Vi указания и руководящие принципы по категориям источников



страница1/10
Дата26.04.2016
Размер1.22 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Раздел VI

Указания и руководящие принципы по категориям источников:


Категории источников в Части III Приложения C



Категория источников (b):

Термические процессы в металлургической промышленности, не упомянутые

в Приложении C, Часть II

Cодержание


Раздел VI 1

Указания и руководящие принципы по категориям источников: 1

Категории источников в Части III Приложения C 1

Таблицы 5

Рисунки 5

VI. B. Термические процессы в металлургической промышленности, не упомянутые в Приложении C, Часть II 7

(i)Производство вторичного свинца 7

1. Описание процесса 7

2. Источники химических веществ, перечисленных в Приложении C Стокгольмской конвенции 8

2.1 Общая информация о выбросах из плавильных печей для производства вторичного свинца 9

2.2 Выбросы в атмосферу ПХДД/ПХДФ 9

2.3 Выбросы в другие среды 9

3. Рекомендуемые процессы 9

4. Основные и дополнительные меры 10

4.1 Основные меры 10

4.2 Дополнительные меры 11

5. Новые исследования 12

6. Обзор основных и дополнительных мер 12

7. Достижимый эксплуатационный уровень, ассоциируемый с НИМ 16

(ii) Производство первичного алюминия 17

1. Описание процесса 17

0.1. Процесс Байера: получение алюминия из бокситов 17

0.2. Процесс Холла-Эру: Электролитическое восстановление из глинозема 18

1.3 Производство алюминия 18

2. Источники химических веществ, перечисленных в Приложении C Стокгольмской конвенции 20

2.1 Выбросы ПХДД/ПХДФ 21

2.2 Выбросы в грунт 21

2.3 Интересные результаты исследований 21

2.4 Общая информация по выбросам с заводов по производству первичного алюминия 21

3. Альтернативные процессы в плавильном производстве первичного алюминия (новые технологии) 23

4. Основные и дополнительные меры 24

4.1 Основные меры 24

4.2 Дополнительные меры 25

5. Обзор рекомендуемых мер 26

6. Достижимый эксплуатационный уровень, ассоциируемый с НИМ 28

(iii) Производство магния 29

1. Описание технологического процесса 30

1.1. Процесс производства магния из магнийоксидных минералов 30

1.2. Процесс Пиджона (Pidgeon) (процесс термического восстановления) 31

0.3. Различные процессы и подходы 32

1. Источники химических веществ, перечисленные в Приложении С Стокгольмской конвенции 33

2.1 Выбросы в атмосферу 33

2.2 Сбросы в другие среды 35

3. Альтернативные процессы производства магния 36

3.1 Процесс обезвоживания, разработанный компанией Norsk Hydro 36

3.2 Получение магния из отходов обогащения асбестового минерального сырья по методу компании Noranda 37

3.3 Термическая обработка и извлечение магния из лома 38

4. Основные и дополнительные меры 38

4.1 Основные меры 38

4.2 Дополнительные меры 38

5. Новые исследования 38

6. Обзор рекомендуемых мер 39

В таблицах 11 и 12 дан обзор мер, рассмотренных в предыдущих Разделах. 39

7. Эксплуатационные уровни ГХБ, связанные с наилучшими имеющимися методами, для процесса производства магния 40

Связанные с наилучшими имеющимися методами эксплуатационные уровни ГХБ для различных процессов производства магния отсутствуют. 40

Ссылки на литературу 40

(iv) Производство вторичной стали 42

1. Описание технологического процесса 42

1.1. Общее описание технологического процесса 42

1.2 Исходное сырье 43

1.3 Электродуговая печь 44

2. Источники химических веществ, перечисленных в Приложении С Стокгольмской конвенции 45

2.1. Выбросы в атмосферу 45

1.2. Исследование ПХДД/ПХДФ на действующих электродуговых печах 48

1.3. Сброс ПХДД/ПХДФ с твердыми отходами и в сточные воды 50

2. Усовершенствования существующего процесса и альтернативные процессы выплавки стали в электродуговых печах 51

2.1. Усовершенствования технологического процесса 51

2.2. Альтернативные процессы 52

3. Основные и дополнительные меры 52

3.1. Основные меры по снижению выбросов 52

Неотъемлемой частью заводской программы предотвращения загрязнения должно быть общее требование применения наилучших имеющихся методов организации охраны окружающей среды, эксплуатации и технического обслуживания для всех операций и аспектов процесса выплавки стали в электродуговых печах. 52

3.2. Дополнительные меры по ограничению выбросов 53

3.3. Основные и дополнительные меры по контролю сброса твердых отходов и сточных вод 55

Представленные в этом подразделе меры обычно применимы к электродуговым, электроиндукци-онным и купольным печам. 55

4. Обзор рекомендуемых мер 55

5. Достижимый уровень эксплуатационной эффективности, ассоциируемый с НИМ 60

(v) Выплавка первичных неблагородных металлов 62

1. Описание технологического процесса 62

2. Источники химических веществ, перечисленных в Приложении С Стокгольмской конвенции 64

2.1 Выбросы в атмосферу 65

2.2 Сбросы в другие среды 66

3. Альтернативные процессы выплавки неблагородных металлов 66

4. Основные и дополнительные меры 66

4.1 Основные меры 67

4.2 Дополнительные меры 68

5. Новые исследования 70

6. Обзор рекомендуемых мер 70

В таблицах 15 и 16 дан обзор мер, рассмотренных в предыдущих разделах 70

6. Достижимые эксплуатационные уровни, ассоциируемые с НИМ 75

Другие источники 75




Таблицы

Табл. 1. Меры для новых плавильных печей по производству вторичного свинца 12

Табл. 2. Сводка основных и дополнительных мер для плавильных печей по производству вторичного свинца 13

Таблица 3 Образование газообразных и жидких веществ, побочных продуктов и твердых отходов при производстве первичного алюминия 22

Таблица 4. Меры для новых заводов по производству первичного алюминия 26

Таблица 5. Основные и дополнительные меры, рекомендуемые для заводов по производству первичного алюминия 27

Таблица 6. Выбросы в атмосферу ПХДД/ПХДФ от разных процессов производства магния 34

Таблица 7. Распределение выбросов ПХДД/ПХДФ по источникам: компания Hydro Magnesium Canada 35

Таблица 8. Сбросы ПХДД/ПХДФ в водные объекты от различных процессов производства магния 35

Таблица 9. Факторы эмиссии в магниевой промышленности: ПХДД/ПХДФ 35

Таблица 10. Факторы эмиссии в магниевой промышленности: гексахлорбензол (ГХБ) 36

Таблица 11. Обзор основных мер, рекомендуемых для реализации на магниевых заводах 39

Таблица 12. Обзор дополнительных мер, рекомендуемых для магниевых заводов 40

Таблица 13 Меры, рекомендуемые для реализации на новых электродуговых печах 55

Таблица 14. Меры, рекомендуемые для реализации на новых и существующих электродуговых печах 56

Таблица 15. Меры, рекомендуемые для новых предприятий первичной
выплавки неблагородных металлов 70

Таблица 16. Основные и дополнительные меры, рекомендуемые для предприятий первичной выплавки неблагородных металлов 71



Рисунки

Рис. 1. Плавление вторичного свинца 8

Рис. 2. Упрощенная схема получения глинозема 18

Рис. 3. Общая схема электролитического процесса производства алюминия 19

20


Рисунок 4. Схема технологического процесса производства магния из магнийоксидных минералов 30

Рис. 5 иллюстрирует схему процесса. 31

Рисунок 5. Технологическая схема процесса: магниевый завод Timminco 31

Рисунок 6. Упрощенная схема технологического процесса: Магниевый завод компании Cogburn 39

Рисунок 7. Типичная система очистки газовых выбросов электродуговой печи 45

Рисунок 8. Типичная технологическая схема выплавки и рафинирования первичных неблагородных металлов. 64



VI. B. Термические процессы в металлургической промышленности, не упомянутые в Приложении C, Часть II


      1. Производство вторичного свинца

Резюме

Производство вторичного свинца включает в себя производство свинца и свинцовых сплавов, главным образом, из отработанных автомобильных аккумуляторов, а также из других источников сырья (трубы, припой, окалина, свинцовая оплетка). Процесс производства свинца включает в себя предварительную обработку свинцового лома, плавление и рафинирование. Присутствие в исходном материале масел и пластмасс, температура 250-500С являются факторами, способными привести к образованию химических веществ, указанных в Приложении С Стокгольмской конвенции.

Наилучшие имеющиеся методы предусматривают использование исходного материала, несодержащего масел и пластмасс, высокую температуру в печи (выше 850С), эффективное улавливание газа, применение дожигателей и быстрого охлаждения, адсорбции на активированном угле и пылеулавливающих тканевых фильтров.

Наилучшим имеющимся методам по выбросам ПХДД и ПХДФ для плавильного производства вторичного свинца соответствует эксплуатационный уровень < 0,1нг I-TEQ/нм3 (при рабочих концентрациях кислорода)



1. Описание процесса

Приведенная ниже информация взята из EPA 1986. На рис. 1 приведена диаграмма, иллюстрирующая процесс.

“В плавильных печах производства вторичного свинца получают свинец и свинцовые сплавы из свинцового лома. Более 60% всего вторичного свинца получают из отработанных автомобильных аккумуляторов. Кроме того, для производства вторичного свинца используют грузы для балансировки колес, трубы, припой, дроссы и свинцовую оплетку.

Выплавка вторичного свинца включает в себя три основных операции: предварительную обработку лома, плавление и рафинирование. Предварительная обработка заключается в частичном удалении из свинцового лома металлических и неметаллических загрязнителей и остатков. Предварительная обработка включает в себя следующие операции: разборку аккумуляторов, измельчение и вытопка свинца. При разборке аккумуляторов выполняется слив жидкости, затем вскрытие и отделение вручную свинца от неметаллических деталей. Затем производится вытопка свинца из отделенного лома в работающих на газе или нефтяном топливе отражательных или вращающихся печах, в которых свинец отделяется от сопутствующих металлов с более высокой температурой плавления. Вращающиеся печи обычно используются для обработки лома с низким содержанием свинца, а отражательные печи – для обработки лома с высоким содержанием свинца. Полученный частично очищенный свинец периодически выпускают из этих печей для дальнейшей обработки в плавильных или тигельных печах.

При плавлении происходит отделение свинца от металлических и неметаллических загрязнителей, а также восстановление оксидов до элементарного свинца. Плавление производится в шахтных, отражательных и вращающихся печах. В составе исходного материала в шахтные печи загружается предварительно обработанный свинцовый лом, оборотный шлак, железный лом, кокс, утилизируемые дроссы, колошниковая пыль и известняк. Тепло, необходимое для плавления свинца, получается в результате реакции загруженного кокса с воздухом, вдуваемым в печь. Часть кокса сгорает, благодаря чему плавится загруженный исходный материал, а остальная часть расходуется на восстановление оксидов до элементарного свинца. При плавлении свинца известняк и железо всплывают на поверхность расплавленной ванны и образуют флюс, замедляющий окисление выплавляемого свинца. Расплавленный свинец почти непрерывно вытекает из печи в тигель.

Рафинирование и разливка расплавленного свинца из плавильных печей могут включать в себя смягчение, легирование и окисление, в зависимости от чистоты или желаемого состава сплава. Эти операции могут выполняться в отражательных печах, однако чаще всего для этого используются тигельные (kettle-type) печи. В печах для легирования происходит простое расплавление и смешивание слитков свинца и легирующих материалов. К наиболее широко используемым легирующим материалам относятся сурьма, олово, мышьяк, медь и никель. Окислительные печи, либо тигельные, либо отражательные, используются для окисления свинца и вовлечения оксидов свинца в поток воздуха, используемого для интенсификации горения, с целью последующего улавливания в высокоэффективных пылеуловителях.”



Рис. 1. Плавление вторичного свинца

Источник: EPA, 1986.

2. Источники химических веществ, перечисленных в Приложении C Стокгольмской конвенции

Образование химических веществ, перечисленных в Приложении C Стокгольмской конвенции, может быть результатом наличия несгоревшего топлива и органических соединений, реагирующих с хлорсодержащими соединениями в зонах, где температура колеблется в интервале 250°–450°C.

2.1 Общая информация о выбросах из плавильных печей для производства вторичного свинца

Выбросы в атмосферу из плавильных печей для производства вторичного свинца могут происходить из дымовых труб или в виде утечек, в зависимости от возраста печи или применяемой технологии. К основных загрязнителям относятся диоксид серы (SO2), другие соединения серы и пары кислот, оксиды азота (NOx), металлы (особенно свинец) и их соединения, пыль и ПХДД/ПХДФ. SO2 улавливают и перерабатывают в серную кислоту на сернокислотных заводах. Выбросы SO2 можно подавлять путем глубокого извлечения и герметизации печей. Выбросы NOx можно уменьшить использованием горелок с низким уровнем эмиссии NOx или кислородо-топливных горелок. Твердые частицы улавливают с помощью высокоэффективных средств удаления пыли, таких как тканевые фильтры, и возвращают в процесс (European Commission 2001, p. 359–368).

2.2 Выбросы в атмосферу ПХДД/ПХДФ

ПХДД/ПХДФ образуются в процессе плавления основных металлов в результате реакции продуктов неполного сгорания, несгоревших органических загрязнителей и хлорных соединений, обычно синтезом de novo в зоне охлаждения при температурах между 250° и 450° C.

Этот процесс описан в документе European Commission 2001, p. 133:

“ПХДД/ПХДФ или их исходные вещества могут присутствовать в некотором сырье. В таком случае есть вероятность протекания синтеза de-novo в печах или системах предотвращения загрязнения. ПХДД/ПХДФ легко абсорбируются и могут накапливаться в любых средах, таких как пыль, твердые частицы из газоочистителей и пыль из фильтров.

Присутствие масел и других органических материалов в ломе и других источниках углерода (в частности, продуктах сгорания топлив и восстановителях, таких как кокс), может привести к образованию мелких частиц углерода, вступающего в реакцию в неорганическими хлорсодержащими соединениями или органически связанным хлором в интервале температур 250 - 500°C с образованием ПХДД/ПХДФ. Этот процесс известен под названием синтеза de-novo. Он катализируется присутствующими металлами, такими как медь или железо.

Хотя ПХДД/ПХДФ разлагаются при высокой температуре (выше 850°C) в присутствии кислорода, синтез de-novo еще возможен при охлаждении газов в так называемом "окне преобразования". Это окно может существовать в системах предотвращения загрязнения и в относительно холодных зонах печи, например в зоне загрузки. При проектировании уделяется особое внимание системам охлаждения, чтобы свести к минимуму время нахождения в окне. Это один из методов, используемых для предотвращения синтеза de-novo.

2.3 Выбросы в другие среды

Использование мокрых скрубберов может привести к образованию жидкого фильтрата и твердого остатка, которые, скорее всего, содержат химические вещества, перечисленные в Приложении С. Улавливаемые сухие частицы будут содержать химические вещества, перечисленные в Приложении С. Все это должно быть переработано или ликвидировано надлежащим образом.



3. Рекомендуемые процессы

Качество исходного материала и желаемое качество продукции влияют на проект и технологическую схему процесса. В этих процессах должны быть предусмотрены эффективные средства контроля, системы отвода газа и предотвращения загрязнений. Наилучшим имеющимся методом считается использование шахтных печей (с эффективными средствами контроля), печей ISA Smelt/Ausmelt, вращающихся печей с подачей воздуха сверху, электропечей и вращающихся печей (European Commission 2001, p. 379).

Электропечь с погруженной дугой представляет собой герметизированный агрегат для плавления смеси материалов, содержащих медь и свинец. Этот процесс чище других, если система газоотвода правильно спроектирована и подобрана по размеру (European Commission 2001, p. 395).

“Успешно используется ввод тонкодисперсных материалов в шахтную печь через фурмы, благодаря чему снижается объем работ с пылящим материалом и расход электроэнергии, требуемой для возвращения тонкодисперсных частиц на агломерационную установку” (European Commission 2001, p. 404). Этот метод позволяет свести к минимуму выбросы пыли при загрузке и, таким образом, уменьшить выбросы ПХДД/ПХДФ благодаря адсорбции на поверхности твердой фазы.

Другой доступной информации об альтернативных процессах предотвращения загрязнений, связанных с плавильным производством вторичного свинца, нет.

4. Основные и дополнительные меры

Ниже обсуждаются основные и дополнительные меры уменьшения и предотвращения выбросов ПХДД/ПХДФ.

4.1 Основные меры

Основные меры считаются методом предотвращения загрязнений окружающей среды, используемым для уменьшения объема или предотвращения образования и выбросов стойких органических загрязнителей . Могут быть использованы следующие меры:



      1. Предварительная обработка и сортировка исходного материала

Лом следует отсортировать и предварительно обработать, удалив органические компоненты и пластмассу. Тем самым удается уменьшить объем образования ПХДД/ПХДФ из-за неполного сгорания или синтеза de novo. Нельзя допускать попадания в исходный материал неразобранных аккумуляторов или неполного разделения деталей. Методы хранения, перемещения и предварительной обработки будут определяться размером материала, распределением частиц, наличием загрязнителей и содержанием металла.

Для удаления пластмасс можно использовать измельчение и перемалывание, совместно с пневматическим и гравитационным разделением. Для удаления масел можно использовать нагрев. После удаления масел и покрытия нагревом должно следовать дожигание для разрушения остатков органических материалов в отходящем газе (European Commission 2001, p. 232).



      1. Эффективный контроль за процессом

Следует использовать системы контроля за процессом, чтобы обеспечить стабильность процесса и работать с параметрами, обеспечивающими минимальный объем образования ПХДД/ПХДФ. В качестве примера можно указать поддержание температуры в печи выше 850°C, благодаря чему разрушаются ПХДД/ПХДФ. В идеале, следует постоянно контролировать выбросы ПХДД/ПХДФ, чтобы обеспечить уменьшение выбросов. Уже известны технологии непрерывного отбора проб газа для определения содержания ПХДД/ПХДФ в некоторых секторах (например, сжигание отходов), и исследования в этой области продолжаются. При отсутствии постоянного контроля выбросов ПХДД/ПХДФ, нужно обеспечить постоянный контроль других параметров, таких как температура, время нахождения в окне преобразования, состав газа, работа средств управления отводом паров и положение заслонок, чтобы поддерживать оптимальные условия для уменьшения выбросов ПХДД/ПХДФ. Поскольку производственные установки могут значимо различаться, список контролируемых параметров должен определяться применительно к каждой конкретной установке.

“Требуется уделять особое внимание измерению температуры и контролю печей и тиглей, используемых для плавления металлов в данной группе, так чтобы предотвращалось или сводилось к минимуму образование паров” (European Commission 2001, p. 390).

4.2 Дополнительные меры

В дополнительным мерам относятся методы контроля загрязнений, позволяющие ограничивать и предотвращать выбросы.

Эти методы не предотвращают образование загрязняющих веществ.


      1. Отвод паров и газов

На всех этапах процесса плавления должен выполняться отвод паров и отходящих газов с целью предотвращения выбросов ПХДД/ПХДФ.

Применяемая система отвода паров может предусматривать герметизацию печей. Она должна обеспечивать некоторое разрежение в печи, достаточное для предотвращения утечек и выбросов летучих веществ. Могут быть использованы герметизация печи или газоотводящие зонты. В качестве примера можно назвать размещение газоотводящего зонта в месте ввода исходного материала, ввод исходного материала через фурмы и использование герметичных поворотных клапанов в системах подачи исходного материала. Эффективная система отвода паров, способная улавливать пары от любого источника в любой период времени, будет потреблять меньше энергии. Наилучшие имеющиеся методы очистки газа и паров предусматривают охлаждение и регенерацию тепла, если это целесообразно, до поступления газа в тканевые фильтры. Исключение составляют случаи, когда они являются частью системы производства серной кислоты” (European Commission 2001, p. 397).



      1. Высокоэффективное удаление пыли

Пыль и соединения металлов, образующиеся в процессе плавления, должны удаляться. Этот материал имеет большую площадь поверхности на которой легко адсорбируются ПХДД/ПХДФ. Удаление этой пыли способствует уменьшению выбросов ПХДД/ПХДФ. Следует рассмотреть вопрос о целесообразности использования таких устройств, как тканевые фильтры, мокрые и сухие газоочистители и керамические фильтры. Уловленные частицы должны быть направлены обратно в печь.

Наиболее эффективными являются тканевые фильтры из материала с высокими техническими характеристиками. В сочетании с такими фильтрами используются новые технические решения - системы обнаружения разрыва мешков, методы очистки без прерывания процесса и каталитические покрытия, разрушающие ПХДД/ПХДФ (European Commission, 2001, p. 139–140).



      1. Дожигатели и охлаждение

Чтобы обеспечить полное сгорание органических соединений нужно использовать дожигатели, обеспечивающие температуру не ниже 950°C (Hübner et al. 2000). После этой стадии выполняется быстрое охлаждение горячих газов до температуры ниже 250° C. Ввод кислорода в верхнюю часть печи будет способствовать полному сгоранию (European Commission 2001, p. 189).

Было замечено, что ПХДД/ПХДФ образуются в интервале температур 250°-500°C. Они разлагаются при температуре выше 850°C в присутствии кислорода. Синтез de novo все же возможен вследствие охлаждения газов в окне преобразования в системах предотвращения загрязнений и в относительно холодных зонах печи. Нужно обеспечить правильную работу систем охлаждения, чтобы уменьшить время повторного образования (European Commission 2001, p. 133).



      1. Адсорбция на активированном угле

Следует рассмотреть возможность применения активированного угля для удаления ПХДД/ПХДФ из газов, отходящих из плавильной печи. Активированный уголь имеет большую поверхность, на которой могут адсорбироваться ПХДД/ПХДФ. Отходящие газы можно обработать активированным углем, используя реакторы с неподвижным или движущимся слоем или ввод в поток газа частиц угля, улавливаемых затем высокоэффективным устройством, например тканевым фильтром.


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал