздухе менее 10 мг пыли на Нм3. При использовании влажных скрубберов, эффективность несколько меньше, обычно уровень на выходе составляет 50 – 100 мг пыли/Нм3, хотя имеется информация и более низких значениях (также смотрите таблицу 8.47). Таблица 8.47 - Количество выбросов из цеха формовки и цеха обработки отливок [88]
Данные, полученные при непрерывном контроле крупномасштабного автомобильного литейного завода, представлены в Приложении 2. Эти данные соответствуют уровню пыли при подготовке формовочного песка, транспортировке песка и дробеструйной обработки. Применимость Эта технология используется на новых и существующих заводах по подготовке сырой формовочной смеси. Движущая сила внедрения Ограничение выбросов пыли. Примеры заводов Используется по всей Европе. Справочная литература [88], [1], [13], [3] 8.5.8.2 Отбор отходящего воздуха на участке изготовления стержнейИспользуемый тип вяжущих составов и отвердителей определит тип существующих выбросов. Газ, выделяющийся на участке по изготовлению стержней, на котором используются химические вяжущие составы, состоит главным образом из смеси органических растворителей. Выбросы фенола, формальдегида, аммиака и т.д. намного меньше, и зависят от типа вяжущих составов. Участки смешивания, выдувания и просушки могут быть в разной степени изолированы, в зависимости от наличия выбросов. В процессе изготовления используются различные технологии с применением вяжущих составов, - они обсуждаются в следующих разделах. Выбросы летучих органических соединений углерода существуют для всех химически связываемых типов формовочного песка, за исключением использования жидкого стекла. При использовании самотвердеющих и холоднотвердеющих составов, уровень выбросов, появляющихся во время смешивания, мал, учитывая небольшое количество использованной смолы (отношение составляет 1 – 2 % смола:песок). Выбросы, появляющиеся во время отверждения, нанесения покрытий и просушки, подлежат отбору и нейтрализации. При регенерации химически связываемого формовочного песка, происходит образование пыли на вибрационном стенде для просеивания. Охлаждение и обеспыливание песка обычно выполняются в сухом помещении, так как отсутствуют проблемы с конденсацией воды. Пыль не подлежит повторному использованию. [13] 8.5.8.3 Холодный стержневой ящик: отбор и нейтрализация паров аминаОписание При изготовлении стержней с использованием технологии холодного стержневого ящика образуются отходящие газы, которые нуждаются в очистке перед их выбросом в атмосферный воздух. Чтобы предотвратить загрязнение воздуха рабочей зоны, установка по выдувке стержней ограждается, а стержни обдуваются потоком воздуха, чтобы удалит все остатки газа, перед открытием установки в процессе выемки изготовленных стержней. Чтобы гарантировать хорошие условия работы в процессе проверки, обработки и хранения изготовленных стержней, могут быть установлены системы отбора отходящих газов. Для этого устанавливаются кожухи или системы эвакуации, например, на контрольном стенде, над зоной обработки и над местом временного складирования (область выдержки поддона с готовыми стержнями). Пары амина, содержащиеся в выбросах, требуют специальной обработки для уничтожения источника запаха. Можно использовать один из следующих методов: - Адсорбция на активированном угле: Этот процесс очень эффективен, но эксплуатационные затраты очень велики, таким образом он может использоваться только в случае, когда объем отходящих газов не велик - Дожигание: Для эффективности этого процесса, необходимо правильно спроектировать камеру дожигания, в ней должна быть гарантированная температура, по крайней мере, 800 ºC, при минимальном времени выдержки 2 секунды. Расход энергии высок и, поэтому, процесс очень затратен в работе. На литейных заводах, использующих вагранки, оотходящий газ может быть подан в вагранку для дожигания - Химическая очистка: Амины сильные основания, и взаимодействуют с серной или фосфорной кислотой. pH раствора обычно составляет ниже 3. Как следствие этого, очищаемый раствор время от времени требует замены для удаления образовавшихся солей, которые впоследствии требуют утилизации как опасные отходы. Существует техническая возможность обработки осадков, образовавшихся при чистке, для повторного использования амина. Это обсуждается в разделе 8.8.5. - Биофильтрация: См. 8.5.8.8. В зимнее время может понадобиться подогрев выходящего воздуха для предотвращения конденсации амина в системе трубопроводов. Это может быть сделано с помощью отходящего тепла от компрессоров или других соседних устройств.
Удаление отходящих газов способствует снижению в выбросах содержания аминов и, связанных с ним, ароматических веществ. Воздействие на различные среды При использовании кислотных скрубберов, амины переносятся в очищаемый раствор, который затем требует дальнейшей обработки. Однако возможно восстановление амина из раствора. Это описано в 8.8.5. Эксплуатационные данные Независимо от используемого метода очистки, может достигаться уровень содержания аминов в выбросах менее 5 мг/Нм3. Данные по выбросам для цеха изготовления стержней, использующего технологию холодного стержневого ящика и кислотный скруббер, представлены в таблице 8.48. Скруббер использует 75 % раствор фосфорной кислоты. При нормальной работе, в день в скруббере осаждается 15 кг амина. Раствор насыщается и переносится в резервуар для дальнейшей обработки или утилизации. Установка работает при мощности 35,5 кВт и продолжительности работы 2000 час/год.
Применимость Эта технология используется в новых и существующих цехах по изготовлению стержней с применением холодного стержневого ящика. Экономические показатели Эксплуатационные затраты на установку описаны в разделе 'Рабочие данные' и составляют 6,3 ЕВРО/тонну годных отливок. Инвестиционные затраты для установки, приведенной в примере, использующей мокрый скруббер, представлены в таблице 8.49.
Движущая сила внедрения Обеспечение безопасных условий работы персонала и предотвращение выбросов ароматических веществ. Примеры заводов Этот метод обычно применяется на литейных заводах, использующих технологию изготовления стержней в холодном стержневом ящике. Справочная литература [88], [1], [15, Gwiasda, 1984] 8.5.8.4 Отбор и нейтрализация ЛОСОписание Выбросы ЛОС (главным образом растворители, BTEX и, в меньшей степени, фенол, формальдегид и т.д.) обусловлены химической подготовкой формовочного песка, а также на последующих стадиях процесса, заливкой, охлаждением и выбивкой отливок из форм (см. 3.35 и 3.45). Эти составы вредны для здоровья и образуют выбросы ароматических веществ. Уменьшению выбросов ЛОС препятствует тот факт, что используемыми системами отбора потребляются большие объемы воздуха. Для удаления ЛОС используются следующие технологии: - адсорбция с помощью активированного угля; - дожигание; - биофильтрация. Для адсорбции на активированном угле отходящий газ подается через слой угля. При насыщении происходит термическое восстановление углерода. Активированный угль имеет очень высокую эффективность и очистки. Для бензола, эта эффективность составляет > 99 %. Однако, этот метод имеет следующие недостатки: - большие объемы отходящего газа требуют большого количества активированного угля; - перед адсорбцией на угле из отходящих газов должны быть отфильтрованы пыль и аэрозоли. Так как очень мелкие частицы пыли имеют тенденцию к осаждению, фильтрация возможна только при использовании влажных методик обеспыливания, а при этом образуется поток сточных вод. Чтобы успешно использовать дожигание для удаления ЛОС из отходящих газов, необходимы особо минимальные концентрации. Эти предельные значения зависят от удельной концентрации и от выбранной методы. Дожигание возможно для отходящих газов, образовавшихся при литье в формы с нанесенным покрытием. Обычно, отходящие газы из литейного цеха не имеют достаточно высоких уровней ЛОС, требующих дожигания. Одной из альтернатив дожиганию является использование отходящих газов, образовавшихся после изготовления стержней, в качестве воздуха для вагранки. Использование биофильтров подробно описано в 8.5.8.8. Экологические эффекты от внедрения метода Снижение выбросов ЛОС в атмосферный воздух. Воздействие на различные среды На отбор потока отходящих газов, которые также могут содержать большие объемы окружающего воздуха, расходуется энергия. Движущая сила внедрения Законодательство по ограничению выбросов ЛОС. Справочная литература [93], [13] 8.5.8.5 Очистка отходящего газа с использованием биофильтровОписание Биофильтрация основана на способности микробов, живущих на волоконно-торфяном фильтрующем слое, окислять газы с неприятным запахом и преобразовывать их в соединения, не имеющие запаха. Газ, требующий очистки, продувается вентилятором через слой влажного фильтрующего материала, и выходит наружу уже без запаха. Ароматические вещества адсорбируются в водной фазе и разрушаются микроорганизмами, живущими на материале фильтра. Хорошие рабочие характеристики фильтра зависят от баланса между количеством питательных веществ (составы для очистки/разложения) и числом микроорганизмов. На литейных заводах биофильтры используются для удаления ароматизированных газов, главным образом содержащих амины, из процессов изготовления стержней с технологией холодного стержневого ящика, и для удаления ЛОС (например, бензола) из отходящих газов литейного цеха. Критические параметры для обеспечения хорошей работы биофильтра: - Проницаемость фильтрующего слоя: Газы должны проходить через фильтрующий слой при хорошем контакте с его материалом. Излишек тонкого материала в фильтрующем слое может вызвать засорение, возрастание давления и разрушение материала фильтрующего слоя - Увлажнение фильтрующего слоя: Может быть установлена система разбрызгивания воды, предназначенная для непрерывного или периодического увлажнения материала фильтра - Обработка отходящего газа: Отходящие газы должны быть увлажнены перед их подачей на фильтр. Для оптимальной работы должна поддерживаться постоянная температура (30 ºC). Это может потребовать предварительного подогрева отходящего газа - Соответствующая подготовка воды: При использовании биофильтра образуется сточная вода, содержащая фенол и крезол. Она должна быть обработана в системе обработки сточных вод перед ее утилизацией или рециркуляцией. Рециркуляция требует дополнительной стадии по удалению солей. Введение технологии биофильтрации на немецком литейном заводе потребовало длительного периода оптимизации, пока не был достигнут удовлетворительный уровень работы. Было обнаружено, что большое значение имеют следующие характеристики: - герметизация места соединения слоя биофильтра с крышкой, требуемая для предотвращения проникновения СО и конденсата в период работы. Отфильтрованный воздух откачивается через централизованную трубу - тщательный контроль качества воды (например, содержание солей), особенно при использовании систем, не создающих сточных вод - прибавление питательных солей к разбрызгиваемой воде, требуемых для поддержания активности фильтрующего слоя, и - контроль значения рН материала фильтрующего слоя и добавление извести для поддержания нейтрального значения рН.
Снижение выбросов ароматических веществ, амина и/или выбросов ЛОС из цеха по изготовлению стержней и литейного цеха. Удаление бензола и других ЛОС происходит на биофильтре, но не может расцениваться как полностью достоверное. Эффективность фильтрации сильно изменяется в зависимости от широкого ряда факторов, например, погодных условий, срок службы фильтрующего слоя и т.д. Поэтому использование только одних биофильтров для уменьшения количества ЛОС, не достаточно. Основная цель их использования состоит в уменьшении запаха. Воздействие на различные среды При использовании биофильтра образуются сточные вод. Они могут быть повторно использованы для внутренних нужд после обработки, что приводит к образованию осадка, требующего утилизации. При подаче отходящих газов через фильтр, а так же для работы окружающего оборудования требуется дополнительная энергия. По имеющейся информации, проблемой могут быть выбросы парникового газа N2O. Эксплуатационные данные Предварительные экспериментальные данные по удалению амина были получены в Финляндии. Блок биофильтрации (диаметром 0,8 м, высотой 1 м) был установлен на линии отбора отходящих газов цеха по изготовлению стержней, после кислотного скруббера. Оборудование включало вентилятор и блок орошения, с помощью которого влажность биофильтрации корректировалась до оптимального уровня. Степень удаления ароматических веществ измерялась, используя ольфактометр. Результаты по удалению ароматических веществ и полного уровня углеводорода представлены в таблице 8.50. Изменения во входных условиях анализа обусловлены изменениями параметров процесса. Результаты показывают, что достигнута существенная степень снижения ароматических веществ и углеводородов. Таблица 8.50 - Эксплуатационные данные для биофильтрации отходящих газов при изготовлении стержней по технологии холодного стержневого ящика [94]
Данные, полученные в промышленном масштабе по удалению ЛОС, были предоставлены Германией. Блок биофильтрации (характеристики: активная поверхность 300 м³, высота 1 м, 5 прямоугольных слоев, полная пропускная способностью 32330 нм ³/час для сухого газа) был установлен для нейтрализации отходящих газов, поступающих из цеха заливки и охлаждения литейного завода по литью чугуна в формы из сырой формовочной смеси, использующего кронинг и стержни, изготовленные в холодном стержневом ящике. Данные по выбросам представлены в таблице 8.51. Измерения с помощью ольфактометра показали среднее снижение выбросов ароматических веществ на 94,5 %. Таблица 8.51 - Данные по выбросам при использовании биофильтрации отходящих газов из цеха заливки в сырую формовочную смесь и линии охлаждения [93]
Применимость Эта технология находит свое применение на литейных заводах, использующих сырую формовочную смесь и в цехах по изготовлению стержней с технологией холодного стержневого ящика. Сфера применения ограничена большими литейными заводами по производству отливок, так как биофильтры требуют очень стабильных условий работы на протяжении всего года. Необходимо отметить, что в каждом известном случае применения, потребовались большие усилия по проведению научных исследований, позволивших достигать приемлемых рабочих результатов. Экономические показатели Капитальные затраты по установке блока биофильтрации на немецком заводе, приведенном в примере (характеристики: активная поверхность 300 м³, высота 1 м, 5 прямоугольных фильтрующих слоев, полная пропускная способность 32330 нм³/час для сухого газа), включая затраты на блок подготовки воды, что позволило работать без образования сточных вод, оцениваются как 3247000 ЕВРО. Сюда включены 2333000 ЕВРО на фильтры и вспомогательное оборудование и 914000 ЕВРО для системы отбора отходящих газов и трубопроводной системы. При расчетной нагрузке 40000 нм³/час, эксплуатационные затраты составили 170000 ЕВРО/год (данные представлены при пересчете с немецкой марки, по курсу 1998 г.). Эти предполагаемые эксплуатационные затраты намного превышают обычные инвестиционные и эксплуатационные затраты для блоков биофильтрации. Вероятно, это обусловлено большой пропускной способностью и наличием дополнительного оборудования. В 1998 г. расходы на однослойный биофильтр, пропускающий 17000 нм³/час, оценивалась как 70000 – 100000 долларов США, затрачиваемых в качестве инвестиций и ежегодных эксплуатационных расходов на воду, оплату накладных расходов - 15000 – 25000 долларов США.
Снижение выбросов (главным образом ароматических веществ), оказывающих вредное воздействие на окружающее пространство. Примеры заводов Halberg Guss, Saarbrücken-Brebach (D) Справочная литература [93], [94], [7], [95] 8.5.8.6 Постоянные формы: отбор выбросов, обусловленных составами для облегчения выемки отливокОписание При распылении водных растворов средств разъединения на кокили HPDC образуется туман с низким содержанием продуктов разложения. Туман собирается с помощью вытяжных зонтов. Экологические эффекты от внедрения метода Снижение выбросов, обусловленных составами для облегчения разъединения кокилей, содержащих органические соединения. Предотвращение диффузных выбросов. Воздействие на различные среды Улавливание и сбор тумана требуют дополнительного энергопотребления. Эксплуатационные данные Рабочие данные по заводу, используемому для примера, представлены в таблице 8.52. Данные относятся к растворяемому в воде реагенту для облегчения разъединения кокилей (коэффициент растворения 1:40), основанного на синтетическом полимере и полисилоксане. Горячий и очищенный воздух используется для рекуперации тепла. Таблица 8.52 - Данные по выбросам, содержащимся в отходящих газах цеха HPDC, использующего EP очистку [7]
Применимость Эта технология используется на уже существующих установках. Это конечная технология, применяемая в случаях, когда не эффективно предотвращение или минимизация тумана. Меры по предотвращению и минимизации образования тумана обсуждаются в разделе 8.3.5.1. Движущая сила внедрения Минимизация диффузных выбросов и действующее законодательства по выбросам нефтяного тумана (например, в Швеции). Примеры заводов Завод для справки: TCG Unitech, Kirchdorf/Krems (A) Общая практика, применяемая на старых установках для литья под давлением (D, F, B...) и на всех установках для литья под давлением в стране Италии.
8.5.9.1 ВведениеВыбросы, образующиеся во время отливки, охлаждения и выбивки из форм, очень разнообразны по своему составу и сильно отличаются по качеству и количеству для разных литейных заводов. В основном образуются выбросы пыли, а так же выбросы неорганических и органических газообразных соединений. Они в основном являются продуктами реакций, вызванных высокой температурой и восстановительной газовой средой, образующейся после заливки и охлаждения. Состав дымов в зоне разлива металлов сложен. Они главным образом содержат СО, CO2, H2 и метан в качестве основных представителей органических продуктов разложения. Полициклические ароматические углеводороды и бензол образуются в зависимости от состава литейной формы материала стержней. Улавливание и обработка отходящих газов на этих этапах процесса возможны в основном для автоматизированных установок формовки и заливки. [88] Относительные выбросы (выраженные как кг/т расплавленного металла) увеличиваются по мере продвижения по производственному циклу заливка-охлаждение-выбивка отливок из форм. Чтобы учесть эти изменения необходимо приложить усилия в сборе данных по содержанию выбросов в выпускных газах.
Образование выбросов во время заливки, охлаждения, и выбивки отливок из форм, как правило, увеличивается по мере увеличения мощности завода. При серийной отливке выбросы увеличиваются по мере увеличения производительности. Без вентиляции воздух в цехе заливки металла может в некоторый момент достигать предельно допустимых значений концентрации вредных веществ. Чтобы уменьшить загрязнение в рабочей зоне, всасывающие патрубки вентиляторов следует располагать как можно ближе к литейным формам, но при этом они не должны создавать помех процессу заливки металла. Элементы заборников размещаются таким способом, чтобы все выбросы, образующиеся в процессе заливки, удалялись из рабочей зоны в оборудование для отбора. Скорость воздушного потока в сечении отбора должна поддерживаться между 0,5 и 1 м/с.
Снижение диффузных выбросов СО, PAH и других органических продуктов разложения. Воздействие на различные среды Отбор отходящего воздуха требует дополнительного потребления электроэнергии. Применимость Эта технология используется на новых и существующих установках серийной заливки и охлаждения. Движущая сила внедрения Снижение диффузных выбросов. Сбор отходящих газов для дальнейшей обработки. Примеры заводов Эта технология обычно применяется на литейных заводах, имеющих крупносерийное производство. Справочная литература [1] 8.5.9.3 Удаление и очистка газов из зоны выбивки отливок из формОписание Технология, используемая для удаления отходящих газов в зоне выбивки отливок из форм, зависит от степени механизации, состава выбросов, которые требуют удаления, и размера отливок, особенно от наличия наименьшей и наибольшей отливки, поступающей в установку. Обычно используемая система сокращения выбросов, представляет собой вентиляционные панели, расположенные по бокам вибрационного грохота. Обычно, их устанавливаются с обеих сторон вибрационного грохота, независимо от его размеров. При возможности такие панели можно установить и на задней части грохота. Часто места откачки находятся под вибрационным грохотом в местах сбора песка и соединены с помощью общего вытяжного коллектора. В этом случае возникает риск попадания песка, если сборник заполняется песком до самой трубы. Кроме того, вход трубы часто перекрывается горками песка, осевшими продуктами порообразования и пыли. Лучшим способом получения приемлемых уровней удаления при относительно малых скоростях вентиляции, является метод, когда выбивка отливок из форм осуществляется в огражденных блоках. Окна в крыше, возможно с перемещающимся экраном, задвижкам и желобами для загрузки/разгрузки, позволяют использовать кран или другие грузоподъемные механизмы. Кроме того, закрытые блоки существенно снижают уровень шумов. На автоматических литейных заводах содержание литейных форм часто выпрессовывается из опоки с помощью гидравлического домкрата с закрепленной нажимной пластиной. Впоследствии отливка отделяется от песка, сначала на специальном вибраторе, а затем во вращающемся барабане. Обычные барабаны или трубчатые барабаны, которые в настоящее время широко распространены, более подходят для сбора выбросов, чем обычные вибрационные грохоты, но у них есть недостаток, заключающийся в возможности появления выбросов ароматических веществ. Количество удаляемого воздуха определяется не только предельными значениями, заданными для рабочего места, но также и требованиями к обработке. Большие объемы воздуха могут потребоваться для охлаждения и защиты рукавных фильтров. Это должно быть согласовано с требованиями всех используемых методов уменьшения загрязнений, которые для эффективной работы обычно требуют больших объемов загрязненных газов при малом количестве воздуха. Соответствующими средствами обеспыливания являются циклоны, объединенные с влажными скрубберами или сухими фильтрами. Используются также биофильтры, которые описаны в 8.5.8.8. При свободном литье в кокиль и центробежном литье, для снижения выбросов органических и ароматических веществ используются дожигание, химическая промывка и адсорбция активированным углем. Эти системы уже были описаны выше. Экологические эффекты от внедрения метода Снижение выбросов ЛОС и пыли в атмосферный воздух. Воздействие на различные среды При сборе пыли образуется осадок, требующий утилизации. Эксплуатационные данные При использовании отдельно стоящих систем выбивки отливок методом вибрации, имеющим до 2 м в ширину, для каждого м2 вибрирующей поверхности удаляется 7000 - 9000 Нм3/час воздуха, в случае установки односторонней вентиляционной панели. При двухсторонней установке панелей, отбирается 5000 Нм3/час на м2 поверхности. Если точка отбора находится под устройством в месте сбора песка, то количество воздуха, отбираемого на м2 поверхности, берется при проектировании, приблизительно, 700 Нм3/час. На польском литейном заводе по производству крупных стальных отливок, используемом в качестве примера, над решеткой для выбивки отливок из форм был установлено съемный кожух. Кожух состоит из двух боковых сдвижных дверей, которые открываются и закрываются гидравлически, как показано на рисунке 8.17. Кожух уменьшает количество пыли и шума, попадающих в цех литейного завода. Отходящие газы очищаются путем сухого обеспыливания. Уровень шумов при выбивки отливок из форм снизился от 100 дБ до менее 85 дБ. На заводах, где применяются песочные литейные формы, использующие глину в качестве вяжущего состава, существенное значение имеют выбросы пара. Смесь пыли и пара может привести к огромным проблемам в трубопроводах, если температура упадет ниже точки росы или, что еще хуже, ниже температуры кристаллизации. Чтобы устранить эту проблему, в трубопроводы должен подаваться горячий воздух. Экономические показатели Для установки защитного кожуха на польском литейном заводе, приведенном в примере, указанном выше, инвестиционные затраты составили 220000 ЕВРО, включая затраты на некоторое дополнительное оборудование. Движущая сила внедрения Уменьшение выбросов ЛОС и пыли. Примеры заводов Metalodlew s.a., Krakow (PL) Справочная литература [97], [1], [96] 8.5.9.4 Очистка отходящего газа, используя биофильтрациюОписание Биофильтры используются для нейтрализации выбросов ЛОС и бензола и, следовательно, используются для обработки отходящих газов цеха заливки, охлаждения и выбивки отливок из форм. Полное описание и обсуждение этого метода представлено в 8.5.8.8. Примеры заводов Несколько заводов в Германии. Справочная литература [3] 8.5.10 Операции шлифовки отливок: удаление и очистка отходящего газа8.5.10.1 Отбор выходящего газа в зоне конечной обработки отливокОписание При использовании технологии термического разделения требуется уловить и нейтрализовать значительное количество дыма. Рабочая зона может быть максимально ограждена, но необходимо обеспечить свободу перемещения и чистый воздух в зоне нахождения рабочего. Технологии сбора пыли во время абразивной обработки и шлифовки подразделяются между стационарными системами и ручными. Жесткие вытяжные камеры являются общепринятыми при использовании стационарных устройств. При использовании стационарных шлифовальных станков, сильно ограниченный абразивный поток попадает в вентиляционную трубу и отводится наружу. В случае использования установок для абразивной резки требуется дополнительно удалять выбросы из рабочей камеры, так как это касается здоровья и безопасности рабочего. Выбросы от ручных машинок иногда отбираются с помощью закрепленной вытяжной камеры. Это эффективный, но непопулярный метод, поскольку это увеличивает вес машинки и уменьшает ее управляемость. Обычно ручная шлифовка и ручная резка выполняются в камерах. Сбор пыли осуществляется путем очистки стен, крыши, подвижных отсосов или откачивающих систем. Экологические эффекты от внедрения метода Снижение диффузных выбросов металлических частиц и пыли. Воздействие на различные среды Удаление и очистка насыщенных пылью отходящих газов требует дополнительного расхода энергии. Эксплуатационные данные Рабочие данные были представлены в 3.11 и показывают, что выбросы при операциях обрезки, зачистки и сварки (без очистки отходящих газов) ниже, по сравнению с соответствующими данными для футеровки и дробеструйной обработки. Применимость Как указано в таблице 8.53, некоторые методы конечной обработки не создают пыль и, следовательно, не требуют системы отбора отходящих газов. Таблица 8.53 - Применимость методов отбора пыли для различных операций [1], [3]
Движущая сила внедрения Уменьшение выбросов пыли, охрана здоровья и безопасность. Примеры заводов Эта технология используется на огромном большинстве европейских литейных заводов. Справочная литература [1] 8.5.10.2 Методы очистки отходящих газовОписание - Обдув: При обдуве образуется много пыли. Отбор отходящих газов непроблематичен, благодаря полному ограждению процесса обдува, выполняемого в закрытой камере. Общепринятыми мерами очистки воздуха являются мокрое обогащение и сухие фильтры, обычно с циклоном в качестве предварительного фильтра - Плоская шлифовка, обработка в барабане: При нормальных условиях оба процесса не требуют уменьшения выбросов. Аэрозолями, которые могут образоваться в быстро вращающихся барабанах, можно пренебречь - Резка: При всех термических процессах резки образуются выбросы. Отбор выбросов осуществляется на рабочем месте и состоит в интенсивном отсосе возникающего дыма. Важно разместить элементы отбора как можно ближе к источнику выбросов, но, не создавая помех рабочему процессу. В некоторых случаях выгодно скомбинировать подвижный воздухозаборник для непосредственной откачки и дополнительную вентиляционную камеру. Путем тщательного размещения элементов откачивающей системы, насыщенный пылью воздух может отводиться подальше от рабочего места. Обычными процессами очистки отходящего воздуха являются мокрое улавливание и сухие фильтры. Необходимо отметить, что эти системы устанавливаются для очистки отходящих дымов, содержащих очень малые частицы. - Абразивная резка: Стационарные установки абразивной резки требуют удаление выбросов. Общепринятыми процессами очистки выходящего воздуха являются циклоны, мокрое улавливание и сухие фильтры - Распиливание, проковка, прессование: В этих процессах обработки образуется мало выбросов и при нормальных условиях они не требуют отбора - Рубка зубилом,: В этих процессах образуются в основном крупные частицы, которые трудно удалить путем отбора. Работа главным образом выполняется в камерах по соображениям безопасности. В особых случаях, например, при удалении обожженного песка, образующаяся пыль может быть извлечена с помощью подвижного рукава. Выходной воздух очищается в циклонах, путем мокрого улавливания и сухих фильтров - Шлифовка: Отбор выбросов при шлифовке на стационарных станках осуществляется таким же образом, как и в случае абразивной резки, то есть с помощью закрепленных патрубков-отсосов, в которые направляются абразивные отходы. При ручной шлифовке и абразивной резке используется огражденное рабочее место. Средствами для очистки воздуха являются циклоны, мокрое обогащение и сухие фильтры - Штамповка, размол: Эти процессы обработки вызывают немного выбросов и при нормальных условиях не требуют очистки - Сварка: Количество выбросов зависит от типа выбранного сварочного процесса. Обычно удаление лучше всего осуществлять с помощью подвижного рукава. Для очистки выходящего воздуха используются мокрое обогащение и сухие фильтры, а иногда электростатические фильтры. Экологические эффекты от внедрения метода Уменьшение выбросов пыли. Воздействие на различные среды Отбор и очистка насыщенных пылью отходящих газов требует дополнительной энергии. Эксплуатационные данные Мокрые скрубберы и тканевые фильтры успешно устанавливаются и работают уже много лет. Футерованные камеры с высоко-эффективными блоками улавливания пыли могут работать без системы очистки отходящих газов, так как их выброс чище обычного воздуха цеха обработки. Они также способствуют улучшению условия труда на рабочем месте. Рабочие данные представлены в 3.11. Можно заметить, что коэффициенты эмиссии при резке, зачистке и сварке (без очистки отходящих газов) низки, по сравнению с соответствующими значениями для участков футеровки и дробеструйной обработки. Используя оборудование тканевых фильтров, можно получить уровни выбросов ниже 10 мг пыли/Нм3. Используя мокрые системы удаления пыли, можно достичь уровней эмиссии менее 20 мг пыли/Нм3. Применимость Эти методы используются на новых и существующих литейных заводах. Движущая сила внедрения Уменьшение выбросов пыли, охрана здоровья и безопасность. Примеры заводов Эта технология используется на большинстве европейских литейных заводов. Справочная литература [1], [45] 8.5.11 Удаление и очистка отходящих газов после термообработки8.5.11.1 Использование горелок в печах для термообработкиОписание Основными мерами по снижению выбросов отходящих газов из печей для термообработки, работающих с использованием горелок, является применение природного газа или топлива с низким содержанием серы. Кроме того, работа автоматизированной печи позволяет осуществлять тщательный контроль рабочего и температурного режима и минимизировать чрезмерный расход энергии.
Снижение количества загрязняющих веществ, образовующихся при сгорании СО, SO2, NOx. Воздействие на различные среды Воздействие на различные среды не наблюдаются. Эксплуатационные данные На литейном заводе в Польше до 1998 г. термообработка производилась в 3 печах, использующих каменноугольный газ в качестве топлива для горелок, при ручном контроле процесса сгорания. Каменноугольный газ получался непосредственно из коксовой печи и имел переменный химический состав (например, содержание CО до 15 %). Это приводило к большим выбросам и риску отравления персонала. В 1998 г., 2 из 3 печей были переоборудованы газовыми горелками с компьютерной регулировкой расхода природного газа. Была восстановлена футеровка печи. Результаты этих изменений условий работы привели к: - автоматизированному управление температурным режимом - 40%-му снижению потребления газа (по объему) - снижению затрат, благодаря использованию более дешевого природного газа - снижение выбросов SO2, NOx, CO и ароматических веществ (смотрите таблицу 8.54).
Применимость Эта технология используется в печах для термообработки, работающих с использованием горелок. Движущая сила внедрения Уменьшение выбросов SO2, NOx, CO. Примеры заводов Metalodlew, Krakow (PL) Справочная литература [1] 8.5.11.2 Ванны для закалкиОписание Здесь меры по удалению из рабочей зоны выбросов и их снижению включают в себя удаление дыма в ваннах для закалки, особенно в масляных ваннах. Используются вытяжные зонты, вытяжки и отсосы. В этом случае возникают проблемы, подобные ситуациям в цехе выбивки отливок из форм. Ванны часто должны загружаться с помощью крана, таким образом, вытяжные купола должны устанавливаться высоко над полом. Экологические эффекты от внедрения метода Снижение диффузных выбросов от масляного тумана. Воздействие на различные среды Очистка выбросов требует дополнительного расхода энергии. Применимость Применяемые методы очистки для различных типов ванн представлены в таблице 8.55. Таблица 8.55 - Применимость методов отбора дыма для закалочных ванн 1]
Бортовые отсосы по краям камеры эффективны только до определенного размера и теряют свою эффективность почти полностью при больших выбросах, то есть когда горячая деталь погружается в ванну. Несмотря на это скомбинированные с обдувом и вытяжным зонтом, являются наиболее эффективным методом удаления выбросов при использовании больших ванн. Движущая сила внедрения Сокращение выбросов, безопасность и охрана труда. Примеры заводов Эта технология используется на нескольких литейных заводах в Европе. Справочная литература [1] жүктеу/скачать 9.9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
