403

С. Б. СТАРК

ГАЗООЧИСТНЫЕ

АППАРАТЫ

И УСТАНОВКИ

В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ

2-е издание, переработанное и дополненное

Допущено Государственным комитетом СССР по народному образованию в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности «Теплофизика, автоматизация и экология тепловых агрегатов в металлургии»

МОСКВА «Металлургия», 1990

УДК 669.015.7.074.(075.8)

Рецензенты: кафедра охраны окружающей среды Запорожского индустриального института, канд. техн. наук Н. М. Васильченко

УДК 669.015.7.074. (075.8)

Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве.

Старк С. Б.: Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп.— М.: Металлургия, 1990. 400 с.

Во втором издании (первое — в 1977 г. под названием «Пылеулавливание и очистка газов в металлургии») рассмотрены процессы, происходящие в различных газоочистных аппаратах, и методы их расчета. Описаны конструкции этих аппаратов, а также условия и особенности их эксплуатации. Даны примеры расчетов некоторых наиболее часто применяемых в металлургии газоочистных аппаратов.

Приведены характеристики выбросов различных металлургических производств и рассмотрены схемы, применяемые для очистки газов от пыли и вредных газообразных компонентов в различных цехах предприятий черной и цветной металлургии.

Предназначен для студентов металлургических вузов и факультетов. Может быть полезна инженерно-техническим работникам металлургических предприятий. Ил. 201. Табл. 66. Библиогр. список: 22 назв.

ISBN 5-229-00464-9

© Издательство «Металлургия», 1977. © Старк С. Б., издательство «Металлургия», 1990, с изменениями

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Проблема охраны окружающей среды. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Общие вопросы защиты воздушного бассейна металлургических предприятий Часть I. ГАЗООЧИСТНЫЕ АППАРАТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава I. Классификация газоочистных аппаратов и оценка эффективности их работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Основы классификации газоочистных аппаратов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Оценка эффективности работы пылеуловителей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 2. Осаждение пыли в камерах и газоходах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Движение частицы пыли в неподвижной среде. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Осаждение частиц пыли в камерах и газоходах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 3. Инерционные пылеуловители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Сепарация частиц пыли из криволинейного потока газа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Жалюзийные пылеуловители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Радиальные пылеуловители (пылевые мешки) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 4. Центробежные пылеуловители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Улавливание пыли в циклонах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Типы циклонов и основные правила их эксплуатации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Определение гидравлического сопротивления и размеров циклона . . . . . . . . . . § 4. Расчет эффективности циклонов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 5. Батарейные циклоны (мультициклоны) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 6. Вихревые пылеуловители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 7. Ротационные пылеуловители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 5. Очистка газов фильтрованием. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Общие сведения о процессе фильтрования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Характеристики пористой перегородки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Механизмы процесса фильтрования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Аналитическое определение эффективности и гидравлического сопротивления пористого фильтра. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 6. Различные типы фильтров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Волокнистые фильтры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Тканевые фильтры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Зернистые и металлокерамические фильтры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Фильтры-туманоуловители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 5. Воздушные фильтры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 7. Физические основы мокрой очистки газов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Мокрая очистка газов и область ее применения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Захват частиц пыли жидкостью. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Энергетический метод расчета мокрых пылеуловителей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Тепло- и массообмен в мокрых пылеуловителях. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 8. Пылеулавливающие аппараты с промывкой газов жидкостью. . . . . . § 1. Форсуночные скрубберы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Скрубберы Вентури . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Динамические газопромыватели. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 9. Пылеуловители с осаждением пыли на пленку жидкости . . . . . . . . . . . § 1. Мокрые аппараты центробежного действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Мокрые аппараты ударно-инерционного действия . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Тарельчатые газоочистные аппараты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 10. Вспомогательное оборудование и хозяйство мокрых газоочисток . . . § 1. Устройства для диспергирования жидкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Брызгоунос и сепарация капель из газового потока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Водное хозяйство мокрых газоочисток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 11. Электрическая очистка газов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Ионизация газов и коронный разряд . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Физические основы электрической очистки газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Вольтамперные характеристики коронного разряда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Теоретическая эффективность электрической очистки газа . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 12. Классификация и конструкции электрофильтров . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Элементы конструкций электрофильтров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Однозонные унифицированные сухие электрофильтры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Мокрые трубчатые однозонные электрофильтры типа ДМ . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Двухзонные электрофильтры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 13. Электрическое оборудование электрофильтров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Способы повышения напряжения и выпрямления тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Методы регулирования напряжения на электродах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Агрегаты питания электрофильтров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Преобразовательные подстанции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 14. Эксплуатация электрофильтров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Влияние различных факторов на работу электрофильтра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Электрические режимы питания электрофильтров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Эксплуатация электрофильтров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Выбор и расчет эффективности электрофильтров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 15. Абсорберы для улавливания газообразных примесей . . . . . . . . . . . . . § 1. Основы процесса физической абсорбции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Материальный баланс и основные уравнения процесса абсорбции . . . . . . . . . . . § 3. Коэффициент абсорбции — массопередачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Абсорбционные аппараты и установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 5. Основы расчета абсорберов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 16. Адсорберы и ионообменные аппараты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Физика процесса. Изотермы адсорбции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Виды и характеристики адсорбентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Устройство и основы расчета адсорбентов с неподвижным слоем поглотителя. § 4. Адсорберы с кипящим слоем поглотителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 5. Ионообменная очистка газов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 17. Охлаждение газов перед очисткой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § I. Охлаждение газов подмешиванием атмосферного воздуха . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Охлаждение газов в поверхностных теплообменниках. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Охлаждение газов при непосредственном контакте с водой. . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 18. Газоотводящие тракты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Конструкции и элементы газоходов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Основы аэродинамического расчета газоотводящего тракта. . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Выбор дымососов и вентиляторов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Дымовые трубы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 19. Выгрузка и транспортировка уловленной пыли. . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Устройства для выгрузки сухой пыли. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Устройства для удаления шлама. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Механическая транспортировка пыли. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Пневмотранспорт для удаления пыли. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 20. Вопросы экономики газоочистных установок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Расчет капитальных затрат и эксплуатационных расходов. . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Оценка экономичности работы газоочисток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Экономические показатели газоочисток различных типов. . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Пути снижения себестоимости очистки газа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 5. Ущерб от загрязнения воздуха. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 21. Выбор и эксплуатация газоочистных аппаратов. Охрана труда. . . . . § 1. Основы рационального выбора пылеуловителей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Типизация газоочистных аппаратов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Правила технической, эксплуатации газоочистных установок . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Меры безопасности и охраны труда. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Часть II. ГАЗООЧИСТНЫЕ УСТАНОВКИ РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 22. Очистка газов от пыли при производстве агломерата и окатышей. § 1. Характеристика выбросов агломерационного производства. . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Отвод и обеспыливание газов агломерационных машин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Улавливание и очистка вентиляционных неорганизованных выбросов. . . . . . . . § 4. Очистка газов при производстве окатышей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 23. Химическая очистка газов агломерационных машин. . . . . . . . . . . . . . § 1. Очистка газов от сернистого ангидрида. Классификация методов. . . . . . . . . . . § 2. Известняково-известковые методы очистки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Циклические сульфитные методы очистки от сернистого ангидрида . . . . . . . . . § 4. Адсорбционные и каталитические методы очистки от сернистого ангидрида. . § 5. Очистка газов агломерационных машин от оксида углерода . . . . . . . . . . . . . . . . § 6. Очистка агломерационных газов от оксидов азота. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 7. Комплексная схема очистки газов агломерационных машин . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 24. Очистка газов при производстве кокса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Свойства и выход коксового газа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Очистка коксового газа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Вредные выбросы коксохимического производства и их очистка. . . . . . . . . . . . Глава 25. Очистка газов в доменном производстве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Характеристика доменного газа и колошниковой пыли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Схемы очистки доменного газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Вредные выбросы доменного производства и их очистка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Борьба с выбросами при грануляции шлака. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 5. Выбросы миксерного отделения и их очистка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 26. Очистка газов в мартеновском производстве. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Характеристика отходящих газов и пыли. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Обеспыливание отходящих газов мартеновских печей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Очистка отходящих газов двухванных печей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Оксиды азота и борьба с ними в мартеновском производстве. . . . . . . . . . . . . . . . § 5. Неорганизованные выбросы и борьба с ними. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 27. Охлаждение и очистка конвертерных газов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Характеристика газопылевых выбросов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Охлаждение конвертерных газов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Газоотводящие тракты кислородных конвертеров. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Установки с полным дожиганием оксида углерода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 5. Установки с частичным дожиганием оксида углерода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 6. Установки без дожигания оксида углерода. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 28. Очистка газов электросталеплавильных печей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Характеристика газопылевыделений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Отсос и улавливание выделяющихся газов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Способы очистки газов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 29. Очистка газов ферросплавного производства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Пылегазовые выбросы ферросплавных печей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Очистка газов закрытых ферросплавных печей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Очистка газов открытых ферросплавных печей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 30. Вредные выбросы в прокатном производстве и борьба с ними. . . . . . § 1. Локализация и удаление выбросов прокатных станов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Обеспыливание выбросов машин огневой зачистки (МОЗ) . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Борьба с вредными выбросами травильных отделений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 31. Борьба с выбросами вспомогательных цехов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Обеспыливание отходящих газов в огнеупорных цехах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Очистка вредных выбросов литейных цехов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Очистка отходящих газов котельных агрегатов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Часть III. ГАЗООЧИСТНЫЕ УСТАНОВКИ РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 32. Очистка газов в свинцовом и цинковом производствах. . . . . . . . . . . . § 1. Обеспыливание отходящих газов агломерационных машин. . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Очистка отходящих газов шахтных печей для выплавки чернового свинца. . . . § 3. Очистка газов купеляционных печей и шлаковозгоночных установок. . . . . . . . . § 4. Очистка газов при переработке вторичного свинцового сырья. . . . . . . . . . . . . . . § 5. Обеспыливание отходящих газов обжиговых печей кипящего слоя (КС) цинкового производства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 6. Очистка газов вращающихся трубчатых печей (вельцпечей) цинкового производства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 7. Дополнительная очистка газов, идущих от печей КС на производство серной кислоты. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 33. Пылеулавливание в медной промышленности. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Очистка газов на заводах, выплавляющих медь из первичного сырья. . . . . . . . . § 2. Очистка газов на медеплавильных заводах при переработке вторичного сырья. § 3. Обеспыливание газов на медно-серных заводах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 34. Очистка газов в производстве некоторых тяжелых цветных металлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Пылеулавливание при производстве никеля. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Обеспыливание газов на оловянных заводах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Пылеулавливание при производстве сурьмы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Очистка газов при производстве ртути. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 35. Очистка газов при производстве глинозема и легких цветных металлов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Обеспыливание газов при производстве глинозема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Очистка газов при производстве алюминия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Обеспыливание газов при производстве силуминов (Al—Si сплавов) . . . . . . . . § 4. Очистка газов при производстве магния. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 36. Очистка газов в промышленности редких, рассеянных и тугоплавких металлов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Улавливание хлоридов редких металлов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Очистка газов при производстве рассеянных металлов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Очистка газов при производстве тугоплавких металлов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 37. Очистка газов на электродных заводах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Очистка технологических газов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Очистка газов аспирационных систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 38. Химическая очистка газов на предприятиях цветной металлургии. . § 1. Промышленные способы очистки слабоконцентрированных отходящих газов от сернистого ангидрида. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Очистка газов от различных газообразных химических элементов и соединений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Глава 39. Особенности проектирования, эксплуатации и экономики газоочистных установок в цветной металлургии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Особенности свойств пыли и газовых потоков. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Особенности выбора газоочистных аппаратов и эксплуатации газоочистных установок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Особенности экономики газоочистных установок в цветной металлургии. . . . . Глава 40. Новые направления в развитии способов защиты воздушного бассейна металлургических предприятий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 1. Снижение вредных выбросов и совершенствование газоочистных аппаратов и установок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 2. Повышение уровня безотходности производства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 3. Оптимизация очередности внедрения мероприятий по защите воздушного бассейна. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . § 4. Рациональное распределение топлива с целью уменьшения загрязнения атмосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Приложения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Библиографический список. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Предметный указатель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 10 10 11 12 18 18 18 19 21 21 22 24 24 25 26

ПРЕДИСЛОВИЕ

В СССР организованная подготовка специалистов по защите воздушного бассейна металлургических предприятий от вредных выбросов впервые начала осуществляться в Московском институте стали и сплавов (с 1966 г.), а также в Запорожском индустриальном институте (с 1968 г.). За истекший период было подготовлено более 5000 специалистов, успешно работающих в народном хозяйстве.

В течение этого времени преподавание непрерывно совершенствовалось, был разработан ряд дополнительных курсов, созданы лаборатории, издан ряд учебников и учебных пособий.

Настоящий учебник состоит из трех взаимно связанных между собой частей: 1) газоочистные аппараты; 2) газоочистные установки в черной металлургии; 3) газоочистные установки в цветной металлургии и предназначен для изучения этих дисциплин, входящих в учебный план специальности 1103 «Теплофизика, автоматизация и экология тепловых агрегатов в металлургии». Он является вторым изданием учебника, выпущенного издательством «Металлургия» в 1977 г. под названием «Пылеулавливание и очистка газов в металлургии».

В новом издании все разделы значительно переработаны и дополнены современными теоретическими и практическими сведениями. Главы, посвященные химической очистке и отводу газов и пыли из аппаратов, написаны заново. При составлении учебника использованы материалы отечественных и зарубежных книг и журналов, а также многочисленных сборников трудов ряда институтов и научно-производственных объединений, работающих в области охраны окружающей среды.

В книге принята Международная система единиц (СИ). Во всех неоговоренных случаях давление дано абсолютное, а объемы и объемные расходы газа отнесены к нормальным условиям.

При характеристике пылегазовых выбросов предприятий черной и цветной металлургии были использованы данные С. М. Андоньева, О. В. Филипьева, В. Н. Шаприцкого, Г. М. Гордона и И. Л. Пейсахова.

Автор выражает глубокую благодарность докт. техн. наук Ю. П. Павленко, канд. техн. наук Н. М. Васильченко и сотрудникам НИИОгаза за ценные советы и материалы, использованные при написании книги.

ВВЕДЕНИЕ

§ 1. Проблема охраны окружающей среды

Защита окружающей среды от вредных выбросов является одной из острейших проблем современности. Загрязнение атмосферы и мирового океана уже сейчас угрожает существованию растительной и животной жизни. Неизбежный рост промышленного производства и, следовательно, дальнейшее увеличение выбросов вредных веществ в атмосферу могут повлечь за собой самые серьезные последствия, которые в настоящее время трудно предвидеть.

Защита атмосферы от загрязнения является интернациональной проблемой, так как промышленные выбросы возрастают во всех индустриально развитых странах и рост их приблизительно пропорционален уровню промышленного производства в этих странах:

Принципы научной организации охраны природы и рационального использования ее богатств были разработаны В. И. Лениным. Начиная с первых дней существования Советской власти эти принципы неуклонно проводились в жизнь; позднее они нашли отражение во всех пятилетних планах развития Советского государства. Согласно мероприятиям, намеченным на государственном уровне к осуществлению в настоящее время и на перспективу, предполагается шире внедрять малоотходные и безотходные технологические процессы, усилить охрану атмосферного воздуха, совершенствовать оборудование и транспортные средства, улучшать качество сырья и топлива, внедрять высокоэффективные установки для очистки промышленных и других выбросов.

В Конституции Союза Советских Социалистических Республик записано: «В интересах настоящего и будущих поколений в СССР принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснованного, рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей человека среды» (ст. 18).

С января 1981 г. вступил в действие «Закон об охране атмосферного воздуха в СССР», который предусматривает установление предельно допустимых концентраций и выбросов вредных веществ (ПДК. и ПДВ), разработку планов мероприятий по охране атмосферного воздуха и контроля за их соблюдением, нормативы расчетов ПДВ и выдачу разрешения на выброс, регулирование загрязнений, а также участие общественных организаций в охране атмосферного воздуха. На защиту атмосферы в СССР расходуются крупные средства, направляемые как на сооружение и реконструкцию газоочистных установок, так и на создание новых технологических процессов и агрегатов, более полно поглощающих и использующих побочные продукты производства и резко сокращающих вредные выбросы в окружающую среду. Придавая исключительную важность совершенствованию всего дела охраны природы. Центральный Комитет КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление от 7 января 1987 г. «О коренной перестройке дела охраны природы в стране», которым предусмотрена необходимость образования союзно-республиканского Государственного комитета СССР по охране природы (Госкомприрода СССР)

В нашей стране воздушный бассейн находится под охраной специальных законов, неуклонное выполнение которых контролируется Государственной санитарной инспекцией и Междуведомственной инспекцией технического надзора за работой газо-очистных и пылеулавливающих установок, которые имеют широкие права и полномочия.

На долю предприятий черной и цветной металлургии приходится около 20—25 % общих вредных выбросов в атмосферу, а в районах расположения крупных металлургических заводов и комбинатов — более 50% всего количества загрязнений. В связи с этим в отрасли проделана значительная работа по увеличению количества газоочистных установок на металлургических предприятиях и улучшению показателей их работы. В результате в некоторых городах и промышленных центрах удалось уменьшить или стабилизировать вредные выбросы при одновременном росте объема и интенсификации промышленного производства.