ОСОБЕННОСТИ ДОМЕННОГО ПРОЦЕССА И СОСТАВ ВЫБРОСОВ

Основным продуктом доменной плавки является чугун, а побочными - шлак и доменный (колошниковый) газ. В среднем при сгорании 1 т су¬хого кокса образуется 3400 м куб. доменного газа со средней теплотой сгорания 3.96 МДж/м куб. Пыль и газообразные выбросы из доменных пе¬чей образуются в результате сложных физических и химических процес-сов. Считают, что с доменным газом из печи выносятся пыль, внесенная с шихтой (образовавшияся при дроблении шихтовых материалов, в основ¬ном кокса), и пыль, появившаяся при трении столба шихты в самой до¬менной печи. Масса пыли, вносимой доменными газами, составляет 20-100 кг/т чугуна. Средняя запыленность доменных газов равна 9-55 г/м куб., а при неполадках или мелкой шихте может достигать 200 г/м куб. Количество образующегося доменного газа составляет 3880 м куб./т влажного кокса, или 4000 м куб./т сухого кокса, или 2000-2500 м куб. на 1 т чугуна. Удельные технологические выбросы с колошниковыми газами при выплавке передельного чугуна составляют, кг на 1 т чугуна: пыли-100; СО-640; О2 - 0.08-0.45. Примерный состав колошникового газа: Компоненты СО2 СО СН4 Н2 О2+N2 Объемная доля в, % при работе без повышения давления и комбинированного дутья 11.2 31.2 0.21 2.99 55.1 при работе с повышением давления и комбинированным дутьем 11.3 29.0 0.20 4.30 55.2 Температура доменного газа на выходе из печи составляет обычно 300-350 градусов цельсия. Пылегазовыделения из печи обусловлены тем, что при подаче шихты на большой конус загрузочного устройства печи давление по обе сторо¬ны конуса наобходимо выровнять, для чего неочищенный газ из межко¬нусного пространства выводят в атмосферу. Запыленность газа во время выхлопа составляет 250-700 г/м куб. Удельный выброс пыли достигает 4 кг на 1 т чугуна при основном режи¬ме работы печи. кроме того, пылевыделение происходит при каждом ссы¬пании скипа в приемную воронку. Для печей вместимостью 930-2700 м куб. выбросы пыли и оксида углерода (2) составляют соответственно 0.17-0.60 и 5-19 т/сут. Химический состав пыли изменяется в широких пределах. Например, при выплавке передельного чугуна и работе с повышенным давлением на колошнике печи пыль содержит, %: SiO2- 14.6; MgO- 4.35; Al2O3- 4.35; CaO- 11.85; S- 0.74; MnO- 3.75, остальное - оксиды железа. Дисперсный состав пыли также зависит от многих факторов и может колебаться в широких пределах: Размер частицы, мкм 200 200-100 100-60 60-20 20-10 10-1 Массовая доля, % 34.5 12.3 19.0 25 7.5 1.7 Радикальным решением, почти полностью исключающим выбросы пыли из межконусного пространства, является подача в межконусное прост¬ранство в момент открытия большого конуса газа под давлением, нес¬колько превышающим давление в печи. При этих условиях запыленный газ из печи вообще не поступает в межконусное пространство, и выхлоп га¬за при выравнивании давления в засыпном устройстве остается чистым. Недостатком этого способа предотвращения выбросов пыли и СО из меж¬конусного пространства печи являются дополнительные энергозатрары, связанные со сжиганием газа, подаваемого в засыпное устройство печи. Кроме колошникового устройства доменной печи, источником заг¬рязнения атмосферы доменного цеха являются рудный и литеный дворы. На рудном дворе пыль выделяется при разгрузке вагонов, перег¬рузке руды, подаче руды на бункерную эстакаду и т. п. Удельное выде¬ление пыли на рудном дворе ориентировочно принимают равным 50 кг на 1 т чугуна, а на бункерной эстакаде - 20 кг на 1 т чугуна. Концент-рация пыли на рудном дворе и бункерной эстакаде колеблется от 17 до 1000 мг/м куб. В доменных цехах существует две системы подачи сырых материалов на колошник доменной печи: скиповая, применявшаяся в старых печах, и ковейерная, применяемая в новых печах, значительно снижающая пылевы¬деление. Наибольшее количество пыли выделяется в подбункерном помещении, где происходит выгрузка сырых материалов в вагон-весы. Концентрация пыли в воздухе подбункерных помещений достигает 500 мг/м куб., в связи с чем на многих заводах кабину машиниста вагон-весов приходит¬ся герметизировать. В подбункерных помещениях, оборудованных конве-йерами, аспирационной системой отсасывается около 2.5 кг пыли на каждую тонну чугуна. После очистки в атмосферу выбрасывается в сред¬нем около 90 г пыли на 1 т чугуна. На литейном дворе пыль и газы выделяются в основном от леток чугуна и шлака, желобов участков слива и ковшей. Удельные выходы вредных веществ на 1 т чугуна составляют: 400-700 г пыли, 0.7-1.15 кг СО, 120-170 г SO2. Максимальное количество пыли и газов выбрасы¬вается во время выпуска чугуна и шлака. Пыль игазы удаляются частич¬но через фонари литейного двора (около 160 г пыли на 1 т чугуна), частично с помощью аспирационных систем с очисткой пыли перед выбро¬сом в атмосферу преимущественно в групповых циклонах. Средняя концентрация пыли в период выпуска составляет 150-1500 мг/м куб.; максимальная концентрация наблюдается над главным желобом и ковшом для чугуна. Средняя концентрацияя СО составляет, мг/м куб.: у чугунной лет¬ки - 22...1250; у шлаковой летки - 11...680; на уровне фурм - 15...884; у кольцевого воздухопровода - 11...5000. Содержание СО на рабочих местах в период выпуска чугуна состав¬ляет 125-250 мг/м куб. Наибольшая концентрация наблюдается в момент выпуска чугуна и шлака у леток и поворотных желобов. При выпуске горячего шлака из домны сера реагирует с кислородом воздуха с образованием SO2. Этот газ выделяется от шлаковых леток, желобов и шлаководов; средняя концентрация SО2 на этих участках в период выпуска шлака достигает 30мг/м куб. Валовые выбросы пыли, оксида углерода (2) и оксида серы (4) на литейных дворах типовых доменных печей различного объема приведены в таблице 2. Выпущенные из печи продукты плавки направляются на дальней шую переработку: чугун - на разливку в чушки на разливочной машине, шлак - на грануляцию, доменный газ - на очистку. При разливке чугуна в помещении разливочных машин выделяется пыль и СО. Аспирация и очистка обычно не предусмотрены. Через аэра¬ционные фонари выделяется в среднем 40 г пыли и 60 г СО на 1 т раз¬литого чугуна. В последнее время все газовые выбросы литейного двора крупных печей стремятся объединять и направлять их на очистку в электрофиль¬тры. Общее количество отсасываемого газа у крупных печей достигает 1 млн м куб./ч. Чтобы уменьшить его, все системы отсоса газа от источ-ников пылегазовыделенийснабжают дроссельными клапанами, позволяющими по мере надобности дистационно включать необходимое в данный момент укрытие (зонт).