Б. Работа доменных печей и экология

Доменные печи и ряд участков доменного цеха вызывают за­метное загрязнение воздушной среды пылью и вредными газа­ми. Потенциальный источник загрязнения — доменный (колош­никовый) газ, выделяющийся в количестве 120—200м³/м³

объема печи в час и содержащий 22—30 % токсичного газа СО и 10—40 г/м³ пыли. Доменный газ улавливают, очищают от ныли и используют в качестве топлива; очистка доменного газа описана в § 3 настоящей главы.

Основные участки, загрязняющие атмосферу пылегазовыми выбросами в доменном цехе — это литейные дворы, системы шихтоподачи, загрузочные устройства печей, установки гра­нуляции шлака, разливочные машины, устройства для выгруз­ки пыли из сухих пылеуловителей.

На литейном дворе основное количество запыленных газов выделяется у чугунных и шлаковые леток, над чугунными и шлаковыми желобами при выпуске продуктов плавки и на мес­тах слива продуктов плавки в ковши; выделяются СО, сер­нистый газ и пыль (оксиды железа, графит, а также оксиды Si, Ca, Mg). На новых и реконструируемых печах рекоменду­ется установка отсасывающих зонтов над летками, укрытие чугунных и шлаковых желобов съемными плитами, установка зонтов-кабин над местами слива чугуна и шлака из желобов В ковши с отсосом газов от этих устройств и их последую­щей очисткой от пыли.

Сильно пылящими являются шихтоподачи, в которых за­грузку материалов в скипы осуществляют вагон-весами. На современных печах с конвейерной подачей шихты на колошник места пересыпки материалов (с конвейеров, из бункеров и др.) заключают в укрытия, из которых газы отводят в газо­очистку. На печах' с двухконусным засыпным аппаратом источником значительного загрязнения атмосферы могут быть ныбросы газа из межконусного пространства. Они происходят при опускании малого конуса и в период выпуска газа из иежконусного пространства и содержат СО и пыль (в основ­ном, оксиды железа и, кроме того, оксиды кремния, каль­ция, магния, марганца и углерод).

Снижение выбросов пыли достигают двумя способами: либо очисткой газов, либо созданием в межконусном пространстве ббльшего давления, чем на колошнике, что предотвращает переток грязного газа из печи в межконусное пространство.

Установки грануляции жидких шлаков — источники больших парогазовых выбросов. Образующиеся при обработке шлака водой они содержат сероводород и в меньшем количестве сернистый ангидрид. При грануляции основным токсичным ве­ществом является сероводород H₂S. Действенным способом

улавливания сернистых соединений в самом гидрожелобе является добавка известкового раствора к воде, подаваемой на гранулятор (подщелачивание воды). Новые грануляционные установки рекомендуется размещать в закрытом кожухе и очищать улавливаемые парогазовые выбросы путем впрыскива­ния в их поток известкованной воды.

При разливке чугуна на разливочных машинах выделяется газ, содержащий пыль (графит, оксиды железа). Для его улавливания над местами разливки размещают поворотные зонты с отсосом от них газов в рукавные фильтры.

В системах очистки доменного газа (§ 3 гл. 4) пыль, осаждающаяся в сухих пылеуловителях, периодически выпус­кают в вагоны, при этом несмотря на увлажнение пыли много ее (~ 1 кг на 1т чугуна) выделяется в атмосферу; содер­жание пыли в воздухе в месте выгрузки достигает 250 г/м³.

Г л а в а 5. ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ

§ 1. МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНСЫ ПЛАВКИ

Материальный баланс доменной плавки составляют, используя итоги расчета шихты и расчетов количества колошникового газа и дутья. Сопоставление приходных и расходных статей баланса позволяет проверить правильность расчета шихты, расхода дутья и т.д. Расчет шихты делают с тем, чтобы оп­ределить расход отдельных материалов для выплавки единицы чугуна заданного состава и получения шлака требуемых со­става и свойств. Расчет шихты, количества дутья и его со­става и количества колошникового газа выполняют на осно­вании данных о составе шихтовых материалов, дутья, угле­водородных заменителей кокса и известных закономерностей процессов, протекающих в доменной печи.

В качестве примера ниже представлен материальный ба­ланс доменной плавки:

Задано, кг Получено, кг

Агломерата.. 1130,0 Чугуна................... 1000,0

Окатышей... 615,0 Шлака.................... 420,0

Кокса.... 480,5 Газа сухого... 2461,0

Дутья.... 1700,3 Влаги и пыли... 73,0

Природного газа 95,2 Влаги восстановления 67,0

Итого 4021,0 Итого.... 4021,0

Используя полученные данные материального баланса и тепловые эффекты химических реакций, а также данные об

энтальпиях чугуна и шлака, потерях тепла во внешнее пространство, можно подсчитать тепловой баланс доменной плавки.

Для характеристики тепловой работы доменных печей в табл. 2 приведены основные статьи теплового баланса до­менной плавки на 1 кг передельного чугуна для различных условий плавки.

Для оценки тепловой работы доменной печи можно при­нимать, что расход тепла на выплавку 1 кг передельного чугуна составляет 12300 кДж, а для хорошо работающих пе­чей - даже 11200-11500 кДж.

По данным теплового баланса вычисляют такую важную ха­рактеристику печи, как коэффициент полезного действия тепла К_т. Для определения К_т от суммы баланса, принятой за 100 %, вычитают потери тепла с доменным газом, пылью, с охлаждающей водой и потери во внешнее пространство. Обычно значение К_т при выплавке передельного чугуна со­ставляет 78—87 %. Более высокое значение К_т свидетельст­вует о лучшем использовании тепла в печи.