Окружающей среды и природопользования

8.5.4 Индукционная электропечь

8.5.4.1 Удаление отходящего газа

Удаление дыма и пыли является очень трудной задачей при установке системы отбора отходящих газов на индукционной тигельной электропечи, так как в ней отсутствует отводная труба. В прошлом десятилетии были разработаны несколько методов, каждый из которых имеет и преимущества и недостатки.

- Обычная вентиляция рабочей зоны: Вентиляционные панели с жалюзи, установленные на стенках, и вентилируемый кожух, расположенные на платформе печи, используются для увеличения естественной конвекции дыма и его вывода наружу. Даже с помощью экранов, установленных на крышке и имеющих высокую степень экстракции, эффективность таких систем часто невелика и легко изменяется при разливах металла.

- Вытяжной зонт: Так как низко расположенные зонты мешают системам загрузки, над загрузочным устройством должны быть установлены большие аэрофонари. При этом возникает большой промежуток между печью и откачивающей системой, что мешает контролировать выходящий дым и пыль, даже при использовании высокоэффективных откачивающих систем. Поперечные перегородки могут серьезно уменьшить эффективность отбора системы. Эти недостатки делают использование таких систем отбора непривлекательным.

- Подвешиваемые зонты: Такие кожухи более эффективны при их использовании вместе с вибропитателями. Окна в кожухе могут упростить процесс загрузки. Во время выпуска плавки зонт навешивается над ковшом, способствуя эффективному отводу газа.

- бортовые отсосы: Расположение отсоса рядом с печью способствует хорошей доступности печи и отсутствию помех для загрузочных систем. Из-за высокой летучести отходящих газов, достигаются большие скорости откачки, что приводит к высокой эффективности, особенно когда отсос расположен вне платформы печи. В этом случае, во время выпуска плавки, контроль за откачкой затруднен. Расположение на платформе печи позволяет решить эту проблему, но может помешать загрузочным операциям. Эффективность может быть увеличена путем установки воздуходувок на противоположной стороне дымососа, направляющих поток пыли и дыма в отсос. К сожалению, это не работает, если существуют какие-нибудь помехи для воздушного потока, что как раз имеет место во время загрузки.

- Воздухозаборник: Всасывающий патрубок размещается в верхней части печи и располагается таким образом, чтобы он смещался вместе с печью во время скачивания шлака или выпуска плавки. Такая система не мешает загрузочным операциям. При закрытой крышке система обеспечивает очень хороший контроль, так как располагается максимально близко к источнику выбросов и можно использовать небольшие скорости откачки. Дым не попадает в зону размещения операторов печи. Однако контроль за откачкой значительно ухудшается при открытии крышки печи, например, во время загрузки.

При проектировании такого оборудования для отбора отходящих газов требуется учет многих факторов. Поставщики предлагают решения, помогающие преодолеть некоторые из недостатков.

Следует обратить внимание на материал, используемый для зонтов и трубопроводов, так как газы могут иметь высокую температуру. На стадии проектирования также необходимо учитывать нагрев, полученный при излучении или конвекции из ванны расплавленного металла. Соответствующее обслуживание, в комбинации с наличием датчиков температуры, снижает риск воспламенения.

В этом случае чистота лома также играет важную роль. Если лом содержит органические материалы, то температура выходящего газа может повыситься, благодаря сгоранию материала, таким образом, требуется использование термостойкой стали или даже огнеупорный футеровки. Масляные загрязнения, образовавшиеся при конденсации масляного пара в трубопроводах, аккумулируют пыль и могут увеличить пожароопасность, если не удаляются регулярно. При использовании чистого лома, можно применять конструкции из низкоуглеродистой стали и не беспокоиться об очистке.

Удаление отходящего газа способствует контролируемой эвакуации и обработке потока отходящего газа, и приводит к минимизации неконтролируемых выбросов.

Использование системы отбора отходящих газов приводит к увеличению расхода энергии. Кроме того, так как возможна дальнейшая очистка отходящего газа, при этом также образуется пыль, требующая утилизации или переработки.

При использовании специальных систем отбора, например, бортовых отсосов, подвижных зонтов возможно получение эффективности отбора более 95 %.

Практический опыт работ, полученный на немецком литейном заводе по производству чугуна, показал, что крышка печи открыта в среднем в течение 25 % рабочего времени печи. В период ее открытия, выполняются процессы, способствующие образованию пыли, например загрузка присадок, скачивание шлака и разлив металла. Система разгрузки с использованием сливного носика, установленного на крышке печи, не позволяет отводить образовавшийся дым. Установка телескопического зонта позволила осуществлять эффективное удаление отходящих газов во время открытия крышки.

Применимость

Установка оборудования для сбора отходящих газов используется на всех новых и существующих индукционных электропечах, как в сталелитейной промышленности, так и при производстве цветных металлов.

Уменьшение количества выбросов в окружающую среду.

Эти технологии обычно используются на индукционных электропечах в Европе. Конкретным примером служит Walter Hundhausen GmbH& co KG (Германия)

8.5.4.2 Очистка отходящего газа

Описание

Системы очистки отходящего газа индукционной электропечи должны быть очень эффективными, из-за малого размера улавливаемых частиц. Для фильтрации отходящих газов широко используются тканевые фильтры. Тканевые фильтры имеют преимущества по сравнению с электростатическими фильтрами, так как они больше соответствуют широким колебаниям температуры газа и концентрации микрочастиц в отходящих газах.

При использовании тканевых фильтров необходимо учитывать присутствие в отходах нефтепродуктов, поскольку масляный пар может конденсироваться на фильтрующей ткани и блокировать поры, что сделает удаление налипающей пыли невозможным. Существует также возможность возгорания. Быстрое падение давления в системе, происходящее при закупорке пор, снижает эффективность откачивающей системы. Поэтому, чтобы предотвратить загрязнение рабочей зоны, фильтрующий материал должны заменяться или восстанавливаться (путем очистки) намного быстрее, чем при использовании чистого лома. Использование тканей с покрытием или инжекция извести в трубопровод могут помочь в решении этой проблемы. Кроме того, если существует вероятность возгорания масляного пара в трубопроводе, то в процессе должно быть обеспечено достаточное время, необходимое для полного сгорания, перед тем как пар попадет в корпус фильтра. Температура газа не должна превышать расчетную рабочую температуру ткани фильтра. В этом случае может понадобиться охлаждение газов до фильтра.

Обычно используемые мокрые скрубберы должны быть высоко эффективными (например, труба Вентури), так как углеродсодержащий и металлургический дым содержит очень малые частицы. Это требует значительной мощности вентилятора для создания достаточной турбулентности в скруббере, что способствует осаждению частиц. Поэтому, при использовании систем отбора с небольшим потреблением окружающего воздуха, скорость потока выходящего газа поддерживается на минимальном уровне. При нормальных условиях коррозия не является проблемой. Если в печь попадает стружка, содержащая смазочно-охлаждающие жидкости, то необходимо заметить, что некоторые из этих жидкостей могут содержать серу, которая способствует формированию SO₂. Это может вызвать проблемы с оборудованием, поскольку поглощение SO₂ в скруббере приводит к подкислению воды и, в конечном счете, к коррозии оборудования, если не проводилась ее обработка.

Некоторые литейные заводы по производству алюминиевых сплавов плавят материал, восстанавливаемый при электролизе алюминия. В этом случае могут формироваться неорганические загрязняющие вещества, например, фторид водорода. Они могут удаляться из отходящего газа, используя стадию химической адсорбции, которая может быть добавлена к системе очистки. При такой обработке в качестве адсорбента может использоваться гидроокись кальция или окись алюминия.

Экологические эффекты от внедрения метода

Снижение количества микрочастиц и окислов в выбросах индукционных плавильных печей.

Воздействие на различные среды

Очистка отходящего газа увеличивает расход энергии. При обеспыливании отходящего газа образуется пыль, которая требует утилизации или переработки. Использование мокрых методов обеспыливания приводит к более высокому расходу энергии, необходимость обработки воды до выпуска, и потребность в утилизации или переработки влажных отходов фильтра.

Эксплуатационные данные

Очистка отобранных газов обычно осуществляется с помощью фильтров. Ежедневное среднее значение выбросов пыли значительно ниже 10 мг/нм³. Эксплуатационные данные представлены в 3.2.8.1.

В таблице 8.43 представлены эксплуатационные данные по немецкому заводу по производству чугуна, на котором установлена централизованная система отбора отходящего газа, с системой обеспыливания, использующей рукавный фильтр. Система собирает отработанный газ от различных участков литейного завода, включая: четыре индукционных электропечи, зона хранения отходов и предварительного подогрева, цех подготовки металла, цех регенерации песка и цех отливки. Данные представлены для отходящего потока газов в процессе отливки в сырую формовочную смесь, содержащего загрязненный газ и очищенный газ.
Таблица 8.43 - Данные по выбросам завода по производству литейного чугуна, использующего индукционную плавку и централизованную систему вытяжной вентиляции с рукавным фильтром [92]

Состав	Газ после плавки	Комбинированный отработанный газ	Очищенный газ*
Пыль	89,3	237	<1
NOx	1,6	8,3	7,9
CO	2,2	4,2	3,8
SO2	3,5	3,9	3,7
Полное содержание C	21,8	34,7	34,9
PCDD/-F		0,036 x 10-6	0,0027 x 10-6
* NOx, CO, SO2 и C не улавливаются в рукавном фильтре. Разница между загрязненным и очищенным газами обусловлена небольшим изменением состава газ после вентиляции Мощность плавки составляет 14 тонн/час, полный поток отходящего газа 240000 м³/час Все данные даны в Мг/нм³

Применимость

Эта метод применяется на всех новых и существующих установках, использующих индукционные электропечи, на сталелитейных заводах и на заводах по производству цветных металлов.

Экономические показатели

В таблице 8.44 представлены данные по затратам и потреблению для установок, использующих рукавные фильтры для фильтрации отходящих газов плавильного цеха, использующего тигельные индукционные электропечи, скорость плавки 15 т/час, способных переработать 120000 Нм³/час.

Таблица 8.44 - Инвестиционные затраты и потребление энергии блока рукавных фильтров на индукционных электропечах, с данными по изменению уровня конечных выбросов пыли, Португалия, 2003 г. [3]

Уровень загрязнения в отходящих газах (Мг/нм³)	Инвестиционные затраты (ЕВРО)	Потребление энергии (кВтчас)
<5	350000	250
<20	200000	150

Движущие силы внедрения

Ограничение выбросов пыли, образующейся при плавлении металлов.

Примеры заводов

Очистка отходящего газа применяется на большинстве сталелитейных заводов, использующих индукционные электропечи и на ограниченном числе литейных заводов по производству цветных металлов.

Справочная литература [92], [1], [88]

жүктеу/скачать 9.9 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: