Динамика производства каменноугольного кокса в России, СССР и РФ

Динамика производства каменноугольного кокса в России, СССР и РФ

Год	Производство валового кокса, тыс. т	Год	Производство валового кокса, тыс. т
1913	444,3	1970	7540,4
1927	417,6	1980	8591,5
1937	2002,8	1992	30423,0
1940	2110,1	1994	25392,0
1945	1364,8	1997	25603,0
1955	4359,2	2000	28100,0
1965	6746,2	-	-

Из данной таблицы отчетливо видно, что потребность, а следовательно, и производство кокса постоянно растет. Колебание производства кокса связано с политической обстановкой в стране. Кокс и химические продукты коксования производятся на современных коксохимических заводах, имеющих в своем составе ряд основных производственных цехов и вспомогательных служб.

К основным производственным цехам относятся:

1. 
   Углеподготовительный цех, где осуществляются прием, хранение, подготовка углей и получение угольной шихты для коксования;
   
2. 
   Коксовый цех, в котором происходит термическая переработка угольной шихты с получением кокса и парогазовых продуктов коксования;
   
3. 
   Цех охлаждения и улавливания парогазовых продуктов и выделения химических соединений (аммиака, сырого бензола, каменноугольной смолы и др.);
   
4. 
   Цех по переработке уловленных продуктов (ректификации, смолоперегонный, пекококсовый и др.).
   

Для получения кокса изначально используют смесь углей разных составов. Смешивание углей осуществляется непосредственно на коксовой установке и сопровождается значительным пылением.

Подготовленную угольную смесь перед загрузкой в печную камеру обычно подогревают до  200С с тем, чтобы снизить в углях содержание влаги (до 6 – 10%). Предварительный нагрев, способствующий также повышению стабильности кокса, осуществляется в камерах сгорания.

Коксование углей протекает в несколько стадий. При нагревании до 300С, выделяется небольшое количество легкой смолы, образующейся при расщеплении кислородных соединений, входящих в состав угля. Приблизительно при 350С уголь размягчается, переходя в тестообразное, пластическое состояние. В расплаве происходит интенсивное разложение угля с выделением так называемых первичных продуктов (первичного газа и первичного дегтя), имеющих сложный состав.

Тяжелые углеродистые остатки от разложения угля спекаются при температуре около 500С, образуется твердый пористый продукт – полукокс. После охлаждения и конденсации из летучих продуктов выделяют полукоксовую или низкотемпературную смолу, газообразные продукты – полукоксовый газ.

Полукокс находит широкое применение. В частности, он является высокоэффективным бытовым и энергетическим топливом, так как горит практически бездымно, не образуя смол при нагревании, как многие угли, обладает большой реакционной способностью при взаимодействии с кислородом. Полукокс используется также в процессах газификации и при производстве ферросплавов. В последнее время полукокс применяется в качестве промежуточного продукта при производстве формованного металлургического кокса. Буроугольный полукокс можно использовать в шихтах для коксования. Значительный эффект достигается при вдувании измельченного полукокса в доменную печь, где он играет роль топлива, а также химического реагента, что позволяет сэкономить значительное количество доменного кокса из дорогих и дефицитных спекающихся углей.

Полукоксовый газ в основном используется на нагрев топлива и другие нужды на самом предприятии, где проводится коксование. Избыток полукоксового газа может быть использован как бытовое топливо, а также для органического синтеза.

Полукоксовые смолы, в принципе, могут быть сырьем для получения моторных топлив, фенолов, парафинов, углеводородов ароматического ряда, в частности, бензолов, гомологов нафталина и др.

При дальнейшем нагревании полукокс теряет остаточные летучие вещества, главным образом водород, и претерпевает усадку, вызывающую его растрескивание. При температуре от 650С до 800С полукокс переходит в кокс среднетемпературного коксования. Выше 950С полукокс полностью превращается в кокс. Первичные же продукты разложения, соприкасаясь с раскаленными стенками и сводом печи, а также с коксом, подвергаются пиролизу и превращаются во вторичные продукты. В составе газа преобладающими становятся Н₂ (50% об.) и СН₄ (25% об.). Вторичные продукты улавливаются и используются как ценное сырье для химической промышленности.

В коксовой печи коксование протекает послойно, причем температура слоев снижается от нагретых (свыше 1000С) стенок печи к середине загрузки. Соответственно этому и состав слоев (начиная от стенок) меняется в последовательности: кокс – полукокс – уголь в пластическом состоянии – сухой уголь – сырой уголь. Коксование считается законченным, когда все увеличивающиеся по толщине слои кокса сойдутся в середине печи. К концу коксования, вследствие усадки, образовавшийся «коксовый пирог» оказывается разделенным пополам швом-разрывом, идущим параллельно стенкам камеры, а каждая половина «пирога» – расчлененной на более или менее крупные куски трещинами, проходящими перпендикулярно стенке. Коксование длится 13 – 18 часов.

По окончании процесса коксования готовый кокс выгружают (выталкивают) из камерных печей. На рис. 12.3 представлена схема коксовой печи.

Коксотушильная установка состоит из тушильной башни и отстойников для осветления вод тушения. Под куполом или навесом тушильной башни находиться оросительное устройство, над ним вытяжная труба для отвода водяных паров. Вода на тушение подается в оросительную систему насосами из сборника осветленной воды. Расход свежей воды, поступающей на тушение, зависит от свойств кокса, в среднем он составляет 4 – 5 м³/т кокса. Часть (10 – 15%) воды, идущей на тушение, испаряется, часть остается в коксе. При этом его влажность увеличивается в среднем до 3 – 5%, а все тепло кокса, поглощенное водой, теряется полностью. Большая же часть воды входит в оборотный цикл; вода оборотного цикла загрязняется коксовой мелочью и поступает для осветления в специальные отстойники. После отстоя вода снова используется для тушение кокса. Коксовый шлам грейфером периодически удаляют из отстойников.

Преимущества данного метода по сравнению с мокрым тушением:

1. 
   Отсутствие выбросов паров воды в атмосферу и сточных вод тушильной башни;
   
2. 
   Получение потребителем сухого кокса с минимальной влажностью;
   
3. 
   Получение более однородного кокса по крупности;
   
4. 
   Улучшение качества кокса, т.к. в этом случае он не испытывает разрушения из-за резкого охлаждения (расход этого кокса в доменном производстве на 2 - 3 % ниже, чем кокса мокрого тушения);
   
5. 
   Устранение коррозии металлоконструкций от паров мокрого тушения и др.
   

В верхней части камеры нагретые газы отводятся по всему периметру горизонтального сечения камеры через окна в кольцевой газоход, затем в камеру обеспыливания, проходят поверхности нагрева котла-утилизатора, а затем охлажденными поступают в дымососы через специальные циклоны для дополнительного отделения пыли, чтобы снизить эрозию рабочих поверхностей дымососа.

Производительность каждой такой камеры  50 т кокса в час. Она работает в блоке с котлом-утилизатором, который вырабатывает пар под давлением 3822 кПа и при температуре 450С. Температура охлажденного кокса около 250С. Из 1т потушенного кокса можно получить около 0,42 т пара указанных параметров.

Циркулирующий газ представляет собой смесь горючих и негорючих составляющих. Примерный состав циркулирующего газа, %:  CO₂ 18 CO 666 N₂ 04 O₂. Количество СО может увеличиться до 23 – 24%.

Состав газообразной и жидкой фаз после процесса коксования углей. В состав отходящих газов входят в % : 46 – 65 H_₂, 22 – 32 CH₄, 4 – 10 CO, 1 – 3 CO₂, 0,7 – 9 N₂, 1 O₂, 2 – 5 CmHn, 0,5 – 4,5 H₂S, 1,5 – 9 NH₃, 21 – 36 C₆H₆, 1,5 – 3 толуола, 0,03 – 0,08 бенз(а)пирена и 1,8 – 36 пыли.

В процессе коксования углей в камерных печах идет пиролиз угольной смеси, поэтому происходит также выделение гидрированных ароматических соединений, парафинов, олефинов, фенольных соединений, соединений азота.

В процессе коксования образуется большое количество сточных вод. Их приблизительное количество и состав можно представить следующим образом, в м³/т кокса:

1. 
   Надсмольная вода после аммиачной колонны 0,280;
   
2. 
   Вода из цикла конечного охлаждения 0,050;
   
3. 
   Сепараторная вода отделения улавливания бензольных углеводородов 0,076;
   

4. Сепараторные воды смолоперерабатывающего цеха 0,090;

5. 
   Периодические стоки 0,042;
   
6. 
   Ливневые стоки 0,046.
   

Кроме того, в системе оборотного водоснабжения циркулирует 27 – 37 м³ условно чистой воды в расчете на 1т кокса.

Таблица 12.3

Природоохранные мероприятия можно разделить на две группы:

1. 
   Мероприятия технологического плана, предусматривающие уменьшение количества отходящих газов и пылей от источника их образования;
   
2. 
   Мероприятия, предусматривающие модернизацию, реконструкцию и внедрение нового пылегазоочистного оборудования с целью повышения эффективности его работы.
   

Выделение газа в результате плохой герметизации арматуры – второй по значимости источник выбросов (двери, загрузочные люки, крышки стояков, а также неплотности кладки верха и фасадных стенок). Выделение газа из неплотностей дверей, крышек стояков и загрузочных люков происходит только в результате плохой очистки их от отложений после выдачи кокса, плохой работы прижимных устройств, изношенности уплотняющих поверхностей.

Все пылевые выбросы делятся на организованные и неорганизованные. Неорганизованные происходят при загрузке угольной шихты в печные камеры, выдаче и тушении кокса. Организованные – из выхлопных труб систем аспирации объектов транспортирования, измельчения, сепарации, сушки угольной шихты, а так же при перегрузках и рассеве кокса, особенно кокса сухого тушения.

Организованные выбросы пыли уменьшаются посредством очистки в различных пылеуловителях. Борьба с неорганизованными загрязнениями ведется, как правило, технологическими мероприятиями или переводом их в организованные путем сооружения специальных устройств. Мероприятия по снижению организованных выбросов, кроме защиты атмосферы, улучшают условия труда.

Наиболее опасными источниками пыли и аэрозолей при работе коксового блока, на который приходится около 70% газовых выбросов, являются стадия термической подготовки угля (до 3,5 кг/т кокса), выгрузка кокса (1 кг/т), загрузка печей (0,5 кг/т), мокрое тушение кокса (1,6 кг/т).

При термической подготовке углей в виде организованного выброса теряется примерно треть нагретого теплоносителя, содержащего оксиды углерода, азота и серы, а также аэрозоль мелких классов угля и небольшое количество продуктов термического разложения угольной пыли, накапливающихся в цикле теплоносителя. В этом случае для очистки газов и защиты воздушного бассейна используют скрубберы Вентури. Токсичные соединения подвергаются глубокому окислению на железных и платино-палладиевых катализаторах.

Входящие в состав отходящих газов продукты пиролиза требуют утилизации. Для очистки отходящих из камерных печей газов от пылей используются скрубберы и электрофильтры. Эффективность применения электрофильтров зависит от условий их эксплуатации и, в частности, от температуры отходящих газов на выходе из дымовых труб.

Использование газоотводящих стояков с пневматическим уплотнение крышек и комбинированным уплотнением раструбов клапанных коробок, с применением гидрозатворов, позволяет обеспечить требуемую герметичность и устранить утечки сырого газа (эффективность 98%).

Особое значение имеет сокращение выбросов при сухом тушении кокса. Запыленность дымовых потоков в этом случае может достигать 50 г/м³, при температуре отходящих газов 350С. Тщательной организации местных отсосов требуют многие узлы установки сухого тушения кокса: загрузки в тушильную камеру и извлечения кокса из камеры, сортировки кокса, где пыли выделяется в 3 – 10 раз больше, чем при сортировке кокса мокрого тушения. Очистка от пыли в этом случае усложняется из-за ее плохой смачиваемости, что делает целесообразным применение рукавных фильтров.

Очистка газов от пылей при выгрузке происходит с помощью рукавных фильтров, скрубберов Вентури и мокрых электрофильтров.

Помимо указанных процессов, на коксохимическом предприятии возможно выделение сажи из дымовых труб. Образование сажи происходит в отопительных системах коксовых батарей при их разгерметизации и наличии подсоса сырого коксового газа в отопительные системы.

В сульфатных отделениях цехов улавливания химических продуктов коксования при сушке, транспортировании, затаривании и отгрузке сульфата аммония выделяется мелкокристаллическая пыль сульфата. Хорошая смачиваемость и растворимость в воде этой пыли обеспечивают достаточно полное (до 99%) ее улавливание в обычных мокрых циклонах.

В химических цехах источниками организованных газовых выбросов оказываются многочисленные воздушники, а также вентиляционные системы. Неорганизованные парогазовые выбросы возникают из-за недостаточной герметизации, протечки через сальники арматуры и насосов, разливы (испарение). Кроме того, значительные газовые выбросы возникают при сушке сульфата аммония и окислительной переработке каменноугольного пека. Очень крупным источником выбросов неорганизованного характера оказываются градирни конечного охлаждения при открытом цикле.

Дожигание выхлопных газов ряда предприятий и установок, в особенности содержащих полициклические ароматические углеводороды, осуществляется на катализаторах, например, на оксидах ванадия и меди, нанесенных на оксид алюминия (полнота очистки 97 – 100%). В реакторах дожигания с кипящим слоем катализатора даже при невысоком содержании кислорода (около 4%) в исходной смеси окисляются все органические соединения, включая и смолу, адсорбированную на поверхности частиц пыли.

В последние 10 – 15 лет, в связи с возросшим вниманием к проблемам экологии и необходимостью перехода на экологически чистые технологии, наибольшее значение приобрели процессы очистки коксового газа от сероводорода и получения на его основе товарных продуктов. В мировом промышленном производстве освоено достаточно большое число процессов улавливания сероводорода, что обусловлено как неодинаковым составом коксуемых шихт (и, следовательно, составом коксового газа), так и различными требованиями к глубине очистки, обеспечивающие остаточное содержание сероводорода в газе < 0,5 мг/м³.

В России, с целью совершенствования процесса вакуум-карбонатной сероочистки коксового газа, разработана и внедрена в промышленную практику новая схема регенерации поглотительного раствора с раздельными циклами поглотительного раствора и циркулирующего через первичные газовые холодильники парового обессоленного конденсата. Последний служит теплоносителем для нагрева регенерируемого поглотительного раствора и хладагентом в верхних секциях первичных газовых холодильников при охлаждении прямого коксового газа от 80 – 82 до 65С. Использование тепла прямого коксового газа для регенерации поглотительного раствора вакуум-карбонатной сероочистки по данной схеме позволяет значительно сократить расход пара на десорбцию сероводорода, а при увеличении расхода поглотительного раствора на орошение газа снизить остаточное содержание сероводорода в очищенном газе. Приведенные ниже данные позволяют сравнить содержание сероводорода до и после очистки.

Состав косового газа после конечного охлаждения, объёмн. %:

1. 
   Аммиак 0,001;
   
2. 
   Пиридиновые основания 0,001;
   
3. 
   Бензольные углеводороды 9,4;
   
4. 
   Сероводород 3,2;
   
5. 
   Цианистый водород 0,057;
   
6. 
   Углекислый газ 2,0;
   
7. 
   Водород 53,0;
   
8. 
   Метан 22,0;
   
9. 
   Кислород 0,33;
   
10. 
    Азот 3,0;
    
11. 
    Смола 0,001;
    
12. 
    Нафталин 0,01;
    
13. 
    СО 7,0.
    

1. 
   Водород 61,6;
   
2. 
   Метан 25,7;
   
3. 
   Углекислый газ 2,4;
   
4. 
   СО 6,6;
   
5. 
   Кислород 0,58;
   
6. 
   Азот 3,0;
   
7. 
   Смола 0,001;
   
8. 
   Нафталин 0,01;
   
9. 
   Цианистый водород 0,055;
   
10. 
    Сероводород 0,004;
    
11. 
    Бензол 0,05.
    

Размещение пыле- и газоочистных сооружений по этапам технологической переработки исходных углей в кокс определяется технологией производства кокса.

Из новых технологических процессов производства кокса наиболее эффективны непрерывные схемы производства (получение формованного кокса, коксование в кольцевых печах и другие), при этом сводится к минимуму число зон загрузки и выгрузки.

На рис.12.4 представлена схема обезвреживания и использования парогазовых выбросов. В табл.12.4 показана последовательность обработки отходящих газов коксохимического производства.

Таблица 12.4

Последовательность обработки газа

Обработка коксового газа приводит к образованию значительных объемов сточных вод, отличающихся очень высоким содержанием токсичных веществ. Трудно утилизируемыми отходами являются концентрированные стоки сероочистных установок. На стадии переработки химических продуктов также образуются сточные воды.

Источником жидких отходов являются некоторые технологические процессы, особенно связанные с обработкой продуктов кислотами. Это не только приводит к расходованию значительных количеств реагентов, но и к необходимости утилизации отработанных кислот и растворов солей, смолистых веществ и кубовых остатков, «кислых смолок», представляющих собой коллоидные системы, состоящие из масел, олигомеров, полученных при полимеризации непредельных соединений, растворов солей и кислот.

Источниками сточной воды является также влага исходного угля и вода, образующаяся при термическом разложении органической массы угля. Кроме того, сточные воды образуются за счет конденсата пара, при пропарке оборудования и нагревании его «острым паром», а также воды, поступающие в технологический цикл при промывках оборудования.

Очистку сточных вод производят с использованием разнообразных физико-химических, механических и биохимических методов. Принятие оптимальных технических решений и, как следствие, минимизация затрат возможны только при соблюдении основных принципиальных подходов:

1. 
   Технология и техника очистки и утилизации сточных вод – это часть общей технологии коксохимического производства. Необходим поэтому и общий подход – для оценки возможностей и последствий технических предложений по основной технологии коксования углей и улавливания и переработки химических продуктов коксования и сопутствующих им решений экологической направленности. И – наоборот;
   
2. 
   Очистка сточных вод – это единый комплекс: паспортизация сточных вод; канализование стоков, упорядочение их отвода в канализацию, исключающее залповые сбросы сильно загрязненных стоков в канализацию и попадание в сточные воды технологической продукции и технологических растворов; очистка от взвешенных веществ, смол и масел общего стока и его составляющих; биохимическая очистка общего стока; доочистка сточных вод после биохимической очистки (главным образом от взвешенных веществ); утилизация избыточного активного ила (или его уничтожение); использование очищенных сточных вод; грамотный и оперативный аналитический контроль.
   

Фенолы сточных вод представлены в основном одноатомными фенолами. В фенолах воды цикла газосборника содержится 0,2 – 0,3% двухатомных фенолов (главным образом резорцина).

Все сточные воды, таким образом, отличаются очень высоким содержанием токсичных веществ и нуждаются в сложной очистке. Любые процессы очистки должны включать удаление аммиака, извлечение фенолов и доочистку сточных вод чаще биологическим методом, хотя разработаны и применяются другие способы очистки. На рис. 12.6 представлена схема биохимической очистки сточных вод.

Биологическая очистка, к сожалению, не гарантирует удаление примесей до уровня, позволяющего сбрасывать стоки в водоемы. Поэтому воду после биологической очистки либо направляют на общегородские очистные сооружения, где доочищаются остатки токсичных веществ, либо используют внутри предприятия (мокрое тушение кокса или пополнение оборотных циклов).

Последнее направление предпочтительно, так как общегородские очистные сооружение оказываются в очень опасном положении при залповых выбросах стоков, что в аварийных ситуациях не может быть полностью исключено.

Особняком среди жидких стоков находятся избыточные растворы сероочистных установок, содержащие тиоцианат и тиосульфат натрия и некоторые другие вещества в очень высоких концентрациях. Они не должны смешиваться с фенольными водами и перерабатываются самостоятельно.

Для извлечения фенолов в коксохимической промышленности преимущественно применяют пароциркуляционный или, как его иногда называют, «эвапорационный» метод, пригодный именно для извлечения фенолов с низкими температурами кипения (фенол и крезолы). На рис. 12.7 представлена установка пароциркуляционного обесфеноливания сточных вод. За рубежом имеется ряд установок экстракционного обесфеноливания на коксохимических предприятиях, хотя в основном оно применяется при очистке сточных вод низкотемпературных процессов пиролиза твердых горючих ископаемых, так как является единственно возможным для извлечения из сточных вод двухатомных фенолов. Экстракционное обесфеноливание в нашей стране практически не применяется.

Основным аппаратом пароциркулярного обесфеноливания является двухсекционный скруббер, секции которого разделены по жидкой фазе. Надсмольная вода поступает на верхнюю секцию аппарата, где при 100 - 103С фенолы из воды десорбируются в поток водяного пара. Последний, после выхода из верхней секции, вентилятором подается в нижнюю секцию, где из него раствором фенолятов натрия извлекают фенолы. Очищенный пар возвращается в верхнюю секцию аппарата. Для поддержания заданной рабочей температуры и компенсации тепловых потерь через стенки аппарата в нижнюю его часть с помощью паровых змеевиков или кипятильника подводится тепло. Степень обесфеноливания воды составляет 70 – 96% и определяется полнотой обесфеноливания пара в нижней секции.

Натриевые соли фенолов подвергаются, в условиях работы скруббера, заметному гидролизу. Для улучшения обесфеноливания пара в нижней секции скруббера необходим противоток, кроме того, в верхней части аппарата следует поддерживать значительный избыток щелочи. Легко подсчитать, что удовлетворение этого требования возможно только при подаче орошения в количестве, в десятки раз превышающем необходимое по условиям равновесия. Чтобы выйти из этой ситуации, на большинстве предприятий создают несколько контуров циркуляции фенолятов в нижней части аппарата (с нарастанием избытка свободной щелочи по высоте), полнота очистки при этом составляет около 70 – 80%.

Выход из положения – применение аппаратов с тарелками в нижней секции. Колпачковые и клапанные тарелки гарантируют достаточно стабильную работу даже при незначительных плотностях орошения. В этом случае обеспечиваются полный противоток и непрерывная подача щелочи на орошение. В результате полнота обесфеноливания составляет 95 – 96% и остаточное содержание фенолов в воде 0,7 – 0,05 г/л.

На работу обесфеноливающего скруббера влияет полнота десорбции аммиака в аммиачной колонне. Содержание аммиака (летучего) в поступающей на обесфеноливающий скруббер воде не должно превышать 0,1 г/л.

При очень больших объемах перерабатываемых сточных вод предпочтительным методом глубокой очистки стоков оказывается аэробная биохимическая очистка, гарантирующая удаление основной массы фенолов, тиоцианатов и цианидов.

С привлечением методов физической и коллоидной химии был предложен наиболее простой способ повышения глубины очистки от масел при флотации - добавление в сточную воду неорганических электролитов. Отметим существенные моменты этой технологии очистки сточных вод от масел:

1. 
   Механизм действия – укрупнение капель масел:
   
2. 
   В случае повышенного содержания цианид-ионов в сточной воде целесообразно увеличивать добавку сернокислого железа – для перевода цианидов в менее токсичные для микроорганизмов ферроцианиды.
   

В такой сложной смеси веществ в воде, как фенолсодержащая сточная вода, четкое деление стадий очистки («обесфеноливание», «обезроданивание») – весьма условно. Правильнее говорить об окислении веществ биоценозом, обогащенным специфическими микроорганизмами.

На первой ступени («обесфеноливания») биомасса обычно мелкодисперсная, плохо отстаивающаяся и легко уносимая с потоком воды. Поэтому необходимая минимальная концентрация биомассы в аэротенке поддерживается за счет возврата до 50% и более очищенной воды.

На второй ступени («обезроданивания») образуются хорошо оседающие хлопья биомассы за счет ее обогащения простейшими микроорганизмами, которые, кстати, являются индикаторами достаточно глубокой очистки.

Процесс БХО фенолов значительно активнее, чем роданидов: больше скорость реакций, быстрее растет специфическая часть биомассы, соответственно меньше отрицательная зависимость от залповых сбросов. Поэтому при нарушении процесса БХО легче и быстрее восстановить обесфеноливание, сохраняя в то же время БХО роданидов на второй ступени. При одноступенчатой очистке нарушения нормальной работы, а тем более прекращение процесса БХО из-за залпового сброса приводят к многосуточному его восстановлению.

Биохимическую очистку ведут при использовании активного ила, представляющего сложный конгломерат бактерий различных видов и других простейших, или культуры специфических бактерий, предназначенных для разрушения конкретных загрязняющих веществ, например, фенолов или тиоцианатов («микробный метод»). Фактически в микробном методе используется активный ил, но обогащенный специфическими микроорганизмами.

Оптимальные условия работы биохимической установки: температура 25 – 30С, рН 7,2 – 9,0, содержание летучего аммиака – не больше 0,2, а общего – не более 2 г/л, содержание масел – не более 50 мг/л. Содержание фенолов и тиоцианат-, цианид-, сульфид- ионов всегда значительно ниже концентраций, при которых подавляется жизнедеятельность микроорганизмов.

Биохимические установки – замыкающий узел, который собирает стоки всех цехов предприятия. Поэтому эффективность их работы, равно как и мера загруженности или перегруженности, зависит от общей культуры работы на предприятии и в каждом отдельном цехе. Опасны залповые выбросы токсичных веществ, но также и чрезмерное разбавление стоков из-за подачи в них условно-чистых вод или слегка загрязненного конденсата. Очень неблагоприятно влияние нестабильности состава сточных вод. Работа биохимических установок принципиально улучшается при четкой организации водоочисток в основных цехах, сооружении в последних резервных емкостей для залповых выбросов.

Так утилизируются отходы цехов улавливания и сероочистки: смолистые - каменноугольные фусы, смола и масла биохимической установки, смола каменноугольная с шихтой, нейтрализованная кислая смолка, отходы от пропарки газопроводов, шлам из цистерн и химической аппаратуры; твердые – нафталин из котлованов и градирен, зола от сжигания хордовой насадки, автоклавная грязь из плавильников – кристаллизаторов, пыль газовой серы; жидкие – раствор балластных солей вакуум-карбонатной сероочистки.

Основные принципы создания бессточного коксохимического производства:

1. 
   В зимний период необходима аккумуляция воды и сохранение мокрого тушения части кокса очищенной сточной водой или продувочной водой;
   
2. 
   На предприятиях с сухим тушением кокса для утилизации избыточной воды необходимо иметь резерв мокрого тушения для 15 – 30% вырабатываемого кокса;
   
3. 
   Необходимо изменение сложившейся схемы оборотного технического водоснабжения: для групп потребителей, нуждающихся в охлаждающей воде высокого качества (машинный зал, воздуходувки), необходимо создать отдельные оборотные системы, пополняемые свежей технической водой;
   
4. 
   Для улучшения качества оборотной воды, а также для уменьшения выбросов на градирнях вредных веществ избыток сточных вод, направляемых на тушение кокса, следует отбирать в виде продувочной воды;
   
5. 
   При использовании сточных вод в оборотных циклах возможно сокращение продувки до минимально необходимой по балансу величины, вплоть до работы в беспродувочном режиме, так как оборотная сточная вода благодаря присутствию солей аммония не способна образовывать карбонатные и сульфатные отложения;
   
6. 
   Сточные воды в зависимости от состава, температурных и гидродинамических условий могут как ингибировать, так и ускорять коррозию конструкций и аппаратов, изготовленных из углеродистой стали. Поэтому необходимо предусмотреть антикоррозионную обработку оборотной воды (предложено использовать для этой цели силикат натрия).
   

1. 
   Для чего нужен кокс?
   
2. 
   Каковы плюсы и минусы «мокрого» и «сухого» тушения кокса?
   
3. 
   Какими веществами загрязняется атмосфера в коксохимическом производстве и почему?
   
4. 
   Как осуществляется очистка отходящих газов в коксохимическом производстве и каковы пути её модернизации ?
   
5. 
   В чём сложность очистки сточных вод коксохимического производства?
   
6. 
   В чём сложность биохимической очистки сточных вод коксохимического производства?
   
7. 
   Каковы пути создания безотходного коксохимического производства?
   

Чёрная металлургия оказывает активное и пагубное воздей­ствие на окружающую среду, что в первую очередь связано с потреблением большого количества различных сырьевых материалов и образо­ванием больших количеств самых разнообразных отходов. На долю предприятий черной металлургии приходится около 15% всех промыш­ленных выбросов в атмосферу пыли, 8-10% выбросов диоксида серы, 35-40% – монооксида углерода, около 15% – оксидов азота, 10-15% общего объема потреблении промышленностью свежей воды и примерно столько же сбрасываемых сточных вод [36].

Основной агрегат в черной металлургии – доменная печь. Схема доменного цеха представлена на рис. 13.2. Высота её достигает 30 и более метров, а диаметр превышает 7,5 м. Измельченную железную руду или агломерат вводят в доменную печь сверху, послойно смешивая с коксом. Снизу в печь продувают предварительно нагретый воздух, в котором уголь сгорает до оксида углерода, восстанавли­вающего оксид железа: