Воздействие металлургических предприятий на атмосферу
Воздействие металлургических предприятий на окружающую среду
1.1 Воздействие металлургических предприятий на атмосферу
Сточные воды металлургического производства
Твердые отходы металлургических предприятий
Металлы играют в народном хозяйстве страны исключительно важную роль.
В то же время металлургия, в частности черная, является мощнейшим загрязнителем окружающей среды (ОС).
Современное металлургическое предприятие по производству черных металлов имеет следующие основные переделы: производство окатышей и агломерата, коксохимическое, доменное, сталеплавильное и прокатное производства. В состав предприятий входят также ферросплавное, огнеупорное и литейное производства. Все они являются источниками загрязнения атмосферы и водоемов. Кроме того, металлургические предприятия занимают большие производственные площади и отвалы, что предполагает отчуждение земель. Концентрация вредных веществ в атмосфере и водной среде крупных металлургических центров значительно превышают нормы. Неблагоприятная экологическая обстановка наблюдается в таких металлургических городах России, как Липецк, Магнитогорск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Челябинск, Череповец и др.
Вредное воздействие металлургических предприятий обуславливается рядом причин:
-недоучет при размещении городов экологического воздействия промышленных предприятий, в результате чего многие из них находятся в непосредственной близости к жилым районам;
-использование на старых металлургических заводах устаревших технологических процессов и технологического оборудования, при работе которого в атмосферу выделяется бόльшее (по сравнению с современным производством) удельное количество загрязняющих веществ;
-недостаточная оснащенность технологических агрегатов системами очистки и обезвреживания и неэффективная работа действующих пылегазоочистных установок;
-значительное количество на предприятиях децентрализованных систем отвода и очистки газов и соответственно большое количество мелких источников загрязнения атмосферы с трубами относительно малой высоты.
Воздействие металлургических предприятий на атмосферу
Все известные технологические процессы, производства чугуна, стали и их последующего передела сопровождаются образованием больших количеств отходов в виде вредных газов и пыли, шлаков, шламов, сточных вод, содержащих различные химические компоненты, скрапа, окалины, боя огнеупоров, мусора и других выбросов, которые загрязняют атмосферу, воду и поверхность земли. Все металлургические переделы являются источниками загрязнения пылью, оксидами углерода и серы (табл. 1).
Таблица 1 - Газовые выбросы (до очистки) металлургического производства (без коксохимического)
Составляющие выбросов | Агломерационное производство, кг/т агломерата | Доменное производство, кг/т чугуна | Сталеплавильное производство, кг/т стали | Прокатное производство, |
Пыль | 20-25 | 100-106 | 13-32 | 0,1-0,2 кг/т проката |
Оксид углерода | 20-50 | 600-605 | 0,4-0,6 | 0,7 т/м поверхности металла |
Оксиды серы | 3-25 | 0,2-0,3 | 0,4-35 | 0,4 т/м поверхности металла |
Оксиды азота | 0,3-3,0 | 0,5 т/м поверхности металла | ||
Сероводород | 10-60 | |||
Аэрозоли травильных растворов | в травильных отделениях | |||
Пары эмульсии | при металлообработке |
Современное металлургическое предприятие является сложным производственным комплексом, включающим самые разнообразные цехи, а иногда отдельные заводы, которые в значительной степени ухудшают состояние ОС.
Таблица 2 - Источники регламентированных выбросов газоосновных переделов металлургического предприятия
Вид производства | Основные операции | Вспомогательные операции |
агломерационное и производство окатышей | Спекание агломерационной шихты, охлаждение агломерата и возврата, обжиг окатышей | Дробление, грохочение и транспортировка шихты |
доменное | Загрузка шихтовых материалов, выплавка и разливка чугуна | Доставка в доменный цех шихтовых материалов и выгрузка на рудном дворе и в бункеры эстакады |
сталеплавильное | Выплавка и разливка стали, загрузка шихтовых материалов в печь | Резка металла на ножницах, удаление окалины, травление металла, охлаждение валков |
прокатное | Нагрев заготовки, зачистка металла | |
ферросплавное | Выплавка ферросплавов и выпуск их из печи, загрузка шихтовых материалов | Грануляция, охлаждение, отгрузка металла, сушка, подогрев, очистка ковшей; размягчение и коксование электродной массы |
В доменном производстве выделяются дополнительно сероводород и оксиды азота, в прокатном – аэрозоли травильных растворов, пары эмульсий и оксиды азота. Наибольшее количество выбросов – в коксохимическом производстве. Здесь кроме перечисленных загрязнителей можно отметить пиридиновые основания, ароматические углеводороды, фенолы, аммиак, 3-4-бензопирен, синильную кислоту и др.
На долю предприятий черной металлургии приходится 15-20% общих загрязнений атмосферы промышленностью, что составляет более 10,3 млн т вредных веществ в год, а в районах расположения крупных металлургических комбинатов – до 50%. В среднем на 1 млн т годовой продукции заводов черной металлургии выделение пыли составляет 350, сернистого ангидрида – 200, оксида углерода – 400, оксидов азота – 42 т/сутки.
Основными источниками загрязнения атмосферы выбросами металлургических предприятий являются коксохимическое, агломерационное, доменное, ферросплавное и сталеплавильное производства.
Коксохимическое производство загрязняет атмосферу в основном окислами углерода и серы. На 1 тн перерабатываемого угля выделяется около 0,75 кг SO2 и по 0,03 кг различных углеводородов и аммиака. Кроме газов, коксохимическое производство выделяет в атмосферу большое количество пыли. Имеются данные, что при производстве кокса на 1 тн перерабатываемого угля выделяется около 3 кг угольной пыли. Также большое количество пыли выделяется при разгрузке и перегрузке угля, в среднем 0,005% от массы угля.
На аглофабриках источниками загрязнения воздуха являются аглоленты, барабанные и чашевые охладители агломерата, обжиговые печи, узлы пересыпки и сортировки агломерата и других компонентов шихты. Количество агломерационных газов 2,5 – 4,0 тыс. м3/тн полученного агломерата с содержанием в них пыли от 5 до 10 г/м3. В состав газов входят оксиды серы и углерода, а пыль содержит железо и его оксиды, оксиды марганца, магния, фосфора, кремния, кальция, иногда частицы титана, меди, свинца.
Доменное производство характеризуется образованием большого количества доменного газа (≈ 2-4 тыс. м3/тн чугуна). Этот газ содержит оксиды углерода и серы, водород, азот, некоторые другие газы и большое количество колошниковой пыли (до 150 кг/тн чугуна). Пыль содержит окислы железа, кремния, марганца, кальция, магния, частицы шихтовых материалов.
Основные источник загрязнения воздуха при производстве ферросплавов – электродуговые печи. Выбросы этих печей состоят из нетоксичной и токсичной пыли (окислы железа, меди, цинка, свинца, хрома, кремния, газы).
В зависимости от вида выплавляемого сплава и мощности печей суммарное количество пыли, образующейся в результате технологических процессов, может составлять сотни тонн в сутки. При этом Cr+6 и пыль обнаруживают на расстоянии до 3 км от источника загрязнения.
Так, заводы, выплавляющие ферросилиций, загрязняют атмосферный воздух в радиусе 2-3 км мельчайшими частицами SiO2, наибольшее содержание которых наблюдается на расстоянии 0,5 км от предприятия.
Промвыбросы феррованадиевого производства загрязняют атмосферу пылью, окислами ванадия, хлористого водорода на расстоянии до 2 км от завода.
При производстве чугуна и стали количество вредных выбросов также зависит от вида плавильного агрегата. Так, при производстве чугуна, наибольшее количество выбросов зарегистрировано при использовании вагранок. В этом случае количество газов достигает 1 тыс. м3/тн чугуна. В них содержится 3-20 г/м3 пыли, 5-20% CO2, 5-17% СО, до 05% SO2. Основной составляющей пыли является кремнезем – до 45%.
В электродуговых печах на каждую тонну жидкой стали образуется 10-20 кг пыли из соединений железа, марганца, алюминия, кремния, магния, хлора, хрома и фосфора.
При плавке в индукционных печах образующихся пыли и газов в 5 раз меньше.
Большое количество вредных выбросов образуется и при подготовительных работах, и при последующей обработке металла. При выпуске чугуна из вагранки, например, в заливочные ковши на 1 тн выделяется до 20 г графитовой пыли и до 130 г СО. Смесеподготовительные отделения являются источниками выделения кварцевой пыли, сульфитного щелока, углеводородов и ряда др. органических примесей.
В литейных цехах при изготовлении форм и стержней в воздушную среду выделяются токсичные парогазовые смеси, содержащие фенол, формальдегид, фуриловый и метиловый спирты, аммиак, бензол, пары серной кислоты. В отделении обрубки и очистки литья образуются значительные количества пыли.
В прокатном производстве пыли и газов образуется в меньших количествах, по сравнению с другими производствами черной металлургии, но все же - ≈ 2-18 г/тн при различных видах работ.
По статистике, загрязнение окружающей среды вокруг предприятий черной металлургии в зависимости от господствующих ветров ощущается в радиусе 20-50 км. На 1 м2 этой территории выпадает 5-15 кг/сутки пыли. Вокруг металлургических предприятий образуются техногенные зоны, во всех поверхностных образованиях которых (почве, снеге, воде, растительности) содержится широкий набор вредных веществ, включающих такие чрезвычайно опасные, как свинец и ртуть.
Степень оснащения основных технологических агрегатов газоочистными установками составляет ок. 70%. Часть действующих установок (ок. 15%) работает неэффективно. Таким образом, около 40% газов от агрегатов поступают в атмосферу практически без очистки.
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 489;