Безотходная технология и охрана окружающей среды

Категория:
Выплавка чугуна


Безотходная технология и охрана окружающей среды

Современные доменные печи оборудуют системами очистки отходящих газов и установками придоменной грануляции шлака, что обеспечивает практически безотходную технологию. Чистый доменный газ полностью используется в качестве топлива, причем конкурентноспособность его возрастает. Получает распространение сухая очистка доменного газа. Широкое распространение в установках придоменной грануляции получил способ охлаждения шлака водой при высоком давлении – гидрогрануляция.

Мощная доменная печь оборудована двумя установками (левая и правая) припечной грануляции. Максимальная скорость слива 10 т/мин, средняя – 5 т/мин. Общими для обеих установок являются конвейеры и склад граншлака. В состав каждой установки входят две технологические линии (рабочая и резервная). Общими для них являются реагентное и шламовое хозяйство. Жидкий шлак на выходе из желоба разбивается струей воды из расположенного ниже гидромонитора и, ударяясь об экран, раздраб-ливается. Затем в виде трехфазной смеси (пара, воды и частиц расплавленного шлака) поступает в приемный бункер, заполненный водой. При погружении в воду частицы шлака охлаждаются и затвердевают, а образовавшийся при этом пар по трубе выбрасывается в атмосферу. В нижней части бункера вода через окно поступает в колодец шлакового эрлифта. В случае завала граншлаком окна вода поступает через верхнее окно. После осветления вода из колодца через переливное окно направляется в камеру, откуда забирается фунтовым насосом и подается снова в гранулятор на очередной цикл.

Рис. 1. Технологическая схема припечной грануляции доменной печи № 5 5500 м3 ЧерМК (обозначения в тексте)

В колодце установлен шлаковый эрлифт, состоящий из трубы для подвоза взмучивающей воды, воздухоподводящей насадки, воздуховода, подъемной трубы эрлифта, сливной трубы, сепаратора и трубы отработавшего воздуха. Для избежания забивания шлакового эрлифта случайными негабаритными предметами приемный бункер перекрыт решеткой 8 с ячейками 100х 200 мм.

Под воздействием вводимого в насадку воздуха, смесь воды с граншлаком поднимается в сепаратор, откуда самотеком по трубе поступает в обезвоживатель карусельного типа, выполненный в виде кольца, разделенного на шестнадцать отсеков. В каждый отсек вставляется отдельная сменная коробка. Снизу коробки перекрываются перфорированными (сетчатыми) днищами.

Вращение обезвоживателя осуществляется с помощью электропривода, при этом его скорость регулируется в зависимости от степени наполнения коробок граншлаком. При вращении обезвоживателя каждая коробка последовательно проходит периоды: заполнения пульпой, стекающей из сепаратора, отфильтрования воды из шлака через перфорацию днищ, выгрузки обезвоженного граншлака в бункер и очистки перфорации водой. В случае переполнения вода из коробки через переливное окно в боковой стенке сливается в водосборник. В этот же водосборник стекает отфильтровывающая вода из обезвоживателя через сетчатые днища и по трубе поступает обратно в приемный бункер. Для интенсификации обезвоживания перфорация днищ обезвожителя продувается сжатым воздухом, подводимым по трубе через два коллектора с соплами. Паровыделения из обезвоживателя отводятся паропроводом в трубы.

Расход технической воды автоматически регулируется поплавковым регулятором, установленным в подпиточном баке, сообщающемся с камерой осветленной воды. В случае аварийного переполнения вода из камеры по трубе переливается в дренажный лоток. Из бункера шлак по воронке и течкам 30 направляется на конвейер и транспортируется на склад. Грануляционные установки работают в замкнутом цикле, исключающем попадание вредностей в воздушный и водный бассейн.

Отличительной особенностью установок является применение новой улучшенной конструкции гранулятора и шлакового эрлифта, оснащенного сепаратором, обеспечивающим повышение производительности эрлифта и снижение расхода сжатого воздуха. В связи с повышенной коррозийной способностью парогазовой смеси, выделяющейся при грануляции шлака, предусмотрены специальные меры по защите строительных конструкций с использованием в отдельных случаях нержавеющих сталей.

За рубежом полечили распространение установки грануляции шлака с обезвоживателем барабанного типа. Одна из таких установок (рис. 2) разработана фирмой СИД-МАР, Бельгия. Установки внедрены на доменных печах № 5 объемом 2584 м и № 6 объемом 4500 м завода фирмы “Кавасаки сэйтэцу” в Тибе, Япония. Шлак из доменной печи при стекании с желоба разбрызгивается водой и смесь гранулят – вода поступает в сборный резервуар, а образующая парогазовая смесь выбрасывается,в атмосферу через вытяжную трубу. На случай аварийной ситуации предусмотрен желоб. Пульпа гранулированного шлака транспортируется к осушительной установке, представляющей собой барабан роторного типа с распределителем и фильтрующей поверхностью. Отфильтрованная вода стекает в специальный бассейн, а обезвоженный гранулированный шлак по ленточному транспортеру поступает в накопительные бункеры. Фильтрующая поверхность барабана периодически промывается водой. Отфильтрованная тепловая вода, собранная в бассейне, насосами нагнетается в охладитель, откуда через систему насосов и трубопроводов вновь поступает на грануляцию. Для измельчения граншлака используется валковая мельница. Вся система автоматизирована.

Рис. 2. Схема установки грануляции доменного шлака с обезвоживателем барабанного типа

Работа мощных доменных печей предусматривается с высоким давлением на колошнике, при котором исключаются утечки из рабочего пространства печи доменного газа и пыли в атмосферу. Вынос пыли через газоотводящие тракты резко сокращается, что позволяет сравнительно редко выпускать ее из пылеуловителя. При выпуске пыли она увлажняется в винтовых транспортерах, снижая пылевыделение. На доменной печи №5 объемом 5500 м3 ЧерМК вынос уловленной пыли составляет всего 4-5 кг/т чугуна. Доменные печи оборудуются установками по очистке запыленных газов, выбрасываемых из загрузочных устройств при выравнивании давления в его емкостях и рабочем пространстве печи. Эти выбросы в условиях повышенного давления газа на колошнике могут быть значительными и составлять десятки тонн пыли и оксида углерода в сутки.

В то же время практика показала, что установки по очистке выбрасываемых газов малоэффективны из-за цикличности работы загрузочных устройств. Поэтому распространение получила система подавления насыщенных пылью доменных газов азотом. Такими системами оборудованы загрузочные устройства на доменных печах № 6 НЛ КМ и № 5 ЧерМК. Принцип работы загрузочного устройства по данной схеме следующий. После выгрузки материала из приемной воронки I через шихтовой затвор и загрузочную воронку в бункер V закрывается верхний уплотнительный клапан IV. Для выравнивания давления в бункерах и рабочем пространстве печи открывается наполнительный клапан и получистый газ через обратный клапан поступает в бункер. Затем наполнительный клапан закрывается, а впускной клапан подачи азота открывается и производится окончательное выравнивание давлений газа в бункере и на колошнике в печи. При достижении требуемого давления команда на закрывание клапана подачи азота 10 выдается реле перепада давления между бункером и газоотводом или конечным выключателем на обратном клапане.

Команда на загрузку шихты в доменную печь выдается зондами при достижении заданного уровня засыпи. После поднятия механических зондов открывается нижний газоуплотнительный клапан VII, а затем и нижний шихтовый затвор VI. Одновременно – с этим открывается клапан подачи азота для продувки и подавления пыли в бункере. Азот подается в количестве в 1,5-2 раза превышающем объем сходящей шихты с давлением на 0,5-1,0 кПа выше, чем в печи. Газопроводы подачи азота оборудованы редукционными клапанами, обратными клапанами, диафрагмами, изолирующими и предохранительными клапанами. Редукционные клапаны служат для уменьшения азота, обратные – препятствуют возникновению обратных потоков газа из бункеров, а изолирующие, так же как и задвижка, предназначены для ремонта или замены редукционных, наполнительных и обратных клапанов. С помощью диафрагм измеряется расход азота.

Рис. 3. Схема подавления азотом запыленных газов в шихтовых бункерах БЗУ доменной печи № 5 5500 м3 ЧерМК (обозначения в тексте)

После высыпания материала из бункера взвешивающее устройство выдает команду о том, что бункер пуст и нижний шихтовой затвор вначале полностью открывается, а затем закрывается. После этого закрывается впускной клапан подачи азота 18и нижний газоуплотнительный клапан. При поступлении команды от закрытого нижнего газоуплотнительиого клапана открывается в атмосферу выпускной клапан. После уменьшения давления в бункере до атмосферного открывается верхний газоуплотнительный клапан IV, а клапан закрывается. Затем открывается шихтовой затвор II приемной воронки I и бункер готов к приему шихты.

Для защиты воздушного бассейна, а также обслуживающего персонала от пыли, выделяющейся при выпуске продуктов плавки на литейном дворе, места с повышенным пылевыделением (районы чугунных леток, слива продуктов плавки) оборудуются соответствующими укрытиями для локализации вредностей и аспирационными устройствами с последующей очисткой воздуха от пыли в электрофильтрах или системами пылеулавливания с тканевыми фильтрами. Такими же системами оборудуются все места перегрузки шихтовых материалов с большими пылевыми выбросами. На ряде мощных доменных печей предусмотрено укрытие желобов для выпуска чугуна и шлака. Пыль аспирационных систем окомковывается и используется как шихта при производстве агломерата или окатышей. Для охраны окружающей среды и экономии воды все мощные доменные печи оснащают замкнутым оборотным циклом водоснабжения. При этом в некоторых случаях оборотная вода системы охлаждения печи возвращается после охлаждения без контакта с атмосферным воздухом, для чего используют закрытые охладители испарительного типа.

Замкнутый оборотный цикл водоснабжения тонкой газоочистки (в последнее время на отдельных печах его заменяют сухой очисткой газа) включает операцию осветления воды в радиальных отстойниках. В комплексе крупных доменных печей для очистки шламовых стоков шихтоподачи, бункерной эстакады и газоочистки сооружают специальные очистные сооружения с корпусом обезвоживания шламов, после которых вода повторно используется в цикле. Шламы проходят подготовку (при необходимости обработку для удаления нежелательных примесей) и используются как железорудное сырье.

Комплекс принимаемых мер по охране окружающей среды позволяет эксплуатировать современные доменные агрегаты с минимальными выбросами в пределах допустимых концентраций.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум