7. Основные источники загрязнения окружающей среды. Загрязняющие вещества
7.1 Мероприятия по охране окружающей среды
Защита воздушного бассейна
Разработанная технология непрерывной разливки стали на МНЛЗ снижает экологические последствия, по сравнению с обычной подготовкой и разливкой металла в изложницы и обеспечивает защиту окружающей среды от вредных выбросов.
Для уменьшения загрязнения атмосферы промышленного района и жилой застройки города и снижения концентраций вредных выбросов, в составе объектов ККЦ предусматривается комплекс мероприятий, включающий мокрые газоочистки за конверторами, МОЗ, установками внепечной обработки стали, установка очистки газов от пыли, сернистого ангидрида, сероводорода за грануляционной установкой, очистка аспирационных выбросов от пыли в циклонах и рукавных фильтрах. Кроме того, с вводом первой очереди ККЦ выводятся из работы три двухванных агрегата в мартеновском цехе № 1, а при полном развитии ККЦ полностью выводится из работы мартеновский цех № 1, один из самых емких источников вредных выбросов.
На всех указанных участках предусматриваются мероприятия, обеспечивающие улавливание и удаление пылегазовых выделений и исключающие выбивание пыли и газов в производственные помещения.
Места перелива чугуна из миксеров в заливочные ковши оборудованы аспирационными укрытиями, снабженными раздвижными воротами, закрывающими сливные проемы с целью уменьшения подсоса малозабранного воздуха из отделения. Выделившиеся при переливе чугуна дым и пыль отсасываются из - под укрытий и направляются на двухступенчатую газоочистку.
Для улавливания неорганизованных выбросов, образующихся при скачивании шлака из чугуновозного заливочного ковша, предусматривается сооружение вытяжного зонта, устанавливаемого над мостом скачивания шлака, и специальной закрытой камеры, в которую устанавливается шлаковый ковш.
Образующиеся при продувке в конвертере дымовые газы полностью улавливаются, охлаждаются, подвергаются очистке на газоочистке мокрого типа и передаются на установку использования конвертерных газов.
Для предотвращения выбивания конвертерных газов через технологические отверстия в котле – охладителе конвертерных газов предусматривается их отсечка азотными эжекторами.
Пылегазовые выделения, образующиеся при факельном торкретировании футеровки конвертера, полностью улавливаются и эвакуируются газоотводящими трактами конвертеров. С этой целью разработана машина подачи кислорода и факельного торкретирования с вертикальным вводом торкретфурмы в конвертер, а операция факельного торкретирования предусматривается при вертикальном положении конвертера и опущенной юбке котла ОКГ – 400 -2.
Для улавливания неорганизованных выбросов, образующихся при завалке металлолома и заливке чугуна в конвертер, выпуске металла и слива шлака из конвертера предусматривается полное укрытие конвертеров с индивидуальным отводом уловленных газов на центральную газоочистную станцию ККЦ [11].
От всех укрытий сушек сталеразливочных ковшей предусматривается централизованный отвод продуктов горения с использованием их в качестве вторичных энергоресурсов.
Стенд для ломки футеровки ковшей оборудуется укрытием с отсосом пыли, образующейся при ломке футеровки. Горячий воздух от установок охлаждения сталеразливочных ковшей и промковшей, а также горения от установок сушки промковшей улавливается с помощью дымососов за пределы цеха.
Системы гидроподавления пыли предусматривается на установках ломки футеровки сталеразливочных, промковшей и вакуум-камеры.
На МНЛЗ зоны вторичного охлаждения размещаются в специальных бункерах, из которых производится отсос, образующейся при охлаждении поверхности заготовок паровоздушной смеси.
В проекте предусматриваются местные вытяжные и аспирационные установки, включающие воздуховоды, фильтры, вентиляторы и выбросные трубы.
Кроме того, ККЦ располагается таким образом, что его выбросы преимущественно не складываются с выбросами других производств и предприятий при направлении ветра на жилые районы города [12].
Источники пылегазовых выбросов
Основными вредными выбросами в атмосферу и их источниками по комплексу цеха являются:
пыль – конвертер, печи прокаливания ферросплавов, МОЗ, МНЛЗ, газовая резка, отделение ремонта ковшей, аспирационные установки конвертерного отделения, отделения ремонта миксерных чугуновозов, шлакоперерабатывающее производство и др.;
сернистый ангидрид – конвертер, печи прокаливания ферросплавов, МНЛЗ, грануляционная установка, отделения ремонта чугуновозных и сталеразливочных ковшей, первичная шлакопереработка, энергокорпус;
окислы азота – конвертер, печи прокаливания ферросплавов, установка подогрева, сушки и торкретирования ковшей, энергокорпус;
окислы углерода – конвертер, МОЗ, МНЛЗ, газовая резка;
канцерогенные вещества – при обжиге футеровки конвертеров на пековой и смоляной связке.
Загазованность воздушной среды ККЦ незначительная. Однако при продувке конвертеров, при сушке отремонтированных конвертеров и сталеразливочных ковшей в воздух производственных помещений попадают токсические газы, концентрация которых в ряде случаев превышает санитарные нормы.
На рабочей площадке у конвертеров концентрация окиси углерода превышает нормы лишь периодически. Это связано с выпуском шлака и стали, выбиванием продуктов сгорания в зазор между горловиной конвертера и кессоном, выбросами металла и шлака.
Пыль, тепло и газы, содержащие вредные монооксид углерода СО и сернистый газ, выделяются из горловины конвертера при повалках, заливке чугуна, загрузке лома и периодически во время продувки при выбивании газов через зазор между горловиной конвертера и юбкой ОКГ, при выпуске стали и сливе шлака из конвертера, при переливах чугуна из миксера и миксерных ковшей, при скачивании шлака из чугуновозных и заливочных ковшей. При использовании плавикового шпата газы, выделяющиеся при продувке, повалках конвертера, при выпуске стали и шлака дополнительно содержат фториды; пыль, выделяющаяся при выпуске стали в ковш, содержит вредные продукты испарения марганца. Тепло и пыль выделяются на установках доводки стали в ковше; пыль – при ломке футеровки конвертера; тепло, пыль, СО, оксиды азота и канцерогенные вещества (3,4-бензапирен) – при обжиге футеровки конвертеров на пековой и смоляной связке; тепло, СО, оксиды азота – из печей для прокаливания ферросплавов. В ковшевом пролете выделяются: пыль – при ломке футеровки ковшей; тепло, СО и оксиды азота – при разогреве ковшей. Большое количество пыли выделяется в системе доставки и загрузки сыпучих материалов в конвертер.
Характеристика пылегазовых выбросов
Вредное воздействие на организм человека оказывает пыль, имеющаяся в цехе. Количество и состав пыли колеблются в широких пределах и зависят от многих факторов: от состава чугуна и присадок, высоты фурмы над уровнем металла, от расхода и давления кислорода.
В больших количествах выделяют пыль перегружаемые шихтовые материалы, кладка конвертеров и сталеразливочных ковшей при ее разрушении во время ремонта.
Гранулометрический состав пыли на ККЦ: 0-40 мкм – 59%, 40-500 мкм – 21%, 500-1000 мкм – 13%, более 1000 мкм – 8%.
Химический состав пыли: Fe до 70%, МnО – 0,3…0,5%, SiO2 – 1…2%, СаО – 0,8…32%, Al2O3 – 0,5…1%.
Наличие в воздухе пыли, содержащей оксиды Si, Fe и других минеральных составляющих, может вызвать наиболее тяжелые заболевания, получивший название пневмокониозы.
Примерный химический состав пыли в полости конвертера приведен в табл.11.
Табл.11 – Химический состав конвертерной пыли, выходящей из ванны конвертера
Химический состав мало зависит от удельной интенсивности продувки кислородом. В пыли преобладает закись железа. В период завалки сыпучих материалов увеличивается содержание окиси кальция в зависимости от гранулометрического состава извести, ее механических свойств и скорости газов в горловине конвертора Пыль, выбрасываемая из полости конвертера, черная, магнитная, в сухом состоянии легко загорается на воздухе.
Химический состав пыли в газовом тракте существенно зависит от коэффициента расхода воздуха, т.е. режима работы охладителя конвертерных газов: без дожигания, с полным или частичным дожиганием.
Состав пыли ( % ) в пробе, отобранной в точке, соответствующей полному дожиганию конверторных газов, следующий: при диаметре частот в пробе менее 60 мкм 83,0 - Fe2O3; 2,5 - FeO; 0,35 - CaO; 1,13 - SiO2; 0,4 - C; 0,13 - S; при диаметре частиц в пробе более 60 мкм 54,6 - Fe2O3; 22,3 - FeO; 9,5 - CaO; 4,2 - SiO2; 1,1 - C; 0,09 - S.
Примерный химический состав пыли перед газоочисткой при отводе газов с частичным дожиганием приведен в табл. 12.
Табл. 12 – Химический состав пыли перед газоочисткой при отводе конвертерных газов
При полном дожигании конверторных газов пыль в основном состоит из высшего окисла железа Fe2О3. Наиболее полный переход железа в высший окисел соответствует середине и концу периода продувки, когда температура в пылегазовом потоке достигает максимального значения.
Вначале температура пылегазового потока ниже, чем в середине и в конце продувки. В этот период заметно увеличивается содержание в пыли FeO. Объяснить это можно тем, что при более низкой температуре крупные частицы не успевают окислиться до Fe2O3. В крупной фракции пыли содержание CaO больше в несколько десятков раз по сравнению с высокодисперсной пылью.
При отводе газов с полным дожиганием пыль перед газоочисткой красно-бурого цвета, без дожигания – преимущественно черного цвета, с частичным дожиганием цвет пыли меняется в зависимости от коэффициента расхода воздуха.
Значения средних удельных величин вредных неорганизованных выбросов в помещениях конверторного цеха представлены в табл.13.
Табл. 13 – Средние удельные величины вредных выбросов в помещениях ККЦ
Выбросы окиси углерода из миксерного отделения составляют 366 г на 1 тонну чугуна, пыли 50 г на 1 тонну чугуна. Выбросы паров тяжелых углеводородов в отделении смазки изложниц составляют 60-70 кг/ч.
Защита водного бассейна
Для обеспечения цеха водой заданных параметров по качеству и создания бессточной системы водоснабжения, проектом предусмотрено четыре оборотных цикла:
«грязного» цикла водоснабжения газоочистки;
«грязного» цикла водоснабжения МНЛЗ;
цикла водоснабжения установки вакуумирования стали;
«чистого» цикла оборудования цеха.
Для защиты водного бассейна предусматривается строительство оборотных циклов водоснабжения ККЦ с подпиткой их умягченной водой. Для утилизации шламов, уловленных в радиальных отстойниках, предусматривается строительство специального корпуса для обезвоживания, сушки шлама с целью дальнейшего использования его в агломерационном производстве. Предусматривается также использование максимального количества отработанной воды в оборотных системах на стане 1450, стане 2500 горячей прокатки и других объектах комплекса.
Для защиты р. Урал от ливневых вод с территории площадки ККЦ предусматривается сброс их в оборотную часть пруда охладителя, для дальнейшего использования в системе промводоснабжения комбината.