Окружающей среды и природопользования

8.5.3 Электродуговая печь

8.5.3.1 Отбор выходящего газа

Микрочастицы выходящие из электродуговой печи очень мелкие и трудно улавливаемые. Отбор дыма и пыли в такой печи очень трудная для решения задача. Существует несколько методов, которые имеют различные преимущества и недостатки. На рисунке 8.16 представлены схемы устанавливаемых отсосов, боковых вытяжных систем и систем вытяжки через специальное отверстие.

- система с бортовым отсосом: Отсос устанавливается на крышке печи и собирает газы, выходящий через отверстия для электродов. По сравнению с системами с вытяжным зонтом, в этом случае требуются более высокая степень экстракции, поскольку для отвода дыма необходимы высокие скорости откачки. Можно ожидать некоторую утечку загрязняющих веществ в атмосферный воздух, если не обеспечено соответствующее уплотнение системы. По имеющейся информации, системы с бортовым отсосом увеличивают расход электродов.

- фонарь: Выше системы загрузки, над всей печью располагается большой аэрационный фонарь. В этом случае, между печью и системой откачки, создается большой промежуток, затрудняющий контроль выходящего дыма и пыли, даже при высокой тяге. Поперечные перемычки существенно снижают эффективность удаления. Эти недостатки делают использование таких систем отбора непривлекательными.

- непосредственная вытяжка из печи через специальное "четвертое отверстие": Дым отбирается через водоохлаждаемый или огнеупорный трубопровод, связанный с четвертым отверстием в своде печи. Воздух всасывается через соединения трубопроводной системы, таким образом, обеспечивая приток кислорода, необходимого для сгорания СО в неразбавленном и горячем выходном газе. Это уменьшает взрывоопасность в системе сбора пыли. Размеры камеры для дожигания очень важны, чтобы гарантировать достаточное сгорание на всех стадиях цикла плавки. Отработанный газ (900 ºC) охлаждается при его разбавлении воздухом, путем инжекции воды, в теплообменниках (водяные рубашки) или при прохождении по длинным трубопроводам. Процесс охлаждения необходим для защиты пылевых фильтров. Расход электродов обычно выше, из-за их окисления

- частичная обвязка печи: Вокруг печи и зоны выпуска плавки устанавливаются подвижные или закрепленные ограждения. Первые могут сдвигаться, чтобы позволить загрузку и выпуск плавки, в то время как вторые оборудуются подвижной крышкой и боковыми стенками, используемыми для той же цели. При использовании таких типов систем отбора эффективность может достигать 98 %

- полная обвязка печи: Эти системы состоят из большого закрепленного зонта, полностью окружающего плавильную печь и разливочный ковш. Недостатками этой технологии являются высокие температуры и уровни шума внутри ограждения. Однако их преимуществом являются низкий уровень внешнего шума и низкий расход энергии. По оценке, расход энергии на 30 - 50 % меньше соответствующего значения при использовании фонаря.

Отбор отходящего газа способствует проведению контролируемого отвода и обработки потока отходящего газа, и приводит к минимизации как пропущенных, так и контролируемых выбросов.

Удаление отходящих газов увеличивает расход энергии. Поскольку при этом возможна очистка отходящего газа, это позволяет собирать пыль для утилизации или повторного использования.

В таблице 8.41 представлены типичные скорости потока отходящих газов и эффективность различных систем отбора.

Вышеуказанные технологии используются на всех новых и существующих печах, при следующих ограничениях:

- при установке системы с вытяжным зонтом на существующей печи, могут возникнуть проблемы, обусловленные увеличением нагрузки на конструкцию механизма подъема и поворота крышки

- применение системы непосредственного удаления из печи с использованием четвертого отверстия, ограничено большими электродуговыми печами, так как крышка должна быть достаточно большой, чтобы использовать четвертое отверстие, без какого бы то ни было ослабления конструкции. Эта технология не используется при плавке чугуна, так как приток свежего воздуха способствует чрезмерному окислению углерода.

Строительство и монтаж защитных кожухов на двух печах, с допустимой нагрузкой 8,5 тонн каждая, потребовало затрат 275000 ЕВРО (в ценах 1996 г.), исключая затраты на дальнейшую реконструкцию системы фильтрации и системы трубопроводов.

Требования, касающиеся здоровья персонала. Эта технология позволяет использовать методы газоочистки в потоке отходящего газа.

Metalodlew Foundry, Краков (Польша)

Metso Lokomo Steels and Sulzer Pumps Karhula Foundry (Финляндия)

Справочная литература

[88], [1], [44], [91]

8.5.3.2 Очистка отходящего газа

Описание

Системы очистки отходящего газа электропечей должны быть очень эффективными, так как в газе присутствуют частицы малых размеров. Для очистки отходящих газов широко используются тканевые фильтры. Скрубберы Вентури или измельчители применяются реже, из-за их более высокого расхода энергии, потребности в обработке воды перед выпуском и из-за необходимости утилизации или переработки влажных фильтрующих материалов. Тканевые фильтры широко используются вместо электростатических фильтров, из-за больших изменений температуры газа и концентрации микрочастиц в отходящих газах.

При использовании тканевых фильтров, необходимо соблюдать меры предосторожности для защиты фильтрующей среды, как обсуждается в 8.5.1.3. Они включают:

- использование высокого температурного циклона или мультициклона;

- использование оборудования для охлаждения газа. В этом случае отходящие газы охлаждаются при их разбавлении окружающим воздухом, путем инжекции воды, в теплообменниках или при прохождении по длинным трубопроводам. Инжекция воды, в частности, имеет дополнительное преимущество, заключающееся в этом, что быстрое охлаждение отходящих газов предотвращает рекомбинацию частично сгоревших органических веществ и, таким образом, способствует более чистому выбросу. Система охлаждения нуждается в эффективной системе управления, чтобы предотвратить попадание слишком горячих газов на тканевые фильтры.

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение выбросов микрочастиц из печей.

Воздействие на различные среды

Использование методов влажного обеспыливания требует более высокого расхода энергии, существует потребность обработки воды перед выпуском и необходимость в утилизации.

Эксплуатационные данные

Эксплуатационные данные представлены в 3.2.3.8. Современные рукавные фильтры имеют отношение промежутков к ткани от 2:1 до 3:1. Отношение промежутков к ткани (плотность) характеризует объемный воздушный поток, проходящий через фильтр, и выражается в (м³/сек)/м², что имеет то же самое значение, как и скорость прохождения через фильтрующие среды.

Применимость

Эти технологии могут использоваться на всех новых и существующих системах.

Экономические показатели

Затраты на установку новых систем удаления пыли на существующем польском литейном заводе, использующем две плавильных печи, производительностью 8,5 т/час, представлены в таблице 8.42. Выбросы пыли были снижены от 10 – 13 кг/час и 145 – 150 мг/нм³ до 0,2 – 0,25 кг/час и 2,8 – 2,9 мг/нм³. Также произошло большое снижение диффузных выбросов от цеха плавки.

Таблица 8.42 - Информация по затратам при установке оборудования для удаления и очистки отходящего газа в печи EAF [91]

Капитальные затраты	ЕВРО*
Фундамент и реконструкция старого коллектора	115000
Строительство и монтаж защитного кожуха над двумя печами	275000
Покупка и монтаж блока фильтрации и электрических систем	560000
Исследование, реализация и контроль	80000
Эксплуатационные затраты	EВРО/год
Амортизация	100000
Электроэнергия	88000
Ремонты и обслуживание	1500
* Цены конвертированы из злотых по курсу 1999 г.

Движущие силы внедрения

Ограничение выбросов пыли при плавке металлов.

Примеры заводов

Вытяжной зонт с блоком рукавных фильтров: Литейный завод Metalodlew, Краков (МН) Metso Lokomo Steels and Sulzer Pumps Karhula Foundry (Финляндия)

Справочная литература [44], [1], [88], [91]

жүктеу/скачать 9.9 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: