ИПС "Әділет"

В соответствии с пунктом 6 статьи 113 Экологического кодекса Республики Казахстан Правительство Республики Казахстан ПОСТАНОВЛЯЕТ:

Утвердить прилагаемый справочник по наилучшим доступным техникам "Производство чугуна и стали".

2. Настоящее постановление вводится в действие со дня его подписания.

Премьер-Министр
Республики Казахстан

А. Смаилов

Утвержден
постановлением Правительства
Республики Казахстан
от 27 декабря 2023 года № 1199

Справочник

по наилучшим доступным техникам

"Производство чугуна и стали"

7.5.3. Применение на доменных печах АСУ-ТП, повышающих эффективность доменной плавки путҰм непрерывного автоматического контроля состояния печи и измерения технологических параметров с их анализом и рекомендациями по оптимизации и прогнозированию теплового состяния печи

7.6. Перспективные техники при производстве стали в конвертерах

7.6.1. Новая (контактная оптиковолоконная) система контроля температуры жидкой стали (в конвертере и на установках "ковш-печь")

7.6.2. Утилизация тепла горячих слябов

7.7. Перспективные техники при производстве стали в электродуговых печах

7.7.1. Повышение мощности печных трансформаторов

7.7.2. Технологии нагрева лома

7.8. НДТ при производстве стали в индукционных печах

7.8.1. Шахтные электросталеплавильные печи

7.8.2. Двухкорпусные печи

8. Дополнительные комментарии и рекомендации

9. Библиография

Список рисунков

Рисунок 1.1.	Производство в стоимостном выражении. Черная металлургия (январь-ноябрь 2019), млрд тг
Рисунок 1.2.	Черная металлургия (январь-июнь 2020 года), тысяч тонн
Рисунок 1.3.	Экспорт товаров металлургической промышленности из Казахстана, млрд долларов
Рисунок 1.4.	Валовые выбросы загрязняющих веществ за 2015 – 2019 гг.
Рисунок 1.5.	Выбросы загрязняющих веществ при производстве кокса за 2015 – 2019 гг.
Рисунок 1.6.	Выбросы загрязняющих веществ при производстве агломерата за 2015 – 2019 гг.
Рисунок 1.7.	Выбросы загрязняющих веществ при производстве чугуна за 2015 – 2019 гг.
Рисунок 1.8.	Выбросы загрязняющих веществ при производстве стали за 2015 – 2019 гг.
Рисунок 1.9.	Выбросы загрязняющих веществ при производстве стали за 2020 – 2021 гг.
Рисунок 1.10.	Выбросы загрязняющих веществ при производстве стали за 2020 – 2021 гг.
Рисунок 1.11.	Выбросы загрязняющих веществ при производстве карбида кальция за 2016 – 2020 гг.
Рисунок 1.12.	Водопотребление и водоотведение за 2015 – 2019 гг.
Рисунок 1.13.	Валовые показатели сбросов сточных вод и производственной мощности 2016 – 2020 гг.
Рисунок 1.14.	Динамика образования и переработка отходов за 2015 – 2019 гг.
Рисунок 1.15.	Объемы образования отходов и их переработки за 2020 – 2021 гг.
Рисунок 1.16.	Отходы при производстве карбида кальция (аспирационная пыль)-
Рисунок 3.1.	Основные металлургические процессы и их взаимосвязи
Рисунок 3.2.	Технологическая схема производства агломерата
Рисунок 3.3.	Агломерационная лента
Рисунок 3.4.	Охладитель агломерата
Рисунок 3.5.	Технологическая схема агломерационного процесса с указанием материальных потоков и мест выделения эмиссий
Рисунок 3.6.	Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ агломерационного производства
Рисунок 3.7.	Схема производства кокса
Рисунок 3.8.	Динамика выбросов коксохимического производства за период 2015 – 2019 гг. (Предприятие1)
Рисунок 3.9.	Динамика выбросов коксохимического производства за период 2015 – 2019 гг. (Предприятие 4)
Рисунок 3.10.	Фактические показатели выбросов пыли при коксохимическом производстве (Предприятие 1)
Рисунок 3.11.	Концентрация пыли в отходящих газах при производстве карбида кальция
Рисунок 3.12.	Коэффициент выбросов пыли г/т продукции при производстве карбида кальция
Рисунок 3.13.	Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ
Рисунок 3.14.	Технологическая схема производства чугуна в доменной печи, видов и мест выделения эмиссий
Рисунок 3.15.	Выход слябов из МНЛЗ
Рисунок 3.16.	Показатели удельных выбросов загрязняющих веществ
Рисунок 3.17.	Технологический процесс производства стали в ДСП, заготовок и слитков
Рисунок 3.18.	Удельные показатели выбросов ЗВ
Рисунок 3.19.	Схема индукционной электропечи
Рисунок 3.20.	Упрощенная электрическая схема индукционной печи
Рисунок 5.1.	Конструкция циклона
Рисунок 5.2.	Принцип действия электрофильтра
Рисунок 5.3.	Принципиальная схема песчаного фильтра

Список таблиц

Таблица 1.1.	Выпуск продукции (чугун и сталь)
Таблица 1.2.	Основные месторождения железных руд и перечень эксплуатирующих их предприятий
Таблица 1.3.	Действующие крупнейшие объекты по обогащению руды и производству окатышей, сроку эксплуатации, по производственным мощностям в Республике Казахстан
Таблица 1.4.	Динамика производства продукции черной металлургии предприятия 1
Таблица 1.5.	Динамика производства продукции черной металлургии предприятия 2 и 3
Таблица 1.6.	Потребление основных ТЭР сторонних источников.
Таблица 1.7.	Объем энергоресурсов собственного производства
Таблица 1.8.	Удельные расходы ТЭР предприятия 1
Таблица 1.9.	Удельные расходы ТЭР предприятия 2
Таблица 1.10.	Удельные расходы ТЭР предприятия 3
Таблица 1.11.	Удельные расходы ТЭР предприятия 4
Таблица 1.12.	Удельные расходы ТЭР предприятия 5
Таблица 1.13.	Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции
Таблица 1.14.	Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по предприятиям, прошедшим КТА по загрязняющим веществам (т/г)
Таблица 1.15.	Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по предприятиям, прошедшим КТА в разрезе технологических процессов (т/г)
Таблица 1.16.	Методы обращения с производственными отходами
Таблица 2.1.	Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды [56]
Таблица 2.2.	Ориентировочные справочные затраты на внедрение технологии из расчета на единицу массы загрязняющего вещества
Таблица 3.1.	Маркерные вещества и их концентрация
Таблица 3.2.	Водопотребление, повторное использование при производстве агломерата
Таблица 3.3.	Состав прямого и обратного коксового газа
Таблица 3.4.	Производство кокса и расход материалов на производство кокса
Таблица 3.5.	Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции
Таблица 3.6.	Водопотребление, повторное использование при производстве кокса
Таблица 3.7.	Влияние примесей на расход углеродистых материалов и электроэнергии
Таблица 3.8.	Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции
Таблица 3.9.	Производство чугуна и расход материалов на производство чугуна
Таблица 3.10.	Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции
Таблица 3.11.	Водопотребление, повторное использование при производстве чугуна
Таблица 3.12.	Производство стали и удельный расход материалов на производство стали в конверторах
Таблица 3.13.	Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции
Таблица 3.14.	Водопотребление, повторное использование при производстве конвертерной стали (Предприятие 1)
Таблица 3.15.	Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции
Таблица 4.1.	Расход коксового газа
Таблица 4.2.	Рекомендации по проведению мониторинга
Таблица 5.1.	Распространенные ткани, используемые в рукавных фильтрах
Таблица 5.2.	Сравнение различных систем рукавных фильтров
Таблица 5.3.	Меры предотвращения и/или сокращения объема сточных вод
Таблица 5.4.	Методы осаждения металлов и их соединений
Таблица 5.5.	Показатели эффективности при разных процессах
Таблица 5.6.	Показатели очистки различными устройствами
Таблица 5.7.	Инвестиционные затраты и потребляемая мощность для рукавного фильтра в индукционных печах с различными конечными уровнями выбросов пыли, данные по Португалии за 2003 г.
Таблица 6.1.	Периоды усреднения уровней выбросов/сбросов связанные с НДТ
Таблица 6.2.	Технологические показатели выбросов пыли в процессах, связанных с выгрузкой, дроблением, охлаждением, сортировкой, конвейерной транспортировкой при производстве агломерата:
Таблица 6.3.	Технологические показатели выбросов пыли в процессе агломерации:
Таблица 6.4.	Технологические показатели выбросов диоксида серы (SO2) в процессе агломерации:
Таблица 6.5.	Технологические показатели выбросов NOx в процессе агломерации:
Таблица 6.6.	Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:
Таблица 6.7.	Технологические показатели выбросов пыли в процессах по измельчению угля (подготовка угля, включая дробление, классификацию (грохочение) и просеивание при производстве кокса:
Таблица 6.8.	Технологические показатели выбросов пыли при процессах хранения угля и сортировки кокса при производстве кокса:
Таблица 6.9.	Технологические показатели выбросов пыли при загрузке угля при производстве кокса:
Таблица 6.10.	Технологические показатели выбросов пыли в процессе отжига в коксовой печи
Таблица 6.11.	Технологические показатели выбросов пыли для процесса выдачи кокса:
Таблица 6.12.	Технологические показатели выбросов пыли для процесса тушения кокса:
Таблица 6.13.	Технологические показатели выбросов диоксида серы (SO2) для коксовых печей с нижним подводом газа:
Таблица 6.14.	Технологические показатели диоксид серы (SO2), связанные с НДТ, при рекуперации серы, содержащееся в отходящих газах плавильных печей, путем производства серной кислоты и других продуктов
Таблица 6.15.	Технологические показатели выбросов NOx для коксовых печей с нижним подводом газа:
Таблица 6.16.	Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:
Таблица 6.17.	Технологические показатели выбросов пыли в процессах, связанных с подготовкой, выплавкой и упаковкой при производстве карбида кальция:
Таблица 6.18.	Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:
Таблица 6.19.	Технологические показатели выбросов пыли в процессах, связанных с подготовкой, транспортировкой шихты, загрузки из бункеров-накопителей установок вдувания угольной пыли при производстве чугуна:
Таблица 6.20.	Технологические показатели выбросов пыли для литейного двора (летки, желоба, пункты загрузки торпедных ковшей, скиммеры), связанные с применением НДТ:
Таблица 6.21.	Технологические показатели пыли в процессах, связанных с очисткой доменного газа при производстве чугуна:
Таблица 6.22.	Технологические показатели выбросов пыли для доменных воздухонагревателей при производстве чугуна:
Таблица 6.23.	Технологические показатели выбросов диоксида серы (SO2) и диоксидов азота (NOx) для доменных воздухонагревателей при производстве чугуна:
Таблица 6.24.	Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:
Таблица 6.25.	Технологические показатели выбросов пыли при утилизации газа кислородного конвертера при производстве конвертерной стали:
Таблица 6.26.	Технологические показатели выбросов пыли для вторичного обеспыливания в процессах предварительной обработки жидкого чугуна:
Таблица 6.27.	Технологические показатели выбросов пыли при переработке шлака на месте:
Таблица 6.28.	Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:
Таблица 6.29.	Технологические показатели выбросов пыли при производстве стали:
Таблица 6.30.	Технологические показатели выбросов пыли при переработке шлака на месте:
Таблица 6.31.	Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:

Глоссарий

Настоящий глоссарий предназначен для облегчения понимания информации, содержащейся в данном документе. Определения терминов в этом глоссарии не являются юридическими определениями (даже если некоторые из них могут совпадать с определениями, приведенными в НПА РК).

Глоссарий представлен следующими разделами:

термины и определения

аббревиатуры и определения

химические элементы

химические формулы

единицы измерения.

Термины и их определения

В настоящем справочнике по НДТ используются следующие термины:

агломерат	—	продукт агломерации - сырье для черной и цветной металлургии при получении металлов (сплавов) из руд;
агломерация	—	термический способ окускования мелких материалов, чаще всего рудной шихты (рудной мелочи и концентратов, пылевидных руд, колошниковой пыли), для улучшения их металлургических свойств. Нагрев осуществляется обычно за счет сжигания мелкого топлива в самом обрабатываемом материале при непрерывном подсосе воздуха. В агломерационную шихту часто вводят флюсы (известняк). Окускование при агломерации происходит главным образом в результате связывания отдельных зерен легкоплавкой жидкостью, образовавшейся при нагреве, и формирования кусков при охлаждении. Агломерацию осуществляют преимущественно на агломерационных машинах ленточного типа, представляющих собой непрерывную цепь тележек с решетчатым дном. Продукт агломерации - агломерат.
вращающаяся печь	—	трубчатая или барабанная печь цилиндрической формы с вращательным движением корпуса вокруг продольной оси, предназначенная для термической обработки помещенных в печь материалов с целью осуществления различных физико-химических процессов;
первичное производство	—	производство металлов с использованием руд и концентратов;
нейтрализация	—	реакция взаимодействия кислоты и основания с образованием соли и слабо диссоциирующего вещества;
высокопрочный чугун	—	чугун с повышенными показателями прочности. Получают главным образом модифицированием структуры чугуна присадками магния, иттрия, церия и других элементов.
валковая дробилка	—	тип вторичной дробилки, состоящей из тяжелой рамы, на которой установлены два валка. Они приводятся в действие так, что вращаются друг к другу. Порода, подаваемая сверху, сжимается между движущимися валками, измельчается и выгружается снизу.
брикет	—	часть окускованного материала (руды, восстановителя и т. п. в смеси со связующим веществом), полученная в результате брикетирования, с целью уменьшения потерь при дальнейшем его использовании. По сравнению с исходным материалом обычно обладает большей крупностью, что важно для некоторых металлургических процессов.
брикетирование	—	переработка мелких материалов в куски правильной формы равной массы (брикеты) прессованием в ленточных, вальцевых, штемпельных и кольцевых прессах. Для упрочнения брикетов используют связующие, цементирующие, клеящие (кек, битум, жидкое стекло и т.д.) добавки.
вакуум-ковш	—	ковш для перелива металлических расплавов из плавильных печей (ванн). Вакуум-ковш плотно закрывается крышкой, через которую пропущена труба; свободный конец трубы погружается в расплавленный металл печи (ванны). В вакуум-ковше создается разрежение, и металл по трубе засасывается внутрь ковша.
ванна	—	открытая емкость для жидкой среды;
гарнисаж	—	слой застывшего металла или шлака на стенках тигля, оставшийся после того, как металл был вылит; нерасплавленный остаток расходуемого сварочного присадочного металла;
дуговая печь	—	промышленная электрическая печь, в которой тепло дуги используется для нагрева и расплавления металлов;
доменный воздухонагреватель	—	аппарат для нагрева воздуха перед подачей его в доменную печь;
доменный газ	—	также, колошниковый газ – отходящий газ доменной печи, представляющий собой продукт неполного сгорания углерода;
доменная печь	—	домна - шахтная печь для выплавки чугуна из железной руды. В горне доменной печи имеются чугунные и шлаковые летки, а также фурмы для вдувания в печь дутья (нагретого воздуха). Расстояние от уровня чугунных леток до верха колошника называется полезной высотой доменной печи. Важнейшая характеристика доменной печи - ее полезный объем.
наилучшие доступные техники	—	наиболее эффективная и передовая стадия развития видов деятельности и методов их осуществления, которая свидетельствует об их практической пригодности для того, чтобы служить основой установления технологических нормативов и иных экологических условий, направленных на предотвращение или, если это практически неосуществимо, минимизацию негативного антропогенного воздействия на окружающую среду;
классификация	—	разделение сыпучего продукта, неоднородного по размеру частиц, на две или более фракции частиц определенного размера с помощью просеивающего устройства;
индукционная печь	—	электрическая плавильная печь, в которой металл помещается в переменное электромагнитное поле, в результате чего в металле индуктируется нагревающий его электрический ток (вихревой). Достоинства: получение чистого продукта, высокая скорость нагрева, легкость регулирования температуры, малый угар металла, возможность использования вакуума или защитной газовой среды.
кавитация	—	образование в жидкости полости, заполненной газом или паром, за счет локального понижения давления (в отличие от кипения, когда образование газовых пузырьков происходит при повышении температуры). Источниками кавитации может служить разгон жидкости в локальном объеме (гидродинамическая кавитация), воздействие на жидкость акустическими источниками (акустическая кавитация), статическое растяжение жидкости. Развитие кавитационных полостей обычно сопровождается такими эффектами, как кавитационный шум, свечение, схлопывание. При схлопывании кавитационных пузырьков возникают сильные ударные волны, давления, разрушающие самые твердые материалы - камень, сталь (кавитационная эрозия). Поскольку возникновение кавитации приводит к образованию в жидкости дополнительных поверхностей раздела, то положительные эффекты кавитации связаны с интенсификацией процессов рафинирования, т. е. очищения жидкости от инородных включений, растворенных газов и т. д. Поэтому кавитация может быть использована в металлургии для рафинирования металлов и повышения их качеств.
катод	—	электрод, на котором происходят реакции восстановления;
комплексный технологический аудит (КТА)	—	процесс экспертной оценки применяемых на предприятиях техник (технологий, способов, методов, процессов, практики, подходов и решений), направленных на предотвращение и (или) минимизацию негативного антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе путем сбора соответствующих сведений и (или) посещений объектов, подпадающих под области применения наилучших доступных техник;
кокс	—	твердый углеродистый остаток, образующийся при нагревании различных топлив (каменного угля, торфа и др. органических веществ) до 950 – 1050 °С без доступа воздуха. В черной металлургии наиболее распространен каменноугольный кокс, применяемый в качестве топлива в доменных печах и вагранках.
коксовый газ	—	горючий газ, получаемый при коксовании каменного угля. Применяется в качестве топлива промышленных печей, для бытового газоснабжения и в качестве исходного сырья химической промышленности.
коксование	—	химическая переработка топлива нагреванием до 950 - 1050 °С без доступа воздуха для получения кокса (70 – 80 %), коксового газа (15 – 25 %) и жидких побочных продуктов (около 3 %), являющихся ценным химическим сырьем;
концентрат	—	продукт обогащения полезных ископаемых, в котором содержание ценных минералов выше, чем в исходном сырье. В черной металлургии – 70 % и выше, и цветной металлургии - порядка десятков процентов;
горн	—	нижняя часть шахтной печи, где происходит накапливание расплавленных металлов и шлака;
десульфурация	—	обессеривание - физико-химические процессы, способствующие удалению серы из расплавленного металла (например, чугуна, стали). Сера связывается в прочные сульфиды (например, в сульфид кальция) и переходит в шлак.
вторичный метал	—	сырьҰ в виде лома или металлических отходов производства, предназначенный для переплавки;
вторичное производство	—	производство металлов с использованием остатков и / или отходов, включая переплавку и легирование;
сляб	—	полупродукт металлургического производства, представляющий собой стальную заготовку прямоугольного сечения. Сляб получают из слитков прокаткой на обжимных станах (слябингах и блюмингах) или непосредственно из жидкого металла на установках непрерывного литья. Предназначены слябы для прокатки листовой стали.
опасные вещества	—	вещества или группы веществ, которые обладают одним или несколькими опасными свойствами, такими как токсичность, стойкость и биоаккумулятивность, или классифицируются как опасные для человека или окружающей среды;
действующая установка	—	стационарный источник эмиссий, расположенный на действующем объекте (предприятие) и введенный в эксплуатацию до введения в действие настоящего справочника по НДТ. К действующим установкам не относятся реконструируемые и (или) модернизированные установки после введения в действия настоящего справочника по НДТ;
воздействие на окружающую среду	—	любое отрицательное или положительное изменение в окружающей среде, полностью или частично являющееся результатом экологических аспектов объекта;
отливка (заготовка)	—	общий термин, используемый для изделий в их (почти) готовой обработке, сформированных путем затвердевания металла или сплава в форме;
кислая сталь	—	сталь, выплавленная в печи с кислой футеровкой под шлаком, содержащим избыток кислотной составляющей типа кремнезема;
кислая футеровка	—	внутренняя футеровка в печи, состоящая из материалов в виде песка, кремне-содержащей горной породы или кирпичей на основе кремнезема, которые дают кислотную реакцию при рабочей температуре;
загрязняющее вещество	—	любые вещества в твердом, жидком, газообразном или парообразном состоянии, которые при их поступлении в окружающую среду в силу своих качественных или количественных характеристик нарушают естественное равновесие природной среды, ухудшают качество компонентов природной среды, способны причинить экологический ущерб либо вред жизни и (или) здоровью человека;
легированная сталь	—	сталь, которая помимо обычных компонентов и примесей (углерод (C), кремний (Si), марганец (Mn), сера (S), фосфор (P)) содержит и другие (легирующие) элементы, либо кремний или марганец в повышенном против обычного количестве. Легирующие элементы, как правило, вводят в расплавленную сталь в виде ферросплавов пли лигатур. При суммарном содержании легирующих элементов до 2,5 % сталь считается низколегированной, от 2,5 % до 10 % - среднелегированной н более 10 % - высоколегированной. В качестве легирующих элементов наибольшее применение получили хром (Cr), никель (Ni), молибден (Mo), вольфрам (W), ванадий (V), марганец (Mn), титан (Ti). Сталь может быть легирована одним, двумя, тремя элементами и т. д. Соответственно легированная сталь называется хромистой, хромоникелевой, хромоникельмолибденовой, хромоникелевольфрамовой и т. д.
легирование	—	введение в состав металлических сплавов легирующих элементов для изменения структуры сплавов, придания им определенных физических, химических, механических или эксплуатационных свойств. Легирующие добавки вводят в шихту или в расплавленный металл.
измельчение	—	уменьшение твердых материалов от одного среднего размера частиц до меньшего среднего размера частиц путем дробления, измельчения, резки, вибрации или других процессов;
маркерные загрязняющие вещества	—	наиболее значимые для эмиссий конкретного вида производства или технологического процесса загрязняющие вещества, которые выбираются из группы характерных для такого производства или технологического процесса загрязняющих веществ и с помощью которых возможно оценить значения эмиссий всех загрязняющих веществ, входящих в группу;
металлизованные окатыши	—	окускованное сырье, в котором проведено предварительное прямое восстановление железа из руды;
колошниковая пыль	—	пыль, выносимая вместе с доменным (колошниковым) газом из доменной печи, состоящая в основном из железорудных материалов, а также топлива (кокса) и флюса (известняка). Колошниковую пыль улавливают и используют в доменной плавке обычно в виде добавки в агломерационную шихту.
перспективные техники	—	техники с потенциалом улучшения экологической эффективности, но которые еще не были коммерчески применены или которые все еще находятся на стадии исследований и разработок;
печь	—	агрегат, внутри которого металлосодержащие материалы подвергаются при помощи тепловой энергии требуемым физико-химическим превращениям для того, чтобы извлекать, рафинировать и обрабатывать металлы;
колошник	—	верхняя часть плавильных шахтных печей (например, доменных), куда загружают порциями (колошами) сырые материалы: агломерат, окатыши, руду, флюсы, топливо;
качественная сталь	—	качественная сталь превосходит обычную по однородности строения, по чистоте (меньше серы (S) и фософра (P), неметаллических включений, газов), по общему уровню механических свойств. Кроме качественной стали и стали обыкновенного качества, стандарты различают высококачественную и особо высококачественную стали, к которым предъявляются еще более жесткие требования по чистоте (главным образом по содержанию серы (S) и фософра (P)). Стали обыкновенного качества применяются для строительных конструкций и неответственных деталей машин. Качественную сталь используют для мостовых конструкций и деталей, подвергающихся большим нагрузкам.
сточные воды	—	воды, образующиеся в результате хозяйственной деятельности человека или на загрязненной территории;
скруббер	—	аппараты различной конструкции для промывки жидкостями газов с целью их очистки и для извлечения одного или нескольких компонентов, а также барабанные машины для промывки полезных ископаемых, в том числе пылеулавливающая установка;
поковка	—	металлическое изделие, изготовленное ковкой или штамповкой;
фильтрование	—	процесс разделения суспензии на жидкую и твердую фазы с помощью фильтров различной конструкции;
жидкофазное восстановление	—	восстановление металлов из расплавленных оксидов и оксидных систем;
отбор проб	—	процесс, посредством которого часть вещества, материала или продукта удаляется, чтобы сформировать репрезентативный выборку целого, с целью изучения рассматриваемого вещества, материала или продукта. План отбора проб, выборка и аналитические соображения всегда должны учитываться одновременно.
рафинирование	—	очистка металлов от примесей;
техническая характеристика	—	величина, отражающая функциональные, геометрические, деформационные, прочностные свойства сооружения, конструкции и/или материалов;
технологические показатели	—	уровни эмиссий, связанные с применением наилучших доступных техник, выраженные в виде предельного количества (массы) маркерных загрязняющих веществ на единицу объема эмиссий (мг/нм3, мг/дм3) и (или) количества потребления электрической и (или) тепловой энергии, иных ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги, которые могут быть достигнуты при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких наилучших доступных техник, описанных в заключении по наилучшим доступным техникам, с учетом усреднения за определенный период времени и при определенных условиях;
эффективность	—	достижение каких-либо определҰнных результатов с минимально возможными издержками или получение максимально возможного объҰма продукции из данного количества ресурсов;
прямые измерения	—	конкретное количественное определение выбрасываемых соединений в источнике;
горелка-дожигатель	—	специально разработанная дополнительная установка для сжигания с системой обжига (не обязательно используемая все время), которая обеспечивает время, температуру и перемешивание с достаточным количеством кислорода для окисления органических соединений до оксида углерода (CO₂). Установки могут быть спроектированы таким образом, чтобы использовать энергоемкость необработанного газа для обеспечения большей части требуемой тепловой мощности и большей энергоэффективности;
дожигание	—	метод очистки выбросов от газообразных примесей; основан на высокотемпературном сжигании вредных примесей, содержащихся в технологических, вентиляционных и других выбросах. Термическое дожигание применяют главным образом при высокой концентрации примесей (превышающей пределы воспламенения) и значительном содержании в газах кислорода.
камера дожигания	—	зона, предназначенная для дожигания несгоревшего в основной камере топлива и дополнительного улавливания шлака, представляет собой вертикальную шахту;
дымовой газ	—	смесь продуктов сгорания и воздуха, выходящего из камеры сгорания и направленного вверх по выхлопной трубе, и которая должна быть выпущена;
дробление	—	достигается путем обсадки руды по жестким поверхностям или ударного воздействия по поверхностям в неподвижном направлении принудительного движения;
непрерывные измерения	—	круглосуточные измерения, допускающие перерывы для проведения ремонтных работ, устранения дефектов, пуско-наладочных, поверочных, калибровочных работ;
фурменный газ	—	газ, образующийся в фурменной зоне печи;
цапфа	—	часть вала или оси (обычно шлифованная), соприкасающаяся с подшипником и непосредственно воспринимающая нагрузку, передаваемую последним;
шихта	—	сырьевая смесь исходных материалов для получения металлов, состоящая из руды, концентратов, флюсов, восстановителей и т. п.;
вагранка	—	печь шахтного типа непрерывного действия для выплавки чугуна из металлической шихты (доменный чугун, чугунный и стальной лом, брикеты стружки, ферросплавы) в литейных цехах;
отходящий газ	—	общий термин для газа/воздуха, возникающего в результате процесса или эксплуатации (см. выхлопные газы, дымовые газы, отработанные газы);
операции пуска и остановки	—	эксплуатация оборудования, элемента оборудования или резервуара во время введения или выведения из эксплуатации либо выходит или приходит в нерабочее состояние. Регулярно колеблющиеся фазы активности не следует рассматривать как запуски или остановки.
энергетический аудит (энергоаудит)	—	сбор, обработка и анализ данных об использовании энергетических ресурсов в целях оценки возможности и потенциала энергосбережения и подготовки заключения по энергосбережению и повышению энергоэффективности;
энергетическая эффективность (далее – энергоэффективность)	—	количественное отношение объема предоставленных услуг, работ, выпущенной продукции (товаров) или произведенных энергетических ресурсов к затраченным на это исходным энергетическим ресурсам;
энергосбережение	—	реализация организационных, технических, технологических, экономических и иных мер, направленных на уменьшение объема используемых энергетических ресурсов.

Аббревиатуры и их расшифровка

Аббревиатура		Расшифровка
АО	—	Акционерное общество
АСМ	—	Автоматизированная система мониторинга
АСУТП	—	Автоматизированная система управления технологическим процессом
БТ	—	Боковой токоподвод
БХУ	—	Биохимическая установка
ГВС	—	Газовоздушная смесь
МНЛЗ	—	Машина непрерывного литья заготовок
НДТ	—	Наилучшие доступные техники
ЕС	—	Европейский союз
ЗСУ	—	Закрытый склад угля
ВНК	—	Высокореакционный нефтяной кокс
ВТ	—	Верхний токоподвод
УПЦ	—	Углеподготовительный цех
БЗУ	—	Бесконусное загрузочное устройстве
КТА	—	Комплексный технологический аудит
ПУТ	—	Пылеугольное топливо
УО	—	Участок обжига
КЭР	—	Комплексное экологические разрешение
РК	—	Республика Казахстан
БПК	—	Биохимическое потребление кислорода
ХПК	—	Химическое потребление кислорода
ТЭР	—	Топливно-энергетические ресурсы
ПЭК	—	Производственный экологический контроль
КПД	—	Коэффициент полезного действия
ПХДД	—	Полихлорированные дибензодиоксины
ПХДФ	—	Полихлорированные дибензофураны
ЦОС	—	Цех очистных сооружений
ПДК	—	Предельно-допустимая концентрация
СЭМ	—	Система экологического менеджмента
СЭнМ	—	Система энергетического менеджмента

Химические элементы

Символ	Название	Символ	Название
Ag	серебро	Mg	магний
Al	алюминий	Mn	марганец
As	мышьяк	Mo	молибден
Au	золото	N	азот
B	бор	Na	натрий
Ba	барий	Nb	ниобий
Be	бериллий	Ni	никель
Bi	висмут	O	кислород
C	углерод	Os	осмий
Ca	кальций	P	фосфор
Cd	кадмий	Pb	свинец
Cl	хлор	Pd	палладий
Co	кобальт	Pt	платина
Cr	хром	Re	рений
Cs	цезий	Rh	родий
Cu	медь	Ru	рутений
F	фтор	S	сера
Fe	железо	Sb	сурьма
Ga	галлий	Se	селен
Ge	германий	Si	кремний
H	водород	Sn	олово
He	гелий	Ta	тантал
Hg	ртуть	Te	теллур
I	йод	Ti	титан
In	индий	Tl	таллий
Ir	иридий	V	ванадий
K	калий	W	вольфрам
Li	литий	Zn	цинк

Химические формулы

Химическая формула	Название (описание)
AI₂O₃	оксид алюминия
СН₄	метан
С₆H₆	бензол
C₆H₅CH₃	толуол
CO	оксид углерода
CO₂	диоксид углерода
CS₂	сероуглерод
CaO	оксид кальция, гидроокись кальция
FeO	оксид железа
Fe₂O₃	оксид железа трехвалентный
H₂O₂	перекись водорода
H₂S	сероводород
H₂SO₄	серная кислота
HCl	хлористоводородная кислота
HF	фтороводородная кислота
HNO₃	азотная кислота
K₂O	оксид калия
MgO	оксид магния, магнезия
MnO	оксид марганца
NaOH	гидроокись натрия
NaCl	хлорид натрия
CaC₂	карибид кальция
CaCl₂	хлорид калия
Na₂CO₃	карбонат натрия
Na₂SO₄	сульфат натрия
NO₂	двуокись азота
NO_x	смесь оксида азота (NO) и диоксида азота (NO₂), выраженная в виде NO_2,окислы азота
SiO₂	двуокись кремния, оксид кремния
SO₂	двуокись серы
SO₃	трехокись серы
SO_x	оксиды серы - диоксид серы (SO₂) и SO₃
ZnO	оксид цинка

Единицы измерения

Символ единицы измерения	Название единиц измерения	Наименование измерения (символ измерения)	Преобразование и комментарии
бар	бар	Давление (Д)	1.013 бар = 100 кПа = 1 атм
°C	градус Цельсия	Температура (T) Разница температур (РT)
г	грамм	Вес
ч	час	Время
K	Кельвин	Температура (T) Разница температур (AT)	0 °C = 273.15 K
кг	килограмм	Вес
кДж	килоджоуль	Энергия
кПа	килопаскаль	Давление
кВт ч	киловатт-час	Энергия	1 кВт ч = 3 600 кДж
л	литр	Объем
м	метр	Длина
м²	квадратный метр	Площадь
м³	кубический метр	Объем
мг	миллиграмм	Вес	1 мг = 10 ^-3г
мм	миллиметр		1 мм = 10 ^-3м
МВт	мегаватт тепловой мощности	Тепловая мощность Теплоэнергия
Нм³	нормальный кубический метр	Объем	при 101.325 кПа, 273.15 K
Па	паскаль		1 Па = 1 Н/м²
част/млр. (ppb)	частей на миллиард	Состав смесей	1 част/млрд = 10 – 9
част/млн (ppm)	частей на миллион	Состав смесей	1 част/млн = 10 – 6
об/мин	число оборотов в минуту	Скорость вращения, частота
т	метрическая тонна	Вес	1 т= 1 000 кг или 10⁶г
т/сут	тонн в сутки	Массовый расход Расход материала
т/год	тонн в год	Массовый расход Расход материала
т.у.т.	тонн условного топлива	Единица учета органического топлива	1 т.у.т. = Qут = Qнт × K
об%	процентное соотношение по объему	Состав смесей
кг-%	процентное соотношение по весу	Состав смесей
Вт	ватт	Мощность	1 Вт = 1 Дж/с
В	вольт	Напряжение	1 В = 1 Вт/1 А (А - Ампер, сила тока

Предисловие

Краткое описание содержания справочника по НДТ: взаимосвязь с международными аналогами.

Справочник по НДТ "Производство чугуна и стали" (далее – справочник по НДТ) разработан в целях реализации Экологического кодекса РК (далее – Кодекс).

Разработка справочника по НДТ проводилась в соответствии с порядком определения технологии в качестве НДТ, разработки, актуализации и опубликования справочников по НДТ, а также согласно правилам разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам, утвержденных постановлением Правительства РК от 28 октября 2021 года № 775 (далее – Правила).

Перечень областей применения НДТ утвержден приложением 3 к Кодексу.

Настоящий справочник по НДТ содержит описание применяемых технологических процессов при производстве чугуна и стали, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить эмиссии в окружающую среду, водопотребление, повысить энергоэффективность, обеспечить экономию ресурсов на предприятиях, относящихся к областям применения НДТ. Из числа описанных технологических процессов, технических способов, методов выделены решения, отнесенные к НДТ, а также установлены технологические показатели, связанные с применением НДТ.

Текущее состояние эмиссий в атмосферу от промышленных предприятий производства чугуна и стали составляет более 200 000 тонн в год. Готовность отрасли к переходу на принципы НДТ составляет порядка 40 % при несоответствии уровням эмиссий, установленных в сопоставимых справочных документах ЕС.

При переходе на принципы НДТ прогнозное сокращение эмиссий в окружающую среду составит 40 % или снижение от 21 000 тонн в год.

Предполагаемый объҰм инвестиций 96,5 млрд тенге согласно отчету об экспертной оценке черной металлургии на соответствие принципам НДТ. Внедрение НДТ предусматривает индивидуальный подход к выбору НДТ с учетом экономики конкретного предприятия и готовности предприятия к переходу на принципы НДТ, выбора страны производителя НДТ, мощностных показателей, габаритов НДТ и степени локализации НДТ.

Модернизация производственных мощностей с применением современных и эффективных техник будет способстовать ресурсосбережению и оздоровлению окружающей среды до соотвествующих уровней отвечающих эмиссиям стран Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР).

При разработке справочника был учтен международный опыт в данной сфере, в том числе использовались аналогичные и сопоставимые справочники, официально применяемые в государствах, являющихся членами Организации экономического сотрудничества и развития, ЕС, Российской Федерации, других стран и организаций с учетом специфики сложившейся структуры экономики и необходимости обоснованной адаптации к климатическим, а также экологическим условиям РК, обуславливающие техническую и экономическую доступность НДТ в конкретных областях их применения:

1. Директива 2010/75/ЕС Европейского парламента и Совета ЕС "О промышленных выбросах и /или сбросах (о комплексном предупреждении и контроля загрязнений);

2. Best Available Techniques Reference Document for Iron And Steel Production, 2013 г. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям по производству чугуна и стали [5];

3. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques in the Ferrous Metals Processing Industry, 2022 г., Справочный документ по наилучшим доступным технологиям для предприятий по обработке черных металлов [6];

4. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals - Solids and Others industry, 2007 г. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям по крупнотоннажным неорганическим химическим веществам – твердым веществам и другим отраслям промышленности [7];

5. Best Available Techniques Reference Document on Economics and Cross-Media Effects, 2006 г. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям по экономике и кросс-медийным эффектам [8];

6. Best Available Techniques Reference Document for Waste Treatment, 2018 г. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям по обращению с отходами [9];

7. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency, 2009г. Справочный документ по наилучшим доступным технологиям обеспечения энергоэффективности. – М.: Эколайн, 2012 г. [10];

8. Отчет Проекта ОЭСР по НДТ - Этап 4 - Руководство по определению НДТ и установлению уровней экологической эффективности для выполнения условий получения экологических разрешений на основе НДТ, 2020 г.;

9. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 26-2021 "Производство чугуна, стали и ферросплавов";

10. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям 48-2017 "Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности".

Информация о сборе данных

В справочнике по НДТ использованы фактические данные по технико-экономическим показателям, выбросам загрязняющих веществ в воздух и сбросам в водную среду предприятий осуществляющих производство чугуна и стали в РК за 2015 – 2021 годы, полученные по результатам КТА и анкетирования, проведенного подведомственной организацией уполномоченного органа в области охраны окружающей среды, осуществляющей функции Бюро по НДТ.

Перечень объектов для КТА утвержден технической рабочей группой по разработке справочника по НДТ "Производство чугуна и стали".

В справочнике по НДТ использованы данные Бюро национальной статистики Агентства по стратегическому планированию и реформам РК (БНС АСПР РК), компаний осуществляющих производство технологических систем и оборудования для производства чугуна и стали.

Информация о применяемых на промышленных предприятиях технологических процессах, оборудовании, об источниках загрязнения окружающей среды, технологических, технических и организационных мероприятиях, направленных на снижение загрязнения окружающей среды и повышение энергоэффективности и ресурсосбережения, была собрана в процессе разработки справочника по НДТ в соответствии с Правилами.

Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Справочник по НДТ является одним из серии разрабатываемых в соответствии с требованием Кодекса и имеет связь с:

Наименование справочника по НДТ	Связанные процессы
Утилизация и обезвреживание отходов	Обращение с отходами
Очистка сточных вод при производстве продукции	Процессы очистки сточных вод
Энергетическая эффективность при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности	Энергетическая эффективность
Утилизация и удаление отходов путем сжигания	Вовлечение отходящих газов в качестве топливного компонента
Добыча и обогащения железных руд (включая прочие руды черных металлов)	Материально-сырьевые ресурсы, процессы подготовки сырья
Производство изделий дальнейшего передела черных металлов	Материально-сырьевые ресурсы
Мониторинг эмиссий загрязняющих веществ в атмосферный воздух и водные объекты	Мониторинг эмиссий
Производство неорганических химических веществ	Процессы производства химических веществ

Область применения

В соответствии с приложением 3 Кодекса настоящий справочник по НДТ распространяется на следующие виды деятельности:

производство чугуна и стали.

Справочник по НДТ распространяется на процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий или уровень загрязнения окружающей среды:

погрузка, разгрузка и обработка сыпучих материалов;

подготовка сырья;

спекание и гранулирование железной руды;

производство кокса из коксующегося угля;

производство чугуна доменным способом, включая переработку шлака;

производство и рафинирование стали с использованием основного кислородного процесса, включая ковшовую десульфурацию на входе, ковшовую металлургию на выходе и переработку шлака;

производство стали в электродуговых печах, включая ковшовую металлургию и переработку шлака;

непрерывное литье;

производство карбида кальция;

методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов.

Справочник по НДТ не распространяется на процессы добычи, обогащения руды и получение концентратов, производство извести в печах, охватываемых предприятиями по производству цемента, извести и MnO; обработка пыли для извлечения цветных металлов (например, пыли электродуговых печей); заводы по производству серной кислоты в коксовых печах; производство изделий дальнейшего передела черных металлов, вспомогательные процессы необходимые для бесперебойной эксплуатации производства, а также на внештатные режимы эксплуатации, связанные с планово-предупредительными и ремонтными работами и вопросы, касающиеся обеспечения промышленной безопасности или охраны труда.

Аспекты управления отходами на производстве в настоящем справочнике по НДТ рассматриваются только в отношении отходов, образующихся в ходе основного технологического процесса. Система управления отходами вспомогательных технологических процессов рассматривается в соответствующих справочниках по НДТ.

Принципы применения

Статус документа

Справочник по НДТ предназначен для информирования операторов объекта/объектов, уполномоченных государственных органов, и общественности о НДТ и любых перспективных техниках, относящихся к области применения справочника по НДТ с целью стимулирования перехода операторов объекта/объектов на принципы "зеленой" экономики и НДТ.

Определение НДТ осуществляется для отраслей (областей применения НДТ) на основе ряда международных принятых критериев:

применение малоотходных технологических процессов;

высокая ресурсная и энергетическая эффективность производства;

рациональное использование воды, создание водооборотных циклов;

предотвращение загрязнения, отказ от использования (или минимизация применения) особо опасных веществ;

организация повторного использования веществ и энергии (там, где это возможно);

экономическая целесообразность (с учетом инвестиционных циклов, характерных для отраслей применения НДТ).

Положения, обязательные к применению

Положения раздела "6. Заключение, содержащие выводы по НДТ" справочника по НДТ являются обязательными к применению при разработке заключений по НДТ.

Необходимость применения одного или совокупности нескольких положений заключения по НДТ определяется операторами объектов самостоятельно, исходя из целей управления экологическими аспектами на предприятии при условии соблюдения технологических показателей. Количество и перечень НДТ, приведенных в настоящем справочнике по НДТ, не является обязательным к внедрению.

На основании заключения по НДТ, операторами объектов разрабатывается программа повышения экологической эффективности, направленная на достижение уровня технологических показателей, утверждҰнных в заключениях по НДТ.

Рекомендательные положения

Рекомендательные положения имеют описательный характер и рекомендованы к анализу процесса установления технологических показателей, связанных с применением НДТ и к анализу при пересмотре справочника по НДТ:

Раздел 1: представлена общая информация о производстве чугуна и стали, о структуре отрасли, используемых промышленных процессах и технологиях по производству чугуна и стали.

Раздел 2: описана методология отнесения к НДТ, подходы идентификации НДТ, экономическая составляющая.

Раздел 3: описаны основные этапы производства чугуна и стали, представлены данные и информация об экологических характеристиках установок с точки зрения текущих выбросов, потребления и характера сырья, потребления воды, использования энергии и образования отходов.

Раздел 4: описаны методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

Раздел 5: представлено описание существующих техник, которые предлагаются для рассмотрения в целях определения НДТ.

Раздел 7: представлена информация о новых и перспективных техниках.

Раздел 8: приведены заключительные положения и рекомендации для будущей работы в рамках пересмотра справочника по НДТ.

Раздел 9: библиография.

1. Общая информация

Настоящий раздел справочника по НДТ содержит общую информацию о конкретной области применения, включая описание отрасли по производству чугуна и стали в РК, а также описание основных экологических проблем, характерных для области применения настоящего справочника по НДТ, включая текущие уровни эмиссий, а также потребления энергетических, водных и сырьевых ресурсов.

1.1. Структура отрасли по производству чугуна и стали, технико-экономические показатели

Черная металлургия - отрасль тяжҰлой промышленности, объединяющая технологически и организационно предприятия по добыче и обогащению рудного и нерудного сырья, по производству огнеупоров, продуктов коксохимической промышленности, чугуна, стали, проката, ферросплавов, стальных и чугунных труб, а также изделий дальнейшего передела (сортового проката, листового проката, белой жести, оцинкованного железа), металлических порошков чҰрных металлов.

Чугун — сплав жезеза (Fe) с углеродом (C) и другими элементами, в котором содержание углерода (С) — не менее 2,14 % (точка предельной растворимости углерода (C) в аустените на диаграмме состояний), а сплавы с содержанием углерода (С) менее 2,14 % называются сталью. Углерод (С) придаҰт сплавам железа твҰрдость, снижая пластичность и вязкость. Углерод (С) в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита выделяют белый, серый, ковкий и высокопрочный чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси кремния, марганца, серы и фосфора (Si, Mn, S и P), а в некоторых случаях — также легирующие элементы: хром, никель, ванадий, алюминий (Cr, Ni, V, Al) и другие. Как правило, чугун хрупок. Плотность чугуна – 7,874 г/см3.

Выплавляется чугун, как правило, в доменных печах. Температура плавления чугуна — от 1147 до 1200 °C, то есть примерно на 300 °C ниже, чем у чистого железа.

Сталь - сплав железа (Fe) с углеродом (C) и другими элементами содержащий не менее 45 % жезеза (Fe) и в котором содержание углерода (C) находится в диапазоне от 0,02 до 2,14 %, причҰм содержание углерода от 0,6 % до 2,14 % соответствует высокоуглеродистой стали. Стали с очень высокими упругими свойствами находят широкое применение в машино- и приборостроении.

Глобальное производство чугуна по итогам 2022 года сократилось на 3 % по сравнению с 2021 годом – до 1,389 млрд тонн. Мировое производство чугуна доменным способом за год составило 1,279 млрд тонн, а методом прямого восстановления железа – 110,52 млн тонн.

Крупнейшими странами – производителями чугуна по итогам 2022 года являются:

Китай – 863,83 млн тонн (-0,8 % г./г.);

Индия – 121,86 млн тонн (+4,4 % г./г.);

Япония – 64,15 млн тонн (-8,8 % г./г.).

По данным международной металлургической ассоциации World Steel Association объем производства "сырого" стального сырья в 64 странах превысил 140,7 млн тонн на конец 2022 года, что на 10,8 % ниже прошлогоднего значения.

Наибольшее падение производства в конце 2022 года продемонстрировали страны ЕС, выплавившие 9,2 млн тонн стали, что на 16,7 % меньше, чем в декабре 2021 года. Россия и другие страны СНГ и Украина произвели 6,2 млн тонн, что на 28,4 % меньше.

Китай является лидирующей страной в сегменте черной металлургии. Об этом свидетельствует и первая строчка в мировом рейтинге, которую занимает китайская компания Baowu Group. Китай произвел 77,9 млн тонн в декабре 2022 года, что на 9,8 % меньше, чем в декабре 2021 года. Индия произвела 10,6 млн тонн, что на 0,8 % больше. Япония произвела 6,9 млн тонн, снизив выплавку на 13,1 %.

США произвели 6,5 млн тонн, что на 8,3 % меньше, чем годом ранее. По оценкам ассоциации, Россия произвела 5,5 млн тонн стали, что на 11,3 % меньше, чем в декабре 2021 года.

Южная Корея произвела 5,2 млн тонн, что на 11,6 % меньше. Германия произвела 2,7 млн тонн, что на 14,6 % меньше.

Турция произвела 2,7 млн тонн стали, что на 20 % меньше. Бразилия произвела 2,5 млн тонн, что на 5,2 % меньше.

Иран в декабре 2022 года произвел 2,7 млн тонн, что на 3,3 % больше, чем в декабре 2021 года.

Общее мировое производство нерафинированной стали в 2022 году составило 1878,5 млн тонн, что на 4,2 % меньше, чем в 2021 году.

Согласно данным ассоциации WorldSteel, РК заняла 36-е место в глобальном рейтинге производителей стали.

Современные производители мировой металлургии делают основной упор на "зеленое производство стали". Это позволяет решать экологические проблемы и при этом удовлетворять растущий спрос на высококачественные марки сплавов. Модернизация промышленного оборудования и поиск новых методов выплавки металла — вот на чем поставлен акцент.

Наиболее актуальным на сегодняшний день является кислородно-конвертерное производство стали. Уровень выброса пыли в данном случае составляет всего 0,87 – 1,03 кг/т (в то время как при иных методах выплавки металла этот параметр составляет от 0,81 до 7,1 кг/т). Используется конвертерное производство стали как на отечественных предприятиях, так и на заводах Китая, США, стран Европы.

Получить сырье высокого качества помогает электросталеплавильный метод переработки руды и лома. Основный принцип заключается в использовании электрической энергии для нагрева металла. Процесс осуществляется в специальных печах. Причем он напрямую связан с выработкой шлаков при плавлении материала. Производство стали в электропечах популярно в Соединенных Штатах Америки, Турции, Германии, Чехии, Финляндии и в других странах.

Для выпуска особо чистой стали производители прибегают к методу выплавки в вакуумных печах. Они весьма востребованы в Китае и США. Такой способ позволяет получать и жаропрочные сплавы. Но он применим не столько в черной металлургии, сколько в атомной энергетике и других важных производственно-научных областях.

Доля ГМК в ВВП республики составляет 8,5 %. В 2022 году в отрасли реализовано 19 новых инвестиционных проектов на 232 млрд тенге.

ОбъҰм добычи металлических руд за январь–декабрь 2022 года составил 3,42 трлн. тенге в стоимостном выражении, против 3,28 трлн. тенге годом ранее, а выпуск в металлургии — уже более 9 трлн. тенге, против 7,68 трлн. тенге в 2021 году. Добыча металлических руд обеспечила порядка 14 % всего объҰма выпуска горнодобывающего сектора в стоимостном выражении, а вес металлургии в обрабатывающей промышленности и вовсе составил почти 44 %. В целом ГМК обеспечил около 26 % всего объҰма промышленного производства в стране, то есть более четверти всей промышленности республики держится на секторе добычи и переработки металлов.

В структуре добычи металлических руд на железную руду пришлось 684,3 млрд тенге. В структуре металлургического производства на чҰрную металлургию пришлось 3,17 трлн. тенге.

Территориально предприятия черной металлургии размещены в четырех областях Республики (Костанайской, Карагандинской, Актюбинской и Павлодарской), где имеются месторождения полезных ископаемых и водно-энергетические ресурсы.

Черная металлургия представлена предприятиями полного и неполного цикла производства. Они производят чугун, сталь, изделия проката и ферросплавы. Крупнейшее предприятие черной металлургии республики АО "АрселорМиттал Темиртау" расположено в г. Темиртау Карагандинской области. Комбинат выпускает чугун, сталь, трубы, горячекатанный и холоднокатанный прокат, оцинкованный прокат, прокат с полимерным покрытием, белую жесть, сортовой прокат. Сталеплавильные предприятия ПФ ТОО "KSP Steel" и ПФ ТОО "Кастинг" расположены в г. Павлодар. Основным видом деятельности является сбор, хранение и переработка металлолома, переплавка металлолома и производство непрерывнолитых заготовок и т.д.

Производство в сфере черной металлургии за год сократилось на 7,4 % и за январь-ноябрь 2019 года составило 1,5 трлн. тенге. При этом индекс промышленного производства составил 97,2 % к аналогичному периоду 2018 года. Заметим, сокращение выпуска в соответствующем периоде наблюдается впервые с 2013 года. Такие данные приводит energyprom.kz.

Рисунок 1.1. Производство в стоимостном выражении. Черная металлургия (январь- ноябрь 2019), млрд тг

Среди регионов РК 87 % всего производства в сфере черной металлургии приходится на три области — Карагандинскую (531,9 млрд тенге), Павлодарскую (470,6 млрд тенге) и Актюбинскую (312 млрд тенге).

Рисунок 1.2. Черная металлургия (январь-июнь 2020 года), тысяч тонн

В натуральном выражении в 2022 году в чҰрной металлургии отмечен рост в производстве ферросплавов (на 2,6 %, до 2,1 млн тонн), однако выпуск стали сократился на 8 %, до 4,1 млн тонн, а чугуна — на 10,3 %, до 3,2 млн тонн.

Таблица 1.1. Выпуск продукции (чугун и сталь)

№ п/п	Черная металлургия. Январь-ноябрь 2019, млн тонн (источник: КС МНЭ РК)
№ п/п	Продукция	2019/11	2018/11	Рост за год
1	2	3	4	5
1	Сталь нерафинированная	3,9	4,2	-6,8 %
2	Чугун (передельный, литейный или зеркальный в чушках, болванках или в виде форм первичных прочих)	3,1	-	-

Что касается экспортных поставок, на металлы и изделия из них по итогам 11 месяцев 2022 года пришлось более 14 % всего экспорта страны (11 млрд долл. США) и порядка 21 % экспорта в страны СНГ (3,8 млрд долл. США). Для сравнения: это почти на 1 млрд долл. США больше, чем экспорт продукции пищепрома, химпрома, легпрома и деревопереработки, вместе взятых.

На внешних рынках в 2022 году стоимость продаж казахстанских металлов составила рекордные 14,9 млрд долл. США, что на 18 % больше, чем годом ранее. При этом в физическом выражении рост составил всего 0,8 % - до 6,5 млн тонн, и это не самый больший объем экспорта: в 2017 году объемы доходили до 7 млн тонн. Следовательно, рост экспортной выручки от продажи металлов обусловлен только ростом цен на них.

Основными экспортируемыми металлами являются ферросплавы (3,2 млрд долл. США), металлопрокат (1,6 млрд долл. США). На эти позиции приходится 80 % вывозимых из РК металлов.

Рассматриваемый объем не учитывает экспорт металлических руд, поставки которых в 2022 году составили порядка 4,2 млрд долл. США.

При этом Казахстан заработал от продаж изделий из металлов (трубы, цистерны, металлоконструкции и пр.) всего 399 млн долл. США, что в 37 раз меньше, чем от экспорта металлов и в 11 раз меньше экспорта металлических руд.

Данное соотношение практически не менялось за все время. В то время как в 2022 году Казахстан импортировал изделий из металлов на 3,2 млрд долл. США, что также кратно больше экспорта.

Таким образом, показатели диверсификации структуры и увеличения несырьевого экспорта напрямую зависят от мировых цен на металлы.

Рисунок 1.3. Экспорт товаров металлургической промышленности из Казахстана, млрд долларов

1.2 Ресурсы и материалы

Основным исходным сырьҰм для получения чҰрных металлов являются железная руда, коксующиеся угли и руды легирующих металлов.

Для переработки руды и производства первичного металла (чугуна) требуются большое количество кокса, рудного сырья и электроэнергии. Сырье и топливо составляют более 90 % общих затрат на производство черного металла. Необходимость в транспортировке огромных масс рудного и топливного сырья диктует необходимость решать задачи рационального размещения предприятия.

Сырьевая база является основой металлургического производства. В зависимости от типа металлургического предприятия источники сырья могут быть разные. В частности, черная металлургия может делиться на такие отрасли:

предприятия полного цикла: обогащение руд, производство кокса, выплавка и прокат металла сосредоточены на одном объекте;

передельные металлургические предприятия: одна из стадий, а это, в основном, производство сталей и сплавов, выделена в отдельную отрасль;

малая черная металлургия: цеха по производству металла входят в состав машиностроительных предприятий.

Добыча руды, ее обогащение, выплавка характеризуют предприятия полного цикла. Для черной металлургии характерно использование сырья с высоким процентным содержанием металла при больших объемах переработки.

В состав металлургической отрасли полного цикла по выплавке и переработке черных металлов входят предприятия, которые выполняют следующие задачи:

добыча металлических руд, их обогащение;

добыча, подготовка вспомогательного нерудного сырья – огнеупорной глины, известняковых флюсов;

коксохимическая промышленность, в т.ч. выработка коксового газа;

выплавка черного металла, чугуна, отливок, углеродистой стали, проката;

вторичная переработка черного металлического лома и отходов производства.

Основу металлургического производства полного цикла составляет доменное производство чугуна. Сама технология восстановления железа из руды при использовании доменного процесса подразумевает насыщение железа большим количеством углерода (С), в результате чего получается чугун. Сталь характеризуется меньшим содержанием углерода (С), включением в состав легирующих добавок, что требует дополнительных стадий переработки в мартеновских, электродуговых печах или кислородных конвертерах. Таким образом, для получения стали требуется длительный и энергозатратный процесс.

Оборудование и технология бездоменного производства стали (используется прямое восстановление железа из обогащенного сырья) позволяют уменьшить энергозатратность производства, сократив операции технологического процесса, к тому же, сталь получается более чистой, без вредных примесей серы (S) и фосфора (P), как при традиционном производстве.

В черной металлургии наиболее топливоемкими производствами отрасли являются доменное производство (до 41 % топлива отрасли), прокатное и трубное (10 %), агломерационное (7 %), мартеновское (7 %), коксохимическое (6 %).

К электроемким производствам относятся ферросплавное (до 17 % расхода электроэнергии отрасли), горнорудное (добыча и обогащение руды, 14,6 %), прокатное (12 %), производство кислорода (7 %), электроплавильное (4,4 %).

Наибольшее количество тепловой энергии используют производства: коксохимическое (18,4 %), прокатное (7,6 %) и доменное (4,4 %).

Железорудное сырье. Сырьевая база черной металлургии располагает достаточными запасами, разработка которых способна обеспечить эффективную работу металлургических предприятий республики и осуществлять поставку их продукции на экспорт.

По подтвержденным запасам железных руд РК занимает 5, а по их качеству - 3 место в мире. Балансовые запасы железных руд составляют около 20 млрд тонн, из них 79 % сосредоточено в Торгайском железорудном районе (Костанайская область). Среднее содержание железа в рудах составляет 39,1 %.

Таблица 1.2. Основные месторождения железных руд и перечень эксплуатирующих их предприятий

№ п/п	Предприятие, структурное подразделение/ месторождение	Основной тип руды	Способ отработки	Общие утвержденные запасы месторождения А+В+С₁, млн т	Среднее содержание железо/хром в руде, %	Добыча в 2019г., тысяч т
1	2	3	4	5	6	7
1	Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение (АО "ССГПО")
1.1	Соколовский карьер/ "Соколовское"	Магнетитовые	Открытый	1008,6	40,9	5991,8
1.2	Качарский карьер/ "Качарское"	Магнетитовые	Открытый	2168,6	38,2	12985
1.3	Куржункульский карьер/ "Куржункульское"	Магнетитовые	Открытый	109,6	44,4	3281
1.4	Сарбайский карьер/ "Сарбайское"	Магнетитовые	Открытый	865,5	40,4	7400,4
1.5	Шахта "Соколовская"/ "Соколовское"	Магнетитовые	Подземный	224,1^*	40,9	1861,9
2	ТОО "Оркен", железорудный департамент АО "АрселорМиттал Темиртау"
2.1	Лисаковский филиал/ "Лисаковское"	Бурые железняки, оолитовые	Открытый	1728,2	35,4	2344,5
2.2	"Оркен-Кентобе"/ "Кентобе"	Магнетитовые	Открытый	136,8	47,7	530,9
2.3	"Оркен-Атансор"/ "Атансор"	Магнетит-мартитовые	Открытый	45,5	40,0	1738,9
2.4	"Оркен-Атасу"/ "Западный Каражал"	Магнетит-гематитовые	Подземный	311,6	51,2	985,2
3	ТОО "Металлтерминалсервис"
3.1	"Шойынтас"	Гематит-магнетитовые и гематит-мартитовые	Открытый	2,0	48 – 50	Нет данных
4	ТОО "Bapy Mining"
4.1	Рудник "Бапы"/ "Бапы"	Магнетит-серпентиновые	Открытый	43,8	28,3	3000
5	АО Горнорудная компания "Бенкала"
5.1	Рудник "Бенкала"/ Бенкалинское"	Магнетитовые	Открытый	27,7	57,6	-

Агломерат. Агломерация – это термический процесс, который формирует кусковый материал из дисперсных железорудного концентрата или руды и обеспечивает удаление некоторых вредных примесей серы (S), разложение карбонатов. Среднее содержание железа в агломерате – 53 – 58 %.

Окатыши – твердые шарообразные тела, полученные путем окомкования тонкоизмельченных рудных материалов с добавкой связующих веществ с флюсами или без них с последующим упрочнением способами обжига, цементации (с автоклавированием или без него). Фабрики производства окатышей входят в структуру обогатительных фабрик, что позволяет применять для подачи концентрата конвейерный транспорт.

Таблица 1.3. Действующие крупнейшие объекты по обогащению руды и производству окатышей, сроку эксплуатации, по производственным мощностям в РК.

№ п/п	Предприятие	Наименование объекта	Метод обогащения	Год введения	Проектная мощность, т/год	Объем годового производства	Продукция
1	2	3	4	5	6	7	8
1	АО "ССГПО"	Фабрика рудоподготовки и обогащения (ФРПО)	Магнитный способ (сухой и мокрой)	1963 г.	19 368 784	13 599 077	железорудный концентрат
1	АО "ССГПО"	Фабрика по производству окатышей (ФПО)	Магнитный способ (сухой и мокрой)	-	5 379 160	3 341 197	железорудные окатыши
2	ТОО "Оркен"	Лисаковский филиал ТОО "Оркен"	гравитационно-магнитное обогащение	1972	940 602	651 123	концентрат железной руды
		Представительство "Оркен-Кентобе"	сухая магнитная сепарация	-	1 000 000	290 000	концентрат железной руды
		Представительство "Оркен-Атасу"	сухая магнитная сепарация	-	2 400 000	2 265 143	концентрат
		ТОО "Оркен-Атансор"	сухая магнитная сепарация	2011	668 763	301 229	концентрат железной руды
3	АО "ТНК Казхром" Донской горно-обогатительный комбинат	Дробильно-обогатительная фабрика № 1	гравитационные	1973	788 500	397 300	хромовый концентрат
		Фабрика обогащения и окомкования руды		1984	975 619	556 700	хромовый концентрат (обогащение руды 10 – 160 мм)
					840 800	636 200	хромовый концентрат (обогащение руды 0 – 10 мм)
					982 900	743 500	окатыши хромовые

Горячебрикетированное железо (ГБЖ/ПВЖ) – один из продуктов восстановительного внедоменного передела железа – используется для производства высококачественной стали (с малым количеством вредных примесей) как заменитель чугуна, металлолома. Гарантированными качественными характеристиками ГБЖ является суммарное содержание железа, которое составляет не менее 90 % (при содержании железа металлического не менее 83 %) и степень металлизации соответствует уровню не менее 92 %. Неоспоримыми преимуществами ГБЖ являются стабильность химического состава, низкое содержание вредных примесей, таких как фософр (P) и сера (S); отсутствие вредных элементов – медь (Cu), никель (Ni), неметаллических субстанций; типовой размер брикетов; высокая удельная насыпная плотность.

Коксующиеся угли и металлургический кокс. Кокс каменноугольный - твердый пористый продукт серого цвета, получаемый путем коксования каменного угля при температурах 950 – 1100 °С без доступа кислорода. Кокс каменноугольный применяют для выплавки чугуна (доменный кокс) как высококачественное бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов.

Кокс каменноугольный используют также, как ваграночное топливо в литейном производстве (литейный кокс), для бытовых целей (бытовой кокс), в химической и ферросплавной отраслях промышленности (специальные виды кокса).

Доменный кокс должен иметь размеры кусков не менее 25 – 40 мм при ограниченном содержании кусков менее 25 мм (не более 3 %) и более 80 мм. Литейный кокс по размерам кусков крупнее доменного; наиболее пригодный продукт, в котором присутствуют куски менее 60 – 80 мм. Главное отличие литейного кокса от доменного - малое содержание серы (S), которое не должно превышать 1 % (в доменном коксе до 2 %).

Коксующиеся угли, в отличие от других каменных углей, при нагревании без доступа воздуха переходят в пластическое состояние и спекаются.

Коксующиеся угли в необогащҰнном виде или в концентратах характеризуются зольностью менее 10 % и низким содержанием серы (S) (менее 3,5 %), выход летучих веществ 15 – 37 %.

Основной продукцией коксохимического производства является кокс для доменного и литейного производств. Кроме того, кокс используется в производстве ферросплавов, производстве электродов в цветной металлургии, химической промышленности.

Продукт второго передела, спецкокс – это углеродистый восстановитель. Потребность Казахстана в спецкоксе, по оценке Республиканской ассоциации горнодобывающих и горно-металлургических предприятий, превышает 1 млн тонн в год. В 2020 году было произведено в Казахстане 214,4 тысяч тонн кокса и импортировано ещҰ 992,7 тысяч тонн.

Большую часть спецкокса в Казахстан завозят из России. В 2020 году объем поставок составил 927,7 тысяч тонн, это более 90 % от всего ввезенного спецкокса. Импорт из Китая – 47,1 тысяч тонн, из Польши – 17,9 тысяч тонн.

Сейчас спецкокс в РК фактически производит только компания, входящая в состав Eurasian Resources Group (ERG).

Известь является продуктом обжига широко встречающихся в природе известняков, мела, ракушечника или доломитового известняка, доломита и относится к общераспространенным не балансовым полезным ископаемым. По информации Комитета геологии Министерства промышленности и строительства РК в Казахстане разведано 122 месторождения известняков, пригодных для производства извести, и запасы этих месторождений являются весьма обширными.

По данным бизнес регистров официальной статистики в РК зарегистрировано 26 производителей извести. В числе крупных производителей негашеной извести выделяются АО "Темиртауский электрометаллургический комбинат" (далее - АО "ТЭМК"), ТОО "САС - ТобеТехнолоджис", ТОО "Майкаинский известковый завод", ТОО "НЕОХИМ", а в сегменте гидратной извести функционируют ТОО "КАЗХИМТЕХСНАБ" и ТОО "SH Work".

1.3 Производство продукции

Предприятия черной металлургии основную массу готовой продукции выпускают в виде литейного и передельного чугуна, конвертерной стали и электростали, а также готового проката, стальных и чугунных труб. Передельный чугун в дальнейшем подвергается плавке и обезуглероживанию для получения сталей с различным содержанием углерода (С). Большая часть стали производится в виде слитков, которые, в дальнейшем, подвергают ковке и прокатке.

Стальной профиль сортового проката используют непосредственно в конструкциях (мосты, перекрытия зданий, железнодорожные рельсы). Наиболее распространен сортовой прокат для непосредственного использования: тавр; двутавр; швеллер; уголок.

Одним из крупнейших предприятий в Казахстане и СНГ на рынке железорудного сырья является Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение, входящее в состав ERG. Выпускаемая продукция - офлюсованные железорудные окатыши и железорудный концентрат. Наиболее крупными потребителями продукции являются: предприятия Казахстана АО "АрселорМиттал Темиртау" (далее – АО "АМТ"), России (Магнитогорский и Челябинский металлургические комбинаты) и Китая.

В стальной подотрасли АО "АМТ" - единственное в республике сталеплавильное предприятие с полным металлургическим циклом.

Основные виды продукции АО "АМТ": передельный и литейный чугун; слябы; горячекатаный плоский прокат; холоднокатаный плоский прокат; средний лист; плоский прокат с покрытием; электротехнический плоский прокат, жесть; гнутые профили.

Основные виды продукции ПФ ТОО "KSP Steel" и ТОО "Кастинг": литейный чугун; блюмы (литые заготовки круглого и квадратного сечения); бесшовные нефтепроводные, насосно-компрессорные, обсадные трубы, трубы для нефтегазовой отрасли и трубы общего назначения; горячекатаный сортовой прокат - стержни и шары мелющие; прокат арматурный гладкого и периодического профиля; шары катаные мелющие.

В таблице 1.4., 1.5. представлена информация о производстве продукции.

Таблица 1.4. Динамика производства продукции черной металлургии предприятия 1

№ п/п	Виды продукции, тысяч тонн	Фактический объем производства продукции, тысяч тонн
№ п/п	Виды продукции, тысяч тонн	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7
1	Агломерат	4711,8	5270,1	5151,4	4741,4	5304,1
2	Кокс	2426,9	2596,6	2676,0	2514,6	2203,1
3	Чугун	3233,7	3595,1	3766,3	3153,6	3165,1
4	Сталь	3513,4	3913,9	4099,2	3360,8	3426,8

Таблица 1.5. Динамика производства продукции черной металлургии предприятия 2 и 3

№ п/п	Наименование предприятия	Фактический объем производства продукции, тысяч тонн, по годам
	Наименование предприятия	Предприятие 2		Предприятие 3
	Виды продукции, тысяч тонн	2020	2021	2020	2021
1	2	3	4	5	6
1	Сталь	213,0449	228,5423	89,050	47,312
2	Ферросплавы	10,225	10,573
3	Трубы	175,556	162,952
4	Прокат в том числе:
4.1	Стержни, мелющие стальные мелющие			76,168	51,148
4.2	Прокат арматурный гладкого и периодического профиля			9,219	8,517
4.3	Шары катаные мелющие	30,618	28,394	35,272	21,636
5	Литье в литейные формы
5.1	Чугун литейный	0,212	0,123
5.2	Сталь	0,267	0,249
6	Кузнечное производство
6.1	Шары кованые	2,861	0,988
6.2	Поковки	0,176	0,217

Побочным продуктом является:

в доменном производстве – доменный газ, шлак, шламы, пыль колошниковая и от установок аспирации;

в сталеплавильном производстве – шлак, шламы, пыль от установок аспирации, лом футеровок, отсев известняка и доломита, отсев извести;

в прокатном производстве – обрезь металлопродукции, окалина, шламы, пыль от установок аспирации, лом футеровок.

Большинство образующихся побочных продуктов может возвращаться в технологический процесс через агломерационное, доменное и сталеплавильное производства, при этом доля утилизации вторичных ресурсов может достигать 95 – 98 %, что позволяет обеспечить экономию первородного сырья и топлива и улучшить экологическую обстановку вокруг металлургических предприятий. Часть побочной продукции имеет определенные свойства и поставляется на рынок по нормативным документам по стандартизации.

Из всех видов карбидов карбид кальция является наиболее важным для промышленных целей. Он по-прежнему служит базой для промышленности по производству ацетиленовых сварочных газов в мире. Карбид кальция (CaC2) используется для десульфурации чугуна и стали, а также в литейной технологии, где он смешивается с другими добавками для обработки металлов [45].

Карбид кальция производится на нескольких предприятиях, в том числе на химико-металлургическом заводе АО "ТЭМК", расположенном в г. Темиртау Карагандинской области.

1.4 Энергоэффективность

РК является страной с высокой энергоемкостью экономики. ЭнергоҰмкость ВВП РК за 2021 год составила 0,32 т.н.э./тысяч долл. США, что более чем в 3 раза превышает средний уровень стран Организации экономического сотрудничества и развития 0,10 т.н.э./тысяч долл. США.

Концепцией по переходу к "зеленой экономике" определены цели по снижению энергоемкости валового внутреннего продукта (далее – ВВП) от уровня 2008 года на 50 % к 2050 году.

Черная металлургия является одной из наиболее энергоемких отраслей промышленности. Наиболее крупными потребителями энергоресурсов являются доменные, коксохимические и прокатные производства.

Для технологических и хозяйственных нужд предприятиями по производству чугуна и стали потребляется следующие виды энергетических ресурсов: электрическая энергия (получаемая извне), твердое топливо (уголь), природный газ, мазут, дизельное топливо.

В таблице 1.6. представлен перечень первичных ТЭР предприятий по производству чугуна и стали с 2015 по 2021 год.

Таблица 1.6. Потребление основных ТЭР сторонних источников

№ п/п	Энергоресурс	Ед. изм.	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Предприятие 1
1.1	Электроэнергия	т у.т.	204 696	249 975	233 517	242 503	187 338	-	-
1.2	Бензин моторный	т у.т.	2 622	5 930	6 417	5 219	4 678	-	-
1.3	Керосин	т у.т.	207	584	581	649	375	-	-
1.4	Дизельное топливо (газойли)	т у.т.	26 434	42 507	43 033	42 542	42 013	-	-
1.5	Газ сжиженный	т у.т.	26 821	26 979	23 437	22 495	23 848	-	-
1.6	Уголь каменный	т у.т.	361 876	669 351	765 200	992 151	771 831	-	-
1.7	Мазут топочный	т у.т.	382 621	427 352	494 415	470 540	478 903	-	-
2	Предприятие 2
2.1	Электроэнергия	т.у.т.	-	-	-	-	-	14 444,991	15 871,496
3	Предприятие 3
3.1	Электроэнергия	т.у.т.	-	-	-	-	-	10 577,69	7 666,85
3.2	Теплоэнергия	т.у.т.	-	-	-	-	-	522,665	536,536
3.3	Газ сжиженный	т.у.т.	-	-	-	-	-	3 757,01	2 722,38
3.4	Моторное топливо (бензин)	т.у.т.	-	-	-	-	-	139,11	275,03
3.5	Моторное топливо (диз. топливо)	т.у.т.	-	-	-	-	-	50 444,32	34 193,79
4	Предприятие 4
4.1	Электроэнергия	т.у.т.	-	-	-	-	-	908,678	1052,406
4.2	Уголь каменный	т.у.т.	-	-	-	-	-	244 888,070	267 251,294
5	Предприятие 5
5.1	Электроэнергия	т.у.т.	-	11997,807	11352,301	10952,492	13134,163	9950,786	-

Также на предприятиях используются энергоресурсы собственного производства получаемым в результате технологических процессов: коксовый газ, доменный газ.

В РК допускается сжигание конвертерного газа на предприятиях, в факелах при отсутствии технологических решений по его использованию.

В таблице 1.7. представлен объем энергоресурсов собственного производства, произведенных предприятиями, в т у.т.

Таблица 1.7. Объем энергоресурсов собственного производства

№ п/п	Энергоресурс	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
Предприятие 1
1	Газ коксовый	т у.т.	515	548	567	540	443
2	Газ доменный	т у.т.	705	828	925	800	774

Основными потребляемыми энергоресурсами являются электроэнергия, уголь и мазут.

Электрическая энергия на предприятиях расходуется по следующим направлениям:

обеспечение основного технологического процесса (выплавка стали);

обеспечение работы вспомогательного технологического и не технологического оборудования;

объекты социально – бытового назначения.

Система учета электроэнергии на предприятиях состоит из системы коммерческого и технического учета электроэнергии.

Основная доля потребления электроэнергии, 34 %, приходится на производство офлюсованного доменного агломерата, так же значительная часть, 21 %, на производство горячекатаного проката.

Каменный уголь на предприятиях обычно используется при производстве кокса.

Основная доля потребления топочного мазута, 66 %, приходится на производство чугуна.

Основная доля потребления сжиженного газа приходится на производство оцинкованного проката с полимерным покрытием и производство стали в конверторах, 38 % и 36 % соответственно. Так же газ используется при производстве оцинкованного проката со свинцом и без него. Основная часть технической воды приходится на производство чугуна, 68 %. Каменный уголь на комбинате используется при производстве кокса.

В таблице 1.8. - 1.12. представлены удельные расходы ТЭР и воды на единицу выпускаемой продукции по предприятиям отрасли.

Таблица 1.8. Удельные расходы ТЭР предприятия 1

№ п/п	Ресурс		Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2		3	4	5	6	7	8
1		Производство кокса
1.1	Электроэнергия		кВт·ч/ед.прод.	2,8	2,8	16,4	16,3	16,3
1.2	Газ коксовый		м³/ед.прод.	94,9	101,5	101,9	109,8	118,3
1.3	Газ доменный		м³/ед.прод.	452,9	430,8	468,4	464,7	475,4
2		Производство офлюсованного доменного агломерата
2.1	Электроэнергия		кВт·ч/ед.прод.	64,3	60,2	60,1	60,6	56,0
2.2	Газ доменный		м³/ед.прод.	21,0	19,8	14,8	13,6	20,2
2.3	Кокс		тонн/ед.прод.	0,060	0,059	0,058	0,053	0,059
2.4	Пар		Гкал/ед.прод.	0,012	0,010	0,015	0,016	0,017
2.5	Газ коксовый		м³/ед.прод.	13,5	9,4	8,2	7,8	6,4
2.6	Техническая вода		м³/ед.прод.	0,757	0,709	0,751	1,070	0,992
3		Производство стали в конверторах
3.1	Электроэнергия		кВт·ч/ед.прод.	59,42	60,08	54,62	52,23	57,96
3.2	Газ сжиженный		тонн/ед.прод.	0,0009	0,0011	0,0008	0,0008	0,0015
3.3	Газ коксовый		м³/ед.прод.	0,009	0,010	0,012	0,012	0,016
3.4	Кокс		тонн/ед.прод.	0,002	0,003	0,003	0,003	0,002
4		Производство чугуна
4.1	Кокс		тонн/ед.прод.	0,587	0,577	0,594	0,605	0,601
4.2	Пар		Гкал/ед.прод.	0,060	0,062	0,055	0,046	0,063
4.3	Электроэнергия		кВт·ч/ед.прод.	19,8	19,5	19,4	19,5	18,3
4.4	Газ доменный		м³/ед.прод.	437,8	506,2	590,7	583,3	598,4
4.5	Мазут топочный		тонн/ед.прод.	0,039	0,042	0,046	0,044	0,040
4.6	Техническая вода		м³/ед.прод.	46,3	37,3	27,7	34,9	31,4

Таблица 1.9. Удельные расходы ТЭР предприятия 2

№ п/п	Ресурс	Единица измерения	2020 год	2021 год
1	2	3	4	5
Производство стали.
1	Электроэнергия	кВт ч/ед.прод.	551,2	564,6

Таблица 1.10. Удельные расходы ТЭР предприятия 3

№ п/п	Ресурс	Единица измерения	2020 год	2021 год
1	2	3	4	5
Производство стали
1	Электроэнергия	кВгч/ед.прод.	965,72	1317,48
2	Техническая вода	Тыс м³/ед.прод.	363,47	609,10
3	Теплоэнергия	Гкал/ ед.прод.	0,41	0,24
4	Пропан- бутановая смесь	тонн/ед.прод.	0,026	0,037
5	Моторное топливо (бензин)	л/ед.прод.	0,0014	0,00527
6	Моторное топливо (диз. топливо)	л/ед.прод.	0,449	0,573

Таблица 1.11. Удельные расходы ТЭР предприятия 4

№ п/п	Ресурс	Единица измерения	2020 год	2021 год
1	2	3	4	5
Производство кокса.
1	Электроэнергия	кВгч/ед.прод.	39,82	41,16
2	Уголь каменный	тонн/ед.прод.	1,94	2,11
3	Вода	м³/ед.прод.	0,12	0,2

Таблица 1.12. Удельные расходы ТЭР предприятия 5

№ п/п	Ресурс	Единица измерения	2016	2017	2018	2019	2020
1	2	3	4	5	6	7	8
Производство карбида кальция
1	Электроэнергия	кВт·ч/ед.прод.	3 726	4 078	3 877	3 899	3 959
2	Промышленная вода	м³/ед.прод.	55,93	59,80	60,85	60,60	81,9

Показателем энергетической эффективности крупных технологических установок и производств является удельный расход энергетических ресурсов на единицу выпускаемой продукции.

В рамках проведения КТА выполнен анализ показателей энергетической эффективности на основании данных отчетов по потреблению ТЭР основных технологических производств предприятия.

Согласно приказу Министра по инвестициям и развитию РК №394 от 31 марта 2015 г. "Об утверждении нормативов энергопотребления", установлен нормативный расход электрической энергии на производство чугуна и стали. [70]. Сравнение фактического и нормативного расход электрической энергии на выпуск продукции приведено в таблице 1.13.:

Таблица 1.13. Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции

№ п/п	Производство / предприятие	Расход электроэнергии на единицу продукции
№ п/п	Производство / предприятие	Единица измерения	Норматив	КТА
1	2	3	4	5
Производство кокса
1	Предприятие 1	кВт·ч/т	17,0	2,8 - 16,4
2	Предприятие 4	кВт·ч/т	17,0	37,43 - 45,93
Производство чугуна
1	Предприятие 1	кВт·ч/т	14,0	18,3 - 19,8
Производство стали в конвертерах
1	Предприятие 1	кВт·ч/т	30,0	52,23 - 60,08
Производство стали в электродуговых печах
1	Предприятие 2	кВт·ч/т	620	551,2 - 564,6
2	Предприятие 3	кВт·ч/т	620	965,72 - 1317,48
Производство карбида кальция
1	Предприятие 5	кВт·ч/т	не нормируется	3726 - 4078

1.4 Основные экологические проблемы отрасли

Приоритетность внедрения интегрированных природоохранных технологий определяется тоннажностью и токсичностью образующихся загрязнений с учетом эффективности действия существующих на сегодняшний день очистных сооружений. Построение таких технологий должно осуществляться одновременно по следующим направлениям:

1) создание эффективных методов и установок очистки промышленных выбросов и сбросов;

2) совершенствование существующих и разработка новых технологий, позволяющих сократить или исключить технологические стадии, на которых образуется основное количество отходов;

3) разработка рациональных методов утилизации отходов.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух

Черная металлургия по общему объему валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников занимает одно из лидирующих мест в соответствующем рейтинге отраслей промышленности.

Основными загрязняющими веществами в выбросах предприятий черной металлургии являются: оксид углерода (оксид углерода (CO)) (67,5 % суммарного выброса в атмосферу), твердые вещества (15,5 %), диокисд серы (диоксид серы (SO₂)) (10,8 %), оксилы азота (окислы азота (NO_X)) (5,4 %).

На рисунке 1.4. представлены валовые выбросы загрязняющих веществ для интегрированного производства предприятия 1 (полного цикла).

Рисунок 1.4. Валовые выбросы загрязняющих веществ за 2015 – 2019 гг.

Как видно из рисунка, наибольший вклад в общие валовые выбросы загрязняющих веществ вносит процесс производства агломерата.

Ниже представлены выбросы загрязняющих веществ с разбивкой по производственным процессам, ингредиентам, а также данных производственных мощностей за период с 2015 по 2019 года для предприятия 1 (рисунок 1.5. – 1.8.), за 2020 – 2021 гг. для предприятий 2 (рисунок 1.9.) и 3 (рисунок 1.10.).

Выбросы представлены с разбивкой по основным технологичеким линиям, в которых превалируют выбросы:

коксохимическое производство (оксид углерода (оксид углерода (CO)), окислы азота (NO_X) и диоксид серы (SO₂), пыль);

Рисунок 1.5. Выбросы загрязняющих веществ при производстве кокса за 2015 – 2019 гг.

агломерационное производство (оксид углерода (CO), окислы азота (NO_X) и диоксид серы (SO₂), пыль) до 50 % от общего объема выбросов пыли на интегрированном металлургическом заводе;

Рисунок 1.6. Выбросы загрязняющих веществ при производстве агломерата за 2015 - 2019 гг.

доменное (оксид углерода (CO) и диоксид серы (SO₂), сероводород (H₂S), азот (N₂), колошниковая пыль, содержащая окислы различных металлов);

Рисунок 1.7. Выбросы загрязняющих веществ при производстве чугуна за 2015 – 2019 гг.

сталеплавильное (оксид углерода (CO), окислы азота (NO_X) и диоксид серы (SO₂), пыль.).

Рисунок 1.8. Выбросы загрязняющих веществ при производстве стали за 2015 – 2019 гг.

Рисунок 1.9. Выбросы загрязняющих веществ при производстве стали за 2020 – 2021 гг.

Рисунок 1.10. Выбросы загрязняющих веществ при производстве стали за 2020 – 2021 гг.

Подробные данные по источникам выбросов загрязняющих веществ в разрезе отдельных технологических процессов представлены в разделе 3.

В части производства карбида кальция (CaC₂) основным загрязняющим веществом является пыль неорганическая. На рисунке 1.11. проставлены показатели выбросов за 2016 – 2022 гг. для предприятия 5.

Рисунок 1.11. Выбросы загрязняющих веществ при производстве карбида кальция за 2016 - 2020 гг.

Пыль (твердые частицы). Источниками выбросов пыли на металлургических площадках являются плавильные печи (ДП, КП, ЭДП), нагревательные печи (в зависимости от вида используемого топлива), погрузка/разгрузка материалов (сырья, добавок), а также механические операции (например, зачистка и шлифование)

Дополнительными источниками выбросов являются: складирование, передача по конвейеру, загрузка, коксование и выдача угля, а также тушение кокса. Твердые частицы могут образовываться практически на каждом этапе технологического процесса.

Выбросы взвешенных частиц в атмосферу могут возникать в результате тепловых процессов, включая коксование, спекание, окатывание и прямое восстановление.

Установки с коксовыми печами служат дополнительным источником выброса в атмосферу значительных объҰмов пыли. Непрерывный выброс в атмосферу твердых частиц может стать результатом процесса обогрева с нижним подводом газа через трубу горения. Периодические и неорганизованные выбросы могут происходить из многих источников, включая заслонки печи и поддувала, задвижки и загрузочные люки. Выбросы могут также происходить при выдаче, тушении и сортировке кокса (периодические выбросы) и при переработке коксового газа.

К крупным источникам выбросов пыли в окружающую среду, также можно отнести агломерационные установки, выбросы которых напрямую связаны операциями погрузки/разгрузки материалов, с реакцией горения.

При окатывании железной руды (вместо агломерации) выбросы пыли образуются при дроблении сырья, из зоны обжига на ленте отвердевания, а также при процессах погрузки/разгрузки, сортировки.

Выбросы пыли из доменной печи (ДП) включают выбросы из литейного двора и с очистки доменных газов, выходящих из колошника печи. Для предотвращения и снижения выбросов используют различные системы пылеудаления до вторичного использования отходящего газа.

При прямом восстановлении железа образование пыли носит такой же характер, но ее получается меньше, чем при эксплуатации доменной печи.

Выброс в атмосферу твердых частиц при производстве конвертерной стали связан с предварительной обработкой чугуна (включая его транспортировку, сероочистку и удаление шлака), операциями загрузки (заливки), продувкой кислородом для снижения содержания С и окисления примесей и операциями вскрытия летки.

При производстве стали с использованием электродуговых печей (ЭДП), выбросы пыли образуются в процессе плавки, продувки кислородом и обезуглероживания (выбросы в атмосферу первичных отходящих газов), а также загрузки и вскрытия летки (выбросы в атмосферу вторичных отходящих газов).

На разливочных участках (литье слитков и непрерывное литье) твердые частицы и металлы образуются при заливке расплава стали в форму и при резке продукта на заданную длину с помощью кислороднотопливных горелок при непрерывной разливке. Используемое очистное оборудование должно быть снабжено вытяжкой, особенно при литье и прокатке, а также в отделочном цехе, если это требуется.

Основные промышленные методы борьбы с выбросами достаточно эффективны в отношении твердых частиц. Для мелкодисперсных частиц (размером PM₁₀и менее) эффективность улавливания гораздо меньше.

В настоящее время экологическим законодательством РК не регулируется обязательный учет выбросов мелкодисперсных частиц, ввиду отсутствия методических подходов к оценке и данных по эффективности улавливания их существующими пылегазоулавливающим установками. Оценка выбросов пыли осуществляется в целом, без разделения по фракциям.

Окислы азота (NO_X). Образование окислов азота (NO_X) вызвано высокой температурой печи и окислением азота. Выбросы в атмосферу окислов азота (NO_X) связаны, помимо прочего, с операциями агломерации; работой установкок окатывания; сгоранием топлива в коксовой печи, включая сгорание вторичного коксового газа; работой воздухонагревателей для подогрева дутья в процессе ДП; использованием отработанных газов или высокой температуры воздуха для сжигания в печах повторного нагрева и отжига; а также с травлением смесью кислот.

Диоксид серы (SO₂). Выбросы в атмосферу диоксида серы (SO₂) связаны главным образом со сжиганием соединений серы, содержащихся в сырье агломерации, и в первую очередь в коксовой мелочи. Выбросы в атмосферу диоксида серы (SO₂) могут также возникать в процессе затвердения при окатывании и при обогреве коксовой печи. Уровень выбросов в атмосферу диоксида серы (SO₂) в отходящих газах от печей подогрева и отпуска зависит от содержания серы в используемом топливе.

Оксид углерода (CO). Оксид углерода (CO) образуется при окислении кокса в процессах плавки и восстановления, и при окислении графитовых электродов, а также в ванне металла на стадиях плавки и рафинирования в кислородном конвертере и ЭДП. К источникам оксида углерода (CO) относятся отработанные газы с ленты агломерации, коксовой печи, КП, ДП и ЭДП.

ЛОС и органические ПАУ. Летучие органические соединения (ЛОС) и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) могут выбрасываться в атмосферу на разных стадиях производства чугуна и стали, в том числе в составе отходящих газов процессов агломерации и окатывания в связи с попаданием масла в сырье для агломерации или окатышей (главным образом за счет добавления вторичной окалины); из коксовых печей, установок тушения и цехов улавливания химических продуктов, а также из ЭДП, особенно при добавлении угля. ПАУ могут также присутствовать в подаваемом в ЭДП металлоломе, но могут образовываться и при работе ЭДП.

Диоксины и фураны. ПХДД/Ф могут образовываться, когда в металлургическом процессе одновременно присутствуют хлоридные ионы, хлорированные соединения, органический углерод, катализаторы, кислород при определенном уровне температуры. Кроме того, высокое содержание масла во вторичной окалине может увеличивать выбросы ПХДД/Ф в атмосферу.

Выбросов ПХДД/Ф также могут присутствовать в отходящих газах ЭДП. Возможное присутствие полихлорированных бифенилов (ПХБ), поливинилхлорида и других органических веществ в подаваемом металлоломе (дробленый металлолом, полученный в основном из старого оборудования) может стать источником выбросов в связи с высокой вероятностью образования ПХДД/Ф.

Металлы. В парах отходящих газов термических процессов могут присутствовать тяжелые металлы. Количество выбрасываемых в атмосферу металлов зависит от конкретного типа процесса и от состава сырья (железная руда и металлолом). Частицы с агломерационной установки, ДП, КП и ЭДП могут содержать цинк (Zn) (который обладает самым высоким коэффициентом выбросов при работе ЭДП, особенно при использовании металлолома из оцинкованной стали).Таблица 1.14. Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по предприятиям, прошедшим КТА по загрязняющим веществам (тонн/год)

№ п/п	Наименование загрязняющего вещества	Предприятие 1		Предприятие 2		Предприятие 3		Предприятие 4		Предприятие 5
№ п/п	Наименование загрязняющего вещества	2018 г.	2019 г.	2020 г.	2021 г.	2020 г.	2021 г.	2019 г.	2020 г.	2019 г.	2020 г.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Пыль неорганическая	26401,9	27993,8	358,62	335,54	224,16	87,83	611,701	611,701	455,64	356,38
2	Оксид углерода	117800,5	126599,9	1990,939	2166,46	174,07	101,72	279,203	279,203	1011,29	776,01
3	Оксиды азота	12820,9	13861,4	439,74	433,185	145,88	76,83	120,761	120,761	22,21	17,04
4	Диоксид серы	49730,9	46066,6	226,923	214,68	5,66	2,085	1721,017	1721,017	20,19	15,48
5	Прочие	671,2	587,1	100,003	92,825	3,57	2,051	-	-	-	-

Таблица 1.15. Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по предприятиям, прошедшим КТА в разрезе технологических процессов (тонн/год)

№ п/п	Наименование технологического процесса	Предприятие 1		Предприятие 2		Предприятие 3		Предприятие 4		Предприятие 5
№ п/п	Наименование технологического процесса	2018 г.	2019 г.	2020 г.	2021 г.	2020 г.	2021 г.	2019 г.	2020 г.	2019 г.	2020 г.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Агломерация	119243,6	125605,9	-	-	-	-	-	-	-	-
2	Коксование	11468,8	12154,2	-	-	-	-	2732,682	2732,682	-	-
3	Производство чугуна	6228,9	5917,6	-	-	-	-	-	-	-	-
4	Производство стали	24759,9	22518,4	1568,668	1694,4889	518,112	224,44	-	-	-	-
5	Производство карбида кальция	-	-	-	-	-	-	-	-	1509	1165
6	ИТОГО	161701,2	166196,1	1568,668	1694,4889	518,112	224,44	2732,682	2732,682	1509	1165

Сбросы загрязняющих веществ в водные объекты

Рациональное водопотребление и водоотведение также является немаловажным аспектом формирования экологической политики каждого предприятия металлургической отрасли.

Наибольшее количество воды требуется в прокатном, доменном и сталеплавильном производствах.

Вода, используемая металлургическими предприятиями, должна иметь определенные качественные характеристики: температуру, содержание взвешенных частиц, содержание масел и смол, водородный показатель рН.

На агломерационных установках вода используется для увлажнения шихты в смесительных барабанах, охлаждения возврата, гидрообеспыливания, охлаждения оборудования, гидросмыва пыли из газоочистных аппаратов и вентиляционных систем, гидроуборки помещении и промывки шламопроводов и др. Сточные воды аглофабрики содержат взвешенные вещества, включая взвесь железа (Fe), окись кальция (CaO), углерода (C).

В процессе очистки коксового газа от сероводорода (H₂S) мышьяково-содовым методом, образуются сточные воды, в которых содержатся фенолы (C₆H₆O), аммиак (NH₃), сероводород (H₂S), цианиды, бензолы, смолы.

В доменном производстве сточные воды образуются при очистке доменного газа, гидравлической уборке осевшей пыли и просыпей, а также от установок грануляции доменного шлака и разливочных машин. В этих стоках содержатся частицы руды, кокса, известняка, сульфаты, хлориды, осколки застывшего чугуна, окалины, графита, недогашенной извести.

В сталеплавильном производстве вода расходуется в основном на охлаждение металлургических агрегатов. При условии применения кислородного дутья и в качестве топлива природного газа расход может увеличиваться. Водоснабжение газоочистных установок также оборотное с очисткой загрязненной отработавшей воды в отстойниках. До 75 % объема водопотребления расходуется на охлаждение металлургических печей, в результате чего вода только нагревается и считается условно чистой. Еще до 20 % воды используется на охлаждение прокатных станов и удаление примесей, причем в последнем процессе вода не только нагревается, но и загрязняется металлическими взвесями и растворенными веществами.

В основном используемые системы водоснабжения — оборотные, с градирнями для охлаждающей воды, отстойниками для очистки загрязненных вод от подбункерных помещений, разливочных машин и очистки газа. Осадки обезвоживаются и используются или удаляются в накопитель.

Все сточные воды производства черной металлургии загрязнены взвешенными частицами, образующимися при очистке от пыли, золы и других твердых материалов. Большое количество потребляемой воды металлургическими производствами требует создания на предприятиях эффективных систем водоочистки. Они содержат механические примеси органического и минерального происхождения. Примерный качественный состав сточных вод одинаков, а концентрация загрязняющих веществ изменяется широко в зависимости от технологического процесса.

При сбросе загрязненных сточных вод металлургических заводов в водоеме повышается количество взвешенных частиц, значительная часть которых осаждается вблизи места спуска, повышается температура воды, ухудшается кислородный режим, образуется маслянистая пленка на поверхности воды. Если в поступающих стоках содержатся кислоты, то повышается и кислотность воды, нарушается ход биологических процессов. Все это может привести к гибели водных организмов и нарушению естественных процессов самоочищения водоемов.

Поэтому если оборотные системы не используются, то сточные воды перед попаданием в водные объекты должны быть очищены до нормативов установленных законодательством РК.

Для очистки промышленных стоков используют механический способ и реагентную химическую очистку. Также разрабатываются и внедряются безреагентные способы: электрохимический, электроионитовый, применение ионнообменных смол, озонирование.

На предприятии 1 сточные воды подразделяются на нормативно-чистые, допустимые к сбросу без очистки, и сточные воды, требующие очистки.

К нормативно-чистым относят следующие категории вод:

сточные воды, образующиеся в результате использования для охлаждения оборудования воды, как свежей технической, так и повторно-используемой из пруда-охладителя и после насосных станций;

промливневые нормативно чистые стоки, в основном, имеют только тепловое загрязнение, при этом сброс данных вод производится по отводящим канавам через секцию нефтеулавливания;

ливневые стоки с территории города сбрасываются в акваторию отделяемого пруда-охладителя. Для предотвращения загрязнения пруда- охладителя песком, ливневые стоки перехватываются и направляются для предварительного отстаивания.

Приемником этих сточных вод является пруд-охладитель. Вода из пруда-охладителя повторно используется на технологические нужды предприятия, избыток воды из пруда-охладителя поступает в водный объект.

Загрязненные сточные воды и ливневые стоки направляются в ЦОС. Кроме того, в ЦОС поступают хозяйственно-бытовые сточные воды всех цехов предприятия, хозбытовые сточные воды города и загрязненные сточные воды городских промышленных предприятий. После прохождения очистки, очищенные сточные воды сбрасываются в водный объект. Объемы водопотребления и водоотведения за период с 2015 по 2019 года по предприятию 1 представлены на рисунке 1.12.

Рисунок 1.12. Водопотребление и водоотведение за 2015 – 2019 гг.

В водный объект сбрасываются условно чистые воды, имеющие в основном тепловое загрязнение, 87 % всей воды используется в оборотном цикле.

При производстве карбида кальция вода используется для охлаждения технологических машин и агрегатов и подпитки оборотного цикла для восполнения безвозвратных потерь, образующихся на градирнях в результате испарения и капельного уноса. На предприятии 5 забор воды из водных объектов составляет 5,27 млн м³в год (проектные данные), из них более 85 % возвращается обратно (4,5314 млн м³). Оставшиеся 14 % составляют безвозвратные потери, к которым можно отнести технологические нужды для поддержания производственного процесса.

На рисунке 1.13. представлены показатели сбросов сточных вод при производстве карбида кальция для предприятия 5.

Рисунок 1.13. Валовые показатели сбросов сточных вод и производственной мощности 2016 – 2020 гг.

Основными факторами, влияющими на формирование и состав отработанних сточных вод, являются технологические особенности выплавки стали, состав шихты, удельный расход воды на очистку газа и др.

Отходы производства

Отходы образуются на всех стадиях производства черной металлургии: агломерационном, доменном, сталеплавильном. Основную массу отходов составляют доменные и сталеплавильные шлаки. Шлаки содержат большое количество соединений кремния и оксидов ряда металлов (железа (Fe) и др.). Состав их разнообразен и тесно связан как с видом сырья, так и с принятой на металлургическом предприятии технологией выплавки металла. Это обстоятельство заметно влияет на свойства шлаков и технологию их переработки.

Главным признаком классификации является химический состав отхода. Шлаки делят на основные (преобладают оксиды щелочных металлов: кальций (Са) и магний (Mg)), кислые (преобладают оксиды кремния (Si) и аллюминия (Аl)) и нейтральные (амфотерные), в которых соотношение различных типов оксидов примерно одинаково.

Сталеплавильные шлаки содержат заметное количество железа (в металлическом виде до 20 % и в виде оксидов до 24 %), а также различные оксиды и сульфиды. Масса ежегодно образуемых сталеплавильных шлаков примерно вдвое меньше, чем доменных.

В результате процессов производства чугуна и стали образуются следующие виды отходов:

отсев кокса – при дозирование шихтовых материалов

кислая смолка - при очистке коксового газа;

кек, фусы - при переработке каменноугольной смолы;

порода обогащения – при подготовке рядовых коксующихся углей к обогащению;

шлам коксовый – при коксовании угольной шихты;

аглоотсев, аглошлам – при дроблении шихтовых материалов;

шлак сталеплавильный - при выплавке стали

доменные шлаки, песок спаянный кварцевый – при производстве чугуна, а также уловленная в сухом пылеуловителе пыль, шламы системы мокрой очистки доменного газа, а также отходы образующиеся в процессе эксплуатации технологического оборудования.

Часть отходов возвращается в технологический процесс, часть отходов направляется на переработку, оставшаяся часть направляется в накопители отходов.

На рисунке 1.14. представлены данные по образованию и переработке отходов на предприятии 1.

Рисунок 1.14. Динамика образования и переработка отходов за 2015 – 2019 гг.

Как видно из рисунка, значительная часть отходов на предприятии 1 перерабатывается, при этом доля переработанных отходов колеблется от 29 до 64 %.

На рисунке 1.15. представлены объемы образования отходов за 2020 – 2021 гг. по предприятию 2, на котором представлены объемы отходов, переданных на переработку, и использованных на собственном предприятии.

Рисунок 1.15. Объемы образования отходов и их переработки за 2020 – 2021 гг.

Как видно из рисунка на предприятии 2, из образованных в 2020 году производственных отходов, 83 % было передано сторонним организациям на переработку, чуть более 2 % - переработано на собственном предприятии, оставшиеся 14 % были размещены на специализированной площадке. Из них 84 % приходится на шлак сырьевой сталеплавильный, 15 % - шлак сталеразливочный.

На предприятии 3 в 2020 – 2021 годах около 80 % отходов производства размещено на собственной специализированной площадке, менее 2 % использовано повторно на производственные нужды, 18 % отходов были переданы на переработку третьим лицам.

На предприятии 4 основным видом отхода является золошлак и отходы резинотехнических изделий.

Основными видами образующихся отходов на предприятии 5 является пыль, уловленная в процессе производства, а также карбидный шлам. Пыль частично возвращается в производственный процесс, шлам направляется в накопитель отходов.

На рисунке 1.16. показаны объемы образования и повторного использования аспирационной пыли при производстве карбида кальция (CaC₂) для предприятия 5. Как видно, только часть уловленной в ППУ возвращается в производственный цикл, другая часть размещается на площадке хранения вторичного сырья.

Рисунок 1.16. Отходы при производстве карбида кальция (аспирационная пыль)

В настоящее время большое внимание уделяется комплексному использованию сырьевых ресурсов, мобилизации и использованию вторичных ресурсов. За счет вторичных материальных ресурсов растут объемы переработки шлаков черной металлургии.

В таблице 1.16. показаны продукты, получаемые из отходов металлургического производства.

Таблица 1.16. Методы обращения с производственными отходами

№ п/п

Производство

Вид отходов

Использование отходов

1	2	3	4
1	Добыча руды	Вскрышные породы	Заполнение карьеров строительный материал
2	Коксохимическое	Пыль	Использование в аглошихте
2	Коксохимическое	Газы	Топливо
3	Агломерационное	Пыль	Использование в аглошихте, Производство окатышей для доменного производства
4	Доменное	Шламы	Производство цветного силикатного кирпича, Производство цветного портландцемента; Производство удобрений; Добавка к аглошихте;
		Скрап	Оксиды железа для порошковой металлургии; Производство железококса;
		Шлак, пыль	Производство удобрений, шлаковаты; Производство бетона; Производство цемента; Строительство дорог
		Графитосодержащие отходы	Чугунный лом; Доменный присад; Шлаковый щебень
5	Сталеплавильное	Шлак	Регенерация для извлечения железа и пыли производство цемента;
		Шлам	Использование вместо богатой кусковой руды;
		Пыль	Производство удобрений

1.5.4. Воздействие на земельные ресурсы, почвенный покров, подземные воды

Металлургические предприятия с большим количеством цехов и вспомогательных служб занимают площади более тысяячи гектаров. Предприятие 1 занимает площадь более 5 тысяч гектаров.

В черной металлургии образуется большое количество твердых отходов при технологических процессах. Под твердыми промышленными отходами понимаются остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образовавшихся при производстве продукции или при выполнении работ и утратившие полностью или частично потребительские свойства.

Отходы складируются на больших площадях, которые занимают тысячи гектаров полезных земель. Шлакоотвалы в большинстве случаев оказывают пагубное воздействие на окружающую среду. Из-за ветров происходит постоянное пыление отвалов, что приводит к загрязнению воздушного бассейна. Осадки (дожди, снег) выщелачивают из отвалов элементы и соединения, что приводит к заражению почвы.

В итоге, даже освобожденные из-под отвалов земли становятся непригодными для сельскохозяйственного использования, образуются так называемые "индустриальные пустыни". После завершения эксплуатации предприятий требуются мероприятия по ликвидации последствий и рекультивации ранее занятых площадей. В Казахстане хранение производственных отходов согласно Кодексу, производится в специально оборудованных местах, для каждого вида отходов установлен период хранения. По прекращению эксплуатации полигона каждый собственник отходов обязан их утилизировать, переработать или окончательно захоронить.

При определении возможных направлений рекультивации нарушенных земель необходим учет следующих факторов:

основные виды воздействия на окружающую среду нарушенными землями и возможные направления рекультивации;

устойчивые показатели природных условий, которые могут ослаблять или усиливать неблагоприятное воздействие нарушенных земель и влиять на вид использования восстанавливаемых ландшафтов;

потребность в расширении площадей различного назначения с учетом социальных и природоохранных требований общества;

оценка санитарно-гигиенических, рекреационных и эстетических эффектов различных направлений рекультивации.

В соответствии с национальными стандартами возможны различные направления рекультивации:

Выбор направления рекультивации земель осуществляется с учетом следующих факторов:

природных условий района (климат, почвы, геологические и гидрогеологические условия, растительность, рельеф, определяющие геосистемы или ландшафтные комплексы);

агрохимические и агрофизические свойства угольного шлама и отходов углефабрики;

хозяйственных, социально-экономических и санитарно-гигиенических условий в районе размещения нарушенных земель;

срока существования рекультивационных земель и возможности их повторных нарушений;

технологии рекультивационных работ;

требований по охране окружающей среды;

планов перспективного развития территориии.

Предприятие 1 имеет два отвала химических отходов (каждый представляет собой два специальных резервуара из сборных железобетонных конструкций, выполненных с гидроизоляционной и химической защитой), один из которых действовал до 1990 года, второй – до 1 января 2013 года. Общее накопление на двух отвалах – порядка 100 тысяч тонн химических отходов коксохимпроизводства: фусов и кислой смолки. На предприятии с целью соблюдения экологического законодательства на коксохимическом производстве введены в эксплуатацию установки по утилизации фусов и кислой смолки.

С 2012 года предприятем 1 ведутся работы по извлечению из отвала № 1 химических отходов с целью их дальнейшей переработки и полную рекультивацию отвала по окончании работ. С 2012 года по 2015 годы включительно поднято и направлено на переработку свыше 12 тысяч тонн отходов. С 2014 года ведутся работы по рекультивации нарушенных земель отвала. Согласно проектной документации, принимается что жидкая фаза кислой смолки из отвала будет извлечена до начала работ по рекультивации. Основной целью рекультивационных работ проводимых предприятем 1 является обезвреживание отходов химических отвалов адсорбирующими материалами. В качестве адсорбентов используются известь и граншлак, которые при контакте с водой цементируются, и создают непроницаемую подушку, что позволяет исключить возможность механического попадания смолосодержащих веществ в талые воды. Завершающим этапом рекультивации отходов химического отвала является биологический этап рекультивации, который основан на биологическом восстановлении земель для создания растительных сообществ декоративного и озеленительного назначения. Биологический этап начинается после окончания технического этапа и проводится с целью создания на подготовленной в ходе проведения технического этапа поверхности корнеобитаемого слоя. Данный слой предотвращает эрозию почв, снос мелкозема с восстановленной поверхности. Выполнение биологического этапа рекультивации позволяет снизить выбросы пыли в атмосферу и улучшить микроклимат района, что является одной из важных составных частей природоохранных мероприятий.

1.5.5. Факторы физического воздействия

Шум и вибрация являются общераспространенными проблемами, связанными с металлургической отраслью, а их источники встречаются практически во всех стадиях технологического процесса. Производственный шум, излучаемый установкой в окружающую среду, является фактором негативного воздействия, имеющим медицинские, социальные и экономические аспекты.

Самыми значительными источниками шума и вибрации являются транспортировка и обработка сырья и продуктов производства; производственные процессы, связанные с пирометаллургическими операциями и измельчением материалов; использование насосов и вентиляторов; сброс пара; а также срабатывание автоматических систем сигнализации. Шум и вибрация могут быть измерены несколькими способами, но, как правило, они являются специфическими для каждого технологического процесса, при этом необходимо учитывать частоту звука и местоположение населенных пунктов от производственной площадки.

Надлежащее техническое обслуживание способствует предотвращению разбалансировки оборудования, например вентиляторов и насосов. К общим методам снижения шума можно отнести: использование насыпей для экранирования источника шума; использование корпусов из звукопоглощающих конструкций для установок или компонентов, издающих шум; использование антивибрационных опор и соединителей для оборудования; тщательная настройка установок, издающих шум; изменение частоты звука. Максимально допустимый уровень звука на рабочих местах производственных и вспомогательных зданиях составляет 95 дБА.

1.5.6. Введение комплексного подхода к защите окружающей среды

Комплексный подход к защите окружающей среды подразумевает под собой систему мер, направленных на выявление источников негативного воздействия производственной деятельности предприятий (выбросы в атмосферу, сбросы в водную среду и обращение с отходами) на компоненты окружающей среды, на снижение/предотвращение оказываемого ими техногенного воздействия путем их контроля, а также внедрения и применения НДТ с сопоставлением экологической и экономической эффективности предпринимаемых мер.

Для осуществления комплексного подхода предприятия должны уделять особое внимание вопросам охраны окружающей среды, что выражается в:

обязательном учете сырья и вспомогательных материалов, энергии, потребляемых или производимых объектом;

документировании всех источников выбросов, сбросов, образования отходов, имеющихся на объекте, их характера и объема, а также выявление случаев их негативного воздействия на окружающую среду;

использовании технологических решений и иных методов по очистке от вредных веществ сточных вод и отходящих газов, и внедрению НДТ по сокращению использования природных ресурсов и снижению объемов выбросов, сбросов и образования отходов на объекте;

разработке эффективных мероприятий по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды;

декларировании экологической политики предприятия;

подготовке и проведению сертификации производства в СЭМ;

выполнении ПЭК и мониторинга компонентов окружающей среды;

получение КЭР;

осуществлении контроля за выполнением и соблюдением требований экологического законодательства и пр.

Для достижения высоких эколого-экономических результатов необходимо совместить процесс очистки выбросов, сбросов от загрязняющих веществ с процессом утилизации уловленных веществ. "В чистом виде" очистка вредных выбросов малоэффективна, так как с ее помощью далеко не всегда удается полностью прекратить поступление вредных веществ в окружающую среду, т.к. сокращение уровня загрязнения одного компонента окружающей среды может привести к усилению загрязнения другого.

Устранение самих причин загрязнения требует внедрения малоотходных, а в перспективе и безотходных технологий производства, которые позволяли бы комплексно использовать исходное сырье и утилизировать максимум вредных для окружающей среды веществ.

1.6. Перспективы развития отрасли

В целом ГМК в Казахстане - экспортоориентированный сегмент экономики, практически все производимые в Казахстане металлы и металлопродукция экспортируются. Такие тенденции развития металлургической отрасли Казахстана привели к тому, что предприятия металлургического комплекса экспортируют 80 % своей продукции. Доля металлургического комплекса в общем объеме экспорта страны составляет 35 %[46].

Дальнейшее развитие отрасли может вестись по нескольким направлениям, включая повышение комплексности переработки сырья с получением новых видов экспортной продукции, создание производств по увеличению числа конечных переделов, направленных на выпуск металлопродукции и изделий из них для нужд внутреннего рынка с последующей ориентацией на внешние рынки [46, 47], увеличении казахстанского содержания товаров, работ, услуг недропользвателями, предусматривающие использование отечественными предприятиями ГМК материалов, оборудования, продукции высоких переделов металлургии при условии их соответствия международным стандартам качества и т.д.

Казахстан занимает лидирующие позиции в мире по запасам полезных ископаемых. В этой связи для повышения конкурентоспособности ГМК в ближайшие годы будут приняты меры по восполнению минерально-сырьевой базы, упрощению и автоматизации бизнес-процессов на единой платформе недропользователей, углублению переработки базовых металлов до готовой продукции и т.д.

Перспектива предприятий по объему выпускаемой продукции и т.п.

В ближайшие 5 лет и далее, в секторе планируется вводить новые мощности и предприятия. Так, на территории промзоны Сарань в Карагандинской области планируется построить три металлургических предприятия: завод по производству оцинкованной стали, трубный завод и завод горячего цинкования. ОбъҰм инвестиций ожидается на уровне 478 млн долл. США.

В Актюбинской области QazSpetsSteel планирует построить сталеплавильный завод по производству рельсов, железнодорожных колҰс, строительной и конструкционной арматуры. Инвестиции в проект предполагаются на уровне 587 млн долл. США. Мощность завода составит 800 тысяч тонн продукции в год.

Расширяются и уже работающие предприятия. Так, Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение (ССГПО), входящее в группу ERG, произвело пробную партию BF-окатышей с повышенным содержанием железа. Получен международный сертификат, подтверждающий характеристики нового продукта. На предприятии началась работа по модернизации технологической схемы производства концентрата. В первом квартале 2023 года на промышленный комплекс поставят основное технологическое оборудование. Вместе со строительно-монтажными работами инвестиции будут составлять порядка 2,8 млрд тг. Модернизация производства и получение новой продукции — крайне актуальный в сложившейся геополитической ситуации момент: это позволит ССПГО выйти на новые рынки сбыта, в том числе в Европу, что нивелирует негативное влияние санкций, под которые попали российские партнҰры группы и которые повлияли на спад производства в секторе.

Что касается капитальных инвестиций в секторе, за 12 месяцев 2022 года они составили 606,3 млрд тг в сфере металлургии и 689,2 млрд тг в сфере добычи металлических руд. Совокупная доля ГМК от всего объҰма инвестиций в основной капитал в промсекторе по республике достигла значительных 18 %.

Планируемое перевооружение, планируемые природоохранные мероприятия.

Отсутствие достаточной переработки в металлургической отрасли - основной сдерживающий фактор для развития высокотехнологичных и наукоемких секторов национальной экономики, таких как машиностроение, транспортная и строительная отрасли. Между тем слабое развитие машиностроения и транспортной отрасли негативно сказывается на конкурентоспособности других отраслей, таких как нефтеперерабатывающая, химическая, деревообрабатывающая, строительная и сельское хозяйство.

В качестве основных мер можно отметить следующие:

активное проведение промышленной и технологической модернизации производства;

внедрение современных технологий, энерго- и ресурсосбережения;

обеспечение технической и экологической безопасности;

внедрение цифровых технологий;

эффективное использование сырья и материалов;

возмещение затрат по продвижению товаров на внешние рынки.

При этом нельзя не учесть следующие риски в отрасли:

1) сырьевая направленность. В случае сокращения мирового спроса на металлы Казахстан не сможет использовать технологические преимущества, позволяющие экспортировать товары высокого передела;

2) высокая зависимость от мировых цен на металлы. В случае сокращения мировых цен на металлы отечественная металлургическая отрасль получает меньший доход от реализации продукции;

3) сохранение низкого технологического уровня. Металлургическая отрасль Казахстана остается одной из самых трудо- и энергозатратных по сравнению с зарубежными аналогами.

Для снижения экологической напряженности в регионах необходима разработка эффективных технологий и специальных стандартов на использование большинства твердых отходов (доменные шлаки, шламы, золы и т.д.) в промышленном, гражданском и дорожном строительстве.

2. Методология определения наилучших доступных техник

Процедура определения НДТ для области применения настоящего справочника по НДТ организована Международным центром зеленых технологий и инвестиционных проектов в лице Бюро НДТ (далее – Центр) и технической рабочей группой по вопросам разработки справочника по НДТ "Производство чугуна и стали" в соответствии с положениями Правил.

В рамках данной процедуры учтена международная практика и подходы к определению НДТ, в том числе основанные на руководстве по определению НДТ и установлению уровней экологической эффективности для выполнения условий получения экологических разрешений на основе НДТ.

2.1. Детерминация, принципы подбора НДТ

Определение НДТ основываются на принципах и критериях в соответствии с требованиями Кодекса, а также на соблюдении последовательности действий технической рабочей группы по вопросам разработки справочника по НДТ:

1) определение ключевых экологических проблем для отрасли с учетом маркерных загрязняющих веществ эмиссий;

Для каждого технологического процесса производства чугуна и стали определен перечень маркерных веществ (более детальная информация приведена в разделе 6 настоящего справочника по НДТ).

Метод определения перечня маркерных веществ основывался преимущественно на изучении проектной, технологической документации и сведений, полученных в ходе проведенного КТА предприятий в области применения настоящего справочника по НДТ.

Из перечня загрязняющих веществ, присутствующих в эмиссиях основных источников загрязнения, для каждого технологического процесса в отдельности был определен перечень маркерных веществ при условии их соответствия следующим характеристикам:

вещество характерно для рассматриваемого технологического процесса (вещества, обоснованные в проектной и технологической документации);

вещество оказывает значительное воздействие на окружающую среду и (или) здоровье населения, в том числе, обладающее высокой токсичностью, доказанными канцерогенными, мутагенными, тератогенными свойствами, кумулятивным эффектом, а также вещества, относящиеся к стойким органическим загрязняющим веществам.

2) определение и описание техник-кандидатов, направленных на комплексное решение экологических проблем отрасли;

При формировании перечня техник-кандидатов рассматривались технологии, способы, методы, процессы, практики, подходы и решения, которые направлены на комплексное решение экологических проблем области применения настоящего справочника по НДТ, из числа имеющихся в РК (выявленных в результате КТА) и в международных документах в области НДТ, в результате чего был определен перечень из техник-кандидатов, представленный в разделе 5.

Для каждой техники-кандидата приведено технологическое описание и соображения касательно технической применимости техник-кандидатов; экологические показатели и потенциальные выгоды от внедрения техники-кандидата; экономические показатели, потенциальные кросс-медиа (межсредовые) эффекты и другие условия;

3) анализ и сравнение техник-кандидатов в соответствии с показателями технической применимости, экологической результативности и экономической эффективности;

В отношении рассматриваемых в качестве НДТ техник-кандидатов была проведена оценка в следующей последовательности:

1. Оценка техники-кандидата по параметрам технологической применимости;

2. Оценка техники-кандидата по параметрам экологической результативности.

Был проведен анализ экологического эффекта от внедрения техник-кандидатов, выраженный в количественном значении (единица измерения или % сокращения/увеличения), в отношении следующих показателей:

атмосферный воздух: предотвращение и (или) сокращение выбросов;

водопотребление: сокращение общего водопотребления;

сточные воды: предотвращение и (или) сокращение сбросов;

почва, недра, подземные воды: предотвращение и (или) сокращение влияния на компоненты природной среды;

отходы: предотвращение и (или) сокращение образования/накопления производственных отходов и/или их вторичное использование, восстановление отходов и энергетическая утилизация отходов;

потребление сырья: сокращение уровня потребления, замещение альтернативными материалами и (или) отходами производства и потребления;

энергопотребление: сокращение уровня потребления энергетических и топливных ресурсов; использование альтернативных источников энергии; возможность регенерации и рециклинга веществ и рекуперации тепла; сокращение потребления электро- и теплоэнергии на собственные нужды;

шум, вибрация, электромагнитные и тепловые воздействия: снижение уровня физического воздействия;

Также учитывалось отсутствие или наличие кросс-медиа эффектов.

Соответствие или несоответствие техники-кандидата каждому из вышеперечисленных показателей основывалось на сведениях, полученных в результате КТА.

Следует отметить, что техники-кандидаты из перечня НДТ, представленные в утвержденных аналогичных справочниках по НДТ, официально применяемых в государствах, являющихся членами ОЭСР, на предмет экологической результативности не оценивались.

1. Оценка техники-кандидата по параметрам экономической эффективности.

Оценка экономической эффективности техники-кандидата не является обязательной, однако, по решению большинства членов технической рабочей группы, экономическая оценка НДТ проводилась членами технической рабочей группы-представителями промышленных предприятий в отношении некоторых техник, имеющих внедрение и эксплуатируемых на хорошо функционирующих промышленных установках/заводах.

Факт промышленного внедрения устанавливался в результате анализа сведений, выявленных в результате КТА;

2. Определение технологических показателей, связанных с применением НДТ.

Определение уровней эмиссий и иных технологических показателей, связанных с применением НДТ, в большинстве случаев применено в отношении техник, обеспечивающих снижение негативного антропогенного воздействия и контроль загрязнения на конечной стадии производственного процесса.

2.2. Критерии отнесения техник к НДТ

В соответствии с п. 3 ст. 113 Кодекса критериями определения НДТ являются:

использование малоотходной технологии;

использование менее опасных веществ;

способствование восстановлению и рециклингу веществ, образующихся и используемых в технологическом процессе, а также отходов, насколько это применимо;

сопоставимость процессов, устройств и операционных методов, успешно испытанных на промышленном уровне;

технологические прорывы и изменения в научных знаниях;

природа, влияние и объемы соответствующих эмиссий в окружающую среду;

даты ввода в эксплуатацию для новых и действующих объектов;

продолжительность сроков, необходимых для внедрения НДТ;

уровень потребления и свойства сырья и ресурсов (включая воду), используемых в процессах, и энергоэффективность;

необходимость предотвращения или сокращения до минимума общего уровня негативного воздействия эмиссий на окружающую среду и рисков для окружающей среды;

необходимость предотвращения аварий и сведения до минимума негативных последствий для окружающей среды;

информация, опубликованная международными организациями;

промышленное внедрение на двух и более объектах в РК или за ее пределами.

2.3. Экономические аспекты применения НДТ

2.3.1. Подходы к экономической оценке НДТ

НДТ, как правило, широко известны во всем мире, а экономическая оценка является дополнительным критерием для принятия решения о возможности или отказе от внедрения НДТ. НДТ также считается приемлемой, если есть однозначные свидетельства/примеры результатов еҰ успешной промышленной эксплуатации. Так, странами ЕС при определении НДТ учитываются только технологии, уже вышедшие на промышленную эксплуатацию, и природоохранная эффективность которых подтверждена практически.

Следует понимать, что НДТ не всегда приносят экономический эффект и их применимость определяется инвестиционной обоснованностью использования тех или иных технологических процессов, установок/агрегатов/оборудования, стоимости реагентов и компонентов, соотношения затрат и выгод, стоимости капитала, сроков реализации внедрения НДТ и многих других факторов. Общая экономическая эффективность НДТ определяется финансово-экономическими условиями конкретного предприятия и планово-экономические финансовые службы предприятия проводят самостоятельное технико-экономическое обоснование осуществимости НДТ.

В соответствии с общепринятыми в мировой практике подходами, экономическая оценка эффективности внедрения НДТ может осуществляться различными способами:

по инвестиционной обоснованности затрат;

по анализу затрат и выгод;

по отношению затрат к ряду ключевых показателей предприятия: оборот, операционная прибыль, добавленная стоимость и др. (при доступности соответствующих финансовых данных);

по затратам к достигаемому экологическому результату и др.

Каждый из способов экономической оценки отражает результат реализации мероприятий по охране окружающей среды на различные аспекты финансово-экономической деятельности предприятия и может служить источником принятия решения по НДТ. Оператор объекта применяет к экономической оценке НДТ наиболее приемлемый для него, с учҰтом отраслевой и производственной специфики, способ оценки или их сочетание.

По результатам общей экономической оценки НДТ могут быть ранжированы, как:

экономически эффективные, когда техника сокращает расходы, дает экономию денежных средств и/или незначительно влияет на себестоимость продукции;

экономически эффективные при определенных условиях, когда техника приводит к увеличению затрат, но дополнительные расходы считаются приемлемыми для экономических условий предприятия и находятся в разумной пропорции к полученным экологическим выгодам;

экономически неэффективные, когда техника приводит к увеличению затрат, а дополнительные расходы не считаются приемлемыми для экономических условий предприятия или несоразмерны полученным экологическим выгодам.

При выборе между несколькими альтернативными НДТ проводится сравнение соответствующих показателей экономической эффективности для определения наименее затратных.

В целом, переход на принципы НДТ должен быть экономически выгоден предприятию и не должен снижать его экономическую эффективность и ухудшать финансовое состояние в долгосрочной перспективе.

При экономической оценке НДТ должны быть также приняты во внимание вопросы возможности реализации проектов НДТ в целом по отрасли с учетом сохранения текущего уровня эффективности и рентабельности производства в долго-, средне- и краткосрочной перспективе.

НДТ может быть признана экономически приемлемой на отраслевом уровне, если возможность ее реализации, с учетом общих финансовых затрат и экологических выгод, подтверждается в масштабе, достаточном для широкого внедрения в данной отрасли.

Для НДТ, требующих существенных инвестиционных капитальных вложений, должен быть определен разумный баланс между запросом гражданского общества на реализацию природоохранных мероприятий в целях снижения негативного воздействия на окружающую среду и инвестиционными возможностями оператора объекта. При этом ответственность за доказательство условий, по которым к процессу внедрения НДТ должен быть применен особый режим, несҰт оператор объекта.

2.3.2. Способы экономической оценки НДТ

С точки зрения прибыльности и экономичности инвестиции в НДТ оцениваются, как:

прибыльные – в случае получения дополнительных доходов от их реализации или экономии средств;

неприбыльные в доходной части, но допустимые с точки зрения текущего или будущего финансового состояния компании;

неприбыльные и недопустимые по своим финансовым затратам;

достигающие разумной экологической пользы по сравнению с затратами;

имеющие необоснованно высокие затраты по сравнению с достигнутым экологическим эффектом.

2.4. Соотношение затрат и ключевых показателей предприятия

Для определения целесообразности инвестиций в мероприятия по охране окружающей среды может быть проанализировано соотношение расходов на НДТ и ряда ключевых экономических результатов деятельности предприятия: валовый доход, оборот, операционная прибыль, себестоимость и др. (при доступности данных).

При данном анализе возможно применение шкалы справочных значений, полученных по данным анкетирования предприятий ЕС [48], ранжирующих такие соотношения на три категории:

приемлемые затраты – если инвестиции относительно малы по сравнению с ключевыми показателями и можно считать их приемлемыми без дальнейшего обсуждения;

обсуждаемые – средние затраты, когда затруднительно или невозможно дать четкую оценку целесообразности инвестиций;

неприемлемые затраты – если инвестиции чрезмерны по отношению к ключевым результатам деятельности предприятия.

Шкала значений определена Центром по НДТ Фламандского института технологических исследований в ходе разработки модели, по экономической оценке, НДТ. Данные для модели получены из специальной литературы, дополнены сведениями по конкретным компаниям и поставщикам. Проведено усреднение годовых отчетов по репрезентативной выборке компаний, бухгалтерский баланс такой "усредненной" компании использован для расчета необходимых экономических показателей и финансовых коэффициентов. Модель успешно использована в более чем в 10 отраслевых исследованиях НДТ, особенно в отраслях с однородной структурой и со значительным количеством компаний, где возможно определение "средней" компании, включая крупные/глобальные предприятия горно-металлургической и химической промышленности с длительным инвестиционным циклом.

Таблица 2.1. Ориентировочные справочные значения осуществимости инвестиций в охрану окружающей среды [56]

№ п/п	Соотношение затрат к ключевым показателям	Приемлемые	Обсуждаемые	Неприемлемые
1	2	3	4	5
1	Годовые затраты/оборот	<0,5 %	0,5 – 5 %	> 5 %
2	Годовые затраты/ операционная прибыль	<10 %	10 – 100 %	> 100 %
3	Годовые затраты/ добавленная стоимость	<2 %	2 – 50 %	> 50 %
4	Годовые затраты/ общие инвестиционные расходы на НДТ	<10 %	10 – 100 %	> 100 %
5	Годовые затраты/ годовой доход	<10 %	10 – 100 %	> 100 %

Шкала справочных значений позволяет быстро исключить технологии с явно высокими затратами или определить техники, затраты на внедрение которых можно считать осуществимыми без какого-либо дополнительного анализа.

Вместе с тем, ввиду большого интервала значений внутри категории "обсуждаемые", значительная часть осуществляемых природоохранных инвестиций может попасть в этот диапазон, что делает их слишком неопределенными для однозначного вывода об обоснованности инвестиций.

В этом случае целесообразность вложений должна оцениваться с учетом дополнительных отраслевых аспектов, таких, как период реализации проекта по внедрению НДТ, общий уровень инвестиций в охрану окружающей среды, текущая рыночная и финансовая ситуация и др.

В целом, шкала справочных затрат может рассматриваться как оценочный ориентир, применимый в некоторых случаях оценки НДТ, и использоваться для построения предприятием собственной шкалы значений с учетом своего финансово-экономического состояния, которые могут применяться при рассмотрении вопросов внедрения НДТ.

Также, при наличии данных о годовом объеме производства и доходах от реализации товарной продукции могут быть определены такие важные показатели экономической эффективности, как затраты предприятия на внедрение НДТ по отношению к единице произведенной продукции, то есть объем денежных средств, которые предприятие расходует на внедрение НДТ при производстве единицы продукции, а также прирост себестоимости на единицу продукции.

2.5. Прирост себестоимости на единицу продукции

Существенным фактором для определения применимости НДТ являются дополнительные затраты, которые несет предприятие при еҰ внедрении в текущий производственный процесс. Это увеличивает себестоимость продукции и снижает потенциал НДТ с точки зрения еҰ экономической эффективности.

Себестоимость производства единицы продукции определяется как отношение общих годовых денежных затрат на производство продукции к годовому физическому объему производства. Процентное соотношение общих годовых затрат на внедрение НДТ и производственной себестоимости выражает прирост затрат на производство с учетом дополнительных расходов предприятия на природоохранные мероприятия.

Например, при использовании ультрадисперсионной системы пылеподавления на участках дробления и грохочения угольного разреза, прирост себестоимости добычи 1 тонны угля в размере 5 405 тенге составит 12,44 тенге или 0,23 %, что представляется приемлемым с точки зрения эффективности инвестиций. При этом маржа по операциям с углем, предназначенным на коммунальные нужды и составляющим более трети (34,8 %) всего объема добычи, снизится на 0,18 % и немного меньше снизится по операциям с углем, поставляемым на внутренние нужды промышленности (13 %). Причем, маржинальность экспортных операций по углю (52,2 % всего объема добычи), ввиду кратного превышения мировых цен на уголь по сравнению с внутренними, практически не изменится и не повлияет на прибыльность компании.

2.6. Соотношение затрат и экологического результата

Для настоящего справочника основным способом экономической оценки НДТ определен анализ расходования денежных средств предприятия на внедрение НДТ и достигаемый экологический результат от еҰ внедрения в виде снижения/предотвращения эмиссии загрязняющих веществ и/или сокращения отходов. Соотношение данных величин определяет эффективность вложенных средств на единицу массы/объема сокращаемого загрязняющего вещества и/или отходов в годовом исчислении.

Эффективность затрат =	Общие годовые затраты
	Годовое сокращение эмиссии

Под годовыми затратами понимается сумма капитальных (инвестиционных) затрат (расходов) в годовом исчислении и операционных (эксплуатационных) расходов, распределенных по всему сроку службы рассматриваемой техники.

При расчете годовых затрат применяется формула:

где:

I0 - общие инвестиционные расходы в год приобретения,

OС - годовые чистые операционные расходы,

r - ставка дисконтирования,

n - ожидаемый срок службы.

Годовые затраты отражают объем инвестиций на проект внедрения НДТ с учетом временной стоимости капитала и сроком службы соответствующего оборудования.

Для правильного определения годовых затрат на НДТ должна быть применена согласованная ставка дисконтирования с учетом срока службы средозащитного оборудования, а также обеспечена достаточная детализация инвестиционных капитальных вложений и распределение по элементам эксплуатационных затрат.

Результат соотношения годовых затрат к достигнутому экологическому результату выражает объем денежных средств оператора НДТ в годовом исчислении, который расходуется на уменьшение эмиссии загрязняющего вещества на одну единицу массы/объема.

Сравнение полученных показателей соотношения затрат к достигнутому экологическому результату по различным техникам-кандидатам позволяет сделать вывод насколько экономически эффективна, с точки зрения денежных затрат предприятия на НДТ, та или иная техника-кандидат и, соответственно, принять решение об еҰ использовании или отказа от данной НДТ.

Как правило, перед внедрением НДТ планово-экономические/финансовые службы предприятия проводят технико-экономическое обоснование еҰ осуществимости. При этом применение НДТ может быть связано с большими затратами и не всегда приносить экономический эффект.

В качестве ориентировочных может быть приведен приемлемый уровень эффективности затрат мероприятий по сокращению выбросов на практике голландских предприятий, в которых пересчет в годовом исчислении производится с коэффициентом годового пересчета, как функции срока службы оборудования и ставки дисконтирования.

Таблица 2.2. Ориентировочные справочные затраты на внедрение технологии из расчета на единицу массы загрязняющего вещества

№ п/п	Загрязняющее вещество	Затраты, евро/1 кг снижения выбросов загрязняющих веществ
1	2	3
1	ЛОС	5
2	Пыль	2,5
3	Окислы азота (NO_X)	5
4	Диоксид серы (SO₂)	2,5

2.6.1. Платежи и штрафы за негативное воздействие на окружающую среду

При экономической оценке НДТ может оказаться полезным расчет платежей, подлежащих к выплате за негативное воздействие на окружающую среду в соответствии с налоговым законодательством РК и экологических штрафов, установленных Административным кодексом РК.

В настоящее время на государственном уровне приняты меры по стимулированию внедрения НДТ, в частности для предприятий, внедряющих НДТ, устанавливается нулевой коэффициент к ставкам платежей в бюджет, уплачиваемых за негативное воздействие на окружающую среду, и достигаемая экономия средств может стать решающим фактором для принятия решения о внедрении НДТ. Кроме того, с 2025 г., в целях активной реализации мер по защите окружающей среды и применения НДТ, к действующим ставкам платы за негативное воздействие на окружающую среду предприятиями I категории [49]будет применяться повышающий коэффициент 2 (двукратное увеличение платежей), с 2028г. – коэффициент 4 и с 2031г. – коэффициент 8.

Кроме ставок платежей, установленных налоговым законодательством на республиканском уровне, местные представительные органы (маслихаты) также имеют право повышать установленные ставки платы, за исключением выбросов загрязняющих веществ от сжигания попутного и/или природного газа в факелах, но не более, чем в 2 раза.

Порядок и ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду на основании соответствующего экологического разрешения регулируются налоговым законодательством РК [50].

Осуществление эмиссий без экологического разрешения на действующий объект, оказывающий негативное воздействие на окружающую среду, влечет штраф в размере десяти тысяч процентов от соответствующей ставки платы за негативное воздействие на окружающую среду в отношении превышенного количества загрязняющих веществ [51].

2.6.2. Расчет на установке

Процесс внедрения технологий по снижению содержания загрязняющих веществ, особенно на крупных промышленных предприятиях, часто является составной частью общего процесса модернизации или проведения комплексных мероприятий по повышению эффективности производства.

Для исключения влияния других инвестиционных и операционных расходов, которые оператор объекта несҰт в ходе своей обычной производственной деятельности или реализации других инвестиционных проектов, сведения о затратах на первичные и вторичные мероприятия по сокращению негативного воздействия на окружающую среду должны представлять только ту часть затрат, которую предприятие расходует на НДТ.

В таких условиях, для исключения влияния инвестиционных и операционных расходов, которые оператор объекта осуществляет в ходе реализации таких мероприятий, объективными данными, используемыми для определения НДТ, являются данные о расходах на природоохранное мероприятие на установке, то есть направленные исключительно на сокращение и/или предотвращение эмиссии загрязняющих веществ в окружающую среду на данном технологическом этапе или средозащитной установке.

В расчетах на установке в общую сумму затрат включается:

стоимость основной технологии/установки/оборудования и других необходимых компонентов, являющихся неотъемлемой частью НДТ;

стоимость дополнительных и вспомогательных пред/после очистных технологий/установок/оборудования и сооружений;

стоимость необходимых расходных материалов, сырья и реагентов, без которых применение НДТ невозможно технологически.

Расчет на установке исключает фактор неопределенности при классификации общих расходов оператора объекта по статьям затрат, а также позволяет сравнить затраты предприятия на альтернативные НДТ по сопоставимым показателям. Такой же принцип используется при расчете выгод НДТ.

Конкретные примеры расчетов по экономической оценке НДТ для каждой отрасли просчитываются в рамках технико-экономического обоснования (ТЭО).

3. Применяемые процессы: технологические, технические решения, используемые в настоящее время

3.1. Процессы производства чугуна и стали

Общая схема производства чугуна и стали включает коксохимическое производство, агломерационное производство, производство чугуна, производство стали и состоит из следующих основных технологических процессов и этапов:

1) производство офлюсованного доменного агломерата:

подготовка шихтовых материалов к агломерации;

дробление шихтовых материалов;

дозирование шихты, спекание агломерата;

охлаждение и обработка спека;

2) коксохимическое производство:

подготовка рядовых коксующихся углей к обогащению;

обогащение рядовых коксующихся углей;

коксование угольной шихты;

очистка коксового газа;

переработка каменноугольной смолы;

3) производство чугуна:

приемка сырья и топлива на доменные печи;

дозирование шихтовых материалов;

производство чугуна;

производство чушкового чугуна;

4) производство стали в конвертерах:

прием и подготовка материалов к плавке;

выплавка стали;

внепечная обработка стали;

разливка стали на МНЛЗ;

5) производство стали в электродуговых печах:

прием и подготовка материалов к плавке;

выплавка стали;

внепечная обработка стали;

разливка стали на МНЛЗ;

6) производство стали в индукционных печах:

прием и подготовка материалов к плавке;

расплавление шихты;

рафинирование;

выпуск плавки.

Производство карбида кальция включает процессы приема и подготовки шихты, выплавку карбида кальция и упаковку продукции.

Рисунок 3.1. Основные металлургические процессы и их взаимосвязи

Агломерационное и коксохимическое производства являются производителями основных компонентов для доменного производства – агломерата и кокса. Доменное производство специализируется на выпуске чугуна, который является полуфабрикатом для сталеплавильного производства и товарной продукцией первого передела. Сталь, получаемая в сталеплавильном производстве при продувке жидкого чугуна и металлолома технически чистым кислородом, разливается в непрерывнолитые слябы и слитки, которые в дальнейшем используются для производства проката, а также являются товарной продукцией второго передела.

3.1.1. Агломерация

Агломерация — это один из методов окускования, то есть превращение мелких руд и концентратов в кусковой материал — агломерат, применение которого улучшает ход металлургических процессов при производстве различных металлов из руд. Агломерация железорудного сырья используется для металлургического производства чугуна.

Продукт спекания (агломерации) - агломерат - представляет собой кусковой, пористый продукт черного цвета; упрощенно можно характеризовать его как спеченную руду или спеченный рудный концентрат.

Агломерат производят методом спекания железорудной шихты на ленточных машинах непрерывного действия – агломашинах. При агломерации удаляются некоторые вредные примеси (сера (S)), разлагаются карбонаты и получается кусковой пористый, к тому же офлюсованный материал. В зависимости от требований доменной плавки производят различные виды агломерата: неофлюсованный с естественной основностью, офлюсованный с основностью 1,0 – 1,2 по CaO/SiO₂, высокоофлюсованный с основностью 1,4 – 1,8, железофлюс с основностью 3,0 – 5,0, промывочный агломерат с основностью 0,4 – 0,7, марганцевый агломерат.

Рисунок 3.2. Технологическая схема производства агломерата

Агломерация железных руд методом просасывания заключается в спекании агломерационной шихты, состоящей из смешанных мелких руд железосодержащего концентрата, железосодержащих добавок, дробленого известняка и измельченного твердого топлива, которые предварительно смешивают, увлажняют и окомковывают до образования гранулированной зернистой структуры. Полученную гранулированную (окомкованную) шихту загружают на колосниковую решетку спекательных тележек-паллет агломерационной машины ленточного типа. Под паллетами создают разрежение 700 – 1100 мм вод. ст. для просасывания через окомкованную газопроницаемую шихту наружного воздуха. Сразу после загрузки шихты паллеты поступают под зажигательный горн, где под воздействием интенсивного горения газового топлива в горелках поверхность шихты нагревается до температуры 1100 – 1200 °C, твердое топливо воспламеняется и горит в атмосфере просасываемого воздуха. По мере выгорания твердого топлива зона горения высотой около 20 мм продвигается от поверхности шихты вниз до колосниковой решетки со скоростью 20 – 30 мм/мин. В зависимости от расхода твердого топлива и состава компонентов аглошихты температура в зоне горения топлива достигает 1250 – 1450 °C. По высоте слоя спекаемой шихты образуются характерные зоны – готового агломерата, горения, подготовки, сушки и переувлажнения.

В ходе процесса, образовавшиеся зоны перемещаются вниз к колосникам паллеты. Спекание длится 8 – 12 мин и заканчивается при достижении зоны готового агломерата колосников паллеты. При спекании агломерационной шихты сначала происходит термическое разложение гидратных соединений оксидов, карбонатных соединений рудной части и флюсов, затем происходит оплавление частиц шихты в зоне горения топлива. В высокотемпературной зоне происходит окисление сернистых соединений шихтовых материалов с их удалением в газовую фазу в виде SOx (диоксид серы (SO₂) – 80 % и SO₃– 20 %). С отходящими газами также удаляются образующиеся в процессе горения твердого топлива оксиды углерода и азота в виде СО, СО₂и NOx (NO, NO₂). Формирование готового агломерата происходит при охлаждении и кристаллизации образовавшегося из легкоплавких соединений расплава в пористую массу – агломерат.

Кроме рудного сырья, в агломерационную шихту добавляют оборотный возврат агломерата фракции менее 5 мм, различные добавки: окалину прокатных цехов, колошниковую пыль доменных печей, уловленную в циклонах или электрофильтрах сухую пыль, обезвоженные и высушенные шламы мокрой газоочистки и пр. Приход вредных веществ в аглошихту, например, оксид фосфора (P₂O₅), оксид цинка (ZnO) и R₂O, контролируют (где R – щелочные металлы: натрий (Na), калий (K)). При производстве офлюсованного агломерата необходимым компонентом являются флюсы – известняк и доломит – для обеспечения необходимого химического состава шлака в доменной печи. Основным видом твердого топлива при спекании агломерационной шихты служит коксовая мелочь. Возможно применение заменителей – антрацита и тощих углей с небольшим количеством летучих веществ.

Мелкие руды, тонкоизмельченные концентраты, железосодержащие отходы производства поступают на накопительный или усреднительный склад агломерационного производства. Кусковые флюсы, известняк и доломит измельчают, как правило, в молотковых или роторных дробилках, иногда в стержневых мельницах до крупности 0 – 3 мм. Твердое топливо дробят в четырехвалковых дробилках также до крупности 0 – 3 мм. Все шихтовые компоненты поступают в бункеры шихтового отделения, где их в нужном соотношении весодозаторами дозируют на сборный ленточный конвейер. Далее шихта направляется в смеситель барабанного типа для первичного смешивания, куда также подают горячий возврат для подогрева шихты, если работают по схеме с его выделением. Для устранения зоны переувлажнения при спекании шихту в барабане-окомкователе нагревают острым паром или сжиганием газа до температуры 55 – 65 °C. После окомкования (грануляции) шихты ее укладывают на спекательные тележки-паллеты слоем высотой от 200 до 650 мм в зависимости от качества окомкования, конструкции машины и состояния оборудования – газоотводящего тракта и эксгаустера. Полученный пирог спеченного агломерата дробят, охлаждают, отсевают от него фракцию менее 5 мм. Для постели выделяют фракцию 8 – 15 мм. При работе с горячим возвратом фракцию с частицами неспекшейся шихты и кусочками агломерата менее 5 мм выделяют на грохотах после валковой дробилки горячего агломерата перед охладителем. Годный агломерат крупностью более 5 мм отправляют в доменный цех. Основными требованиями к качеству агломерата являются: - прочность на удар и истирание; - минимальное количество фракции менее 5 мм; - стабильность гранулометрического состава; - стабильность химического состава, в том числе по содержанию оксидов железа. Содержание железа и основность агломерата по CaO/SiO₂или по (CaO + MgO)/SiO₂на предприятиях регламентируют в зависимости от химического состава, поступающего сырья на агломерационное производство, а также от состава всех компонентов доменной шихты. Основность агломерата устанавливают такой, чтобы основности первичного и конечного доменного шлаков обеспечивали удовлетворительную его жидкотекучесть в течение доменной плавки и при выпуске продуктов плавки из печи, а также требуемое содержание серы в чугуне.

3.1.1.1. Подготовка шихтовых материалов к агломерации

На современных агломерационных производствах каждый вид поступающего сырья складируют в отдельный штабель.

Флюсы и твердое топливо вводят в шихтовом отделении аглофабрики при дозировании компонентов на сборный ленточный конвейер. От качества усреднения шихты на усреднительном складе и точности дозирования отдельных компонентов в шихтовом отделении зависит стабильность качества агломерата по химическому составу, прочности и восстановимости. Стабильность показателей качества агломерата существенно влияет на ровность хода доменных печей, удельный расход кокса и производительность.

На металлургических предприятиях существуют различные схемы и технологии приема и складирования компонентов шихты. Выгрузка сырья из вагонов осуществляется посредством роторных или передвижных вагоноопрокидывателей. При поступлении в зимнее время смерзшихся грузов вагоны перед выгрузкой предварительно нагревают в специальных гаражах размораживания. Открытые штабели формируют рудно-грейферными перегружателями или саморазгружающейся тележкой-конвейером всей длине штабеля. Для усреднения поступающих партий сырья его забор производят грейферным краном или экскаватором с одного торца вразрез штабеля.

К примеру, на предприятии 1 вагоны с шихтовыми материалами (рудами, концентратами, окатышами и флюсами) разгружаются на трех стационарных роторных вагоноопрокидывателях на склады дробильно-сортировочной фабрики. Со склада шихтовые материалы (руды и флюсы) подаются ленточными конвейерами в бункера корпусов дробления руды и корпуса дробления известняка

На современных агломерационных производствах для формирования штабелей на усреднительных складах применяют одно- или двухконсольные штабелеукладчики, роторные заборно-усреднительные машины, обеспечивающие высокое качество усреднения сырья.

Усреднительная установка при движении с торца штабеля зубьями разрыхлителя (реклеймера) срезает слой материала, который ссыпается вниз и подбирается ковшами роторов. Процессы укладки сырья в штабели и отгрузки управляются с помощью АСУ, все механизмы работают в атоматизированном режиме. Использование закрытых складов сырья предпочтительно по условиям охраны окружающей среды от тонкодисперсной пыли. С усреднительного склада материал через бункера погружается на ленточный конвейер для транспортировки в шихтовое отделение аглофабрики.

3.1.1.2. Дробление шихтовых материалов

Для повышения качества агломерата агломерационная шихта не должна содержать рудных частиц крупностью > 8 мм и известняка > 3 мм, так как частицы более 8 мм за время прохождения зоны высоких температур высотой 20 – 30 мм не успевают усвоиться расплавом.

При производстве офлюсованного агломерата в качестве флюса используют известняк и доломит. Подготовка флюсов заключается в измельчении известняка до крупности менее 3 мм. Такой размер частиц флюса позволяет им в процессе спекания полностью декарбонизироваться и усвоиться расплавом. По техническим условиям большинства агломерационных производств содержание фракции 0 – 3 мм должно составлять не менее 95 %. Измельчение известняка производят в основном молотковыми дробилками. Иногда применяют дробилки роторного типа или стержневые мельницы. Для отсева из дробленого известняка фракции более 3 мм используют вибрационные грохоты. Крупную фракцию направляют на повторное измельчение. Для интенсификации агломерационного процесса и улучшения качества агломерата на некоторых аглофабриках используют известь. Предпочтительно известь вводить в железорудный концентрат при его поступлении на приемно-усреднительный склад. Это препятствует смерзанию влажного концентрата зимой и обеспечивает лучшее окомкование аглошихты.

При наличии в шихтовом отделении печи кипящего слоя или конвейерной машины небольшой площади для обжига извести возможна подача свежеобожженной извести поверх агломерационной шихты на сборном ленточном конвейере. Далее агломерационная шихта со свежеобожженной известью поступает в первичный смесительный барабан, затем в барабан-окомкователь. Свежеобожженная известь, поданная в аглошихту, значительно улучшает окомкование и газопроницаемость шихты, что позволяет повысить высоту спекаемого слоя, улучшить качество агломерата и повысить производительность агломашины.

Твердое топливо, используемое для спекания агломерационной шихты, должно иметь содержание фракции 0 – 3 мм не менее 95 %. В качестве твердого топлива используют коксовую мелочь. Ее получают дроблением отсева мелкой фракции от крупного кокса в доменном и коксохимическом цехах. При недостатке коксовой мелочи дополнительно используют антрацит или тощие угли с низким содержанием летучих веществ.

Все подготовленные компоненты агломерационной шихты – аглоруда, железорудные концентраты, окалина, колошниковая пыль, железосодержащие добавки, флюсы, твердое топливо – загружают в бункеры шихтового отделения аглофабрики. В шихтовом отделении имеются две технологические линии с одинаковыми бункерами и всеми компонентами агломерационной шихты. Бункеры оборудованы ленточными весовыми дозаторами, с помощью которых компоненты шихты дозируют в нужном соотношении на сборный ленточный конвейер. Управление дозированием компонентов агломерационной шихты и работой всех ленточных конвейеров производят из диспетчерского пункта, оборудованного необходимыми информационными системами о работе всего основного оборудования аглофабрики. Для обеспечения стабильности химического состава аглошихты на конвейере в шихтовом отделении до дозировки флюсов применяют оборудование для онлайн контроля в потоке на конвейере содержания диоксида кремния (SiО₂), оксида кальция (CaO), железа (Fe) и др. элементов; полученная информация передается в АСУТП шихтового отделения и автоматически регулируется дозировка смеси флюсов. Смешивание и окомкование (гранулирование) компонентов аглошихты производят во вращающихся барабанах, как правило, в две стадии. На первой стадии весь поток сдозированной аглошихты поступает в барабан-смеситель, где смешивается с подаваемым в него горячим возвратом (если работают с его выделением), и частично увлажняется. После этого аглошихта поступает в спекательное отделение в приемный бункер агломашины. Из приемного бункера агломашины смешанную с возвратом шихту подают в барабан-окомкователь для ее озернения в виде небольших гранул полидисперсного состава. Смесительные барабаны установлены на специальных металлических или резиновых катках под углом к горизонту 1,2 – 2,2 °С, с частотой вращения 5 – 9,5 об/мин, что обеспечивает перемешивание и перемещение шихты от загрузочного конца к разгрузочному. В барабане-окомкователе на пересыпающуюся шихту подают воду для образования гранулированной структуры шихты. Вода обеспечивает сцепление тонкодисперсных минеральных частиц с образованием при перекатывании шихты гранулированной структуры полидисперсного состава. Капиллярные силы удерживают образовавшиеся комочки шихты от разрушения. Оптимальная влажность окомкованной шихты зависит от удельной поверхности шихтовых материалов и свойств поверхности частиц компонентов шихты. Для различного состава шихт оптимальная влажность может изменяться от 5,5 % до 9,5 %. Чем лучше окомкована шихта, тем выше газопроницаемость слоя шихты после ее укладки на паллеты агломашины, тем лучше идет спекание агломерата методом просасывания. На газопроницаемость слоя шихты при спекании агломерата оказывает влияние температура шихты, так как при температуре шихты 50 – 65 °C при просасывании газов в процессе спекания уменьшается явление конденсации влаги в нижележащих слоях, что устраняет разрушение гранул при их переувлажнении. Подогрев шихты осуществляется различными приемами:

вводом горячего возврата на стадии первичного смешивания;

подачей пара в барабан-окомкователь;

факелом при сжигании газа.

Таким образом, на первой стадии смешивания получают более однородный химический состав шихты в отдельных разовых пробах шихты, а на второй – получают окомкованную (гранулированную) газопроницаемую шихту для спекания на аглоленте.

К примеру, дробление рудной смеси на предприятии 1 осуществляется в корпусе дробления руды ДСФ, которая имеет три технологических корпуса (первый и второй приемы дробления руды и корпус сортировки). После дробления готовая рудная смесь по конвейерам подаҰтся в бункера шихтового отделения агломерационного цеха. Дробление комбинированного флюса производится на дробилках, работающих в замкнутом цикле с грохотами с ячейкой сита 4×4 мм. После дробления флюсы по конвейерам подаются в бункера шихтового отделения агломерационного цеха.

Предварительное дробление топлива до фракции менее 20 мм на дробилках КМДТ-1750; отсев годного (фракция менее 3 мм) перед загрузкой твердого топлива в бункера корпуса измельчения топлива; измельчение твердого топлива на четырехвалковых дробилках типа ДЧ 900×700 до фракции менее 3 мм. После дробления топливо по конвейерам подаҰтся в бункера шихтового отделения агломерационного цеха.

3.1.1.3. Дозирование шихты, спекание агломерата

Из барабана-окомкователя шихта поступает в загрузочное устройство, состоящее из загрузочной воронки, барабанного питателя с шибером и загрузочного лотка. Для равномерного распределения шихты применяют челноковый ленточный распределитель.

На предприятии 1 шихтовое отделение агломерационного цеха включает в себя три ряда бункеров, по 21 в каждом ряду (цепочке). Назначение дозировки - составление в соответствии с расчетом агломерационной шихты, обеспечивающей производительную работу агломашин и получение постоянного по химическому составу и свойствам агломерата, соответствующего требованиям технических условий. Качество дозировки оценивается по стабильности химического состава агломерата. Для этого ИВЦ АСУ ТП определяет СКО химического состава агломерата по контролируемым компонентам от их заданного (базового значения) и обобщенный показатель качества, который учитывает ровность агломерата по основности и содержанию желез. Основной операцией дозировки является заданная, с наименьшей ошибкой, весовая выдача материалов из бункеров на сборный конвейер. Выдача материалов из бункеров производится весовыми дозаторами с контролем дозируемой массы весоизмерителем. Работа весодозирующих средств осуществляется системой АСУ ТП дозирования.

Шихту укладывают на колосниковую решетку паллет конвейерной ленточной агломерационной машины. На колосниковую решетку сначала укладывают так называемую защитную "постель", состоящую из возврата крупностью 8 – 15 мм высотой слоя 30 – 50 мм. Это предотвращает припекание пирога готового агломерата к колосникам, уменьшает разгар колосников с увеличением живого сечения колосниковой решетки, а также уменьшает просыпание и вынос мелких частиц шихты. Постель выделяют из готового агломерата. На аглофабриках, где нет выделения постели, защитный слой создают из наиболее крупных комочков шихты за счет естественной сегрегации при поступлении шихты из барабанного питателя на наклонный загрузочный лоток. Загрузочный лоток регулирует высоту слоя по ширине аглоленты. Высота слоя спекаемой шихты может быть от 200 до 650 мм.

Спекание шихты в агломерат на конвейерной ленточной агломерационной машине (рисунок 3.3.) состоит из трех этапов:

зажигание под зажигательным горном верхнего слоя уложенной шихты;

спекание аглошихты в пористый пирог в зоне горения твердого топлива;

охлаждение готового агломерата просасываемым воздухом по мере перемещения зоны горения топлива к колосникам паллет.

Рисунок 3.3. Агломерационная лента

3.1.1.4. Охлаждение и обработка спека

Сошедший с паллет агломерат разрушают одновалковой или щековой дробилкой на куски размером менее 80 – 100 мм. От общей массы готового агломерата на вибрационном грохоте отсевают возврат крупностью менее 5 мм, который горячим сразу идет в аглошихту для ее подогрева или на предварительное охлаждение перед подачей в шихту. Технология агломерации с охлаждением возврата обеспечивает меньшую запыленность и лучшие условия труда. Горячий агломерат поступает на охлаждение в специальные охладители.

После охлаждения агломерат рассевают на фракции. Фракция 0 – 5 мм поступает в возврат. Часть фракции 8 – 15 мм направляется для создания постели на паллетах перед укладкой окомкованной шихты. Годный агломерат крупностью более 5 мм отправляют по конвейерам или в агловозах в доменный цех.

На предприятии 1 охлаждение до температуры 100 °С осуществляется на прямолинейных охладителях ОП5-315 путем продува воздуха через слой агломерата, подаваемого шестью вентиляторами типа ВДН-24П (каждый производительностью 260 000 м³/ч.), равномерно по длине и ширине охладителя (рисунок 3.4.).

Рисунок 3.4. Охладитель агломерата

После охлаждения агломерат подвергается грохочению на самобалансовом грохоте ГСТ-81 с размером щели на решетках 12 (15) мм. Каждая машина оборудована двумя грохотами, из которых один находится в работе, другой - в резерве. Годный кондиционный агломерат фракцией более 5 мм по конвейерам подаҰтся в бункера доменного цеха. После охлаждения и сортировки агломерата, образовавшийся продукт крупностью менее 12 мм вместе с просыпью из-под охладителя конвейерным трактом подается в корпус выделения постели (КВП), в котором имеется четыре бункера емкостью 180 т каждый. На самобалансных грохотах (производительность по исходному продукту - 200 т/ч) происходит разделение материала на возврат и постель. Далее конвейерными трактами оба продукта подаются в бункера соответственно возврата шихтового отделения и постели аглокорпуса. При транспортировке возврата в шихтовое отделение на его нагрузку поступает, просыпь с пластинчатого конвейера и пыль, уловленная в пылевых камерах коллекторов агломашин.

Горячие газы, получающиеся при спекании агломерата, отсасываются нагнетателем (эксгаустером) через вакуум-камеры, газовый коллектор, систему пылеочистки и выбрасываются в дымовую трубу.

3.1.1.5. Энергоэффективность, факторы воздействия на окружающую среду

Агломерационное производство металлургических предприятий располагает потенциалом вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) в виде тепла воздуха после охлаждения агломерата, и отходящих агломерационных газов.

Удельная выработка ВЭР при использовании тепла воздуха, охлаждающего агломерат, составляет по достигнутым за рубежом данным [71] 460 МДж, а при использовании отходящих агломерационных газов – примерно 146 Мдж/т агломерата.

Системы утилизации тепла с выработкой пара и электроэнергии нашли применение в Японии и ряде других стан. Выполненный проект утилизации тепла воздуха охладителей агломерата для условий Западно-Сибирского металлургического комбината показал, что его внедрение позволит полностью обеспечить теплоснабжение бытовых помещений и, кроме того, вырабатывать не менее 5 – 8 МВт электроэнергии.

Воздействие на атмосферу

По всей технологической цепочке производства агломерата в местах выгрузки сырья, складирования, подготовки компонентов шихты на различном оборудовании, спекании агломерата, транспортировки отходов производства и готовой продукции имеют место организованные и неорганизованные выбросы (эмиссии) загрязняющих веществ в виде пыли, газов, образование отходов, образование сточных вод.

На рисунке 3.5 представлена технологическая схема агломерационного процесса с указанием материальных потоков и мест выделения эмиссий, образования отходов.

Рисунок 3.5. Технологическая схема агломерационного процесса с указанием материальных потоков и мест выделения эмиссий

При производстве агломерата имеют место неорганизованные и организованные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ с твҰрдыми – углерод (С), оксиды железа (Fe2O3, FeO), кремния (SiO2), кальция (CaO), магния (MgO), аллюминия (Al2O3), марганца (MnO), бенз(а)пирен; и газообразными компонентами: окислы азота (NO2, NO), диоксид серы (SO2), оксид углерода (CO), диоксид углерода (CO2).

На рисунке 3.6. представлены показатели удельных выбросов маркерных загрязняющих веществ на 1 тонну агломерата за 2015 – 2019 гг. по предприятию 1.

Рисунок 3.6. Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ агломерационного производства

Основной причиной изменения выбросов является состав поступающих сырьевых материалов.

В таблице 3.1. приведены значения концентраций маркерных загрязняющих веществ при производстве агломерата (предприятие 1).

Таблица 3.1. Маркерные вещества и их концентрация

№ п/п	Наименование ЗВ	Концентрация, мг/м³
1	2	3
1	Пыль	165
2	Диоксид серы (SO₂)	2271
3	NO_Х	272

На казахстанских предприятиях применяются следующие меры по предотвращению и снижению выбросов в атмосферу с агломерационных установок:

обеспечение частичной или полной рециркуляции отходящих газов агломерационной установки в соответствии с качеством и производительностью системы агломерации;

использование импульсных систем электростатических пылеуловителей отдельно или в комплексе с рукавными фильтрами или обеспечение предварительного пылеудаления (с помощью циклонов) в дополнение к мокрым скрубберам высокого давления для очистки отработанных газов от пыли. Присутствие тонкой пыли, состоящей преимущественно из хлоридов щелочных металлов и свинца, может снизить эффективность электрофильтров;

обеспечение стабильного состав поставляемых компонентов шихты, для сведения к минимуму компонентов, которые могут увеличить концентрации загрязняющих веществ в отходящих газах (например, сведение к минимуму содержания серы в топливе поможет значительно сократить выбросы диоксид серы (SO₂));

добавление поглотителей, таких как гидроксид кальция (Ca(OH)₂), оксид кальция (CaO) или летучая зола с высоким содержанием оксида кальция (CaO), впрыскиваемых на выходе отработанных газов перед фильтрованием;

установка систем мокрых скрубберов для очистки газа в специальных системах сбора и удаления пыли.

Водопотребление, водоотведение и воздействие на поверхностные и подземные воды

Водоснабжение аглоцехов осуществляется повторно посредством оборотного водоснабжения. Повторно используемая вода обеспечивает охлаждение агломашин, маслоохладителей эксгаустеров, гидроуплотнение оборудования. Сброс сточных вод осуществляется в пруды-охладители. Оборотная осветленная вода используется на всех участках аглопроизводства: в корпусах дробления, дозировки и усреднения шихты на аспирацию запыленного воздуха и гидротранспорт уловленной пыли, и при гидроуборке. Все образующиеся шламовые воды направляются на участки переработки шламов. Обезвоженный шлам передается на приемные бункеры шихты с последующей утилизацией в агломерационном производстве.

В агломерационном цехе имеются значительные потери и безвозвратное потребление воды, связанные с увлажнением шихты, гидрообеспыливанием, гидросмывом ленточных конвейеров и т.д. В таблице 3.2. представлены показатели водопоребления для предприятия 1 при производстве агломерата 5561,8 тысяч тонн.

Таблица 3.2. Водопотребление, повторное использование при производстве агломерата

№ п/п	Наименование	Показатели
1	2	3
1	Безвозвратное потребление, тысяч м³в год, из них	580,4
1.1	- техническая вода	480,42
1.2	- хозпитьевая вода	97,98
3	Возврат в оборотный цикл, тысяч м³в год	15 152,48
4	Безвозвратные потери, тысяч м³в год, из них:	37,54
4.1	- техническая вода	-
4.2	- хозпитьевая вода	37,54
5	Водоотведение, тысяч м³в год	1 341,41

Предприятия РК поддерживают замкнутые циклы в агломерационном производстве. Водозабор осуществляется только в случаях значительных безвозвратных потерь.

Агломерационное производство располагается на специально оборудованных площадках, сам процесс непосредственно располагается в специальных цехах и зданиях, территория вокруг чаще всего имеет асфальтированное или бетонное покрытие, непосредственного воздействия с почвенным покровом нет, все смывы с поверхности имеют организованный сбор.

Сброс сточных вод на рельеф или почвенный покров, в подземные пространства не производиться, все пруды-охладители имеют техническое обустройство для предотвращения взаимодействия с окружающей средой.

Образование отходов аглопроизводства

В процессе производства агломерата образуются отходы: просыпь шихтовых материалов, пыль и шламы газоочисток с различных участков, отходы футеровок при ремонтах зажигательных горнов, резиновые транспортҰрные ленты, отходы строительных материалов, стекла, отходы кабельной продукции и резинотехнических изделий.

Аглоотсев — это не кондиционный агломерат (фракции - 5 мм) полученный после технологической операции дробления и вторичного грохочения. Возвращается, дозируется и смешивается с шихтой на сборном конвейере, перед загрузкой в доменную печь. После чего агломерат подвергается вторичному грохочению и разделяется на три класса по крупности: фракции - 5мм - отправляется на возврат. Максимальный объем образования по предприятию 1 составляет 664 294 тонн – 100 % возвращено в производствный цикл.

Аглошлам, образуется в результате очистки агломерационных газов и с аспирационных установок аглопроизводства. Уловленная пыль после газоочисток зон спекания и охлаждения, системой гидросмыва направляется на участок переработки шламов в отстойники. После обезвоживания шлам по конвейерам возвращается в производство, а оборотная вода поступает в оборотный цикл для очистки агломервационных газов и на аспирационные установки. При уборке конвейеров аглошлам накапливается на 4 огороженных бетонными блоками площадках, по мере накопления аглошлам от уборки конвейеров возвращается в производство. Максимальный объем образования по предприятию 1 составляет 56 541,874 тонн – 100 % использовано повторно.

Отходы резины образуются в результате износа конвейерной транспортерной ленты, по мере накопления отходы частично могут использоваться повторно на собственные нужды предприятия (в качестве уплотнителей и др.), неиспользуемые вывозятся на специализированные площадки.

Отходы футеровки, образуются при периодических ремонтах и обслуживании зажигательных горнов, и представлены ломом огнеупорных материалов, состоящих из кремнезема, магнезита и окиси железа. По мере образования отходы футеровки накапливаются на специально отведенных участках внутри цеха. По мере накопления вывозятся на отвал сталеплавильных шлаков.

Физические воздействия

При производстве агломерата вредными производственными факторами являются:

повышенное напряжение в электрической цепи свыше 50 В;

движущиеся машины и механизмы;

подвижные части производственного оборудования;

повышенная температура поверхности оборудования и материалов;

расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли;

повышенный уровень инфракрасного излучения свыше 140 Вт/м²;

повышенный уровень производственного шума на рабочем месте свыше 80 дБ;

повышенная загазованность и запылҰнность неорганической пылью (ПДК оксида углерода (CO) – 20 мг/м³, неорганической пыли – 6 мг/м³).

3.1.2. Коксохимическое производство

Кокс представляет собой спекшуюся углеродную массу, содержание углерода (C) 82 – 89 %, зольность 10 – 12 %. Кокс является основным восстановительным агентом, опорным материалом и фильтрующей матрицей в доменной печи, применяется в производстве ферросплавов, производстве электродов в цветной металлургии, химической промышленности.

Кокс получают в процессе пиролиза угля, который заключается в нагреве угля до высоких температур без доступа воздуха. В отопительных простенках коксовой батареи между печными камерами сгорает газовое топливо. Температура дымовых газов составляет 1150 – 1350 °C, что обеспечивает непрямой нагрев угля до температуры 1000 – 1100 °C. В течение 14 – 24 ч в результате нагрева получают кокс, а сам процесс называют коксованием (карбонизацией). Образующийся при работе печей коксовый газ подвергают охлаждению и очистке от смолистых веществ и бензольных углеводородов. Эти процессы сопровождаются улавливанием и получением ценных химических продуктов. Традиционный способ производства кокса - в камерных печах, объединенных в коксовые батареи.

Только некоторые типы углей, обладающие необходимыми пластическими свойствами, пригодны для производства кокса. Сырьевой базой для коксохимического производства являются угли различных угольных бассейнов, обогащенные на фабриках или сортированные с шахт и разрезов.

3.1.2.1. Подготовка рядовых коксующихся углей к обогащению

Подготовка угольной шихты проводится в УПЦ. УПЦ предназначен для приема, хранения, усреднения и измельчения углей, дозирования компонентов угольной шихты и обеспечения готовой шихтой заданного качества коксовых цехов.

Технологическая схема подготовки углей к коксованию включает:

гаражи размораживания углей;

вагоноопрокидыватели;

открытый или ЗСУ;

отделение предварительного дробления;

дозировочное отделение;

отделение окончательного дробления;

оборудование и сооружения для транспортировки угля и шихты (перегрузочные станции с ленточными конвейерами);

угольные башни коксовых батарей.

На предприятии 1 поступающие вагоны с угольным сырьем разгружаются на трех стационарных роторных вагоноопрокидывателях в углеприемные ямы, из которых уголь подается транспортерами на ЗСУ через отделение предварительного дробления (ОПД), угольный концентрат подается в дозировочное отделение или на открытый склад. Производительность каждого вагоноопрокидывателя при выгрузке вагонов в зависимости от условий выгрузки и времени года составляет от 6 до 15 вагонов в час.

В зимнее время производится разогрев вагонов с угольным сырьем. Теплоносителем для разогрева угольного сырья в железнодорожных вагонах в камерах гаража размораживания служат дымовые газы, получаемые от сжигания коксового газа в топках печей. Продукты горения нагнетаются в камеры гаража через патрубки распределительных металлических боровов, проходящих вдоль стен гаража. По всасывающим трубопроводам 80 % газов из гаража размораживания возвращаются обратно на рециркуляцию в смесительные камеры топок, где, смешиваясь с продуктами горения газа, вновь подаются дымососами в камеры разогрева гаража. Остальная часть отводится в атмосферу через вытяжные трубы, расположенные на крыше камер гаража.

Хранение угля осуществляется в ЗСУ. В закрытом складе совмещаются функции хранения, усреднения и дозирования углей в одном сооружении. Хранение концентрата осуществляется в дозировочном отделении и на открытом складе. В дозировочном отделении совмещаются функции хранения, усреднения и дозирования концентрата в одном сооружении. Открытый склад представляет собой открытую площадку, на котором концентрат усредняется путем послойной укладки их в штабеля и забора на производство вразрез уложенным слоям с помощью бульдозера.

Предварительное дробление углей производится барабанными дробилками в отделении предварительного дробления, в которых уголь измельчается до размеров кусков 80 – 100 мм и удаляются посторонние крупногабаритные предметы и куски породы. Отходы угля из барабанных дробилок складируются в приемные бункера, откуда по мере накопления выгружаются и вывозятся автотранспортом. После предварительного дробления уголь по системе конвейеров подается в силоса закрытого склада угля и распределяется по силосам в зависимости от марки угля. Концентрат с открытого склада по системе конвейеров подается в дозировочное отделение. Подготовка шихты на коксование заданного состава происходит путем дозирования концентрата разных марок из бункеров дозировочного отделения на ленточные питатели, подачи его на сборные конвейеры, по которым шихта подается на измельчение и смешивание в молотковые дробилки отделения окончательного дробления и затем распределяется на угольные башни коксовых батарей.

3.1.2.2. Обогащение рядовых коксующихся углей

Обогащение коксующего угля класса 2,0 – 100 мм осуществляется при помощи гравитации с применением технической воды и воздуха в отсадочных машинах с площадью отсадки 18 мм² (ОМ-18), обогащение коксующего угля класса 0 – 2,0 мм - при помощи гравитации с применением технической воды, обогащение коксующего угля класса 0 – 0,5 мм - при помощи воздуха и реагентов (нефтепродуктов) в механических флотационных машинах с камерами вместимостью 6,3 м²(ФМУ6,3).

3.1.2.3. Коксование угольной шихты

Процесс производства кокса включает в себя следующие технологические операции: загрузка камер коксования угольной шихтой; нагрев угольной шихты без доступа воздуха до заданных температур за установленный период времени в коксовых печах; отвод и охлаждения прямого коксового газа из камер коксования; выдача готового кокса из печей; тушение кокса; сортировка кокса на фракции; транспортировка коксовой продукции в доменный цех или отгрузка кокса потребителям.

Выдача кокса и загрузка печей ведется по цикличному графику. Промежуток времени от загрузки печи до выдачи кокса называют периодом коксования. Период коксования с прибавкой времени на операции по загрузке шихты и выдаче кокса называют временем оборота печей или оборотом печей. В состав коксовых цехов входят коксовые батареи со вспомогательными и обслуживающими устройствами и сооружениями, обычно объединенные в блоки из двух батарей; угольные башни; коксовые машины; тушильные башни для мокрого тушения кокса с насосами и отстойниками; коксовые рампы с транспортерами для подачи кокса на сортировку; коксосортировка с устройствами для рассева кокса, подачи его в доменный цех или в железнодорожные вагоны с бункерами для промежуточного накопления.

Печь (камера коксования) является рабочим пространством, в котором происходит процесс коксования. С машинной и коксовой сторон камера коксования закрывается дверьми с огнеупорной футеровкой. В перекрытии камеры имеются отверстия для загрузки ее угольной шихтой и отверстия для выхода коксового газа. В настоящее время печи, объединенные в батареи, имеют длину 12 – 17 м, высоту 4 – 7 м и ширину 0,3 – 0,6 м. Между печами размещаются отопительные простенки – стены камеры с вертикальными обогревательными каналами, в которых происходит сжигание отопительного газа. Подаваемый в отопительные простенки воздух подогревается в регенераторах с помощью горячих отходящих газов; утилизация вторичного тепла дает возможность повышения температуры в печи. Батареи могут включать до 77 печей, каждая печь в батарее вмещает до 30 – 40 т угля.

Обогрев батарей осуществляется коксовым газом или смесью коксового (вариант – природного) и доменного газов. Дымовые газы отводятся в борова и затем через дымовую трубу батареи выбрасываются в атмосферу. При нагревании угля выделяется коксовый газ, создавая в печи повышенное давление. Для предотвращения газовыделения (газования) в период коксования и обеспечения необходимой герметичности камер производится уплотнение дверей, крышек загрузочных люков и стояков. Для предотвращения выбросов через неплотности дверей камер применяются уплотнения, в основном "железо по железу". Крышки загрузочных люков уплотняются специальным раствором для предотвращения выделений загрязняющих веществ (продукты пиролиза угля) через неплотности. Крышки стояков оборудуются гидравлическими или пневматическими уплотнениями. Повышенное давление газа в печных камерах может привести к перетоку (прососам) коксового газа в отопительные простенки через неплотности кладки печей. При наличии прососов органические вещества, содержащиеся в сыром коксовом газе, при недостатке кислорода возгоняются с образованием сажевых частиц. Проведение регулярных ремонтов огнеупорной кладки позволяет предотвратить прососы и снизить выбросы сажи из дымовых труб коксовых батарей. Летучие продукты коксования (прямой коксовый газ) отводятся из камеры через газовые люки, на которых установлены стояки, в газосборники и далее по трубопроводу на переработку в цеха улавливания. В газосборниках газ охлаждается путем орошения его надсмольной водой, подаваемой через специальные форсунки. По мере охлаждения газа в газопроводах и охлаждающей аппаратуре образуется газовый конденсат. В местах его скопления устанавливаются конденсатоотводчики, через которые конденсат непрерывно вытекает в соответствующие сборники, из которых после отстаивания направляется в фенольную канализацию.

На предприятии 2 используются квадратные печи типа SJ сухой перегонки при низкой температуре производительностью 50 тысяч тонн в год со следующими параметрами: емкость камеры пиролиза: 105 м³; время пиролиза (сухой перегонки) при низкой температуре: время нахождения кускового угля в камере находится в прямой зависимости от скорости выгрузки спецкокса; срок службы огнеупорной футеровки печи - 10 лет.

Химизм процесса пиролиза угля в коксовых печах включает следующие стадии:

при температуре до 200 °С происходит выделение паров воды;

в интервале температур с 350 до 600 – 750 °С происходит выделение летучих веществ (водорода (Н₂), метана (СН₄), оксида углерода (СО), аммиака (NH₃), ароматических углеводородов, химически связанной воды);

температурный интервал 700 – 750 °С обеспечивает получение кокса среднетемпературного с заданным содержанием летучих веществ.

Кокс среднетемпературный во время технологического процесса непрерывно выпускается качающимся коксовыталкивателем в ванну с водой, из которой охлажденный до температуры 80 °С с помощью скребкового конвейера подается на скребковый конвейер сушильной камеры.

3.1.2.4. Очистка коксового газа

Коксовый газ образуется при коксовании угля в результате термического разложения последнего при повышении температуры до 1000 – 1150 °C и является побочным продуктом при производстве кокса. Он представляет собой смесь различных газов и паров: метана (CH₄), водорода (H), оксида углерода (CO), аммиака (NH₃), паров каменноугольной смолы и других веществ. Коксовый газ после очистки используется для обогрева коксовых батарей, а также как энергетическое топливо для объектов металлургического и энергетического производств. В результате осреднения выход коксового газа из батареи, состоящей из 60 – 70 печей, получается практически равномерным в пределах 400 – 450 м³/т получаемого кокса. Этот газ называют прямым. Для обеспечения надлежащих экологических показателей при последующем использовании коксового газа для энергетических нужд прямой коксовый газ проходит обязательную обработку, в процессе которой из него удаляются пары смолы и воды, а также улавливаются аммиак (NH₃) и бензольные углеводороды. После такой обработки газ называется обратным и его используют в основном для сжигания в качестве топлива как самостоятельно (Qрн ~ 16 мДж/м³), так и в смеси с доменным.

Таблица 3.3. Состав прямого и обратного коксового газа

№ п/п	Компонент	Содержание, %
№ п/п	Компонент	Прямой газ	Обратный газ
1	2	3	4
1	Углерод оксид (СО)	2 – 5	2 – 7
2	Кислород (О₂)	0,8 – 1	0,6 – 1,5
3	Диоксид углерода (СО₂)	2 – 7	2,4 – 3
4	Водород (Н₂)	50 – 57	27 – 60
5	Метан (СН₄)	20 – 25	22 – 25
6	Углеводороды (С_nH_m)	2 – 2,5	1,7 – 2
7	Аммиак (NH₃)	7 – 9	–
8	Бензол (С₆Н₆)	22 – 27	–
9	Цианиды (HCN)	1,7 – 2,5	–
10	Толуол (С₁₀Н₈)	0,6 – 1,3	–
11	Сероводород (H₂S)	1,7 – 4,5	2 – 3,5 г/Нм³

Очистка и обработка коксового газа с извлечением попутных химических продуктов коксования осуществляется в комплексе технологических процессов (химических производств).

Первичное охлаждение и очистка коксового газа от аммиака. Основная очистка коксового газа производится в цехе улавливания, где происходит охлаждение летучих парогазовых продуктов, выходящих из камеры коксования с температурой 700 – 800 °C, до 30 – 40 °C, конденсация с очисткой их от смолы, нафталина, аммиака и бензола. Каменноугольная смола – сложная смесь большого числа индивидуальных соединений, основные из них – углеводороды ароматического ряда. Смола является сырьем для получения пека, нафталина, каменноугольных масел и других ценных продуктов. Основные технологические процессы:

первичное охлаждение коксового газа и выделение из него смолы и водяных паров;

извлечение из коксового газа и надсмольной воды аммиака (с получением сульфата аммония или с термическим уничтожением аммиака);

конечное охлаждение коксового газа (с улавливанием нафталина);

очистка коксового газа от бензольных углеводородов;

подача очищенного коксового газа на обогрев коксовых батарей и другим потребителям.

Очистка коксового газа от аммиака. Улавливание аммиака из коксового газа на большинстве предприятий производят путем контакта газа с серной кислотой в сатураторах барботажного типа с получением сульфата аммония. В ряде случаев вместо сатураторов применяют более интенсивное оборудование – форсуночные скрубберы-абсорберы, где при помощи промывки серной кислотой из газа улавливается аммиак. По воздействию на загрязнение окружающей среды бессатураторный способ практически не отличается от сатураторного. В последнее время получает распространение технология очистки коксового газа от аммиака круговым фосфатным способом (КФС) с улавливанием аммиака и последующей утилизацией пароаммиачной смеси с выработкой пара. Реализация этой технологии позволяет исключить из оборота концентрированную серную кислоту и предотвратить образование кислой смолки, а также снизить выбросы в атмосферу некоторых загрязняющих веществ II–IV классов опасности.

Конечное охлаждение и очистка коксового газа от бензольных углеводородов. Очищенный от аммиака газ с температурой 50 – 60 °C поступает в конечный газовый холодильник (КГХ), где охлаждается оборотной водой до температуры 20 °C (зимой) или 30 °C (летом). Одновременно с охлаждением газа и конденсацией содержащихся в нем водяных паров в КГХ происходит вымывание нафталина.

Из конечного газового холодильника коксовый газ поступает в бензольные скрубберы, орошаемые поглотительным маслом, при контакте с которым газ очищается от бензольных углеводородов. Очищенный коксовый газ (обратный) направляется на отопление коксовых батарей, а также в металлургическое производство в качестве энергетического топлива.

На предприятии 1 коксовый газ, выделяющийся из печей с температурой 80 – 150 °С, подвергается 5-ти стадийной очистке и охлаждению (в горизонтальных холодильниках прямого действия, сепараторе, холодильниках вертикальных прямого действия со вставками, холодильниках косвенного действия, электрофильтрах). Первоначально коксовый газ поступает на горизонтальные холодильники прямого действия на каждой печи, где орошается циркулирующей горячей водой, очищается от легких фракций смолистых веществ и охлаждается до температуры 65 – 70 °С. Смесь горячей воды со смолой подается по всасывающему газовому коллектору в сепаратор, где коксовый газ отделяется от воды, которая поступает в бассейн горячей воды, для отстаивания и охлаждения. После сепаратора коксовый газ поступает в два холодильника вертикальных прямого действия со вставками, где происходит его дальнейшая очистка от смолистых веществ и охлаждение до температуры 40 – 45 С орошаемой оборотной водой с температурой до 47 °С из бассейна холодной воды. Смесь холодной воды со смолой отводится в бассейн холодной воды для отстаивания и охлаждения. Далее газ поступает в два холодильника косвенного действия, где по трубкам циркулирует холодная вода из бассейна технической воды (вода охлаждается в градирне), а в контакте с горизонтальными трубками проходит газ, который охлаждается путем забора с него тепла холодной технической водой. После этого газ, охлажденный до температуры 18 – 30 С поступает в два электрофильтра, где происходит тонкая очистка газа от смолы и влаги до 0,2 г/м³и 20 – 25 г/м³, соответственно. После электрофильтра газ при температуре 40 – 45 С поступает на роторные газодувки, затем часть газа поступает обратно в печи для поддержания температуры пиролиза, часть на модульную котельную установку для выработки пара, часть на установку по сжиганию оборотной воды.

Образовавшиеся в результате пиролиза угля смола с плотностью 1000 - 1100 кг/м³и масло с плотностью 830 – 1000 кг/м³накапливаются в бассейнах холодной и горячей воды, где происходит расслоение:

верхний слой – масло угольное среднетемпературное;

нижний слой - смола угольная среднетемпературная;

средний слой –вода с еще не выпавшими в осадок частичками смолы и масла.

Отстоявшееся в верхнем слое масло угольное среднетемпературное по каскадам поступает в отсеки бассейнов горячего и холодного водоснабжения и насосами откачивается в емкость объемом 1 м³. Содержания влаги не более 1,5 – 4,0 % (согласно СТ).

Откачка смолы со дна бассейнов горячей и холодной воды производится с помощью передвижного насоса в промежуточную емкость объемом 1 м³. Емкостные аппараты и бассейн смолы снабжены паровыми регистрами для прогрева смолы до температуры 60 – 70 С. Из бассейна смола перекачивается в емкостные аппараты и оттуда при содержании влаги не более 4 % (согласно СТ) перекачивается в ж/д цистерны или автоцистерны. Отделившаяся влага из бассейнов смолы и емкостных аппаратов промежуточного склада смолы перекачивается обратно в бассейн холодной воды.

3.1.2.5. Переработка каменноугольной смолы

Высокотемпературная каменноугольная смола, являясь продуктом глубокого термического превращения первичных продуктов пиролиза топлива, состоит из термодинамически наиболее стабильных соединений. Поэтому высокотемпературные смолы содержат лишь незначительные количества парафиновых и циклоалкановых углеводородов, а также ароматических углеводородов с длинными боковыми цепями. Невелико в высокотемпературных каменноугольных смолах и содержание соединений с функциональными группами, в частности фенолов. Выход смолы составляет примерно 3,5 % от продуктов коксования угля.

На предприятии 1 в процессе переработки каменноугольной смолы получают среднетемпературный и электродные пеки, прессованный и плавленый нафталин, антраценовую фракцию, пековые дистилляты, поглотительное масло, легкое масло. Среднетемпературный пек используется для получения электродного пека (может отгружаться в жидком или твердом гранулированном виде), а также для приготовления препарированных смол и дорожного дегтя.

3.1.2.6. Энергоэффективность, факторы воздействия на окружающую среду

Сведения о производстве кокса (Предприятие 1) с 2015 по 2019 годы и расход материалов на производство кокса приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4. Производство кокса и расход материалов на производство кокса

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции (тонну)
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Производство кокса	т	2426981	2596621	2676013	2514582	2203058
2	Доменный газ	м³	452,928	430,791	468,393	464,722	475,424
3	Коксовый газ	м³	94,928	101,549	101,878	109,835	118,339
4	Рядовой уголь	т	1,699	1,541	1,441	1,422	1,286
5	Угольный концентрат	т	1,185	1,184	1,186	1,23	1,197
6	Электроэнергия	кВт*ч	2,83	2,82	16,4	16,3	16,34

Производство кокса за эти годы изменялось от 2,42 до 2,67 млн тонн, а в 2019 г. составило 2,20 млн тонн кокса в год. Это главным образом, обусловлено состоянием печного фонда коксовых батарей. Содержание летучих веществ в угольной шихте составляет 23,5 %, выход металлургического кокса 93,5 %, зола кокса 13,5 % (высокое содержание золы в исходных углях). Коэффициент шихты (безводной) на кокс (безводный) 1,276 т/т.

Таблица 3.5. Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции

№ п/п	Ресурс	Расход электроэнергии на единицу продукции
№ п/п	Ресурс	Единица измерения	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Производство кокса
Предприятие 1
1	Электроэнергия	кВт·ч/т	30 – 70	не нормируется	2,8 – 16,4
Предприятие 4
2	Электроэнергия	кВт·ч/т	30 – 70	не нормируется	37,43 – 45,93

Основным энергетическим ресурсом в коксохимическом производстве является коксовый газ – высококалорийное топливо, которое может использоваться для различных теплопотребностей металлургического предприятия.

Выход коксового газа составляет 400 – 450 м³/т кокса.

Коксовый газ может применяться на металлургическом комбинате в нескольких целях:

для повышения теплотворной способности других технологических газов, предназначенных для применения в воздухонагревателях дутья и нагревательных печах станов горячей прокатки, а также в других процессах, где требуется высокая температура;

для отопления коксовых печей;

в доменной печи в качестве альтернативного восстанавливающего агента (при наличии подобной технологии);

в качестве основного топлива на электростанциях;

в других отопительных системах отдельно или в смеси с низкокалорийными газами.

Источником энергии на коксохимическом предприятии с сухим тушением кокса является водяной пар, получаемый при тушении кокса на УСТК (паропроизводительность 0,4 – 0,5 т пара/т кокса). Параметры пара не позволяют использовать его в целях производства электроэнергии, поэтому он используется на технологические нужды предприятия.

Производство кокса по всей технологической цепочке сопровождается воздействием на атмосферу, воздух рабочей зоны, поверхностные и подземные воды, связано с образованием отходов производства.

Воздействие на атмосферу

При производстве кокса происходят выбросы в атмосферу вредных веществ: в виде газообразных компонентов - окислы азота (NO_X), диоксид серы (SO₂), оксид углерода (CO), аммиак (NH₃), сероводород (H₂S), цианиды (HCN), бензол (C₆H₆), толуол (C₁₀H₈), пиридин (C₅H₅N), фенол (C₆H₅OH), сероуглерод (CS₂), этилбензол (C₈H₁₀), метанол (C₆H₅CH₃) и твердых компонентов - сажа, коксовая и угольная пыли, бенз(а)пирен.

Основными источниками выбросов в коксохимическом производстве являются выбросы при приеме и подготовке угля, коксовании, выдаче кокса, тушении кокса, сортировке кокса. На рисунке 3.7. представлена принципиальная схема производства кокса.

Рисунок 3.7. Схема производства кокса

На рисунке 3.8. и 3.9. представлены текущие выбросы коксохимического производства по основным маркерным веществам за период 2015 – 2019 гг. предприятия 1 и предприятия 4.

Рисунок 3.8. Динамика выбросов коксохимического производства за период 2015 - 2019 гг. (Предприятие1)

Рисунок 3.9. Динамика выбросов коксохимического производства за период 2015 – 2019 гг. (Предприятие 4)

На рисунке 3.10. предствлены данные по концентрации (максимально-разовая) пыли в отходящих газах при производстве кокса по предприяю 1 с разбивкой по основным технологическим процессам.

Рисунок 3.10. Фактические показатели выбросов пыли при коксохимическом производстве (Предприятие 1)

При анализе учитывались фактические максимально разовые значения выбросов, полученные в результате инструментальных замеров на источниках выбросов. Данные по предприятию 4 отсутствуют.

Меры по предотвращению и снижению выбросов в атмосферу при производстве кокса включают следующее:

установка вытяжных зонтов на коксовые батареи;

ремонт и очистка всех источников неорганизованных выбросов, связанных с коксовой печью (например, топки печи, заслонок печи, поддувала печи, задвижек и загрузочных люков, а также стояков уплотнения опоки), совершенно необходимы для обеспечения безвредной и безопасной эксплуатации;

надлежащее операционное управление для обеспечения стабильности операций, чтобы избежать, например, сырого выбивания;

принятие мер для обеспечения "бездымной" загрузки;

введение системы сухого тушения кокса;

использование систем распыления воды для снижения пылевыделения от неорганизованных источников пыли при хранении угля (например, в штабеле);

использование рукавных фильтров и другого оборудования для удаления частиц каменноугольной пыли, образующихся в процессе операций измельчения и грохочения;

установка на тепловых сушилках центробежных пылесборников (циклонов) с последующими высокоэффективными водными скрубберами Вентури;

установка на пневматическом оборудовании очистки угля центробежных пылесборников (циклонов) с последующими рукавными фильтрами;

рационализация системы транспортировки для сведения к минимуму образования и перемещения пыли на площадке.

Воздействие на поверхностные и подземные воды

В процессе производственной деятельности коксохимического производства образуются следующие сточные воды:

фенольные – за счет влаги шихты, пирогенетической влаги и конденсата пара, выделяются в процессах коксования шихты и переработки продуктов коксования;

шламовые – в процессах мокрой очистки газа и воздуха аспирационных и вентиляционных систем;

производственные стоки, к которым относятся продувочные воды чистых и грязных оборотных циклов – при выведении из оборотных циклов части оборотной воды с целью уменьшения концентрации загрязнений в оборотной воде за счет подачи в цикл свежей воды (подпитки), а также сточные воды химводоподготовки, продувочные воды котлов и др.;

ливневые и поливомоечные воды – за счет сбора и отведения с территории промышленных площадк ливневых, талых и поливомоечных вод.

Для канализования сточных вод обычно имеются фенольная, ливневая, шламовая и хозфекальная канализации (название системы канализования совпадает с названием вод, отводимых по ней). Для очистки фенолсодержащих сточных вод (технологических и загрязненных поверхностных) сооружается БХУ. БХУ предназначена для очистки сточных вод от органических и неорганических соединений, а именно: от смол и масел, фенолов, роданидов, цианидов, аммонийного азота и его окисленных форм до норм, обеспечивающих возможность их использования на нужды предприятия взамен технической воды (мокрое тушение кокса).

Отделение биохимической очистки сточных вод обычно состоит из двух ступеней: механической очистки от смолы и масел и биохимической очистки от фенолов и роданидов.

После очистки на второй ступени сточные воды поступают во вторичный отстойник, из которого сгущенный ил возвращают в аэротенки второй ступени, а очищенные стоки подают в сборник, откуда их направляют на тушение кокса либо на очистные сооружения для доочистки с хозбытовыми водами.

На предприятии 1 источниками образования сточных вод являются влага шихты и пирогенетическая вода, выделяющиеся в процессе коксования угля, а также техническая вода и водяной пар, соприкасающиеся в технологических процессах с химическими продуктами коксования. В процессе производства эта вода загрязняется различными примесями — фенолами, аммиаком, сероводородом, цианидами, роданидами, каменноугольной смолой, маслами и др.

Система водоснабжения производства включает в себя 7 локальных оборотных циклов, в т.ч. водоснабжения углеобогатительной фабрики и УПЦ через хвостохранилище, оборотные циклы первичного и конечного охлаждения коксового газа и оборотные циклы тушения кокса. Повторно используемая вода подается на подпитку радиальных сгустителей шлама углеобогатительной фабрики, на аспирационные установки УПЦ, охлаждение оборудования цехов химблока, систему дотушивания кокса на коксовой рампе и подпитку оборотных циклов первичного и конечного охлаждения коксового газа.

Оборотная вода хвостохранилища используется на технологические цели, аспирационные установки и охлаждение оборудования на углеобогатительной фабрике.

Технологические сточные воды коксохимпроизводства, загрязненные химическими продуктами коксования, по системе фенольной канализации коксохимического производства отводятся на установку биохимической очистки. Часть очищенных стоков подается на пополнение циклов тушения кокса, оставшийся объем стоков совместно с фекальными и ливневыми сточными водами поступает в систему хозфекальной канализации и направляется на сооружения полной биологической очистки в цеха очистных сооружений.

В коксохимическом производстве имеет место безвозвратное потребление и потери воды: в производстве при тушении кокса и дотушивание его на коксовой рампе, потери воды с продуктами обогащения на углеобогатительной фабрике, потери воды в оборотных системах водоснабжения (испарение и каплеунос ветром на градирнях и продувках оборотных систем). В таблице 3.6. представлены показатели водопоребления для предприятия 1 при производстве кокса 2332,2 тысяч тонн.

Таблица 3.6. Водопотребление, повторное использование при производстве кокса

№ п/п	Наименование	Показатели
1	2	3
1	Безвозвратное потребление, тысяч м³в год, из них	455,93
1.1	- техническая вода	0
1.2	- хозпитьевая вода	455,93
3	Возврат в оборотный цикл, тысяч м³в год	86411,67
4	Безвозвратные потери, тысяч м³в год, из них:	4569,26
4.1	- техническая вода	4500,62
4.2	- хозпитьевая вода	68,64
5	Водоотведение, тысяч м³в год	6665,06

На предприятии 4 источники загрязнения поверхностных и подземных вод отсутствуют. Сброс канализационных сточных вод в открытые водоемы и на рельеф местности не производится.

Образование отходов производства и потребления.

В процессе производства образуются отходы производства (фусы каменноугольные, кислая смолка, пыль коксовая и угольная, шламы, масла, полимеры и др.) и потребления. Особую опасность представляют фусы, представляющие собой смесь угля, графитовых и частично пиролизованных угольных частиц с каменноугольной смолой и водой.

Фусы каменноугольные, выделяются путем отстоя в механических осветлителях в барельетном цикле и накапливаются в бункерах. Перерабатываются на установке по утилизации химических отходов коксохимпроихводства (фусов). Максимальный объем образования по предприятию 1 составляет 882 тонн.

Кислая смолка образуется при процессе полимеризации, который происходит при контакте серной кислоты со смолой. В процессе коксования в коксовых печах образуется кокс, коксовый газ, каменноугольная смола. Коксовый газ из коксовых печей поступает в цех очистки, где сначала охлаждается. При охлаждении из коксового газа конденсируются пары воды и смолы. Охлажденный коксовый газ поступает в сульфатное отделение, где в сатураторе при улавливании раствором серной кислоты аммиака, содержащегося в газе, образуется сульфат аммония. Вместе с аммиаком (NH₃) улавливаются и пары смолы, несконденсированные при охлаждении.

Кислая смолка накапливается на поверхности поглотительного раствора в сборниках маточного раствора, откуда по мере накопления выгружается в контейнер и автотранспортом вывозится для утилизации на установку по утилизации химических отходов коксохимпроихводства (кислой смолки), тем самым достигнут экологический эффект – прекращено складирование данного вида отходов.

Пек с цеха химулавливания образуется в результате очистки оборудования - пекоотстойника при извлечении из коксового газа аммиака (NH₃) с получением сульфата аммония ((NH₄)₂SO₄). Сбор, накопление производится в специальных контейнерах, по мере заполнения которых отходы вывозятся специализированным автотранспортом в смолоперерабатывающий цех на переработку. Максимальный объем образования по предприятию 1 составляет 55,5 тонн, из них 100 % перерабатывается на собственном предприятии.

Порода обогащения (угля), образуется на углеобогатительной фабрике при подготовке угля. На углеобогатительную фабрику поступает рядовой уголь, крупная фракция которого обогащается гравитационным методом (методом отсадки). Угольная пыль и шламы обогащаются методом флотации. В процессе обогащения методом отсадки, основанном на разности удельных весов породы и угля, образуется концентрат, промпродукт и порода обогащения угля. Концентрат используется для получения шихты для коксования, промпродукт сжигается на электростанциях. Порода обогащения угля конвейерным транспортом подается в бункера породы, из которых автотранспортом вывозится на породный отвал для размещения. Максимальный объем образования по предприятию 1 составляет 1620954 тонн, из них 100 % размещается на собственных специализированных площадках.

Шлам коксовый образуется в результате тушения кокса с коксовых печей. С оборотной водой подается в отстойники для отстаивания с последующей очисткой отстойника, затем шлам чистят грейферным краном и размещают для временного хранения в шламонакопители. В дальнейшем из шламонакопителей передается для агломерации железных руд. Максимальный объем образования по предприятию 1 составляет 25277 тонн, из них 100 % повторно используется на собственном предприятии.

При производстве кокса вредными производственными факторами являются: повышенное напряжение в электрической цепи; движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования; повышенный уровень инфракрасной радиации; повышенный уровень шума на рабочем месте; повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; повышенная температура поверхности оборудования, материалов; расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли; повышенная запыленность и загазованность рабочей зон.

3.1.3. Производство карбида кальция

3.1.3.1. Прием и подготовка шихты

Сырье для производства карбида кальция поставляется железнодорожным транспортом и разгружается в специальные хранилища, откуда отгружаются мостовыми кранами в вагоны и подают в бункеры.

Кокс из бункера через секторные питатели ленточными транспортерами и люлечными конвейерами загружается в промежуточные бункеры, вместимостью 30 м³. Из бункеров лотковыми питателями кокс подается на работающие попарно валковые дробилки. После дробления кокс через крестообразную течку поступает в люлечные (Z-образные) конвейера, которыми поднимается и распределяется по силосам. При поступлении кокса требуемой фракции не дробится.

Дробление кокса конусной дробилкой производится по следующей схеме: из промежуточного бункера, по наклонной течке кокс поступает на ленточный транспортер, над которым установлены железоотделитель для предотвращения попадания металлических предметов в конусную дробилку. Далее по наклонной течке с ленты кокс поступает в конусную дробилку. После дробления кокс по ленте поступает в люлечные Z-образные конвейера, которыми поднимается и распределяется по силосам.

Кокс в люльки шихтового конвейера поступает с силоса по течке, а с силоса через дозатор и наполнительные машины.

Известь по ленточному транспортеру подается в бункера извести шихтового отделения, а из бункеров извести через дозатор и наполнительную машину поступает в люльки конвейера, куда предварительно также через дозатор поступает кокс. Корректировочная известь через течку и наполнительную машину поступает в люльки шихтового конвейера. Конвейером шихта и корректировочная известь подается в бункера над карбидной печью.

3.1.3.2. Выплавка карбида кальция

Шихтовые бункера карбидных печей имеют отсеки для шихты и корректировочной извести. Подача шихты на колошник производится из шихтовых бункеров через секторные затворы, неподвижные и подвижные течки. Карбидная печь состоит из ванны прямоугольной формы, электрододержателей и самоспекающихся электродов непрерывного действия, расположенных в ряд.

Под действием высокой температуры (1800 – 2000 °С), создаваемой электрической дугой, известь восстанавливается коксом, образуя расплав карбида и побочный продукт – оксид углерода (СО) по реакции:

СаО+3С=СаС₂+СО 453,6 МДж/моль

На электроды печи ток подается от печного трансформатора по короткой сети через контактные плиты. Контактные плиты прижимаются пружинно-винтовым устройством. На каждом электроде по восемь контактных плит, по четыре с каждой стороны. Уровень электродной массы в кожухах электродов поддерживается путем периодической загрузки еҰ из кюбеля краном. ОбъҰм загружаемой массы определяется величиной перепуска электродов. Положение зоны коксования электродов регулируется расходом и температурой воздуха, подаваемого вентиляторами на обдув в пространство между кожухом электрода и электрододержателем, а также изменением режима перепуска электродов.

Отсос дымовых газов из-под зонта и от летки карбидной печи осуществляется дымососами с выбросом в дымовую трубу. Перепуск электродов по длине за один приҰм (5 – 10) см, но не более 40 см за смену с интервалом времени между перепусками (2 – 4) часа.

Трансформатор имеет 27 ступеней напряжения. Мощность трансформатора 60 МВА. Регулировка нагрузки производится переключением ступеней напряжения. Напряжение с низкой стороны зависит от ступени и от схемы соединения обмоток трансформатора: на схеме треугольник/звезда от 290 до 130 В, на схеме звезда/звезда от 167,4 до 75,0 В.

Сила тока с высокой стороны: на схеме треугольник/звезда не более 315,0 А; на схеме звезда/звезда не более (182 – 82) А. Сила тока с низкой стороны – не более 119,450 кА. Разница напряжения фаз при регулировании нагрузки допускается в 100 В, что соответствует 17 ступеням напряжения.

Управление работой карбидной печи осуществляется с щита управления.

На щите управления установлены приборы, регистрирующие электрические параметры печи, положение и перепуск электродов; содержание кислорода, водорода, углекислого газа в реакционных газах, температуру дымовых газов, воздуха для обдувки электродов, стенок и подины ванны печи, режим сливов, температуру воды на охлаждение газоворонок и газодувок.

Перепуск электродов производится с площадки перепуска. Слив карбида кальция производится периодически. Интервал времени между сливами зависит от нагрузки печи и управления процессом. Для слива карбида кальция на печи установлен аппарат прожига летки. Напряжение на аппарат прожига подается от трансформатора прожига или от III фазы печного трансформатора при работе печи на мощности более 25 МВт. Интенсивный слив карбида кальция обеспечивается шуровочной машиной. Забивается летка карбидной печи мелочью забивочной машиной или глиняной пробкой с помощью забойки.

Дробление карбида кальция. Карбид кальция из печи сливается по лотку во вращающийся охлаждающий барабан, в котором происходит его дробление и охлаждение. Охлаждающий барабан орошается водой. Выгрузка карбида кальция из барабана происходит через выгрузочное устройство в ковшевые элеваторы отделения хранения и сортировки.

3.1.3.3. Упаковка продукции

Из охлаждающих барабанов карбид кальция поступает в ковшевые элеваторы, затем через промежуточные бункеры в грохот, где рассеивается на две фракции (2/25, 25/80) и поступает в бункера хранения. Из бункеров хранения карбид кальция по пластинчатому транспортеру поступает на элеваторы. Из элеваторов карбид кальция идет в бункера. Из бункеров карбид насыпается в металлические барабаны, установленные на вибростолах. Барабаны, загруженные карбидом, по рольгангу подаются на склад, где после взвешивания на товарных весах закрываются крышками и электропогрузчиком развозятся по складу.

Из бункеров хранения карбид кальция фр. 2/25 по пластинчатому транспортеру передается в промежуточный бункер. Для предупреждения образования взрывоопасных концентраций ацетилена с воздухом, дробление, хранение и транспортирование карбида проводят под постоянным потоком азота в оборудование.

3.1.3.4. Энергоэффективность, факторы воздействия на окружающую среду

Факторы, отрицательные стороны, влияющие на технологию производства и приводящие к ухудшающению экологических показателей.

Наличие мелкой фракции в извести, которое неизбежно возникает при долгом взаимодействии извести с влагой воздуха при транспортировке и хранении. Мелкая фракция должна выделяться отдельно и использоваться в качестве корректировочной. Шихтовая известь – это известь, в которой должна отсутствовать фракция 0 – 6 мм.

Кристаллическая структура извести. Известь для производства карбида кальция должна обладать еще и другими свойствами, в частности, мелкокристаллической структурой. В случае применения извести крупнокристаллической структуры происходит растрескивание извести при его попадании в горячую зону печи (более 1000^оС) и рассыпанием в мелочь, влекущей дополнительное вынос еҰ с дымовыми газами.

Рациональный расход сырья. Теоретически для получения карбида кальция требуется по реакции:

СаО + 3С = СаС₂+ СО на 100 кг извести 64 кг кокса.

Шихта согласно нормам ТР предприятия составляется в пропорции на 100 кг извести 70/78 кг кокса, т. е. шихту составляют с избытком кокса на 6 – 14 кг (9 – 22 % от теоретической потребности), которую компенсируют добавлением в дальнейшем корректировочной извести.

Сушка кокса перед применением. Кокс является очень гигроскопичным материалом, способным за счҰт поглощения влаги увеличивать свою массу до 20 %. Наличие влаги способствует дополнительному расходу электроэнергии. Кокс транспортируется по железной дороге в вагонах-хопперах, в полувагонах. Поэтому есть большая вероятность поступления кокса повышенной влажности в период осадков.

В таблице 3.7. показано влияние примесей на расход углеродистых материалов и электроэнергии.

Таблица 3.7. Влияние примесей на расход углеродистых материалов и электроэнергии

№ п/п	Примесь	Дополнительный расход на 1 кг примесей в шихте
№ п/п	Примесь	кокса, кг/т	электроэнергии, кВт*ч/т
1	2	2	4
1	Окисд магния (MgO)	0,4	12
2	Оксид аллюминия (Al₂O₃)	0,5	8
3	Диокид кремния (SiO₂)	0,5	7
4	Диокисд железа (Fe₂O₃)	0,3	2
5	Диоксид углерода (CO₂)	0,27	1,5
6	Вода (H₂O)	0,5	1,0
7	Зола	-	11

Показана зависимость увеличения расхода кокса и электроэнергии при наличии влаги и иных примесей в извести и коксе.

В процессе производства карбида кальция используются следующие ТЭР и сырьҰ: электроэнергия; тепловая энергия; топливо (бензин, дизельное топливо); кокс и полукокс из угля; известь.

Основная доля потребления электроэнергии приходится на этап выплавки карбида кальция.

Таблица 3.8. Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции

№ п/п	Ресурс	Расход электроэнергии на единицу продукции
№ п/п	Ресурс	Единица измерения	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Производство карбида кальция
1	Предприятие 5	кВт·ч/т	не нормируется	3000 – 3300	3726 - 4078

Расход электроэнергии на выплавку карбида кальция Предприятием 5 в период с 2016 г. по 2020 г. увеличился с 75158 тысяч кВтч до 100179 тысяч кВтч. При этом удельный расход электроэнергии на выплавку 1 тонны продукции также увеличился с 3 581 кВт*ч/т до 3 803 кВт*ч/т соответственно.

Это объясняется тем, что в настоящее время печь №4 работает с более низкими показателями коэффициента использования мощности, около 0,375. При этом согласно таблице 1 ГОСТ 27698-88 нормы удельного расхода электроэнергии печью определяются при работе печей с коэффициентом использования мощности от 0,6 до 1.

Особенностью производства является наличие большого количества транспортных систем, пересыпных пунктов, дозаторов и другого оборудования эксплуатация которого связана с образованием пыли.

Воздействие на атмосферу

Выбросы загрязняющих веществ происходят на всех технологических этапах производства карбида кальция. В качестве загрязняющих веществ идентифицируются: пыль (карбид кальция (CaC₂), оксид кальция (CaO), пыль неорганическая с содержанием SiO₂до 20 %), оксид углерода (CO), окислы азота (NO₂, NO), диоксид серы (SO₂). Газообразные выбросы образуются только на этапе выплавки карбида кальция.

Источниками выделения загрязняющих веществ являются:

на этапе подготовки сырья – транспортҰры (привода элеватора дробилки питателя), конвейеры наполнительной машины, лотковые питатели, питатели дробилок, подающий бункер карбидной печи;

на этапе выплавки карбида кальция – дымососы карбидной печи;

на этапе упаковки – элеваторы, конусная дробилка, загрузка в барабан.

В процессе получения карбида кальция в печи образуются реакционные газы, представленные в основном оксид углерода (CO).

Особенностью производства предприятия 5 является наличие большого количества транспортных систем, пересыпных пунктов, дозаторов и другого оборудования эксплуатация которого связана с образованием пыли. На рисунке 3.11. представлены показатели выбросов пыли при производстве карбида кальция с разбивкой на технологические этапы (предприятие 5)

Рисунок 3.11. Концентрация пыли в отходящих газах при производстве карбида кальция

Рисунок 3.12. Коэффициент выбросов пыли г/т продукции при производстве карбида кальция

Твердые частицы, выбрасываемые из технологического источника, такого как электрическая печь, направляется по воздуховоду к устройству контроля твердых частиц, обычно рукавному фильтру или мокрому скрубберу (комплексная очистка).

Оксид углерода (CO) является побочным продуктом при производстве кальция карбида кальция в электропечи. Выбросы оксида углерода (CO) в атмосферу обычно незначительны. Концентрация оксида углерода (CO) при выплавке карбида кальция (CaC₂) составляется от 177 до 717 мг/м³ (предприятие 5).

Воздействие на подземные и поверхностные воды

Свежая промышленная вода используется для:

охлаждения технологических машин и агрегатов (85 %);

подпитки оборотного цикла для восполнения безвозвратных потерь, образующихся на градирнях в результате испарения и капельного уноса (14 %);

хозяйственно-бытовых нужд завода (1 %).

Для очистки образующихся сточных вод используются биологические очистные сооружения (БОС).

Образование отходов производства и потребления

При производстве карбида кальция основными образующимися отходами является:

карбидный ил (шлам) - образуется в шламонакопителе в результате отстаивания шламовой воды от процесса мокрой очистки газов производства карбида кальция в случаях работы карбидной печи при нагрузках свыше 20 МВт. Размещение отхода производится в шламонакопителе. Частично передается на специализированное предприятие по договору;

пыль, уловленная в ПУУ при передаче извести - образуется в пылеулавливающих установках в процессе очистки выбросов от источников передаче извести. Накапливается в бункерах пылеулавливающих установок. По мере накопления частично размещается на специализированной площадке, частично возвращается в производственный цикл;

ферросилиций (шлак) – образуется при производстве карбида кальция в физико-химическом процессе восстановления окиси кальция углеродом и является побочным продуктом. В полном объеме используется в качестве добавки в производстве ферросплавов;

пыль, уловленная в ПУУ при производстве карбида кальция - образуется в пылеулавливающих установках в процессе очистки выбросов от источников производства карбида кальция. Уловленная пыль карбида кальция частично возвращается в производственный цикл и часть размещается на специализированной площадке.

3.1.4. Производство чугуна

Чугун, предназначенный для передела в сталь или для переплавки в чугунолитейных цехах для производства различных отливок, выплавляют в доменных печах.

Технологический процесс производства чугуна в доменной печи осуществляется в комплексе агрегатов и оборудования, который включает:

рудный двор с кранами-перегружателями для разгрузки и усреднения сырья;

шихтовое отделение с бункерами для загружаемых в печь материалов;

воздухонагреватели для нагрева дутья до 1000 – 1200 °C (до 1400 °C на ВНК);

доменную печь с механизмами загрузки сырья и выдачи продуктов плавки;

системы газоочистки;

установки обработки шлака (придоменную грануляцию шлака или находящееся в отдалении от доменного цеха отделение по переработке шлака для получения щебня, граншлака или другой продукции);

разливочные машины для разливки товарного чугуна.

Доменная печь представляет собой печь шахтного типа, предназначенную для получения металла из железосодержащей шихты и кокса. По принципу работы доменная печь – это противоточный реактор. Движущей силой в доменной печи является горячее дутье, сжигающее кокс перед воздушными фурмами, образуя фурменный газ. Столб шихты в печи состоит из чередующихся слоев кокса и железорудных материалов, которые загружаются через верх (колошник) доменной печи с температурой окружающего воздуха и с определенной влажностью. Поднимаясь вверх, фурменный газ проходит через шихту и нагревает ее.

По высоте доменная печь разделена на несколько частей:

на колошнике доменной печи специальным загрузочным устройством железорудное сырьҰ, флюсы и кокс распределяются определҰнным образом по окружности и радиусу печи;

в шахте происходит нагрев шихтовых материалов и начинается восстановление оксидов металлов;

в распаре и заплечиках практически заканчивается восстановление оксидов железа и образуются жидкие продукты плавки, которые стекают в горн доменной печи;

в горне (металлоприемнике) доменной печи происходит разделение чугуна и шлака по их удельному весу, а также завершаются процессы восстановления оксидов металлов из жидкого шлака углеродом кокса, заполняющего горн печи.

Доменный процесс начинается с момента вдувания в воздушные фурмы горячего дутья (температура до 1250 ^оС и выше), которое сжигает перед фурмами кокс и вдуваемое через фурмы топливо. Температура в фурменном очаге достигает 1900 – 2300 °C.

Образующийся в процессе горения кокса и вдуваемого углеводородного топлива горячий газ, содержащий восстановители оксид углерода (CO) и водород (H₂), а также азот (N₂), поднимается вверх, нагревает и расплавляет опускающиеся железорудные материалы, восстанавливает из рудной части оксиды железа до металла, охлаждается и удаляется из печи. Температура колошникового газа составляет 110 – 300 °C.

Образующиеся жидкие металл и шлак стекают в горн печи. В горне печи при температуре 1500 – 1600 °C оксиды шлака: оксиды железа (FeO), марганца (MnO), кремния (SiO₂), фософра (P₂O₅) и другие восстанавливаются углеродом кокса. Накопленные в горне чугун и шлак периодически удаляют через чугунную летку во время выпусков по установленному графику. На место выгорающего у фурм кокса и опускающихся в горн жидких расплавов поступают новые порции рудного сырья и кокса, непрерывно загружаемых загрузочным устройством на колошнике печи.

Передельный чугун с содержанием кремния 0,3 – 1,2 % используют для выплавки стали, а литейный с кремнием свыше 1,2 % поставляют на машиностроительные предприятия. При выплавке ванадийсодержащего чугуна на титаномагнетитовой шихте содержание кремния стараются держать около 0,2 – 0,3 % для ограничения восстановления титана в чугун. Вредными примесями в чугуне считаются фосфор (P) и сера (S), причем при доменной восстановительной плавке удалить P из чугуна невозможно.

Основными источниками поступления серы в доменной печи является загружаемое и вдуваемое топливо, т. е. кокс, пылеугольное топливо и мазут, с которыми приходит в печь 80 – 90 % серы, 10 – 20 % с шихтовыми материалами. В топливе часть серы (60 – 80 %) органическая и остальная часть – минеральная, а в шихтовых материалах – минеральная в виде сульфидов и сульфатов. При сгорании кокса и вдуваемого топлива вся сера окисляется и переходит в фурменный газ (в виде оксидов серы (SO₂и SO). Основная часть газообразных соединений серы во время движения вверх через слой шихты реагирует с оксидами кальция, магния, железа и марганца (CaO, MgO, FeO и MnO) шихтовых материалов и свежевосстановленным железом с образованием сульфидов кальция, магния, железа и марганца (CaS, MgS, FeS, MnS). С шихтовыми материалами, железом и затем с чугуном сера (S) в виде сульфидов опускается в горн. Более половины серы (S) при контакте чугуна и шлака переходит в шлак. Серу (S) удаляют созданием условий, обеспечивающих образование в конечных шлаках сульфидов (кальция (Ca), магния (Mg) и марганца (Mn)) и оптимальных свойств шлака, обеспечивающих его выход из печи. Один из известных способов удаления серы повышение основности конечного шлака. Способствует удалению серы (S) повышение содержания кремния (Si) в чугуне.

Шлак используют для производства строительных материалов и шлакопортландцемента. Побочная продукция – колошниковый газ подается в газовую сеть предприятия и применяется, в том числе для нагрева дутья и сушки желобов.

3.1.4.1. Приемка сырья и топлива на доменные печи

Поступающее в доменный цех железорудное сырье – руда, окатыши и агломерат при отсутствии бункерной эстакады разгружают из вагонов на рудном дворе в траншеи, на эстакаде или вагоноопрокидывателем. При наличии бункерной эстакады в доменном цехе материалы разгружаются в бункера, обеспечивающие, в том числе необходимый кратковременный запас шихтовых материалов. На рудном дворе доменного цеха также хранят стратегический запас рудного сырья на случай возможных задержек поставок.

Рудным краном-перегружателем формируют штабели для усреднения поступивших отдельных партий сырья. Руду усредняют грейферным краном, укладывая ее тонкими слоями вдоль штабеля. Окатыши и агломерат на рудном складе не усредняют.

Рудное сырье кран выгружает в трансферкар, который перевозит его в нужные бункеры доменных печей. Трансферкар (перегрузочный вагон) необходим для ускорения загрузки бункеров доменных печей, чтобы не перемещать рудный кран-перегружатель вдоль фронта бункеров нескольких доменных печей.

На современных металлургических комбинатах агломерат, с аглофабрики, может подаваться в доменный цех конвейерами. При загрузке доменных печей с бункерной эстакады набор компонентов шихты и их подача в загрузочный скип осуществляется системой дозаторов и транспортеров. Перед подачей в доменную печь из рудного сырья и кокса в процессе набора дозы в весовую воронку на электровибрационных грохотах отсевают мелочь. От агломерата и окатышей отсевают фракцию менее 5 мм, а от кокса – менее 25 (35) мм, могут выделяться мелкие фракции кокса 10 – 25 (35) мм для отдельной загрузки в доменную печь. На колошник шихта подается скипами, а на современных печах – конвейерами. В подбункерных помещениях доменной печи в процессе транспортировки, отсева мелочи и дозирования компонентов шихты в весовые воронки образуется много тонкодисперсной пыли. Для удаления пыли из рабочего пространства подбункерные помещения оборудуются аспирационными установками с очисткой воздуха от пыли и последующей эвакуации пыли.

3.1.4.2. Дозирование шихтовых материалов

Специальные загрузочные устройства (или засыпные аппараты) используются для загрузки печи таким образом, чтобы рудные материалы и кокс располагались на колошнике доменной печи в нужных зонах и равномерно по окружности. Рудная часть и кокс располагаются в печи слоями с некоторой большей долей кокса в центре и на периферии. Это обеспечивает равномерный газовый поток по сечению печи по всей ее высоте с активностью в центре и на периферии.

Доменные печи в основном оснащены БЗУ Пауль Вюрт с лотковой загрузкой. Особенностью данной конструкции БЗУ является возможность вращающегося лотка менять угол наклона для изменения траектории ссыпания шихтовых материалов одной порции. Это обеспечивается работой сложного редуктора, находящегося в колошниковой зоне печи при высоких температурах. Для охлаждения редуктора в него непрерывно подают азот. По сравнению с применением двухконусного засыпного аппарата БЗУ с однолотковой загрузкой вызывает меньший сдвиг шихты по радиусу печи, но приводит к большей неравномерности распределения шихты по окружности печи, так как невозможно точно регулировать или определить место начала и окончания ссыпания шихтовых материалов. Применение БЗУ с двойным распределительным лотком не устранило указанный недостаток лоткового БЗУ. Загрузочное устройство с вращающимся лотковым распределителем шихты требует принятия специальных мер по устранению окружной неравномерности распределения материалов на колошнике. Для предотвращения подстоев шихты при работе с лотковым БЗУ рекомендуется режим работы с достаточно сильно раскрытым газовым потоком в центре печи, при котором в осевую зону дают увеличенное количество кокса, что приводит к повышению температуры в осевой части до 400 – 500°C. Это дополнительно осложняет условия работы редуктора в этой зоне колошника.

Бесконусное загрузочное устройство с роторным принципом распределения шихты реализует принципиально новую технологию загрузки шихтовых материалов на поверхность засыпи, которое заключается в подаче их пятью плоскими веерообразными потоками, сходящими с лепестков вращающегося ротора. При этом материал, падая на поверхность засыпи, не деформирует еҰ и остаҰтся на месте падения. Регулирование распределения материалов по радиусу осуществляется изменением скорости вращения ротора. Достоинством БЗУ является то, что привод ротора для вращения загрузочных лепестков находится снаружи печи и не подвергается сильному нагреву.

3.1.4.3. Производство чугуна

Подготовка дутья. Нагрев дутья, подаваемого в доменную печь, имеет большое значение в экономии энергоресурсов при выплавке чугуна. Повышение температуры дутья на 100 °C в интервале температур 800 – 1000 °C снижает расход кокса на 3,9 %, а в интервале 1000 – 1200 °C – на 2,2 %. В доменном производстве используются регенеративные воздухонагреватели с внутренней камерой горения, обеспечивающие нагрев дутья до 1200 °C.

Однако воздухонагреватели с внутренней камерой горения, расположенной в одном кожухе с регенеративной огнеупорной насадкой, при длительной эксплуатации выявили ряд недостатков, а именно изгиб воздухонагревателя, короткое замыкание, пульсации, крип, неравномерность распределения потоков по насадке. Эти недостатки требуют ремонтов и ограничивают температуру эксплуатации до 1200 °C. Основные недостатки, связанные с внутренней камерой горения, были устранены в воздухонагревателях с выносной камерой горения.

Также, широкое распространение получили воздухонагреватели без высокой камеры горения конструкции Я.П. Калугина (ВНК), которые обеспечивают нагрев дутья до 1350 °C и низкое содержание в дымовых газах оксиды углерода (СО) и азота (NOx).

Отличительной особенностью ВНК является то, что температура горячего дутья 1250 – 1300 °C обеспечивается доменным газом с низкой теплотой сгорания и без добавок высококалорийного газа. Установка теплообменников для утилизации низкопотенциального тепла отходящих дымовых газов со средней температурой 280 – 330 °C для нагрева доменного газа и воздуха для отопления воздухонагревателей позволила снизить температуру дыма до 120 °C и увеличить температуру дутья без добавок высококалорийного газа. Существенным элементом этой конструкции является струйно-вихревая горелка, расположенная вверху купола по оси воздухонагревателя, имеющая форкамеру. Горелка обеспечивает концентрацию оксида углерода (СО) в отходящем дыме не более 50 мг/м³, что в два раза ниже европейских норм. Концентрация оксидов азота (NOx) составляет не более 100 мг/м³.

Комбинированное дутье. В качестве одного из приемов регулирования теплового состояния печи применяют увлажнение дутья подачей пара. Подача пара повышает содержание водорода в восстановительных газах и ускоряет процессы восстановления в печи. Для сохранения теплового состояния печи на каждый 1 г воды в 1 м³дутья повышают температуру дутья на 9 °C.

Существенным шагом в развитии технологии доменной плавки стало обогащение дутья кислородом, которое вызвало некоторые изменения параметров плавки, а именно:

повысилась теоретическая температура горения в фурменном очаге;

повысилось содержание оксида углерода (CO) в горновых газах;

уменьшился расход дутья на единицу сжигаемого у фурм углерода;

увеличилась производительность печи.

Новый этап в повышении содержания кислорода в дутье доменных печей наступил с началом вдувания природного газа и других добавок к дутью, так как простая подача природного газа с дутьем приводит к охлаждению горна и не экономит кокс. Обогащение дутья кислородом обеспечивает вдувание в доменные печи ПУТ (пылеугольного топлива) до 250 кг/т чугуна. Несмотря на одновременное вдувание в горн доменной печи природного газа и кислорода, коэффициент замены кокса природным газом не превышает 0,8. Чрезмерный расход природного газа без соответствующей компенсации кислородом приводит к разложению метана (CH₄) не в фурменном очаге, а в восстановительной атмосфере шахты доменной печи, при этом образуется водород (H₂) и сажистый углерод, затрудняющий работу печи. Повышение эффективности использования природного газа в доменной плавке для замены кокса можно достигнуть предварительной его конверсией перед вдуванием, например, путем использования мощных плазмотронов.

Выплавка чугуна. Выплавляемые в доменной печи чугуны кроме железа (Fe) и углерода (C) содержат кремний, магний, фосфор, серу (SiO, Mg, P, S) и другие элементы, количество которых зависит от состава шихты и температурных условий плавки. Восстановителями являются оксид углерода (СО), водород (Н₂) и твердый углерод, которые, как восстановители, ведут себя по-разному при различных температурах по высоте печи.

Источником газообразных восстановителей является углерод кокса, сгорающий в струе горячего дутья в фурменном очаге, по реакции:

С + О2 = СО2

Образующийся диокисд углерода (СО₂) при температуре в горне печи 1600 – 2300 °C взаимодействует с углеродом кокса по реакции:

СО₂+ С = 2СО.

При наличии влаги в дутье вода также взаимодействует с углеродом по реакции:

Н₂О + С = СО + Н₂.

Таким образом, в горне печи присутствуют три вида восстановителя (углерод (С), оксид углерода (СО) и водород (Н₂)) по отношению к оксидам шихты. Восстановление оксида железа происходит по реакциям:

3Fe₂O₃ + CO = 2Fe₃O₄ + CO₂;

Fe₃O₄ + CO = 3FeO + CO₂;

FeO + CO = Fe + CO₂.

Аналогично эти реакции описываются с участием водорода.

В доменной печи только 50 – 80 % всех оксидов железа в опускающихся полурасплавленных массах восстанавливается оксид углерода (CO) и водород (H₂). Остальная часть восстанавливается в горне печи из жидкого шлака твердым углеродом по реакции:

FeO + C = Fe + CO.

В горне печи температура продуктов плавки равна 1500 – 1600 °C. При этой температуре практически завершаются процессы восстановления оксидов шлака с участием углерода кокса. Также завершается образование карбидов железа. В чистом от примесей чугуне содержание углерода (С) составляет 4,3 – 4,4 %. Магний (Mg) и хром (Cr) образуют устойчивые карбиды и повышают содержание углерода (С) в чугуне. По мере опускания рудной части в горн печи и последовательного восстановления оксидов железа до металла, в зоне первичного шлакообразования в средней части шахты печи происходит постепенное разделение материалов на металл и шлаковую часть. При науглероживании свежевосстановленного металлического железа до 2,0 % температура его плавления снижается с 1535 °C до 1330 °C и этот сплав чугуна стекает в горн, где содержание углерода (С) при контакте чугуна с коксом увеличивается до 4,3 – 4,6 %, а температура плавления понижается до 1150 °C. Аналогично меняются состав и свойства первичного шлака по мере опускания его в горн печи, где в его состав войдет зола кокса и ПУТ. Доменная шихта рассчитывается таким образом, чтобы вязкость (жидкотекучесть) конечного шлака, состоящего в основном из оксидов крмения, аллюминия, кальция, магния (SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO), была достаточной для свободного выхода его из печи во время выпуска чугуна. В большинстве случаев это достигается при основности шлака по CaO/SiO₂, равной 0,8 – 1,0. Разная удельная плотность металла и шлака обуславливает их разделение в горне печи на два слоя. При накоплении в горне достаточного количества жидких продуктов плавки производят их выпуск через чугунную летку. Число выпусков чугуна в сутки на доменной печи составляет от 6 до 12. При совместном выходе чугуна и шлака их разделение происходит в скиммерном устройстве главного горнового желоба. Чугун сливают в чугуновозный ковши отправляют в сталеплавильный цех, а шлак – в шлаковую чашу для переработки или сразу гранулируют на припечной гранустановке. Температура чугуна при выпуске его из печи примерно 1420 – 1480 °C, а шлака – 1510 – 1530 °C. Для снижения выброса газов на литейный двор во время выпусков продуктов плавки транспортные желоба оборудуют укрытиями и системами улавливания и очистки аспирационных газов от пыли. Выплавленный жидкий чугун поставляется в кислородно-конвертерный цех в чугуновозных ковшах вместимостью 70 – 100 тонн чугуна или в ковшах миксерного типа вместимостью до 500 тонн чугуна.

Из одной чугунной летки за один выпуск в миксерный чугуновозный ковш наливают до 400 – 500 тонн чугуна. Стойкость футеровки и число наливов чугуна в ковшах миксерного типа больше, чем в ковшах вместимостью 70 – 100 тонн.

На предприятии 1 работа по переработки чугуна идҰт прямым переливом в чугунозаливочные ковши. После перелива чугун поставляют на участок выплавки стали. За сутки количество переработанного чугуна составляет от 5 000 до 12 500 тонн жидкого передельного чугуна.

Обработка доменного шлака. Конечный доменный шлак имеет примерный химический состав: диокисид крмения (SiO₂) – 37,5 %; триоксид аллюминия (Al₂O₃) – 12,3 %; оксид кальция (CaO) – 36,3 %; оксид магния (MgO) – 9,9 %; оксид марганца (MnO) – 0,4 %; оксид железа (FeO) – 0,3 %; оксид титана (TiO₂) – 1,2 %; оксид натрия (Na₂O) – 1 %; оксид калия (K₂O) – 1 %. Основность шлака CaO/SiO₂– 0,95 – 1,2. Шлак охлаждается водой на припечных грануляционных установках или на отдельно стоящих установках, либо в специальных шлаковых ямах. Наиболее распространенной техникой переработки доменного шлака остается переработка шлака в щебень, являющийся широко востребованным продуктом в дорожном строительстве. Большая часть гранулированного доменного шлака используется при производстве цемента.

При грануляции шлака на припечной гранустановке выходящий во время выпуска шлак стекает по желобу на поток воды гранулятора, дробится и, попадая в бункер-охладитель, охлаждается. Затем полученный гранулированный шлак перекачивается и обезвоживается в специальных секциях, высушивается продувкой воздухом и отгружается. Образующийся при грануляции пар удаляется в атмосферу. Недостатком грануляции доменного шлака является повышенная его влажность, затрудняющая его отгрузку и транспортировку потребителям в зимнее время. Лучшим способом грануляции доменного шлака по ходу его выпуска из печи является полусухая грануляция во вращающемся сетчатом барабане. При таком способе шлак меньше смерзается и не требуется ввод антислеживающих добавок.

3.1.4.4. Производство чушкового чугуна

Жидкий чугун в чугуновозных ковшах отправляется на переработку в конвертерный цех. Кроме этого, в доменном цеху имеются разливочные машины для разливки чугуна в чушки. Поставка жидкого чугуна к разливочным машинам производится в чугуновозных ковшах. Каждый ковш с жидким чугуном устанавливается точно против стендов. Наклон ковша с жидким чугуном производится плавно, без рывков. Ленты включаются после того, как в приемной ванне накопится чугун, и его струя сможет достаточно полно заливать мульды. Чугун, налитый в мульды, охлаждается водой через брызгала. Количество подаваемой воды должно обеспечивать полное затвердевание чушек в мульдах при напоре, исключающем разрыв застывшей корки.

Окончательное охлаждение чугуна производится душирующими установками в чугуновозках. Скорость наклона ковша согласовывается со скоростью движения лент разливочной машины так, чтобы весь чугун, наливаемый из ковша, равномерно наполнял мульды на обеих лентах, получая чушки весом: передельного - не более 55 кг, литейного - не более 45 кг. Обрызгивание мульд известковым раствором производится во время разливки чугуна и после окончания разливки на горячие мульды, чтобы обеспечить быстрое высыхание огнеупорного покрытия с целью предохранения внутренней поверхности мульд от разгара и обеспечения свободного выхода чушек из мульд.

Отправка чугуна на склад холодного чугуна производится после окончательного его охлаждения.

При остановке конвертерного цеха на плановый ремонт образуется избыток жидкого чугуна, который является самостоятельной товарной продукцией. Товарный чугун разливают на двухручьевой разливочной машине.

Чугун разливается в мульды. Существует технология разливки чугуна в гранулы, подобно получению гранулированного шлака. Такой чугун успешно транспортируется в железнодорожных вагонах и легко дозируется на плавку. Затраты на разливку чугуна в гранулы значительно меньше, чем на обслуживание и поддержание разливочной машины в рабочем состоянии.

3.1.4.5. Энергоэффективность, факторы воздействия на окружающую среду

При производстве чугуна вредными производственными факторами являются:

высокотемпературные расплавы чугуна и шлака;

повышенное напряжение в электрической цепи свыше 50 В;

движущиеся машины и механизмы;

подвижные части производственного оборудования;

повышенная температура поверхности оборудования и материалов;

расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли;

повышенный уровень инфракрасного излучения свыше 140 Вт/м²;

повышенный уровень производственного шума на рабочем месте свыше 80 дБ;

повышенная загазованность и запылҰнность неорганической пылью (ПДК окисью углерода (СО) – 20 мг/м³, неорганической пылью – 6 мг/м³).

Производство чугуна и расход материалов на предприятии 1 за 2015 - 2019 годы приведены в таблице 3.9. Производство чугуна за этот период работы изменялось от 3,16 до 3,76 млн т/год.

Увеличенное количество чугуна необходимо для обеспечения потребностей конвертерного цеха, в котором из-за дефицита металлолома увеличена доля чугуна в металлошихте до 920 кг/т стали. Расход доменного агломерата увеличился с 1,202 т/т (2017 г.) до 1,447 т/т чугуна в 2019 г.

Расход кокса большой (от 577 до 605 кг/т) по сравнению с другими зарубежными заводами, что обусловлено использованием собственного сырья с низким содержание железа (Fe), высоким содержанием фосфора (P), глинозема и щелочей.

Таблица 3.9. Производство чугуна и расход материалов на производство чугуна

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции (тонна)
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Производство чугуна	т	3233671	3595089	3766322	3153569	3165135
2	агломерат	т	1,311	1,282	1,202	1,292	1,447
3	азот	м³	13,284	24,029	22,039	30,449	28,527
4	вода техническая	м³	46,255	37,338	27,702	34,9	31,435
5	доменное дутье	м³	2053,931	2051,467	2135,016	2252,912	2203,065
6	доменный газ	м³	437,831	506,175	590,677	583,284	598,442
7	кислород	м³	83,639	76,042	82,422	81,939	54,267
8	кокс	т	0,587	0,577	0,594	0,605	0,601
9	мазут	т	0,039	0,042	0,046	0,044	0,04
10	металлодобавки	т	0,044	0,077	0,079	0,04	0,044
11	Окатыши Михайловский ГОК	т	0,	0,027	0,075	0,016	0,031
12	Окатыши Соколовско- Сарбайского ГОК	т	0,377	0,381	0,357	0,385	0,239
13	пар	Гкалл	0,06	0,062	0,055	0,046	0,063
14	Руда Атасуйская	т	0,085	0,052	0,074	0,093	0,097
15	сжатый воздух	м³	73,916	72,375	75,32	75,533	74,902
16	электроэнергия	кВт*ч	19,849	19,489	19,379	19,474	18,302

Таблица 3.10. Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции

№ п/п	Ресурс	Расход электроэнергии на единицу продукции
№ п/п	Ресурс	Единица измерения	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Производство чугуна
Предприятие 1
1	Кокс	тонн/т	0,433 – 0,486		0,577 – 0,605
2	Электроэнергия	кВт·ч/т	4,9 – 27,4		18,3 – 19,8
3	Техническая вода	м³/т	18,4 – 40,3		27,7 – 46,3

Производство чугуна за эти годы изменялось от 3,15 до 3,76 млн тонн. Удельный расход электроэнергии на выпуск продукции последовательно снижался с 19,849 кВтч/т до 18,302 кВтч/т. Это объясняется последовательным увеличением попутно использованного доменного газа с 437,831 м³/т до 598,442 м³/т.

По всей технологической цепочке производства чугуна в местах выгрузки сырья, складирования, хранения пылящих материалов на открытых площадках, дозирования компонентов шихты на различном оборудовании, работе уравнительных клапанов при загрузке печи, выпуске чугуна и шлака, транспортировки отходов производства и готовой продукции имеются организованные и неорганизованные выбросы (эмиссии) загрязняющих веществ в виде пыли, газов, образования отходов, образования сточных вод.

Основными процессами, в результате которых происходит загрязнение окружающей среды, являются: приемка, складирование, усреднение сырья, дозирование компонентов шихты, выпуск чугуна, шлака, оборотный цикл водоснабжения.

Воздействие на атмосферу

При производстве чугуна происходят неорганизованные и организованные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ с твҰрдыми компонентами – углерод (С), оксиды железа (Fe₂O₃, FeO), кремния (SiO₂), магния (MgO), алюминия (Al₂O₃), марганца (MnO), кальция (CaO); газообразными компонентами – окислы азота (NO₂, NO), диоксид серы (SO₂), оксид углерода (CO), диоксид углерода (CO₂), сероводород (H₂S), бенз(а)пирен.

Основными источниками выбросов вредных веществ являются бункерные эстакады, над- и подбункерные помещения, загрузочные устройства и литейные дворы доменных печей, воздухонагреватели, разгрузка пылеуловителей доменных печей, свечи для сжигания избытков доменного газа.

На рисунке 3.13. представлены удельные показатели выбросы основных маркерных загрязняющих веществ по предприятию 1 за 2015 – 2019 гг.

Рисунок 3.13. Удельные показатели выбросов загрязняющих веществ

Рисунок 3.14. Технологическая схема производства чугуна в доменной печи, видов и мест выделения эмиссий

Доменные печи предприятия 1, а также (над и под бункерные помещения) оборудованы системой электрофильтров с эффективностью очистки 95 – 99 %. Литейные дворы оборудованы системой очистки – рукавных фильтров, эффективность очистки 98,74 % и системой электрофильтров с КПД очистки до 99 %. Фактические концентрации выбросов пыли от литейного двора составляют 32 мг/м³(рукавный фильтр) и 92 мг/м³ (электрофильтр).

Доменный газ после двухступенчатой очистки от пыли используется в качестве топлива в цехах комбината. При транспортировке доменного газа к потребителям не допускается утечки доменного газа. Избытки доменного газа, при необходимости, дожигаются на свечах дожигания (относятся к газовому цеху), что позволяет снизить выбросы оксида углерода (CO) на 95 %.

Водопотребление, водоотведение и воздействие на поверхностные и подземные воды

Источником водоснабжения процесса выплавки чугуна является оборотная вода из прудов-охладителей. Назначение - водоохлаждение оборудования, приборов и элементов доменных печей, приготовление известкового молока (безвозвратное потребление), душирования мульд и чушек, охлаждения конвейера, при грануляции доменного шлака (безвозвратные потери - испарение), на участке приготовления леточной массы (безвозвратное потребление – увлажнение желобной массы).

Предприятия РК поддерживают замкнутые циклы в производстве чугуна. Водозабор осуществляется только в случаях значительных безвозвратных потерь.

В связи с использованием оборотной, замкнутой системы, сброс сточных вод в поверхностные природные водные объекты отсутствует.

Производство располагается на специально оборудованных площадках, сам процесс непосредственно располагается в специальных цехах и зданиях, территория вокруг чаще всего имеет асфальтированное или бетонное покрытие, непосредственного воздействия с почвенным покровом нет, все смывы с поверхности имеют организованный сбор, в связи с чем воздействия на подземные воды не происходит. Сброс сточных вод на рельеф или почвенный покров, в подземные пространства не производиться, все пруды-охладители имеют техническое обустройство для предотвращения взаимодействия с окружающей средой.

На предприятии 1 отработанные сточные воды сбрасываются в промливневую канализацию с последующим отведением в пруд-охладитель. В таблице 3.11. представлены показатели водопоребления для предприятия 1 при производстве чугуна 3184,8 тысяч тонн.

Таблица 3.11. Водопотребление, повторное использование при производстве чугуна

№ п/п	Наименование	Показатели
1	2	3
1	Безвозвратное потребление, тысяч м³в год, из них	29,86
1.1	- техническая вода	29,86
1.2	- хозпитьевая вода	-
2	Возврат в оборотный цикл, тысяч м³в год	4279,02
3	Безвозвратные потери, тысяч м³в год, из них:	9,25
3.1	- техническая вода	9,25
3.2	- хозпитьевая вода	-
4	Водоотведение, тысяч м³в год	191414,73

Образование отходов производства и потребления

Отходами производства являются скрап литейного двора, уловленная в сухом пылеуловителе колошниковая пыль, шламы системы мокрой очистки доменного газа. Пыль, уловленная в системе мокрой газоочистки, подается в виде шлама в специальные бассейны-отстойники, где шлам сгущается и откачивается со дна сгустителя, очищенная вода поступает в оборотный цикл водоснабжения. Шламы системы мокрой газоочистки доменного процесса содержат повышенное количество цинка и щелочей, поэтому могут иметь ограниченное применение в рециклинге. Как правило, этот шлам выводится из оборота и размещается либо в прудах-отстойниках, либо в шламохранилищах.

Максимальный объем образования доменного шлама на предприятии 1 составляет 35,8 тысяч тонн, из них 100 % размещается на собственных специализированных площадках.

Очищенный доменный газ поступает в общезаводскую сеть и используется в качестве топлива в прокатных цехах и в паросиловом цехе, на электростанции.

В процессе отсева образуется аспирационная пыль, коксовая мелочь (отсев кокса) и твердые бытовые отходы. Отсев кокса образуется в результате грохочения кокса перед загрузкой в доменную печь, по мере накопления отправляется на аглопроизводство для повторной переработки. ТвҰрдо-бытовые отходы собираются в контейнерах, затем вывозится автотранспортом на полигон ПБО. Максимальный объем образования коксовой мелочи составляет 210792 тонн, которые в полном объеме перерабатываются на собственном предприятии.

В процессе выпуска расплавленного чугуна по желобам, обсыпанным кварцевым песком, образуется песок спаянный кварцевый (максимальное количество образования - 3900,692 тонн), который по мере накопления вывозится железнодородным транспортом на отвал сталеплавильных шлаков.

3.1.5. Производство стали в кислородных конвертерах

Конвертерное производство – получение стали в сталеплавильных агрегатах-конвертерах путем продувки кислородом составляющих шихты плавки (жидкий чугун и металлолом). Основные цели:

снижение содержания углерода (С) до требуемого уровня (с 4,0 – 4,5 % в чугуне до 0,01 – 0,4 % в расплаве металла в зависимости от планируемой к производству марки стали);

окисление кислородом содержащихся в чугуне примесей: фосфор, кремний, марганец, сера (P, Si, Mn, S) и др., с последующим их удалением из расплава в шлак.

В состав конвертерного цеха, как правило, входят следующие основные производственные отделения: приема жидкого чугуна (миксерное отделение; отделение перелива жидкого чугуна); приема и подготовки металлолома и шлакообразующих материалов (шихтовое отделение); десульфурации чугуна; приема и подготовки ферросплавов; выплавки стали; внепечной обработки стали; подготовки сталеразливочных и промежуточных ковшей; разливки стали на МНЛЗ и/или в изложницы (слитки); переработки шлаков; обработки непрерывнолитых заготовок; обработки слитков; отгрузки готовой продукции.

Прием и подготовка материалов к плавке заключается в следующих процессах: прием жидкого чугуна, усреднение химического состава жидкого чугуна в стационарном миксере, перелив из чугуновозных ковшей или чугуновозных ковшей миксерного типа в чугунозаливочные ковши.

Из доменного цеха (производства) жидкий чугун поступает в сталеплавильный цех (производство) в чугуновозных ковшах или в чугуновозных ковшах миксерного типа. При наличии в сталеплавильном производстве миксерного отделения чугун из чугуновозных ковшей сливают в стационарный миксер для усреднения чугуна по составу и температуре. Затем осуществляется перелив жидкого чугуна из миксера в чугунозаливочные ковши и передача их в загрузочный пролет конвертерного отделения. При отсутствии миксерного отделения чугун из чугуновозных ковшей или из чугуновозных ковшей миксерного типа в отделении перелива чугуна напрямую переливают в чугунозаливочные ковши. После наполнения чугунозаливочного ковша производят взвешивание и измерение температуры чугуна, отбор пробы для определения химического состава. При необходимости по результатам измерения температуры корректируют расход чугуна на плавку.

Подготовка твердой металлической шихты и шлакообразующих материалов. Металлолом, используемый в конвертерной плавке, проверяется и обезвреживается от взрывоопасных и легковоспламеняющихся предметов. Металлолом доставляется к конвертерам в совках (лотках). Для наводки шлака применяется свежеобожженная известь с установленным фракционным составом, содержанием оксидов кальция, магния СаО + MgO и нормируемыми потерями при прокаливании. В качестве шлакообразующих материалов применяются также флюсы, содержащие оксид магния (MgO).

Десульфурация чугуна. При необходимости снижения серы чугун направляют на установки десульфурации чугуна. В качестве десульфураторов используют порошкообразную известь, соду, карбид кальция, гранулированный магний или смеси нескольких реагентов. Снижение содержания серы (S) в чугуне осуществляют на установках десульфурации чугуна методом вдувания порошкообразных материалов (десульфураторов) в расплавленный чугун.

Прием и подготовка ферросплавов. Требования к химическому составу стали задаются диапазонами содержания элементов, а получение химического состава стали в заданных диапазонах достигается с помощью введения ферросплавов в расплав. При необходимости ферросплавы прокаливают.

Выплавка стали. После выпуска очередной плавки производится осмотр футеровки конвертера и сталевыпускного отверстия. При удовлетворительном состоянии футеровки конвертера после выпуска плавки осуществляется подготовка шлака для нанесения шлакового гарнисажа. При неудовлетворительном состоянии футеровки конвертера производится локальный или капитальный ремонт футеровки. Для подготовки шлака для нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертера используется сырой, обожженный, офлюсованный доломит, бой шиберных плит, известь и каменный уголь (антрацит, кокс). Расход материалов зависит от количества и состояния шлака предыдущей плавки. Шихта плавки конвертера состоит из жидкого чугуна и твердой металлической части шихты в определенном соотношении. Загрузка шихты в конвертер начинается с завалки металлолома. Во избежание разрушения футеровки конвертера сначала загружается совок (лоток) с легковесным ломом, а затем с тяжеловесным. После завалки металлолома, при необходимости, производится его прогрев. Затем осуществляется заливка жидкого чугуна.

При недостаточном теплосодержании чугуна, необходимого для ведения плавки, может применяться технология предварительного подогрева металлической части шихты за счет сжигания теплоносителя (коксика, антрацита) в струе кислорода. При необходимости переработки избыточного количества чугуна в качестве охладителей применяют железорудные окатыши, известняк и сырой доломит. После заливки чугуна конвертер устанавливается в вертикальное положение, опускается фурма и начинается продувка плавки технологическими газами, преимущественно кислородом (основной газ). При продувке кислородом в реакционной зоне развиваются температуры до 2200 – 2500 ^оС, что превращает реакционную зону в очаг разогрева всей ванны. Вдуваемый кислород прежде всего взаимодействует с железом. Образующийся оксид железа частично переходит в шлак, частично растворяется в металле и окисляет примеси, содержащиеся в чугуне:

2FeO + Si = 2Fe + SiO₂;

FeO + Mn = Fe + MnO;

5FeO + 2P = 5Fe + P₂O₅.

Эти химические реакции проходят с выделением большого количества тепла. С понижением содержания в металле кремния и марганца повышается температура и возрастает скорость окисления углерода (C) как за счет взаимодействия с оксидами железа, так и за счет прямого воздействия газообразного кислорода. Регулируя интенсивность продувки, обеспечивают низкое содержание углерода (C) в полупродукте (менее 0,04 %) без переокисления металла и шлака, после чего осуществляется выпуск металла в ковш. Окислительный характер плавки приводит к высокой концентрации кислорода в виде оксидов железа в металле, в связи с чем проводят его удаление раскислением металла марганцем, кремнием и алюминием по реакции:

FeO + Mn = Fe + MnO;

2FeO + Si = 2Fe + SiO₂;

3FeO + 2Al = 3Fe + Al₂O₃.

Конвертер представляет собой поворачивающийся на цапфах сосуд грушевидной формы, футерованный изнутри огнеупорами и снабженный леткой для выпуска стали и отверстием сверху (горловиной) для ввода в полость конвертера кислородной фурмы, отвода газов, заливки чугуна, загрузки лома и шлакообразующих и слива шлака. Конвертера по емкости могут вмещать от 135 – 370 тонн расплавленного металла. Конструктивно конвертера емкостью от 135 – 160 тонн могут изготавливаться глуходонными или со вставным днищем. Конвертеры большой емкости изготавливаются преимущественно глуходонными. Образующийся в процессе продувки отходящий газ называется конвертерным газом и содержит в основном оксид углерода (СО).

По способу отвода конвертерного газа в атмосферу газовые тракты конвертеров делятся на три группы:

системы, работающие с подсосом воздуха через зазор между конвертером и котлом-утилизатором и полным дожиганием выделяющегося оксида углерода (CO), т. е. с коэффициентом расхода воздуха a> 1;

системы, работающие без доступа воздуха в газовый тракт и без дожигания оксида углерода (CO);

системы, работающие с частичным дожиганием оксида углерода (CO) в котле-утилизаторе, т. е. при 1> a > 0.

Работа системы с полным дожиганием позволяет в полной мере утилизировать физическое и химическое тепло конвертерного газа. Регламент работы в режиме с частичным дожиганием отходящих газов должен включать контроль:

расхода отходящих дымовых газов;

расхода кислорода;

объемной доли окиси углерода (СО) в отходящих газах.

По этой технологии отходящие газы дожигаются в небольшом объеме в котле-утилизаторе, и основная их часть сжигается на свече. Работа газоотводящего тракта в режиме без дожигания применяется в основном в случае, когда реализуется сбор конвертерного газа в газгольдер с последующим использованием его в качестве энергетического ресурса. Во всех иных случаях работа системы осуществляется в режиме с частичным дожиганием.

Количество необходимого кислорода, расходуемого на плавку, обуславливается содержанием углерода (C), кремния оксида (SiO), фосфора (P) в исходной шихте. Окончание конвертерной плавки осуществляют по пробе металла. Отбор проб металла осуществляется после расчетного окончания продувки металла кислородом с наклоном конвертера при скачивании части шлака или с применением специального зонда без наклона конвертера.

Продувку плавки осуществляют в соответствии с технологическими схемами продувки с контролем следующих параметров:

массы, химического состава и температуры заливаемого в конвертер чугуна;

массы и вида (сорта) загружаемого в конвертер металлического лома;

массы и вида загруженных в конвертер до начала продувки шлакообразующих материалов, теплоносителя и т. п.;

вида, массы охладителей и шлакообразующих материалов, которые планируется присаживать в конвертер во время продувки, расходы которых (в том числе извести, доломита, магнезиальных флюсов) определяются в зависимости от химического состава исходных материалов, условий технологии и заданным химическим составом готовой стали.

Продолжительность первого периода продувки (период шлакообразования) устанавливают в зависимости от стойкости футеровки конвертера, состава твердой металлической шихты, результатов обработки чугуна на установке десульфурации и вида перерабатываемого жидкого чугуна в соответствии с требованиями нормативных документов. В период интенсивного обезуглероживания поддерживают в отходящих газах объемную долю оксида углерода (СО) в пределах 30 – 60 %. Период продувки заканчивают при достижении объемных долей оксида углерода (СО) менее 1 %. После окончания продувки производят наклон конвертера для измерения температуры расплава и отбора проб металла и шлака с целью определения химического состава. При получении заданной температуры перед выпуском при необходимости измеряют окисленность металла. В шлаке определяют массовые доли оксидов кальция и кремния (СаО, SiO₂), железа общего (Fe_общ), окисда магния (MgO), серы (S), оксида фософра (P₂O₅) и его основность (отношение суммы массовых долей оксидов кальция и магния (CaO и MgO) к массовой доле диоксида кремния (SiO₂))

Выпуск расплава из конвертера в сталеразливочный ковш, присадка ферросплавов, раскислителей и других добавок. Выпуск расплава из конвертера в сталеразливочный ковш производят при готовности машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) или разливочного состава с изложницами при разливе в слиток, с учетом продолжительности внепечной обработки, времени транспортировки ковша для обеспечения необходимой температуры разливаемой жидкой стали. Ферросплавы, раскислители (алюминий вторичный фракционированный или его сплавы) и добавки (например, карбид кальция) следует вводить в ковш во время выпуска расплава из конвертера строго по расчету. Расплав раскисляют в соответствии с технологической схемой раскисления. Ферросплавы при необходимости подогревают для ускорения их проплавления. Во время выпуска расплава необходимо перемещать сталевоз с ковшом так, чтобы ферросплавы и другие присаживаемые материалы (твердые шлаковые смеси, известь) попадали под струю для лучшего распределения их по объему ковша. Выпуск металла производится через сталевыпускное отверстие. Обработку расплава синтетическими шлаками осуществляют во время выпуска расплава из конвертера, одновременно подавая струю жидкого шлака на струю жидкой стали. Синтетический шлак предварительно выплавляют и нагревают до температуры~1600 °C в электродуговой печи и перед обработкой расплава выпускают в специально подготовленный шлаковый ковш. При выпуске расплава из конвертера производят отсечку конвертерного шлака. После выпуска расплава оставшаяся в конвертере часть шлака наносится на футеровку конвертера в виде гарнисажа. Остальной шлак сливают через горловину конвертера в шлаковую чашу.

Внепечная обработка расплава. После выпуска расплава из конвертера для доведения его химического состава и температуры до требуемого уровня сталеразливочный ковш с расплавом направляют на внепечную обработку. Внепечная обработка является ключевым звеном современных процессов получения качественной стали. Наиболее широко внепечная обработка используется при производстве высокопрочных конструкционных марок стали для машиностроения, судостроения, газонефтяного комплекса (особенно для изделий, работающих в условиях низких температур), автомобильной промышленности, электротехники.

Главные цели технологии внепечной обработки:

перемешивание и усреднение (гомогенизация);

корректировка и доведение химического состава до заданных значений;

обеспечение требуемой температуры металла перед началом процесса разливки;

дегазация (удаление нежелательных газов, таких как водород и азот);

обеспечение чистоты металла по неметаллическим включениям за счет интенсификации перемешивания.

Эти операции выполняются в ковше на установке доводки металла, в агрегате "ковш-печь", в вакууматоре (циркуляционного, порционного или объемного рафинирования). Выбор способа внепечной обработки определяется технологической схемой производства стали.

Продувку стали инертным газом могут осуществлять отдельно в сталеразливочном ковше на установках доводки металла или применяют как операцию, сопутствующую другим процессам. В качестве инертного газа используют в основном аргон, реже азот. Продувку инертным газом используют также для регулирования температуры металла в ковше.

Наиболее эффективным приемом внепечной обработки стали является комплексная обработка расплава в сталеразливочном ковше на агрегатах "ковш-печь", обеспечивающих нагрев и перемешивание стали в ковше, ее усреднение и корректировку химического состава. Агрегат "ковш-печь" представляет собой установку, состоящую из крышки для ковша с отверстиями, через которые установлены три электрода. Под крышку помещается сталеразливочный ковш с металлом после выпуска из конвертера для проведения внепечной обработки стали. Кроме того, в состав установки "ковш-печь" обычно также входят средства для перемешивания металла инертным газом, система подачи ферросплавов и материалов для усреднения стали в ковше.

Вакуумирование металла осуществляют главным образом на сталях специального назначения с повышенными требованиями по содержаниям газов и неметаллическим включениям. После интенсивной дегазации в металл сверху из помещенного в вакуумной камере бункера вводят раскислители, ферросплавы и другие добавки. После окончания внепечной обработки стали плавку передают на разливку.

Подготовка сталеразливочных и промежуточных ковшей. Для обеспечения бесперебойной и безопасной работы конвертерного цеха (производства) осуществляют регламентные работы по подготовке сталеразливочных и промежуточных ковшей.

Сталеразливочный ковш представляет собой цилиндрическую емкость, изготовленную из металла, с цапфами для подъема и транспортировки мостовыми кранами, футерованную изнутри огнеупорами. Подготовку и регламентный ремонт сталеразливочных ковшей организуют и выполняют на специализированных стендах.

После окончания разливки металла из сталеразливочного ковша сливают шлак в шлаковую чашу, затем ковш транспортируют в отделение подготовки ковшей. Ковш устанавливают на стенд, оборудованный охлаждающим устройством. После охлаждения футеровки ковш устанавливают на стенд, оборудованный манипулятором для снятия и установки шиберных затворов и устройством для выдавливания стаканов. После снятия шиберного затвора и выдавливания стакана сталеразливочный ковш устанавливают на поворотный стенд, где осматривают футеровку и удаляют скрап и остатки шлака. Далее ковш возвращают на стенд, где устанавливают новый шиберный затвор и проверяют его работу. Затем в ковш опускают кессон, с помощью которого устанавливают стакан и уплотняют гнездо, после чего ковш переносят на стенд, оборудованный устройством для сушки и разогрева ковша. Разогретый сталеразливочный ковш транспортируют к конвертеру.

Подготовка промежуточных ковшей к разливке: перед началом разливки стали производят сушку и предварительный разогрев промежуточных ковшей на специальном стенде участка подготовки промковшей. Окончательный разогрев и поддержание рабочей температуры футеровки промежуточных ковшей производят на стендах разогрева, расположенных на рабочей площадке МНЛЗ. Производится подключение горелок для разогрева футеровки ковша.

Канал стакана промежуточного ковша прогревается как специально установленными горелками снизу, так и при помощи верхних горелок. Для обеспечения стабильной и непрерывной работы МНЛЗ разливку стали начинают при наличии на рабочей площадке двух разогретых промежуточных ковшей.

Разливка стали на МНЛЗ или в изложницы (слитки). Сталь после внепечной обработки направляется на разливку. Разливку стали осуществляют на МНЛЗ или в изложницы (слитки).

Разливка стали на МНЛЗ производится методом "плавка на плавку" без прерывания разливки одной плавки. После наполнения промежуточного ковша не менее чем на одну треть его высоты, начинается заполнение кристаллизатора сталью. По мере выхода сформировавшегося слитка из кристаллизатора подают воду на вторичное охлаждение. Режим вторичного охлаждения выбирают исходя из типа разливаемой стали и сечения заготовок.

Вода, используемая для охлаждения стали и оборудования МНЛЗ, предварительно проходит реагентную обработку. Массовая концентрация взвесей и нефтепродуктов в воде не должна превышать установленные нормативами требования. Рабочую скорость разливки выбирают в зависимости от типа стали и сечения заготовок.

В течение разливки каждой плавки измеряют температуру стали в промежуточном ковше. После окончания разливки производят закрытие шиберного затвора. Снижают скорость разливки, перемещением стенда производят замену сталеразливочных ковшей.

После прекращения подачи стали в кристаллизатор подают воду в таком количестве, чтобы происходило ее полное испарение. В зависимости от конструкции кристаллизатора выделяют следующие типы МНЛЗ:

криволинейного типа;

радиального типа;

вертикального типа.

По виду разливаемой заготовки: сортовые; слябовые.

Разливка стали в изложницы (слитки). На ряде металлургических заводов для получения слитков сталь разливают в изложницы (слитки). Изложницы изготавливают из чугуна, реже – из стали. Форма поперечного сечения изложниц может быть квадратной (для получения слитков, прокатываемых на сортовой прокат), прямоугольной (для слитков, прокатываемых на лист), круглой (для прокатки труб) и многогранной (для изготовления крупных поковок). Перед разливкой стали в изложницы (слитки) их тщательно очищают от остатков стали предыдущего выпуска, затем подогревают до 80 – 120 °C и покрывают специальными обмазками.

Применяют следующие способы разливки стали в изложницы (слитки):

в изложницы сверху (применим при получении крупных слитков);

в изложницы сифоном (сталью заполняются одновременно от 2 до 60 изложниц, установленных на поддоне, через центровой литник, каналы и каналы в поддоне, т. е. эта разливка основана на принципе сообщающихся сосудов).

Слитки в изложницах поступают из разливочного отделения в отделение раздевания слитков или стрипперное отделение для подготовки к последующей посадке слитков в нагревательные колодцы (печи) блюминга или слябинга.

Обработка непрерывнолитых заготовок и слитков. Непрерывнолитые заготовки и слитки перед отгрузкой на следующий передел проходят обработку с целью контроля и удаления дефектов.

Обработка непрерывнолитых заготовок. Непрерывнолитые заготовки подают на специальные площадки, где производят визуальный осмотр поверхности и при необходимости осуществляют огневое осветление поверхности заготовок, удаление дефектов. Выявленные дефекты (трещины, шлаковые включения, завороты, наплывы, механические повреждения и др.), связанные с производством, транспортировкой и охлаждением заготовок и имеющие недопустимую степень развития, удаляют огневой зачисткой, для сталей с более высоким содержанием C и высоколегированных применяют абразивную зачистку во избежание образования трещин.

Обработка слитков. Слитки, разлитые в изложницы, передают на дальнейшею обработку с целью удаления дефектов. При выборе способа удаления поверхностных дефектов со слитков учитывают степень пораженности слитка поверхностными дефектами (имеется в виду площадь распространения дефектов и глубина их залегания), характер дефектов, физические свойства зачищаемой стали, назначение в дальнейшем готового проката и его размеры. При удалении отдельно залегающих на поверхности металла дефектов применяют местную зачистку. Сплошную зачистку применяют при наличии большого числа дефектов, расположенных по всей поверхности слитка. Для сталей с более высоким содержанием C и высоколегированных применяют абразивную зачистку во избежание образования трещин. Иногда применяют комбинированный способ зачистки, при котором отдельные, глубоко залегающие дефекты, удаляют пневматической вырубкой, а мелкие дефекты, распространенные на большой площади, – абразивной зачисткой.

К примеру, на предприятии 1 технологический процесс производства стали состоит из следующих этапов:

шихтовка стали: легковесный, тяжеловесный стальной лом, чугунный лом, жидкий чугун;

продувка плавки кислородом: давление не менее 14 атм., чистота кислорода 99,5 %, интенсивность 700 м³/мин, ср. продолжительность 25 мин.;

шлакообразование: шлакообразующие - известь, мягкообожженный доломит;

скачивание шлака;

додувка: при необходимости корректировки плавки на углерод, фософр, серу (С, Р, S); температуру, средней продолжительностью 0,3 мин.;

выпуск плавки;

раскисление стали в ковше. Раскислители: FeMn, FeSi, SiMn, Al;

обработка на установке доводки металла (УДМ): корректировка на окисленность алюминиевой проволокой с помощью трайб-аппарата. усреднительная продувка (аргоном, азотом) 2 – 3 мин.

Рисунок 3.15. Выход слябов из МНЛЗ

Переработка и утилизация шлаков сталеплавильного производства являются обязательными элементами безотходной технологии. В настоящее время разрабатываются технологии получения из шлаков абразивных материалов; отрабатываются методы сухой и мокрой грануляции жидких сталеплавильных шлаков. Особенно перспективна организация сухой грануляции, при которой одновременно можно решить две задачи: сокращение потребления воды и повышение энергоэффективности за счет использования выделяемого тепла. Извлечение скрапа из шлака в основном ведется с помощью дробильно-сортировочных установок.

Основные направления использования шлака сталеплавильного производства после извлечения скрапа: в качестве флюсов для ваграночного и аглодоменного производства; в сельском хозяйстве для замены суперфосфата (фосфорсодержащие); в сельском хозяйстве для известкования почвы (высокоосновные шлаки); в качестве добавки, повышающей содержание марганца в стали (высокомарганцевые шлаки); для снижения расхода извести и улучшения шлакообразования в сталеплавильном производстве (высокоосновные); в строительстве (щебень из сталеплавильных шлаков является полноценным заменителем гранитного щебня в бетонах и железобетонах); в дорожном строительстве – щебень при строительстве автодорог.

3.1.5.1. Энергоэффективность, факторы воздействия на окружающую среду

Показатели производства стали и расход материалов на производство стали в конвекторах (Предприятие 1) за период работы с 2015 по 2019 годы приведены в таблице 3.12.

Таблица 3.12. Производство стали и удельный расход материалов на производство стали в конверторах

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Удельный расход материалов на 1т продукции
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
110	производство стали в конверторах	т	3467639	3913916	4042941	3300732	3361153
2	азот	м³	44,726	44,92	35,968	51,182	68,245
3	аргон	м³	0,454	0,467	0,472	0,506	0,476
4	известь	т	0,077	0,083	0,091	0,072	0,096
5	кислород	м³	67,287	77,423	73,973	78,829	75,814
6	кокс	т	0,002	0,003	0,003	0,003	0,002
7	коксовый газ	м³	0,009	0,01	0,012	0,012	0,016
8	металлолом	т	0,232	0,241	0,241	0,227	0,246
9	обожженный доломит	т	0,023	0,02	0,025	0,024	0,011
11	сжиженный газ	т	0,001	0,001	0,001	0,001	0,002
12	сырой доломит	т	0,025	0,013	0,019	0,014	0,017
13	ферросплавы	т	0,009	0,01	0,012	0,011	0,011
14	флюсы	т	0,001	0,003	0,008	0,004	0,003
15	электроэнергия	кВт*ч	59,421	60,082	54,615	52,23	57,961
16	чугун передельный	т	1,092	0,905	0,911	0,920	0,917
17	азот	м³	44,726	44,92	35,968	51,182	68,245
18	аргон	м³	0,454	0,467	0,472	0,506	0,476

Таблица 3.13. Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции

№ п/п	Ресурс	Расход электроэнергии на единицу продукции
№ п/п	Ресурс	Единица измерения	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Производство стали в конвертерах
Предприятие 1
1	Электроэнергия	кВт·ч/т	19 – 72,4		52,23 – 60,08

Производство стали за рассматриваемый период изменялось с 3,30 до 4,04 млн т/год. С пуском МНЛЗ уменьшилось количество оборотного лома (обрези слябов), поступающих из обжимного цеха, в результате чего в составе металлошихты увеличена доля жидкого чугуна с 816,8 до 905 - 1092 кг/т стали. При переработке чугуна, содержащего более 0,350 % фософра (P) получение качественной стали возможно при ведении конвертерного процесса со скачиванием промежуточного шлака.

Ведение конвертерного процесса со скачиванием промежуточного шлака увеличивает продолжительность плавки с 50,0 до 56,4 мин. за счет повышения продолжительности продувки на 2,65 мин., скачивания шлака на 4,5 мин.

Расходы материальных и топливных ресурсов при производстве стали на предприятии 1 выше по сравнению с другими аналогичными металлургическими комбинатами. Это обусловлено использованием собственного сырья с низким содержание железа, высоким содержанием фосфора, глинозема и щелочей.

Для обеспечения минимально возможных выбросов в атмосферу интенсивность подачи кислорода во время продувки металла ограничивается 700 м³/мин. Превышение ограничивающей величины на 15 % значительно увеличивает выбросы пыли и оксид углерода (CO) в атмосферу.

Производство стали в конвертерном цехе (производстве) по всей технологической цепочке сопровождается воздействием на атмосферу, воздух рабочей зоны, поверхностные и подземные воды, образованием отходов производства и потребления.

Воздействие на атмосферу

При производстве конвертерной стали происходят выбросы в атмосферу вредных веществ: пыль, оксиды алюминия, железа, кальция, магния, марганца, цинка, азота (AI₂O₃, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CaO, MgO, MnO, ZnO, NO₂, N₂O), диоксид серы (SO₂), оксид углерода (CO), диоксид углерода (CO₂), сажа, бенз(а)пирен. Приоритетными веществами в выбросах конвертерного производства являются оксид углерода (CO) и пыль неорганическая (взвешенные вещества). Также воздействие оказывают тепловое излучение, шум, вибрация и электромагнитное излучение.

В дымовых газах, отходящих от конвертеров, кроме оксида углерода (CO) и пыли, содержатся окислы азота (NO_X), диоксид серы (SO₂). Конвертерный процесс выплавки стали заключается в окислении и удалении с отходящими газами и со шлаком из металлошихты примесей: углерод (C), оксид кремния (SiO), сера (S). Это происходит в результате взаимодействия между собой двух фаз: жидкой (металл, шлак) и газообразной (кислород дутья). При работе топливопотребляющих агрегатов и устройств (сушка и нагрев футеровки ковшей и т.д.) в качестве топлива в цехе используется коксовый газ, при сжигании которого в атмосферу поступают оксид углерода (CO), оксиды серы (SO_X)и окислы азота (NO_X).

Основные источники выбросов – конвертеры (завалка, заливка, слив металла), аспирационные установки мест пересыпки, обмывки ковшей.

На рисунке 3.16. представлены удельные показатели выбросов загрязняющих веществ при производстве конвертерной стали за 2015 – 2019 гг. (предприятие 1).

Рисунок 3.16. Показатели удельных выбросов загрязняющих веществ

Фактическая концентрация выбросов пыли при производстве стали в конвертерах оставляет не более 70 мг/м³.

Для снижения эмиссий на предприятии 1 за конвертерами установлена система двухступенчатой очистки. Система состоит из следующих основных элементов: система охлаждения отходящих газов, система гидравлики, скруббер предварительной очистки, скруббер с кольцевым зазором и каплеуловители, эксгаустер и факельная система. Для улавливания неорганизованных выбросов, возникающих во время технологического процесса кислородной выплавки стали используется система вторичной газоочистки. Выбросы, собранные во время загрузки, выпуска конвертера, собираются в газовом коллекторе, смонтированном выше конвертов и ковшей и напрямую идущие через соединяющий газопровод к фильтру системы пылеулавливания. Аспирационные установки трактов подачи сыпучих материалов в конвертере оборудованы аспирационными установками с сухой очисткой воздуха в циклонах.

Водопотребление, водоотведение и воздействие на поверхностные и подземные воды

Водоснабжение потребителей конвертерного производства технической водой осуществляется по водооборотным системам:

система водоснабжения шихтоподготовительного отделения;

система водоснабжения технологических агрегатов конвертерного отделения;

система водоснабжения технологических агрегатов участка разливки стали;

система водоснабжения газоочисток конвертерного газа;

система водоснабжения химически очищенной водой котлов-утилизаторов.

Водоснабжение конвертерного цеха осуществляется повторно используемой водой. Вода используется, в основном, для охлаждения элементов конструкций кислородных конвертеров, кислородных продувочных фурм, "юбок" конверторов и т.д.

Система водоснабжения газоочисток конвертерного цеха организована по оборотной схеме.

Вода в газоочистках используется для охлаждения конвертерного газа до температуры 60 – 70 ^оС, для очистки газов от твердых частиц и гидротранспорта уловленных частиц.

Потери воды при очистке горячих газов определяются величиной испарения и капельного уноса в очистных аппаратах и на градирнях оборотного цикла, расходом шламовой пульпы из радиальных отстойников в ЗШН. Подпитка оборотного цикла производится дренажными водами конвертерного цеха.

Водоснабжение МНЛЗ осуществляется оборотной водой через участок водоподготовки, который имеет в своем составе чистый и грязный оборотные циклы. Чистый оборотный цикл обеспечивает технической водой теплообменники для охлаждения обессоленной охлаждающей воды кристаллизатора и установки "печь-ковш". Цикл имеет в своем составе насосы, градирню с бассейном. Часть воды (около 25 %) из бассейна отводится на фильтр для осветления, после чего вода возвращается в бассейн.

Грязный оборотный цикл обеспечивает осветленной водой для охлаждения разбрызгиванием МНЛЗ. Очистка оборотной воды осуществляется на 1-ой ступени очистки, в горизонтальных отстойниках и (около 50 %) в механических фильтрах. Осветленная в фильтрах вода охлаждается на 4-х секционной градирне. Подпитка и восполнение продувки оборотных циклов осуществляется водой после охлаждения фурм. Продувочные воды отводятся в ливневый коллектор.

В таблице 3.14. представлены показатели водопоребления для предприятия 1 при выплаке стали 3535,6 тысяч тонн.

Таблица 3.14. Водопотребление, повторное использование при производстве конвертерной стали (Предприятие 1)

№ п/п	Наименование	Показатели
1	2	3
1	Безвозвратное потребление, тысяч м³в год, из них	280,87
1.1	- техническая вода	280,87
1.2	- хозпитьевая вода	-
3	Возврат в оборотный цикл, тысяч м³в год	15095,27
4	Безвозвратные потери, тысяч м³в год, из них:	292,93
4.1	- техническая вода	292,93
4.2	- хозпитьевая вода	-
5	Водоотведение в пруд-охладитель, тысяч м³в год	10890,1

Предприятия РК поддерживают замкнутые циклы в производстве стали. Водозабор осуществляется только в случаях значительных безвозвратных потерь.

Образование отходов производства и потребления

При выплавке стали в конвертерном цехе образуются сталь, шлак и конвертерный газ.

Сталеплавильный шлак, полученный в процессе плавки стали из чугуна, сливается в шлаковые чаши, установленные на шлаковозах. На шлаковом дворе шлак из чаш сливается в шлаковую яму, где охлаждается водой. Охлажденный шлак из ямы экскаватором грузится в думпкары и по железной дороге транспортируется на отвал сталеплавильного шлака. На шлакоотвале шлак подвергается дроблению с целью извлечения скрапа. Извлеченный скрап используется в качестве сырья в конвертерном процессе. Объемы образования сталеплавильного шлака находятся в пределах от 658254,42 до 1036621,6 тонн (предприятие 1), из которых до 60 % используется повторно, оставшаяся часть размещается в отвалах.

Шлам, образовавшийся в результате улавливания и очистки отходящих газов первичных газоочисток конвертеров поступает в отстойники. Система первичной очистки и охлаждения конвертерного газа предназначена для улавливания и очистки отходящих газов от летки конвертеров с температурой до 2000 °С. Очищенный газ направляется на эксгаустер. Выпавший в нижней части отстойников, шлам очистки конвертерного газа откачивается насосами в золошламонакопитель.

Отработанные фурмы, образующиеся в результате усреднительной продувки стали инертным газом аргоном, по мере накопления на специально отведенных участках в конвертерном цехе (в здании), вывозятся в копровый цех на переработку. Максимальный объем образования на предприятии 1 составляет 67,99 тонн.

Отработанные погружные стаканы образуются в процессе литья слябов и по мере накопления вывозятся на отвал сталеплавильный шлаков для последующей переработки. Максимальный образования на предприятии 1 составляет 7,337 тонн.

При производстве стали конвертерным процессом вредными производственными факторами являются: повышенное напряжение в электрической цепи (свыше 50 В); движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования; повышенный уровень инфракрасной радиации; повышенный уровень шума на рабочем месте; повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; повышенная температура поверхности оборудования, материалов; расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности пола; повышенная запыленность и загазованность рабочей зоны.

3.1.6. Производство стали в электродуговых печах

В электродуговых печах различной мощности выплавляют различные марки сталей: инструментальные, углеродистые, подшипниковые, коррозионностойкие, электротехнические и прецизионные сплавы.

Главное здание электросталеплавильного цеха, как правило, имеет шихтовый пролет (шихтовое отделение может находиться в отдельно стоящем крытом здании), печной пролет и разливочный пролет. В состав электросталеплавильного цеха, как правило, входят следующие основные отделения и участки: отделение подготовки шихтовых материалов; склад электродов; склад ферросплавов; отделение подготовки порошкообразных материалов; склад огнеупоров; отделение ремонта механического и электрического оборудования; подготовки сталеразливочных и промежуточных ковшей; печное отделение; отделение внепечной обработки; отделение разливки; отделение переработка шлаков.

На рисунке 3.17 представлены типичные схемы производства стали с техническими операциями в ДСП и агрегатах внепечной обработки металла. Первая схема предусматривает доведение металла по химическому составу в ковше и десульфурацию стали. Вторая схема позволяет существенно повысить служебные свойства стали, так как в технологическую цепочку включена вакуумная обработка металла, позволяющая снизить содержание вредных примесей: газов (азот (N), водород (H), кислород (O)), неметаллических включений, серы (S).

Рисунок 3.17. Технологический процесс производства стали в ДСП, заготовок и слитков

Футеровка подины печи, ее стен и свода выполняются из магнезиальных, магнезитохромитовых, периклазоуглеродистых огнеупоров как штучного изготовления, так и в виде масс. Подина печи выдерживает до 2000 плавок. Применение водоохлаждаемых сводов и стен печи увеличило их стойкость до и более 1000 плавок.

Электропечи оснащают современными системами автоматического управления технологическим процессом АСУ ТП, решающими следующие задачи: контроль параметров и управление электрическим режимом плавки с учҰтом технологических факторов и реактора электропечи; контроль параметров и управление весодозирующим комплексом; контроль параметров и управление системами подачи альтернативных источников тепла и вспенивания шлака; контроль состояния и управление механизмами печи, трансформатора и переключателя ступеней напряжения; расчҰт количества и управление подачей в печь кислорода для продувки металла и твҰрдых окислителей; контроль параметров водоохлаждаемых элементов печи; контроль параметров и управление системой удаления и очистки газов; вывод данных на монитор оператора, визуализация процесса плавки, передача и получение данных по системе ввода/вывода и пр.

Выплавка стали. Подготовка шихтовых материалов. В настоящее время перечень шихтовых и всевозможных материалов, используемых при выплавке стали в электропечах, весьма широк. Он включает в себя металлический лом, чугун, ферросплавы, шлакообразующие, огнеупоры и ряд других.

Металлолом, доля которого в металлошихте может достигать 95 %, в ряде случаев является препятствием для выплавки отдельных марок стали, так как содержит медь, олово и другие примеси. Эта проблема решается селекцией видов металлолома и разбавлением металлошихты "первородной" шихтой: металлизованными окатышами или горячебрикетированным железом, чугуном. Металлолом в копровом цехе заранее сортируют по видам.

Металлолом на плавку в ДСП, как правило, подается в контейнерах или загрузочных корзинах. Немагнитный лом для выплавки легированных марок стали подается в мульдах. Для выплавки стали требуется большое количество сыпучих, порошкообразных и шлакообразующих материалов, в том числе применяется свежеобожженная известь кусковая, плавиковый шпат, шамотный бой, кварцевый песок, боксит, железная руда, кокс, молотый ферросилиций, алюминиевый порошок. Эти материалы перед использованием должны быть просушены и прокалены для удаления гигроскопической и гидратной влаги, влияющей на образование флокенов и волосовин из-за попадания в сталь водорода. В ряде случаев, такую подготовку материалов возможно заменить вакуумированием стали.

Прокаливание ведут в специальных печах или мульдах рядом с дуговой печью. Дробление и подготовку сыпучих и порошкообразных материалов ведут в отдельных, рядом стоящих зданиях. Шлакообразующие материалы и ферросплавы доставляются в печной пролет из шихтового отделения мостовым краном в мульдах или в саморазгружающихся бадьях, а на ряде заводов через бункерную эстакаду по системе ленточных конвейеров.

К примеру, на предприятии 3 металлолом поступает железнодорожным и автомобильным транспортом от внешних поставщиков, амортизационный и оборотный лом - собственного металлургического производства. На участке производится разгрузка металлолома в яму, его газовая резка, складирование разделанного и загрузка в завалочные бадьи для подачи на переплавку.

Перед приҰмкой поступающий металлолом проходит провеску на автомобильных и железнодорожных весах. В шихтовом дворе осуществляется проведение радиационного контроля, обследование лома на взрывобезопасность, рассортировка его по классам, видам и сорту. Для хранения металлошихта разгружается в шихтовую яму при помощи электромостовых кранов. Участок оснащен четырьмя 15-ти тонными электромостовыми кранами, передаточными тележками, гидравлическими ножницами, газокислородными постами для порезки лома.

Подготовка печи. После каждой плавки подина и откосы печи осматриваются, очищаются перед очередной плавкой и заправляются порошкообразным обожженным магнезитом или массами специального состава, а при работе с оставлением части металла от предыдущей плавки – заправляются только откосы. Осуществляется подача к печи электродов и их наращивание.

Завалка шихты осуществляется в печь при открытом своде бадьями с открывающимся днищем, завалка флюсов и добавок через бункера с дозирующими устройствами. Жидкий чугун в печь заливают при помощи специального жҰлоба.

Плавка ведется на максимальной мощности печного трансформатора с использованием газокислородных горелок. Для ускорения плавления шихты поворачивают корпус печи вокруг оси в одну и другую стороны на 45 °С. На современных печах повороты не нужны, так как проплавляется один колодец. К окончанию расплавления ванна должна быть покрыта слоем шлака. Шлак периода расплавления имеет примерный состав: 35 – 45 % кальция оксида (CaO); 15 – 25 % диоксида кремния (SiO2); 5 – 10 % окида марганца (MnO); 10 – 12 % оксида магния (MgO); 4 – 7 % оксида аллюминия (Al2O3); 10 – 15 % железа оксида (FeO); до 0,5 % оксида фосфора (P2O5) (основность 1,5 – 2,0). Скачивание и уборка шлака производятся через окно под печь самотеком или специальными скребками.

Окислительный период. В современных печах при активном использовании кислорода на стадии плавления металлошихты, период расплавления совмещҰн с окислительным периодом. Основная задача окислительного периода заключается в удалении фософора (P). Начинается этот процесс при расплавлении порядка 70 – 80 % металлошихты при активном сходе шлака. Для создания благоприятных условий дефосфорации необходимо обеспечить требуемую окисленность ванны, которая достигается за счҰт активной продувки расплава кислородом и снижением содержания углерода (C) в металле до значений 0,1 – 0,05 % и менее. При этом основность шлака должна быть на уровне 2 – 3. Окисление фософра (P) протекает по реакции:

2[P] + 5(FeO) + 4(СаО) = (P₂O₅)·4(СаО)+ 5 [Fe]

Для протекания реакции окисления фосфора (P) необходимы: высокое содержание кислорода в металле и шлаке, повышенное содержание оксида кальция (CaO) в шлаке и пониженная температура в реакционной зоне. Выполнение этих условий обеспечивают наводкой свежего шлака и постоянным обновлением шлака путем скачивания из печи насыщенного (СаО)4·P2O5 шлака. По ходу окислительного периода происходит дегазация стали – удаление из нее водорода и азота, которые выделяются в пузыри окисда углерода (СО), проходящие через металл. Выделение пузырьков окиси углерода (СО) сопровождается удалением из металла неметаллических включений, которые выносятся на поверхность потоками металла или поднимаются наверх вместе с пузырьками газа. Хорошее кипение ванны обеспечивает перемешивание металла, выравнивание температуры и химического состава.

К концу окислительного периода шлак имеет примерный состав: 40 – 45 % оксида кальция (CaO); 10 – 20 % диоксида кремния (SiO2); 10 – 20 % оксида железа (FeO); 5 – 19 % магний оксида (MgO); 2 – 4 % оксида аллюминия (Al2O3); 0,5 – 2,0 % оксида фосфора (P2O5) (основность 2,5 – 4,0). Общая продолжительность окислительного периода зависит от мощности трансформатора и продувочных устройств. На лучших печах время выплавки полупродукта в ДСП составляет от 35 – 50 мин.

Восстановительный период. После окислительного периода проводят полное скачивание шлака для удаления из печи фосфора (P). Далее плавку ведут под восстановительным белым шлаком, содержащим менее 0,5 % железа оксида (FeO). В этот период происходит диффузионное раскисление металла, завершается десульфурация до требуемого содержания серы (S), легирование металла и регулирование его температуры перед выпуском. Десульфурация металла активно проходит в восстановительный период плавки, а также при выпуске стали под слоем шлака, когда происходит хорошее перемешивание металла со шлаком:

[S] + (CaO) = CaS= [О].

Десульфурации способствует хорошее раскисление стали и шлака, высокое содержание извести в шлаке и высокая температура. В современных цехах, оборудованных агрегатами "ковш-печь", операции восстановительного периода, раскисления и легирования выполняются при выпуске стали из ДСП и при внепечной обработке.

Ковшевая металлургия. Для увеличения производительности дуговых печей, уменьшения угара ферросплавов процессы раскисления, легирования, рафинирования и доводки металла до нужной температуры проводятся не в печи, а в сталеразливочном ковше и/или специальных агрегатах.

Внепечная обработка стали ("ковшевая металлургия") стала широко применяться для любых марок стали. Были разработаны простые (одним методом) и комбинированные способы внепечной обработки стали одновременно несколькими методами:

в обычном сталеразливочном ковше с использованием верхней погружной фурмы;

в сталеразливочном ковше, оборудованном для вдувания газа или газопорошковой струи снизу через смонтированные в днище устройства;

в установке "ковш-печь" с крышкой (сводом), через которую опущены электроды, нагревающие металл в процессе его обработки (при этом установка оборудована системой подачи ферросплавов из бункеров и добавок порошковой проволокой);

в агрегате типа конвертера с продувкой металла кислородом, аргоном (агрегат аргонокислородного рафинирования);

в вакууматорах различного типа.

К примеру, на предприятии 3 в основу организации металлургического производства положено получение литых заготовок по непрерывному циклу, который предполагает выпуск жидкой стали из дуговых электропечей ДСП- 25Н5, последующую доводку стали на установке "печь-ковш" и разливку жидкой стали на МНЛЗ.

Разливка стали на МНЛЗ. После внепечной обработки сталеразливочный ковш ставят на сталевоз, который перевозит его в разливочный пролет, где разливочный кран устанавливает ковш на разливочный стенд для разливки на МНЛЗ. Сталь из ковша поступает в промежуточный ковш, оборудованный дозирующими устройствами – стопорными механизмами или шиберными затворами или стаканами-дозаторами – для контроля потока стали из него в кристаллизаторы МНЛЗ. Промежуточный ковш, в зависимости от требований к качеству стали, оборудуется турбостопом, системой перегородок и другими элементами, обеспечивающими оптимальное движение потоков стали. Из промежуточного ковша сталь через дозирующее устройство заполняет кристаллизатор сверху. Перелив металла из сталеразливочного ковша в промежуточный и в кристаллизатор, в зависимости от требований к качеству стали осуществляется с использованием различных систем защиты металла от вторичного окисления – огнеупорные трубы/стаканы, уплотняющие вставки, подача инертного газа. Поверхность металла в промежуточном ковше закрывается шлаковой смесью.

Перед началом разливки в кристаллизатор с нижней стороны вводится затравка – штанга сечения кристаллизатора или формы будущей заготовки. Верхний торец затравки образует дно кристаллизатора и имеет устройство в виде ласточкиного хвоста для сцепления со слитком. Когда уровень металла поднимается над затравкой на высоту 300 – 400 мм, включается механизм вытягивания заготовки. Под действием тянущих валков этого механизма затравка опускается и тянет за собой формирующийся слиток.

Медный или бронзовый, с полыми стенками, интенсивно охлаждаемый водой кристаллизатор с внутренним сечением по форме заготовки формирует корочку слитка-заготовки. Для предотвращения надрыва корочки и ухода металла, кристаллизатор выполняет возвратно-поступательное движение специальным механизмом. Кристаллизатор движется по направлению движения заготовки (вниз) и затем возвращается вверх. Ход качания – от 10 до 40 мм. В процессе разливки стенки кристаллизатора смазываются специальными шлакообразующими смесями (ШОС), рапсовым маслом, парафином или другими смазывающими веществами. В кристаллизаторе над поверхностью металла может быть создана восстановительная или нейтральная атмосфера для предотвращения окисления металла при разливке.

Наибольшее распространение получил радиальный тип МНЛЗ, требующий меньшей высоты металлоконструкций ЭСПЦ. При выходе непрерывнолитого слитка на горизонтальный участок рольганга слиток разрезают кислородным резаком на заготовки мерной длины. Разливку на МНЛЗ ведут, как правило, методом "плавка на плавку" без прерывания разливки. При разливке контролируют температуру металла в промежуточном ковше, работу механизмов и качество поверхности непрерывнолитых заготовок.

Подготовка сталеразливочных ковшей Сталеразливочные ковши относятся к основному оборудованию разливочного пролета. Корпус ковша цельносварной, оборудован цапфами и кантовательными устройствами. Внутри ковш футеруется двумя слоями огнеупорной футеровки (арматурный и рабочий), выполняемой огнеупорным ковшевым кирпичом и/или монолитной футеровкой. Сталь из ковша выпускают через донное отверстие, перекрываемое стопором, который вводится в ковш через металл, или шиберным затвором, устанавливаемым снаружи ковша в днище. Шиберные затворы собирают на специально оборудованном участке.

Шиберный затвор представляет собой две одинаковые огнеупорные плиты овального типа с отверстиями в центре. Плиты закрепляются в специальной рамке таким образом, что одна плита закреплена к неподвижной рамке к днищу ковша, а вторая подвижная. При совмещении отверстий жидкая сталь будет поступать из ковша в промежуточный ковш МНЛЗ. Регулируя положение нижней подвижной рамки, соответственно величину зазора отверстий, можно регулировать скорость истечения металла из ковша. Собранные шиберные затворы и вновь зафутерованные сталеразливочные ковши сушат на стенде газовыми горелками до температуры 1200 °C. После этого сталеразливочные ковши могут отдаваться на разливку.

Обработка электросталеплавильного шлака и пыли. В электросталеплавильных цехах слив печного и ковшевого шлака осуществляется "под печь". По остывании поверхности (до красного состояния) специальными погрузчиками шлак вывозится либо на шлаковый двор, либо в специально оборудованные бункера ("шлаковые закрома", ямы) для окончательного охлаждения.

В некоторых случаях горячий шлак под печью орошается водой, затем загружается в спецкузов, забираемый автомобилем, оборудованный системой мультилифт, для последующей транспортировки на участок шлакопереработки. Для уборки шлака, как правило, используются шлаковые чаши. Наполненные шлаковые чаши со шлаком перевозятся на шлаковый двор для опорожнения. Шлаковый двор оборудован траншеей для слива жидкого шлака, электромостовыми кранами и экскаватором для отгрузки шлака. ОсвобождҰнные от шлака шлаковые чаши ещҰ в горячем состоянии опрыскиваются изнутри сплошным слоем известкового молока, затем передаются в цех под налив шлака. Охлажденный шлак подвергают дроблению и магнитной сепарации для отделения скрапа (направляется на переплав) и после фракционирования отправляют потребителям. Печной шлак с основностью 1,5 – 2,0 легко перерабатывается на шлаковом дворе в шлаковых ямах с последующей переработкой на дробильно-сортировочной установке с получением фракционированного щебня, а высокоосновной шлак внепечной обработки с основностью 2,5 – 4,0 имеет другие свойства и требует иной технологии переработки.

Двухкальциевый силикат, имеющийся в высокоосновном шлаке, из-за полиморфизма кристаллической решетки рассыпается в порошок. Такой шлак трудно перерабатывать и невозможно перевозить из-за пыления. Проблема его переработки может быть решена двумя способами:

сливом его на дробленый известняк для получения декарбонизированной шлако-известковой смеси, пригодной для переработки в цементной промышленности;

вводом в ковшевой шлак при внепечной обработке стали добавок, стабилизирующих двухкальциевый силикат для предотвращения полиморфизма.

Ковшевой шлак может быть использован для формирования печного шлака в качестве частичной замены извести, однако требуется его стабилизация и отработка технологии, позволяющих значительно уменьшить его вынос из ДСП в виде пыли.

Пыль или шламы при мокрой очистке, уловленные от дуговой печи, могут содержать значительные концентрации оксидов цинка (ZnO) (до 25 %), свинца (PbO). Эта пыль требует специальной подготовки и технологии для извлечения железа, цинка и свинца.

Очистка отходящего газа сталеплавильных печей. Существенную часть технологической цепочки выплавки стали в дуговой печи составляет улавливание и очистка отходящих газов электропечи. Выделяющиеся при продувке газы вместе с пылью отводят из-под свода печи через четвертое отверстие в своде. Устанавливают различной конструкции колпаки над сводом, рабочим окном и сливным носком для аспирации газов. Для уменьшения в цехе шума и запыленности ДСП могут устанавливаться в газо- и шумозащитных камерах.

3.1.6.1. Энергоэффективность, факторы воздействия на окружающую среду

По всей технологической цепочке производства стали в дуговых печах и заготовок в местах выгрузки сырья, складирования, подготовки компонентов шихты на различном оборудовании, выплавки, внепечной обработки и разливки, транспортировки отходов производства и готовой продукции имеют место организованные и неорганизованные выбросы (эмиссии) загрязняющих веществ в виде пыли, газов, а также образование отходов.

Таблица 3.15. Сравнение фактического и нормативного расхода электроэнергии на единицу продукции

№ п/п	Ресурс	Расход электроэнергии на единицу продукции
№ п/п	Ресурс	Единица измерения	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Производство стали в электродуговых печах
Предприятие 2
1	Электроэнергия	кВт·ч/т	≤800.0	не нормируется	551,2 - 564,6
2	% повторного использования воды	%	95,0	не нормируется	95,0
3	Кислород	м³/т	80,0	не нормируется
4	Степень использования электросталеплавильного шлака в хозяйственном обороте	%	80,0	не нормируется	4,0 – 26,0
Предприятие 3
5	Электроэнергия	кВт·ч/т	≤800.0	не нормируется	965,72 – 1 317,48
6	% повторного использования воды	%	95,0	не нормируется	71,4
7	Кислород	м³/т	80,0	не нормируется
8	Степень использования электросталеплавильного шлака в хозяйственном обороте	%	80,0	не нормируется	100

При производстве стали в электродуговых печах основными источниками энергии являются электроэнергия и природный газ. Общее потребление энергии на входе для данного технологического процесса составляет 2300 – 2700 МДж/т стали, из которых 1250 – 1800 МДж/т приходится на электроэнергию. Затраты кислорода составляют 24 – 56 м³/т стали [72].

За последние 40 лет использование физического тепла отходящих газов электродуговой печи достигло 140 кВт ч/т жидкой стали, в основном расходуемого на нагрев лома (приблизительно до 800°С), что снижает потребление энергии на 100 кВт ч/т жидкой стали.

Производство стали по всей технологической цепочке сопровождается воздействием на атмосферу, воздух рабочей зоны, поверхностные и подземные воды, образованием отходов производства и потребления.

Воздействие на атмосферу

При производстве стали в электродуговых печах имеют место неорганизованные и организованные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ: с твҰрдыми компонентами – оксиды металов (Al₂O₃, FeO, Fe₂O₃, CaO, MgO, MnO, ZnO); газообразными компонентами – окислы азота (NO₂, NO), диоксид серы (SO₂), оксид углерода (CO), диоксид углерода (CO₂), фенолами, формальдегидами от стендов сушки и разогрева ковшей в отсутствие комплекса дожигания продуктов, выделяющихся при разогреве стальковшей.

На рисунке 3.18 представлены показатели выбросов основных загрязняющих веществ при производстве стали в электродуговых печах.

Рисунок 3.18. Удельные показатели выбросов ЗВ

Воздействие на поверхностные и подземные воды

В электросталеплавильном производстве используется химически очищенная вода для охлаждения водоохлаждаемых сводов и стен дуговых печей, а также элементов МНЛЗ. При наличии мокрых систем газоочистки используется оборотная вода. Водоснабжение осуществляется по специальным водооборотным системам с охлаждением воды.

На предприятии 2 и 3 установлена водооборотная система, водоотведение в поверхностные водные объекты не осуществляется.

Образование отходов производства и потребления

В процессе электросталеплавильного производства образуются отходы и побочные продукты: пыль сухих газоочисток с различных участков, в том числе графитная, просыпь шихтовых и заправочных материалов, шламы мокрых газоочисток, отходы электродов и абразивных кругов, окалина, отходы футеровок ДСП и ковшей. Производственные отходы преимущественно утилизируются.

На предприятии 3:

шлак, образующийся в процессе доводки расплава металла в печь-ковше;

шлак, который образуется в процессе плавки стали в электроплавильных печах;

пыль улова, образующаяся в результате работы пылеочистных установок;

отходы, образующиеся в результате очистки, сортировки вагонов после перевозки металлолома;

а также другие отходы производства, размещаются на полигоне ТПО.

Бой графитированных электродов, который образуются при выплавке стали в ДСП, перерабатываются и используются в качестве добавки как углеродсодержащий материал в процессе плавки.

Отходы периклазового кирпича - образуются по мере потери стойкости ковшей печей и ремонта свода печей и замене огнеупорной футеровки, перерабатываются и используется повторно.

Отходы шамотного кирпича - образуются по мере потери стойкости ковшей печей и ремонта сводапечей и замене огнеупорной футеровки, также перерабатывается и используется повторно.

Образующиеся на предприятии 2 шлак сырьевой сталеплавильный и сталеразливочный шлак в объеме 89 806,81 т/год, передаются сторонним организациям на переработку.

При производстве электростали и заготовок для проката вредными производственными факторами являются:

повышенное напряжение в электрической цепи свыше 50 В;

движущиеся машины и механизмы;

подвижные части производственного оборудования;

повышенная температура поверхности оборудования и материалов;

расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли;

повышенный уровень инфракрасного излучения свыше 140 Вт/м²;

повышенный уровень производственного шума на рабочем месте свыше 80 дБ;

повышенная загазованность и запылҰнность неорганической пылью (ПДК оксида углерода (CO) – 20 мг/м³, неорганической пылью – 6 мг/м³).

3.1.7. Производство стали в индукционных печах

В индукционных печах металл расплавляют в тигле, расположенном внутри индуктора. Через индуктор пропускают переменный электрический ток. При этом в объеме, заключенном внутри индуктора (в объеме тигля), возникает переменный магнитный поток, который индуцирует (наводит) в металлической части шихты вихревые токи (токи Фуко), которые и обеспечивают нагрев металла и его плавление. Индукционные печи, применяемые для выплавки сталей, сердечника не имеют, т.е. являются бессердечниковыми (в цветной металлургии применяют индукционные печи с железным сердечником) [53].

Индукционные печи бывают двух типов: питаемые током высокой частоты и питаемые током промышленной частоты (50 Гц). В печах первого типа частота питающего тока снижается по мере увеличения емкости печи: малые печи емкостью до нескольких десятков кг питаются током с частотой от 50 до 100 кГц; большие печи емкостью от 1 до 60 т питают током с частотой от 0,5 до 10 кГц.

При индукционном нагреве тепло выделяется непосредственно в нагреваемом металле, поэтому использование тепла оказывается наиболее полным. Особенностью индукционных печей является интенсивное перемешивание жидкого металла, вызываемое взаимодействием электромагнитных полей, возбуждаемых токами, протекающими по индуктору, и вихревыми токами в металле. Еще одной важной особенностью индукционных печей является то, что плотность вихревых токов максимальна в металле, расположенном у стенок тигля, и быстро снижается по направлению к центру тигля (поверхностный эффект). Главными элементами индукционной печи (рис. 3.19) являются огнеупорный тигель 5, вокруг которого расположен медный водоохлаждаемый индуктор 3. Футеровку тигля выполняют набивной. Во время работы она спекается в монолит. Кислую футеровку делают из молотого кварцита (SiO₂) с добавкой борной кислоты (H₃BO₃) в качестве связующего. Основную футеровку выполняют из магнезитового порошка (CaO·MgO), а в качестве связующего используют огнеупорную глину.

1 – каркас; 2 – подовая плита; 3 – индуктор; 4 – изоляционный слой; 5 – тигель; 6 – асбоцементная плита; 7 – сливной желоб; 8 – воротник; 9 – гибкий токопровод; 10 - брусья

Рисунок 3.19. Схема индукционной электропечи

Индуктор представляет собой полую медную трубку, уложенную в виде спирали вокруг тигля. Равностенные трубки обычно используют для печей, работающих на токах высокой частоты, а разностенные — для печей, работающих на токах промышленной частоты. Для исключения электрического пробоя витки изолируют друг от друга.

Применяют следующие виды изоляции: обмоточную — витки покрывают изоляционным лаком, а затем обматывают лентой из материала-диэлектрика (например — стеклоленты); прокладочную — между витками прокладывают диэлектрические прокладки (стеклотекстолит); напыленную — на поверхность индуктора напыляют слой оксида алюминия или двуокиси циркония; монолитную — индуктор заливают полимерным материалом (полиэфирным компаундом).

Индукционная печь также как и конвертер имеет горизонтальную ось, вокруг которой печь можно наклонять на угол до 95 градусов.

Электрооборудование индукционных печей, питаемых токами высокой частоты, в упрощенном виде показано на рис. 3.20.

1 – подача электрического тока высокой частоты от генераторов; 2 – выключатель; 3 – индуктор; 4 – выключатели-автоматы; 5 – конденсаторы второй груааы; 6 – конденсаторы первой группы

Рисунок 3.20. Упрощенная электрическая схема индукционной печи

Переменный ток высокой частоты от источника питания 1 через выключатель 2 подается на индуктор 3, параллельно которому подключены группы (батареи) конденсаторов 5 и 6. Конденсаторы группы 6 подключены постоянно, а конденсаторы группы 5 включаются в работу выключателями-автоматами 4 при необходимости. Конденсаторные батареи предназначены для компенсации индуктивного сопротивления индуктора и установки в целом и поддержания мощности установки на максимальном уровне. В процессе плавки по мере прогрева и плавления шихты ее магнитная проницаемость изменяется, что приводит к изменению индуктивного сопротивления установки. Включая или выключая конденсаторы группы 5, добиваются примерного равенства индуктивного и емкостного сопротивлений, и, тем самым, поддерживают мощность установки на уровне, близком к максимальному. В качестве источников питания используют ламповые и машинные генераторы, а в последнее время — тиристорные преобразователи.

Тиристорные преобразователи по сравнению с машинными генераторами обладают следующими преимуществами: более высокий КПД, высокая готовность к работе, возможность автоматического поддержания оптимального электрического режима без переключения конденсаторов, более высокая надежность, отсутствие шума при работе. В схеме электропитания индукционных печей промышленной частоты отсутствуют генераторы высокой частоты, а печь включается в сеть через ступенчатый понижающий трансформатор, с напряжением на вторичной обмотке от 100 до 1000 В. Вследствие отсутствия преобразователя частоты для этих печей характерен меньший удельный расход электроэнергии и более высокий коэффициент мощности.

Недостатком этих печей является чрезмерно интенсивная циркуляция жидкого металла. Поэтому их рассчитывают на меньшую удельную мощность, чем печи высокой частоты. Обычно рассчитанной мощности недостаточно для быстрого расплавления сталей, поэтому печи промышленной частоты используют для плавки чугунов и цветных металлов и сплавов.

Технология выплавки сталей в индукционных электропечах. Главной особенностью плавки в индукционных печах является наличие холодных и поэтому весьма вязких шлаков. В связи с этим, плавку в индукционных печах ведут без окислительного периода и не ставят задачу удаления фосфора (P) и серы (S). Стали и сплавы выплавляют либо из легированных отходов (метод переплава), либо из чистого шихтового железа с добавкой ферросплавов (метод сплавления). Плавка в индукционной печи непродолжительна, и поэтому необходим очень точный предварительный расчет шихты и ее взвешивание. Содержание в шихте углерода, серы и фософра (C, S и P) не должно превышать пределов, допустимых в выплавляемой стали.

Прием и подготовка материалов к плавке. Завалку (укладку) шихты проводят вручную. Шихту составляют из кусков различного размера, что обеспечивает высокую плотность ее укладки в тигле и снижает время, необходимое для расплавления шихты. Наиболее крупные куски ферромагнитных материалов укладывают у стенок тигля, где плотность вихревых токов максимальна, а тугоплавкие ферросплавы укладывают в нижней части тигля.

Расплавление шихты. После включения тока следят за тем, чтобы опускание шихты проходило плавно, без образования так называемых "мостов". Периодически шихту "осаживают" ломиком или специальным манипулятором. В период плавления стараются поддерживать потребляемую мощность на максимальном уровне.

Рафинирование. После появления жидкого металла в тигель вводят шлакообразователи: известь, плавиковый шпат и магнезит в соотношении 4:1:1. Главное назначение шлака — уменьшить газонасыщение металла и окисление легирующих элементов. После полного расплавления шихты сливают плавильный шлак для предотвращения рефосфорации и берут пробу металла на анализ. Сразу же наводят свежий шлак, добавляя ту же смесь шлакообразователей, что и в период плавления. Потребляемую мощность снижают на 30…40 %. После получения результатов анализа при необходимости проводят корректировку химического состава металла, раскисление и легирование. При выплавке качественных сталей проводят глубинное раскисление, добавляя в тигель соответствующие ферросплавы. При выплавке высококачественных сталей проводят диффузионное раскисление — на шлак подают смесь извести, молотого ферросилиция и алюминиевого порошка. Затем делают выдержку в течение 30 мин. Легирование проводят следующим образом: никель (Ni), феррохром (FeCr), ферромолибден (FeMo) и ферровольфрам (FeW) укладывают в тигель вместе с шихтой; ферромарганец (FeMn), ферросилиций (FeSi) и феррованадий (FeV) вводят в печь примерно за 10 мин до выпуска, алюминий (Al) — непосредственно перед выпуском. При этом учитывают окисление (угар) каждого элемента: угар вольфрама (W) составляет примерно 2 %, угар хрома (Cr), марганца (Mn) и ванадия (V) — от 5 до 10 %, кремния (Si) 10…15 %. После проведения легирования готовую сталь сливают в ковш.

Выпуск плавки. Выпуск плавки производится после измерения температуры, которая должна соответствовать заданной для данной марки стали или сплава.

3.1.7.1. Энергоэффективность, факторы воздействия на окружающую среду

Все более широко используются приемы, позволяющие существенно сократить длительность плавки: предварительный подогрев шихтового скрапа отходящими газами, использование двухкорпусных дуговых печей, ведение плавки с так называемым "жидким стартом", когда небольшую часть металла от предыдущей плавки оставляют в печи. Последний прием оказался особенно перспективным в случае использования в качестве основного компонента шихты металлизованных окатышей. Еще одним весьма перспективным приемом является использование модуля "дуговая печь постоянного тока — конвертер", сочетающего преимущества дуговой печи постоянного тока и кислородного конвертера. Такой модуль позволяет увеличить долю скрапа в конвертере до 100 % при одновременном повышении качества выплавляемых сталей и без снижения производительности конвертера.

Воздействие на атмосферу

Индукционные тигельные печи для плавки стали (повышенной частоты) и чугуна (промышленной частоты) характеризуются значительно меньшими пыле и газовыделениями [65].

При производстве стали происходят выбросы в атмосферу вредных веществ: оксидов железа, кальция, аллюминия, кремния, марганца, магния (Fe₂O₃, CaO, Al₂O₃, SiO₂, Mn₂O₃, MgO) и др. (состав пыли зависит от марки выплавляемой стали).

При плавке стали в индукционных печах по сравнению с электродуговыми выделяется незначительное количество газов (оксид углерода (CO) – 0,08 – 0,14 кг/тонну жидкого металла, окислы азота (NO_X) – 0,06 – 0,07 кг/тонну жидкого металла) и в 5 – 6 раз меньше пыли (0,85 – 1,6 кг/тонну жидкого металла).

Воздействие на поверхностные и подземные воды

В электросталеплавильном производстве вода используется для охлаждения водоохлаждаемых сводов и стен индукционных печей, а также элементов МНЛЗ. При наличии мокрых систем газоочистки используется оборотная вода. Водоснабжение осуществляется по специальным водооборотным системам с охлаждением воды.

Образование отходов производства и потребления

В процессе электросталеплавильного производства образуются отходы и побочные продукты: пыль сухих газоочисток с различных участков, в том числе графитная, просыпь шихтовых и заправочных материалов, шламы мокрых газоочисток, отходы футеровок ДСП и ковшей. Большая часть отходов подвергается переработке. Из них производится извлечение металлсодержащих компонентов, из которых затем могут быть получены металлы. Уловленная пыль очистных установок, после извлечения металлов (если примнимо), повторно возвращается в производство. Отходы футеровки, по мере образования накапливаются на специально отведенных участках, затем вывозятся на отвал сталеплавильных шлаков.

4. Общие наилучшие доступные техники для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

В настоящем разделе описываются методы, применяемые при осуществлении технологических процессов для снижения их негативного воздействия на окружающую среду и не требующие технического переоснащения, реконструкции объекта, оказывающего негативное воздействие на окружающую среду.

При определении НДТ необходимо применять общий подход к пониманию производственного процесса. Следует отметить, что многие методы прямо или косвенно затрагивают несколько экологических аспектов (выбросы, сбросы, образование отходов, загрязнение земель, энергоэффективность).

Раздел не охватывает исчерпывающий перечень техник. Методы могут быть представлены по отдельности или в комбинации для достижения высокого уровня охраны окружающей среды в отраслях, входящих в сферу действия данного документа.

Существует много процессов, вариаций оборудования и методов, используемых при производстве чугуна и стали. Многие из техник и отдельных этапов производственных процессов являются общими, поэтому, они описываются вместе.

4.1. НДТ Повышение интеграции производственных процессов

Описание

Использование, расширение и углублении производственно-технологических связей, в совместном использовании ресурсов.

Техническое описание

Примером интеграции производственных площадок является АО "АрселорМиттал Темиртау", являющееся предприятием полного цикла: от добычи сырья до производства конечной продукции. К плюсам предприятий полного цикла кроме конкурентного преимущества относится возможность контроля качества выпускаемой продукции, отсутствие проблем с поставками сырья, контроль за производственными процессами с точки зрения эффективного использования ресурсов и связанного процесса воздействия на окружающую среду.

Примером интеграции в цветной металлургии является Усть- Каменогорский металлургический комплекс ТОО "Казцинк", в состав которого входит пять заводов: цинковый, свинцовый, медный, завод по производству драгоценных металлов, сернокислотный завод. Все производства имеют общую инфраструктуру. Расположение заводов на одной площадке образует уникальную технологическую схему, позволяющую достичь комплексного извлечения максимального количества полезных компонентов из сырья.

Достигнутые экологические выгоды

Улучшение экологических показателей, таких как использование вторичных ресурсов, предотвращение и/или снижение количества образующихся твердых остатков, которые могут быть классифицированы как отход.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Потребности в железорудном сырье с собственных месторождений АО "АрселорМиттал Темиртау" покрываются на 70 %. Обогащение коксующихся углей, составляющих основу топливно-энергетической базы комбината, производится на двух собственных обогатительных фабриках. Потребности в собственных коксующихся углях закрываются на 100 %.

Ниже в таблице 4.1. приведены массовые расходы коксового газа используемого на нужды производства АО "АрселорМиттал Темиртау".

Таблица 4.1. Расход коксового газа

№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	Расход материалов на единицу продукции
№ п/п	Наименование сырья, материалов на производство	Единица измерения	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Производство кокса	м³	94,928	101,549	101,878	109,835	118,339
2	Производство извести, доломитизированной извести, обожженного доломита	м³	136,981	137,412	131,51	131,51	118,85
3	Производство стали в конверторах	м³	0,009	0,01	0,012	0,012	0,016
4	Производство сортового проката	м³	63,087	66,814	59,094	62,393	46,753
5	Производство холоднокатаного проката	м³	69,3	61,5	67,9	69,1	48,4
6	Производство холоднокатаного проката (жесть, конструкция, кровля, подкат для ЦГЦА)	м³	63,371	57,447	90,997	88,334	70,282
7	Производство оцинкованного проката	м³	8,269	6,788	6,4078	6,9215	5,4765
8	Производство проката с цинковым покрытием (со свинцом)	м³	17,914	12,792	14,093	16,32	10,942

Еще одним примером межотраслевого взаимодействия, можно назвать реализацию проекта по производству сульфата аммония на базе ПАО "Среднеуральский медеплавильный завод" (Россия). Проект основан на оптимальной сырьевой обеспеченности, так как планируется использование 380 тысяч тонн собственной серной кислоты предприятия, получаемой в сернокислотном цеху при обработке технологических газов [52].

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные ресурсо- и энергозатраты требуются в случае, если производимое сырье не соответствует качественным требованиям.

Например, качество собственного железорудного сырья АО "АрселорМиттал Темиртау" низкое, так как на обогатительных фабриках при указанных месторождениях нет глубоких схем обогащения. Содержание железа в концентратах составляет 49 – 55 %, что является низким показателем по сравнению с аналогичными фабриками стран СНГ. Также, концентраты имеют высокое содержание вредных примесей: сера (S) и фосфор (P). Указанные характеристики определяют высокую ресурсо- и энергоемкость процессов, дополнительный объем образующихся отходов в виде доменных и сталеплавильных шлаков и эмиссий загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Технические соображения, касающееся применимости

Общеприменимо для новых установок. Применимость в отношении действующих производств может быть ограничена высокими финансовыми затратами.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Экономические выгоды.

4.2. НДТ Система экологического менеджмента

Описание

Система, отражающая соответствие деятельности предприятия целям в области охраны окружающей среды. СЭМ являются наиболее действенными и эффективными, когда они образуют неотъемлемую часть общей системы менеджмента и операционного управления производством.

Техническое описание

СЭМ является методом, позволяющим операторам установок решать экологические проблемы на систематической и очевидной основе. Все действующие СЭМ включают концепцию непрерывного совершенствования, управление окружающей средой – это непрерывный процесс. Существуют различные схемы процессов, но большинство СЭМ основаны на цикле PDCA (планируй – делай – проверяй – исполняй), который широко используется в других контекстах менеджмента организаций. Цикл представляет собой итеративную динамическую модель, где завершение одного цикла происходит в начале следующего.

СЭМ может принимать форму стандартизированной или нестандартной ("настраиваемой") системы. Внедрение и соблюдение международно-признанной стандартизированной системы, такой как ISO 14001:2015, может повысить доверие к СЭМ, особенно при условии надлежащей внешней проверки. Однако нестандартизированные системы могут в принципе быть одинаково эффективными при условии того, что они должным образом разработаны, внедрены и проверены аудитом.

Стандартизированные системы (ISO 14001:2015 и/или национальные документы в области стандартизации) и не стандартизированные системы в принципе применяются к организациям, настоящий документ использует более узкий подход, не считая всех видов деятельности организации, например, в отношении их продуктов и услуг.

СЭМ может содержать следующие компоненты:

1) заинтересованность руководства, включая высшее руководство на уровне компании и предприятия (например, руководитель предприятия);

2) анализ, включающий определение контекста организации, выявление потребностей и ожиданий заинтересованных сторон, определение характеристик предприятия, связанных с возможными рисками для окружающей среды (и здоровья человека), а также применимых правовых требований, касающихся окружающей среды;

3) экологическую политику, которая включает в себя постоянное совершенствование установки посредством менеджмента;

4) планирование и установление необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями;

5) выполнение процедур, требующих особого внимания:

структура и ответственность;

набор, обучение, информированность и компетентность персонала, чья работа может повлиять на экологические показатели;

внутренние и внешние коммуникации;

вовлечение сотрудников на всех уровнях организации;

документация (создание и ведение письменных процедур для контроля деятельности со значительным воздействием на окружающую среду, а также соответствующих записей);

эффективное оперативное планирование и контроль процессов;

программа технического обслуживания;

готовность к чрезвычайным ситуациям и реагированию, включая предотвращение и/или снижение воздействия неблагоприятных (экологических) последствий чрезвычайных ситуаций;

1) обеспечению соответствия экологическому законодательству;

2) обеспечение соблюдения экологического законодательства;

проверку работоспособности и принятие корректирующих мер с уделением особого внимания к следующим действиям:

мониторинг и измерение;

корректирующие и превентивные действия;

ведение записей;

независимый внутренний и внешний аудит для определения соответствия СЭМ запланированным мероприятиям и надлежащим ли образом она внедряется и поддерживается;

3) обзор СЭМ и ее постоянную пригодность, адекватность и эффективность со стороны высшего руководства;

подготовка регулярной отчетности, предусмотренной экологическим законодательством;

валидацию органом по сертификации или внешним верификатором СЭМ;

следование за развитием более чистых технологий;

рассмотрение воздействия на окружающую среду от возможного снятия с эксплуатации установки на этапе проектирования нового завода и на протяжении всего срока его службы;

применение отраслевого бенчмаркинга на регулярной основе (сравнение показателей своей компании с лучшими предприятиями отрасли);

систему управления отходами;

на установках/объектах с несколькими операторами, создание объединений, в которых определяются роли, обязанности и координация операционных процедур каждого оператора установки в целях расширения сотрудничества между различными операторами;

инвентаризацию сточных вод и выбросов в атмосферу.

Достигнутые экологические выгоды

Поддержание и выполнение четких процедур в штатных и нештатных ситуациях и соответствующее распределение обязанностей дает гарантию того, что на предприятии всегда соблюдаются условия экологического разрешения, достигаются поставленные цели и решаются задачи. СЭМ обеспечивает постоянное улучшение экологической результативности.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Основные входные (включая потребление энергии) и выходные (выбросы, сбросы, отходы) потоки взаимосвязано управляются оператором в кратко- средне- и долгосрочном аспектах, с учетом особенностей финансового планирования и инвестиционных циклов. Это означает, например, что применение краткосрочных решений по очистке выбросов и сбросов ("на конце трубы") может привести к долгосрочному повышению потребления энергии и отсрочить инвестиции в потенциально более выгодные решения по защите окружающей среды.

Цель применения методов экологического менеджмента заключается в снижении воздействия установки на окружающую среду в целом.

На ряде предприятий Казахстана функционируют СЭМ. К примеру СЭМ, соответствующая СТ РК ISO 14001 внедрена и сертифицирована на предприятии АО "АрселорМиттал Темиртау". В ПФ ТОО "KSP Steel" данная система внедрена и функционирует, но не сертифицирована.

Кросс-медиа эффекты

Систематический анализ воздействия на окружающую среду и возможностей для улучшений в контексте СЭМ создает основу для оценки наилучших решений для всех компонентов окружающей среды.

Технические соображения, касающиеся применимости

Компоненты СЭМ могут быть применены ко всем установкам. Охват (например, уровень детализации) и формы системы экологического менеджмента должны соответствовать эксплуатационным характеристикам применяемого технологического оборудования и уровню ее воздействия на окружающую среду.

Экономика

Определение стоимости и экономической эффективности внедрения и поддержания действующей СЭМ определяется в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

СЭМ может обеспечить ряд преимуществ, например: улучшение экологических показателей предприятия, улучшение основы для принятия решений, улучшение понимания экологических аспектов компании, улучшение мотивации персонала, дополнительные возможности снижения эксплуатационных затрат и улучшение качества продукции, улучшение экологической результативности, снижение затрат, связанных с экологическими нарушениями, невыполнением установленных требований и др.

4.3. НДТ Внедрение системы энергетического менеджмента

Описание

НДТ состоит во внедрении и поддержании функционирования СЭнМ. Реализация и функционирование СЭнМ может быть обеспечено в составе существующей системы менеджмента (например, системы экологического менеджмента) или создания отдельной системы энергоменеджмента.

Техническое описание

Система управления энергетической эффективностью состоит во внедрении и поддержании СЭнМ (например, ISO 50001).

В состав СЭнМ, в зависимости от конкретных условий, входят перечисленные ниже элементы:

обязательства высшего руководства (рассматриваются как необходимая предпосылка успешного менеджмента энергоэффективности);

разработка и принятие политики энергоэффективности высшим руководством;

проведение энергоаудита, энергетического обследования с целью выявление нерационального использования энергетических ресурсов и выработки мер по повышению энергетической эффективности;

планирование и определение целей и задач согласно результатам энергоаудита;

разработка и соблюдение процедур, уделяющих особое внимание следующим вопросам: организационная структура и ответственность, обучение, обеспечение осведомленности и компетентности, информационный обмен, участие сотрудников, документирование, эффективный контроль технологических процессов, техническое обслуживание, готовность к чрезвычайным ситуациям, обеспечение соответствия законодательным требованиям в области энергоэффективности и соответствующим соглашениям (если таковые существуют);

сравнительный анализ: установление и периодическая оценка показателей энергоэффективности, а также систематическое и регулярное сопоставление с отраслевыми, национальными и региональными ориентирами в области энергоэффективности при наличии подтвержденных данных;

оценка результативности и корректирующие действия, уделяющие особое внимание следующим вопросам: мониторинг и измерения, корректирующие и профилактические действия, ведение записей, независимый (там, где это возможно) или внутренний аудит, с целью оценки того, соответствует ли система установленным требованиям, а также того, внедрена ли она и поддерживается надлежащим образом;

регулярный анализ СЭнМ, ее соответствия целям, а также адекватности и результативности со стороны высшего руководства.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение расходов на энергоресурсы за счет снижения потребления энергии и ресурсов, а также повышения эффективности и надежности работы оборудования, улучшение экологических показателей. Все меры по снижению потребления энергии приводят к экономии ресурсов и сокращению выбросов, включая диоксид углерода (CO₂). Любое действие по энергосбережению оказывает влияние на загрязнение окружающей среды через уровень расхода топлива на производства энергии.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Оценка опыта внедрения СЭнМ на предприятиях как в Казахстане, так и за рубежом показывает, что организация и внедрение СЭнМ позволяет снизить потребление энергии и ресурсов ежегодно на 1 – 3 % (на начальном этапе до 10 – 20 %), что соответственно приводит к снижению выбросов вредных веществ и парниковых газов [65, 66]. Применение энергетического менеджмента на предприятиях играет огромную роль для ограничения выбросов парниковых газов (ПГ).

СЭнМ успешно внедрена на предприятиях АО "АрселорМитталТемирату", ПФ ТОО "KSP Steel".

В качестве примера эффективности внедрения СЭнМ можно привести ПАО "ММК" (Россия), которое в декабре 2022 года успешно прошло сертификационный аудит СЭнМ, на соответствие требованиям национального стандарта ГОСТ Р ИСО 50001-2012.

Важнейшие направления повышения энергоэффективности производственных процессов в Группе ММК включают проработку и внедрение энергоэффективных идей, реализацию малобюджетных высокоэффективных проектов (baby-capex) в сфере энергосбережения, а также оказание энергосервисных услуг. В 2022 году через блок сопровождения идей приложения "Платформа энергоменеджмента" работники ПАО "ММК" подали 944 энергоэффективных идеи, 409 из них были реализованы с плановым экономическим эффектом на уровне 440 млн рублей. Кроме того, введены в работу 11 проектов baby-capex с общим ожидаемым эффектом в объеме 190 млн рублей.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Повышение уровня культуры производства и квалификации персонала.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные выше компоненты, как правило, могут быть применены ко всем объектам, входящим в область действия настоящего документа. Объем (например, уровень детализации) и характер СЭнМ (например, стандартизированная или не стандартизированная) будет связан с характером, масштабом и сложностью установки, а также с диапазоном воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

Экономика

Потребление энергии может составлять до 50 % от общих эксплуатационных затрат, зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Как следствие, снижение энергопотребления или повышение эффективности завода снижает общие эксплуатационные расходы.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения мероприятий по энергоэффективности являются: улучшение экологических показателей, повышение энергоэффективности, повышение уровня мотивации и вовлечения персонала, дополнительные возможности для снижения эксплуатационных затрат и улучшения качества продукции.

4.4. НДТ Снижение потребления тепловой и электрической энергии

Описание

НДТ заключается в снижении потребления тепловой энергии и электроэнергии, а также в сокращении потребления первичной энергии за счет оптимизации потоков энергии и оптимального использования извлекаемых технологических газов, таких как коксовый газ, доменный газ и основной газообразный кислород.

Техническое описание

Снижение потребления тепловой энергии достигается за счет использования комбинации следующих методов:

улучшенные и оптимизированные системы для достижения плавной и стабильной обработки, работающие близко к заданным значениям параметров процесса (оптимизация управления технологическими процессами, включая автоматизированные системы управления, современные гравиметрические системы подачи твердого топлива, предварительный нагрев в максимально возможной степени с учетом существующей конфигурации процесса);

рекуперация избыточного тепла от процессов, особенно из их зон охлаждения;

оптимизированное управление паром и теплом;

максимально интегрированное в процесс повторное использование физического тепла.

Технологические интегрированные методы, используемые для повышения энергоэффективности при производстве стали за счет улучшения рекуперации тепла, включают:

комбинированное производство тепла и электроэнергии с рекуперацией отработанного тепла теплообменниками и распределением либо на другие части металлургического завода, либо в сеть централизованного теплоснабжения;

установка паровых котлов или соответствующих систем в больших нагревательных печах (печи могут покрывать часть потребности в паре);

предварительный подогрев воздуха для горения в печах и других системах сжигания для экономии топлива с учетом неблагоприятных последствий, т.е. увеличения содержания оксидов азота (NO_X) в отходящих газах;

изоляция паровых труб и труб горячей воды;

использование дымоходных котлов в печах с высокими температурами;

испарение кислорода и охлаждение компрессора для обмена энергией через стандартные теплообменники;

использование верхних утилизационных турбин для преобразования кинетической энергии газа, образующегося в доменной печи, в электрическую энергию.

Касательно сокращения потребления первичной энергии за счет оптимизации потоков энергии и оптимального использования извлекаемых технологических газов, таких как коксовый газ, доменный газ и основной газообразный кислород: технологические интегрированные методы повышения энергоэффективности на интегрированном сталелитейном заводе за счет оптимизации использования технологического газа включают:

использование газгольдеров для всех побочных газов или других подходящих систем для кратковременного хранения и средств поддержания давления;

повышение давления в газовой сети при потерях энергии на факелах для того, чтобы утилизировать больше технологических газов с соответствующим повышением коэффициента использования;

обогащение газа технологическими газами различной теплоты сгорания для разных потребителей;

отопительные топки технологическим газом;

использование компьютеризированной системы контроля теплотворной способности;

регистрацию и использование температур кокса и дымовых газов;

адекватное определение мощности установок рекуперации энергии для технологических газов, в частности, с учетом изменчивости технологических газов.

Использование десульфурированного и обеспыленного избыточного коксового газа и обеспыленного доменного газа и основного кислородного газа (смешанного или раздельного) котлах или на теплоэлектростанциях также может направляться для выработки пара, электроэнергии и/или тепла с использованием избыточного отработанного тепла для внутренних или наружных тепловых сетей, если есть запрос от третьих лиц.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение потребления энергии и ресурсов, улучшение экологических показателей и поддерживание высокого уровня эффективности этих показателей.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В 2015 году АО "АМТ", согласно программе энергосбережения, было разработано 50 мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности. Из них 35 было предложено для реализации в 2015 году и 22 в 2017 – 2021 гг. Согласно отчетам государственного энергетического реестра (ГЭР) в 2019 году за 3 года было реализовано 15 мероприятий, из них 3 мероприятия - предложенные после проведения энергоаудита, среди которых можно выделить следующие:

установка шахтного охладителя;

установка воздухоподогревателей с системой утилизации тепла;

внедрение регулирования вентиляторов обдува двигателей клетей;

замена ламп накаливания и ДРЛ на светодиодные лампы;

внедрение частотно-регулируемого привода насосов насосной станции;

отключение вентиляторов доменного цеха;

тепловая изоляция нагревателей кислоты;

утилизация выпара деаэраторов котельной.

На ПФ ТОО "KSP Steel", использование рекуперации выделяющегося тепла карусельной печи в комплексе с другими техниками по снижению выбросов, таких как: использование газообразного топлива, улавливание пыли металлической, очистка ГВС, содержащей графит, пыль буры, окалину в трубе Вентури, позволяет добиться степени очистки 95 – 99 %.

В качестве примера можно привести также ПАО "ММК" (Россия) – первое промышленное предприятие с успешным опытом реализации энергосервисных контрактов. По состоянию на 2022 год ведутся работа по договорам на оказание энергосервисных услуг по проекту автоматизированного комплекса управления приводами дымососов системы утилизации конвертерных газов кислородно-конвертерного цеха, проектов по модернизации систем освещения цехов управления главного энергетика и технологических цехов.

Выработка собственной электроэнергии на электростанциях комбината в 2022 году увеличилась на 1,3 МВт (0,2 %). Кроме того, по отношению к предыдущему году выросла степень использования вторичных газов на электростанциях: доменного газа – на 1,6 %, коксового газа – на 3,6 %. В результате: снижение потерь вторичных газов для доменного газа составило 1,26 % (до 0,75 % в 2022 г.), коксового – 4,56 % (до 0,58 % в 2022 г.).

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости производства. Сокращение выбросов парниковых газов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Комбинированное производство тепла и электроэнергии общеприменимо. Удельный расход энергии зависит от объема технологического процесса, качества продукции и типа установки (например, объем вакуумной обработки в кислородно-конвертерном конвертере, температура отжига, толщина изделий и т. д.).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Общая сумма затрат АО "АМТ" по реализации энергосберегающей программы, составила 944,243 млн тенге.

Экономический эффект от внедрения мероприятий ПАО "ММК" (Россия), согласно договоров оказание энергосервисных услуг, составили 10,4 млн рублей - по проекту автоматизированного комплекса управления приводами дымососов системы утилизации конвертерных газов кислородно-конвертерного цеха, 49,7 млн рублей – по проектам модернизации систем освещения цехов управления главного энергетика и 4,3 млн рублей - по проектам модернизации систем освещения технологических цехов.

Движущая сила внедрения

4.5. НДТ Мониторинг эмиссий

Описание

Мониторинг представляет собой систематические наблюдения за изменениями химических или физических параметров в различных средах, основанный на повторяющихся измерениях или наблюдениях с определҰнной частотой, в соответствии с задокументированными и согласованными процедурами. Мониторинг проводится для получения достоверной (точной) информации о содержании загрязняющих веществ в отходящих потоках (выбросы, сбросы) для контроля и прогнозирования возможных воздействий на окружающую среду.

Техническое описание

Частота проведения мониторинга зависит от вида загрязняющего вещества (токсичность, воздействие на ОС и человека), характеристик используемого материала, мощности предприятия, а также применяемых методов сокращения выбросов, при этом она должна быть достаточной, чтобы получить репрезентативные данные для контролируемого параметра.

При выполнении мониторинга атмосферного воздуха основное внимание должно уделяться состоянию окружающей среды в зоне активного загрязнения (для источников загрязнения атмосферы), а также в зоне воздействия в тех случаях, когда это необходимо для отслеживания соблюдения экологического законодательства РК и нормативов качества окружающей среды.

Используемые для мониторинга методы, средства измерений, применяемое оборудование, процедуры и инструменты, должны соответствовать стандартам, действующим на территории РК. Использование международных стандартов должно быть регламентировано нормативно-правовыми актами РК.

Перед проведением замеров необходимо составление плана мониторинга, в котором должны быть учтены такие показатели как: режим эксплуатации установки (непрерывный, прерывистый, операции пуска и останова, изменение нагрузки), эксплуатационное состояние установок по очистке газа или стоков, факторы возможного термодинамического воздействия.

При определении методов измерений, определении точек отбора проб, количестве проб и продолжительности их отбора, необходимо учитывать такие факторы как:

режим работы установки и возможные причины его изменения;

потенциальную опасность выбросов;

время необходимое для отбора проб с целью получения наиболее полной информации об определяемом загрязняющем веществе в составе газа.

Обычно при выборе эксплуатационного режима для проведения измерения выбирается режим, при котором могут быть отмечены максимальные выбросы (максимальная нагрузка).

При этом для определения концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, может быть использована случайная проба или объединенные суточные пробы (24 часа), основанные на отборе проб пропорционально расходу или усредненные по времени.

При отборе проб неприемлемо разбавление газов или сточных вод, так как полученные при этом показатели нельзя будет считать объективными.

Мониторинг эмиссий может проводиться как при помощи инструментальных замеров, так и расчетным методом.

Результаты измерений должны быть репрезентативными, взаимно сопоставимыми и четко описывать соответствующее рабочее состояние установки.

Точки отбора проб

Точки отбора проб должны соответствовать требованиям законодательства РК в области измерений. Точки отбора проб должны:

быть четко обозначенными;

если возможно, иметь постоянный поток газа в точке отбора;

иметь необходимые источники энергии;

иметь доступ и место для размещения приборов и специалиста;

обеспечивать соблюдение требований безопасности на рабочем месте.

Компоненты и параметры

Компонентами производственного мониторинга являются контролируемые загрязняющие вещества, присутствующие в эмиссиях в окружающую среду (выбросы, сбросы), измеряемые или рассчитываемые на основе утвержденных методических документов.

Стандартные условия

При исследованиях состояния атмосферного воздуха необходимо учитывать:

температуру окружающей среды;

относительную влажность;

скорость и направление ветра;

атмосферное давление;

общее погодное состояние (облачность, наличие осадков);

объем ГВС;

температуру отходящего газа (для расчета концентрации и массового расхода);

содержание водяных паров;

статическое давление, скорость потока в канале отходящего газа;

содержание кислорода.

Данные параметры могут использоваться при определении наличия определенных компонентов в отходящем потоке газа, например, температура, содержание кислорода и пыли в газе могут указывать на разложение ПХДД/Ф. Значение pH в сточных водах может также использоваться для определения эффективности осаждения металлов.

Помимо наблюдений за качественными и количественными показателями отходящих потоков, мониторингу подлежат параметры основных технологических процессов, к которым относятся:

количество загружаемого сырья;

производительность;

температура горения (или скорость потока);

количество подсоединенных аспирационных установок;

скорость потока, напряжение и количество удаляемой пыли из электрофильтра вместо концентрации пыли;

датчики утечки для применяемого очистного оборудования (например, возможные превышения концентрации при разрыве фильтровальной ткани рукавных фильтров).

В дополнение к вышеперечисленным параметрам для эффективной работы установки и системы очистки дымовых газов могут быть необходимы дополнительные измерения определенных параметров (таких как напряжение и электричество (электрофильтры), перепад давления (рукавные фильтры) и концентрации загрязняющих веществ на различных установках в газоходах (например, до и после пылегазоочистки).

Непрерывное и периодическое измерение выбросов.

Непрерывный мониторинг предполагает постоянное измерение и проводится посредством АСМ на организованных источниках согласно требованиям действующего законодательства.

Возможно непрерывное измерение нескольких компонентов в газах или в сточных водах, и в некоторых случаях точные концентрации могут определяться непрерывно или в виде средних значений в течение согласованных периодов времени (почасово, посуточно и т. д.). В этих случаях анализ средних значений и использование процентилей могут обеспечить гибкий метод демонстрации соответствия условиям разрешения, а средние значения можно легко и автоматически оценить.

Для источников и компонентов выбросов, которые могут оказывать значительное воздействие на окружающую среду, следует установить непрерывный мониторинг. Пыль может оказывать значительное воздействие на окружающую среду и здоровье, содержать токсичные компоненты. Постоянный мониторинг пыли позволяет также определить разрывы мешков в рукавных фильтрах.

АО "АМТ" в 2019 году была проведена реконструкция пылеочистного оборудования зоны спекания агломашин с монтажом электрофильтров и установкой системы автоматического мониторинга (газоанализатор, пылемер, что способствовало сокращению выбросов неорганической пыли на 1000 тонн в год.

Система мониторинга на предприятии SSAB Oxelösund AB (Швеция), позволяет непрерывно контролировать производительность рукавного фильтра. Результаты измерений сообщаются ежедневно, еженедельно и ежемесячно. Система непрерывного измерения пыли установлена в системе выхлопных газов после вторичного обеспыливающего фильтра. Имеются два прибора для измерения выбросов пыли в каналах после фильтра вторичного обеспыливания и еще два в отверстиях на крыше. Принцип измерения - гравиметрический (мг/Нм³). Для обнаружения утечек используется метод флуоресценции. Выбросы пыли из конвертерной печи (за исключением первичного отходящего газа) регистрируются на трех отдельных стадиях процесса: загрузка, продувка и в другое время. Измерения позволяют контролировать технологический процесс и предотвратить возможные незапланированные выбросы в окружающую среду.

В доменном цехе Тулачермета (Россия) установлена автоматическая система контроля выбросов, которая позволит в режиме онлайн передавать данные по эмиссиям: оксид углерода (CO), окислы азота (NO_X) и диоксид серы (SO₂) в государственную систему учета выбросов.

Периодические измерения включают определение измеряемой величины с заданными временными интервалами с использованием ручных или автоматизированных методов. Указанные промежутки времени обычно являются регулярными (например, один раз в месяц или один раз/два раза в год). Длительность отбора определяется, как период времени, в течение которого образец отбирается. На практике иногда выражение "точечный отбор" используется аналогично "периодическому измерению". Количество отбираемых проб может быть различным, в зависимости от определяемого вещества, условий отбора проб, однако для получения достоверных показателей стабильного выброса наилучшей рекомендуемой практикой является получение, как минимум трех выборок последовательно в одной серии измерений.

Продолжительность и время измерений, точки отбора проб, измеряемые вещества (т. е. загрязнители и косвенные параметры) также устанавливаются на начальном этапе, при определении целей мониторинга. В большинстве случаев продолжительность отбора проб составляет 30 минут, но также может быть и 60 минут, в зависимости от загрязняющего вещества, интенсивности выброса, а также схемы расположения мест отбора проб (места установки датчиков - в случае использования автоматизированных систем). Так, например, в случаях низких концентрации пыли или необходимости определения ПХДД/Ф, может потребоваться больше времени для отбора проб.

Оценку воздействия выбросов и их сокращение с течением времени следует сопоставлять с относительной долей неорганизованных и организованных источников выбросов на конкретном участке. Сравнение этих результатов со стандартами качества окружающей среды, пределом воздействия на рабочем месте или прогнозируемыми значениями концентраций.

Воздействие предприятия на водные ресурсы определяется оценкой рационального использования воды, степенью загрязнения сточных вод, возможностями их очистки на локальных очистных сооружениях, решением вопросов регулирования, сброса и очистки поверхностного стока.

Целью мониторинга состояния почвенного покрова является получение аналитической информации о состоянии почв для оценки воздействия предприятия на их качество. Мониторинг уровня загрязнения земель проводится в экстремальный сезон - осенью.

4.5.1. Мониторинг выбросов загрязняющих веществ

Производственный мониторинг является ПЭК, который проводится для получения объективных данных с установленной периодичностью о воздействии производственной деятельности предприятия на окружающую среду.

Организованные выбросы в атмосферный воздух, а также параметры процессов контролируются с использованием периодических или непрерывных методов измерения в соответствии с утвержденными стандартами.

Тип использованного мониторинга (непрерывные или периодические измерения) зависит от ряда факторов, таких как: природа загрязняющего вещества, экологическая значимость выбросов или ее изменчивость.

Мониторинг выбросов может осуществляться методом прямых измерений, из которых можно выделить:

инструментальный метод, основанный на автоматических газоанализаторах, непрерывно измеряющих концентрации загрязняющих веществ в выбросах контролируемых источников (непрерывные измерения);

инструментально-лабораторный - основанный на отборе проб отходящих газов из контролируемых источников с последующим их анализом в химических лабораториях (периодические измерения);

расчетный метод - основанный на использовании методологических данных.

Мониторинг выбросов в атмосферном воздухе может проводиться как для организованных источников выбросов, так и для неорганизованных источников.

Мониторинг концентраций загрязняющих веществ в дымовых газах осуществляется в форме периодических или непрерывных измерений. Периодические замеры проводятся специализированным персоналом путем краткосрочного отбора проб дымовых газов в трубе. Для измерений образец дымового газа извлекается из газохода, и загрязняющее вещество анализируется мгновенно с помощью переносных измерительных систем (например, газоанализаторов) или впоследствии в лаборатории. Мониторинг эмиссий путем непрерывных измерений (автоматизированный мониторинг), осуществляется измерительным оборудованием, установленным непосредственно в дымовой трубе, а также в газоходе с соблюдением действующих в РК стандартов отбора проб.

Особое внимание следует уделить мониторингу неорганизованных выбросов, так как их количественное определение требует больших трудовых и временных затрат. Имеются соответствующие методики измерения, но уровень достоверности результатов, получаемых с их применением, низок, и в связи с увеличением числа потенциальных источников оценка суммарных неорганизованных выбросов/сбросов может потребовать более существенных затрат, чем в случае выбросов/сбросов от точечных источников.

Ниже рассмотрены некоторые методы количественного определения неорганизованных выбросов:

метод аналогии с организованными выбросами, основанный на определении "эквивалентной поверхности", через которую измеряется поток вещества;

оценка утечек из оборудования;

использование расчҰтных методов с помощью коэффициентов для определения выбросов из емкостей для хранения, во время погрузочно-разгрузочных операций, а также выбросов, возникающих в результате деятельности очистных сооружений и пр.;

использование устройств для оптического мониторинга (обнаружение и определение концентраций загрязняющих веществ в результате утечки с подветренной от предприятия стороны с использованием электромагнитного излучения, которое поглощается и/или рассеивается загрязняющими веществами);

метод материального баланса (учет входного потока вещества, его накопление, выходной поток этого вещества, а также его разложение в ходе технологического процесса, после чего остаток считается поступившим в окружающую среду в виде выбросов);

выпуск газа-трассера в различные выбранные точки или зоны на территории предприятия, а также в точки, расположенные на разной высоте на этих участках;

метод оценки по принципу подобия (количественная оценка выбросов исходя из результатов измерения качества воздуха с подветренной стороны, с учетом метеорологических данных);

оценка мокрых и сухих осаждений загрязняющих веществ с подветренной от предприятия стороны, что позволит впоследствии оценить динамику этих выбросов (за месяц или за год).

Нет методов измерений, которые применимы для общего использования на всех участках, и методологии измерений отличаются от участка к участку. Имеются значительные воздействия от других источников поблизости от промплощадки, такие как вспомогательные производства, транспорт и иные источники, которые сильно затрудняют экстраполяцию. Следовательно, полученные результаты относительны или являются ориентирами, которые могут указывать на снижение, достигнутое при помощи принятых мер по снижению неконтролируемых выбросов.

Точки отбора проб должны отвечать требованиям действующего законодательства РК, быть легко и быстро достижимы и иметь должные размеры.

Измерение неорганизованных выбросов от площадных источников является более сложным и требует более тщательно разработанных методов, так как:

характеристики выбросов регулируются метеорологическими условиями и подвержены большим колебаниям;

источник выбросов может иметь большую площадь и может быть определен с неточностью;

погрешности относительно измеренных данных могут быть значительны.

Мониторинг неорганизованных выбросов, попадающих в атмосферу от неплотностей технологического оборудования, должен проводиться с помощью оборудования для обнаружения утечек летучих органических соединений (ЛОС). Если объемы утечек малы и их невозможно оценить инструментальными замерами, то может применяться метод массового баланса в сочетании с отдельными измерениями концентраций загрязняющих веществ.

Описанные методы для мониторинга неорганизованных выбросов были разработаны с учетом международного опыта, и находятся на той стадии, когда они не могут выдать точные и надежные фактические показатели, однако они позволяют показывать ориентировочные уровни выбросов или тенденции возможного увеличения выбросов за определенный период времени. В случае применения одного или нескольких предлагаемых методов необходимо учитывать местный опыт использования, знания местных условий, особой конфигурации установки и т. п.

В список контролируемых веществ должны включаться загрязняющие вещества (в том числе маркерные), которые присутствуют в выбросах стационарных источников и в отношении которых установлены технологические нормативы, предельно допустимые выбросы с указанием используемых методов контроля (инструментальные).

Мониторинговые наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на территории предприятия и в границах области воздействия (мониторинг воздействия) проводятся согласно утвержденной Программе ПЭК.

Таблица 4.2. Рекомендации по проведению мониторинга

№ п/п	Метод (оборудование)	Периодичность
1	2	3
1	Параметры процесса, свидетельствующих о стабильности процесса	Непрерывно
2	Мониторинг и стабилизация критических параметров процесса: однородность сырья, подача топлива, добавок, уровень избытка воздуха	Непрерывно
3	Выбросы МЗВ (пыль, диоксид серы (SO₂)_,окислы азота(NO_x) от соответствующего технологического процесса	Непрерывно
4	Выбросы ПХДД/ПХДФ, ртути (Hg) при процессах агломерации, сероводорода (H₂S) при процессах коксования, диоксида серы (SO₂)_,оксидов азота (NO_x)_,оксида углерода (СO), ПХДД/ПХДФ, ртути (Hg) при процессах производства стали, углерода оксида (СО) при процессах производства карбида кальция	Периодически (в соответствии с программой ПЭК), но не реже 1 раза в месяц)

Методы и инструменты, используемые для мониторинга эмиссий в атмосферный воздух, устанавливаются соответствующими национальными нормативно-правовыми актами.

4.5.2. Мониторинг сбросов загрязняющих веществ в водные объекты

Производственный мониторинг водных ресурсов представляет единую систему наблюдений и контроля деятельности предприятия для своевременного выявления и оценки происходящих изменений, прогнозирования мероприятий, направленных на рациональное использование водных ресурсов и смягчение воздействия на окружающую среду.

В рамках производственного мониторинга состояния водных ресурсов предусматривается контроль систем водопотребления и водоотведения и осуществление наблюдений за источниками воздействия на водные ресурсы рассматриваемого района, а также их рационального использования.

Результаты мониторинга позволяют своевременно выявить и провести оценку происходящих изменений окружающей среды при осуществлении производственной деятельности.

Мониторинг состояния водных ресурсов включает:

операционный мониторинг – наблюдения за работой и эффективностью очистных сооружений сточных вод;

мониторинг эмиссий – наблюдения за объемами сбрасываемых сточных вод и их соответствия установленным нормативам; наблюдения за качеством сточных вод и их соответствия установленным нормам;

мониторинг воздействия – наблюдения за качеством вод приемника сточных вод - пруда-накопителя (фоновые концентрации загрязняющих веществ).

Производственный мониторинг в области охраны и использования водных объектов включает регулярный контроль нормируемых параметров и характеристик:

технологических процессов и оборудования, связанных с образованием сточных вод;

мест водозабора и учета используемой воды;

выпусков сточных вод, в том числе очищенных;

сооружений для очистки сточных вод и сооружений систем канализации;

систем водопотребления и водоотведения;

поверхностных и подземных водных объектов, пользование которыми осуществляется на основании разрешительной документации, а также территорий водоохранных зон и прибрежных защитных полос.

Метод непрерывных измерений наряду с оценкой выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух широко применяется также для определения параметров сточных вод промышленных предприятий. Измерения проводятся непосредственно в потоке сточных вод.

Основным параметром, который практически всегда устанавливается в ходе непрерывных измерений, является объемный расход сточных вод. Дополнительно в процессе непрерывного мониторинга в потоке сточных вод могут определяться следующие параметры:

pH и электропроводимость;

температура;

мутность.

Выбор в пользу использования непрерывного мониторинга для сбросов, зависит от:

ожидаемого воздействия сбросов сточных вод на окружающую среду с учетом особенностей местных условий;

необходимости мониторинга и контроля производительности установки по очистке сточных вод для возможности быстрого реагирования на изменения параметров очищенной воды (при этом, минимальная частота проведения замеров может зависеть от конструкции очистных сооружений и объемов сбросов сточных вод);

наличия и надежности измерительного оборудования и характера сброса сточных вод;

затрат на непрерывные измерения (экономической целесообразности).

В список контролируемых веществ должны включаться маркерные загрязняющие вещества с указанием используемых методов контроля (инструментальные).

Отбор проб сточной воды может осуществляться следующим образом:

случайной пробы, которая относится к одной пробе, взятой из потока сточных вод;

составной пробы, которая относится к пробе, отбираемой непрерывно в течение определенного периода, или проба, состоящая из нескольких проб, взятых непрерывно или прерывисто в течение или проба, состоящая из нескольких проб, отбираемых либо непрерывно, либо прерывисто в течение определенного периода или смешанных между собой;

квалифицированная случайная проба относится к составной пробе, состоящей как минимум из пяти смешивающихся в последствии, случайных проб, отобранных в течение не более двух часов с интервалом не менее двух минут.

Достигнутые экологические выгоды

Контроль эффективности процессов связан с очисткой сбросов в целях проведения анализа о достижимости поставленным экологическим целям, а также выявлению и устранению возможных аварий и инцидентов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Разработка программы мониторинга на каждом предприятии ведется с учетом специфики производственного процесса, используемого сырья, климатических условий, существующего состояния окружающей среды и т.д.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Соблюдение требований экологического законодательства.

4.6. НДТ Управление технологическим процессом

Описание

Обеспечение стабильности производственного процесса: оптимизация процессов, повышение энергоэффективности и увеличение показателей выпуска готовой продукции.

Техническое описание

Внедрение систем автоматизированного контроля, управления и использование следующих техник.

Проверка и выбор исходных материалов в соответствии с применяемыми технологическими процессами и методами очистки.

Процедуры включают:

контроль сопроводительных документов для товара;

визуальная проверка того, что поставленный материал соответствует указанному в договоре и товаросопроводительным документам;

контроль системы взвешивания и дозирования шихты;

контроль при приемке исходного сырья и определение места хранения (визуальный осмотр, выборочный контрольный анализ в зависимости от типа материала, испытание на радиоактивность);

контроль химического состава исходного сырья;

сортировка посторонних веществ (в случае несоответствия: возврат поставщику или удаление);

тщательное перемешивание разнородных материалов, входящих в состав шихты, для достижения оптимальной эффективности переработки и сокращения выбросов вредных веществ и образования отходов. Для определения правильных смесей сырья используются малые печи. Колебания влажности в подачи печи могут привести к тому, что объемы технологического газа слишком велики для аспирационного оборудования, что будет способствовать образованию неорганизованных выбросов;

использование микропроцессорных устройств контроля скорости подачи материала, ключевых технологических параметров, включая сигнализацию, условий сжигания и подачи дополнительного газа;

непрерывный инструментальный контроль температуры, давления, содержание кислорода в печи и подачи газа;

контроль критических параметров процессов на установках очистки отходящих газовых потоков (температура газа, количество подаваемых реагентов, давление, ток и напряжение на электрофильтре, объем подачи и pH жидкости в мокром скруббере, состав подаваемого газа);

непрерывный инструментальный контроль уровня вибрации для обнаружения завалов или неисправности оборудования;

непрерывный инструментальный контроль силы тока, напряжения и температуры электрических контактов;

контроль и регулирование температуры для предотвращения образования выбросов металлов и оксидов металла из-за перегрева;

использование микропроцессорных устройств для контроля подачи реагентов и работы очистного оборудования, включая непрерывный инструментальный контроль температуры, мутности, pH, электропроводности и объемов стока;

сбор технологических газов с использованием герметичных или полугерметичных систем печи. Интерактивные вентиляторы с переменной скоростью используются для обеспечения оптимальной скорости сбора газа и минимизации затрат на электроэнергию;

сбор и извлечение паров растворителей, насколько это возможно, с использованием герметичных реакторов или локального сбора паров в сочетании с охладителями или конденсаторами;

использование систем управления качеством окружающей среды;

проведение анализа шлака, металла и штейнового материала на основе периодически отбираемых проб, для контроля и оптимизации добавления флюсов, определение условий производственного процесса и контроль содержания металлов в материалах.

В целях оптимизации управления и контроля внутренних материальных потоков с целью предотвращения загрязнения, предотвращения износа, обеспечения надлежащего качества используемого сырья, возможности повторного использования и переработки, а также для повышения эффективности процесса и оптимизации выпуска металла, используются методы управления ресурсами.

Надлежащее хранение и обращение с входными и выходными потоками может помочь свести к минимуму выбросы переносимой по воздуху пыли со складов и конвейерных лент (включая точки перегрузки), а также избежать загрязнения почвенного покрова, грунтовых и сточных вод.

Налаженные системы управления интегрированными производствами, включающее в себя использование технологических остатков от других установок (технологических процессов) и секторов позволяют максимизировать внутреннее и/или внешнее использование их в качестве сырья.

Управление материальными потоками включает в себя контролируемую утилизацию небольших частей общего количества отходов металлургического завода, которые не имеют экономического значения.

Для улучшения использования металлолома можно использовать следующие методы по отдельности или в комбинации:

спецификация критериев приемки, соответствующих производственному профилю, в заказах на поставку лома;

хорошее знание состава лома путем тщательного отслеживания происхождения лома; в исключительных случаях испытание расплава может помочь охарактеризовать состав лома;

наличие надлежащих средств приема и проверки доставки;

наличие процедур для исключения металлолома, непригодного для использования в установке;

хранение лома по различным критериям (например, размер, сплавы, степень чистоты); складирование лома с возможным выбросом загрязняющих веществ в почву на непроницаемых поверхностях с дренажно-сборной системой; использование крыши, которая может уменьшить потребность в такой системе;

составление партии лома для различных плавок, принимая во внимание знание состава, чтобы использовать лом, наиболее подходящий для производимой марки стали (в некоторых случаях это необходимо для предотвращения присутствия нежелательных элементов, а в других случаях для использовать легирующие элементы, которые присутствуют в ломе и необходимы для производства марки стали);

оперативный возврат всего собственного лома на свалку для переработки;

наличие плана эксплуатации и управления;

сортировка металлолома для сведения к минимуму риска включения опасных или цветных загрязнителей, особенно полихлорированных бифенилов (ПХД) и масла или жира. Обычно это делает поставщик лома, но из соображений безопасности оператор проверяет все партии лома в герметичных контейнерах. Следовательно, в то же время можно проверить, насколько это практически возможно, наличие загрязнений. Может потребоваться оценка небольших количеств пластика (например, компонентов с пластиковым покрытием);

контроль радиоактивности;

внедрение обязательного удаления компонентов, содержащих ртуть, из вышедших из эксплуатации транспортных средств и отходов электрического и электронного оборудования переработчиками металлолома можно улучшить за счет закрепление отсутствия ртути в договорах купли-продажи лома, отказ от лома, содержащего видимые электронные узлы и агрегаты.

Основными принципами управления запахом являются:

предотвращение или минимизация использования материалов, являющихся источником запаха;

содержание и извлечение пахучих материалов и газов до их диспергирования и разбавления;

их обработку, возможно, дожиганием или фильтрованием.

Использование биологических сред, таких как торф или аналогичный материал, которые действуют в качестве субстрата для подходящих биологических видов, успешно удаляющего запахи. Удаление запахов может быть очень сложным и дорогостоящим процессом, если сильно пахучие материалы разбавляются. Для обработки очень больших объемов газа с низкой концентрацией пахучих материалов требуется крупная технологическая установка.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение выбросов металлов, пыли и других веществ в атмосферу. Ресурсосбережение.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Направление развития АСУ на металлургических заводах характеризуется в современных условиях переходом к интегрированным АСУ, отличительной особенностью которых является связанность отдельных подсистем, охватывающих все стороны технологии (управление технологическими процессами, оперативное управление производством, производственное планирование) и построенных на основе единых принципов и системного подхода [54].

В современном конвертерном цехе можно выделить по крайней мере три АСУ ТП: управления процессом выплавки стали в конвертере; управления процессами внепечной обработки стали; управления процессом непрерывной разливки стали. Система оперативного управления производством должна увязывать работу всех трех АСУ ТП, обеспечивая составление и реализацию оптимального динамического расписания работы всех участков кислородно-конвертерного цеха.

Система для управления агломерационным процессом предприятия ОАО "Северсталь" (Россия) помимо визуализации технологических параметров производит архивацию данных в локальном архиве, ведет отчҰты тревог, осуществляет передачу технологических параметров непосредственно в MS SQL-сервер вычислительного центра, осуществляет необходимую анимацию на видеоформах для отображения техпроцесса.

Задачей агломерационного процесса является подготовка высококачественного сырья для доменного производства из смеси железорудных концентратов, оборотных продуктов, колошниковой пыли, окалины, других железосодержащих материалов путҰм спекания их с необходимым количеством флюсов, с использованием коксовой мелочи в качестве топлива.

После внедрения АСУ количество потребляемого кокса снизилось на 52 %. Годовой экономический эффект составил 200 тысяч долл. США. Окупаемость - 20 дней. На разработку было потрачено 5 человеко/мес.

На ЕВРАЗ НТМК (Россия) внедрена система управления эффективностью процессов (DPM) в целях повышения производительности участка за счет визуализации оперативных данных. Ожидается, что общий экономический эффект от внедрения проекта составит более 12 млн руб. ежегодно. Принцип работы заключается в следующем: система консолидирует данные по видам, объемам отгруженного шлака, подготавливаемого для вторичного использования в производстве и при изготовлении железофлюса – добавки для выплавки чугуна. Данная система позволяет сотрудникам оперативно анализировать информацию о причинах и времени простоев, следить за своими результатами, что положительно сказывается на работе всего участка. Производительность участка увеличилась с 5 до 6 тысяч тонн шлака в месяц.

На ВИЗ-Стали (входит в Группу НЛМК) (Россия) внедрили инновационную технологию предиктивной диагностики термического оборудования. Она позволяет оценивать состояние механических узлов и подшипников в реальном времени, заблаговременно устранять неисправности и минимизировать риски внеплановых простоев. Диагностику производят с помощью цифровой системы визуализации звука — SVS (sound visualization system). С помощью использования системы SVS количество внеплановых простоев термического оборудования, которое обследуется с помощью решетки SVS, снизилось до минимальных значений. При этом сократилось время на проведение ремонтов и количество задействованного в них персонала.

Корпорация JFE Steel (Япония) в начале 2023 года завершила реконструкцию доменной печи на заводе компании в Восточной Японии при вводе ее в эксплуатацию. Процесс реконструкции начался в сентябре прошлого года и стоил около 43 млрд иен. Объем печи остается неизменным и составляет 5153 м3. Модернизация помогла стабилизировать работу печи за счет внедрения технологии обработки данных для повышения точности как позиционирования загружаемого материала, так и контроля нагрева печи. Кроме того, было обновлено соседнее оборудование для улучшения работоспособности и продления срока службы корпуса печи.

Система управления технологическим процессом Danieli Corus BOF (Великобритания), используемая в конвертерном сталеплавильном производстве состоит из набора аппаратных и программных компонентов, которые могут быть реализованы по отдельности или вместе. Основным аппаратным обеспечением, связанным с системой, является вспомогательная фурма, система анализа отработанных газов и оборудование для донного перемешивания и контроля шлака. После первоначальной установки систему можно дополнить дополнительными модулями. Комплексная модель процесса лежит в основе системы. С системой управления технологическим процессом Danieli Corus базовые конвертеры кислорода могут работать в полностью компьютерном режиме на основе расчетов и рецептов, но система также допускает отклонение от оператора. Система была внедрена на многих сталелитейных заводах. Аппаратное обеспечение и модель процесса доказали свою гибкость во всех этих реализациях. Систему можно точно настроить для любого предприятия и оптимизировать в соответствии с существующими операционными процедурами. В любой конфигурации и в любом режиме работы система обеспечивает беспрецедентную повторяемость, высокую доступность и высокий процент попаданий. В конвертерном сталеплавильном производстве система Danieli Corus является ключом к оптимальной производительности.

Преимущества: возможность производить нагрев одним нажатием кнопки, прямые выгоды с точки зрения потребления чугуна, лома, флюсов, коммунальных услуг и огнеупорного износа, сокращение количества отремонтированных плавок, а также прямых затрат, значительно сокращенное время от плавки до плавки (до 8 минут) для максимальной производительности, надежность и долговечность.

Кросс-медиа эффекты

Снижение энергоемкости. Повышение энергоэффективности.

В соответствии с применением вышеупомянутых методов возникают дополнительные преимущества с точки зрения эксплуатационных характеристик, отражающиеся в повышении производительности, снижении энергопотребления и неизменном качестве агломерата.

Технические соображения, касающиеся применимости

Вышеупомянутые методы обычно применяются на заводах Казахстана и других стран. Все операторы стремятся эксплуатировать агломерационные установки как можно более бесперебойно, сводя к минимуму простои и обеспечивая соблюдение высоких стандартов технического обслуживания.

АСУ ТП внедрена на установке разогрева промежуточных ковшей (УРПК) на МНЛЗ-1 в цехе ЭСПЦ ОАО "Уральская Сталь" (Россия). АСУ ТП реализована с помощью программируемого логического контроллера БПЛК-022. Система обеспечивает автоматизированное управление процессом разогрева футеровки промежуточных ковшей МНЛЗ-1, а именно, работой газовоздушных горелок, вентиляторов, дымососа, электроприводов заслонок и опрос датчиков локальных средств автоматики. БПЛК-022 осуществляет сбор информации, первичную обработку данных, архивирование, отображение на технологическом дисплее, а также передачу измерительной информации по Ethernet на компьютер АРМ диспетчера. Ввод в эксплуатацию новой комбинированной МНЛЗ позволил "Уральской Стали" достичь 50 % разливки стали непрерывным способом, снизить расход металла, сократить расходы на обрезь, и следовательно, уменьшить себестоимость литой заготовки.

Экономика

Эксплуатационные расходы на техническое обслуживание и рабочую силу уравновешиваются преимуществами более высокой производительности и стабильного качества агломерата. Кроме того, хорошо обслуживаемая и бесперебойно работающая установка приводит к снижению потребления топлива и энергии.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов. Экономия сырья. Непрерывный и стабильный процесс производства.

4.7. НДТ при неорганизованных выбросах при хранении, погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке материалов

Описание

НДТ заключается в предотвращении или сокращении неорганизованных выбросов пыли при хранении, погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке материалов с использованием одного или комбинации методов. Если используются методы сокращения выбросов, НДТ заключается в оптимизации эффективности улавливания и последующей очистки с помощью нижеуказанных методов.

Техническое описание

Первичными источниками неорганизованных выбросов пыли на металлургических заводах являются системы разгрузки, хранения, обработки и транспортировки сырья и материалов. К вторичным выбросам можно отнести взвешенную пыль с проезжей части дорог в результате движения транспортных средств, в результате загрязнения шасси и колес, а также операции повторного взвешивания материалов с площадок хранения или переработки.

К неорганизованным выбросам можно также отнести утечки, возникающие непосредственно при производственных процессах. Незначительные выбросы в виде отходящих газов при переработке технологических остатков, а также выбросы, выделяемые при недостаточном извлечении во время дробления, просеивания, загрузки, плавления и других процессов производства также следует относить к вторичным источникам неорганизованных выбросов.

К основным методам снижения неорганизованных выбросов пыли, в первую очередь необходимо отнести разработку плана мероприятий по предотвращению или сокращению неорганизованных выбросов пыли (является частью СЭМ), рассмотрение возможности временного прекращения определенных операций, если они определены как основные источники выбросов пыли. Для идентификации подобного рода источников необходимо иметь достаточное количество точек наблюдений, включающих мониторинг физических факторов, таких как направление и сила ветра.

К методам предотвращения выбросов пыли при обработке и транспортировке сыпучего сырья относятся:

ориентация длинных складов (штабелей) по преобладающему направлению розы ветров;

установка ветрозащитных экранов или использование естественного ландшафта в качестве укрытия;

контроль влажности материала;

организационно-технические меры при технологических операциях, во избежание незапланированных выбросы пыли (просыпи, дополнительное перемещение и обработка сыпучего материала)

соответствующая вместимость конвейеров и в бункерах и т. д.;

использование распылителей воды с различными связывающими добавками для пылеподавления, где это необходимо;

строгие стандарты технического обслуживания оборудования;

своевременная очистка и увлажнение дорог;

использование мобильного и стационарного оборудования для вакуумной очистки;

пылеподавление или пылеудаление, а также использование установки для очистки рукавных фильтров для устранения источников значительного пылеобразования;

применение подметально-уборочных машин с пониженным уровнем выбросов для проведения плановой уборки дорог с твердым покрытием.

К методам доставки, хранения и утилизации материалов относятся такие меры как (включая, но не ограничиваясь):

полное ограждение разгрузочных бункеров в здании, оборудованном вытяжкой отфильтрованного воздуха для пылящих материалов, иначе бункеры должны быть оборудованы пылезащитными перегородками, а разгрузочные решетки должны быть соединены с системой пылеудаления и очистки;

по возможности ограничить высоту падения материала до 0,5 м;

использование распылителей воды (предпочтительно с использованием оборотной воды) для пылеподавления;

при необходимости оборудование бункеров для хранения фильтровальными установками для контроля запыленности;

использование полностью закрытых устройств для извлечения материала из бункеров;

при необходимости хранение металлолома на крытых площадках с твердым покрытием, для уменьшения риска загрязнения;

использование закрытых складов, вместо открытых площадок, если это возможно (допустимый объем хранимого сырья и материалов);

создание ветрозащитных полос за счет естественного рельефа, земляных насыпей или посадка высокой травы и вечнозеленых деревьев на открытых площадках для улавливания и поглощения пыли без причинения долговременного вреда;

ограничение высоты и формы отвалов;

гидропосев на отвалах и шлаковых куча;

озеленение территории, путем посадки кустарников и деревьев или другой растительности на открытых участках, для уменьшения уноса пыли;

увлажнение поверхности с использованием прочных пылесвязывающих веществ;

укрытие поверхности брезентом или складирование покрытий (например, латексных) для минимизации подъҰм пыли;

применение хранилищ с подпорными стенками для уменьшения открытой поверхности;

при необходимости использование непроницаемых бетонированных поверхностей с дренажной системой.

При использовании железнодорожного транспорта, а именно при разгрузке вагонов, а также грузового транспорта к мерам снижения выбросов пыли следует отнести использование специального разгрузочного оборудования закрытого типа, если это применимо.

При использовании материалов, которые могут привести к значительному выбросу пыли, некоторые методы включают использование перегрузочных пунктов, вибрационных грохотов, дробилок, бункеров и т.п., которые могут быть полностью закрытыми и оборудованы фильтровальными установками, а также использование центральных или местных систем вакуумной очистки.

К методам обработки и переработки шлака относятся:

хранение запасов шлакового гранулята во влажном состоянии для транспортировки и переработки шлака, так как высушенный доменный шлак и сталелитейный шлак могут образовывать пыль;

использование закрытого шлакодробильного оборудования, оснащҰнного эффективной системой отвода и рукавными фильтрами.

Методы обработки с ломом включают в себя обеспечение хранения металлолома под навесом и/или на бетонированных поверхностях, для сведения к минимуму подъема частиц пыли, вызванного движением транспортных средств.

Меры, которые следует учитывать при транспортировке материалов:

использование оборудования для чистки колес для предотвращения переноса грязи и пыли на дороги общего пользования;

устройство твердых покрытий (бетонных или асфальтовых) на транспортных дорогах для сведения к минимуму образования облаков пыли при транспортировке материалов и очистке дорог;

ограничение движения транспортных средств на определенных маршрутах с помощью ограждений, канав или насыпей из переработанного шлака

увлажнение запыленных трасс с помощью водных распылителей, например, при работе со шлаком;

минимизация количества перегрузок, а также контроль за тем, чтобы транспортные средства не были переполнены во избежание утечек;

использование укрытий для транспортных средств (брезентом) при перевозке пылящих материалов;

использование конвейеров закрытого типа, где это возможно, для сведения к минимуму потерь материала за счет изменения направления движения конвейерных лент на участках, при выгрузке материалов с одной ленты на другую;

обеспылевание точек перегрузки конвейеров и др.

Достигнутые экологические выгоды

Предотвращение неорганизованных выбросов пыли.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В 2015 – 2019 гг. АО "АМТ", в рамках выполнения Плана природоохранных мероприятий были приведены работы по реконструкции аспирационного оборудования, что способствовало снижению выбросов пыли, а именно: реконструкция газоочистки конвертера с монтажом системы улавливания и очистки неорганизованных выбросов - снижение выбросов пыли на 30 тонн в год; реконструкция аспирационных установок перегрузочных узлов, пылеочистного оборудования корпуса бункеров агломерата агломерационного цеха; проектирование и реконструкция пылеочистного оборудования УПЦ - снижение выбросов неорганической пыли на 8 тонн в год.

ПФ ТОО "KSP Steel" использует крытое хранение непылеобразующих материалов, герметичная упаковка пылеобразующих материалов или вторичных материалов, содержащих водорастворимые органические соединения, аспирационные системы для улавливания и очистки выбросов на местах образования.

В качестве практического примера описываемых методов также можно привести ПАО "Магнитогорский металлургический комбинат" (Россия), которым был разработан и реализован проект, важным элементом которого является снижение выбросов пыли. Основным этапом реализации является - ввод в эксплуатацию систем пылеподавления, расположенных на производственных участках, где выделяется значительное количество пыли. Работа всех систем пылеподавления основана на принципе создания мелкодисперсного водяного тумана, который улавливает частицы пыли, обволакивая их и осаждая на поверхность за счет увеличения их веса.

Значительное загрязнение атмосферного воздуха пылью происходит в доменном цехе на бункерных эстакадах отделения шихтоподачи доменных печей при разгрузке сырья в приемные бункера. С целью снижения выбросов пыли на этом участке было принято решение оборудовать бункерную эстакаду одной из доменных печей системой пылеподавления. Система была смонтирована и введена в эксплуатацию в 2021 году. Данная система помогает бороться с пылью во время выгрузки исходного сырья из хопперов в приемные бункера, а также при транспортировке по участку шихтоподачи до самой печи. Системы оборудованы насосами высокого давления, позволяющими доставлять воду с "нулевого" уровня до бункерной эстакады, а также к скиповым подъҰмникам участка шихтоподачи. Очищенная вода поступает по рукавам высокого давления, которые имеют двойную металлическую защиту, поскольку испытывают в процессе эксплуатации рабочее давление от 100 до 120 атм. На самой бункерной эстакаде смонтировано более 1,5 тысяч форсунок для распыления воды, которые защищенные специальными футлярами.

Эффективность работы системы пылеподавления составляет 83 % при гарантийном показателе 80 %.

Для снижения вторичного пылеуноса в ПАО "ММК" организованы полив и очистка автомобильных дорог, а также осуществляется асфальтирование территорий, что позволяет организовать их механизированную уборку специальным автотранспортом. Также комбинат приобрел и ввел в эксплуатацию две комбинированные дорожные машины для полива и уборки территории, а также две комбинированные вакуумно-подметальные машины. В 2022 году уже завершено плановое асфальтирование 1600 квадратных метров территории электросталеплавильного цеха, около 3000 квадратных территории доменного цеха с дальнейшим увеличением площади. Для перевозки уловленной пыли с газоочистных установок используется специализированный автотранспорт – пылевозов.

Корпорация JFE Steel (Япония) в 2021 году разработала основанную на алгоритмах систему для высокоэффективного управления множественными запасами железной руды, основного сырья для производства чугуна, на складах (складах) металлургических заводов, чтобы значительно оптимизировать как складскую логистику, так и стабильное управление рудой.

Когда железная руда поступает на металлургический завод, она складывается в насыпь примерно конической формы и временно складируется во дворе. Затем руда смешивается с другими материалами для производства определенных стальных изделий. Также железные руды из разных областей различаются по качеству и составу, поэтому каждую нужно хранить в отдельном складе.

В то время как количество складов, как правило, должно быть сведено к минимуму для повышения эффективности, чрезмерная минимизация может повысить риск невозможности доставки железной руды из определенной зоны склада, если требуемое транспортное оборудование станет недоступным из-за ежедневного технического обслуживания или механическая проблема. Таким образом, ключевым моментом является разработка плана, обеспечивающего как эффективную работу верфи, так и стабильную работу металлургического завода. До внедрения разработки, персонал верфи должен был постоянно вести рабочий план на следующие несколько недель, охватывающий такие факторы, как приемка и выгрузка сырья, текущие запасы, статус отгрузки и многое другое. Поскольку количество железной руды, перерабатываемой на складе, может достигать нескольких 100 000 тонн в день, а также учитывая множество возможных комбинаций типов руды, местоположения, времени и т. д., уже давно существует потребность в очень точных планах управления складом, которые можно было бы эффективно разработать.

Разработанная систем (планировщик) размещения запасов оптимизирует работу склада, создавая идеальные планы на срок до нескольких месяцев с помощью алгоритма, который выполняет сложные логистические расчеты менее чем за одну минуту. Система использует обширные варианты компоновки складов для ежедневных операций, в принципе сводя к минимуму необходимое количество складов, но также включая, при необходимости, несколько децентрализованных складов для руд, которые, например, влекут за собой высокочастотные операции смешивания, которые могут значительно повлиять на общую эффективность. если не управлять тщательно. Новая система обеспечивает эффективное управление такой логистикой для поддержки высокостабильного управления рудой.

Кросс-медиа эффекты

Увеличение расхода ресурсов и материалов, например воды для пылеподавления. При этом возможно сокращение сбросов сточных вод при организации оборотного водоснабжения.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Соблюдение требований экологического законодательства. Улучшение экологических показателей.

4.8. НДТ Управление водными ресурсами

Описание

Организация системы водопользования, является неотъемлемым этапом, необходимым для формирования экологической политики предприятия, при этом необходимо учитывать имеющиеся на предприятии процессы, качество и доступность исходной потребляемой воды, объемы потребления, климатические условия, доступность и целесообразность применения тех или иных технологий, требования законодательства в области охраны окружающей среды и промышленной безопасности. Снижение потребления воды, забираемой из внешних источников, является основной целью системы водопользования, показателями эффективности которой являются данные удельного и валового потребления воды на предприятии.

Техническое описание

НДТ для управления водными ресурсами заключается в снижении потребления воды, предотвращении, сборе и разделении типов сточных вод, максимизируя внутреннюю рециркуляцию и используя адекватную очистку для каждого конечного потока. К основным используемым методам относятся:

отказ от использования питьевой воды для производственных линий;

увеличение количества и/или мощности систем оборотного водоснабжения при строительстве новых заводов или модернизации/реконструкции существующих заводов;

централизованное распределение поступающей пресной воды;

повторное использование воды до тех пор, пока отдельные параметры не достигнут определенных пределов;

использование воды в других установках, если затрагиваются только отдельные параметры воды и возможно дальнейшее использование;

разделение очищенных и неочищенных сточных вод, по возможности использование ливневых сточных вод;

ливневые стоки с открытых участков складирования руды, угля и сырья, содержащие взвешенные твердые частицы, должны быть направлены для возможности их очистки путем отстаивания или другими методами;

по возможности предусмотреть меры по ведению мониторинга качества воды, сбрасываемой из зон хранения и смешивания, если такие стоки находятся вблизи селитебной территории;

лом должен храниться на площадках с твердым покрытием, непроницаемой поверхностью и соответствующей дренажной системой, включая перехватывающий сифон перед сбросом, так как есть вероятность загрязнения стоков маслами и химикатами, вымываемыми дождевой водой (за исключением случаев хранение чистого лома).

Достигнутые экологические выгоды

Снижение потребления водных ресурсов, повышение показателей экологической эффективности.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Предприятие ПФ ТОО "KSP Steel" использует технологии, направленные на предотвращение загрязнения водного бассейна и минимизацию водопотребления: учет водопотребления и водоотведения, применение локальных оборотных циклов, применение оборотного водоснабжения, применение замкнутых водооборотных систем, обезвоживание шламов.

Для сокращения потребления свежей технической воды АО "АМТ", организована система оборотного водоснабжения через пруд-охладитель. Пруд-охладитель создан путем отделения части Самаркандского водохранилища намывом ограждающей дамбы, с последующим формированием откосов и гребня дамбы длиной около 8,6 км.

На фабричной площадке Стойленского ГОКа (входит в Группу НЛМК) (Россия) реализовали масштабный проект по строительству ливневой канализации. Теперь все сточные воды, которые образуются после дождя или таяния снега, поступают в общую систему стоков и по подземным трубопроводам централизованно отводятся в хвостохранилище комбината. Здесь вода проходит очистку и возвращается в производственный процесс. Всего на фабричной площадке СГОКа смонтировали более 2,3 тысяч метров подземных трубопроводов с пропускной способностью до 700 м³/час воды. Ливневые сточные воды через приемные решетки, которые установлены на проезжей части, поступают сначала в сборные колодцы, откуда отводятся в центральные трубопроводы и затем направляются в хвостохранилище.

Для сталелитейного бизнеса компании Thyssenkrupp (Германия) требуется около 1 млрд м³ воды, но только 3 % из них приходится на пресную воду. На всех предприятиях используются системы рециркуляции воды, в которых вода используется до 40 раз, после чего она либо испаряется, либо сбрасывается в виде очищенных сточных вод.

С 2009 года ПАО "Кокс" (Россия) полностью прекратило сброс сточных вод за счет создания замкнутого водооборотного цикла. Также были запущены очистные сооружения хозяйственно-бытового стока, смонтированы установки термического обезвреживания сточных вод, в результате чего в 2012 году полностью прекращен сброс хозяйственно-бытовых сточных вод на городские очистные сооружения.

Кросс-медиа эффекты

Сокращение потребления первичных водных ресурсов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Управление водными ресурсами на интегрированном металлургическом заводе будет в первую очередь ограничиваться наличием и качеством пресной воды и требованиями законодательства. На действующих заводах существующая конфигурация системы водопользования может ограничивать применимость.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. На реализацию проекта СГОК по строительству ливневой канализации израсходовано более 120 млн рублей.

Движущая сила внедрения

Снижение потребления водных ресурсов, повышение показателей экологической эффективности.

4.9. НДТ Управление отходами

Описание

Оптимальное управление отходами заключается в использовании интегрированных и операционных методов для минимизации отходов за счет внутреннего использования или применения специализированных процессов переработки (внутренних или внешних).

Согласно Кодекса, нормативных правовых актов, принятых в РК, все отходы производства и потребления должны собираться, храниться, обезвреживаться, транспортироваться и захораниваться с учетом их воздействия на окружающую среду.

Техническое описание

В целях предотвращения загрязнения компонентов природной среды управление отходами производится в соответствии с международными стандартами и действующими нормативами РК, а также внутренними стандартами.

Система управления отходами, заключается в следующем:

идентификация образующихся отходов;

раздельный сбор отходов (сегрегация) в местах их образования с учҰтом целесообразного объединения видов по степени и уровню их опасности с целью оптимизации дальнейших способов удаления, а также вторичного использования определҰнных видов отходов;

накопление и временное хранение отходов до целесообразного вывоза;

хранение в маркированных герметичных контейнерах;

сбор отходов на специально отведенных и обустроенных площадках;

транспортировка под строгим контролем с регистрацией движения всех отходов.

Хранение отходов в контейнерах позволяет предотвратить утечки, уменьшить уровень их воздействия на окружающую среду, а также воздействие погодных условий на состояние отходов.

Сведение отходов к минимуму посредством оптимизации процесса и насколько возможно большего использования остатков и отходов, является существующей практикой на сегодняшний день на многих предприятиях.

Многочисленные остатки используются в качестве сырья для других процессов либо повторно используются, к примеру на предприятии ПФ ТОО "KSP Steel". Часть таких отходов как пыль от пылеуловителей ЭСПЦ, шлак сталеразливочный возвращаются в технологический процесс.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение количества отходов, направленных на захоронение, улучшение поддерживание высокого уровня эффективности экологических показателей.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Около 97 % доменных шлаков производственных объектов Тhyssenkrupp (Германия), которые являются побочным продуктом производства горячего металла, перерабатываются непосредственно в так называемый доменный песок. Доменный песок является важным сырьем для производства цемента. Благодаря его использованию можно защитить природные ресурсы, такие как известняк, и избежать выбросов оксида углерода (CO₂) по сравнению с природными ресурсами, используемыми в качестве сырья, а также сэкономить энергию. Доменные и сталеплавильные шлаки также специально производятся в качестве строительных материалов, например, для дорожного полотна или насыпей вдоль рек и озер, или используются в качестве востребованных удобрений.

Железосодержащая пыль и шламы, например, возникающие в процессе контроля выбросов и очистки воды, перерабатываются непосредственно на сталелитейном предприятии Тhyssenkrupp обратно в чугун и шлак. Для этого компания разработала процесс Oxy cup, в котором из железистой пыли и шлама сначала создаются агломератные кирпичи, которые затем переплавляются в шахтной печи для получения чугуна и шлака. Это позволяет не только повысить степень переработки железа, но и сократить выбросы диоксид углерода (CO₂) примерно на 200 000 тонн в год.

Для защиты почвенного покрова компании Тhyssenkrupp использует различные меры. Эти аспекты учитываются на ранней стадии при планировании новых производственных объектов. Во время строительства и эксплуатации заводов, а также во время остановок защита почвы играет важную роль. Современное проектирование заводов сводит к минимуму загрязнение почвы. Работников обучают, как осторожно обращаться с веществами, которые могут привести к загрязнению почвы. Еще одним аспектом является тесная интеграция профилактики и контроля с защитой поверхностных вод и выбросов. Около 25 % земель, принадлежащих Дуйсбургскому предприятию Тhyssenkrupp Steel Europe AG, представляют собой открытые или растительные территории, которые создаются и поддерживаются в соответствии с экологическими аспектами. Для защиты от выбросов и шума используются озелененные валы. В то же время окружающая местность визуально улучшается. Заброшенные свалки или законченные участки действующих свалок постоянно рекультивируются в зеленые ландшафты.

На ЕВРАЗ ЗСМК (Россия) утилизируется, перерабатывается и повторно используется около 88 % отходов производства. В 2022 году этот показатель составляет порядка 4,6 млн тонн. Порядка 65 % отходов, которые образуются на комбинате, передаются специализированным организациям в целях последующей обработки, утилизации или обезвреживания. В технологический процесс собственного производства вовлекается порядка 23 % отходов. Шлак сталеплавильного и доменного производств предварительно дробят, извлекают из него металлосодержащие продукты и повторно используют в производстве. Шламы, образующиеся при производстве кокса и чугуна, используют как топливо на агломерационном производстве. Угольный шлам — в качестве топлива в коксовом цехе. Пыль газоочистки аспирационных систем доменного и электросталеплавильного производств применяется в качестве железосодержащего сырья на аглофабрике. На специализированной установке утилизации химических отходов предприятия получают различные добавки. Например, из каменноугольных флюсов получают добавку к угольной шихте, которая становится сырьем для коксохимического производства.

Приблизительно 70 % доменного шлака Nippon Steel (Япония) используется для производства доменного цемента, а сталеплавильный шлак используется для материалов для слоев дорожного основания, строительных работ, улучшения почвы, улучшения морской среды, удобрений и т. д. Материалы дорожных покрытий Nippon Steel, KATAMA™SP, преимущественно используются в соответствии с характеристиками сталелитейного шлака, который затвердевает при взаимодействии с водой. Они используются для лесных дорог и сельскохозяйственных дорог, а также для защиты тротуаров от сорняков, которые устанавливаются рядом с установками мега-солнечных батарей и в других местах. Geo-Tizer ™, изготовленный из стального шлака, можно смешивать с мягкой почвой (грязью, такой как излишки вынутого грунта со строительных площадок или почвой сельскохозяйственных угодий), чтобы преобразовать почву и сделать ее пригодной для использования. В отличие от обычных материалов для улучшения почвы (например, цемента и извести), эта почва производит меньше пыли, значительно снижает выбросы диоксид углерода (CO₂) и дешевле, что позволяет снизить стоимость строительства. Восстановленный грунт отлично уплотняется, а также его можно легко выкопать, так как он не слишком затвердевает. Почва, модифицированная кальцием — смесь модификатора кальция из сталеплавильного шлака и дноуглубительного грунта — использовалась для улучшения состояния морской среды, например, путем обратной засыпки глубоко вырытых участков морского дна и создания неглубокого дна и прибрежной зоны. Кроме того, установки подачи железа Vivary ™ компании Nippon Steel, состоящие из сталелитейного шлака и перегноя, получаемого из древесных отходов, обеспечивают железо, необходимое для роста морских водорослей, способствуя регенерации участка морского дна, утратившего большую часть живых организмов.

Более того, поскольку стальной шлак содержит питательные вещества, которые помогают растениям расти, он также широко используется в качестве удобрения, способствуя повышению производительности сельского хозяйства.

Кросс-медиа эффекты

Экономия сырья. При применении некоторых методов требуются дополнительные финансовые затраты (к примеру, при организации мест хранения отходов, при производстве продукции из вторичных ресурсов). Сокращение выбросов парниковых газов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Соблюдение требований экологического законодательства. Улучшение экологических показателей.

4.10. НДТ Снижение физических воздействий

Шум и вибрация являются общими проблемами в отрасли и источники встречаются во всех секторах производства чугуна и стали.

Шум появляется во всех производственных процессах, начиная с подготовки сырья до получения конечной продукции. Чтобы снизить уровень шума и предотвратить его распространение на ближайшую территорию, могут быть применены различные технические решения по снижению шума:

реализация стратегии снижения шума;

ограждение шумных операций/агрегатов;

виброизоляция операций/агрегатов;

внутренняя и внешняя обшивка из ударопоглощающего материала;

звукоизоляция зданий для защиты от любых шумных операций, связанных с оборудованием для преобразования материалов;

строительство стен для защиты от шума, например, строительство зданий или естественных барьеров, таких как растущие деревья и кустарники между охраняемой территорией и шумной деятельностью;

выпускные глушители на выхлопных трубах;

обшивка воздуховодов и воздуходувок, расположенных в звуконепроницаемых зданиях;

закрытие дверей и окон крытых помещений.

Перечисленные меры доступны к применению на действующих, модернизируемых и новых объектах. Если вышеупомянутые технические решения не могут быть применены и, если установки, выделяющие шум, невозможно перевести в отдельные здания, например, из-за размера печей и их средств обслуживания, применяются вторичные технические решения, например, строительство зданий или природных барьеров, таких как растущие деревья и кустарники между селитебной зоной и источником активного шума. Двери и окна защищаемого пространства должны быть плотно закрыты в период эксплуатации шумовыделяющих установок.

Так на ПФ ТОО "KSP Steel", ПФ ТОО "Кастинг" для снижения акустического воздействия выполнены виброизоляция производств/агрегатов, звукоизоляция зданий для укрытия любых шумопроизводящих операций, включая оборудование для переработки материалов.

Для снижения уровня шума АО "АМТ" использует следующие методы: ограждение агрегатов, виброизоляция, звукоизоляция, применение глушителей.

Шумозащитный туннель с открытым штампом, построенный в 2012 году вдоль здания кузницы Buderus Edelstahl GmbH (Германия), обеспечивает снижение уровня шума примерно на 4 дБ(A), что соответствует допустимому уровню шума в ночное время для производственных территорий, расположенных близ населенных пунктов.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение уровня физических воздействии в соответствии с установленными стандартами.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В соответствии действующими нормативно-правовыми актами по утверждению гигиенических нормативов к физическим факторам, оказывающим воздействие на человека, максимально допустимый уровень звука на территории, непосредственно прилегающем к селитебной зонам составляет 60 – 70 дБА.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительные финансовые затраты, для действующих установок.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Применимость на действующих установках может быть ограничена конструктивными особенностями оборудования (недостаточностью дополнительных площадей).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Соблюдение требований экологического законодательства.

5. Техники, которые рассматриваются при выборе наилучших доступных техник

В данном разделе справочника по НДТ приводится описание существующих техник для конкретной области применения, которые предлагаются для рассмотрения в целях определения НДТ.

При описании техник учитывается оценка преимуществ внедрения НДТ для окружающей среды, приводятся данные об ограничениях в применении НДТ, экономические показатели, характеризующие НДТ, а также иные сведения, имеющие значение для практического применения НДТ.

Основной задачей описываемых в данном разделе методов является достижение минимальных показателей выбросов, сбросов, образования отходов с применением одной или нескольких техник, в целях комплексного предотвращения загрязнения окружающей среды.

5.1. НДТ при производстве агломерата

5.1.1. Технические решения при процессах агломерации. Энергосбережение, ресурсосбережение

5.1.1.1. Рекуперация тепла в процессе спекания и охлаждения агломерата

Описание

Использование физического тепла агломерата/процесса в производственных процессах, возврат (полностью или частично) теплового потенциала.

Техническое описание

С аглофабрик сбрасываются два вида потенциально многоразовых отходов энергии:

1) тепло от основных выбросов агломерационных машин (при нормальных условиях эксплуатации использование теплообменника для рекуперации тепла от отходящих технологических газов может привести к недопустимой конденсации и коррозии);

2) тепло охлаждающего воздуха от охлаждения агломерата (физическое тепло в горячем воздухе от охлаждения агломерата может утилизироваться одним или несколькими из следующих способов: выработка пара в котле-утилизаторе для использования на металлургических заводах; производство горячей воды для централизованного теплоснабжения; предварительный нагрев воздуха для горения в зажигателе агломерационной установки; предварительный нагрев агломерационной шихтовой смеси; использование газов-охладителей агломерата в системе рециркуляции отходящих газов).

Пример рекуперации тепла: утилизация отработанного тепла агломерационного охладителя при обычном спекании. Физическое тепло горячего воздуха, охлаждающего агломерат, используется для производства пара в котле-утилизаторе и для предварительного нагрева воздуха для горения в зажигателе спекательной машины.

Также применяется охлаждение агломерата и рекуперация тепла отходящих газов с частичной рециркуляцией отходящих газов. Перед рециркуляцией отходящие газы проходят через котел-утилизатор. Газы от охлаждения агломерата также проходят через котел-утилизатор (аглофабрика Sumitomo Heavy Industries (Кокура, Япония)).

Достигнутые экологические выгоды

В некоторых случаях в среднем может быть достигнут показатель по экономии 15 кВт/т агломерата.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При применении данной техники на некоторых предприятиях рекуперация энергии составляет 18 % от общего расхода энергии на котел-утилизатор и 2,2 % от общего расхода энергии на рециркуляцию в вытяжные шкафы.

На предприятиях, использующих другие методы рекуперации, показатели по рекуперации энергии составляют 23,1 % от потребляемой энергии.

Кросс-медиа эффекты

В некоторых случаях выбросы пыли снижаются благодаря предустановленным сепараторам крупной пыли. Использование отходящих газов охладителя агломерата в системе рециркуляции отходящих газов приведет к уменьшению рассеянных выбросов пыли из охладителя агломерата.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах.

Экономика

Инвестиции будут зависеть от конкретного объекта. Однако применение рекуперации отработанного тепла снижает эксплуатационные расходы.

Отмечается, что инвестиции в новую установку, использующую тепло, ниже системы рекуперации на стадии планирования, но на некоторых действующих заводах существующая конфигурация может привести к очень высоким затратам.

Рекуперация тепла при охлаждении агломерата часто применяется в ЕС (например, в Corus (Нидерланды), Riva (Италия), ThyssenKrupp (Германия)).

Рекуперация тепла из горячего воздуха агломерационного охладителя практикуется на агломерационном заводе №3 ArcelorMittal (Дюнкерк, Франция), с 1991 года.

Движущая сила внедрения

Энерго- и ресурсосбережение.

5.1.1.2. Частичная переработка отходящего газа

Описание

При частичной рециркуляции отходящего газа некоторые части отходящего газа рециркулируются для процесса агломерации. Доля отходящих газов, которая рециркулирует к ленте, проходит через горячий агломерат и фронт горения.

Техническое описание

К методам частичной рециркуляции могут быть отнесены (но не ограничиваясь):

рециркуляция отходящего газа от всей аглоленты;

рециркуляция отходящего газа от всей агломерационной ленты в сочетании с теплообменом;

рециркуляция отходящего газа от торцевой части агломерационной ленты и использование отходящего газа от охлаждения агломерата;

рециркуляция отходящего газа из различных частей агломерационной ленты. У этой системы есть два преимущества по сравнению с обычной агломерацией:

Неиспользованный кислород в отходящем газе может быть эффективно использован путем рециркуляции.

Отходящий газ из разных секций может обрабатываться отдельно в зависимости от состава газа. Таким образом, инвестиции и эксплуатационные расходы на очистные сооружения для отходящих газов могут быть значительно снижены по сравнению с обычным спеканием даже по сравнению с системой EOS.

Достигнутые экологические выгоды

Достигнуто сокращение выбросов отходящих газов в атмосферу (около 28 %), выбросов пыли (около 56 % с учетом от эффекта модернизации электрофильтра). Также в небольшом объеме могут быть снижены выбросы диоксида серы (SO₂) и оксидов азота (NO_X).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Система, использующая частичную рециркуляцию отходящих газов, была установлена на аглофабрике №3 компании Nippon Steel Corporation (Тобата, Япония). Отходящий газ разделяется на четыре секции, каждая из которых обрабатывается отдельно. Система работает бесперебойно, и переработка отходящих газов не влияет на качество агломерата.

Кросс-медиа эффекты

Снижение выбросов в атмосферу и потребления энергии в агломерации.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах (применение на действующих производствах может быть ограничено площадью размещения).

При определении применимости данной техники и выбора метода необходим анализ следующих данных:

первоначальная конфигурация ленты (например, двойные или одинарные вакуумные камеры, свободное пространство для нового оборудования и, при необходимости, удлинение ленты);

первоначальный проект существующего оборудования (например, вентиляторы, устройства для очистки газа и просеивания агломерата и охлаждения);

начальные условия эксплуатации (например, сырье, высота слоя, давление всасывания, процентное содержание негашеной извести в смеси, удельный расход, процентное содержание возврата с установки, возвращаемых в сырье);

существующие показатели с точки зрения производительности и расхода твердого топлива;

показатель основности агломерата и состав шихты в доменной печи (например, процентное соотношение агломерата и окатышей в шихте, содержание железа в этих компонентах).

Хотя этот метод может способствовать снижению выбросов агломерационной установки (с точки зрения нагрузки на загрязнение), концентрация некоторых веществ может возрасти (например, кислые соединения) в рециркулируемых и отработанных газах. Что касается кислотных соединений, то для предотвращения чрезмерной коррозии необходим строгий контроль параметров.

Экономика

Установка дополнительных вентиляторов приводит к дополнительному потреблению электроэнергии. Однако, данное потребление незначительно за счет снижения потребления кокса и не влияет на экономическую часть.

Методы применяются на производствах Corus (Нидерланды), HüttenwerkeKrupp (Германия), в Японии, к примеру на аглофабрике №3, Yawata Works, Nippon Steel Corporation.

Движущая сила внедрения

Энерго- и ресурсосбережение.

5.1.2. Технические решения по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух

5.1.2.1. Циклоны

Описание

Оборудование для удаления пыли из технологического отходящего газа или потока отработанного газа, основанное на использовании центробежных сил. Благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных узлов и механизмов, возможности увеличения производительности путем объединения в группы и батареи, циклоны сухой очистки широко применяются в технологических и подготовительных производственных процессах.

Технологическое описание

Циклоны предназначены для сухой очистки газов, выделяющихся при подготовительных, пирометаллургических процессах (предварительная обратка сырья, плавка/обжиг, агломерация и т. д.), а также для очистки аспирационного воздуха. Для удаления частиц из отходящего газового потока используется принцип инерции, основанный на создании центробежными силами, двойной вихревой воронки внутри тела циклона. Крупные частицы достигают стенки циклона и собираются в нижнем бункере, тогда как мелкие частицы покидают циклон с выходящим газом и могут быть удалены другими методами очистки, такими как, рукавные фильтры, электрофильтры, скрубберные системы.

Циклоны обеспечивают очистку газов эффективностью 80 – 95 % от частиц пыли размером более 10 мкм.

Мокрые циклоны являются высокоэффективными устройствами, распыляющими воду в поток отходящего газа для увеличения веса твердых частиц и, следовательно, удаления более мелких частиц пыли.

Для очистки больших объемов пылегазовых потоков, а также для улавливания частиц размером менее 10 мкм используют батарейные циклоны (мультициклоны), которые компонуют из большого количества циклонных элементов, объединенных общим пылевым бункером, и имеющих специальные устройства для закручивания газового потока. Эффективности мультициклонов зависит от размера частиц и может достигать более 99 %.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов твердых частиц в атмосферу. Снижение нагрузки загрязняющих веществ, перед следующими этапами очистки (если применяется). Циклоны применяются для улавливания твердых частиц размером 5 – 25 мкм (5 мкм с применением мультициклонов). Эффективность вирируется в диапазоне 60 – 99 % в зависимости от размера частиц и конструкции циклона и может составлять от 300 до 600 мг/Нм³.

Рисунок 5.1. Конструкция циклона

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Степень улавливания пыли в значительной степени зависит от размера частиц и конструкции циклона, и увеличивается по мере возрастания нагрузки загрязняющим веществом: для стандартных отдельных циклонов данная величина ориентировочно равна 70 – 90 % для общего количества взвешенных частиц, 30 – 90 %.

Основные условия эксплуатации циклонов:

1) необходимо следить, чтобы в конической части циклона не накапливалась пыль. Для ее сбора под циклоном предусмотрен специальный бункер;

2) подсос воздуха в нижней части циклона недопустим. Бункер для сбора пыли должен быть герметичным. Спуск пыли из бункера осуществляется через патрубок с двойным затвором-мигалкой, отрегулированной так, чтобы клапаны работали поочередно;

3) стандартные конструкции циклонов могут работать при температуре газа не выше 400 °С и давлении (разрежении) не более 2,5 кПа;

4) при работе на газе с высокой температурой циклоны внутри футеруют огнеупорными плитками, а выхлопную трубу выполняют из жаропрочной стали или керамики. При низкой наружной температуре минимальная температура стенки циклона должна превышать температуру точки росы не менее чем на 20 – 25 °С. Для обеспечения этого условия стенки циклонов в ряде случаев покрывают снаружи теплоизоляцией;

5) начальная концентрация для неслипающихся пылей в циклонах диаметром 800 мм и более допускается до 400 г/м³. Для слипающихся пылей и циклонов меньших размеров концентрация пыли должна быть в 2 – 4 раза ниже;

6) циклон должен работать с постоянной газовой нагрузкой. При значительных колебаниях расхода должны устанавливаться группы циклонов с возможностью отключения отдельных элементов;

7) рекомендуется установка циклонов перед вентиляторами, чтобы последние работали на очищенном газе и не подвергались абразивному износу.

Циклоны наиболее эффективны при высоких скоростях воздуха, малых диаметрах и большой длине цилиндра. Скорость воздуха в циклоне составляет от 10 м/с до 20 м/с, а средняя скорость - около 16 м/с. Колебания значения скорости (снижение скорости) приводят к резкому снижению эффективности очистки.

Эффективность улавливания может быть увеличена при увеличении:

размер частиц и/или плотности;

скорости во впускном канале;

длины корпуса циклона;

числа оборотов газа в циклоне;

отношения диаметра корпуса циклона к диаметру выходного отверстия;

гладкость внутренней стенки циклона.

Эффективность снижается при: увеличении вязкости газа; увеличении диаметра камеры циклона; увеличении плотности газа; увеличении размеров канала на входе газа; утечки воздуха в выходное отверстие для пыли.

Требования к техническому обслуживанию циклонов невысоки; должен быть обеспечен легкий доступ для обследования циклона на предмет эрозии или коррозии. Перепад давления в циклоне регулярно контролируется, а система пылеулавливания проверяется на наличие засоров.

Мониторинг. Уровень производительности циклона может быть определен путем мониторинга концентрации твердых частиц концентрации твердых частиц в потоке входящего и выходящего газа, используя изокинетический зонд для отбора проб или измерительный прибор, на основе УФ, бета-лучей.

Кросс-медиа эффекты

Необходимость утилизации остатков пыли если повторное использование/рециркуляция невозможны. Дополнительный расход энергии: небольшое падение давления (0,5 кПа) увеличивает потребление энергии насосами для всасывания отходящих газов примерно на 200 кВт для агломерационной установки с расходом отходящих газов 1 млн Нм3/ч и производительностью 4 млн тонн агломерата в год. Это составляет 1 МДж/т агломерата, или менее 0,1 % от энергопотребления аглофабрики. Работа циклонов является источником шума, который необходимо устранять, путем ограждения оборудования.

Технические соображения, касающееся применимости

Циклоны могут применяться как на новых, так и на действующих установках. Циклоны используются для удаления твердых частиц, размером PM10. Для удаления частиц меньшего размера (РМ2,5) применяются высокоэффективные мультициклоны.

Циклоны работают в абразивных и влажных условиях, снижая концентрацию пыли на агломерационных установках с эффективностью примерно от 60 до 80 %, в зависимости от удельного веса пыли. В Corus, (Нидерланды) с помощью мультициклона была достигнута концентрация на выходе 300 мг/Нм3.

В большинстве случаев циклоны применяются в качестве предварительных очистителей для более эффективных систем, таких как рукавные фильтры (см. раздел 5.1.2.3) и электрофильтры (см. раздел 5.1.2.2), ввиду низких показателей эффективности, которые как правило, не отвечают нормам загрязнения воздуха. Широко используются после операций дробления, измельчения, а также после процессов распылительной сушки, при предварительной подготовке сырья.

Преимущества использования: рекуперация сырья (возврат уловленных частиц пыли в технологический процесс); отсутствие движущихся частей, следовательно, низкие требования к техническому обслуживанию; низкие эксплуатационные расходы; низкие инвестиционные затраты; сухой сбор и удаление, за исключением использования мокрых циклонов; относительно небольшие требования к площадке размещения.

Применимость может быть ограничена: относительно низкой эффективностью очистки для мелкодисперсных частиц; относительно высоким перепадом давления; наличием в составе очищаемых газов липких или клейких материалов; шумностью работы оборудования.

Экономика

Как правило одиночные конструкции, применяющиеся для очистки отходящих газов с низкой концентрацией твердых частиц, будут дороже (на единицу расхода и на количество очищенного загрязняющего вещества), чем большая установка, для очистки потока отработанного газа с высокой концентрацией.

Так, для одиночного циклона с пропускной способностью 1800 – 43 000 Нм³/ч и остаточной запыленностью между 2,3 и 230 г/Нм³, эффективность улавливания составляет 90 %. Для мультициклона с пропускной способностью в пределах от 36 000 Нм³/ч и 180 000 Нм³/ч, показатели остаточной запыленности и эффективности аналогичны показателям одиночного циклона.

Эксплуатационные расходы зависят от перепада давления и, следовательно, от затрат на электроэнергию.

Многие аглофабрики по всему миру используют циклоны в качестве устройства для удаления крупной пыли (например, Corus (Нидерланды), Wakamatsu/Yawata Works (Япония)). АО "АМТ" - на установках производства агломерата установлены батарейные мультициклоны. ПФ ТОО "KSP Steel" используют циклоны для первичной очистки ГВС от пыли.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов твердых частиц, с возможностью регенерации (повторного использования в качестве сырья) являются основными движущими силами внедрения.

5.1.2.2. Электрофильтр (ЭСФ)

Описание

Улавливание твердых частиц из отходящего потока газа с помощью электростатической силы.

Техническое описание.

Частицы, подлежащие удалению, заряжаются, а специальные электроды, расположенные в корпусе фильтра, имеют другой заряд. При прохождении запыленного воздуха частицы пыли притягиваются к электродам и впоследствии ссыпаются в приемный бункер. Эффективность очистки может зависеть от количества полей, времени пребывания и предшествующих устройств для удаления частиц. Электростатические фильтры могут быть сухого или мокрого типа в зависимости от метода, используемого для сбора пыли с электродов.

Наиболее часто используемыми устройствами для очистки больших объемов отходящих газов на аглофабриках являются сухие электрофильтры с тремя или четырьмя полями, расположенными последовательно.

Принцип работы электростатического фильтра заключается в улавливании частиц, в потоке поступающего отработанного газа посредством электрической силы на пластины коллектора. Уловленные частицы получают электрический заряд, когда они проходят через корону, где протекает поток газообразных ионов. Электроды в центре проточной полосы поддерживаются при высоком напряжении и создают электрическое поле, которое заставляет частицы двигаться к стенкам коллектора (см. рис. 5.2).

Рисунок 5.2. Принцип действия электрофильтра

При этом необходимо подержание напряжения постоянного тока в диапазоне 20 – 100 кВ. Электрофильтры ионной абразивной обработки обычно работают в диапазоне 100 – 150 кВ для обеспечения высокой эффективности сепарации. Отличительной особенностью электрофильтров является способностью работать при высокой температуре (горячие) и высокой влажности обеспыливаемых газов (мокрые). Количество образующейся пыли - так называемый вынос пыли (в процентах от массы перерабатываемой шихты) или переход металлов в пыль зависит от вида металлургического агрегата, физико-химической характеристики шихты (крупность, прочность, содержание легковозгоняемых металлов и соединений и прочее), интенсивности и характера пирометаллургического процесса и многих других факторов. Особенно интенсивно пыль образуется в технологических процессах, таких как обжиг и плавка концентратов и др.

Для получения адекватного разделения удельное сопротивление твердых частиц должно находиться в диапазоне 104 – 109 м. Обычно большинство твердых частиц в отходящих газах процесса спекания находятся в этом диапазоне, но могут встречаться соединения со значительно более высоким удельным сопротивлением, такие как щелочь хлориды, хлориды тяжелых металлов и оксид кальция (CaO), эффективностью удаления при этом резко понижается.

Другими факторами, влияющими на эффективность, являются: скорость потока отходящего газа; напряженность электрического поля; скорость загрузки твердых частиц; концентрация окисда серы (SO₃); содержание влаги; а также форма и площадь электродов.

Улучшение производительности электрофильтров достигается за счет использования более высоких или переменных импульсных напряжения и быстрого управления напряжением и током реакции. Операции были дополнительно усовершенствованы за счет внедрения систем, улучшающих силу отталкивания до гравитационной постоянной 200, наложения импульсов высокой энергии и восстановления с увеличенным расстоянием между пластинами.

В мокрых электрофильтрах собранный материал удаляется постоянным потоком воды, которая собирается и впоследствии обрабатывается. Кондиционирование оксида серы (SO₃) и/или водяным паром также может повысить эффективность обеспыливания.

Мониторинг. Необходим своевременный контроль и техническое обслуживание. Производительность электрофильтра определяется на основании замера концентрации твердых частиц в потоке отходящего газа (до и после).

Достигнутые экологические выгоды

ЭСФ снижают выбросы пыли с эффективностью >95 %. В некоторых случаях достижимая эффективность - более 99 %. В среднем за год ЭСФ с полями MEEP могут достигать концентраций пыли в диапазоне от 20 до 50 мг/Нм³только с учетом нормальных периодов эксплуатации и без учета пусков и остановок. Для одного и того же завода среднесуточная концентрация пыли в период с 2005 по 2007 года составляли от 24,6 до 29,4 мг/Нм³.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При эксплуатации электрофильтров необходим контроль состава смеси, в частности содержание углеводородов в отходящем газе, во избежание риска возгорания. Для этого персоналом необходимо, на постоянной основе, контролировать количество окалины на фабрике, чтобы избежать попадания углеводородов в отходящий газ.

Для достижения максимальной эффективности очистки, кроме конструктивных особенностей возможно использование следующих методов:

контроль качества при использовании повторно используемых материалов (процесс рециркуляции) в случае загрязнения их маслами, окалиной, содержащей хлоридные и щелочные пыли и шламы, ограничить их использование либо подвергнуть обработке методом предварительного смешивания для получения нужного состава;

осаждение пыли из последней камеры электрофильтра, где находится большая часть щелочи и хлоридов;

корректировка технологических параметров агломерационной установки для возможности очистки электрофильтра.

Электрофильтры с наложением энергетических импульсов могут достигать концентрации от 43 до 77 мг/Нм³в среднем за год, при этом использование специфичных руд в производстве может способствовать увеличению верхнего предела до 140 мг/Нм³. Выбросы пыли с показателем 36 мг/Нм³(среднегодовые значения) были достигнуты на агломерационных фабриках в Германии, где в электрофильтр вводились цеолит и буроугольный кокс. Выбросы пыли в пределах 20 - 42,7 мг/Нм³были достигнуты на двух агломерационных фабриках в ArcelorMittal (Гент, Бельгия) в 2008 году. Эти электрофильтры оснащены функцией распознавания микроимпульсов (среднегодовые значения).

Наложение энергетических импульсов было установлено на многих аглофабриках, например, на заводе Posco (Кваньянг, Южная Корея), Thyssen Krupp Stahl (Дуйсбург, Германия), на двух участках в ArcelorMittal (Дюнкерк и Фос-сюр-Мер, Франция) и на двух участках в ArcelorMittal (Гент, Бельгия). Некоторые установки Corus (Германия) оснащены системами пиковой модуляции и пульсирующего типа. MEEP был установлен на двух агломерационных заводах в Японии, на двух нитях в Riva (Таранто, Италия) и на одном агломерационном заводе в ArcelorMittal (Айзенхюттенштадт, Германия).

На Челябинском металлургическом комбинате (Россия) (ПАО "ЧМК", входит в Группу "Мечел") в 2022 году обновлена систему газоочистки в цехе по производству агломерата - образующиеся в процессе производства взвешенные частицы, поступают в систему аспирации вместе с дымовыми газами и очищаются электрическими фильтрами, эффективность улавливание может достигать 99,9 %. В реализацию мероприятия вложено 100 млн рублей.

Кросс-медиа эффекты

Образуется поток твердых отходов. В некоторых случаях этот поток отходов может быть повторно использован в процессе спекания. Всякий раз, когда концентрация тяжелых металлов и/или щелочных соединений слишком высока, переработка может быть затруднена.

Для агломерационной установки с расходом отходящих газов приблизительно 1 млн Нм³/ч, потребление энергии составляет от 300 до 400 кВт. При производительности агломерата 4 млн тонн в год это составляет от 2 до 3 МДЖ/т агломерата (или 0,1 – 0,15 % от общего энергопотребления агломерата).

При использовании метода концентрирования с оксидом серы (SO₃) (мокрый электрофильтр) увеличивается объем выбросов водород хлорида (HCl).

Технические соображения, касающиеся применимости

Электрофильтры могут устанавливаться как на новых, так и на действующих установках. Электрофильтры с подвижным слоем могут быть установлены как последнее поле существующего электрофильтра или как отдельный блок в собственном корпусе, но расположение и возможность установки любого типа будут зависеть от конкретного места.

Экономика

Решающим фактором затрат является расход отходящего газа. Инвестиции в модернизацию двух существующих ЭСФ до электрофильтров последнего поколения оценивались в 2002 году в 10 – 15 млн евро для агломерационной установки производительностью 1,4 млн Нм³/час (расход газа) (ArcelorMittal (Фос-сюр-Мер, Франция)). В реализацию мероприятия по обновлению системы очистки агломерационного производства ПАО "ЧМК" (Россия) вложено 100 млн рублей.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.1.2.3. Рукавный фильтр

Описание

Очистка отходящих газов от пыли путем пропуска через плотно сплетенную или войлочную ткань, в результате чего твердые частицы собираются на ткани путем просеивания или другими способами.

Техническое описание

Использование рукавных фильтров в металлургическом производстве обусловлено их высокой эффективностью очистки от пыли и содержащихся в ней металлах, образующейся на различных этапах производственного цикла (подготовка сырья, плавка, обработка продуктов плавки). Рукавные фильтры изготавливаются из пористой тканой или войлочной ткани, через которую пропускаются газы для удаления частиц. Использование рукавного фильтра требует выбора ткани, подходящей для характеристик отходящего газа и максимальной рабочей температуры. Установка дополнительного оборудования перед рукавными фильтрами, такого как осадочные и холодильные камеры, котлы-утилизаторы, уменьшает вероятность возникновения пожаров, кондиционирования частиц и восстановления тепла отходящего газа перед удалением пыли.

Обычно рукавные фильтры классифицируются в соответствии с методом очистки фильтрующего материала. Необходимо регулярно удалять пыль из ткани для поддержания эффективности экстракции.

Наиболее распространенными методами очистки: обратный воздушный поток, механическое встряхивание, вибрация, пульсация воздуха под низким давлением и пульсация сжатого воздуха.

Акустические ковши также используются для очистки фильтрующих рукавов. Стандартные механизмы очистки не обеспечивают возвращение рукава в первоначальное состояние, так как частицы, осевшие в глубине ткани, уменьшают размер пор между волокнами, хотя это обеспечивает высокую эффективность очистки субмикронных паров.

Импульсный рукавный фильтр предназначается для очищения воздушных масс от различных мелкодисперсных пылевых скоплений. В этих приборах вмонтирована система регенерации импульсного продувания сжатыми воздушными массами. В качестве очистительного элемента выступают рукава на металлических опорах. Для предотвращения падения эффективности очистки из-за накопления слоя пыли на поверхности рукава применяется импульсная продувка рукавных фильтров. Ее использование обеспечивает регенерацию работоспособности оборудования и исключение снижения эффективности очистки.

Эффективность очистки в рукавных фильтрах в основном зависит от свойств фильтровальной ткани, из которой изготавливаются рукава аппарата, а также от того, в какой мере эти свойства соответствуют свойствам очищаемой среды и взвешенных в ней частиц. При выборе ткани необходимо учитывать состав газов, природу и размер частиц пыли, способ очистки, требуемую эффективность и экономические показатели. Также учитывается температура газа, способ охлаждения газа, если таковой имеется, образующийся водяной пар и точка кипения кислоты. В таблице 5.1. представлены типы тканей, широко используемых при очистке.

Таблица 5.1. Распространенные ткани, используемые в рукавных фильтрах

№ п/п	Исходный полимер или сырье	Название волокна	Плотность, кг/м³	Термостойкость, °С		Химическая стойкость в различных средах		Стойкость в средах		Горючесть	Прочность на разрыв, МПа	Разрывное удлинение, %	Стойкость к истиранию	Влагоемкость, %, при 20°С
№ п/п	Исходный полимер или сырье	Название волокна	Плотность, кг/м³	при длительном воздействии	при кратковременном воздействии	кислоты	щелочи	окисляющие агенты	растворители	Горючесть	Прочность на разрыв, МПа	Разрывное удлинение, %	Стойкость к истиранию	при f= 65 %	при f = 90 – 95 %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	Целлюлоза	Хлопок	1520	65-85	90-95	ОП	X	У	ОХ	Да	360-530	7-8	У	7-8,5	24-27
2	Протеины	Шерсть	1320	95-100	120	У	ОП	У	X	Да	130-200	30-40	У	13-15	21,9
3	Полиамид	Капрон	1140	80-90	120	ОП	ох	У	X	Да	450-600	18-32	ОХ	3,5-4,5	7-8,5
4	Полиамид	Номекс	1380	220	260	У	ох	X	X	Нет	400-800	14-17	ОХ	-	-
5	Полиэфир	Лавсан	1380	130	160	X	У-П	X	X	Да	450-700	15-25	ОХ	0,4	0,5
6	Полиакрилонетрил	Нитрон	1170	120	150	X-У	У	X	-	Да	300-470	15-17	У	0,9-2	4,5-5
7	Полиолефин	Полипропилен	920	85-95	120	ОХ	ОХ	X	X	Да	440-860	22-25	ОХ	0	0
8	Поливинилхлорид	Хлорин, ацетохлорин, ПВХ	1380-1470	65-70	80-90	ОХ	ОХ	ОХ	У-X	Нет	180-230	15-30	ОП-П	0,17-0,3	0,7-0,9
9	Политетрафаторэтилен	Фторопласт, олифен	2300	220	270	ОХ	ОХ	ОХ	ОХ	Нет	350-400	50	У-П	0	0
10	Полиоксидиазол	Оксалон	-	250	270	X		-	-	-	-	-	X	-	-
11	Алюмооборосиликатное стекло	Стеклянное волокно	2540	240	315	X	У-П	ОХ	ОХ	Нет	1600-3000	3-4	ОП	0,3	-
12		Керамическое волокно	-	760	1204	OX	Х	ОХ	ОХ	Нет	-	-	-	-	-
ОХ - очень хорошая; X - хорошая; У - удовлетворительная; П - плохая; ОП- очень плохая.

Существует несколько различных конструкций рукавных фильтров, в которых используются различные виды фильтрующих материалов.

Использование технологий мембранной фильтрации (поверхностная фильтрация) приводит к дополнительному увеличению срока службы, увеличению пределов температуры (до 260 °C) и относительно низким затратам на техническое обслуживание. Мембранные фильтрующие рукава состоят из ультратонкой мембраны из расширенного политетрафторэтилена (ПТФЭ), встроенной в материал основы. Частицы в потоке отходящего газа улавливаются на поверхности рукава. Вместо формирования осадка на внутренней части или проникновения в ткань рукава, частицы отталкиваются от мембраны, образуя тем самым меньший по объему осадок.

Синтетические фильтрующие ткани, такие как тефлон/стекловолокно, позволяют использовать рукавные фильтры в широком спектре процессов, обеспечивая длительный срок службы. Эффективность современных фильтрующих материалов при высоких температурах или в условиях абразивности достаточно высока, и производители тканей могут оказать помощь в определении материала для конкретного применения. При использовании подходящей конструкции для соответствующего типа пыли в особых случаях может быть обеспечен очень низкий уровень выбросов пыли. Более высокая надежность и более длительный срок службы компенсируют расходы на современные рукавные фильтры. Достижение низких уровней выбросов пыли имеет важное значение, поскольку пыль может содержать значительные уровни металлов. Чтобы предотвратить утечку неочищенных газов в атмосферу, необходимо учитывать влияние деформации распределительных коллекторов и надлежащую герметизацию рукавов.

По причине возможного забивания фильтров в определенных условиях (например, в случае липкой пыли или при использовании в воздушных потоках при температуре конденсации) и чувствительности к огню, они подходят не для всех целей применения. Фильтры также могут использоваться вместе с существующими рукавными фильтрами и могут подвергаться модернизации. В частности, система уплотнения рукава может быть улучшена во время ежегодного технического обслуживания, а фильтрующие рукава могут быть заменены более современными материалами в соответствии со стандартными графиками замены, что также может снизить будущие затраты.

Самым распространенным типом используемых фильтров являются рукавные фильтры в виде мешков, при этом несколько отдельных фильтрующих элементов из ткани размещаются вместе в группе. Образующийся на фильтре пылевой кек может значительно повысить эффективность сбора. Рукавные фильтры также могут быть в виде листов или картриджей.

Фильтр состоит из нескольких секций, часть из которых работает в режиме фильтрации очищаемого газа, а часть – в режиме регенерации, т.е. удаления осевшей на рукавах пыли. В режиме очистки запыленный газ фильтруется через поры рукава, а пыль осаждается на его поверхности. Со временем гидравлическое сопротивление рукава с накопленным на нем слоем пыли увеличивается, и эффективность осаждения возрастает. При этом пропускная способность фильтра по газу существенно снижается, и секцию отключают на регенерацию для удаления пыли механическим (встряхиванием, скручиванием) и (или) аэродинамическим (импульсной продувкой сжатым воздухом) способами. Поток газа, подлежащего обработке, может направляться либо изнутри рукава наружу, либо снаружи рукава вовнутрь.

В случае содержания в поступающих отработанных относительно крупных частиц, для снижения нагрузки на рукавный фильтр, особенно при высокой концентрации частиц на входе, для дополнительной предварительной очистки могут использоваться механические коллекторы (циклоны, электростатические фильтры и др.).

Мониторинг. Для обеспечения правильной работы фильтра следует применять одну или несколько из следующих функций:

особое внимание уделяется выбору фильтрующего материала и надежности системы крепления и уплотнения. Современные фильтрующие материалы, как правило, являются более прочными и имеют более длительный срок службы. В большинстве случаев дополнительные затраты на современные материалы компенсируются продолжительным сроком службы;

рабочая температура выше точки конденсации газа. Термостойкие рукава и крепления используются при более высоких рабочих температурах;

непрерывный контроль содержания пыли путем улавливания и использования оптических или трибоэлектрических устройств для обнаружения поломок фильтра. При необходимости устройство должно взаимодействовать с системой очистки фильтра для обнаружения отдельных секций, содержащих изношенные или поврежденные рукава;

использование газового охлаждения и искрового гашения, если это необходимо. Циклоны считаются подходящими устройствами для искрового гашения. Большинство современных фильтров расположены в нескольких отсеках, поэтому в случае необходимости поврежденные отсеки могут быть изолированы;

мониторинг температуры и искрообразования может применяться для обнаружения пожаров. На случай возникновении опасности воспламенения могут быть предусмотрены системы инертных газов или добавлены инертные материалы (например, гидроокись кальция) к отходящему газу. Чрезмерный перегрев ткани сверх расчетных пределов может вызвать токсичные газообразные выбросы;

необходимо отслеживать перепад давления для контроля механизма очистки.

Достигнутые экологические выгоды

Удаления твердых частиц размером до 2,5 мкм. Удаления определҰнных газообразных загрязняющих веществ, возможно в случае сочетания их с системами, расположенными после пылеуловительной камеры с рукавными фильтрами и связанными с внесением дополнительных материалов, в том числе с адсорбцией и сухим вдуванием извести/бикарбоната натрия.

Рукавный фильтр обладает высокой эффективностью в снижении уровня пыли и одновременных выбросов тяжелых металлов в потоке отходящих газов. Рукавные фильтры, усиленные добавками, также снижают выбросы ПХДД/Ф, водород хлорида (HCl), фтористоного водорода (HF) и, в меньшей степени, диоксида серы (SO₂). В частности, выбросы ПХДД/Ф могут быть значительно сокращены.

Эксплуатационные данные для европейских агломерационных заводов, использующих рукавные фильтры, обычно находятся в диапазоне от 1 до 10 мг/Нм³твердых частиц, выраженных на среднесуточной основе, включая пиковые периоды. Нелетучие тяжелые металлы восстанавливаются одновременно с пылью.

Добавление извести и C позволяет снизить выбросы диоксинов до <0,1 нг I TEQ/Нм³.Летучие тяжелые металлы и ЛОС одновременно снижаются за счет применения добавок и цеолитов, содержащих углерод (C). Например, содержание ртути (Hg) снижается на 80 – 95 %.

Диоксид серы (SO₂) может быть уменьшен примерно на 30 – 80 % с помощью гашеной извести и до 90 % с помощью натрия бикарбонат.

В зависимости от количества вводимой извести или бикарбоната натрия результат по выбросам диоксид углерода (CO₂) может достигаться в диапазоне от 100 до 500 мг/Нм³. В зависимости от поступающего диоксида серы (SO₂) на практике были достигнуты среднесуточные значения оксидов серы (SO_X) менее 350 мг/Нм³. С добавлением извести могут быть достигнуты концентрации выбросов HF 0,2 – 1 мг/Нм³и концентрации выбросов водород хлорида (HCl) 1 – 10 мг/Нм³(в среднем за сутки).

Применение рукавных фильтров способствует увеличению рециркуляции диоксинов и остатков, содержащих тяжелые металлы. В одном примере количество рециркулируемой пыли из доменного газа было увеличено с 6000 тонн до 39 000 тонн в год.

Рукавные фильтры применяются в процессе агломерации для обеспыливания отходящих газов: ArcelorMittal (Бремен, Германия) с 1992 года; DK Recycling (Дуйсбург, Германия); Voestalpine Stahl GmbH (Донавиц, Австрия) с 2002 года, производительностью 400 000 Нм³/ч; Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия); ArcelorMittal (Фос-сюр-Мер, Франция) с 2006 года используется система рукавных фильтров (адсорбент - гашенная известь), производительность составляет 700 000 м³/ч отходящего газа агломерата (50 % от общего количества отходящего газа агломерата).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Производительность зависит от типа применимого оборудования для очистки и может находиться в пределах 99 – 99,9 %. Средняя скорость фильтрации находится между 0,5 и 2 м/мин. Помимо пыли, рукавный фильтр удаляет вещества, адсорбированные на частицах пыли, такие как присутствующие металлы и диоксины.

Добавление рукавной камеры, расположенной после электростатического фильтра, позволяет достичь очень низкого уровня выброса твердых частиц.

Фильтры из должны находиться под постоянным наблюдением, осуществляемым специальными устройствами.

Износ фильтрующих рукавов приводит к постепенному снижению производительности, которое поддается измерению. Повреждение или катастрофический отказ нескольких рукавов представляет угрозу при возникновении коррозии, фильтрации абразивного материала или возникновении опасности возгорания. Простые системы непрерывного мониторинга, такие как индикаторы падения давления или приборы контроля пыли, обеспечивают только приблизительную характеристику производительности. В таблице 5.2. приведено сравнение наиболее используемых параметров различных фильтров.

Таблица 5.2. Сравнение различных систем рукавных фильтров

№ п/п	Параметр	Ед. изм.	Фильтр с импульсной очисткой	Мембранный фильтр из стекловолокна	Фильтр из стекловолокна
1	2	3	4	5	6
1	Тип рукава	-	Полиэстер	Мембрана/ стекловолокно	Стекловолокно
2	Размер рукава	м	0,126 х 6	0,292 х 10	0,292 х 10
3	Площадь ткани на рукав	м²	2	9	9
4	Корпус	-	Да	Нет	Нет
5	Перепад давления	кПа	2	2	2,5
6	Отношение воздуха к ткани	м/ч	80 - 90	70 - 90	30 - 35
7	Интервал рабочей температуры	°C	250	280	280
8	Срок эксплуатации рукава	месяцев	До 30	72 - 120	72 - 120

При использование рукавных фильтров отсутствует необходимость очистки шламов и сточных вод.

Рукавные фильтры, используемые на агломерационных установках, обычно устанавливаются после существующего ЭСФ или циклона, но также могут эксплуатироваться как автономное устройство. Обычно удаление пыли сочетается с удалением кислых соединений отходящих газов, таких как водород хлорид (HCl), фтористчый водород (HF) и оксилы серы (SO_X), путем введения растворов гашеной извести или бикарбоната натрия и удалением стойких органических загрязнителей, таких как ПХДД/Ф, ПХД, ГХБ или ПАУ, а также ртути путем введения адсорбентов (главным образом порошкообразного бурого кокса или активированный уголь и/или иногда цеолиты). Вся пыль, углерод/кокс и непрореагировавшие реагенты для десульфуризации, а также продукты реакции (гипс и сульфат натрия) отфильтровываются с помощью рукавного фильтра. Значительная часть удаляемой пыли рециркулируется в отходящий газ, чтобы повысить эффективность адсорбции и, таким образом, снизить затраты на расходные материалы.

В некоторых случаях выброшенная пыль и добавки возвращаются в агломерационную линию, где ПХДД/Ф подвергаются крекингу. При комбинированной десульфурации твердые остатки рукавного фильтра обычно не перерабатываются в агломерационную массу из-за выделения диоксида серы (SO₂).

Отработанный воздух с аглофабрики Thyssen Krupp Stahl (Германия) сначала очищается электростатическими фильтрами, которые улавливают большую часть пыли, однако не улавливает мельчайшие частицы пыли. Для их удаления отработанный воздух пропускается через 44 688 очень тонких фильтрующих мешков, каждый из которых имеет длину почти три метра. Общая площадь ткани составляет более 45 000 м², что достаточно для очистки до 1,3 млн м³отработанного воздуха в час, практически полностью 99,99 % удаляя остаточную пыль. Общие инвестиционные затраты составили 51 млн евро.

Зона охлаждения агломашины АО "АМТ" оборудована рукавными фильтрами, эффективность очистки составляет 98 %.

Кросс-медиа эффекты

Фильтровальную ткань, если ее регенерация невозможна, следует заменять через каждые 2 – 4 года (срок службы зависит от различных факторов), чтобы не допустить образования кека. Падение давления, которое следует компенсировать за счет подкачки, приводящей к дополнительному энергопотреблению. Поскольку рукавные фильтры очень эффективно улавливают тонкодисперсные частицы, они также эффективно уменьшают выбросы тяжелых металлов, которые содержатся в пыли дымовых газов в виде субмикронных частиц.

Дополнительно возможно увеличение расхода сжатого воздуха для цикла очистки.

При проведении технического обслуживания могут возникать дополнительные отходы.

На агломерационном заводе ArcelorMittal (Бремен, Германия), который работает без десульфуризации, уловленная пыль и добавки из рукавного фильтра полностью возвращаются в агломерационную линию, где ПХДД/Ф расщепляются во фронте пламени. Отделенная пыль в Voestalpine Stahl GmbH, (Донавиц, Австрия) подлежит утилизации, поскольку содержит значительное количество серы, хлоридов, фторидов и щелочей.

Дополнительная потребность в электроэнергии, включая вентиляторы, нагревательные приборы, двигатели и вспомогательные установки, составляет примерно 1,5 кВтч/1000 Нм³/ч по сравнению с 1,0 кВтч/1000 Нм³/ч только с ЭСФ.

Технические соображения, касающееся применимости

Общеприменимо. Может применяться как на новых, так и на действующих установках. Для действующих установок может потребоваться место для установки.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае (типа и количества используемых фильтровальных рукавов). Стоимость фильтров, зависит от эффективности работы оборудования (нагрузка на фильтр), используемых систем очистки (интегрированных или второстепенных), а также от показателя дифференциального давления самого фильтра. Снижение инвестиционных затрат возможно путем организации тесного взаимодействия вышеперечисленных факторов, а именно за счет наименьших значений дифференциального давления и минимальных для воздуха при очистке, а также максимально возможных отношений воздух-обшивка.

При оценке затрат на рукавный фильтр с блоком подачи потока следует иметь в виду, что эти установки используются не только для отделения пыли, но и для снижения содержания ПХДД/Ф, тяжелые металлы и кислые газы, такие как фтористый водород (HF), водород хлорид (HCl) и диоксид серы (SO₂).

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в окружающую среду. Требования экологического законодательства. Экономия ресурсов.

5.1.2.4. Мокрый скруббер

Описание

Удаление твердых загрязняющих веществ из технологического отходящего газа или потока отходящего газа путем переноса газов в подходящую жидкость, часто воду или водный раствор.

Технологическое описание

Мокрая очистка от пыли подразумевает отделение пыли путем интенсивного смешивания поступающего газа с водой, обычно в сочетании с удалением крупных частиц с помощью центробежной силы. Для этого газ вводится тангенциально (под углом сбоку). При соприкосновении частиц с каплями или другой поверхностью жидкости под действием одного или нескольких физических воздействий (инерционный удар, броуновская и турбулентная диффузия и др.) частицы смачиваются, в большинстве случаев тонут, в результате чего улавливаются. При мокром улавливании в основном газы очищают от крупных частиц (более 3 – 5 мкм). Для улавливания мелких частицы (возгоны) применение мокрых очистки менее эффективно, что объясняется наличием газового или воздушного слоя между частицей и мокрой поверхностью, при этом мелкие частицы (капельки), движущиеся вместе с газовым потоком и при встрече с жидкостью (с каплей или с другой мокрой поверхностью) не соприкасаются с ней, а огибают мокрую поверхность. Данный факт способствовал совершенствованию конструкций мокрого пылеуловителя. Благодаря этому были разработаны скоростные или турбулентные мокрые пылеуловители, в которых движущийся с большой скоростью газ дробит жидкость на мелкие капли. Частицы легче сталкиваются с мелкими каплями и достаточно полно улавливаются (даже возгоны).

Каскадные скрубберы или мокрые скрубберы Вентури часто используются для удаления пыли из отходящих газов, насыщенных оксидом углерода (СО), из герметичных электродуговых печей. Затем газ используется в качестве газа с высокой теплотворной способностью и выделяется после дополнительной обработки. Он также используется для очистки газов из спекательной машины со стальной лентой, когда пыль обладает высокой абразивностью, но легко поддается смачиванию. Без этого действия скруббера срок службы рукавного фильтра был бы очень ограничен, а быстрый износ ткани снижал бы производительность.

Скрубберы используются, когда природа пыли или температуры газа исключает применение других методов, или когда тип пыли подходит для удаления именно в скруббере. Использование скрубберов также целесообразно, когда газы необходимо удалять одновременно с пылью, либо, когда они составляют часть цепи методов борьбы с загрязнением, например, при удалении пыли перед попаданием материала на завод по производству серной кислоты. Для обеспечения увлажнения и улавливания частиц требуется достаточное количество энергии.

Удаленная твердая пыль после мокрой очистки собирается в нижней части скруббера. Помимо пыли, также смогут быть удалены неорганические вещества, такие как диоксид серы (SO₂), аммиак (NH₃), водород хлорид (HCl), фтористый водород (HF), летучие органические соединения (ЛОС) и тяжелые металлы.

Скрубберы также используются вместе с мокрыми электрофильтрами для охлаждения и очистки газов перед преобразованием на заводах серной кислоты или для поглощения кислотных газов.

Мониторинг. Мокрые скрубберы должны включать систему контроля перепада давления, скорости потока очищающей жидкости и (в случае удаления кислых газов) уровня pH. Очищенные газы должны попадать из скруббера во влагоотделитель.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, диоксида серы (SO₂)_,некоторых других неорганическихсоединений. Эффективность методов мокрой очистки пыли зависит от размера твердых частиц и собираемых аэрозолей.

Эксплуатационные данные для европейских аглофабрик, использующих мокрые скрубберы, находятся в диапазоне от 40 до 80 мг/Нм³, выраженных в среднегодовых значениях. В зависимости от состояния агрегата уровень выбросов пыли, превышающий указанный, может быть достигнут мгновенно.

"Карельский окатыш", ведущий комбинат по добыче и переработке железной руды в России (входит в ПАО "Северсталь"), тестируют установки сероочистки на обжиговой машине №3. На установке обжиговые газы орошаются известковым молочком, очистка обжиговых газов от диоксида серы (SO₂) достигла 98,6 % [55].

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Производительность очистки отходящих газов от твҰрдых частиц зависит от типа оборудования и находится в пределах 50 – 99 %. Мокрая очистка (абсорбция) от пыли может сочетаться с последующей обработкой, путем фильтрации (например, рукавные фильтры) или электростатического осаждения. Эффективностью очистки при этом находится в диапазоне от 90 до более чем 99 %.

На аглофабрике Corus (Иджмуйден, Нидерланды), сокращение выбросов достигается за счет установленного мокрого скруббера высокого давления. Например, выбросы ПХДД/Ф и пыли сокращаются примерно на 90 %, а выбросы диоксида серы (SO₂) - примерно на 85 %.

Однако из-за технического обслуживания, сбоев и периодов запуска/остановки технически происходят неизбежные остановки, нарушения или отказы системы очистки под высоким давлением. Одна из причин этих остановок заключается в том, что форсунки, установленные для правильного распределения воды и сжатого воздуха, засоряются сульфатом свинца. Требуется регулярное техническое обслуживание.

Кросс-медиа эффекты

Возможно ухудшение условий рассеивания в атмосфере влажных очищенных газов (может потребоваться дополнительная очистка). Большие затраты энергии (особенно для турбулентных пылеуловителей).

Потребление воды в значительной степени зависит от входящей и выходящей концентрации газообразных соединений. Потери на испарение в основном определяются температурой и влажностью входящего газового потока. Выходящий газовый поток в большинстве случаев в большинстве случаев полностью насыщен водяным паром. Обычно необходима очистка рециркулирующей жидкости, в зависимости от ее разложения и потерь на испарение.

В результате абсорбции образуется отработанная жидкость (в виде стоков и шлама), которая обычно требует дальнейшей обработки или утилизации (особенно при содержании агрессивных компонентов), если она не может быть использована повторно. Проблема, возникающая при использовании этого метода, заключается в эрозии, которая может возникнуть из-за высокой скорости в канале. Это обуславливает необходимость применения антикоррозионных и в ряде случаев дорогостоящих и дефицитных конструктивных материалов.

Технические соображения, касающееся применимости

Как правило, не существует технических ограничений для применения этой техники. Использование абсорбции зависит от наличия подходящей абсорбента.

Остаточная очищенная сточная вода должна быть удалена из установок водоочистки. Поэтому применение этих систем часто зависит от обращения с остаточными сточными водами и, следовательно, от местоположения агломерационной установки.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

К примеру, технология скруббера AIRFINE была применена на двух аглофабриках: Voestalpine (Линц, Австрия) и Corus (Иджмуйден, Нидерланды).

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в атмосферный воздух. Экологическое законодательство. Экономические выгоды.

5.1.2.5. Керамические и металлические мелкоячеистые фильтры

Описание

С точки зрения принципов работы, общего устройства и возможностей очистки мелкоячеистые керамические фильтры похожи на рукавные фильтры. Вместо тканевых рукавов на металлическом каркасе в них используются жесткие фильтрующие элементы, по форме напоминающие свечу.

Техническое описание

С помощью таких фильтров удаляются мелкодисперсные частицы, в том числе PM₁₀. Фильтры имеют высокую термостойкость, и, зачастую, именно корпус фильтра определяет верхнюю границу рабочей температуры. Расширение опорной конструкции в условиях высоких температур также является важным фактором, поскольку при этом нарушается герметичность элементов фильтра в корпусе, что приводит к просачиванию неочищенного газа в поток очищенного. Системы обнаружения отказов в режиме реального времени используются аналогично рукавным фильтрам. Керамические и металлические сетчатые фильтры не такие гибкие, как рукавные. При очистке таких фильтров продувкой мелкая пыль не удаляется с той же эффективностью, как из рукавного фильтра, что приводит к накоплению тонкой пыли внутри фильтра и, таким образом, к уменьшению его производительности. Это происходит за счет накопления сверхтонкой пыли.

Керамические фильтры производятся из алюмосиликатов и могут быть покрыты слоем различных фильтрующих материалов для улучшения химической или кислотной устойчивости или для фильтрации других загрязняющих веществ. С фильтрующими элементами относительно легко обращаться, когда они новые, но после того, как они подвергнутся воздействию высоких температур, они становятся хрупкими, и их можно случайно повредить во время обслуживания или при неосторожных попытках очистки.

Наличие липкой пыли или смолы представляет потенциальную проблему, поскольку их сложно извлечь из фильтра при обычной очистке, что может привести к падению давления. Эффект воздействия температуры на фильтрующий материал накапливается, поэтому он должен быть учтен при проектировании установки. При применении соответствующих материалов и конструкции можно добиться очень низкого уровня выбросов. Снижение уровня выбросов является важным фактором, поскольку пыль содержит большое количество металлов.

Аналогичную результативность в условиях высоких температур также имеет и модернизированный металлический сетчатый фильтр. Развитие технологий обеспечивает быстрое образование пылевой корки после проведения очистки, когда соответствующая зона была выведена из эксплуатации.

Непрерывный контроль пылевой нагрузки осуществляется с помощью отражающих оптических или трибоэлектрических устройств с целью обнаружения отказов фильтра. Устройство должно по возможности взаимодействовать с системой очистки фильтра для определения отдельных секций с изношенными или поврежденными элементами.

Для контроля состояния устройств очистки можно измерять перепады давления.

Из-за вероятности при некоторых условиях засорения фильтрующего материала (например, клейкой пылью или при температуре воздушных потоков, близкой к точке росы) эти методы не подходят для любых условий эксплуатации. Они могут применяться в существующих керамических фильтрах и могут быть модифицированы. В частности, система уплотнения может быть усовершенствована во время планового обслуживания.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов пыли, металлов и других соединений.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Промышленные испытания центробежного фильтра ЦФ2-6-1 в условиях системы пневмотранспорта песка позволили установить, что эффективность очистки газопылевого потока от частиц песка в шестиканальном центробежном фильтре достигает 98,65 %. Применение двухступенчатой системы очистки газов состоящей из центробежного фильтра и фильтра керамического импульсного ФКИ, позволяет достигать остаточной концентрации твердых частиц на выходе из такой установки 5 мг/м³при начальной запыленности потока 127 878 мг/м³. Жесткие фильтрующие элементы на основе керамики можно применять для очистки газов с температурой до 1000 °С.

В 2004 г. на Молдавском металлургическом заводе циклон установки вакуумирования стали диаметром 1200 мм был заменен на центробежный фильтр ЦФ1-4-10. Замена циклона позволила в 4 раза увеличить количество циклов дегазации без остановок на очистку [56].

Кросс-медиа эффекты

Потребление электрической энергии увеличивается с повышением эффективности пылеулавливания. Образование сточных вод, требующих дальнейшей обработки для предотвращения сброса металлов и других веществ в водные объекты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо.

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость техники индивидуальна, но процессы работают экономично.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли. Экономия сырья, если пыль может быть возвращена в процесс.

5.1.2.6. Сокращение выбросов ЛОС, снижение содержания летучих углеводородов в агломерационном сырье

Описание

Техники, направленные на снижение выбросов ЛОС, основанные на сокращении объемов углеводородсодержащего сырья и материалов, используемого при производстве агломерата.

Техническое описание

Углеводороды поступают в агломерационное сырье главным образом путем добавления прокатной окалины. Содержание масел в прокатных окалинах может значительно варьироваться в зависимости от их происхождения. Иногда содержание масел достигает 10 %, однако такое сырье не используются на агломерационных установках без предварительной обработки.

Большая часть нефтяных углеводородов улетучивается из агломерационной смеси при температурах в диапазоне от 100 до 800 °C и выбрасывается из агломерационной установки с отходящим газом.

Для минимизации поступления масла через пыль и прокатную окалину можно применить несколько методов, включая следующие:

1. Ограничение поступления масла путем разделения и последующего отбора частиц пыли и окалины с низким содержанием масла;

2. Использование методов "надлежащего ведения хозяйства" на прокатных станах может привести к существенному снижению содержания загрязняющего масла в окалине;

3. Обезжиривание прокатной окалины с помощью:

нагревания прокатной окалины приблизительно до 800 °C, что способствует испарению нефтяных углеводородов и получению чистой прокатной окалины. Улетучившиеся углеводороды могут быть сожжены;

извлечения масла из прокатной окалины с помощью растворителя.

Достигнутые экологические выгоды

Может быть достигнуто содержание неметановых летучих органических соединений (НМЛОС) <20 мг/Нм³(выраженное в среднем за год). Выбросы могут быть значительно выше, если не будут приняты меры предосторожности для снижения содержания масла в сырьевых материалах для агломерации или в результате использования топлива. Эти более высокие уровни выбросов характерны для установок, использующих только ЭСФ в качестве основной системы борьбы с выбросами на выходе из трубы.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Многие заводы регулируют подачу масла в агломерационную установку с помощью отходов, содержащих железо, особенно с ЭСФ или рукавным фильтром.

Ряд установок для обезжиривания прокатных окалин эксплуатировался на экспериментальной основе в конце 1990-е годы в Германии, но все они перестали действовать.

Низкое содержание масла предпочтительно в пыли и остатках окалины, используемых на аглофабрике, по нескольким причинам: во избежание возгораний и образования накипи в электрофильтре; забивание в рукавном фильтре.

Кросс-медиа эффекты

Расход дополнительной энергии на термическую очистку (обезжиривании окалины).

В случаях, когда твердые остатки/отходы, содержащие железо, отбраковываются как подходящее сырье для агломерационной фабрики они либо перерабатываются другим способом, либо попадают в поток отходов и утилизируются. Таким образом, образуется дополнительный поток эмиссий в окружающую среду, в виде отходов.

Улетучившиеся углеводороды должны быть сожжены при соблюдении следующих условии (температура свыше 850 °C в течение более чем 2 секунд при содержании кислорода свыше 6 %).

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих заводах.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.1.2.7. Сокращение ПХДД/Ф, предотвращение образования ПХДД/Ф путем добавления соединений азота в агломерационную смесь

Описание

Предотвращение образования ПХДД/Ф, за счет добавления веществ, оказывающих ингибирующий эффект на образование ПХДД/Ф, при условии, что образование таких веществ происходит главным образом в самом агломерате.

Техническое описание

Эффективным методом снижения содержания ПХДД/Ф является добавление соединений азота в твердую агломерационную смесь с целью ингибирования каталитических реакций на поверхности. На основании этого, на многих агломерационных установках были проведены испытания с добавлением триэтаноламина (TEA), моноэтаноламина (MEA) или добавлением мочевины. Добавление мочевины в агломерационную смесь перед смесителем и/или гранулятором применялось в полном промышленном масштабе на нескольких заводах. Таким образом, частицы мочевины равномерно распределяются по всей сырой агломерационной смеси перед подачей ее на ленту.

Достигнутые экологические выгоды

1 нг I-TEQ/м³ПХДД/Ф при 17 % остаточного кислорода в оптимальных условиях – такие показатели были достигнуты на агломерационной фабрике Corus (Порт-Талбот, Великобритания), при использовании добавки мочевины. Снижение концентрации на 40 – 60 %, как правило достигается на установках, использующих в качестве системы очистки только электрофильтры, поэтому индивидуальный конечный уровень выбросов ПХДД/Ф зависят от концентрации ПХДД/Ф на входе. Использование мочевины также сводит к минимуму выбросы хлористого и фтористого водорода.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Обработка и дозирование гранул мочевины может вызвать некоторые проблемы, характерные для данного материала (гидроскопичность). В одном случае добавляли 40 кг мочевины в час, что соответствует 0,12 кг/т сортового агломерата.

Кросс-медиа эффекты

Добавление мочевины имеет некоторые недостатки: потенциальное негативное воздействие на эффективность ЭСФ по борьбе с пылью; выхлопной шлейф аглофабрики, как правило, становится очень заметным, что приводит к жалобам со стороны общественности; использование мочевины приводит к выделению аммиака; выбросы пыли и микрозагрязнителей фактически увеличились из-за сочетания нескольких факторов, упомянутых выше.

Технические соображения, касающиеся применимости

Может применяться как на новых, так и на действующих производствах.

Экономика

Применение этого метода требует относительно низких инвестиционных затрат и низких эксплуатационных расходов. Эксплуатационные расходы составляют примерно 0,08 – 0,14 евро за тонну агломерата (по ценам 2004 года в Великобритании 1 фунт стерлингов = 1,44 евро).

Технология была установлена на постоянной основе на обоих агломерационных заводах Corus в Сканторпе и Corus, Тиссайд (Великобритания), в 2007 году. Испытания с добавлением мочевины, триэтаноламина и моноэтаноламина проводились в 1999 и 2001 годах в ArcelorMittal (Гент, Бельгия) и в 2008 году в Riva (Таранто, Италия), где в 2009 году была установлена промышленная установка по хранению и дозированию карбамида.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства. Сокращение выбросов диоксинов.

5.1.2.8. Снижение выбросов диоксида серы (SO₂)

5.1.2.8.1. Меры по сокращению выбросов диоксида серы (SO₂) в процессе агломерации

Описание

Техники или совокупность техник, направленных на сокращение выбросов диоксида серы (SO₂), образующихся в процессе обжига, до их поступления в окружающую среду с отходящими газами (первичные меры).

Техническое описание

Выбросы диоксида серы (SO₂) при процессах агломерации можно снизить четырьмя способами:

использование сырья с низким содержанием серы;

минимизация потребления топлива, в основном коксовой мелочи;

увеличение поглощения серы в агломерате;

использование более грубой коксовой мелочи, введение соответствующих адсорбирующих агентов в газоход для отработанных газов аглоленты перед обеспыливанием рукавным фильтром.

Сера, содержащаяся в топливе, в процессе горения вступает в реакцию с кислородом, образуя диоксид серы (SO₂). Поэтому количество выбросов диоксида серы (SO₂), образующихся в процессе горения, напрямую зависит от содержания серы в используемом топливе.

Соединения серы в основном поступают в процесс спекания с коксовым брикетом и в меньшей степени с рудами. Выбросы диоксида серы (SO₂) могут быть сокращены за счет использования сырья с низким содержание серы. Содержание серы 0,8 % серы в коксовой смеси и 0,08 % серы в железной руде можно рассматривать как низкое и будет напрямую коррелировать с более низкими выбросами диоксида серы (SO₂).

Достигнутые экологические выгоды

Концентрации выбросов <500 мг диоксида серы (SO₂)/Нм³могут быть достигнуты в среднем за день.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

За последние 30 лет на агломерационных заводах ЕС удельный расход коксового брикета был снижен примерно на 50 % до текущего расхода 39 – 64 кг/т агломерата.

Другим важным фактором является степень поглощения серы в агломерате. Сера частично остается в агломерационном продукте (порядка 13 – 25 %), в зависимости от основности агломерата. Также в использование более грубого коксового брикета может значительно снизить выбросы диоксида серы (SO₂).

Кросс-медиа эффекты

Остаточное содержание дополнительной серы в агломерате может отрицательно сказаться на работе доменной печи, когда требуется чугун с низким содержанием серы.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость может быть ограничена применением малосернистой мелочи и руды.

Данная техника применяется на ArcelorMittal (Гент, Бельгия), агломерационных заводах Corus (Великобритания), Thyssen Krupp (Германия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.1.2.8.2. Мокрая десульфурация

Описание

Процессы направлены на удаление уже образовавшихся оксидов серы (SO_X) из дымовых газов (вторичные меры), с использованием щелочных растворов.

Техническое описание

При технологиях мокрой очистки дымовой газ вначале очищается от пыли, а затем промывается распыленным раствором щелочных соединений. Диоксид серы (SO₂) вступает в реакцию с этими щелочными соединениями, образуя побочные продукты, химическая природа которых зависит от используемого щелочного соединения. В качестве реагентов можно использовать:

стальной шлак (процесс десульфуризации стального шлака (SSD)). Стальной шлак, который содержит 30 – 40 % СаО измельчают в порошок, смешивают с водой и добавляют в виде суспензии, которая содержит Ca(OH)₂;

гидроксид кальция Ca(OH)₂; При мокрой десульфурации - дымовой газа направляется через абсорбер (скруббер), а находящаяся в абсорбере известковая суспензия (известняк или известковое молоко) вступает в реакцию с оксидами серы (SO_X) из дымового газа;

хлорид кальция CaCl₂и гидроксид кальция Ca(OH)₂;

гидроксид кальция Ca(OH)₂и карбонат кальция (CaCO₃);

гидроксид магния Mg(OH)₂.

После охлаждения отходящих газов диоксид серы (SO₂) абсорбируется в распылительной колонне раствором, содержащим кальций (Ca) или магний (Mg). При этом образуется сульфат кальция (CaSO₄) или сульфат магния (MgSO₄), который удаляется из колонны в виде суспензии.

Полученный гипс обезвоживают, качество сильно зависит от эффективности предустановленного устройства для удаления пыли. В некоторых случаях гипс может быть использован повторно в цементной промышленности.

Вода, отделяемая от гипсовой суспензии, может быть повторно использована.

При использовании гидроксида аммония (NH₄OH) в качестве реагента образуется гидросульфит аммония (NH₄HSO₃), который обрабатывается методом мокрого окисления в установке подготовки газа коксовой печи с получением сульфата аммония ((NH₄)₂SO₄).

Для мокрой десульфурации также применяются системы тонкой очистки с использование скрубберов (см. раздел 5.1.2.4).

Активированный буроугольный кокс также может быть введен в топочный газ для адсорбции ПХДД/Ф. После этой реакции активированный бурый кокс отделяется рукавным фильтром. (см. раздел 5.1.2.4).

Достигнутые экологические выгоды

Эффективность процесса составляет 85 – 90 %. Дополнительно в процессе обессеривания происходит удаление водород хлорида (HCl), фторводорода (HF) и пыли.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Применяя мокрый способ десульфуризации дымовых газов, можно добиться показателей эффективности в диапазоне 92 – 98 % при почти стехиометрическом соотношении Ca/S.

Кросс-медиа эффекты

Образуется суспензия, содержащая гипс, что приводит к дополнительным финансовым затратам на утилизацию, в случае отсутствия спроса на рынке.

Необходима дополнительная очистка сточных вод, если установка одновременно используется для удаления пыли.

Потребление электроэнергии оценивается в 6,1 – 7,2 МДж/т агломерата.

Кроме того, очищенный отходящий газ должен быть повторно нагрет перед выбросом, чтобы достичь достаточного уровня выбросы. В некоторых случаях для этой цели используется коксовый газ, а иногда оксид углерода (СО), присутствующий в отходах аглофабрики.

Расход гашеной извести зависит от концентрации диоксида серы (SO₂) на входе, количества отходящего газа и желаемой эффективности.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах.

Экономика

Поскольку инвестиции относительно высоки (больше, чем стоимость новой аглофабрики) и зависят от потока отходящих газов, может быть выгодно ограничить десульфурацию участками отходящих газов с наибольшей концентрацией серы.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.1.2.8.3. Процесс регенерации активированного угля (RAC) для десульфуризации и уменьшения оксидов азота (NO_X)

Описание

Методы сухой десульфуризации основаны на адсорбции диоксида серы (SO₂) на активированном угле.

Техническое описание

При регенерации обогащенного диоксида серы (SO₂) может быть использован высококачественный дорогой активированный уголь, в качестве побочного продукта получается серная кислота (H₂SO₄). Слой регенерируется либо водой, либо термически.

Метод применяется на мусоросжигательных, нефтеперерабатывающих, агломерационных заводах и электростанциях.

В некоторых случаях используется активированный уголь на основе бурого угля. В этом случае обогащенный диоксидом серы (SO₂) активированный уголь обычно сжигают в контролируемых условиях, применим в основном как конечный этап для тонкой очистки, после основного процесса десульфуризации (предустановленные установки десульфуризации).

Достигнутые экологические выгоды

Эффективность процесса (RAC) может достигать 95 %, отдельно эффективность снижения выбросов оксидов азота (NO_X) возможна в пределах 80 – 90 %, в зависимости от рабочих температур, добавления аммиака (NH₃) и конструктивных особенностей. Эти показатели эффективности не учитывают время простоя установки и отражают работу 24 часа в сутки. Таким образом, фактические показатели эффективности были бы значительно ниже.

Процесс RAC снижает уровень пыли с 80 – 100 мг/Нм³до менее чем 20. Выбросы диоксинов снижаются с 3 нг/Нм³до менее чем 0,3.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Помимо диоксида серы (SO₂) с помощью данного метода также возможно удаление других веществ из отходящего газа, таких как водород хлорид (HCl), хлористый водород (HF), ртуть (Hg), пыль, ПХДД/Ф и, по желанию, окислы азота (NOх). Система может быть разработана как одноступенчатый или двухступенчатый процесс. В одноступенчатом процессе отходящие газы проходят через слой активированного угля, загрязняющие вещества адсорбируются активированным углем. Удаление окислов азота (NO_X) происходит только при введении аммиака (NH₃) в поток газа, перед слоем катализатора.

В двухступенчатом процессе отходящие газы проходят через два слоя активированного угля. Аммиак может быть введен перед слоем для снижения выбросов окислов азота (NOх). В регенераторе ПХДД/Ф разлагаются при температурах в диапазоне от 400 до 450 °C.

Кросс-медиа эффекты

При применении процесса RAC увеличивается общее потребление энергии на тонну агломерата и образуется небольшой расход воды. На интегрированном металлургическом заводе поток воды может обрабатываться на существующей станции очистки сточных вод. В противном случае потребуются дополнительные расходы на дополнительную очистку сточных вод. Серная кислота образуется в качестве побочного продукта.

В процессе RAC не образуется твердых отходов, поскольку активированный уголь регенерируется и частично сжигается. Потребление электроэнергии составляет 1200 кВт или 8,6 МДж/т агломерата (около 0,4 % от общего энергопотребления агломерата).

При применении нерегенеративного процесса увеличивается общее потребление энергии на тонну агломерата и образуются загрязненные твердые отходы, которые следует надлежащим образом обрабатывать.

Пыль, выделяемая в процессе газоочистки, очень мелкая и содержит тяжелые металлы (также могут появиться радиоактивные материалы). Следовательно, пыль не может быть легко переработана в процесс выплавки чугуна таким же образом, как и другая железосодержащая пыль.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Процесс обычно устанавливается для одновременного удаления нескольких компонентов из отходящих газов (например, диоксида серы (SO₂), фтористого водорода (HF), водород хлорида (HCl), оксидов азота (NO_X), а также пыли и ПХДД/Ф).

Экономика

В 1991 году инвестиционные затраты в Voestalpine (Линц, Австрия): стоимость завода RAC оценивалась примерно в 73 млн евро. Эксплуатационные расходы (без учета технического обслуживания и амортизации) в 1991 году составляли 0,75 евро за тонну агломерата. Затраты на техническое обслуживание оцениваются в 0,17 евро за тонну агломерата (750 тысяч евро в год).

Технология фильтрации с угольным слоем была протестирована на одной опытной установке в Австралии (BHP Steel) и работает на некоторых агломерационных заводах в Японии. По меньшей мере восемь аглофабрик внедрили этот метод с использованием активированного угля в Японии, Корее и Австралии.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.1.2.8.4. Утилизации диоксида серы (SO₂) методом мокрого катализа

Описание

Обработка влажных технологических газов металлургического производства, основанная на извлечение газообразного диоксида серы (SO₂) и получении серной кислоты (H₂SO₄) товарного качества.

Технологическое описание

Одной из широкой применяемых технологий мокрого катализа, является процесс (WSA -"серная кислота из мокрого газа"), который представляет собой каталитический процесс переработки влажного технологического газа, который восстанавливает диоксид серы (SO₂) в виде концентрированной серной кислоты без добавления химикатов или абсорбентов, разработанный компанией Haldor Topse A/S в середине 1980-х годов. Серосодержащие газы свинцового производства после очистки их от основного количества пыли в сухих электрофильтрах, с температурой 300 – 400 °С, поступают в коллектор перед промывкой свинцовых газов, откуда газ распределяется по промывным системам. Затем газ охлаждается до требуемой температуры и очищается от вредных примесей. Сущность процесса очистки газа состоит в выделении из состава газа примесей, присутствие которых отрицательно влияет на ход технологического процесса и ухудшает качество выпускаемой продукции. К таким примесям относятся: пыль, которая увеличивает гидравлическое сопротивление аппаратуры, мышьяк, фтор, селен, ртуть, которые являются отравителями ванадиевого катализатора. После предварительного нагрева очищенный газ поступает в конвертер, который содержит ванадиевый катализатор, который был специально разработан для данного применения. В присутствии катализатора диоксид серы (SO₂) преобразуется в SO₃. В зависимости от концентрации диоксида серы (SO₂) и требуемой степени конверсии используется один или несколько слоев. При использовании нескольких слоев охлаждение между слоями может осуществляться различными способами в зависимости от теплового баланса установки. Горячий воздух, вырабатываемый в конденсаторе WSA, используется для нагрева исходного газа, поступающего на установку после промывного отделения. На выходе из конвертера газ охлаждается, что позволяет образовавшемуся оксиду серы (SO₃) реагировать с водяным паром с образованием серной кислоты в газовой фазе.

SO₃(г) + H₂O (г) → H₂SO₄(г) + 101 кДж/моль

Охлажденный газ поступает в конденсатор WSA, который конденсирует сернокислый газ с образованием жидкого продукта.

Достигнутые экологические выгоды

Степень преобразования диоксида в триоксид серы в большинстве случаев составляет 98 %. Процесс (WSA) основан на конденсации кислоты (а не на поглощении), которая особенно подходит для газов, содержащих 1 – 4 % диоксида серы (SO₂). Отсутствие необходимости предварительной осушки технологического газа перед подачей его на установку WSA, способствует исключению образования сточных вод и потери серы.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Основными особенностями процесса являются:

95 – 99 % удаление и восстановление содержания серы;

получение серной кислоты товарного качества;

рекуперация технологического тепла;

низкое потребление воды для охлаждения;

отсутствие сточных вод.

Процесс легко адаптируется к работе с газами, содержащими примеси, такие как окислы азота (NO_X) Перед конвертером диоксида серы (SO₂) может быть установлен реактор селективной каталитической нейтрализации (SCR) для обработки окислов азота (NO_X). Аммиак вводится в поток газа перед реактором SCR в стехиометрическом количестве по отношению к NOx в газе. Окислы азота (NOx) преобразуется в азот и воду в соответствии с реакцией:

NO + NH₃+ ¼O₂→ N₂+ 3/2H₂O + 410 кДж/моль

Технология WSA была внедрена на Усть-Каменогорском металлургическом комплексе в 2004 году, для утилизации газов свинцового и цинкового производства. Степень контактирования составляет не ниже 98 %. Концентрация диоксида серы (SO₂) на входе перед контактным аппаратом – не более 6,5 %, на выходе – 0,13 %. Установка позволяет получать серную кислоту с концентрацией 97,5 – 98 % и 92,5 – 94 % после разбавления.

Кросс-медиа эффекты

Образование твердых или жидких растворов (слабые кислоты), которые требуют обработки и/или утилизации. Необходимость очистки от брызг и тумана серной кислоты.

Технические соображения, касающееся применимости

Процесс WSA является автотермическим для концентраций диоксида серы (SO₂) от 3 – 5 %, однако для газов ниже 3 %, требуется дополнительное тепло, которое обычно подается с помощью газового нагревателя. При концентрациях свыше 6 % диоксида серы (SO₂), процесс WSA требует разбавления воздухом для контроля температуры в слое катализатора, что приводит к увеличению объема кислотной установки.

Газ, обрабатываемый установкой WSA, должен быть свободен от твердых частиц. Содержание пыли должно быть снижено до ниже 1 – 2 мг/Нм³для уменьшения накопления пыли на катализаторе. Поэтому для WSA может потребоваться дополнительная система мокрой газоочистки, в зависимости от применения.

При агломерации находящаяся окисляется с выделением диоксид серы (SO₂), который входит в состав агломерационных газов. При повышенном содержании серы в железной руде в состав агломерационных газов входит 0,5 – 1,5 % диоксида серы (SO₂). На некоторых мощных агломерационных фабриках объем выделяющихся газов превышает 5 млн м³/ч, а общая масса уходящей с ними серы достигает нескольких сотен тысяч тонн в год. На ряде предприятий черной металлургии намечается извлекать диоксид серы (SO₂), из газов различными поглотителями с последующими выделением концентрированного диоксида серы (SO₂). При агломерации железной руды для повышения концентрации диоксида серы (SO₂) в агломерационных газах их многократно пропускают через руду и затем перерабатывают газ непосредственно в серную кислоту [57].

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение выбросов диоксида серы (SO₂) в атмосферный воздух. Сокращение расходов сырья. Экономические выгоды.

5.1.2.9. Снижение выбросов оксидов азота (NO_X)

5.1.2.9.1. Меры по сокращению выбросов оксидов азота (NO_X)

Описание

Использование первичных мер для снижения выбросов окислов азота.

Техническое описание

Одной из первичных мер, является переход на виды топлива, при сжигании которых образуется малое количество выбросов оксидов азота (NO_X). Так, использование антрацита может снизить выбросы оксидов азота (NO_Х) и зависит от наличия антрацитов с более низким содержанием азота по сравнению с коксовой мелочью.

Дополнительной мерой, которую можно считать менее существенной, является использование горелок с низким содержанием оксидов азота (NO_Х) для розжига. В горелках с низкими выбросами оксидов азота (NO_X) происходит смешивание топлива и воздуха/дымовых газов, в ходе которого создаются различные зоны, как и при ступенчатом сжигании. Создание зон позволяет понизить температуру факела и концентрацию кислорода, а также способствует химическому восстановлению топливом окислы азота (NO_X) в определенных зонах. В зависимости от принципа, применяемого для сокращения выбросов оксидов азота (NO_X), горелки можно подразделить на горелки со ступенчатой подачей воздуха, рециркуляцией дымовых газов и ступенчатым вводом топлива.

Другим вариантом сокращения общих выбросов оксидов азота (NO_х) является применение одного из методов рециркуляции отходящих газов, частичной переработки отходящего газа (см. раздел 5.1.2.9.2).

При использовании горелок с низким содержанием оксидов азота (NO_X) и дополнительной внешней рециркуляции дымовых газов среднее значение термических оксидов азота (NO_X) за день, которого можно добиться, составляет 80 – 90 мг/Нм³. При сжигании кокса в сочетании с природным газом концентрация оксидов азота (NO_X) равна 90 мг/Нм³в среднем за день.

При установке горелок с низким содержанием оксидов азота (NO_X) и рециркуляции дымовых газов можно добиться снижения выбросов примерно на 40 %, при использовании только горелок с низким содержанием оксидов азота (NO_X) – 30 %, а при использовании только рециркуляции дымовых газов – 15 %.

На выбросы оксидов азота (NO_X) также оказывают более сложное влияние другие параметры процесса, такие как:

загрузка топочной зоны (частичная/полная загрузка);

дополнительное сжигание газа (более низкая температура сгорания);

верхний впрыск воздуха.

Впрыск верхнего воздуха используется дополнительно при сжигании остаточного топлива при использовании горелок с низким содержанием оксидов азота (NO_X) и рециркуляцией дымовых газов.

Впрыск верхнего воздуха может также использоваться как альтернативная мера в сочетании с горелкой с низким содержанием оксидов азота (NO_X) и рециркуляции дымовых газов. При этом сжигание остаточного дымового газа происходит в субстехиометрическом сжигании одной горелки и последующей подаче воздуха, необходимого для полного сгорания. По сравнению с первым вариантом, снижение оксидов азота (NO_X) происходит только на треть. Кроме того, при постоянном нагнетании воздуха в топку для полного сгорания дымовых газов, могут возникнуть технические проблемы, увеличение количество оксида углерода (CO) вблизи стенок, что приводит к коррозии.

Другой возможностью снижения выбросов оксидов азота (NO_X) является впрыск восстановительного топлива - например, смеси переработанных выхлопных газов и природного газа - между последним уровнем горелки и верхним воздухом. Но это неэффективно при одновременном использовании горелок с низким содержанием оксидов азота (NO_X).

Использование ступенчатой подачи воздуха, также можно отнести к первичным мерам. Принцип ступенчатой подачи воздуха заключается в организации двух зон: одну зону, обогащенную топливом, где происходит первоначальное сжигание и вторую зону, куда для завершения сжигания подается воздух. Подача воздуха может быть выполнена непосредственно в горелке или в топочной зоне. Таким образом вокруг пламени образ несколько зон горения с разным количеством кислорода, из-за этого площадь горения больше, а время пребывания в пламени увеличивается. Организация сжигания со ступенчатой подачей воздуха нередко применяется совместно с горелками с низким уровнем выбросов оксидов азота (NO_X).

Ступенчатая подача топлива аналогична ступенчатой подачи воздуха, только при этой схеме вместо воздуха используется топливо. Как и при ступенчатой подачи воздуха, топливо вводится в топочную зону обычно в два этапа. Результаты снижения оксидов азота (NO_X) аналогичны.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов оксидов азота (NO_X).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Использование, к примеру, горелок с пониженым содержанием NO_X основаны на снижении температуры и содержания кислорода в зоне активного горения, а также создании в топочной камере зон с восстановительной средой, где продукты неполного горения, вступая во взаимодействие с образующимся оксидом азота (NO_X), приводят к восстановлению их до молекулярного азота.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительная потребность в ресурсах.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Высокоэффективные низкоэмиссийонные горелки Ferroflame™ LowNOx для установок окомкования с подвижной колосниковой решеткой может снизить выбросы NOx на 80 % по сравнению с традиционными конструкциями горелок. Горелка Ferroflame LowNOx также может повысить качество продукции благодаря равномерному температурному режиму в печи и подходит для использования как газообразного, так и жидкого топлива. Впрыск верхнего воздуха как дополнительная мера при использовании горелок с низким содержанием оксидов азота (NO_X) и рециркуляцией дымовых газов, на действующей установке менее эффективна.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.1.2.9.2. Применение селективного каталитического восстановления (СКВ) и селективного некаталитического восстановления (СНКВ)

Описание

Технологии доочистки или очистки в конце технологического процесса, которые ограничивают выбросы уже образовавшихся оксидов азота (NO_X) в окружающую среду, основанные на химическом восстановлении оксидов азота (NO_X).

Техническое описание

Если выбросы оксидов азота (NOx) не могут быть эффективно сокращены с помощью первичных мер, может потребоваться очистка дымовых газов.

В настоящее время разработаны две технологии химической очистки дымовых газов от оксидов азота (NO_X):

селективное каталитическое восстановление оксидов азота (NO_X) аммиаком на сотовых керамических катализаторах (СКВ-технологии);

селективное некаталитическое восстановление оксидов азота (NO_X) аммиака (СНКВ-технологии).

Селективное каталитическое восстановление является наиболее эффективным средством снижения выбросов. В этом процессе окислы азота (NO_X) в отходящем газе каталитически восстанавливается аммиаком (NH₃) или мочевиной до азота (N₂) и воды. В состав системы СКВ входят каталитический реактор и система подачи реагента.

Каталитическая газоочистка представлена химическими процессами восстановления газом-восстановителем до простейших составляющих. Конечным продуктом реакции являются безопасные компоненты – пары воды, углекислый газ, азот. Восстановительный агент (реагент), инжектируется в поток дымовых газов до катализатора. Вблизи поверхности катализатора происходят с разной степенью интенсивности восстановительные реакции, в результате которых окислы азота переходят в молекулярный азот. Скорость подачи и расход восстановителя определяются концентрацией оксидов азота на входе и выходе из системы очистки. Инжекция аммиака осуществляется преимущественно вдувом смеси воздуха с предварительно испаренным и подмешанным безводным аммиаком, реже – впрыском водного раствора аммиака непосредственно в поток. Инжекция карбамида осуществляется преимущественно непосредственным впрыском раствора карбамида в поток дымовых газов. Либо предварительной газификацией и разложением карбамида с получением аммиачно-газовой смеси и последующим вдувом.

Эффективность восстановления оксидов азота (NO_X) с использованием 50 % раствора мочевины составляет около 60 % [58]. Выявлено, что процесс испарения раствора мочевины протекает интенсивно, что ускоряет начало разложения мочевины и, соответственно, реакции восстановления оксидов азота (NO_X). Падение температуры в зоне испарения влаги не превышает 10 – 25 °С.

Эффективность метода СКВ определяется параметрами:

система сжигания — вид топлива;

состав катализатора;

активность катализатора, его селективность и время действия;

форма катализатора, конфигурация каталитического реактора;

отношение аммиак (NH₃): окислы азота (NO_X) и их концентрацией;

температура каталитического реактора;

скорость газового потока.

В качестве катализаторов часто используют оксида ванадия (V₂O₅) или вольфрама (WO₃) на носителе из титана (TiO₂). Другими возможными катализаторами являются оксиды железа и платина. Оптимальная рабочая температура составляет от 300 до 400 °C.

При селективном некаталитическом восстановлении (СНКВ) аналогично СКВ, для сокращения выбросов соединений азота используется восстановительный агент (обычно аммиак, мочевина или аммиачная вода), но без катализатора и при более высоких температурах в диапазоне 850 − 1100 °C.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов оксидов азота (NOx). На агломерационных установках была достигнута эффективность снижения содержания оксидов азота (NO_X) примерно на 80 % в зависимости от используемого типа катализатора, рабочей температуры и добавления аммиака (NH₃).

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Эффективность очистки в случае использования данного метода – свыше 90 %. В сочетании с технологией сухого подавления позволяет обеспечить соблюдение нижней границы европейских экологических нормативов по оксидам азота (NOx) (20 мг/м³). Наиболее эффективно каталитическое восстановление происходит при температурах 300 – 450 ^оС. При более высоких температурах окисление аммиака становится более заметным, что может привести к повышенному выделению оксида азота (NO), а при более низких температурах реакция может протекать не до конца и может выделяться аммиак (NH₃) (так называемый "проскок аммиака").

При необходимости восстановить 80 % или более оксидов азота (NO_X) в топочном газе метод СКВ является единственно возможным. Кроме того, метод предполагает совершенствование; его можно успешно сочетать с методами совершенствования системы сжигания для снижения количества оксидов азота (NO_X).

СКВ может применяться как система с высокой запыленностью, система с низким уровнем запыленности и как система с чистым газом; каждая из них имеет свои собственные характеристики.

Особое внимание следует уделять дезактивации катализатора, накоплению взрывоопасного NH₄NO₃, аммиачного шликера и образованию коррозионного SO₃.

Обычно отходящие газы следует повторно нагревать перед поступлением в устройство SCR для достижения требуемой рабочей температуры.

Данный метод используется на предприятиях Европы, США и Юго-Восточной Азии [59].

В 2009 году завод LKAB (Швеция) впервые установил систему СКВ.

Эффективность очистки при СНКВ 30 – 50 %. При СНКВ введение восстановителей должно осуществляться на разных этапах, именно там, где наблюдается оптимальная температура при различных диапазонах нагрузок, что довольно сложно контролировать, без тщательно наложенных систем, адаптированных к процессу. Проскок аммиака обычно выше, чем при СКВ.

Кросс-медиа эффекты

Обе техники относятся к сухим методам очистки, что обосновывает отсутствие образования сточных вод. Единственным образующимся отходом (при СКВ) является дезактивированный катализатор, который может быть переработан производителем. Оба метод подразумевает хранение и использование аммиака (не обязательно) в виде жидкого аммиака; мочевина или растворы аммиака также могут быть использованы повторно.

Потребление энергии при использовании СКВ увеличивается, поскольку отходящие газы необходимо повторно нагревать перед поступлением в контакт с катализатором. Кроме того, устройства потребляет электрическую энергию.

СНКВ обходится дешевле, чем СКВ, поскольку не требует использования катализатора, при этом оно может применяться в небольших установках. Но СНКВ не предназначено для установок, которые работают в режиме переменных нагрузок (в связи с риском чрезмерного проскока и сильного запаха аммиака (NH₃)).

Технические соображения, касательно применимости

Высокая стоимость установки, сложность интегрирования в технологический процесс. На аглофабриках введены в эксплуатацию только системы очистки газа после обеспыливания и десульфуризации. Установки применяются на производствах Kawasaki Steel Corporation (Тибе, Япония), Nippon, Keihin Works (Япония).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Решающими факторами затрат являются использование катализатора, расход аммиака и, если применимо, затраты на предварительный нагрев отходящего газа.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов окислов азота (NOx). Экологическое законодательство.

5.1.2.10. Улавливание и сокращение выбросов пыли в местах выгрузки, дробления, охлаждения, сортировки и конвейерной транспортировки агломерата

Описание

Сокращение и улавливание выбросов пыли, образующейся при следующих технологических операциях: выгрузка, дробление, охлаждение, сортировка и конвейерная транспортировка агломерата. Отходящие газы обычно обрабатываются в пылеулавливающем устройстве, таком как ЭСФ или рукавный фильтр. Операции выполняются в закрытом здании, для предотвращения и сбора дополнительных неорганизованных выбросов.

Техническое описание

Отходящие газы обычно обрабатываются в пылеулавливающем устройстве, таком как ЭСФ или рукавный фильтр. Операции выполняются в закрытом здании, для предотвращения и сбора дополнительных неорганизованных выбросов.

Описание представлено в разделе 5.1.2.2, 5.1.2.3.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение концентраций пыли в отходящих газах.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Большая часть отходящих газовых потоков с аглофабрик и из передаточных пунктов объединяется и обеспыливается с помощью очистных установок. К примеру, на заводе Германии с помощью рукавных фильтров достигается среднегодовой уровень выбросов пыли в агломерационном цехе <4 мг/Нм³. Другой немецкий завод достигает <21 мг пыли/Нм³для обеспыливания помещений и <18 мг пыли/Нм³для обеспыливания аглохолодильника. В обоих случаях применяются ЭСФ и значения являются средними за полчаса, измеряемыми непрерывно.

На примере австрийского завода обеспыливание помещения, включая выгрузку агломерата, дробление, просеивание и транспортировку агломерата, осуществляется с помощью ЭСФ и рукавного фильтра. Достигнутая концентрация выбросов составляет <16 мг пыли/Нм³(в среднем за полчаса).

Кросс-медиа эффекты

В зависимости от применяемого метода рассматриваются эффекты, указанные в разделе 5.1.2.2, 5.1.2.3.

Технические соображения, касающиеся применимости

Вторичное пылеулавливание используется для всех подготовительных и вспомогательных процессов, которые приводят к выбросам загрязняющих веществ в атмосферу. Техники применяются на производствах Voestalpine Stahl (Линц, Австрия), ArcelorMittal (Айзенхюттенштадт, Германия), Thyssen Krupp Stahl (Дуйсбург, Германия).

Экономика

В каждом отдельном случае стоимость установок индивидуальна.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства. Различные операции агломерационной установки, такие как смешивание, дробление, охлаждение и просеивание, а также транспортировка (особенно в точках передачи между конвейерными лентами) и переработка агломерата между этими различными операциями являются источником выбросов пыли.

5.1.3. Технические решения, направленные на предотвращение и сокращение образования сточных вод

5.1.3.1. Предотвращение образования сточных вод

Описание

Образующиеся сточные воды подлежат очистке, для возможности их повторного использования в замкнутом цикле, или предотвращения попадания загрязняющих веществ в водные экосистемы.

Техническое описание

Сокращения объемов образуемых сточных вод, можно достичь использованием нижеперечисленных методов:

использование эффективных водооборотных систем;

повторное использование охлаждающей воды или конденсированного пара для технологических целей;

сточные воды от установок, а также условно-чистые сточные воды могут повторно использоваться в системе оборотного промводоснабжения для дальнейшего использования (например, для охлаждения технологического оборудования). Перед этим образующиеся сточные воды охлаждаются (при необходимости) и проходят очистку от примесей;

применение пылегазоочистных устройств без использования воды;

использование охлаждения закрытого контура с воздушными охладителями в качестве вторичных теплообменников;

минимизация слива испарительных охладителей;

использование раздельной канализации. Сбор и отвод сточных вод по 2-м технологическим линиям - производственные сточные воды и хозяйственно-бытовые сточные воды;

использование раздельной канализации потоков незагрязненной воды (дождевая вода, неконтактная охлаждающая вода) из потоков технологической воды. Производственные сточные воды делятся на загрязненные сточные воды и условно-чистые (незагрязненные) сточные воды. Загрязненные сточные воды образуются после использования воды непосредственно в технологических циклах и процессах, условно-чистые сточные воды – после охлаждения элементов технологического оборудования.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение объемов водопотребления. Снижение количества энергии, используемой для нагнетания воды. Снижение количества реагентов, используемых для сточных вод. Снижение объемов сбрасываемых сточных вод и концентрации в них загрязняющих веществ. Теплоемкость процесса, передаваемая в водоприемник.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В таблице 5.3. представлены меры, ориентированные не только на предотвращение и/или снижения объемов, образуемых сточных вод, но и снижения объемов водопользования и как следствие снижения нагрузки на окружающую среду в целом. Снижение общего и удельного объемов водопотребления, влечет за собой как следствие снижение количества сточных вод, направляемых после очистки на сброс.

Таблица 5.3. Меры предотвращения и/или сокращения объема сточных вод

№ п/п	Описание	Достигнутые преимущества
1	2	3
1	Отделение сточных вод, содержащих загрязняющие вещества, от условно чистых, ливневых или иных вод	Сокращения объемов первичного водопотребления и образования сточных вод
2	Создание замкнутых систем водооборота (системы рециркуляции воды), а также использование условно чистых вод, отводимых с поверхностей, в технологических процессах.	Сокращения объемов первичного водопотребления
3	Создание систем сбора и разделения сточных вод, в том числе ливневых и дренажных вод в производственных коллекторах водостока для их обработки и последующего использования	Сокращение образования сточных вод
4	Использование раздельного отвода технологических вод (например, конденсата и охлаждающих вод). При этом необходимо уделять внимание максимально возможному извлечению из сточных вод загрязняющих веществ, возникающих вследствие потерь сырья или продукта, для их последующего использования.	Повышение эффективности систем повторного использования вод
5	Разработка программ производственного экологического контроля, в которых отражается информация о показателях, подлежащих контролю, а также периодичности контроля, которая зависит от специфики предприятия, а также от объема сточных вод, видов и количества загрязнений и требований к качеству их очистки. Контроль качества сбрасываемых сточных вод осуществляют в коллекторе, сборной камере или колодце на выпуске с очистных сооружений.	Оптимизации процесса обработки сточных вод и обеспечения стабильного и бесперебойного функционирования объекта обработки сточных вод
6	Внедрение системы контроля целостности и герметичности оборудования, включая трубопроводные системы и насосные установки, а также возможных мест образования утечек (отстойников и другие узлы обработки вод)	Снижение объемов первичного водопотребления

Оборотное водоснабжение интегрировано в технологический процесс на большинстве агломерационных фабриках, к примеру на АО "АрселорМиттал Темиртау".

На сталелитейных заводах Nippon Steel (Япония), 90 % воды, используемой для охлаждения и очистки продукции и производственных помещений, перерабатывается и используется повторно.

Кросс-медиа эффекты

Финансовые затраты.

Технические соображения, касательно применимости

Внедрение комплексных водооборотных систем возможно при условии соответствия параметров оборотной воды техническим параметрам производственного процесса для последующего применения в отношении расхода, температуры, состава и кислотности.

Технологии очистки отходящих газов с использованием воды применяются в случае повышенной влажности очищаемого потока и наличия примесей, в виде кислотного тумана или вязких веществ.

Использование охлаждения закрытого контура с воздушными охладителями в качестве вторичных теплообменников требует больших площадей для установки воздушных охладителей.

Экономика

На действующих заводах внедрение этих технологий может повлечь высокие инвестиционные расходы.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Снижение объемов отводимых сточных вод способствует снижению сточных поступающих на очистку, с использованием установки по обработке сточных вод.

5.1.3.2. Повторное использование и рециркуляция

Описание

Снижение объемов сбрасываемых сточных вод посредством их повторного использования в производственном цикле.

Технологическое описание

Техники и методы повторного использования воды успешно применяются при производстве агломерата для сокращения объемов сточных вод. Снижение объемов сточных вод также иногда оказывается экономически выгодным, так как при снижении объема сбрасываемой сточной воды уменьшается объем отбора пресной воды из природных водных объектов.

В большинстве случаев, процессы переработки и повторного использования, интегрированы в технологические процессы. Переработка предусматривает возврат жидкости в процесс, в котором она была получена.

Воды, которые могут быть использованы после очистки, делятся на:

воды, образующиеся непосредственно в процессе производства (например, реакционная вода, промывочная вода, фильтраты);

сточные воды, образующиеся в результате очистки оборудования (например, во время технического обслуживания, промывки засоров, очистки многоцелевого оборудования в связи сменой продукта).

Повторное использование стоков означает применение воды для другой цели, например стоки поверхностных вод могут использоваться для охлаждения.

Как правило, в циркуляционной системе используются базовые методы очистки или периодически сбрасывается около 10 % циркулирующей жидкости в целях предотвращения накопления в циркуляционной системе взвешенных твердых частиц, металлов и солей. После обработки очищенную воду можно также повторно использовать для охлаждения, увлажнения и в некоторых других процессах. Соли, содержащиеся в очищенной воде, при повторном ее использовании могут создать определенные проблемы, например осаждение кальция в теплообменниках. Данные проблемы могут значительно ограничить повторное использование воды.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов первичного водопользования. Предотвращение образования сточных вод/сокращение объемов очищенных сточных вод.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Очистка сточных вод с применение определенных методов очистки, способствует повышению эффективности рециркуляции.

Установку очистки промышленно-ливневых стоков построили в коксоаглодоменном производстве (КАДП) ЧерМК (Россия). Она будет работать с возвратом очищенной воды в водооборотный цикл производства. Это исключит сброс стоков от КАДП в золошламонакопители и на 2100 тонн снизит массу загрязняющих веществ в одном из стоков.

Кросс-медиа эффекты

Очистка сточных вод для последующей рециркуляции требует дополнительных затрат энергии и материалов (например, осаждающих агентов, при подготовке охлаждающей воды), которые могут быть достаточно большими, чтобы свести на нет преимущества возможной рециркуляции. Шумовое воздействие от очистного оборудования (градирен).

Технические соображения, касающееся применимости

Рециркуляция или повторное использование воды может быть ограничено параметрами оборотной воды, в случаях содержания примесей/солей, влияющих на качество конечного продукта.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение объемов водопотребления; предотвращение образования сточных вод; отсутствие мест для сброса сточных вод, например, ограниченное законодательством или местными условиями; экономические аспекты (например, из-за снижения платы за использование свежей воды или за счет восстановления продуктов и увеличения выхода продукции).

5.1.3.3. Методы очистки сточных вод

Принципы экологического законодательства предусматривают необходимость принятия эффективных и пропорциональных мер по предотвращению последствий для природной среды и (или) ее отдельных компонентов. В частности, при сбросе сточных вод в водные объекты (которые не подлежат повторному использованию) необходимо применение методов очистки, направленных на снижение концентраций загрязняющих веществ.

Для этого используются технологии очистки в конце производственного цикла, такие как, химическое осаждение, отстаивание или флотацию и фильтрацию. Как правило, эти методы применяются в комбинации на конечной или центральной установке очистки сточных вод, однако могут быть предприняты меры для осаждения металлов до того, как технологические стоки будут перемешаны с другими сточными водами.

Выбор наиболее подходящего метода очистки или комбинации различных методов осуществляется в каждом конкретном случае с учетом специфических факторов, характерных для каждого производственного объекта. Состав стоков может меняться в зависимости от качества концентрата/сырья и состава последующих отходящих газов, которые прошли очистку во влажных системах. Зачастую для оптимизации производительности требуется адаптация технологических параметров. Для определения оптимального способа минимизации объемов конечных стоков и концентрации загрязняющих веществ необходимо принимать во внимание следующие факторы:

процесс, являющийся источником сточных вод;

объем образующихся сточных вод;

возможности повторного использования (рециркуляции);

доступность водных ресурсов;

вид и концентрация загрязняющих веществ, физико-химические свойства примесей или их химических соединений, которые могут быть положены в основу метода очистки.

Характеристики, учитываемые при оценке качества вод:

общие показатели: pH, минерализация (сухой остаток), БПК, ХПК, соотношение БПК:ХПК, содержание взвешенных веществ;

неорганические показатели: азотная группа (аммоний-ион, нитраты, нитриты, общий азот), общий фосфор, сульфиды, хлориды, сульфаты, фториды, металлы (натрий, кальций, магний, аллюминий, железо, марганец, хром, медь, цинк (Na, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn));

органические показатели: общий органический углерод, ПХДД/Ф.

Представленные ниже методы, относятся к методам так называемым "на конце трубы", которые используются в случае, если предотвращение образования сточных вод невозможно или нецелесообразно по разным причинам, Все методы можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические или биохимические. При выборе одного или комбинации методов очистки сточных вод необходимо учитывать характер загрязнения.

5.1.3.3.1. Отстаивание

Описание

Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым в практике способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей, которые под действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод; вторичными - отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку.

Техническое описание

После процеживания через решетки и сита, для удаления грубодисперсных примесей, сточные воды направляются на следующий этап более тонкой очистки - отстаивание. Отстаивание может осуществляться в различных отстойниках, например, отстойных бассейнах, прудах или специализированных отстойных емкостях (сгустителях, баках для осветления воды) с устройствами для удаления шлама, установленными в нижней части емкости. Наиболее часто используются отстойники прямоугольной, квадратной или круглой формы. Шлам, который удаляется на этапе отстаивания, может обезвоживаться, например, с помощью вакуумного фильтра-пресса. Образующийся фильтрат может быть возвращен на начальный этап процесса очистки стоков или на тот технологический этап, на котором он был образован, в зависимости от технологии очистки. Отстаивание используется для выделения твердых частиц из сточных вод, которые использовались для грануляции шлака.

При необходимости выделения мелкодисперсных загрязнений перед отстаиванием применяют коагулирование и флокулирование. В этом случае конструкция отстойника иногда включает камеру хлопьеобразования.

Для предварительного осветления сточных вод используют осветитель.

Для удаления песка и крупнодисперсных загрязнений используют песколовки.

Отстойники рассчитывают на выделение частиц загрязнений определҰнной гидравлической крупности, являющейся, по существу, скоростью (мм/с) осаждения частиц, выделение которых обеспечивает требуемый эффект очистки.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение сбросов загрязняющих веществ в водные объекты.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

В осветлителях достигается снижение концентрации загрязнений на 70 % — по взвешенным веществам и на 15 % — по БПК за счет совмещения процессов осаждения, хлопьеобразования и фильтрации сточной воды через слой взвешенного осадка.

Достигаемый в производственных условиях эффект снижения концентрации взвешенных веществ не превышает 50 – 60 %.

На предприятиях черной металлургии применяются различные виды отстойников, к примеру отстойники-флокуляторы используются на Серовском металлургическом заводе, Новолипецком металлургическом комбинате, Енакиевском металлургическом заводе [60].

Nippon Steel (Япония) используют на своих металлургических предприятиях оборудование для коагуляционно-осаждающей обработки сточных вод, принцип действия которого заключается в том, что мелкодисперсное нерастворенное вещество коагулируют в более крупные массы путем химической обработки, дают осесть и затем удаляют. Также для удаления масляных частиц используется система флотации под давлением - всплывающее масло удаляется крошечными пузырьками, образованными выпускаемым воздухом.

Кросс-медиа эффекты

Недостатком горизонтальных отстойников является неудовлетворительная надежность работы используемых в них механизмов для сгребания осадка тележечного или цепного типа, особенно в зимний период. Кроме того, горизонтальные отстойники как прямоугольные сооружения при прочих равных условиях имеют более высокий (на 30 – 40 %) расход железобетона на единицу строительного объема, чем радиальные отстойники.

Недостатком вертикальных первичных отстойников являются простота большая глубина сооружений, что ограничивает их максимальный диаметр - 9 м, а также невысокая эффективность осветления воды (обычно не превышающая 40 % по снятию взвешенных веществ).

Технические соображения, касательно применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Предотвращение попадания загрязняющих веществ в водные объекты. Требования экологического законодательства. Снижение сбросов в водные объекты.

5.1.3.3.2. Фильтрация

Описание

Фильтрация применяется для удаления из сточных вод тонкодиспергированных твердых и жидких веществ, отстаивание которых затруднено, и представляет собой процесс улавливания загрязнений в пористой среде, которая может быть образована зернистыми минеральными, искусственными полимерными и волокнистыми материалами.

Техническое описание

Как правило, методы фильтрации применяются для выделения твердых частиц из жидкости, а также в качестве последнего этапа осветления в процессе очистки сточных вод. Фильтрация осуществляется между этапами отстаивания и заключительного контроля для удаления твердых частиц, оставшихся после предыдущего этапа очистки. Фильтрация может выполняться с использованием самых разных фильтрующих систем в зависимости от типа твердых частиц, подлежащих удалению.

Обычная фильтрующая установка состоит из слоя фильтрующего материала или материалов, через который проходят жидкие стоки. Тонкие частицы, которые не могут пройти через фильтрующую среду, образуют фильтрационный кек, который необходимо постоянно или периодически удалять, например, путем обратной промывки, чтобы исключить значительные перепады давления. При низком уровне перепада давления сточные воды подаются на фильтрацию под действием гравитации.

Песчаные фильтры предназначены для механического удаления взвешенных твердых частиц или полутвердых материалов, таких как, осадок или гидроксиды металлов. Очистка сточных вод путем песчаной фильтрации осуществляется благодаря комбинации эффектов фильтрации, химической сорбции и ассимиляции. Песчаные фильтры иногда используются в качестве сосуда под давлением, заполненного слоями песка, зернистость которого повышается по мере увеличения глубины. Изначально фильтрационный кек может способствовать повышению эффективности фильтрации, особенно в отношении мелких частиц. По истечении некоторого времени фильтрующий песчаный слой необходимо подвергать обратной промывке. Песчаные фильтры зачастую применяются для дополнительной очистки воды, сбрасываемой из замкнутого цикла, или стоков, которые затем могут использоваться в качестве технической воды. Схема песчаного фильтра представлена на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3. Принципиальная схема песчаного фильтра

Для удаления мелких частиц может использоваться гиперфильтрация или обратный осмос. Гиперфильтрация предусматривает прохождение частиц молекулярной массой приблизительно от 100 до 500 мкм, тогда как ультрафильтрация применяется для частиц размером от 500 до 100 000 мкм.

Ультрафильтрация представляет собой простой и эффективный метод очистки сточных вод, однако для его применения требуется потребление большого количества энергии. Стоки проходят через ультрафильтрационную мембрану. Эта мембрана с очень мелкими порами пропускает молекулярные частицы вода, и препятствует проникновению более крупных молекулярных частиц. При использовании мембран очень тонкой очистки можно даже отфильтровывать очень мелкие частицы, такие как ионы металлов. В результате фильтрации с использованием мембраны образуются чистый фильтрат и концентрат, который может потребовать дальнейшей очистки.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов в воду, эффективность очистки составляет до 70 %.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Возможность регенерация искусственных материалов, использованных в качестве загрузок.

В 2020 году на заводе "Aurubis Bulgaria" (Пирдопб Польша) была проведена модернизация станции очистки промышленных сточных вод: был установлен новый песчаный фильтр для снижения сброса нерастворенных веществ в поверхностные воды.

Использование установки ультрафильтрации на заводе "Aurubis Beerse" позволило сократить объемы использования подземных вод с 67 % в 2018 году до 30 % в 2020 и 2021 году. На металлургических комплексах Nippon Steel (Япония) для вторичной очистки сточных вод используется фильтрационное оборудование, в которых нерастворенные остатки в очищенных сточных водах фильтруются через слой песка и удаляются.

Кросс-медиа эффекты

Сведения отсутствуют.

Технические соображения, касательно применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.1.3.3.3. Химическое осаждение

Описание

Под химическим осаждением понимается корректировка значения pH и повышение интенсивности осаждения растворимых металлов, путем добавления реагентов (гидроокись кальция, гидроокись натрия, сернистый натрий) или их сочетания.

Техническое описание

Химическое осаждение сводится к связыванию ионов, подлежащих удалению, в малорастворимые и слабо диссоциированные соединения. Наиболее важным фактором в обеспечении максимальной эффективности удаления металлов является выбор осаждающих реактивов. При выборе реагентов для выделения примесей воды в виде осадков необходимо исходить из значений произведений растворимости образующихся соединений; чем ниже эта величина, тем выше степень очистки воды. Присутствие в воде посторонних солей обычно приводит к возрастанию растворимости образующихся осадков вследствие увеличения ионной силы раствора. Следует отметить, что скорость ионных реакций в водных растворах велика и обычно реакции протекают практически мгновенно.

Корректировка значения pH. При добавлении в сточные воды реагентов (например, гидроокись кальция, гидроокись натрия, сернистый натрий или их комбинаций) происходит образование нерастворимых соединений с металлом в виде осадка. Так, ионы свинец (Pb), хром (Cr (3+)), цинк (Zn), кадмий (Cd) и медь (Cu) при взаимодействии со щелочью образуют труднорастворимые гидроксиды. Эти нерастворимые соединения могут быть удалены из воды путем фильтрации и седиментации. Добавление коагулянта или флокулянта способствует формированию более крупных хлопьев, которые легче поддаются отделению, и часто используется для повышения производительности системы очистки.

Как показывает опыт, использование реагентов на основе сульфидов может обеспечивать достижение более низких концентраций некоторых металлов. Для удаления сульфидов металлов в щелочной среде используются такие реагенты, как сернистый натрий, гидросульфид натрия и др. Осаждение сульфидов может привести к уменьшению концентраций определенных металлов в очищенных стоках (в зависимости от значения pH и температуры). Сульфиды металлов могут повторно использоваться в процессе плавки. С помощью данного метода можно также эффективно удалять такие металлы, как селен и молибден.

В некоторых случаях осаждение смеси металлов может осуществляться в два этапа: сначала под действием гидроксида, а затем путем осаждения сульфидов. В целях удаления избыточных сульфидов после осаждения допускается добавление сульфата железа.

Поддержание требуемого значения pH в течение всего процесса очистки стоков также имеет первостепенную важность, поскольку некоторые соли металлов нерастворимы только в очень небольшом диапазоне значений pH. При выходе за пределы этого диапазона эффективность удаления металла стремительно снижается. В целях максимальной эффективности удаления металлов процесс очистки следует проводить при различных значениях pH с использованием различных реактивов. Кроме выбора реактива и значения pH, также следует учитывать, что степень растворимости может зависеть от температуры и валентного состояния металла в воде.

В черной металлургии остаточные металлы могут быть эффективно удалены из стоков путем добавления железистых солей, так при осаждении мышьяка образуется арсенат кальция или арсенат железа. Также возможно осаждение арсенитов, однако они в целом обладают лучшей растворимостью и меньшей устойчивостью по сравнению с арсенатами. Сток, содержащий арсенит, как правило, окисляется перед осаждением для обеспечения преобладания арсената.

Осаждение нерастворимых арсенатов железа сопровождается осаждением других металлов, таких как селен, что подразумевает взаимодействие между различными видами металлов и осадком гидроксида железа. Благодаря этому железистые соли обладают высокой эффективностью при удалении примесей, содержащихся в незначительных концентрациях.

Таким образом, достижение минимального содержания каждого металла в рамках одного процесса не представляется возможным, ввиду существующих различиях оптимальных значений pH для осаждения различных металлов.

В таблице 5.4. представлена информация о выборе реагента, условиях протекания реакции для осаждения металлов при очистке сточных вод в металлургической промышленности.

Таблица 5.4. Методы осаждения металлов и их соединений

№ п/п

Металл

Используемый реагент

Образуемое вещество (осадок)

Дополнительные условия

1	2	3	4	5
1	Zn	Ca(OH)₂(известковое молоко)	Zn(OH)₂	Требуемое значение рН для полного осаждения цинка находится в диапазоне 9 – 9,2.
2		Na₂оксид углерода (CO)₃ (карбонат натрия)	ZnСОз·Zn(OH)₂·H₂O	Требуется значительное количество реагента, поэтому рекомендуется проводить двухступенчатую очистку воды от цинка, предусматривающую предварительную нейтрализацию серной кислоты карбонатом натрия с последующим осаждением цинка едким натром.
3		Na₂S (сульфид натрия)	ZnS	Оптимальное значение рН составляет 2,5 – 3,5
4	Pb	Ca(OH)₂(известковое молоко)	Pb(OH)₂	Уровень рН = 8,0 – 9,5. Выше и ниже этих пределов растворимость гидроксида возрастает.
5	Hg	Na₂S (сульфид натрия)	Hg₂S	В реальных сточных водах, содержащих и другие соли, растворимость Hg₂S выше, чем в дистиллированной воде. В результате осаждения образуются коллоидные частицы сульфида ртути, выделение которых из воды производится коагуляцией сульфатом алюминия или железа. Остаточная концентрация ртути после такой очистки не превышает 0,07 мг/дм³
6	As	NaHS (сульфогидрат натрия) Nа₂S (сульфид натрия)	As₂S₃	Зависит от температуры и протекает достаточно медленно при значениях температуры ниже 50 – 60 °C. Трехвалентный мышьяк выпадает в осадок в виде трехвалентного сульфида мышьяка (As₂S₃), который необходимо отделить от воды при значениях pH ниже 4 – 5. При повышении значения pH и наличии As₂S₃существует риск возвращения мышьяка в раствор. Недостатком реакции является образование незначительного количество сульфида мышьяка (As₂S₅).

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение сбросов загрязняющих веществ в воду вместе со сточными водами.

Эффективность очистки сточных вод с помощью химического осаждения главным образом зависит от следующих факторов:

выбор химического осаждающего реактива;

количество добавляемого осаждающего реактива;

эффективность удаления осаждаемого металла;

поддержание необходимого значения pH в течение всего процесса очистки;

использование железистых солей для удаления определенных металлов;

использование флокулянтов или коагулянтов;

изменение состава сточных вод;

присутствие комплексообразующих ионов.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

При выборе методов необходимо учитывать специфику производственных процессов. Кроме того, при выборе применяемых методов определенную роль могут играть размер принимающего водного объекта и скорость потока. Уменьшение объемного расхода в пользу более высоких концентраций приводит к сокращению потребления энергии для очистки. Очистка высококонцентрированных сточных вод приведет к образованию стоков с более высокими концентрациями, но с более высокой скоростью восстановления по сравнению с менее концентрированными потоками, что позволит в целом улучшить удаление загрязняющих веществ.

Кросс-медиа эффекты

Дополнительный расход энергии и сырья, используемого в качестве реагентов. Образование отходов (осадок), которые необходимо утилизировать.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Социально-экономические аспекты. Сокращение сбросов загрязняющих веществ в естественные водные объекты.

5.1.3.3.4. Адсорбция с применением активированного углерода

Описание

Сорбционный метод заключается в сборе загрязняющего вещества из сточной воды в порах или на поверхности сорбента, в качестве адсорбента используется активированный уголь.

Техническое описание

Активированный уголь, представляющий собой высокопористое углеродное вещество, обычно используется для удаления органических материалов из сточных вод, а также может применяться для удаления ртути и извлечения драгоценных металлов. Как правило, фильтры на основе активированного угля используются в виде нескольких слоев или картриджей, чтобы проскок материала через один фильтр компенсировался очисткой во втором фильтре. Затем отработанный фильтр заменяется и используется в качестве вторичного фильтра. Эта операция зависит от наличия надлежащего метода определения проскоков через фильтры.

Достигнутые экологические преимущества

Сокращение выбросов органических веществ, ртути и драгоценных металлов в воду.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

К основным преимущества применения метода абсорбции являются:

хорошая управляемость процессом;

отсутствие образования вторичных загрязнений.

Кросс медиа эффекты

Дополнительные затраты связанные с необходимостью утилизации отработанного адсорбента. Регенерация активированного угля возможна, однако этот процесс достаточно трудоемкий и в условиях круглосуточно работающих очистных сооружений неудобна. Использование же активированного угля как одноразовой загрузки зачастую экономически нерентабельна.

Технические соображения касательно применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.1.3.3.5. Нейтрализация кислых стоков

Описание

Очистка сточных вод, содержащих слабые кислоты (стоки сернокислотного производства или различные кислые промывочные воды), с использованием соответствующего реагента (обычно, гидроокиси железа).

Технологическое описание

В большинстве кислых сточных вод содержатся соли тяжелых металлов, которые необходимо выделять. Для этих целей используют реакцию нейтрализации между ионами водорода и гидроксида, приводящая к образованию недиссоциированной воды. В качестве реагентов могут быть использованы гидроксиды натрия и калия (NaOH, КОН), карбонат натрия (Na₂(CO)₃₎, гидроксида аммония (NH₄OH), карбонат кальция и магния (Са(СО)₃, Mg(CO)₃), доломит (C(CO)₃-Mg(CO)₃). Чаще всего применяют гидроксид кальция (известь), ввиду его дешевизны. Известь для нейтрализации вводят в сточную воду в виде гидроксида кальция ("мокрое" дозирование) или в виде сухого порошка ("сухое" дозирование). При нейтрализации сернокислых сточных вод известковым молоком расход извести (по СаО) принимают на 5 – 10 % выше стехиометрического расчета. В случае нейтрализации воды сухим порошком или известковой пастой доза CaO составляет 140 – 150 % от стехиометрической, так как взаимодействие между твердой и жидкой фазами происходит медленнее и не до конца. Процесс с использованием извести в качестве реагента иногда называют известкованием. Известкование позволяет попутно переводить в осадок и такие металлы, как цинк, свинец, хром, медь и кадмий (Zn, Pb, Cr, Cu и Cd). Иногда для нейтрализации применяют карбонаты кальция или магния в виде суспензии. Соду и гидроксиды натрия и калия следует целесообразно использовать, лишь в случае одновременного получения ценных продуктов или если они являются отходами производства, виду их высокой стоимости.

Выбор реагента для нейтрализации кислых вод зависит от вида кислот и их концентрации, а также растворимости солей, образующихся в результате химических реакций.

Различают три вида кислотосодержащих сточных вод.

Сточные воды, содержащие серную и сернистую кислоты. При очистке образуются труднорастворимые кальциевые соли, что снижает скорость реакции между раствором кислоты и твердыми частицами. Большая часть солей выпадают в осадок.

Сточные воды, содержащие сильные кислоты (например, HNO₃). Так как соли этих кислот хорошо растворимы в воде, отсутствует сложность при выборе реагента.

Сточные воды, содержащие слабые кислоты (Н₂СО₃, СН₃СООН). Для очистки в основном используется известковое молоко. Перед смешиванием с известковым молоком сточные воды предварительно очищаются от твердых частиц (песколовка). Вместе с известковым молоком вводится раствор флокулянта. Нейтрализация и хлопьеобразования происходит в контактном резервуаре. Для удаления углекислого газа стоки аэрируются в контактных резервуарах воздухом. При этом образуется осадок более плотной структуры. Для снижения влажности осадка применяют дополнительное отстаивание.

Образовавшийся осадок, содержащие главным образом сернокислый кальций (CaSO₄), подвергается фильтрации и обезвоживанию, для последующей переработки.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение объемов сбрасываемых сточных вод. Снижение объҰмов водопотребления (возврат осветленных вод в процесс). Снижение концентрации загрязняющих сточных вод в отводимых сточных водах. Производство чистого сернокислого кальция.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Производимый сернокислый кальций содержит более 96 % CaSO₄-2H₂O. Несмотря на сравнительную дешевизну и общедоступность используемых реагентов, следует отметить ряд недостатков, а именно необходимость обязательного устройства усреднителей перед нейтрализацией, трудности регулирования дозы реагента по рН нейтрализованной воды.

Кросс-медиа эффекты

Существенным недостатком метода нейтрализации известью является образование пересыщенного раствора гипса (CaSО₄), что приводит к забиванию трубопроводов и аппаратуры.

Технические соображения, касательно применимости

Общеприменимо

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила для осуществления

Экологическое законодательство. Экономические выгоды (получение готового для реализации товарного продукта).

5.1.3.3.6. Метод очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

Описание

Сорбционный метод очистки сточных вод с применением активированного алюмосиликатного адсорбента.

Техническое описание

Использование алюмосиликатных минералов в качестве основы для адсорбентов является наиболее целесообразным, т.к. это позволяет вводить в адсорбент разнообразные минеральные и органические добавки, задавая требования к поверхности адсорбента и необходимые свойства.

Так, на одном из отечественных металлургических комплексов алюмосиликатный адсорбент используют в процессе доочистки производственных осветленных сточных вод, поступающих с первичных очистных сооружений производительностью.

Суть технологии заключается в пропускании очищаемой воды через фильтр, загруженный зернистым адсорбентом (удаление взвешенных веществ и тяжелых металлов). При этом, благодаря свойствам адсорбента в фильтрующей загрузке одновременно протекают процессы:

механической фильтрации (загрязнения задерживаются в межзерновом пространстве);

контактной коагуляции (осажденные на поверхности зерна в начале фильтроцикла загрязнения служат центрами хлопьеобразования);

физической сорбции (отрицательно заряженные частицы металлов задерживаются на поверхности зерен адсорбента, имеющих положительный заряд, и легко удаляются при промывке водой).

Достигнутые экологические выгоды

Снижение концентрации цинка (Zn), кадмия (Cd), ртути (Hg), марганца (Mn) в отводимых сточных водах.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Срок использования адсорбента неограничен, потери на истирание при промывках (до 10 % в год) восполняются досыпкой без перезагрузки фильтров. При снижении активности адсорбента его сорбционные свойства восстанавливаются с помощью активации 4 % растворами щелочи или сульфата магния. Растворы, используемые для активации адсорбента (4 – 5 % растворы гидроксидов (NaOH и MgSO₄)), могут использоваться многократно.

Челябинский Цинковый завод (Россия) - применение ионообменных технологий.

Процесс ионного обмена внедрен на Балхашском горнометаллургическом комбинате.

Кросс-медиа эффекты

Необходимость использование дополнительных реагентов.

Технические соображения, касательно применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение концентрации загрязняющих веществ в сбросах, и предотвращение попадания их в окружающую среду. Требования экологического законодательства.

5.1.3.3.7. Ионный обмен

Описание

Ионообменный процесс, как правило, проходит в колонне, наполненной гранулами ионообменной смолы. Обмен начинается в верхней части колонны и затем проходит через нее, поддерживая тем самым равновесное состояние процесса обмена.

Техническое описание

Ионообменный процесс иногда применяется в качестве заключительного этапа очистки при удалении металлов из технологических сточных вод. С помощью ионного обмена удаляются нежелательные ионы металлов из сточных вод путем их переноса на твердую матрицу при одновременной отдаче равного количества других ионов, имеющихся в структуре ионообменника.

Как правило, ионообменный процесс используется при концентрации металлов менее 500 мг/л.

Емкость ионообменника ограничена количеством ионов, имеющихся в структуре ионообменника. Поэтому необходимо проводить регенерацию ионообменника с помощью соляной кислоты или каустической соды.

Ионообменники могут использоваться для удаления определенных металлов из сточных вод. Такой избирательный процесс ионного обмена гораздо более эффективен при очистке стоков от токсичных металлов. Кроме того, колонна может обеспечивать очень высокий уровень очистки и эффективность при работе со смешанными стоками. На ОАО "Электросталь-Металлургический Завод" (Россия) установлена комплексная станция подготовки воды 5 м³/ч: аэрация, обезжелезивание, комплекс пропорционального дозирования, установка обратного осмоса.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов в воду.

Экологические характеристики и эксплуатационные данные

Возможность очистки до требований ПДК, возврат очищенной воды до 95 % в оборот, возможность утилизации тяжелых металлов.

Кросс-медиа эффекты

Необходимо проведения предварительной очистки сточных вод от масел, ПАВ, растворителей, органики. Большой расход реагентов для регенерации ионитов и обработки смол. Необходимость предварительного разделения промывных вод от концентратов. Образование вторичных отходов-элюентов, требующих дополнительной переработки.

Технические соображения касательно применимости

Общеприменимо.

Экономика

Рассчитывается согласно проектно-сметной документации.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.1.4. Технические решения, направленные на управление и сокращение воздействия технологических остатков и производственных отходов

5.1.4.1. Повторное использование технологических остатков и производственных отходов

Описание

Использование технологических остатков и производственных отходов в качестве сырья для агломерации, если их качественные характеристики позволяют их повторное использование.

Техническое описание

Образующиеся остатки состоят в основном из железной окалины прокатных станов и широкого спектра пыли и шламов, в том числе из устройств для очистки отходящих газов. При достаточно высоком содержании железа или углерода (или других минеральных веществ), их можно рассматривать для использования в качестве сырья в агломерате.

Могут существовать технологические ограничения на использование остаточных материалов на агломерационной установке, отличные от тех, которые связаны с перекрестными воздействиями среды. Эти ограничения связаны с негативным воздействием, которое некоторые элементы оказывают на бесперебойную работу доменной печи. Поэтому, в зависимости от состава доменной шихты, ограничения могут быть наложены на содержание цинка, свинца и содержание хлоридов в агломерате, тем самым ограничивая степень использования остатков на аглофабрике. Материалы с высоким содержанием извести, как, например, многие сталеплавильные шлаки, также могут быть применены в производственном процессе, что снижает дополнительные затраты на известь и известняк.

На большинстве заводов ЕС используется 5 – 6 % такого сырья для агломерации, некоторые заводы используют повторно до 100 % остаточных материалов.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение объемов отходов, требующих утилизации. Экономия сырья.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Количество сэкономленного сырья равно количеству использованных шламов, пыли и прокатной окалины.

Кросс-медиа эффекты

Некоторые технологические остатки содержат значительное количество масла, что может привести к увеличению выбросов некоторых летучих органических соединений (например, углеводородов, ПХДД/Ф). Использование остатков, содержащих значительные количества летучих тяжелых металлов (например, ртуть и кадмий (Hg, Cd), может привести к увеличению выбросов этих металлов. Чтобы избежать этих проблем, необходима модернизация существующего очистного оборудования, например, использовать современные рукавные фильтры или улучшенные /усовершенствованные технологии ЭСФ.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Почти все аглофабрики по всему миру утилизируют шламы, пыль и прокатную окалину. Аглофабрика в DK Recycling (Дуйсбург, Германия) была специально спроектирована для переработки производственных остатков при производстве чугуна и стали и интегрирована в доменную печь для извлечения ценных железосодержащих элементов вместе с цинковой и свинцовой пылью и шламом, которые могут быть использованы в цветной металлургии.

Экономика

Экономия затрат на сырье, на утилизацию.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2. НДТ при производстве кокса

5.2.1. Технические решения в коксохимическом процессе

5.2.1.1. Подготовка угля

Описание

Необходимым условием для эффективной работы коксовой установки, является оптимизированная обработка угля. Уголь может быть предварительно обработан путем обогащения (предпочтительно на угольной шахте) и процессов смешивания. Для оптимальной работы коксовой установки требуется, чтобы угольная смесь была как можно более однородной.

Техническое описание

Современная установка предварительной обработки угля состоит из бункеров-смесителей, дробильно-сортировочной установки, транспортного оборудования, пылеулавливающего оборудования, конвейерных лент в закрытом здании и дополнительных процессов (сушка угля или добавление угольных добавок).

Процессы дробления и просеивания обычно осуществляются в зданиях. Выбросы от процессов подготовки угля должны подвергаться очистке на очистных установках (подробное описание очистных установок в разделе 5.1.2).

При необходимости для транспортировки угля можно использовать закрытые конвейеры. Для хранения угля можно использовать разбрызгиватели и пластиковые эмульсии для подавления пылеобразования. При хранении в закрытых складах применяются очистные установки (подробное описание очистных установок в разделе 5.1.2). Для снижения скорости ветра можно использовать ветрозащитные ограждения или насыпи с подветренной стороны. При необходимости должно применяться закрытое хранение. Высота свободного падения должна быть сведена к минимуму в зависимости от размера установки и конструкции. Если это возможно, она должна быть меньше 0,5 м.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов пыли достигает значений <10 – 20 мг/Нм³.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Аспирационные системы УПЦ, как правило, оборудованы циклонами и мокрыми пылеуловителями, эффективность которых составляет 96 – 98 %.

Широкое использование в системах газоочистки и аспирации получили центробежные инерционные пылеуловители – цилиндрические и конические циклоны (степень очистки 93 – 98 %). Но особенно распространены мокрые пылеуловители, которые часто применяются для обеспыливания аспирационного воздуха и газов сушки угля (это создает проблему переработки и утилизации шламовых вод). Из мокрых пылеуловителей наибольшее распространение получили центробежные скрубберы с орошаемой прутковой решеткой во входном патрубке и обычного типа.

Степень улавливания угольной пыли в центробежных скрубберах составляет от 85 до 98 % (в среднем 90 %). Применяются также циклоны с водяной пленкой (степень улавливания угольной пыли 89 – 97 %, скоростные промыватели, или прямоточные мокрые циклоны (степень улавливания угольной пыли 80 – 98 %). Разброс показателей связан с разным уровнем обслуживания аппаратуры на заводах.

Так, к примеру, техническое перевооружение систем вентиляции углеприема и углеподготовки АО ЦОФ "БерҰзовская" (Россия) привело к снижению удельного выброса загрязняющих веществ в атмосферу в 2021 году на 43 % в сравнении с 2019 г. В 2012 г. введен в строй механизированный погрузочно-разгрузочный комплекс хранения и усреднения коксующихся углей в ПАО "Кокс" (Россия). Благодаря реализации этого проекта удалось на 70 % сократить выбросы пыли УПЦ предприятия.

Кросс-медиа эффекты

Существенные кросс-медиа эффекты отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае (типа и количества очистных установок).

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.1.2. Сведение к минимуму выбросов при загрузке печи

Описание

Минимизация выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в зависимости от метода загрузки печи.

Техническое описание

Загрузка печи чаще всего выполняется самотеком с помощью загрузочных машин. Таким образом, для снижения выбросов во время загрузки используются три основных метода:

1. Бездымная загрузка - в этой системе используются газонепроницаемые соединения между коксовой печью и загрузочной машиной. Камеры быстро заполняются через четыре или пять загрузочных отверстий. Всасывание создается путем нагнетания пара или воды в изогнутую S-образную часть подъемной трубы.

2. Последовательная или поэтапная загрузка. В этом процессе камеры заполняются одна за другой. Этот тип загрузки занимает относительно много времени. Разрежение создается с обеих сторон печи либо с помощью двух подъемных труб (при наличии), либо с помощью подъемной трубы и соединительной трубы с соседней печью. Соединения между загрузочной машиной и печью не являются газоплотными, но благодаря всасыванию практически не происходит выбросов, когда имеется только одно отверстие для выхода в атмосферу.

3. Загрузка с помощью телескопических патрубков, также известная как "японская загрузка" - осуществляется путем одновременной загрузки через (обычно) четыре загрузочных отверстия. Соединения между загрузочной машиной и коксовой печью не являются газоплотными, но закрываются с помощью "телескопических патрубков", из которых газы извлекаются и направляются в коллектор. Газы сжигаются и затем пропускаются через пылеулавливающее устройство, которое установлено вне установки. В некоторых случаях загрузочные тележки оснащены пылеулавливающими устройствами для очистки выделяемых газов. За счет выравнивания уже во время загрузки в верхней части печи должно быть создано свободное пространство для газа, что обеспечит беспрепятственное всасывание газа во время загрузки и во время коксования.

Достигнутые экологические выгоды

Выбросы загрязняющих веществ при загрузке могут быть очень низкими во всех этих системах. Основным определяющим фактором является избыточное давление в камере печи и загрузочных устройствах.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эффективность этого метода в значительной степени зависит от конструкции печи и, следовательно, от способа разравнивания и загрузки. Некоторые системы более уязвимы к эксплуатационным проблемам, чем другие.

Загрузка с минимальными выбросами применяется на многих заводах по всему миру. К примеру, по бездымному методу функционируют коксовая печь 2, Corus (Нидерланды), коксовые заводы ArcelorMittal (Гент, Бельгия), ArcelorMittal (Дюнкерк, Франция), ArcelorMittal (Фос-сюр-Мер, Франция), завод по производству коксовых печей Hihon (Испания) и др. C последовательной загрузкой печей работают заводы в США, коксовая печь Hüttenwerke Krupp Mannesmann (Дуйсбург-Хукинген, Германия), коксовая печь Prosper (Боттроп, Германия). Загрузка с помощью телескопических втулок применяется на коксовых печах: Kawasaki Steel Corporation (Тибе, Япония), Nippon Steel Corporation, Kimitsu Works (Япония), Corus (Эймюйден, Нидерланды) и др.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Может применяться как на новых, так и на действующих заводах.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.1.3. Герметизация подъемных труб и загрузочных отверстий

Описание

В процессе коксования из отверстий коксовой печи могут быть сведены к минимуму за счет эффективной герметизации этих отверстий после операции выталкивания и загрузки. Однако такие меры могут быть успешными только в том случае, если они сопровождаются тщательным обслуживанием и чисткой.

Техническое описание

Лучший способ сохранить герметичность загрузочных отверстий - тщательно промазать их материалом типа глины или аналогичным продуктом. Следует контролировать работоспособность уплотнений подъемной трубы и загрузочного отверстия.

Используются различные методы оценки летучих выбросов из коксовых печей. Достигнутые уровни выбросов, выраженные в процентах частоты утечек от общего числа подъемных труб и загрузочных отверстий, демонстрирующих видимые утечки, или в соотношении масса/время, зависят от метода мониторинга.

Достигнутые экологические выгоды

Водонепроницаемые подъемные трубы и загрузочные отверстия с герметичными ограничителями значительно сократят выбросы пыли, СО и углеводородов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При использовании заделанных крышек количество видимых утечек от загрузочных отверстий составляет максимум 1 %. Также для аппаратуры, обеспечивающей проход от батареи коксовых печей к коллекторной магистрали, включая подъемную трубу, изогнутую S-образную трубу и стационарные соединительные трубы, достижим 1 % утечек, который определяется как среднее значение частоты утечек за неделю.

Водонепроницаемые подъемные трубы и загрузочные отверстия с заделанными крышками значительно сократят выбросы пыли выбросы пыли, СО и углеводородов.

Кросс-медиа эффекты

Затирка загрузочных отверстий не вызывает значительных эффектов межсредового воздействия.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод применим как на новых, так и на действующих заводах. На новых заводах конструкция труб и загрузочных отверстий могут быть оптимизированы для уменьшения выбросов.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.1.4. Бесперебойная работа коксовой установки

Описание

Наряду с режимом технического обслуживания и операциями по очистке, бесперебойная работа коксовой печи является одной из наиболее важных интегрированных в технологический процесс мер по контролю выбросов. Несоблюдение этого требования приводит к резким колебаниям температуры и увеличению вероятности прилипания кокса во время прессования. Это оказывает неблагоприятное воздействие на огнеупор и на саму коксовую печь и может привести к увеличению утечек и увеличению ненормальных условий эксплуатации.

Техническое описание

Необходимым условием для бесперебойной работы является высокая надежность оборудования и установок печи. Это также приводит к повышению производительности. Бесперебойная работа завода по производству побочных продуктов также окажет положительное влияние на выбросы от батарей.

Контролируя температуру поверхности нагрева (измерительное устройство в простенках камеры печи), можно определить распределение температуры в камере (эффективность системы нагрева). На основании этих результатов могут быть приняты меры по ремонту или оптимизации работы коксовой печи.

Проверка и обеспечение того, чтобы коксовая масса полностью скоксовалась, может предотвратить выбросы ЛОС или выбросы в результате непроизвольного сжигания остаточных коксовых газов при открытии заслонки.

Автоматизация производства кокса позволяет эксплуатировать коксовую установку с оптимальной эффективностью.

Примеры вариантов управления: инфракрасная система измерения температуры поверхности двух нагревательных стенок, инфракрасный пирометр со встроенной памятью данных для проведения ручных измерений в отопительных дымоходах и др.

Достигнутые экологические выгоды

Значительная часть выбросов коксовых печей вызвана утечкой через трещины между нагревательной камерой и камерой печи и в результате деформированных дверей и т.д. Эти выбросы могут быть в значительной степени предотвращены за счет более плавной и безаварийной работы коксовой установки. Кроме того, этот метод может значительно увеличить продолжительность срока службы коксовой установки.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Благодаря модульной конструкции коксовой печи конструкция оборудования для автоматизации производства кокса позволяет создавать индивидуальные решения в соответствии с конкретными требованиями заказчика. Одним из примеров внедрения данной техники является установка коксовых печей в ArcelorMittal (Дюнкерк, Франция).

Кросс-медиа эффекты

О каких-либо существенных кросс-медиа эффектах не известно.

Технические соображения, касающиеся применимости

Может применяться как на новых, так и на действующих заводах.

Экономика

В целом, отказ от использования неполностью закоксованного кокса повышает производительность коксохимического завода.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.1.5. Техническое обслуживание коксовых печей

Описание

Техническое обслуживание коксовых печей является одним из наиболее важных мероприятий, интегрированных в технологический процесс, и является решающим фактором для бесперебойной работы.

Техническое описание

Программа технического обслуживания в ArcelorMittal (Гент, Бельгия), описана как пример: каждая печь проходит полный капитальный ремонт в среднем через пять лет, в зависимости от состояния печей. Для этого необходимо оставить печь пустой на неделю, пока выполняются следующие операции: периодический осмотр печей (например, одна печь в день), разрушение всех отложений внутри камеры (стены, потолок, подъемные трубы), кислородно-термическая наварка трещин, отверстий и поверхностных повреждений огнеупорной кирпичной кладки, ремонт пола камеры печи путем заливки цемента, нагнетание пыли в мелкие трещины, полный капитальный ремонт дверей; полный демонтаж всех отдельных деталей, очистка и повторная сборка; перенастройка уплотнительных элементов, замена поврежденных дверных кирпичей; во многих случаях необходима полная перекладка футеровки двери.

В дополнение к этому капитальному ремонту регулярно проверяется и регулируется система связей жесткости печей (пружины, крепления и т.д.).

Достигнутые экологические выгоды

Хорошее техническое обслуживание предотвращает появление трещин в огнеупорной кладке и сводит к минимуму утечку и выбросы не полностью сгоревшего сырого газа. Это предотвращает появление черного дыма в трубах, отводящих дымовые газы от сжигания коксовой печи.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Техническое обслуживание может выполняться в рамках кампаний или непрерывно. Фиксированный или минимальный период технического обслуживания установить невозможно. Техническое обслуживание должно проводиться по систематической программе специально обученным обслуживающим персоналом.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Программы непрерывного или планового технического обслуживания в обязательном порядке выполняются как на новых, так и на действующих объектах.

Экономика

Экономия затрат ввиду повышения производительности.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства. Обеспечение максимально непрерывной эксплуатации коксовой установки с оптимизированной производительностью и минимизированными выбросами.

5.2.1.6. Большие камеры коксовой печи

Описание

Разработка более широких и высоких камер коксовых печей основана на двух основных принципах: улучшить экологические показатели за счет сокращения количества печей, выдающих кокс в день, и уменьшения длины уплотняющих поверхностей.

Техническое описание

Основными характеристиками коксовых печей с высокой или широкой камерой является большой объем печи по сравнению с обычными печами. Таким образом, при заданной производительности длина дверного уплотнения и частота загрузок уменьшаются. Однако особое внимание следует уделить герметизации, поскольку в таких печах сложнее поддерживать газонепроницаемость, особенно на верхнем и нижнем торцах.

Достигнутые экологические выгоды

При надлежащем обслуживании и использовании подпружиненных гибких уплотнительных дверей в сопоставимых условиях эксплуатации можно ожидать, что удельные выбросы на единицу продукции из уплотнений двери и рамы будут прямо пропорциональны уменьшению длины уплотнения по сравнению с обычными коксовыми печами.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Можно ожидать сокращения выбросов, учитывая, что на тонну кокса требуется меньше операций по выгрузке и что выбросы прямо пропорциональны количеству выгрузок. Тем не менее, применение камер коксовой печи большего размера не влияет на коэффициенты выбросов.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо только к новым установкам. В некоторых случаях при полной реконструкции установки на старом фундаменте может быть выбрана камера коксовой печи большего размера.

Никаких особых проблем с установками с широкими и высокими камерами неизвестно. К прочности стен предъявляются повышенные требования. Примеры использования больших камер коксовых печей наблюдается на объекте Hüttenwerke Krupp Mannesmann (Дуйсбург-Хакинген, Германия), а также в Боттроп (Германия).

Экономика

Сокращение инвестиционных и производственных затрат.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.1.7. Усовершенствование уплотнений дверцы печей (заслонки) и рамы (каркас)

Описание

Модернизация, улучшение соединений/креплений конструкционных особенностей печи.

Техническое описание

Газонепроницаемость двери печи имеет важное значение и может быть достигнута с помощью следующих методов: использование подпружиненных гибких уплотнительных заслонок, тщательная очистка двери и рамы при каждой выдаче кокса, газовых каналов внутри дверей.

Могут быть использованы новые подпружиненные уплотнительные заслонки. Следует отметить, что ситуация отличается для маленьких и больших печей. Для печей высотой менее 5 м заслонки с клиновидными краями в сочетании с надлежащим обслуживанием могут быть достаточными для предотвращения выбросов. Следует контролировать работоспособность уплотнений двери печи и рамы.

Достигнутые экологические выгоды

Удельные значения выбросов от дверей с гибким уплотнением намного ниже, чем у обычных. При условии, что они содержатся в чистоте, современные двери позволяют сохранять выбросы менее 5 % от всех дверей коксовой батареи.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Существуют примеры хороших результатов при использовании традиционных (с клиновидным краем) дверей в хорошо обслуживаемых небольших печах и плохих результатов при использовании гибких уплотнительных дверей в плохо обслуживаемых больших печах, но, как правило, гибкие уплотнения обеспечивают гораздо лучшие возможности для обеспечения герметичности, особенно для больших печей.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. На следующих новых и реконструированных заводах применены подпружиненные гибкие уплотнительные двери: коксовая печь 1, Corus (Эймюйден, Нидерланды), коксовая печь Hüttenwerke Krupp Mannesmann (Дуйсбург-Хакинген, Германия), коксовая печь BHP Steel в Австралии и др.

Экономика

Инвестиции в замену дверей батареи коксовых печей составляют около 6 млн евро на заводе по производству коксовых печей, насчитывающем около ста печей и производящем 1,2 – 1,5 млн тонн кокса в год.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.1.8. Очистка дверей печей и уплотнений рамы

Описание

Эффективные системы очистки позволяют снизить выбросы от печей и повысить производительность оборудования.

Техническое описание

Многие старые европейские заводы по производству коксовых печей до сих пор имеют оригинальные без подпружиненного уплотнения двери с клиновидными краями. На этих установках, особенно с печами высотой более 5 м, неплотности дверей могут стать серьезной проблемой. Однако, при хорошем техническом обслуживании любые выбросы от существующих дверей могут составлять менее 10 %.

Успех плана технического обслуживания в значительной степени зависит от стабильного процесса коксования, постоянного персонала для технического обслуживания, постоянного мониторинга. Современные средства для чистки заслонок, использующие скребки в каждом цикле, также показывают хорошие результаты. Другим методом очистки заслонок коксовых печей является использование струи воды под высоким давлением. Однако очистка дверцы коксовой печи струей воды под высоким давлением не может выполняться каждый цикл.

Достигнутые экологические выгоды

Система очистки струей воды высокого давления позволяет практически устранить выбросы – может быть достигнуто сокращение на 95 % (в соответствии с методом EPA). Использование системы очистки дверей со скребками также способствует значительному сокращению видимых выбросов от дверей.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Программы технического обслуживания, применяемые к дверям коксовых печей, включают, например, оборудование для чистки заслонок и стратегию сервисного обслуживания заслонок.

Кросс-медиа эффекты

При очистке струей воды высокого давления образуется поток загрязненных сточных вод, которые могут быть очищены вместе со сточными водами из батарей коксовых печей.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Применяется к примеру на коксовой печи 2, Corus (Эймюйден, Нидерланды), на объекте BHP Steel (Австралия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.1.9. Поддержание свободного потока газа в коксовой печи

Описание

Под сводом камеры печи поддерживается свободное пространство, позволяющее газам и улетучившейся смоле поступать к подъемной трубе, которая, в зависимости от конструкции, обычно расположена либо со стороны выталкивателя печи, либо с обеих сторон. Поток газа может быть перекрыт загружающимся углем, достигающим верха печи, либо верхняя часть печи может быть забита графитом.

Техническое описание

Всякий раз, когда поток газа затруднен, происходит утечка через дверцу и загрузочное отверстие, поскольку повышается избыточное давление из-за препятствия.

Эту ситуацию можно предотвратить путем надлежащего регулирования слоя загружаемого угля. Отложения графита в верхней части камеры и на своде печи можно свести к минимуму за счет надлежащего распределения тепла по стенкам печи и снижения температуры верха стенок. Тем не менее, если скопление графита становится слишком большим, выравниватель может застрять в камере коксовой печи. Чтобы избежать этого, выталкиватель оснащен специальным скребковым устройством для очистки свода и стен верхней части камеры вовремя выталкивании кокса.

Достигнутые экологические выгоды

Хорошее распределение давления в камере коксовой печи значительно снижает неорганизованные выбросы и утечки. Кроме того, снижается риск заклинивания коксовой шихты во время операций выталкивания.

Подготовка к выдаче кокса влияет прямо или косвенно на ресурсо-экологические показатели работы коксовой батареи. Явление "заклинивания коксовой шихты во время операций выталкивания" крайне нежелательно, так как нарушает ритмичную работу коксовой батареи и отделений обработки коксового газа, резко снижает производительность по коксу, приводит к разрушениям кладки коксовых печей. Механизм его возникновения связан или с неготовностью верха спека (не произошла усадка слоя) или с большими отложениями графита в верхней части недогруженной камеры коксования. Нарушения в обогреве камер коксования: недостаточные и неравномерные температуры по высоте простенков, снижение давлений в камерах, при которых возможны подсосы воздуха горения или отходящих газов с достаточным содержанием кислорода из отопительной системы в камеры коксования.

Своевременное регулирование состава и качества подготовки шихты, температурного и газодинамического режимов, а также периода коксования способствует полной ликвидации тугого хода. Подготовка к выдаче кокса позволяет существенно уменьшить вредные выбросы и сохранить герметичность кладки печей. Таким образом, газопылевые выбросы, обусловленные выдачей кокса, могут быть сокращены при сочетании технологических мероприятий по совершенствованию коксования шихты и процесса выдачи кокса.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Этот метод применяется на всех установках с надлежащей программой технического обслуживания, целью которых является сведение к минимуму протечек в дверях.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих объектах.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.1.10. Переменное регулирование давления в печах в процессе коксования

Описание

Для обычных коксовых печей одной из наиболее сложных экологических проблем является предотвращение неорганизованных газообразных выбросов, которые в основном возникают в замкнутых частях коксовой печи, таких как двери коксовых печей, крышки подъемных труб и крышки загрузочных отверстий.

Техническое описание

Основной причиной выбросов является давление в камерах печи, возникающее в результате образования неочищенного газа в течение процесса коксования. Под воздействием этого давления неочищенный газ проникает через уплотнения различных неплотностей коксовой печи.

Во время коксования в камере печи обычно поддерживается положительное давление. Отрицательное давление позволило бы воздуху проникнуть в камеру печи и частично сжечь кокс, что привело бы к разрушению печи. Как правило, избыточное давление в коллекторной магистрали поддерживается на уровне, вдвое превышающем высоту печи в метрах.

Обычным способом регулирования давления и снижения выбросов является фиксированная регулировка высокого или низкого давления.

Достигнутые экологические выгоды

Количество пыли и частиц кокса в коксовом газе резко снижается. Поскольку коллекторная магистраль находится под разряжением, нет необходимости в аспирации под высоким давлением.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Эксплуатационные данные обычного метода хорошо известны. Опыт работы с эксплуатационными характеристиками метода переменного давления накапливался с 1999 года.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Технология регулирования переменного давления применима к новым коксовым заводам и может быть одним из вариантов для действующих заводов. Возможность установки этой техники на действующих установках должна быть тщательно определена и зависит от индивидуальной ситуации на каждом заводе.

Система регулирования переменного давления была испытана на старом коксохимическом заводе в Германии, а также была установлена в 2003 году на новом коксохимическом заводе в Дуйсбург (Германия) (две батареи по 70 печей каждая высотой 8,4 м). Впоследствии система была применена на заводах по производству коксовых печей в Бразилии, Китае и Южной Корее.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.2.1.11. Коксование с рекуперацией тепла

Описание

Используется отходящее тепло, а отходящий газ десульфурируется, что типично для новых конструкций.

Техническое описание

В процессе коксования с рекуперацией тепла практически вся смола и газы, выделяющиеся в процессе коксования, сжигаются в печи и подовом канале коксовой батареи. Процесс коксования с рекуперацией тепла требует конструкции печи, отличной от традиционной горизонтальной камерной системы. Установка для очистки коксового газа и сточных вод не требуются.

Основой установок для рекуперации тепла является "печь Джевелла-Томпсона", в которой несколько печей сгруппированы вместе, образуя одну батарею.

Только около 6 % мировых мощностей по производству кокса (на долю которых приходится около 556 млн тонн кокса в год), которые были полностью установлены в 2005 году, эксплуатируются как установки рекуперации тепла. Соответствующие заводы расположены в США, Южной Америке, Азии и Австралии. Установка рекуперации тепла в Хаверхилле, штат Огайо, США, была введена в эксплуатацию в 2005 году.

Достигнутые экологические выгоды

Поскольку коксовая печь работает при отрицательном давлении, летучие выбросы из дверей, вызванные утечками во время процесса коксования, незначительны. Таким образом, при коксовании можно практически избежать выбросов канцерогенных веществ (например, бенз(а)пирена).

Выбросы как твердых частиц, так и бенз(а)пирена могут происходить во время загрузки угля.

Улучшенный контроль выбросов может быть достигнут за счет модифицированного всасывания через печь или за счет дополнительных устройств всасывания со стороны толкателя, включая систему обеспыливания. Как правило, выбросы твердых частиц при прессовании кокса ниже, чем при коксовании в горизонтальной камере, из-за меньшей высоты, с которой кокс сбрасывается с платформы вниз в закалочную машину. Для улавливания оставшихся выбросов твердых частиц вытяжка в сочетании с соответствующим всасыванием устройства и система обеспыливания установлены со стороны кокса.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Предварительным условием для экологически безопасной эксплуатации технологии рекуперации тепла является использование тепла отходящих газов и системы снижения выбросов (десульфурации) для очистки отходящих газов.

Выбросы оксидов азота (NO_X) могут превышать типичные выбросы при поэтапном сжигании, применяемые при обычном нагреве батареи.

Кросс-медиа эффекты

Недостатком коксования с рекуперацией тепла является большая площадь, занимаемая печами, из-за их планшетной конструкции по сравнению с обычными системами производства кокса. Частичное сгорание угля во время коксования приводит к меньшему выходу доменного кокса.

В способе рекуперации тепла могут использоваться угли более низкого качества, что означает также более дешевые угли, включая угли со слабым коксованием и вспучивающиеся угли, для получения кокса, эквивалентного по качеству коксу, получаемому на обычной установке.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод применим только в качестве совершенно новой концепции установки в зависимости от условий на месте эксплуатации.

Применимость установки рекуперации тепла может ограничиваться наличием пространства, экономической целесообразностью передачи тепла для повторного применения от коксохимического завода в существующий сталелитейный завод. Данная техника применяется на заводах в США и Китае.

Экономика

Эксплуатационные расходы, как правило, ниже по сравнению с коксованием с извлечением COG.

Движущая сила внедрения

Основными преимуществами использования коксования с рекуперацией тепла являются меньшие затраты труда и возможность использования угля более низкого качества, что означает более дешевые угли.

5.2.2. Технические решения по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при обжиге

Сжигание газообразного топлива в нагревательных камерах обеспечивает выделение тепла, которое передается в камеру коксовой печи за счет теплопроводности через огнеупорную кладку стенки. Чем выше температура в камере печи, тем короче время приготовления. Наиболее важными загрязнителями при обжиге в коксовой печи являются окислы азота (NO_X), диоксид серы (SO₂) и пыль. Сокращение выбросов при обжиге в коксовой печи связано с надлежащим уходом за кирпичной кладкой, а также первичными и вторичными мерами по сокращению выбросов для каждого загрязняющего вещества.

5.2.2.1. Сведение к минимуму утечек между камерами коксовой печи и камерами нагрева

Описание

Производственно-профилактические и ремонтные работы по выявлению и устранению возможных утечек – источников выбросов загрязняющих веществ при обжиге.

Техническое описание

Выполняя систематическое и постоянное техническое обслуживание коксовой печи (см. разделе 5.2.1.3), можно в значительной степени предотвратить возможные утечки через кирпичную кладку.

Утечки через трещины в кирпичной кладке позволяют неочищенному коксовому газу попадать в дымовые газы из камер коксовой печи. Это приводит к дополнительным выбросам диоксида серы (SO₂), пыли и углеводородов. Наличие трещин легко обнаружить по видимым выбросам черного дыма из дымовой трубы коксовой печи во время обжига. Однако, нелегко определить, в какой камере коксовой печи происходит утечка. Наиболее распространенный метод, используемый для обнаружения трещин, заключается в осмотре двух нагревательных простенков после выгрузки кокса и осмотре топочных каналов сразу после загрузки печи. Расположение трещин определяется пламенем, появляющимся в каналах.

Как только проблема выявлена, трещины, отверстия и другие повреждения на поверхности огнеупорной кирпичной кладки могут быть эффективно устранены с помощью окситермической сварки, кремниевой сварки и мокрого или сухого распыления огнеупорного цемента. В некоторых крайних случаях может потребоваться обновить кирпичную кладку.

Достигнутые экологические выгоды

Обычно выбросы твердых частиц в дымовой трубе составляют менее 10 мг/Нм³. Выбросы могут быть сведены почти к нулю при правильном распылении и контроле за появлением трещин. Качество и состояние огнеупорных стенок коксовой печи также очень важны в этом отношении.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Из-за трещин в стенках выбросы твердых частиц часто увеличиваются со временем эксплуатации и превышают 10 мг/Нм³. Путем контроля количества сажи в газе, выпускаемом через дымовую трубу, персонал коксовых печей способен определить любую закономерность в выбросах сажи из дымовых труб и соотнести выбросы с конкретными загружаемыми печами. Они способны управлять процессом приготовления кокса, чтобы уменьшить утечку между камерой и нагревательной стенкой.

На площадках производства кокса АО "АМТ", для уменьшения выбросов от систем обогрева коксовых батарей проводится систематический контроль состояния кладки и своевременное выполнение текущих ремонтов, рециркуляция продуктов горения в системе обогрева печей, ступенчатый подвод воздуха в вертикалы. Для минимизации газовыделений предусмотрена герметизация дверей, люков и стояков коксовых печей.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод может быть применен только к действующих установкам.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

5.2.2.2. Сокращение выбросов оксидов азота (NO_X) с помощью первичных мер

Описание

Процессы, используемые для сокращения выбросов оксидов азота (NO_x) в процессе горения, до поступления их в окружающую среду с отходящими газами.

Техническое описание

Образующиеся окислы азота (NO_X) почти полностью состоят из термического азота (NO_X), который образуется в результате реакции между азотом и кислородом (N₂и O₂) в пламени. Термическое образование оксидов азота (NO_X) тесно связано с пиковыми температурами и концентрациями O₂в пламени. Косвенно выбросы оксидов азота (NO_X) также связаны с топливом (обогащенный доменный газ или COG) и типом используемого топлива, удельным весом угля в шихте, временем коксования и размерами камеры коксовой печи.

Наиболее эффективным способом уменьшения образования оксидов азота (NO_X) является снижение температуры пламени в нагревательной камере. Таким образом, цель состоит в сжигании в "холодном" факеле. Три метода показали свою эффективность:

рециркуляция отходящих газов: отходящий газ из коксовой печи смешивается с топливом и воздухом для горения. Более низкие концентрации кислорода (O₂) и более высокие концентрации диоксид углерода (CO₂) снижают температуру пламени, однако, эффект предварительного нагрева газов для их рециркуляции может нейтрализовать эффект снижения температуры;

поэтапная подача воздуха для сжигания: при добавлении воздуха для горения в несколько этапов условия горения становятся более умеренными, а образование NO_х уменьшается;

снижение температуры коксования: температура влияет на экономичность и энергоэффективность коксовых печей. Более низкая температура коксования требует более низкой температуры нагревательной камеры, что приводит к меньшему образованию NOх, но при этом увеличивается содержание летучих что приводит к несоблюдению требований стандарта к качеству металлургического кокса.

Кроме того, температура нагревательной камеры (и, следовательно, образование NO_х) может быть снижена при поддержании нормальной температуры коксования за счет уменьшения температурного градиента по толщине стенки из огнеупорного кирпича со стороны нагревательной камеры к коксовой стороне печи. Для этого используются более тонкие кирпичи и огнеупор с лучшей теплопроводностью. Ранее температура нагревательной камеры 1320 °C приводила к температуре камеры коксования 1180 °C. В настоящее время температура камеры коксовой печи 1200 °C достигается при той же температуре камеры нагрева за счет более тонких кирпичей.

Достигнутые экологические выгоды

Ступенчатый нагрев воздуха в сочетании с внутренней рециркуляцией отходящих газов обеспечивает возникновения длинного и "холодного" факела, что является необходимым условием для минимизации концентрации NO_х в отходящих газах.

Заводы, которые внедрили интегрированные меры в технологический процесс по деноксификации, выделяют около 340 г NO_X/т кокса (концентрации: 322 - 414 мг/Нм³при 5 % O₂).

Выбросы, показанные несколькими немецкими заводами, находятся в следующих диапазонах: сжигается смешанным газом: концентрация оксидов азота (NO_X) составляет 322 – 358 мг/Нм³, сжигается на коксовом газе: концентрация оксидов азота (NO_X) составляет 332 – 414 мг/Нм³.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Достичь уровней выбросов при применении описываемых мер возможно в течение длительного периода в стандартных условиях и при типичной нагрузке. В периоды пиковых нагрузок, пуска и остановок, а также неисправностей систем очистки дымовых газов необходимо учитывать кратковременные пиковые значения, которые могут быть выше

Выбор наиболее подходящей меры зависит от факторов, к котором можно отнести:

применяемой технологией сжигания;

эксплуатационным режимом установки;

новой или реконструированной установкой;

характеристиками дымовых газов (концентрации оксидов азота (NO_x), температуры, влажности, пыли, других загрязнителей и т.д.);

расхода дымовых газов;

уровнями выбросов, которых требуется добиться;

побочными последствиями и воздействиями на другие экологические компоненты;

эксплуатационной безопасностью и надежностью;

затратами.

Наиболее эффективным способом подавления образования оксидов азота (NO_X) является снижение температуры пламени в нагревательной камере. Поэтому выбросы оксидов азота (NO_X) из коксовой печи предпочтительнее сводить к минимуму путем технологических мер, хотя можно также использовать очистные технологии в конце производственного цикла.

Кросс-медиа эффекты

В результате снижения выбросов оксидов азота (NO_X) при обжиге в коксовой печи эффекты взаимодействия с другими средами не выявлены.

Технические соображения, касающиеся применимости

На новых установках применяются меры по деноксификации, интегрированные в технологический процесс. Снижение температуры на действующей установке приведет к увеличению времени коксования и снижению производительности ниже номинальной.

Использование более тонких кирпичей и огнеупоров с лучшей теплопроводностью может быть применено только на новых заводах.

Недавно построенные или реконструированные заводы оснащены системами сжигания с низким содержанием оксидов азота (NO_X). Например: коксовая печь Hüttenwerke Krupp Mannesmann (Дуйсбург-Хакинген, Германия), завод по производству коксовых печей KBS (Швельгерн-Дуйсбург, Германия) и др.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства.

5.2.2.3. Сокращение выбросов оксидов азота (NO_X) с помощью вторичных мер

Описание

Вторичные меры (технологии доочистки или очистки в конце производственного цикла (методы на "конце трубы") ограничивающие выбросы уже образовавшихся NO_x в окружающую среду.

Техническое описание

В процессе СКВ окислы азота (NO_X) в дымовых газах каталитически восстанавливается аммиаком (NH₃) до водорода и воды (N₂и H₂O). В качестве катализаторов часто используются оксиды ванадия и вольфрама (V₂O₅или WO₃) на носителе из титана (TiO₂). Другими возможными катализаторами являются оксид железа и платина. Оптимальные рабочие температуры находятся в диапазоне от 300 до 400 °C. Такие высокие температуры уменьшают рекуперацию энергии в регенераторах (оптимально 180 – 250 °C) коксовых печей или необходим дополнительный нагрев отходящего газа.

Особое внимание следует уделять дезактивации катализатора, накоплению взрывоопасного нитрата аммония (NH₄NO₃), проскоку аммиака (NH₃) и образованию коррозионного оксида серы (SO₃). См. раздел 5.1.2.9.2.

Достигнутые экологические выгоды

Эффективность снижения окислов азота (NO_x), которая может быть достигнута, составляет 90 %.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В 1976 году на заводе Kawasaki Steel (Тибе, Япония), была введена в эксплуатацию установка СКВ для очистки отходящих газов от сжигания в коксовой печи. Рабочая температура составляла 240 °C, а восстановительной средой был аммиак (NH₃). Эффективность снижения оксилов азота (NO_x) составила 90 %. Образование сульфата аммония и накопление пыли означали, что катализатор приходилось регенерировать один раз в день путем нагрева отходящих газов до >260 °C. В 1992 году SCR был выведен из эксплуатации в связи с отключением батарей 2 – 4.

Кросс-медиа эффекты

Происходит увеличение потребления энергии и аммиака. Часть катализатора приходится осаждать, когда он больше не эффективен.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо только к новым установкам. В связи с высокой стоимостью денитрификация дымовых газов (например, СКВ) в настоящее время не применяется, за исключением ограниченного количества новых установок в случаях, когда возможно несоблюдение стандартов качества окружающей среды.

Экономика

При организации СКВ затраты на реконструкцию могут быть высокими в связи с трудностями, связанными с сооружением каталитического реактора по близости к установкам. К тому же, для СКВ наиболее крупными являются следующие затраты: капитальные затраты, расходы на аммиак, затраты на электроэнергию, затраты на замену катализатора и рабочую силу. Так, например, затраты в целом для СКВ в 1996 году составляли: инвестиционные затраты в размере 50 евро/(Нм3/ч) ± 30 %. Таким образом, для установки коксовой печи с расходом дымовых газов батареи 300 тысяч Нм³/ч и производство 1 млн тонн кокса в год, затраты составляли: инвестиции - 15 млн евро ± 5 млн, эксплуатационные расходы - 0,17 – 0,51 евро за тонну кокса.

Как правило, затраты на СНКВ меньше, чем на СКВ, поскольку этот процесс не требует расходов на катализатор и кожух каталитического реактора. В целом можно сказать, что затраты на СКВ и СНКВ зависят, например, от характера отходящего газа, его температуры и требующейся степени очистки. Вследствие этого дополнительные затраты на замену катализатора при СКВ можно компенсировать за счет намного более низкого потребления аммиака по сравнению с СНКВ.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

5.2.2.4. Уменьшение выбросов диоксидов серы (SO₂) при десульфуризации коксового газа

Описание

Процессы направлены на предотвращение образования диоксида серы (SO₂) или удаление уже образовавшихся SO_X (вторичные меры). При удалении серы из дымовых газов применяется их мокрая, сухая или полусухая очистка.

Техническое описание

Уровень выбросов диоксида серы (SO₂) сильно зависит от содержания серы в топливе. Таким образом, выбросы диоксида серы (SO₂) можно свести к минимуму, снизив содержание серы в топливе. Обычно (обогащенный) доменный газ или коксовый газ используется для сжигания в коксовой печи. Содержание серы в коксовом газе зависит от производительности установки по обессериванию коксового газа.

Содержание H₂S в обработанном коксовом газе может варьироваться примерно от 0,001 до 1 г/Нм³, в зависимости от используемого типа десульфуризации и соответствующей эффективности. Если десульфурация не применяется, содержание H₂S может достигать 8 – 12 г H₂S/Нм³. Коксовый газ также содержит различные органические соединения серы, такие как сероуглерод (CS₂), COS, меркаптаны и т.д. (всего приблизительно 0,5 г/Нм³). Обогащенный доменный газ имеет более низкое содержание S.

В случаях, когда, когда неочищенный коксовый газ из камер печи просачивается через трещины в простенках коксовой батареи и сгорает вместе с топливным газом, наблюдается значительное увеличение выбросов пыли и диоксида серы (SO₂). Одновременно пыль может образовываться из-за неполного сжигания коксового газа, а также газа от нижнего обогрева, содержащего частицы пыли. В этом случае, выбросы твердых частиц (черный дым) могут быть визуально обнаружены из дымовой трубы коксовой батареи. Выбросы твердых частиц также будут происходить, когда газ нижнего обогрева содержит пыль.

Неочищенный коксовый газ не подходит для использования в промышленном применении из-за содержания в нем сероводорода (H₂S).

Десульфурации коксового газа способствует возможности его реализации в промышленных целях, тем самым увеличивая финансовые показактели (прибыль) предприятия. Десульфуризация коксового газа становится все более распространенной. Десульфурированный коксовый газ снижает выбросы диоксида серы (SO₂) в месте сжигания коксового газа. Во многих случаях сера удаляется в две стадии: стадия низкого давления и стадия высокого давления.

Существует два основных типа процессов десульфуризации коксового газа: мокрые окислительные процессы и абсорбционные процессы с последующей отгонкой легких фракций.

Достигнутые экологические выгоды

Мокрые окислительные процессы обладают большей эффективностью десульфуризации, чем абсорбционные процессы.

Влажные окислительные процессы могут иметь эффективность >99,9 %, достигая остаточного H₂S концентрации в коксовом газе всего 1 мг/Нм³. Более прогрессивные процессы абсорбции/отгонки, такие CYCLASULF^®, обеспечивают эффективность десульфуризации >95 % при остаточных концентрациях H₂S в коксовом газе, обычно менее 500 мг/Нм³, а содержание аммиака (NH₃) не превышает 20 мг/Нм³(Коксохимический завод в Швельгерне, thyssenkrupp Uhde, Германия)

В оптимизированном процессе OxyClaus может быть достигнута эффективность крекинга аммиака (NH₃) и извлечения сероводорода (H₂S), близкая к 99,9 %. Этот метод значительно увеличивает извлечение сероводорода (H₂S) по сравнению с традиционными методами Клауса, но работает при более высоких температурах, однако повышает эффективность десульфуризации до 50 % по сравнению с традиционными методами.

Ни один из доступных методов не удаляет органические соединения серы с высокой эффективностью. На стадии очистки газа под низким давлением содержание органических соединений серы снижается всего с 0,5 г/Нм³до 0,2 – 0,3 г/Нм³.

Выбросы коксовых печей при обжиге, показанные двумя немецкими заводами, применяющими абсорбционную десульфурацию коксового газа, находятся в следующих пределах: обжиг смешанным газом + десульфурация коксового газа: концентрация диоксида серы (SO₂) 111 – 157 мг/Нм³, сжигание на коксовом газе + десульфурация коксового газа: концентрация диоксида серы (SO₂) 118 – 128 мг/Нм³.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Абсорбционные процессы сочетают в себе удаление и переработку сероводорода (H₂S) и аммиакак (NH₃). Удаленные H₂S и NH₃извлекаются в виде паров в колоннах для удаления подкислителя/NH₃. Отпаривающий пар для де-подкислителя/отпаривателя NH₃подается непосредственно в колонну.

Пары, богатые H₂S/NH₃, могут подаваться либо на установку Клауса, где NH₃разрушается, а H₂S перерабатывается в элементарную серу (S), либо направляться на завод по производству серной кислоты (H₂SO₄) в сочетании с производством сульфата натрия ((NH₄)₂SO₄).

На протяжении многих лет процесс Клауса претерпевал непрерывную эволюцию, направленную на повышение эффективности процесса извлечения серы. Одной из таких разработок является OxyClaus процесс. Этот метод такой же, как процесс Клауса, но воздух заменяется кислородом. Аммиак (NH₃) является сначала удаляются путем термического крекинга (при 1450°C) пары аммиака (NH₃)из коксовой печи. Затем (H₂S) удаляется обработкой чистым кислородом (OxyClaus), в результате чего получается жидкая сера

Наиболее часто применяемым процессом мокрого окисления является процесс Stretford, который применим применим в широком диапазоне мощностей по десульфурации. Заявленные проектные мощности по десульфурации коксового газа варьируются от 400 до 110 000 Нм³/ч.

Процесс OxyClaus введен в эксплуатацию на заводе по производству коксовых печей ArcellorMitall (Фос-Сюр-Мер, Франция) с 2002 года. За это время выбросы диоксида серы (SO₂) сократились примерно с 1900 до менее чем 500 г/т кокса.

В 2022 году ArcellorMitall (Гент, Бельгия) начало работы по установке оборудования для десульфурации, для усовершенствования существующей установке по очистке коксового газа, установив современную установку для удаления и регенерации серы. Для данного проекта будут использованы процессы CYCLASULF® для десульфурации, а также MONOCLAUS® для высокоэффективного извлечения серы. Для реализации проекта необходимо было выполнить определенные требования. В этом случае существующая установка подготовки газа также потребовала новой резервной системы для существующей части. Thyssenkrupp Uhde было предложено интеллектуальное решение, которое связывает существующие и новые технологические линии процесса CYCLASULF®. Предложенное решение очень эффективно удаляет сероводород (H₂S) и аммиак (NH₃) из коксового газа. Поток кислого газа концентрируется и подготавливается для дальнейшей переработки либо в серу, либо в серную кислоту.

Современные массообменные элементы значительно уменьшают размер необходимого оборудования, сохраняя небольшую занимаемую площадь.

То же самое относится и к современному процессу MONOCLAUS® для извлечения серы и разложения аммиака. Он позволяет производить жидкую чистую серу с использованием минимального количества оборудования и трубопроводов по сравнению с обычными установками Клауса, что приводит к очень компактному расположению и занимаемой площади. Можно сказать, что принцип MONOCLAUS ® таков: чем проще, тем лучше, но при том же высоком качестве продукта и безопасности процесса. Реализация данного проекта, позволит, эксплуатировать завод по десульфурации с низким уровнем выбросов во время остановок на техническое обслуживание или проверку, фактически заменив прежний завод по регенерации, который имел более низкую производительность по десульфурации.

С 2016 года на заводе Shougang Changzhi Iron & Steel Company Limited (Китай) эксплуатируется оборудование для влажной десульфурации, в котором аммиак, присутствующий в коксовом газе, используется для поглощения и удаления сероводорода и цианидов, фиксируя их в виде солей аммония. Объем перерабатываемого газа: 71 610 Нм³/ч, концентрация сероводорода (H₂S) на выходе из абсорбционной колоны < 0,02 г/Нм³. При использовании аммиака (NH₃), находящегося в кокосовом газе в качестве абсорбента, отсутствует необходимость добавления внешних щелочных химикатов. Отработанная жидкость после десульфурации утилизируется в виде концентрированной серной кислоты после сжигания, сброс отработанной жидкости из системы не происходит. Также возможно комбинировать оборудование с процессами восстановления серы (S) или соли вместо концентрированной серной кислоты (H₂SO₄)_.Метод сухой десульфурации и денитрификации, разработанная компанией NIPPON STEEL CORPORATION (Япония), может независимо удалять окисды серы азота (SOx, NOx), пыль и диоксины одновременно с активированным коксом. Описание процесса: активированный кокс, помещенный в адсорбер, медленно движется вниз в вертикальном направлении, по мере продвижения вниз вступает в контакт с дымовым газом, который движется в горизонтальном направлении, и поглощает оксиды серы (SOx) и другие вещества, представляющие опасность для окружающей среды. Далее активированный кокс, адсорбировавший вещества, нагревается в регенераторе в инертной атмосфере для выделения (десорбции) окисдов серы (SOx). Наконец, оксиды серы (SOx) извлекают в виде концентрированной серной кислоты, гипса и других полезных побочных продуктов. После чего активированный кокс, который десорбировал вещества, просеивают для отделения порошка активированного кокса и отправляют обратно в адсорбер для повторного использования. Сухой метод десульфуризации может одновременно независимо удалять окисды серы и азота (SO, NOx), пыль и диоксины и требует меньше места, чем система, использующая мокрый процесс. Он также может удалять SO₃и другие вещества, представляющие опасность для окружающей среды. Используются на заводах КОБЕ СТАЛЬ (Какогава, Япония), производительность очистки 1 500 000 Нм³/ч; Тайюань Айрон энд Стил Ко., (Китай), производительность – 2 020 000 Нм³/ч, Уган Чжунцзя Сталь (Китай), производительность – 750 000 Нм³/ч.

При сухой десульфуризации потребление воды минимально, что делает ее подходящей для районов, где трудно обеспечить техническую воду. Концентрированная серная кислота (H₂SO₄), гипс и другие полезные побочные продукты извлекаются из оксидов серы (SOx), содержащегося в дымовых газах.

Кросс-медиа эффекты

Любой мокрый окислительный процесс, используемый для десульфуризации коксового газа, также удаляет большую часть цианистого водорода из коксового газа и образует тиоцианид натрия. Тиоцианат натрия и небольшие количества сульфата натрия и тиосульфата, образованные при побочных реакциях в процессе, не регенерируются и накапливаются в циркулирующем растворе. Для этих целей необходимо продувать поток жидкости, чтобы предотвратить высаливание химикатов. В случае процесса Stretford этот расходный поток содержит соединения ванадия, соединения хинона и гидрохинона (из антрахинондисульфоновой кислоты), тиоцианид и тиосульфат. Сброс этих компонентов нежелателен с экологической и экономической точек зрения (загрязнение воды и потеря дорогостоящих химикатов). Обычно этот материал перерабатывается путем смешивания угля.

Для снижения расхода химикатов HCN можно удалить перед десульфурацией в предварительной мойке с использованием раствора полисульфида натрия или полисульфида аммония. Предварительная очистка HCN не приводит к уменьшению общего объема образующихся сточных вод.

Для процесса OxyClaus энергия необходима для крекинга, но для удаления аммиака катализатор не нужен. Процесс также способствует снижению выбросов оксидов азота (NO_X).

В редких случаях, например, когда производство коксового газа превышает спрос на него, избыток коксового газа должен сжигаться на факеле, что в свою очередь приводит к дополнительным выбросам.

Технические соображения, касающиеся применимости

Десульфуризация коксового газа как мокрого окислительного, так и абсорбционного типа может применяться на новых и действующих установках. Выбор зависит от характеристик очищаемого коксового газа, экологических соображений, интеграции в газоочистную установку и т.д.

Примеры заводов, где применяется влажный окислительный: ArcellorMitall (Гамильтон, Канада), Метаром (Румыния). Абсорбционные процессы применяются на коксовой печи KBS (Дуйсбург-Швельгерн, Германия), Kawasaki Steel (Мидзусима, Япония).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Внедрение технологии десульфуризации газа обходится примерно в 30 млн евро (капитальные затраты) в коксовый завод с примерно сотней печей (ArcellorMitall). Затраты на замену установки по сжиганию аммиака паром на установку по десульфурации OxyClause составили около 12 млн евро для коксовой печи мощностью 1,5 млн тонн в год.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов.

5.2.3. Технические решения по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух при иных процессах производства кокса

5.2.3.1. Снижение выбросов при выдаче кокса

Описание

Меры, принимаемые для уменьшения выбросов при выдаче кокса, такие как локализация и обезвреживание (обеспыливание).

Техническое описание

Борьба с выбросами при выдаче кокса из печных камер - одна из наиболее сложных задач. Над раскаленным коксом, попадающим в коксотушильный или коксовозный вагоны, возникает интенсивное восходящее течение нагретого воздуха, которое вовлекает в движение значительные массы окружающего атмосферного воздуха. Этот подсасываемый (эжектируемый) из атмосферы поток подхватывает образующиеся при разрушении коксового пирога частицы пыли и увлекает их вверх. В результате возникает окрашенное пылевое облако значительных размеров, в котором кроме пыли могут содержаться и газообразные вредные вещества, выделяющиеся из кокса; объем этих газов сравнительно невелик и обычно не превышает нескольких десятков кубометров.

Образование пылевого облака при выдаче происходит весьма быстро, и этот неорганизованный выброс принято относить к залповым.

Существует несколько вариантов систем беспылевой выдачи кокса: пылеотсасывающие зонты над коксовозным и тушильными вагонами; перекрытия над рельсовым путем тушильного вагона; комбинированные системы беспылевой выдачи и тушения кокса. Наибольшее признание получили системы с устройством зонтов, отсосом и очисткой газов выдачи. При этом отсасывающее и пылеулавливающее оборудование проектируют как в передвижном, так и в стационарном исполнении.

В наиболее распространенным методам можно отнести:

использование навесов с коксовой стороны коксовой батареи, включая откачку и обеспыливание. Пыль откачивается с помощью навеса, установленного с коксовой стороны, и обеспыливается в рукавном фильтре;

использование вагона-контейнера. Кокс выгружается непосредственно из камеры коксовой печи в вагон-контейнер. Кокс не вступает в контакт с кислородом, и образуется лишь небольшое количество пыли. Обычно применяется в сочетании с сухим тушением кокса;

использование машины для транспортирования кокса со встроенной вытяжкой, стационарным воздуховодом и стационарной очисткой газа, предпочтительно рукавной фильтрацией. В течение всего процесса выдачи кокса коксотушильный вагон должен находиться в зоне отвода системы пылеулавливания (использование стационарного или мобильного коксотушильного вагона с встроенной вытяжкой на машине для транспортирования кокса).

поддержание достаточного времени коксования, равномерного нагрева и его оптимизации.

Достигнутые экологические выгоды

Выбросы пыли без снижения выбросов составляют около 500 г/т кокса. Из четырех методов, упомянутых выше, использование машины для транспортирования кокса обеспечивает наилучшие показатели эффективности сбора в сочетании с хорошими условиями труда для операторов (в отличие от навеса с коксовой стороны). На действующих установках достижим уровень пылеулавливания >99 %. Система также основана на откачке через стационарный газоход.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Производительность по вытяжке воздуха часто составляет порядка 200 тысяч Нм³/ч, что зависит от размера камеры. В Thyssen Krupp Stahl AG (Дуйсбург, Германия) объем экстракции составляет приблизительно 400 тысяч Нм³/ч.

Часто рукавные фильтры используются для минимизации выбросов твердых частиц. В одном случае для рукавного фильтра при выдаче кокса сообщалось, что выбросы пыли составили в среднем 0,9 мг/Нм³в год и 1,5 мг/Нм³в год для 95-го процентиля (контрольный период времени составлял среднее значение за полчаса). Системы мокрой очистки, которые все еще применяются, достигают значений концентрации пыли <20 мг/Нм³.

В целом можно достичь коэффициентов выбросов пыли (из дымовой трубе) менее 5 г/т кокса, с учетом описываемых мер.

Для исключения выхода коксового газа в атмосферу на коксовых батареях МК АО "Уральская Сталь" (Россия) установлены новые газосборники. Новая герметичная конструкция длинной 70 метров собирает 100 % газа, а это порядка 8,8 млн м³в год, и направляет его в цех улавливания, где он очищается и передается на отопительные нужды в ТЭЦ и частично используется в самом подразделении.

Уникальность проекта состоит в том, что монтаж 250 составных частей производился в условиях действующего производства.

В прошлом году для сокращения выбросов коксовой пыли и увеличения объемов ее передачи для нужд электросталеплавильного цеха на одной из коксовой батарей была проведена полная замена рукавных фильтров на установке беспылевой выдачи кокса. Всего в результате реализованных мероприятий удалось добиться снижения выбросов от дверей коксовых камер на 44 % по сравнению с показателями 2021 года.

Кросс-медиа эффекты

Работа пылеулавливающего устройства требует энергии для приведения в действие вентиляторов для системы вытяжки. Уловленные твердые частицы могут быть возвращены обратно в технологический процесс.

Технические соображения, касающиеся применимости

Обеспыливание с коксовой стороны коксовой печи применимо как на новых, так и на действующих установках. Указанные методы применяются на следующих заводах: US Steel Clairton Works (Питтсбург, Пенсильвания, США); АрселорМиттал (Гент, Бельгия); АрселорМиттал (Дюнкерк, Франция) и др.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов.

5.2.3.2. Сухое тушение кокса

Описание

Установки сухого тушения кокса (далее в данном разделе - установка) обычно состоят из шахтного холодильного агрегата, котла-утилизатора и системы рециркуляции газа.

Техническое описание

Установка состоит из двух или более охладительных камер и связанных с ними котлов-утилизаторов и загрузочных кранов в виде единых установок. Кокс охлаждается в этих камерах с помощью циркулирующего газа. Циркулирующий газ представляет собой смесь, состоящую в основном из азота и других инертных газов. Эта смесь образуется, когда кислород выгорает на начальной стадии цикла. Температура циркулирующего газа после камеры составляет около 780 °C, а после котла-утилизатора - около 150 °C. Температура кокса, выгружаемого в камеру сухого тушения, составляет около 1050 °C, а после камеры - около 180 °C. Кокс проходит через камеру примерно за пять часов. Номинальная производительность типичной установки составляет менее 100

т/ч/камеру. Установка, работающая на полную мощность, производит около 25 т/ч пара высокого давления (93 бар). Кокс транспортируется ленточными конвейерами с установки на станцию сортировки кокса для доменной печи.

Достигнутые экологические выгоды

Современные установки оснащены системами загрузки и выгрузки пыли, а также котлами-утилизаторами с первичными и вторичными пылеуловителями. Во время окончательного сбора рукавными фильтрами, показатели выбросов пыли достигают менее 3 г/т кокса, соответствующие менее чем 20 мг/Нм³. Выбросы диоксида серы (SO₂) находятся на уровне 200 мг/Нм³. Сбросы в поверхностные воды практически отсутствуют. Собранная коксовая пыль поступает в качестве топлива на агломерационную установку.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

С помощью установки около 0,5 тонны пара/т кокса может быть извлечено и использовано для производства электроэнергии.

Выбросы пыли при обработке сухого кокса и просеивании могут привести к необходимости установки дополнительной ступени охлаждения или использования воды для получения влажности 1 %. Пар (93 бар) производительность составляет примерно 470 000 т/год, а производство пара (8 бар) - примерно 50 000 т /год. Пар давлением 93 бар используется в основном на электростанции Raahe Steel Works (Раахе, Финляндия), что означает выработку электроэнергии примерно в 15 МВт.

Согласно фактическим данным эксплуатации в Японии, эта система обладает высокой доступностью примерно 97 %. Техническое обслуживание обычно проводится во время периодического технического обслуживания коксовых печей. Требуется лишь небольшое количество дополнительного времени на техническое обслуживание.

Содержание влаги в коксе составляет приблизительно 0,05 % по сравнению с содержанием влаги в коксе мокрого тушения, которое составляет приблизительно 2 – 5 %. Таким образом, кокс более применим и его качество более однородно для работы доменной печи, а затраты на транспортировку / подготовку сухого кокса ниже, особенно в зимних условиях.

Nippon Steel & NIPPON STEEL ENGINEERING, LTD. (Япония) разработала самую большую в мире однокамерную систему сухого тушения кокса производительностью от 56 т/ч до 280 т/ч – в зависимости от потребности производства. Суть разработки состоит в том, что данный метод увеличивает количества пара, вырабатываемого с использованием избыточного газа при производстве стали, а также предлагаем систему автоматического управления, которая способствует стабилизации работы. Примеры трех крупных заводов, использующих данную технологию: Shougang Jingtang Iron & Steel United Co., LTD (Китай), производительность 260 т/ч), Formosa Na Tinh Steel Corporation (Вьетнам), производительность 200 т/час, Jinnang Science and Technology Co., LTD (Китай) – 190 т/час.

Кросс-медиа эффекты

Обращение с коксом сухого тушения может стать причиной большего уровня выбросов пыли, чем при обращении с коксом мокрого тушения. Потребление электроэнергии вентиляторами, работа различных устройств для обеспыливания и т.д. не является незначительным. Однако баланс чистой энергии будет довольно положительным из-за рекуперации отработанного тепла, которое обычно преобразуется в электроэнергию.

Технические соображения, касающиеся применимости

Установка может применяться на новых и действующих заводах. Для непрерывной работы установок существует два варианта. В одном случае блок установки содержит от 2 до 4 камер. Одно устройство всегда находится в режиме ожидания. Следовательно, нет необходимости в мокром тушении, но для установки необходима избыточная мощность с повышенными затратами. В другом случае необходима дополнительная система мокрого тушения. Для модернизации действующих установок для тушения можно использовать существующую систему мокрого тушения. Такая установка не имеет избыточной мощности.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. К марту 2008 года количество действующих установок CDQ (камер) составляло: 104 - в Восточной Азии, 12 - в Центральной Азии, 5 - в Южной Америке и 21 - в Европе. Из Европы, 5 - находятся в Венгрии, 3 - в Финляндии, 4 - в Польше, 4 - в Румынии и 5 - в Турции.

Движущая сила внедрения

Экологические соображения, улучшенная стабильность качества кокса по сравнению с обычным мокрым тушением (в основном это связано с содержанием влаги) и энергоэффективность.

5.2.3.3. Мокрое тушение кокса

Описание

Техники, направленные на сокращение выбросов твердых частиц в процессе мокрого тушения, посредством использования специальных каплеотбойников (отражающих пластин) либо дополнительных ярусов распыления воды через форсунки.

Техническое описание

Мокрое тушение кокса может осуществляться с помощью обычного мокрого тушения или более современного стабилизационного тушения кокса. Процесс мокрого тушения кокса (мокрая закалка) в его обычном аппаратурном оформлении чрезвычайно сложен с точки зрения очистки выбрасываемой парогазовой смеси. В течение 1 – 2 мин из тушильной башни современного коксохимического завода выбрасывается в атмосферу около 20 000 м³водяного пара, объем которого увеличивается из-за подсоса окружающего воздуха. Использование загрязненной воды для тушения кокса приводит к увеличению выбросов вредных веществ. Удельный вынос пыли на 1 т кокса увеличивается на 0,4 г при увеличении сухого остатка в циркулирующей воде на 0,1 г/ч.

Обычное мокрое тушение. Когда кокс тушат водой в башне тушения кокса, в результате испарения охлаждающей воды из раскаленного кокса образуются пыль и водяной туман, которые выделяются с отходящими потоками. Количество уловленной пыли зависит от условий эксплуатации, свойств кокса и способа добавления воды.

Оптимальные решения для снижения выбросов пыли включают использование отражающих перегородок в дымовой трубе и удобную конструкцию башни тушения кокса. Кроме того, может применяться тушение методом затопления и с подачей охлаждающей воды сверху. Вода частично впрыскивается через систему трубопроводов в нижней части коксотушильного вагона (заливая кокс), а частично разбрызгивается поверх кокса (в то время как в большинстве случаев мокрого тушения, вода разбрызгивается только поверх кокса). Тем не менее, сама башня тушения кокса является системой охлаждения сверху, с тем же самым устройством улавливания пыли.

Одним из недостатков является выброс частиц кокса из коксотушильного вагона вследствие мгновенного образования пара под массой кокса и внутри нее в коксотушильном вагоне, в особенности работа происходит с высокими уровнями кокса. Охлаждающая вода используется повторно.

Пылеулавливающее оборудование состоит из отдельных рам, в которые вставлены пластиковые пластины в форме жалюзи. Башни тушения кокса изготовляют из бетона.

Башни тушения кокса находятся в работе, например, каждые 15 минут. В целях сокращения выбросов на техническое обслуживание планируется ограниченное количество часов в месяц (например, 4 часа). Другим способом уменьшить эти выбросы является наличие резервной (второй) башни для тушения. Используется также более усовершенствованные установки для стабилизационного тушения кокса. Такие системы тушения рассчитаны на шесть выдач кокса в час и количество кокса 54 тонны за выдачу. Эта система включает в себя башню тушения кокса, отстойника охлаждающей воды и коксотушильного вагона. Эти башни больше обычных башен для тушения кокса (например, высотой 16 × 16 × 70 м). Две ступени контроля выбросов состоят из отражательных перегородок и водяных распылителей для охлаждения паров, которые снижают выбросы пыли. Особенностью этой техники является одновременное применение распыления и погружного тушения.

Достигнутые экологические выгоды

Выбросы пыли при мокром тушении без мер по снижению выбросов составляют около 200 – 400 г/т кокса. С помощью метода обычного мокрого тушения их количество может быть уменьшено по меньшей мере до 50 г/т кокса (при коэффициенте выбросов до снижения выбросов не более 250 г/т кокса и содержании твердых частиц в охлаждающей воде ниже 50 мг/л).

На практике обычно достигаются выбросы менее 25 г/т кокса. Следует отметить, что выбросы в значительной степени зависят от используемого метода измерения.

При использовании усовершенствованных методов стабилизационного тушения кокса выбросы пыли составляют 6 – 12 г/т кокса. Высокая скорость тушения является важным аспектом процесса, так как обеспечивает быстрое снижение температуры кокса, более короткое время реакции, меньшее образование водяного газа и сероводорода, а также высокое механическое воздействие и стабилизация охлаждаемого кокса, равномерное распределение зерен и, следовательно, улучшение качества кокса. Применяется к примеру на коксовом заводе KBS, (Дуйсбург-Швельгерн, Германия).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

По всему миру существует множество башен тушения кокса, оснащенных перегородками для снижения выбросов. На металлургическом заводе в Дуйсбург-Хукингене (Германия) коксовая батарея с печами объемом 70 м³оборудована тушильной башней, представляющей собой боковую вытяжную деревянную трубу со стальной обшивкой высотой 40 м. Площадь поперечного сечения башни в четыре раза больше площади тушения, что обеспечивает снижение скорости паров на выходе и количества выбрасываемой пыли.

Коксотушильная машина на этом заводе представляет собой короб (площадь открытой поверхности 36 м²) с массивными наружными стенками и внутренней емкостью, образованной подвесными панелями из износостойкого материала. В нижней части наклонного днища внутренней емкости имеются водопроницаемые затворы, наружные затворы коксотушильной машины закрываются герметично. Для обеспечения эффективного тушения большой (до 43 т) массы кокса в машине предусмотрена подача воды сверху и снизу. Сверху вода разбрызгивается через размещенные сбоку сопла, а снизу — через расположенные в двойном днище форсунки.

Кросс-медиа эффекты

При распылении воды расходуется дополнительная энергия, хотя и не в значительных количествах.

Технические соображения, касающиеся применимости

Методы мокрого тушения применимы как на новых, так и на действующих установках. Существующие башни для тушения могут быть оснащены перегородками для снижения выбросов. Минимальная высота башни должна составлять не менее 30 м, чтобы обеспечить достаточную осадку. Примеры построенных или модернизированных градирен с перегородками для снижения выбросов расположены на объектах АрселорМиттал (Гент, Бельгия), Хюттенверке Крупп Маннесманн (Дуйсбург-Хакинген, Германия).

Экономика

Затраты на дооснащение существующей градирни перегородками для снижения выбросов составляют порядка 200 тысяч евро. Однако модернизация возможна только в том случае, если закалочная башня подходит. В противном случае необходимо установить новую башню, а затраты намного выше.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.3.4. Сокращение выбросов при транспортировании кокса

Описание

Меры для сокращения выбросов загрязняющих веществ при технологических операциях, связанных с подготовкой и транспортировкой коксовой мелочи.

Техническое описание

Процесс рассева кокса по фракциям состоит из дробления, измельчения и просеивания и приводит к образованию твердых частиц, и это требует дополнительной очистки.

При транспортировании кокса сухого тушения происходит больше выбросов пыли, чем при транспортировании кокса мокрого тушения. Здание установки для рассева кокса по фракциям должно быть закрытым.

Для транспортировки кокса используются закрытые конвейеры. Для хранения кокса можно использовать разбрызгиватели для увлажнения поверхности и подавления пылеобразования. Для снижения скорости ветра можно установить ограждения или насыпи с подветренной стороны. Высота свободного падения материалов должна быть менее 0,5 м. Более подробное описание очистных устройств, входящих в состав аспирационных систем, используемых на площадках подготовки кокса, приведено в разделе 5.1.2 (включая при необходимости все подпункты указанного подраздела).

Достигнутые экологические выгоды

С помощью рукавных фильтров можно достичь концентрации выбросов твердых частиц в диапазоне 0,5 – 4,5 мг/Нм³(среднегодовые значения).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Степень улавливания пыли для циклонов в значительной степени зависит от размера частиц и конструкции циклона, и увеличивается по мере возрастания нагрузки загрязняющим веществом: для стандартных отдельных циклонов данная величина ориентировочно равна 70 – 90 % для общего количества взвешенных частиц, 30 – 90 %.

При эксплуатации электрофильтров необходим контроль состава смеси, в частности содержание углеводородов в отходящем газе.

Производительность рукавного фильтра зависит от конструктивных особенностей и может находиться в пределах 99 – 99,9 %. Добавление рукавной камеры, расположенной после электростатического фильтра, позволяет достичь очень низкого уровня выброса твердых частиц.

Производительность очистки отходящих газов от твҰрдых частиц при использовании мокрых способов очистки зависит от типа оборудования и находится в пределах 50 – 99 %. Мокрая очистка (абсорбция) от пыли может сочетаться с последующей обработкой, путем фильтрации (например, рукавные фильтры) или электростатического осаждения. Эффективностью очистки при этом находится в диапазоне от 90 до более чем 99 %.

Кросс-медиа эффекты

Во всех случаях существует необходимость утилизации остатков пыли если повторное использование/рециркуляция невозможны.

При использовании рукавных фильтров, фильтровальную ткань, если ее регенерация невозможна, следует заменять через каждые 2 – 4 года (срок службы зависит от различных факторов), чтобы не допустить образования кека.

Дополнительный расход энергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Может применяться как на новых, так и на действующих установках.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Стоимость фильтров, зависит от эффективности работы оборудования, а также используемых систем очистки (интегрированных или второстепенных).

Немаловажным фактором затрат является расход отходящего газа.

Движущая сила внедрения

Требования экологического законодательства. Экономия ресурсов. Сокращение выбросов твердых частиц, с возможностью регенерации (повторного использования в качестве сырья) являются основными движущими силами внедрения.

5.2.3.5. Закрытые ленточные конвейеры

Описание

Использование закрытых систем транспортировки материалы на между установками в пределах производственной площадки, для предотвращения выбросов загрязняющих веществ.

Техническое описание

Средством транспортировки таких грузов, как мелкозернистый уголь или кокс, является закрытый ленточный или трубчатый конвейер, который защищает окружающую среду от всех выбросов всех видов загрязняющих веществ.

Трубчатые конвейеры состоят из гибкой конвейерной ленты, которая с помощью специальных устройств формируется в герметичной трубе. Вначале – в зоне загрузки материала – лента открыта, и уголь или кокс подаются как на обычном ленточном конвейере. Эта зона простирается примерно на 12 м, и лента закрывается и формируется труба на всем протяжении транспортировки. В конце – примерно за 12 м до точки разгрузки – лента снова открывается. После разгрузки лента снова закрывается.

Достигнутые экологические выгоды

Закрытая конструкция транспортирующей ленты предотвращает неорганизованные выбросы во время транспортировки.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Взаимодействие между окружающей средой и транспортируемым материалом (например, выбросы пыли и поглощение воды из-за дождя или снега) устраняется за счет герметизации материала во время транспортировки.

По сравнению с типичными ленточными конвейерами трубчатые конвейеры имеют очень малый радиус изгиба, и такая форма трубы позволяет конвейеру изгибаться как горизонтально, так и вертикально. Эта очень гибкая маршрутизация конвейера часто означает, что конвейер с одной трубой может заменить несколько обычных ленточных конвейеров, уменьшая:

требование к нескольким точкам передачи и приводам, которые требуют больших затрат, пространства и мощности для подъема продукта в повторяющихся точках передачи;

деградация продукта и образование пыли в точках перевалки;

дорогостоящая замена футеровки желоба.

Повышенное трение между трубчатой формой конвейера и материалом также делает возможными крутые уклоны – обычно примерно на 50 % круче, чем это возможно на обычном конвейере. Это значит, что:

общая длина конвейерной системы может быть уменьшена;

конвейер и, следовательно, занимаемая площадь завода также могут быть уменьшены за счет дополнительной экономии средств.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Трубчатые конвейеры, как правило, применяются на новых и действующих установках для транспортировки грузов, образующих пыль, таких как кокс, мелкозернистый уголь или губчатое железо. Применяется на заводе в Германии.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.3.6. Герметичная система газоочистки коксовой печи

Описание

Использование герметичных систем для очистки коксового газа от примесей, для предотвращения выбросов загрязняющих веществ от неплотностей соединений.

Техническое описание

На установке газоочистки неочищенный коксовый газ очищается в несколько стадий для последующего использования в качестве топлива.

Неплотности соединений используемого оборудования, такого как фланцы, запорно-регулирующая аппаратура, клапана, насосы и т.д., могут быть истопниками выбросов летучих соединений, содержащихся в неочищенном коксовом газу. В определенной степени при рассмотрении негативных воздействий на окружающую среду, безопасные условия труда важным фактором является также то, что некоторые соединения коксового газа является канцерогенными (например, ПАУ и бензол). В этом отношении особенно важным моментом является наличие установки для переработки фракции БТК (бензол-толуол-ксилол) коксового газа как составной части системы очистки. На таких установках очистка фракции БТК оксового газа осуществляется с помощью жидкости. Затем заправленная скрубберная жидкость регенерируется, а БТК утилизируется и может быть продан.

Работа системы очистки коксового газа в условиях герметичности — это, главным образом, вопрос охраны труда и техники безопасности.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов ПАУ.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Должны быть рассмотрены все меры, обеспечивающие герметичность системы газоочистки, которые включают следующие соображения:

минимизацию количества фланцев с помощью сварки трубопроводов, если это возможно;

использование герметичных систем перекачки (например, насосов с магнитным приводом или насосов с двойным уплотнением);

предотвращение выбросов из запорных клапанов в баках хранения. Обычно это достигается с помощью соединения выпуска клапана с газосборником (может также использоваться сбор газов и последующее сжигание или применение газовой подушки, либо скруббер отходящих газов);

использование специальных уплотнений для фланцев и клапанов для предотвращения загрязнения воздуха, а также закрытых процессов без выбросов, таких как процесс Клауса с рециклингом остаточных газов или очистка смолы и жидкости с рециклингом смолистого остатка;

ограждение системы со смолистым остатком. Твердые частицы отделяются от неочищенной смолы, поступающей из механического осветлителя в герметичную центрифугу. Смола после центрифуги подается через приемное устройство в баки для хранения смолы. Отделенный смолистый остаток из выхода твердых частиц центрифуги собирается в емкости, перед откачкой его насосом для сыпучих тел высокого давления в весовой бункер в расходной башне. Загрузка соединяется с потоком угля таким образом, что обеспечивается качественная смесь смолистого остатка с углем. В случае необходимости возможно удаление смолистого остатка в передвижной контейнер.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется как на новых, так и на действующих заводах. К примеру, на Voestalpine (Линц, Австрия); Corus (Эймюйден, Нидерланды) и ArcelorMittal, (Гент, Бельгия). Во всех заводах Бельгии работают практически газонепроницаемые очистные сооружения для очистки коксового газа.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов ПАУ.

5.2.4. Технические решения по очистке сточных вод

5.2.4.1. Удаление смолы (и ПАУ) из стоков

Описание

Техника или совокупность техник направленных на очистку сточных вод от смолистых соединений.

Техническое описание

Сточные воды, не содержащие аммиака, обычно не содержат смолы, но, в случаях, когда это происходит, смола оказывает неблагоприятное воздействие на работу биологической очистки сточных вод. Присутствие полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в смоле может вызвать проблемы, в виду их токсического действия на микроорганизмы, содержащиеся в активном иле. Так как ПАУ относительно трудно разлагаются, необходимо, по возможности, удалить смолу из угольной воды перед ее биологической очисткой.

Смолу можно удалить путем добавления коагулирующих химикатов и последующего разделения с использованием такой техники, как:

гравитационное осаждение, иногда сопровождаемое фильтрацией;

центрифугирование угольной воды;

флотация;

фильтрация песка.

При такой обработке большая часть смолы удаляется из сточных вод в виде высоко концентрированной фильтровальной кека или шлама, который подлежит дальнейшей обработке, например, путем рециркуляции в коксовые печи.

Описание методов также приведено в разделе 5.1.3.3.

Достигнутые экологические выгоды

Согласно данных Агентства по охране окружающей среды США, при фильтрации песком может быть достигнута концентрация ПАУ в сточной воде менее 700 – 800 г/л при эффективности удаления 99 %.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

См. раздел 5.1.3.3.

Кросс-медиа эффекты

Все указанные методы удаления смолы приводят к образованию отходов. Однако эти содержащие смолу отходы, включая смоляной остаток декантера, могут быть переработаны в коксовые печи.

Технические соображения, касающиеся применимости

Удаление смолы перед очисткой сточных вод применимо как на новых, так и на действующих установках. Осаждение и фильтрация используются на заводе Corus, (Эймюйден, Нидерланды).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.4.2. Удаление аммиака из сточных вод

Описание

Использование щелочных растворов при удалении аммиака из сточных вод для повышения эффективности биологоческой очистки.

Техническое описание

Поддержание низкой концентрации аммиака в отпаривателе и сточных водах благоприятствует эксплуатация установки биологической очистки сточных вод. Эффективность удаления зависит от добавления щелочи и пара, от конструкции очистителя (количества ступеней). Большая доза NaOH и увеличение количества стадий могут значительно снизить концентрацию аммиака в сточных водах.

Достигнутые экологические выгоды

Концентрация аммиака в сточных водах может варьироваться от 20 до 150 мг/л в зависимости от дозировки пара и щелочи, а также конструкции очистителя. Значения от 20 до 40 мг/л достижимы, но могут и не потребоваться из-за корректировки соответствующего баланса соотношения БПК5/фософр/азот в сточных водах перед биологической очисткой.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Когда очистка сточных вод завода включает нитрификацию и последующую денитрификацию, удаление аммиака из сточных вод является менее критичным. В этом случае необходимо провести оценку экологических и экономических аспектов между удалением аммиака и удалением аммиака на установке биологической очистки сточных вод.

Кросс-медиа эффекты

Очистные устройства потребляют энергию в виде пара (0,1 – 0,2 т пара на м³ сточных вод) и щелочи (NaOH; 6 – 22 л/м³). Ранее вместо гидроксида натрия (NaOH) использовалась известь. Более высокие дозы пара и щелочей приводят к снижению концентрации аммиака (NH₃) в сточных водах. Кроме того, образуется насыщенный аммиаком (NH₃) и сероводородом (H₂S) пар, который необходимо обрабатывать, например, на установке по производству серной кислоты (H₂SO₄), установке Клауса или в установках кристаллизации сульфата аммония ((NH₄)₂SO₄).

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется как на новых, так и на действующих заводах. Почти на всех коксовых заводах по всему миру используется устройство для удаления аммиака.

Экономика

Установка для удаления аммиака, производительностью 120 м³/час, согласно данным ArcelorMittal (Авилес, Испания) в 2005 году обошлась в 0,8 млн евро.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.2.4.3. Очистка сточных вод

Описание

Техники или совокупность техник, направленных на очистку сточных вод, образующихся при производстве кокса. Могут включать в себя как биологические, так и химические методы.

Техническое описание

Сточные воды коксового завода содержат смесь углеводородов, цианистых соединений и соединений азота в относительно высоких концентрациях. Во всех случаях сточные воды проходят через очиститель аммиака (NH₃) перед дальнейшей обработкой.

При биологической очистке смола часто удаляется с помощью физико-химического процесса, а сточные воды в большинстве случаев, разбавляются, чтобы избежать токсического воздействия на микроорганизмы, особенно ингибирования нитрифицирующих бактерий. Наиболее часто применяемым биологическим методом очистки сточных вод коксовых печей является аэробная биологическая система с активным илом.

В аэробной системе с активным илом, биоразлагаемые загрязняющие вещества биологически разлагаются до оксида углерода (CO)₂, H₂O и минералов, а не разлагаемые неполярные компоненты (большинство ПАУ и тяжелых металлов) удаляются из водной фазы путем частичной адсорбции в активном иле. На практике большинство потенциально опасных загрязняющих веществ, таких как фенолы, цианиды и ароматические углеводороды подвергаются биологическому разложению, а тяжелые металлы частично удаляются путем адсорбции в активном иле.

Системы с активным илом при соотношении бедная питательной среда/микроорганизы (П/M) предпочтительны с экологической точки зрения, при котором также обеспечивается биодеградацию сильно биоразлагаемых органических соединений. Соотношение П/М представляет собой отношение органического вещества к активному илу в виде взвешенных веществ в смешанном растворе (ВВСР) и выражается как "кг ХПК/кг ВВСР/сутки", где ХПК – это химическая потребность в кислороде.

При аэрации может использоваться кислород вместо окружающего воздуха, что позволяет контролировать процесс и снижает "улетучиваемость" летучих компонентов в сточных водах. Например, кислородная аэрация используется на ArcelorMittal (Гент, Бельгия).

Кроме аэробных систем, также используются методы нитрификации и (бескислородной) денитрификации. В некоторых случаях для очистки сточных вод используется биологическая система, основанная на псевдосжиженном слое.

Нитрификация используется для удаления аммония (NH₄+) из сточных вод. Традиционная конструкция системы аэробно-активированного ила может использоваться до установки нитрификации. При этом система должна иметь очень низкое соотношение П/М и высокую скорость рециркуляции для предотвращения вымывания медленно растущих нитрифицирующих бактерий. Бактерии в процессе нитрификации превращают аммоний в нитрат (NO₃-). В таких условиях сильно биоразлагаемые органические соединения также могут быть минерализованы с высокой эффективностью удаления.

При ужесточении требований к содержанию соединений азота в отводимых сточных водах (требования законодательства) могут потребоваться дополнительные меры по снижению их концентрации, такие как бескислородная обработка сточных вод. При выборе вариантов компоновки установок, предпочтение можно отдать установкам с использованием концепции предварительной денитрификации/нитрификации. Аналогично традиционному процессу нитрификации в качестве предварительной очистки используется система аэробно-активного ила, но с одним отличием. Перед аэрацией сточных вод добавляют богатую нитратами воду, полученную на стадии нитрификации. В бескислородных условиях бактерии используют нитрат в качестве концевых акцепторов электронов вместо молекулярного кислорода (O₂). Азот выделяется в виде молекулярного азота (N₂).

Процесс биомеханической очистки использует бактерии для удаления всех токсичных веществ из сточных вод коксохимического завода сталелитейного завода Hüttenwerke Krupp-Mannesmann в Дуйсбурге (Германия). После дополнительной обработки вода становится настолько чистой, что что ее можно без проблем сливать в близлежащую реку Рейн.

Для этого используются бактериальные культуры, способные справиться даже с высокими концентрациями вредных веществ, что исключает необходимость процесса предварительного разбавления раствором. Новые фильтрующие мембраны гарантируют, что в конце процесса бактериальные культуры будут полностью отделены, оставляя сточные воды без биомассы. Производительность процесса составляет до 30 м³сточных вод в час.

Денитрификация — это биологический процесс, при котором нитрат превращается бактериями в газообразный азот. Этот процесс происходит в анаэробных или бескислородных условиях. Таким образом, в установке должна быть специальная часть, где концентрация растворенного кислорода более или менее равна нулю. Однако, для денитрифицирующих бактерий также необходимо немного ХПК в качестве корма. При вводе (части) притока в бескислородную часть установки и рециркуляции нитрифицированных сточных вод образуются ХПК и нитраты. Поскольку денитрификация происходит в первой части установки, это называется предварительной денитрификацией.

Новая системы очистки воды в Corus в Иджмуйдене (Нидерланды) является БОС, установкой типа "карусель", которая была построена в 1999 - 2000 годах. Установки типа "карусель" довольно распространены в Западной Европе, где они довольно часто применяются для очистки бытовых сточных вод.

Большие резервуары с поверхностными аэраторами и относительно высокие скорости делают установку больше похожей на реактор полного смешивания. Управление аэраторами осуществляется путем непрерывного измерения растворенного кислорода и сравнения его с заданным значением 1,5 – 2 мг/л. За биологической очисткой были установлены песочные фильтры непрерывной обратной промывки. Несмотря на то, что комбинация сточных вод легко поддается очистке, иногда в переливе конечного отстойника присутствуют очень мелкие биологические скопления. Избыточный осадок сначала перекачивается в загуститель., после чего его обезвоживают и смешивают с углем, который используется в качестве сырья для печей.

Альтернативой могут быть другие методы удаления взвешенных твердых частиц, такие как флотация и песочные фильтры или очистка сточных вод в сочетании с бытовыми сточными водами, если для этого есть необходимые условия.

Достигнутые экологические выгоды

Системы с низкой удельной нагрузкой обеспечивают лучшую производительность и позволяют разлагать аммиак посредством нитрификации. Низкая удельная нагрузка также усиливает разрушение органических соединений с низкой скоростью разложения. При использовании установок нитрификации, в сточных водах образуется нитрат, концентрации которого могут достигать 200 мг/л.

Содержание азота при использовании систем нитрификации-денитрификации заметно ниже по сравнению с системами с высоким соотношением П/M или только с нитрификацией.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При использовании аэробной системы с активным илом добавляют фосфат и каустическую соду. Каустическая сода используется для регулирования рН. Осаждение усиливается добавлением хлорида железа (FeCl₃) и полимера. Следует отметить, что не на всех заводах используются добавки.

Кросс-медиа эффекты

Активный ил образуется на очистных сооружениях сточных вод. Избыточный активный ил может быть добавлен к угольному сырью коксовой установки.

Образование активный ила, который может быть добавлен к угольному сырью коксовой установки.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Указанные методы применяются на ArcelorMittal (Гент, Бельгия), ArcelorMittal (Сереманж, Франция), ZKS (Диллинген, Германия), Hüttenwerke Krupp Mannesmann (Дуйсбург-Хакинген, Германия), Rivagroup (Таранто, Италия).

Экономика

Известен случай, при котором, для расширения системы нитрификации до системы предварительной очистки, инвестиции составили 0,6 млн евро в 1994 году, а общий объем инвестиций составил 4,6 млн евро. Эксплуатационные расходы, рассчитанные в 1996 году, составили 345 000 евро в год (0,57 евро/т кокса), включая платежи за сточные воды.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства. Снижение содержания соединений азота в сбрасываемых сточных водах.

5.3. НДТ при производстве карбида кальция

5.3.1. Полный сбор печного газа

Описание

Использование конструктивных особенностей (закрытые печи) для предотвращения выбросов загрязняющих веществ с отходящими газами, при производстве карбида кальция.

Техническое описание

Печной газ (CO) представляет собой побочный продукт от производства карбида кальция (CaC₂) на заводах, использующих закрытые трехфазные печи, которые предусматривают полный сбор печного газа. В странах ЕС используются печи либо замкнутого (например, Австрия, Германия), либо полузамкнутого (например, Швеция), или же открытого типа (например, Испания, Словения). За последние годы разработки велись в направлении надежных замкнутых печей среднего размера, в большей степени отвечающих рыночной ситуации и требованиям доступного сырья.

Преимущества закрытых печей — существенно меньший выброс пыли в атмосферу и полное улавливание оксида углерода (CO), что значительно улучшает энергетический баланс. Мощные закрытые печи (выше 40 МВА) имеют дополнительные преимущества — меньшие капитальные вложения на 1 т продукта, меньшее тепловое излучение, более полное улавливание газа и меньшую стоимость карбида. В то же время для таких печей необходима более тщательная подготовка сырья, чтобы гарантировать работу печи с требуемой производительностью [61].

Промежуточный тип между открытыми и замкнутыми печами— печи полузамкнутого типа, в которых зона электродов негерметизирована. В таких печах благодаря наличию охлаждаемого водой газосборника можно на 70—80 % улавливать реакционный газ. По показателям эти печи сравнимы с печами замкнутого типа.

Достигнутые экологические выгоды

Современные электропечи имеют полностью замкнутую конструкцию, что позволяет собирать, очищать и затем использовать насыщенный пылью печной газ, содержащий побочный продукт – оксид углерода (CO), а не сжигать его в факелах.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В случаях применения печей открытого типа оксид углерода (СО) не собирается и, следовательно, не является пригодным для использования побочным продуктом производства карбида кальция (CaC₂). Вместе с тем, у этого процесса есть и другие преимущества, такие как возможность выбора более широкого ассортимента используемого сырья и чрезвычайно высокая гибкость процесса.

Печи замкнутого типа используются Qinghai Dongsheng Chemical Co., Ltd., Inner Mongolia baiyanhu Chemical Co., Ltd. и Ningxia Dadi metallurgical Co., Ltd., (Китай), основанных на использовании систем типа Hatch 90 MW/. В усовершенствованную конструкцию были включены многочисленные улучшения безопасности по сравнению с существующими процессами, включая, в частности, полностью герметичную систему, которая предотвращает потенциальное и опасное проникновение воздуха, уплотнение фланцев с обнаружением утечек, систему промывки от пыли для удаления унесенного газа оксида углерода (CO), а также полностью автоматическое управление процессом, включая все последовательности запуска, выключения, продувки и работы. Отходящие газы печи (в основном оксид углерода (CO)) полностью рекуперируются в виде чистого холодного потока газа под давлением для повторного использования в других процессах.

Пыль отходящих газов печи содержит кокс и известь из шихтовой смеси, а также окисленные дым и углерод, которые образовались в печи. Она может быть переработана в цементной или известковой печи для восстановления оксида кальция (CaO) и сжигания любого углерода или других вредных веществ.

Потребление воды незначительно и ограничивается первым заполнением замкнутого контура и подпиткой в случае утечек. Тепло может отводиться непосредственно в атмосферу с помощью теплообменников с воздушным охлаждением или в открытый контур.

Кросс-медиа эффекты

Более высокие требования к сырью.

Технические соображения, касающиеся применимости

Может применяться на заводах, производящих карбид кальция. Примеры заводов: в Ландеке, Австрия (замкнутая печь), в Тростберге, Германия (замкнутая печь), в Руше, Словения (открытая печь)

Экономика

Снижение капитальных вложений на 1 т продукта, снижение стоимости получаемого продукта.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Повторное использование образующейся энергии.

5.3.2. Система сухого обеспыливания для очистки печного газа

Описание

Очистка печного газа от пыли, содержащий побочный продукт - оксид углерода (CO), с последующей утилизацией вместо сжигания в факеле.

Техническое описание

При сухом обеспыливании печной газ фильтруется, например, с помощью автономных фильтровальных свечей из керамоволокна. Их поверхности очищаются в автономном режиме струйными импульсами предварительно очищенного газа или азота. Показатели пыли, которые могут быть достигнуты, при использовании, составляют менее 1 мг/Нм³. В завершение горячий печной газ охлаждается в теплообменнике.

В случаях использования печей открытого типа максимально допустимое содержание пыли <3 мг/Нм³. При этом необходимо учитывать значительное разбавление отработанного газа.

Достигнутые экологические выгоды

Насыщенный пылью печной газ, содержащий побочный продукт - оксид углерода (CO), фильтруется для возможности повторного использования.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Типичный состав печного газа, в зависимости от качественных характеристик используемого сырья: 80 – 90 % оксид углерода (CO), 1 % метан (CH₄), 6 – 15 % водород (H₂), 2 – 7 % азот (N₂) и 0,5 – 3 % оксид углерода (CO)₂. Печной газ, обогащенный оксидом углерода (CO), обычно используется в качестве топлива после очистки.

Кросс-медиа эффекты

Утилизация пыли является проблематичной из-за наличия растворимых цианидов. Остатки на фильтрах подлежат прокаливанию для разрушения цианида.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется на установках по производству карбида кальция (CaC₂), интегрированных либо с другими последующими установками, где может использоваться очищенный печной газ, либо подключенных к сети подачи топливного газа. Применяется на заводах по производству карбида кальция в Ландеке (Австрия) (замкнутая печь), Руше (Словения) (открытая печь).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Повторное использование образующейся энергии.

5.3.3. Система гидрообеспыливания для очистки печного газа

Описание

Очистка печного газа методом гидрообеспыливания.

Техническое описание

При гидрообеспыливании газ пропускается через ряд промывных башен и орошается оборотной водой. На последнем этапе промыватели (дезинтеграторы) снижают содержание пыли приблизительно до 5 мг/Нм³.

Для очистки газа может применяться влажный способ обработки. К примеру, насыщенный оксидом углерода (CO) газ, используемый в качестве топлива, проходит очистку внутри двухступенчатой промывной башни, перед попаданием в известеобжигательную печь. Затем дымовой печной газ, выходящий из этой печи, подвергается очистке с помощью скруббера Вентури.

Достигнутые экологические выгоды

Насыщенный пылью печной газ, содержащий побочный продукт - оксид углерода (CO), промывается жидкостью для удаления пыли. Очищенный газ может использоваться повторно.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Отсутствуют.

Кросс-медиа эффекты

Применение влажного способа очистки газа дополнительно требует очистки отработанной воды для удаления цианидов, содержащихся в насыщенном пылью печном газе.

Технические соображения, касающиеся применимости

Может применяться на заводах, производящих карбид кальция. К примеру, применяется на заводе по производству карбида кальция (CaC₂) в Ландеке (Австрия).

Экономика

Инвестиции будут зависеть от конкретного объекта.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

5.3.4. Обработка отработанной воды (для процесса гидрообеспыливания)

Описание

Скрубберная вода, образующаяся в результате влажной очистки печного газа, содержит цианиды, которые подлежат удалению методом химической обработки.

Техническое описание

Шлам сточных вод, в отстойном резервуаре, промывается (снижение содержания магния), после чего механически обезвоживается в фильтр-прессе, а затем термически в сушильном аппарате. После этого возможно частичное повторное введение через полые электроды, однако, магний (Mn) вызывает проблемы с выпариванием и образованием корки. Оставшийся обезвоженный шлам сбрасывается. По имеющимся данным, цианид в шламе может осаждается в виде комплекса железа, а шлам отделяется сгустителями (например, гидроциклонами). В Ландеке (Австрия), обработка отработанных вод включает в себя химическую очистку путем добавления хлора (Cl₂) для разрушения цианида. Дозировка и контроль хлора осуществляется при помощи окислительно-восстановительного электрода с учетом концентрации цианида. Затем шлам подвергается дальнейшей обработке и частичной переработке (до 20 %).

Достигнутые экологические выгоды

Скрубберная вода, образующаяся в результате влажной очистки печного газа, содержит цианиды, которые разрушаются при химической обработке, тем самым уменьшая воздействие производства карбида кальция (CaC₂) на окружающую среду.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Отсутствуют.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применительно к установкам, использующим процесса гидрообеспыливания для очистки печного газа. Внедрено на заводе по производству карбида кальция в Ландеке (Австрия).

Экономика

Инвестиции будут зависеть от конкретного объекта.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства. Повторное использование сточных вод.

5.3.5. Использование печного газа

Описание

Повторное использование ресурсов печного газа.

Техническое описание

Печной газ имеет типичный состав, включающий 80 – 90 % оксид углерода (CO), 1 % метана (CH₄), 6 – 15 % водорода (H₂), 2 – 7 % азота (N₂) и 0,5 – 3 % диоксида углерода (CO₂), в зависимости от характеристик сырья. Насыщенный оксидом углерода (CO) печной газ после очистки, как правило, используется в качестве топлива. Излишки газа с высоким содержанием оксида углерода (CO) сжигаются в факеле. Известны различные области применения печного газа. В Ландеке (Австрия), очищенный печной газ используется в известеобжигательной печи.

В Тростберге (Германия), очищенный и спрессованный печной газ направляется на близлежащий промышленный объект, где он используется в качестве технологического газа для обогрева и сырья.

Достигнутые экологические выгоды

Насыщенный пылью печной газ, содержащий побочный продукт - оксид углерода (CO), подвергается обеспыливанию и затем используется, а не сжигается в факелах.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Печной газ оксида углерода (CO) является побочным продуктом производства карбида кальция. В некоторых странах мира производители карбида разработали дополнительные химические процессы с целью максимально эффективного использования обоих продуктов.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применительно на интегрированных заводах по производству карбида кальция, объединенных с другими заводами по переработке и сбыту, где может быть использован очищенный печной газ, либо подключенных к сети топливного газа.

Завод по производству карбида кальция в Ландеке (Австрия). Завод по производству карбида кальция в Тростберге (Германия) [67, 68].

Экономика

Инвестиции будут зависеть от конкретного объекта.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства. Повторное использование энергии, содержащейся в печном газе.

5.3.6. Сбор и обработка отходящих дымовых газов при выпуске плавки

Описание

Очистка отходящих газов от пыли путем пропуска, к примеру, через плотно сплетенную или войлочную ткань, в результате чего твердые частицы собираются на ткани путем просеивания или другими способами.

Техническое описание

Использование аспирационных систем для отведения и последующей очистки дымовых газов, является типичным процессом, применительным к дымовым газам. Для сокращения выбросов используется рукавный фильтр (см. также 5.1.2.3). Так, на приведенном в качестве примера заводе в Ландеке (Австрия) выбросы пыли в результате отвода сократились с 76 г/т карбида кальция (CaC₂) до 9 г/т карбида кальция (CaC₂) за счет установки системы сухой очистки.

В целях снижения уровня пылеобразования на других этапах производства (установка по опрокидыванию вагонеток, дробилка, сушка кокса, обеспыливание сырья, хранение карбида кальция, рециркуляция шлама сточных вод) применяются рукавные фильтры.

Достигнутые экологические выгоды

Значительное сокращение выбросов пыли карбида кальция в процессе отвода.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Производительность зависит от типа применимого оборудования для очистки и может находиться до 99 – 99,9 %.

Кросс-медиа эффекты

В случаях невозможности повторного использования уловленных частиц, необходима дополнительно, утилизация.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае (типа и количества используемых фильтровальных рукавов).

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.4. НДТ при производстве чугуна

5.4.1. Технические решения по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в доменных цехах

5.4.1.1. Обеспыливание на литейном дворе (летки, желоба, ковши для транспортировки жидкого чугуна, канавы при выпуске чугуна)

Описание

Использование мер или комплекса мер, направленных на сокращение выбросов загрязняющих веществ выплавке чугуна в литейном цеху.

Техническое описание

Расплавленный чугун и шлак разливаются из доменной печи и проходят по желобам в ковш и в установку для обработки шлака соответственно. Во время выпуска/разливки жидкий чугун вступает в контакт с атмосферным кислородом (O₂). В результате высокой температуры чугуна (1300 – 1500 °C) он вступает в реакцию с кислородом с образованием оксидов железа (например, Fe₂O₃), "бурый дым". Шлак не вступает в реакцию с атмосферным кислородом, поскольку большая часть его компонентов уже окислена. Однако щелочные оксиды (например, Na₂O и K₂O) могут испаряться из шлака, образуя выбросы твердых частиц.

Измерения дымовых газов при обеспыливании литейного двора показывают выбросы пыли при отсутствии мер пылеподавления в диапазоне 100 – 400 мг/Нм³(единичные измерения).

Применение мер для снижения выбросов пыли при разливке:

покрытие желобов мобильными передвижными крышками

рассеивание кислорода при разливке жидкого чугуна с помощью покрывающего слоя из азота (N₂). Таким образом, предотвращается образование оксидов железа (см. описание 5.4.3.2).

Оптимизация эффективности улавливания неорганизованных выбросов пыли и дыма выражается в последующей очисткой отходящих газов с помощью электрофильтра или рукавного фильтра.

Достигнутые экологические выгоды

Удельный расход отводимого газа (отходящего газа) составляет 1200 – 3300 Нм³/т жидкого чугуна. С помощью эффективной системы сбора пыли и дальнейшей очистки (например, рукавного фильтра) могут быть достигнуты удельные коэффициенты выбросов менее 10 г/т жидкого чугуна. Эффективность пылеулавливания, а также систем пылеудаления с применением рукавных фильтров может достигать 99 %.

На доменной печи Voestalpine A (Линц, Австрия) (производство чугуна около 3,5 млн тонн в год) была установлена система обеспыливания литейного двора с рукавным фильтром, обрабатывающая 700 тысяч м³/ч. Выбросы пыли измеряются непрерывно. Среднегодовые выбросы составили 11,0 мг/Нм³(2004) и 2,2 мг/Нм³(2005) после замены футеровки доменной печи и внедрения системы обеспыливания литейного двора, которая была проведена в конце 2004 года. Последние среднесуточные значения выбросов находятся в диапазоне 3 – 10 мг/Нм³.

Немецкие установки обеспечивают выбросы пыли при использовании рукавных фильтров на уровне 0,3 – 1 мг/Нм³(в среднем за год) и 0,38 – 0,49 мг/Нм³(в среднем за сутки). Описание техник обеспыливания приведено в разделе 5.1.2.

На бункерных эстакадах доменных печей Магнитогорского металлургического комбината в 2021 году смонтированы системы пылеподавления. Данная система помогает бороться с пылью во время выгрузки исходного сырья из хопперов в приемные бункера, а также при транспортировке по участку шихтоподачи до самой печи. Эффективность работы системы пылеподавления составляет 83 % при гарантийном показателе 80 %.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Во время выпуска/разливки на тонну выплавляемого чугуна образуется примерно 400 – 1500 г пыли, если не применяются меры по борьбе с загрязнением. Отвод воздуха из зоны укрытия желобов приводит к большему образованию пыли из-за повышенной доступности кислорода.

В тех случаях, когда желоба закрыты крышками, а пыль откачивается и обрабатывается, наиболее важным параметром является эффективность еҰ удаления. Особое внимание следует уделить покрытию желобов. Покрытия желобов должны быть плотно соединены, чтобы обеспечить герметичность системы.

Основными пунктами откачивания в литейном дворе являются: выпускное отверстие, канавы при выпуске чугуна, наклонный желоб (при заливке в миксерный ковш для транспортировки жидкого чугуна).

Кросс-медиа эффекты

Применение удаления и очистки газов потребляет дополнительную энергию, поскольку для этого требуются мощные вентиляторы. Собранная пыль имеет высокое содержание железа и может быть переработана, к примеру, на агломерационной установке.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Методы применяются на практике без существенных проблем, к примеру на доменной печи 7, Corus (Эймюйден, Нидерланды), доменных печах 5, 6 и А Вестальпайн (Линц, Австрия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

АО "Северсталь" (Россия) в 2022 году завершила комплекс капитальных ремонтов в металлургическом производстве Череповецкого меткомбината (ЧерМК), в частности обновили мощности ключевых агрегатов металлургической цепочки – больших доменных печей, машин разливки чугуна, конвертера и гибкого агрегата – дуговой сталеплавильной печи.

В рамках комплекса капремонтов доменных печей восстановлено оборудование загрузочных устройств, систем подачи материалов и газоочисток.

Кроме того, в период капитального ремонта была произведена очистка шламопровода, что позволило сделать работу конвертера более эффективной и экологичной. Инвестиции составили порядка 141,315 млн рублей.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов в окружающую среду. Требования экологического законодательства. Экономия ресурсов.

5.4.1.2. Подавление дыма при заливке жидкого чугуна

Описание

Предотвращение образования дыма, с помощью систем укрытий, исключающих попадание кислорода и взаимодействия его с расплавленным металлом.

Техническое описание

Для предотвращения реагирования расплавленного чугуна с атмосферным кислородом (подавление образования дыма) весь маршрут транспортирования расплавленного чугуна от летки через различные распределительные и перегрузочные пункты до миксерного ковша закрывается с помощью тщательно спроектированных систем укрытия. Пространство между расплавленным чугуном и укрытиями должно быть как можно меньше, и в случае необходимости, должно заполняться азотом (инертным газом). На металлургических заводах с полным циклом для этой цели азот производится на блоках разделения воздуха при производстве кислорода.

Этот новый метод исключает установку и эксплуатацию сложных и дорогостоящих вытяжных и фильтрующих систем, которые были рассмотрены ранее, и, таким образом, приводит к значительной экономии средств. Также снижаются затраты на переработку фильтрующей пыли. Этот метод особенно хорошо работает, когда объемы, которые должны быть заключены как в выпускном отверстии (на летке в плавильных печах), так и в точке загрузки в ковш сигарообразной формы, относительно компактны.

В этих условиях могут быть сконструированы закрытые корпуса ограниченного объема, что облегчает применение этого метода. Тем не менее, установлено, что необходимо использовать систему вытяжной вентиляции в районе выпускного отверстия и когда миксерный ковш имеет большой объем, например, при использовании качающегося желоба (в отличие от сливного желоба затопленного типа) эффективность системы подавления с азотом недостаточна и необходимо переходить на классическую приточно-вытяжную систему. Можно использовать общий фильтр для вытяжной системы вентиляции как для летки, так и заливки в ковш. Процесс пылеобразования с применением азота и без азота во время заливки жидкого чугуна (на уровне миксерного ковша) в зависимости от расхода жидкого чугуна различен. При использовании азота некоторые показатели примерно в 100 раз ниже.

Достигнутые экологические выгоды

При обычном литье образуется 0,4 – 1,5 кг пыли на тонну горячего металла. Это количество уменьшается за счет пылеподавления примерно до 0,012 кг пыли на тонну горячего металла.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Опыт работы с системой подавления дыма на предприятии ArcelorMittal, (Бремен, Германия), показывает, что условия эксплуатации остаются неизменными без существенных проблем.

Кросс-медиа эффекты

Если сравнивать систему с обычными системами обеспыливания, то существенных кросс-медиа эффектов не наблюдается. При использовании такого большого количества азота следует следить за тем, чтобы азот не скапливался внутри литейного цеха.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Применение на действующих производствах может быть ограничено большими объемами образующихся газов.

Экономика

Данный метод подавления дыма значительно дешевле. Затраты на электроэнергию также намного ниже, чем в обычных системах. Однако затраты на азот могут варьироваться в зависимости от местных условий.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.4.1.3. Использование футеровки желобов, не содержащей смолы

Описание

Использование огнеупорных материалов при футеровке желобов.

Техническое описание

Система желобов в литейном дворе доменной печи выполнена из огнеупорного наружного слоя (например, бетона). Желоба футерованы термостойким материалом на основе глинозема, встроенного в углеродную матрицу. Каменноугольный пек (смола) может служить связующим веществом.

Футеровка защищает наружный слой от теплового воздействия жидкого чугуна и (особенно) жидкого шлака. Футеровка подвержена износу и обновляется каждые несколько недель. Качество углеродной матрицы является важным фактором долговечности футеровки желобов. Слабая матрица не будет держать глинозем, и поэтому футеровка будет изнашиваться быстрее.

Требуемая крепость смеси достигается только после нагревания в течение нескольких часов с помощью горелок. Разложение смолы при нагревании приводит к выделению углеводородов (и ПАУ). Незначительная часть выбросов происходит при разливке шлака и жидкого чугуна.

Разработан и успешно применяется новый тип футеровки желобов, не содержащий смолы. Благодаря новой футеровке выбросы летучих органических соединений (ЛОС) и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) значительно снижены. Новый материал обладает такой же стойкостью к шлаку, а прочность может быть даже выше, чем у традиционных футеровок.

Достигнутые экологические выгоды

В результате использования футеровок, не содержащих смолы, выбросы ЛОС и ПАУ сокращаются на 99 %.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Метод применяется в Corus (Нидерланды) - увеличен срок службы футеровки.

Кросс-медиа эффекты

Снижение концентраций ЛОС и ПАУ приводит к благоприятным условиям труда для персонала.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах.

Экономика

В зависимости от применяемого материала в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов ЛОС и ПАУ, улучшение условий труда.

5.4.1.4. Очистка доменного газа

Описание

Очистка доменного газа, для соответствия требованиям газоснабжения (газораспределительной сети).

Техническое описание

На выходе из доменной печи доменный газ ("колошниковый газ") содержит пыль, цианиды (HCN), аммиак (NH₃) и соединения серы. Очистку доменного газа обычно проводят в три этапа: предварительная грубая очистка для удаления крупной пыли (могут использоваться рукавные фильтры, электрофильтры); охлаждение, которое является частью операции очистки и глубокой конечной очистки для удаления мелкой пыли (и, следовательно, тяжелых металлов), диоксида серы (SO₂) и цианистых соединений.

Предварительная очистка удаляет крупные частицы, что облегчает последующую глубокую очистку и позволяет добавлять железосодержащую пыль обратно в шихту или возвращать ее на агломерационную установку. Грубая очистка производится с помощью дефлекторов (воздуховода системы вентиляции), сухого циклона или пылеуловителей. Скорость газа уменьшается по мере того, как он спускается по воздуховоду/вентиляционному каналу, и частицы пыли, содержащиеся в газе, оседают в нижней части пылеуловителя под действием силы тяжести. Затем газ выходит из пылеуловителя и направляется по трубе к оборудованию, которое выполняет глубокую очистку.

На втором этапе пыль, в том числе оксид цинка (ZnO) и углерод (С), цианид и аммиак (NH₃) удаляются мокрой очисткой. Для этого используются скрубберы насадочного типа с промывными решетками, типа Вентури или с кольцевым зазором. В некоторых случаях применяется мокрый электрофильтр. На современных установках особое внимание уделяется перепаду давления в системе газоочистки, поскольку высокий перепад давления оказывает негативное влияние на энергоэффективность утилизационной турбины газового давления на колошнике. Таким образом, цель состоит в создании систем газоочистки с низким перепадом давления и высокой эффективностью очистки газа. Более подробное описание мокрых методов очистки приведено в разделе 5.1.2.

Достигнутые экологические выгоды

Системы очистки доменного газа обычно высокоэффективны, достигая остаточной концентрации пыли в 1 – 10 мг/Нм³. Пыль, неулавливаемая системой газоочистки, выбрасывается или сгорает в месте сгорания газообразного топлива.

Перепад давления в системе газоочистки зависит от типа используемого оборудования. Зарегистрированные перепады давления в двух современных системах составляли от 0,07 до 0,14 бар. Перепады давления в старых системах колеблются в пределах 0,15 – 0,5 бар.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На современных установках особое внимание уделяется перепаду давления в системе газоочистки, поскольку высокий перепад давления оказывает негативное влияние на энергоэффективность турбины рекуперации верхнего давления газа. Таким образом, цель состоит в том, чтобы сконструировать систему очистки газа системы с низким перепадом давления и высокой эффективностью очистки газа.

Кросс-медиа эффекты

Следует отметить, что скрубберы генерируют поток загрязненных сточных вод. Сырье с более высоким содержанием соли может обеспечить больший расход, необходимый для очистки газообразного топлива. Образующийся поток воды содержит взвешенные твердые вещества, например углерод (C) и тяжелые металлы (Zn, Pb), цианистые соединения и аммиак (NH₃). Обычно сточные воды очищаются с помощью осаждения тяжелых металлов и образуются твердые отходы (шлам).

Этот шлам доменной печи содержит относительно высокие концентрации цинка и свинца (Zn и Pb). Это затрудняет переработку осадка в производственный процесс. Цинк, в частности, является "ядом" для доменной печи. Поэтому на некоторых установках применяется гидроциклонирование для разделения потока осадка на два потока; один с низким содержанием цинка, который может быть возвращен на агломерационную установку, и второй с высоким содержанием цинка, который может храниться или утилизироваться.

Технические соображения, касающиеся применимости

Доменные печи по всему миру применяют системы очистки доменных газов.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.4.1.5. Система рекуперации газа при загрузке доменной печи

Описание

Использование систем загрузки, при которых шихта доменной печи (кокс и железосодержащие материалы) поступает в доменную печь сверху через герметичную систему загрузки, которая изолирует печные газы от атмосферы. Система необходима, поскольку давление внутри доменной печи превышает атмосферное давление (0,25 – 2,5 бар).

Техническое описание

Система загрузка может быть в виде двухконусного засыпного аппарата, или наиболее распространенной в современных доменных печах бесконусной системой (например, компании Paul Wurth).

Заполнение засыпного аппарата производится при атмосферном давлении. Для загрузки доменной печи давление газа в засыпном аппарате должно соответствовать давлению газа внутри доменной печи. Существуют различные способы достижения такого повышенного давления; наиболее распространенным является использование полуочищенного доменного газа, поступающий из газовой системы доменной печи после удаления крупной пыли, и подача его в накопитель через первый уравнительный клапан. Незначительные потери давления компенсируются с помощью вспомогательного уравнительного клапана с азотом. В некоторых установках засыпной аппарат продувается и в нем поддерживается высокое давление с подачей азота. Как только содержимое засыпного аппарата выгружается в доменную печь, его изолируют от печи, и давление обычно уравновешивается с атмосферным давлением путем нагнетания газа через глушитель шума в атмосферный воздух. Таким образом, в зависимости от размера доменной печи на одну загрузку может сбрасываться от 40 до 80 м³грязного доменного газа. Выброс доменного газа в атмосферу во время уравновешивания давления в засыпном аппарате можно предотвратить с помощью системы газоулавливания, в которой газы перенаправляются, через клапан утилизации газа, в газопровод чистого газа после скруббера. Альтернативной системой для доменных печей, работающих при нормальном давлении, является создание давления в засыпном аппарате с помощью газа, например, азота или пара, которые устанавливались на доменных печах 5 и 6 компании Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) в 2010 г.

Достигнутые экологические выгоды

Бывают моменты, когда работа доменной печи приостанавливается, например, для технического обслуживания установки, когда невозможно предотвратить некоторые неорганизованные выбросы из верхней части доменной печи. Однако, применение этой системы на доменной печи компании Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия), привело к снижению неорганизованных выбросов верхнего газа на 70 – 95 %.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Сокращение выбросов верхнего газа (оксид углерода (CO) и водород (H₂)) и пыли во время загрузки зависит от таких факторов, как объем загрузочного устройства, количество опусканий загрузочного устройства в сутки и давление газа на колошнике.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах при условии, что печь оснащена системой загрузки без конуса. Он не подходит для установок, где для создания давления в засыпных аппаратах печей используются газы, отличные от доменного газа (например, азот). Однако капитальные вложения будут сведены к минимуму при полной перестройке верхней части печи или при первой установке крышки без конуса.

Применяется почти во всех доменных печах Европы.

Экономика

Эксплуатационные расходы, включая затраты на техническое обслуживание, составляют около 0,01 евро за тонну горячего металла. С точки зрения выбросов пыли за десятилетний период, то эти инвестиции предотвращают выброс 62 тонн пыли.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов пыли, экономия энергии, связанная, например, с использованием восстановленных оксид углерода (CO) и водород (H₂) в доменных печах.

5.4.1.6. Конденсация дыма при переработке шлака

Описание

Меры, направленные на снижения уровня запаха при переработке шлака.

Техническое описание

При переработке шлака происходят выбросы сероводорода (H₂S) и диоксида серы (SO₂), что связано с образованием неприятного запаха. Для решения задач по снижению запаха некоторые установки для гранулирования работают с конденсацией дыма.

Конденсат и вода от обезвоживания шлака также циркулируют после охлаждения, если используется пресная вода. Повторное использование воды не осуществляется при использовании морской воды для грануляции шлака и конденсации дыма.

Достигнутые экологические выгоды

При конденсации дыма выбросы сероводорода (H₂S) находятся в пределах 1 – 10 г H₂S на тонну произведенного горячего металла.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При проектировании этих установок следует учитывать вопросы безопасности, особенно касающиеся проблем с водородом.

Кросс-медиа эффекты

Охлаждение циркулирующей воды требует значительных затрат энергии. Сама генерация энергии очень часто связана с выбросами серы. При конденсации дыма абсолютное количество восстановленной серы относительно невелико и может быть связано с количеством, выделяемым при генерации энергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется как на новых, так и на действующих заводах. Несколько установок по гранулированию шлака в Германии оснащены системой конденсации дыма, например в Thyssen AG (Дуйсбург, Германия), также на заводах Corus в Порт-Талботе и Сканторпе (Финляндия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов соединений серы, улучшение условий труда.

5.4.2. Технические решения по снижению сбросов загрязняющих веществ

5.4.2.1. Очистка и повторное использование промывочной воды

Описание

Очистка загрязненных вод, образующихся при использовании "мокрых" способов очистки газовых потоков.

Техническое описание

Доменный газ обычно очищается в специально разработанных скрубберах барьерного типа, типа Вентури или с кольцевым зазором. В результате образуется поток загрязненной воды, содержащий взвешенные загрязняющие вещества (1 – 10 кг/т чугуна), тяжелые металлы, цианиды и фенолы. Для сокращения количества сбрасываемых сточных вод, а также снижения объема потребления воды, могут быть использованы методы, описываемые ниже.

Для удаления загрязняющих веществ из доменного газа требуется примерно 0,3 – 4,0 л воды/Нм³, что соответствует валовому потреблению воды на тонну чугуна равному 0,4 – 8 м³. Значительная часть этой воды может быть очищена и повторно использована.

Очистка сточных вод обычно производится в круглых отстойниках. Седиментационные свойства осадка, в большинстве случаев, улучшаются путем дозирования флокулирующих веществ (анионные полиэлектролиты, смешанные полимеры или активированные кремниевые кислоты) или с помощью контактных камер. При этом необходимо обратить внимание на значение pH и жесткость воды.

Перелив осадка обычно отводится в охлаждающее устройство (например, градирню) для регулировки температуры воды, а затем возвращается в блок очистки для дальнейшего повторного использования. Добавление свежей воды после охлаждающих устройств, необходимо для того, чтобы избежать обогащения растворенных веществ.

В зависимости от условий эксплуатации доменной печи может потребоваться обработка цианидом, особенно во время операций продувки.

Процесс цианидной обработки промывочной воды на доменных печах, осуществляется путем добавления формальдегида в водный контур перед отстаиванием. Добавление формальдегида постоянно контролируется регулирующим контуром (окислительно-восстановительный потенциал), присоединенным к потоку воды перед седиментационным устройством. Оптимальная pH для протекания процесса находится в пределах 8 – 9, ниже 7 реакция не происходит, для разложения гликонитрил на цианид и формальдегид требуется pH выше 12.

Осадок после осаждения мелкодисперсных частиц имеет относительно высокое содержание цинка и может быть обработан с помощью гидроциклона.

Достигнутые экологические выгоды

Высокая эффективность рециркуляции очищаемой воды может быть достигнута при переливе всего 0,1 м³/т горячего металла. Эта вода удаляется из системы вместе со шламом доменной печи и может быть в дальнейшей очищена.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На заводе ArcelorMittal (Бремен, Германия) сбросная вода из контура очистки поступает в отстойник для дальнейшей обработки. pH корректируется с помощью раствора гидроксида натрия до pH 10,2 и добавляется раствор перекиси водорода (H₂O₂) для окисления гликонитрила до гликолевой кислоты. Высокий уровень pH также обеспечивает оптимальное отделение тяжелых металлов в сбрасываемой воде.

В Corus (Иджмюйден, Нидерланды) используется новая концепция очистки сточных вод, которая состоит из комбинированной очистки сточных вод коксового завода, доменных печей и аглофабрики в системе активного ила с предварительной денитрификацией и нитрификация с целью минимизации выбросов ХПК и соединений азота. Также см. описание в разделе 5.1.3.3.

Размещение компактных отстойников-флокуляторов оборотного цикла водоснабжения газоочисток доменных печей № 4 и 5 Енакиевского металлургического завода (Украина) на ограниченной территории рядом с водопотребляющими агрегатами позволило отказаться от строительства эстакады с водоводами для циркуляции оборотной воды и снизить затраты энергии на этот процесс.

Замена трех радиальных отстойников диаметром 30 м тремя отстойниками-флокуляторами в проекте доменной печи № 7 Новолипецкого металлургического комбината позволила снизить более чем в 2 раза стоимость строительства очистных сооружений и уменьшить площадь занимаемой территории [62].

Кросс-медиа эффекты

При рециркуляции большого количества воды необходимо использовать эффективную систему водоподготовки, так как могут возникнуть проблемы с эксплуатацией скруберров (засорение и т.д.), что в свою очередь может снизить общую производительность процесса очистки.

При очистке и рециркуляции воды образуется осадок (богатый цинком). Небольшой перелив из контура необходим для предотвращения накопления минералов/солей. Для рециркуляции промывочной воды требуется значительное количества энергии. Кроме того, следует учитывать дозировку флокулирующих агентов.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Применяется к примеру на ArcelorMittal (Бремен, Германия), Corus (Эймюйден, Нидерланды).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.4.3. Технические решения по управлению отходами

5.4.3.1. Гидроциклонирование шлама доменной печи

Описание

Извлечение цинка из доменного шлама, образующего после очистки отходящих газов с использованием жидкости, для возможности его повторного использования в качестве сырья.

Техническое описание

Колошниковый газ может содержать большое количество пыли (7 – 40 кг/т жидкого чугуна). Большая часть этой пыли удаляется на первой стадии системы очистки доменного (колошникового) газа, с помощью сухих методов. Эта часть в основном состоит из относительно крупнозернистого материала с высоким содержанием железа (Fe) и углерода (C) и перерабатывается на аглофабрике. Оставшуюся часть (1 – 10 кг/т жидкого чугуна) очищают от доменного газа методом мокрой очистки.

После осаждения образуется 3 – 5 кг шлама на тонну жидкого чугуна. Этот шлам имеет относительно высокое содержание цинка (Zn), что препятствует повторному использованию шлама на аглофабрике. Посредством гидроциклонажа (гидроциклонирования) шлама можно получить шлам с высоким и с низким содержанием цинка. Цинк в основном присутствует в виде оксида цинка (ZnO), который проявляется в виде очень мелких частиц. Гидроциклонаж концентрирует эти мелкие частицы в верхнем потоке, а бедная цинком фракция покидает циклоны через нижний поток. Следует отметить, что эффективность гидроциклонирования зависит от характеристик шлама. Шлам из нижнего потока (с бедным содержанием цинка) повторно используется на агломерационной установке. Необходимо отметить, что это повторное использование следует рассматривать в зависимости от общего расхода цинка в доменной печи. Шлам с высоким содержанием цинка из сливной камеры складируется или направляется на постоянное хранение.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение количества отходов, подлежащих утилизации.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Осадок из нижнего потока повторно используется на агломерационной установке. Богатый цинком осадок из перелива хранится или утилизируется. Часть материала была успешно восстановлена на содержание цинка, например, путем вторичной переработки. Дополнительные проблемы могут возникнуть из-за радиоактивных компонентов, которые предпочтительно остаются в мелкой фракции.

Кросс-медиа эффекты

Для работы циклонов расходуется небольшое количество энергии.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Примерами использования данного метода являются Corus (Эймюйден, Нидерланды), Thyssen Krupp Stahl AG (Дуйсбург, Германия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.4.3.2. Обработка шлака в целях внешнего использования

Описание

Доменные шлаки - отходы металлургической промышленности, которые при определенной подготовке можно использовать в различных производственных секторах. Целесообразное использование доменного шлака, как компонента для новых строительных материалов позволит улучшить экологическую обстановку и увеличит экономическую эффективность их производства.

Техническое описание

Уровень образования доменных шлаков зависит от содержания железа в исходной шихте и удельного расхода твердого топлива (т. е. кокса и пылеугольного топлива) на выплавку чугуна.

Цементная промышленность является наиболее крупным потребителем доменного гранулированного шлака, который используется как активная минеральная добавка при производстве шлакопортландцемента и в меньшей мере как сырьевой компонент при производстве цементного клинкера, при этом экономится топливо и минеральное сырье, добываемое в карьерах.

Доменные гранулированные шлаки используются для изготовления малоклинкерных вяжущих веществ, строительных растворов и бетонов бесклинкерного цемента, водостойкого гипсобетона, блоков неавтоклавного газошлакобетона, крупных стеновых панелей из автоклавного бесклинкерного газошлакобетона, сборных несущих железобетонных конструкций на известковом вяжущем веществе.

К вяжущим материалам, используемым в нашем регионе, полученным на основе доменных гранулированных шлаков, относятся известковошлаковый, гипсошлаковый и шлаковый бесклинкерный цементы, которые по себестоимости дешевле извести и гипса.

Доменные жидкие шлаки являются ценным сырьем для изготовления легкого пористого заполнителя - шлаковой пемзы. Шлак перерабатывается на шлаковую пемзу четырьмя способами: траншейно-брызгальный, водоструйный, производство пемзы в опрокидном бассейне, гидроэкранный.

Цех по производству минеральной ваты и минеральных плит из доменного шлака в городе Темиртау расположен на территории шлакоперерабатывающего участка доменного цеха АО "АМТ". Сырьем для производства служит расплавленный доменный металлургический шлак, вывезенный непосредственно из домны с остаточной температурой 1350 – 1400 ^оС, в который по необходимости добавляются вещества, имеющие высокий модуль кислотности, для доведения общего модуля кислотности расплава до значения 1,3 – 1,5.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение количества отходов, подлежащих утилизации.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Доменные шлаки могут применяться в производстве строительных материалов в качестве тонкомолотых активных минеральных добавок, заменяющих часть цемента (до 30 %), в технологии бетонов и строительных растворов.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.4.4. Технические решения по энергоэффективности в доменном процессе

5.4.4.1. Использование высококачественных руд

Описание

Взаимосвязь качественных характеристик сырья и сопутствующих ресурсов с повышением производительности и энергоэффективности.

Техническое описание

Способ заключается в предпочтительном использовании агломерата или окатышей в качестве сырья с высоким содержанием железа и низким содержанием пустой породы. Используется агломерат с содержанием железа 61 – 63,5 % и окатыши с содержанием железа в диапазоне 66,6 – 66,8 %. Другими важными факторами являются умеренная зольность кокса и низкое содержание вдуваемого угля.

Достигнутые экологические выгоды

Использование высококачественных руд повышает производительность и энергоэффективность процесса выплавки чугуна. Расход восстановителей ниже, что приводит к сокращению выбросов диоксида углерода (CO₂). Производительность 3,4 тонны/м³/сутки и может быть достигнуто сокращение выбросов на 15 – 80 кг/т горячего металла. Кроме того, объем шлака уменьшается примерно до 150 – 200 кг /т чугуна, что также снижает выбросы при переработке шлака.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Использование агломерата и окатышей, очень богатых железом, в качестве сырья, в принципе, применимо для любых заводов, но это требует разработки и фундаментального понимания влияния различных железных руд на доменную печь, т. е. одним из эффектов, связанных с практикой низкого уровня скачивания шлака, что может вызвать сокращение срока службы огнеупоров доменной печи.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимость ограничена доступностью руд с высоким содержанием железа. Высококачественное сырье используется на следующих объектах: Рууки в Финляндии, SSAB (Окселосунн, Швеция), SSAB (Лулео, Швеция).

Экономика

Экономические выгоды связаны с повышением производительности, снижением энергопотребления и снижением потребности в восстановителях. Доступность богатых железом руд ограничена. Внедрение этой практики в европейских доменных печах приведет к созданию монополий на шахтах с очень высоким содержанием железной руды, что противоречит принципам свободного рынка и действенной и честной конкуренции. Возникшая жесткость привела бы к росту цен на железные руды такого качества во всем мире.

Движущая сила внедрения

Повышение производительности и энергоэффективности являются движущими силами для внедрения этого метода.

5.4.4.2. Повышение энергоэффективности доменных печей

Описание

Методы, применяемые для повышения энергоэффективности доменных печей.

Техническое описание

Могут использоваться различные схемы для контроля износа кладки доменной печи. Используются две отдельные схемы:

1. Схема, которая оценивает местоположение изотермы 1150 °C на основе теплопроводности и измерений термопарой в огнеупорной футеровке кладки с использованием метода конечных элементов (МКЭ).

2. Схема, которая приблизительно соответствует наивысшим пределам в горне в соответствии с теплопроводностью.

Замкнутый цикл подачи охлаждающей воды помогает обеспечить хорошее управление печью и обеспечивает плавную непрерывную работу в установившемся режиме.

Достигнутые экологические выгоды

С помощью этого метода можно добиться повышения энергоэффективности и сокращения выбросов диоксида углерода (CO₂), а также сокращения затрат на техническое обслуживание (например, огнеупоров). Расход восстановителей сокращается примерно на 5 кг/т чугуна в долгосрочной перспективе. Это означает сокращение выбросов (CO₂) на 15 – 20 кг/т чугуна. Метод плавной непрерывной работы помогает сократить выбросы и снизить вероятность осадки шихты.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Доменная печь очень хорошо контролируется. Качество получаемого чугуна может поддерживаться на постоянном и желаемом уровне, например, в отношении содержания C, Si- и S, когда процесс и явления в горне управляемы.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Системы для повышения энергоэффективности обычно применяются в доменных печах по всей Европе, к примеру, в Рууки (Финляндия), SSAB (Лулео, Швеция), Овако (Коверхар, Финляндия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Преимущества заключаются в улучшении управления технологическим процессом, что приводит к экономии энергии и улучшению качества чугуна.

5.4.4.3. Извлечение и использование доменного газа

Описание

Повторное использование доменного газа в качестве топлива.

Техническое описание

Типичная доменная печь производит примерно 1200 – 2000 Нм³доменного газа на тонну расплавленного чугуна. Доменный газ состоит из 20 – 28 % оксида углерода (CO) и 1 – 5 % водорода (H₂). Оксид углерода (CO) образуется при окислении C в доменной печи. Большая часть оксида углерода (CO) дополнительно окисляется до диоксида углерода (CO₂) в доменной печи. Оксид углерода (CO) и водород (H₂) представляют собой потенциальный источник энергии, и на всех доменных печах по всему миру принимаются меры по рекуперации этой энергии.

Таким образом, колошниковый газ доменной печи очищается и буферизуется в газгольдерах для последующего использования в качестве топлива. Учитывая низкую калорийность доменного газа на Нм³, его часто обогащают коксовым газом, конвертерным газом или природным газом перед использованием в качестве топлива.

Достигнутые экологические выгоды

Общий объем экспорта из доменной печи составляет примерно 5 ГДж/т чугуна, что составляет 30 % от общего энергопотребления доменной печи. Сокращение выбросов парниковых газов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Энергетическое содержание доменного газа обычно колеблется в пределах 2,7 – 4,0 МДж/Нм³в зависимости от концентрации в нем оксида углерода (CO). Это составляет всего 10 % от энергосодержания природного газа. Тем не менее, большое количество образующегося доменного газа означает, что потенциал рекуперации энергии очень высок.

Кросс-медиа эффекты

Очистка газообразных продуктов сгорания неизбежна и приводит к образованию сточных вод и твердых остатков.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется на всех новых и действующих доменных печах в мире.

Экономика

Значительные экономические выгоды достигаются за счет экономии энергии.

Движущая сила внедрения

Выгоды получаются за счет эффективного использования энергии и экономии.

5.4.4.4. Прямое вдувание восстановителей

Прямое введение восстановителей означает замену части кокса другим источником углеводородов, который вводится в печь на уровне фурмы. Эти углеводороды могут быть в виде мазута, нефтяных остатков, восстановленного отработанного масла, гранулированного или пыли угля, природного газа или коксового газа и отходов пластмасс. Уголь и нефтепродукты – то наиболее часто используемые агенты, вдуваемые на уровне фурм. За счет сокращения потребности в коксе снижается общее загрязнение окружающей среды и потребность в энергии.

Чистая экономия энергии при закачке угля была рассчитана на уровне 3,76 ГДж/т закачиваемого угля. При скорости подачи 180 кг/т чугуна экономия энергии составляет 0,68 ГДж/т чугуна или 3,6 % от общего энергопотребления доменной печи. Такая экономия энергии достигается косвенно в результате снижения потребления кокса. Более высокие показатели ввода обеспечат более высокую экономию энергии.

Прямое вдувание восстановителей применимо как на новых, так и на действующих доменных печах.

5.4.4.4.1. Вдувание угольной пыли (пылеугольного топлива)

Описание

Замена кокса за счет вдувания угольной пыли зависит от таких факторов, как производительность, свойства кокса, желаемое качество жидкого чугуна, давление доменной печи, тип (например, антрацит) и состояние (влажность) угля и т.д. [5].

Техническое описание

При постоянном уровне производительности доменной печи введение высоких уровней вдувания угля приведет к увеличению времени пребывания кокса и шихты в доменной печи по сравнению с режимом " только с коксом".

Таким образом, кокс и железосодержащие шихтовые материалы будут подвергаться более длительному воздействию галогенированных соединений щелочных металлов в доменном газе.

Вдувание угольной пыли в доменную печь на уровне воздушных фурм снижает температуру зоны циркуляции. Степень (величина) снижения температуры зависит от количества вдуваемой (подаваемой) угольной пыли, и это снижение температуры может оказать вредное влияние на работу доменной печи. В традиционных печах жидкофазного восстановления допустимая величина вдувания угольной пыли ограничено 150 кг/т жидкого чугуна, что обеспечивает стабильную работу печи. Теоретический максимум для вдувания угольной пыли на уровне воздушных фурм составляет 270 кг/т чугуна. Этот предел определяется несущей способностью кокса и термохимическими условиями в печи. Для поддержания надлежащих условий в зоне циркуляции и одновременного достижения более высоких скоростей подачи угля до 260 кг/т жидкого чугуна, обогащение кислородом горячего дутья и вдувание кислорода с пылеугольным топливом на уровне фурмы доменной печи (см. раздел 6.1.3.1) применяются в доменных цехах ЕС. В Corus (Нидерланды) угольная пыль закачивается в промышленном масштабе. Применяется стандартная норма расхода 250 кг угля на тонну чугуна.

Система вдувания угольной пыли установлена на многих заводах компании NIPPON STEEL SUMITOMO METAL CORPORATION (Япония) с показателями от 200 до 202 кг на тонну чугуна.

Достигнутые экологические выгоды

Высочайшая доступность и минимальные требования к техническому обслуживанию приводит к очень низким затратам на техническое обслуживание и отличной доступности до 99 %. Частично это достигается за счет отсутствия движущихся или модулирующих частей, контактирующих с углем, который может быть очень абразивным. Недавние усовершенствования системы хранения и подачи угля, а также распределителя еще больше стабилизировали скорость подачи в систему, что, в свою очередь, дополнительно стабилизировало скорость закачки в систему.

Самая высокая постоянная скорость вдувания на сегодняшний день составляет более 200 кг/тысяч м, что снижает потребление металлургического кокса до 300 кг/т.м.

Прямое введение восстановителей снижает потребность в производстве кокса. Таким образом, предотвращаются выбросы на коксовой установке. На каждый кг закачиваемого угля удается избежать образования примерно 0,85 – 0,95 кг кокса. Применение кислородно-угольной закачки увеличило скорость закачки примерно на 20 % и, соответственно, снизило количество кокса. Использование электростатического фильтра улучшило очистку газа. Вместе с улучшенным положительным воздействием на проницаемость в доменной печи и улучшенным распределением угля улучшилась производительность доменной печи в целом.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

В случае вдувания угольной пыли угля две доменные печи имеют ограничения, касающиеся температуры горячего дутья и обогащения горячего дутья кислородом. Следовательно, процесс применяется путем коаксиальной кислородно-угольной фурмы вихревого типа для улучшения газификации угля. Кислородно-угольные фурмы устранили ранее возникавшие проблемы с засорением фурм и тем самым улучшили распределение угля между фурмами доменных печей.

При высоких скоростях вдувания в печь наблюдается тенденция ухудшения распределения шихты и увеличению сопротивления опускаемой шихте. Это указывает на то, что необходим тщательный контроль распределения шихты при низких скоростях подачи кокса и балансе между пристенным и центральным потоками газа.

В целом, для стабильного достижения самых высоких уровней вдувания угля необходима полностью подготовленная шихта.

При постоянном уровне производительности доменной печи введение высоких скоростей закачки угля приведет к увеличению времени пребывания кокса и шихты в доменной печи по сравнению с режимом "полностью без кокса". Таким образом, кокс и железосодержащие шихтовые материалы будут подвергаться более длительному воздействию галогенированных соединений щелочных металлов в доменном газе. Однако, внедрение вдувания угля дает возможность увеличить производительность доменной печи за счет совместного закачивания кислорода. В зависимости от абсолютных уровней вдувания угля и кислорода и увеличения производительности печи скорость, с которой кокс проходит через дымовую трубу, может быть ниже, чем при любых условиях эксплуатации кокса.

Присутствие негазифицированных частиц каменноугольного угля изменяет характеристики расплавленных черных металлов, тем самым влияя на положение и форму зоны плавления в доменной печи.

Кросс-медиа эффекты

Измерения показали, что менее 1 % закачиваемого угля выходит через верхнюю часть доменной печи.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод применим на всех доменных печах, оборудованных впрыском пылеугольного топлива и обогащением кислородом. Прямое впрыскивание восстановителей применимо как на новых, так и на действующих доменных печах.

Вдувание угля или нефти в доменные печи — это метод, который в настоящее время широко применяется в Европе и по всему миру (например, закачка угля в доменные печи на заводах ArcelorMittal, Corus (Эймюйден, Нидерланды), Rivagroup (Таранто, Италия), Thyssen Krupp Stahl AG (Дуйсбург, Германия). Закачка кислородного угля используется в SSAB Oxelösund AB в Швеции.

Экономика

Существуют экономические стимулы для использования высоких скоростей вдувания угля для достижения большей экономии затрат, особенно на заводах, которые в противном случае могли бы столкнуться с капитальными затратами на реконструкцию коксовых печей или, возможно, были бы вынуждены закупать кокс. Кроме того, вдувание угля может позволить использовать угли более низкого качества по сравнению с коксующимися углями. Это также может снизить затраты.

Дополнительные затраты возникнут на обогащение воздуха, обеспечивающего стабильно большое количество кислорода, дополнительный спрос на распылители на действующих установках и дополнительные требования к техническому обслуживанию инжекционной установки.

Движущая сила внедрения

Экономия затрат, повышение производительности и сокращение выбросов диоксида углерода (CO)₂, а также экологические выгоды в результате улучшенной работы доменной печи являются движущими силами для внедрения этого метода.

5.4.4.4.2. Вдувание мазута с кислородом (в доменную печь)

Описание

Впрыскивания (нагнетание) мазута или других жидких углеводородов снижает температуру зоны циркуляции, как и в случае вдувания угольной пыли. В доменных печах традиционного жидкофазного восстановления впрыскивание (нагнетание) мазута ограничивается примерно 65 кг/т жидкого чугуна, так как снижение температуры в зоне циркуляции приведет к значительной потере стабильности работы печи.

Техническое описание

Для поддержания надлежащих условий в зоне циркуляции и в то же время для достижения более высоких скоростей подачи мазута применяется вдувание мазута с кислородом с расходом до 130 кг/т жидкого чугуна. В этом случае устанавливаются кислородно-мазутные фурмы, предназначенные только для использования мазута. Мазут и кислород подаются раздельно, и мазут должен быть предварительно разогрет до 220 °C. Степень обогащения кислородом составляет 7 – 9 %.

Достигнутые экологические выгоды

Благодаря технологии вдувания мазута с кислородом количество впрыскиваемого мазута удваивается. Потребление кокса может быть уменьшено, а также выбросы диоксида углерода (CO₂) могут быть уменьшены. Мазут состоит из углерода (C) и водорода (H₂) и компенсирует кокс в соотношении 1:1,2 (1 кг мазута также компенсирует 1,2 кг кокса).

С помощью кислородно-мазутного оборудования количество мазута удваивается до уровня 130 кг/т чугуна. Таким образом, экономия кокса составляет около 15 кг/т чугуна, а сокращение выбросов диоксида углерода (CO₂) составляет примерно 50 кг/т чугуна. Таким образом, получаемые экологические выгоды и энергоэффективность являются значительными.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На практике вдувание мазута с кислородом работает очень надежно.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Оборудование для подачи мазута и кислорода является высокодоступным. Практика применения вдувания мазута с кислородом считается хорошо зарекомендовавшим себя. Прямое впрыскивание восстановителей применимо как на новых, так и на действующих доменных печах, к примеру, кислородно-мазутная технология используется в Овако (Ковехар, Финляндия) с 2000 года.

Экономика

Использование впрыска мазута приводит к экономии затрат за счет повышения производительности. Возникнут дополнительные затраты на обогащение воздуха для обеспечения стабильно больших количеств кислорода и дополнительные требования к техническому обслуживанию инжекционного блока.

Движущая сила внедрения

Экономия затрат, повышение производительности и сокращение выбросов диоксида углерода (CO₂) являются движущими силами для внедрения, которое является как экономическим, так и экологическим.

5.4.4.4.3. Вдувание газа

Описание

Эксплуатация печей с нагнетанием газа и мазута.

Техническое описание

С 2002 года компания Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) эксплуатирует свои небольшие доменные печи №5 и №6 с одновременным нагнетанием восстановительного газа и мазута в качестве стандартной рабочей процедуры с заменой 70 % мазута на коксовый газ. В 2004 году средний расход вдуваемого в доменную печь мазута составила 45,5 кг/т чугуна, а расход по коксовому газу - 46,9 кг/т чугуна при общем эквивалентном расходе кокса 477,8 кг/т чугуна. Соотношение оксид углерода (CO)/диоксид углерода (CO₂) составило 43,5 при содержании Н₂около 8 % в доменном газе. Предполагается, что максимальный уровень подачи коксового газа на уровне воздушной фурмы составляет 100 кг/т жидкого чугуна. Этот предел задается термохимическими условиями в печи. Коксовый газ содержит остаточные сероводород (H₂S) и органические соединения серы. Уровень концентрации этих соединений серы зависит от содержания серы в углях и/или эффективности десульфуризации установки. Использование коксового газа в доменном процессе в качестве восстановителя вместо его использования в качестве топлива в других местах производства может привести к сокращению выбросов серы на предприятиях, поскольку часть серы будет улавливаться в доменном шлаке.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращение выбросов соединений серы.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Коэффициент замещения коксового газа составляет примерно 1 кг газа на 0,98 кг кокса или 0,81 кг мазута. Кроме того, замена богатого углеродом восстановителя, такого как кокс и мазут в доменном процессе на восстановитель с низким содержанием углерода, такой как коксовый газ, приводит к абсолютному сокращению выбросов диоксида углерода (CO₂) в доменном процессе. Когда коксовый газ используется в доменной печи, необходимо заменить этот газ, который обычно используется в печах повторного нагрева и т. д. доменным или природным газом. Это может привести к последующему сокращению выбросов диоксида серы (SO₂) на 70 – 90 % у иных потребителей коксового газа.

Возможно также снижение содержания серы в расплавленном чугуне, поскольку коксовый газ содержит меньше серы, чем мазут или кокс. Расход средств для обессеривания (например, извести, карбида кальция (CaC₂), магния (Mg)) в процессе десульфуризации чугуна после предварительной обработки может быть уменьшено.

Для вдувания коксового газа требуется компрессорная установка, что приводит к дополнительному потреблению энергии в размере около 204 кВтч/т (исходя из потребления на эталонной установке в 2005 году).

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Хотя инжекция коксового газа в фурму также применима как в новых, так и в действующих доменных печах, она также сильно зависит от наличия газа, который может быть эффективно использован в других местах на интегрированных сталелитейных заводах. Прямое вдувание восстановителей применимо как на новых, так и на действующих доменных печах. К примеру, применяется в Европе компанией Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Экономические и экологические выгоды.

5.4.4.4.4. Вдувание пластика

Описание

Считается, что максимальный уровень подачи пластика на уровне фурмы составляет 70 кг/т чугуна. Этот предел устанавливается термохимическими и кинетическими условиями в зоне циркуляции.

Техническое описание

Пластмассные материалы могут содержать хлор (Cl) и тяжелые металлы, такие как ртуть, кадмий, свинец и цинк (Hg, Cd, Pb и Zn). Уровень концентрации этих элементов в пластмассах влияет на состав газообразных соединений и соединений, связанных с твердыми частицами, в газе доменной печи и на характер пылеотделения в системе газоочистки доменной печи. В результате пластик должен соответствовать определенным входным критериям для этих элементов. Небольшое изменение параметров скруббера позволяет поддерживать эти уровни концентрации в доменном газе на уровне сопоставимыми со стандартными условиями работы, когда пластмассные материалы не вводятся.

Достигнутые экологические выгоды

В процессе сжигания пластмассы заменяют часть восстановителей, таких как кокс, и, таким образом, предотвращаются выбросы, связанные с производством кокса.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Пластик должен соответствовать определенным требованиям к составу. Заводы по впрыску пластмасс в ArcelorMittal (Бремен) и ArcelorMittal, (Айзенхюттенштадт), расположенные в Германии, работают уже несколько лет. В 2004 году печь № 3 на Бремен в среднем производил 52,3 кг/т горячего металла, в то время как печь № 1 в Айзенхюттенштадте в среднем производила впрыск горячего металлопластика 67,4 кг/т.

Кросс-медиа эффекты

Соотношение для пластмасс зависит от относительных количеств углерода (C) и водорода (H₂), которые могут быть получены из впрыскиваемого пластика. Килограмм пластика может заменить около 0,75 кг кокса. A снижение содержания серы в чугуне возможно благодаря тому, что в пластмассах содержится меньше серы, чем в мазуте или коксе. Расход десульфуризирующих агентов при предварительной обработке процесс десульфуризации чугуна может быть сокращен.

В зависимости от состава используемых отходов (например, легкой фракции измельчителя) количество содержания хрома, меди, никеля и молибдена (Cr, Cu, Ni и Mo) в доменном газе может увеличиться.

Технические соображения, касающиеся применимости

Прямое впрыскивание восстановителей применимо как на новых, так и на действующих доменных печах. Этот метод сильно зависит от местных условий и конъюнктуры рынка. Инжекция пластмасс в доменные печи — это технология, применяемая в Европе на Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия). Сообщалось, что четыре доменные печи имеют опыт переработки измельченной легкой фракции (~200 тысяч тонн в год). Компания Salzgitter Flachstahl GmbH (Зальцгиттер, Германия), начала производство пластмасс для впрыскивания в марте 2008 года.

Экономика

Возникнут дополнительные расходы на техническое обслуживание блока впрыска.

Движущая сила внедрения

Для некоторых видов отходов больше невозможно захоронение на свалке из-за ограничения, введенного на содержание углеводородов.

5.4.4.4.5. Прямое вдувание отработанных масел, жиров и эмульсий в качестве восстановителей и твердых остатков железа

Описание

Отработанные масла, жиры и эмульсии от использованных масел в воде образуются в промышленности. Эти остатки можно вводить в доменную печь на уровне воздушной фурмы в качестве частичной замены кокса и угля. Альтернативными методами являются химическое или термическое расщепление.

Принципиальным моментом этой процедуры является разделение воды, масла и пыли в эмульсиях для обеспечения жесткого контроля подачи воды в доменную печь. Для выполнения этой операции используются тарельчатые сепараторы (дисковые центрифуги). Неотъемлемой частью этого процесса является добавление воды, отделенной при центрифугировании, к мазуту, подаваемому в доменную печь. Уровень этой добавки воды можно использовать для контроля адиабатической температуры в зоне горения перед фурмами, т. е. увеличение уровня добавления воды снижает адиабатическую температуру в зоне горения перед фурмами.

Одно из преимуществ использования этих возвратных материалов - зависимость от желаемого контроля температуры факела при работе печи в особом режиме. Остатки маслянистой прокатной окалины состоят из твердого материала с высоким содержанием железа, загрязненного до 20 % углеводородами. Первым шагом в использовании этого типа материала часто является отделение масла (обезжиривание) от твердых частиц богатых железом. В этой системе маслянистая прокатная окалина и подобные остатки измельчаются (например, путем дробления) и смешиваются с отработанными маслами и масляной фазой, отделенной от эмульсии в центрифуге. Полученная суспензия впрыскивается в фурмы с помощью отдельных (дискретных) фурм. Углеводороды действуют как восстановители, оксиды железа восстанавливаются до железа и переходят расплавленный чугун.

Достигнутые экологические выгоды

Соотношение обмена между отделенной масляной фазой и мазутом несколько ниже 1, потому что полное отделение воды от масляной фазы недостижимо.

Снижение расхода кокса в доменной печи может составлять от 3 до 8,5 кг/т чугуна, в зависимости от количества закачиваемых остатков. Прямое впрыскивание прокатной окалины в доменную печь обеспечивает замену железных руд один к одному.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Вдувание материала (например, маслянистой прокатной окалины) на уровне фурм показал, что выбросы диоксинов и ПАУ в обоих случаях оставались в допустимых пределах, подтверждая возможность достижения полной реакции масла в зоне циркуляции доменной печи.

Кросс-медиа эффекты

Потребление мазута может быть заменено аналогичным количеством отделенной масляной фазы. Расход кокса может быть снижен примерно на 3 – 8,5 кг/т чугуна и, таким образом, предотвращаются выбросы, связанные с производством такого количества кокса.

Технические соображения, касающиеся применимости

Прямое вдувание остатков может быть применено в новых и действующих доменных печах. Следует отметить, что непрерывная работа этой системы зависит от логистической концепции транспортировки и хранения остатков. Непосредственный ввод производственных остатков, как описано, установлен в доменных печах 5 и 6 Voestalpine Stahl GmbH, Линц, Австрия.

Экономика

Рентабельность закачки остатков достигается за счет замены кокса и железной руды и снижения затрат на утилизацию.

Движущая сила внедрения

Ресурсосбережение.

5.4.4.5. Рекуперация энергии за счет максимального давления колошникового газа

Описание

Доменные печи с повышенным давлением на колошнике предоставляют идеальную возможность для рекуперации энергии из больших объемов вырабатываемого ими колошникового газа под давлением.

Техническое описание

Энергия рекуперируется с помощью газорасширительной турбины, которая устанавливается после верхнего устройства очистки колошникового газа.

Количество энергии, которое может быть извлечено от высокого давления колошникового газа, зависит от объема газа, градиента давления и температуры на входе. Рекуперация энергии таким способом возможна, когда устройство для очистки газов и распределительная сеть имеют низкий перепад давления.

Максимальное давление колошникового газа в современных доменных печах составляет примерно 0,25 – 2,5 бар. Давление в магистрали доменного газа составляет приблизительно 0,05 – 0,1 бар. Часть давления колошникового газа ‘потребляется’ устройством для очистки газа.

Достигнутые экологические выгоды

В современной доменной печи с давлением газа 2 – 2,5 бар вырабатывается до 15 МВт электроэнергии. Экономия энергии оценивается в 0,4 ГДж/т чугуна для турбины мощностью 15 МВт. Экономия составляет 2 % от общей потребности доменной печи в энергии. Применение рекуперации давления газа в доменных печах распространено в печах с повышенным давлением газа на колошнике.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Технология рекуперации энергии повышенного давления колошникового газа обычно работает автоматически без проблем. Можно использовать осевые турбины, которые более эффективны, чем радиальные турбины.

Принимаются особые меры безопасности (при остановке турбины и передачи градиента давления на устройство для очистки газа), чтобы избежать повреждения устройства для очистки газа и/или коллекторной магистрали.

Следует отметить, что использование турбин требует тщательной очистки отходящего газа. Прежде всего, высокое содержание щелочей может вызвать технические проблемы (коррозию).

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Рекуперация повышенного давления газа может быть применена на новых установках и при некоторых обстоятельствах на действующих установках, хотя и с некоторыми трудностями и дополнительными затратами. Основополагающим для применения этого метода является достаточное давление на колошнике, которое должно превышать 1,5 бар по манометру.

На новых установках турбина для работы на колошниковом газе и установка для очистки доменного газа могут быть адаптированы друг к другу для достижения высокой эффективности как очистки, так и рекуперации энергии.

Рекуперация энергии за счет повышенного давления колошникового газа применяется во всем мире в современных доменных печах с высоким давлением и объемом доменного газа.

Экономика

Экономичность турбины возрастает с увеличением объема и перепада давления колошникового газа, а также с увеличением затрат на электроэнергию. В современной доменной печи возможен срок окупаемости менее трех лет, но в зависимости от местных условий и верхнего давления газа он может составлять более 10 лет.

Движущая сила внедрения

Основной движущей силой установки турбины для рекуперации давления колошникового газа является экономическая целесообразность.

5.4.4.6. Экономия энергии на воздухонагревателях

Описание

Воздухонагреватели отапливаются доменным газом (часто обогащенным). Существует несколько методов оптимизации энергоэффективности воздухонагревателей.

Техническое описание.

Методы оптимизации энергоэффективности включают:

использование автоматизированной системы подогрева, которая предотвращает ненужные запасы путем адаптации энергоснабжения к фактическому спросу и которая сводит к минимуму количество добавляемого обогащающего газа (в случаях, когда происходит обогащение);

предварительный нагрев топлива или воздуха для горения в сочетании с изоляцией холодного дутья трубопровода и дымохода для отходящих газов. Физическое тепло отходящих газов может быть использовано для предварительного нагрева топлива. Осуществимость этого зависит от эффективности воздухонагревателей, поскольку от этого зависит температура отходящих газов (например, при температуре отходящих газов ниже 250 °C рекуперация тепла может оказаться технически или экономически непривлекательным вариантом). Теплообменник предпочтительно состоит из мазутной магистрали по экономическим соображениям. В некоторых случаях может использоваться импортируемое тепло, например тепло от агломерационной ленты, если расстояние не слишком значительное. Предварительно разогретое топливо среда снижает потребление энергии. На заводах, использующих обогащенный доменный газ, предварительный нагрев топлива может означать, что в обогащении больше не будет необходимости;

использование более подходящих горелок для улучшения горения;

быстрое измерение кислорода и последующая адаптация условий горения.

Достигнутые экологические выгоды

Предварительный нагрев топлива или воздуха для горения может привести к экономии энергии приблизительно 0,3 ГДж/т чугуна. Значительная экономия энергии достигается при использовании сжигания газа для подогрева доменного газа. Экономия от этого метода составляет около 170 МДж/т чугуна. Уровни выбросов, которые могут быть достигнуты, следующие: окислы азота (NO_X) 20 – 25 г/т чугуна, диоксид серы (SO₂) 70 – 100 г/т чугуна, диоксид углерода (CO₂) 0,4 – 0,5 г/т чугуна.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Использование воздухонагревателей с автоматизированным управлением приводит к повышению эффективности работы более чем на 5 %. Это обеспечивает экономию энергии примерно на 0,1 ГДж/т чугуна.

Способы 3 и 4 позволяют сэкономить дополнительно 0,04 ГДж/т чугуна за счет улучшения горения и адаптации условий горения.

Общая экономия энергии, возможная при использовании комбинации методов, составляет порядка 0,5 ГДж/т чугуна.

Кросс-медиа эффекты

Предварительный нагрев топлива и зарегистрированное повышение температуры дымовых газов в некоторых случаях могут привести к увеличению выбросов окислов азота (NO_X) из воздухонагревателей. Применение современных горелок может снизить выбросы окислов азота (NO_X).

Технические соображения, касающиеся применимости

Может быть применено как на новых, так и на действующих производствах. К примеру, используется на объектах Thyssen Krupp Stahl AG (Дуйсбург, Германия), доменная печь № 7 Corus (Эймюйден, Нидерланды), ArcelorMittal (Гент, Бельгия), ArcelorMittal (Хихон, Испания), Руукки (Финляндия) и др.

Экономика

Эти меры могут быть привлекательными с экономической точки зрения, поскольку снижается потребление энергии. Рентабельность зависит от количества сэкономленной энергии, а также от инвестиционных и эксплуатационных затрат на мероприятия. Типичные затраты на установку рекуперации тепла в 1997 году составляли 6 млн евро на комплект печей, т.е. на одну доменную печь.

Движущая сила внедрения

Экономические выгоды, связанные с повышением производительности и снижением энергопотребления, являются движущими силами для внедрения этих технологий.

5.5. НДТ при производстве конвертерной стали

5.5.1. Технические решения по снижению воздействия на атмосферный воздух

5.5.1.1. Первичное обеспыливание

Описание

Техники или их комбинации, применимые для удаления твердых частиц пыли.

Техническое описание

Во время продувки кислородом образуется газ кислородно-конвертерного производства (далее – газ ККП). Этот газ содержит большое количество пыли.

Методы очистки, которые могут быть применимы для очистки от пыли:

использование процесса полного сжигания;

предварительное обеспыливание для удаления крупной пыли с помощью методов сухой сепарации (например, дефлектор, циклон) или мокрых сепараторов;

пылеудаления за счет: сухого обеспыливания (например, электрофильтр) для новых и действующих установок и мокрого обеспыливания (например, мокрый электрофильтр или скруббер) для действующих установок.

В настоящее время большинство установок перерабатывают конвертерный газ в качестве топлива.

Уменьшенный расход отходящего газа, характерный для метода полного сжигания, приводит к более высокой массовой концентрации неочищенного газа, поэтому эффективность системы улавливания пыли должна быть увеличена при одинаковой загрузке чистого газа пылью. Таким образом, с точки зрения улавливания пыли принцип подавленного горения позволяет использовать системы обеспыливания, рассчитанные на меньший объемный расход, которые, тем не менее, должны обеспечивать более высокие показатели улавливания пыли.

Достигнутые экологические выгоды

При сухом обеспыливании и подавлении сжигания: при применении электрофильтров остаточная концентрация пыли в конверторном газе может быть снижена до 10 мг/Нм³, при любом расходе ниже 50 мг/Нм³. Перед обработкой газа в электрофильтре крупная пыль удаляется в зоне отклонения, а газ кондиционируется в испарительном охладителе.

Сухое обеспыливание и открытое сжигание: выбросы пыли при сжигании сжиженного газа могут быть снижены до 20 – 50 мг/Нм³.

Мокрая очистка и подавление сжигания: крупные частицы сначала удаляются в мокром скруббере, затем более мелкие частицы удаляются скрубберами Вентури. Концентрация пыли в отходящем газе после очистки обычно составляет от 15 до 50 мг/Нм³, но также может составлять менее 10 мг/Нм³.

Мокрая очистка и открытое сжигание: когда сжиженный газ сжигается в канале для отвода дымовых газов и очищается с помощью скрубберов Вентури, остаточное содержание пыли составляет от 10 до 50 мг/Нм³.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Первичное обеспыливание обычно осуществляется скрубберами типа Вентури (приблизительно 60 % установок) или сухими и мокрыми электрофильтрами. Перед Вентури или электрофильтром крупные твердые частицы обычно удаляются с помощью дефлектора и т.д.

Особое внимание следует обратить на выброс пыли через отверстие кислородной фурмы. Выбросы из этого отверстия могут достигать 50 г/т жидкой стали. Выбросы могут быть уменьшены с помощью с помощью подвижного "жернова", который закрывает отверстие во время продувки кислородом и/или нагнетания инертного газа (водород (N₂)/диоксид углерода (CO₂)) или пара в отверстии фурмы для рассеивания пыли. Другие конструкции уплотнений для отверстий фурм также эффективно комбинируются с устройствами для очистки фурм.

На Челябинском металлургическом комбинате (ПАО "ЧМК", входит в Группу "Мечел") (Россия) в 2021 заменили трубопроводы и насосы для подачи воды на пылеуловители и ее распыления для очистки дымовых газов от твердых частиц. Затем вода с частицами пыли поступает в специальные резервуары, фильтруется и заново подается на мокрую газоочистку, образуя замкнутый цикл водоснабжения. Модернизированный в 2020 году конвертер №1 оснащен трехступенчатой системой газоочистки, которая сводит к минимуму выбросы в атмосферу, образующиеся в процессе выплавки стали. Их количество снизилось более чем на 30 %.

Кросс-медиа эффекты

Извлеченные пыль и шламы могут содержать высокие концентрации цинка, что затрудняет их повторное использование. Использование лома, бедного цинком, может позволить утилизировать шлам/пыль на аглофабрике. Установки, использующие сухие электрофильтры, могут подвергать твердые отходы горячему брикетированию и перерабатывать брикеты непосредственно в процессе выплавки стали.

Кроме того, влажное обеспыливание подразумевает образование потока загрязненных сточных вод. Работа пылеулавливающего устройства потребляет энергию.

Технические соображения, касающиеся применимости

Первичное обеспыливание может применяться как на новых, так и на действующих производствах. Примерами установок для различных систем обеспыливания являются ThyssenKrupp Steel AG (Дуйсбург, Германия), ArcelorMittal Ruhrort GmbH (Дуйсбург, Германия) и др.

Экономика

Инвестиционные затраты на первичное обеспыливание составляют от 24 до 40 млн евро за 1 млн тонн в год сталеплавильного завод. Эксплуатационные расходы составляют от 2 до 4 евро за тонну.

Движущая сила внедрения

Для извлечения газа ККП путем подавления горения необходима высокоэффективная очистка. В случае невосстановления или рекуперации путем сжигания газ ККП следует обработать, чтобы он соответствовал существующим предельным значениям выбросов.

5.5.1.2. Переработка шлака на месте

Описание

Переработка сталеплавильных шлаков в цеху для предотвращения и/или снижения выбросов пыли при погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке.

Техническое описание

Если шлак собирается в шлаковый ковш у кислородного конвертера, его нужно сливать во внешние шлакоотстойники для отвердевания. Охлаждение шлака можно интенсифицировать с помощью впрыска воды, в результате чего может образоваться дым. Этот дым может обладать высокой щелочностью, если в шлаке содержится свободный оксид кальция (СаО).

Если шлак разливается на пол, он подвергается предварительному дроблению после отвердевания с использованием экскаваторов или ковшового погрузчика и впоследствии направляется на участок внешнего хранения. Через определенный период времени шлак перерабатывается с помощью дробильных устройств и грохочения для получения желаемой консистенции с целью отделения металлов от шлака и дальнейшего использования в строительстве.

При дроблении шлака и утилизации металла могут происходить выбросы. Для минимизации выбросов пыли устройства для дробления и грохочения могут быть закрыты и оснащены вытяжкой. Выбросы от дробления и грохочения впоследствии очищаются с помощью рукавного фильтра. Конвейерная лента должна быть закрыта, пункты перевалки должны увлажняться. Если переработанный шлак подвергается хранению, партии шлака должны увлажняться. В течение загрузки дробленого шлака водяной туман может использоваться для минимизации выбросов пыли

Может потребоваться удаление шлака в течение нагрева и окисления в конце нагрева, перед выпуском. Печь наклоняется назад к шлаковому окну, и шлак сливается или собирается в ковш или на площадку ниже печи, в результате чего образуются пыль и дым. Для специальных сталей, главным образом легированной стали, по металлургическим причинам шлак выпускается с жидкой сталью в ковш. Большая часть шлака отделяется от стали на площадке для скачивания шлака в шлаковый ковш. Дым, образующийся при этом, должен улавливаться с помощью системы вытяжки.

Грануляция расплавов может производиться у плавильного агрегата или на центральной установке с транспортировкой шлака к ним в чашах. Способы грануляции позволяют при сравнительно небольших капитальных затратах обеспечить быструю переработку значительных количеств шлаков.

Припечная грануляция дает возможность локализовать и обезвредить парогазовые выбросы, обеспечить полную переработку шлаков в жидком виде. Она основана на свойстве раскаленных шлаков растрескиваться под действием термических напряжений, а также разбрызгиваться за счет микровзрывов при соприкосновении расплава с водой с образованием гранул шлака. К мокрым способам переработки шлака относится бассейновый и желобной способ переработки шлака. К полусухим способам относят барабанный и гидрожелобной способы.

Достигнутые экологические выгоды

С использованием этой технологии может быть достигнута остаточная концентрация пыли <10 – 20 мг/Нм³.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Отсутствуют.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.5.1.3. Вторичное обеспыливание

Обеспыливание вторичных выбросов происходит при следующих операциях:

перелив жидкого чугуна из миксерного ковша (или миксера для жидкого чугуна) в заливочный ковш;

улавливание и снижение вторичных выбросов от загрузки конвертера и выпуска жидкой стали и шлака из конвертера и ковшей и оборудования внепечной обработки стали;

предварительная подготовка жидкого чугуна, такая как переливание из ковша в ковш, скачивание шлака и десульфуризация жидкого чугуна;

обращение с добавками;

разливка в слитки и непрерывная разливка.

5.5.1.3.1. Сбор и сокращение вторичных выбросов

Описание

Техники или комбинация техник, направленных на сокращение вторичных выбросов при производстве стали.

Техническое описание

Даже оптимальная конструкция и высокие скорости потока отходящих газов для полного технического сбора отходящих газов не гарантирует, что 100 %-ная степень улавливания может быть стабильно достигнута на долгосрочной основе на протяжении всего процесса производства конвертерной стали. Изменяющиеся или нетипичные условия эксплуатации и факторы окружающей среды, такие как воздушные потоки в производственных зданиях, могут привести к выбросу неутилизированных потоков пыли, которые будут выходить в виде неизбежных вторичных выбросов через фонари на крыше.

Вторичные отходящие газы удаляются с помощью центральной вентиляции и системы обеспыливания. Иногда выбросы от предварительной обработки жидкого чугуна, загрузки кислородного конвертера и слива, а также систем внепечной обработки стали отводятся и очищаются раздельно; чаще всего они являются частью системы вторичного пылеулавливания.

Предварительная обработка жидкого чугуна, такая как переливание жидкого чугуна и скачивание шлака: Перелив жидкого чугуна из миксерного ковша в загрузочный ковш происходит в закрытом стенде. Ковш с жидким чугуном перемещается ниже уровня пола цеха на чугуновозе. Этот чугуновоз имеет защитный экран, который изолирует горловину, тем самым образуя закрытую камеру. Когда невозможно обеспечить полное закрытие, имеется возможность установления дымоотводящего камина над ковшом.

Для процесса скачивания шлака ковш, перевозящий расплавленный металл, наклоняется в позицию скачивания шлака, и в то же самое время поддерживается краном или кантователем. Свободное поперечное сечение каминов ограничивается соответствующими внутренними элементами для достижения более высокой скорости подачи. Камин может быть передвижного типа таким образом, что он может обслуживать несколько позиций скачивания шлака. Стенд для скачивания шлака обычно разделяется перегородками, которые позволяют обеспечить достаточное перемещение для этой операции. Отверстия закрываются уплотняющими экранами, закрепленными на ковше.

Загрузка в конвертеры и выпуск жидкой стали и шлака из конвертеров и ковшей: во время заливки жидкого чугуна и загрузки лома и выпуска стали из конвертера происходит выброс пыли. В зависимости от качества используемого лома различные органические загрязнители, такие как ПАУ, ПХД и ПХДД/Ф, могут образовываться в результате термического разложения органических материалов (масел, красок, смазочных материалов или пластмасс), которые могут присутствовать в выбросах при загрузке. Образующиеся выбросы во время загрузки и выпуска из конвертера улавливаются системой вторичного улавливания.

Вторичная вентиляция, обеспечивающая работу ККП, обычно состоит из вытяжного зонта непосредственно над горловиной конвертера в наклонном положении и кожуха вокруг оставшихся ¾ конвертера. Вытяжной зонт предпочтительно располагать как можно ближе к корпусу конвертера. На некоторых действующих установках конструкция не позволяет устанавливать навесной зонт близко к камере хранения. В этом случае зонт может быть установлен рядом с крышей, что приводит к снижению эффективности, в зависимости от таких условий, как размер зонта и удаляемый объем или местные условия потока в здании.

Очистка обычно выполняется с помощью рукавного фильтра, хотя также используются сухие электрофильтры.

Выбросы от внепечной обработки стали могут возникать в ходе следующих процессов: операции выпуска (например, ковши, установки "ковш-печь", конвертеры и другое оборудование, используемое при внепечной обработке, стали), дегазация, предварительный нагрев огнеупоров (сталеразливочный ковш, промежуточный ковш, дегазатор), обращение с добавками.

Выбросы от процессов внепечной обработки металла удаляются отдельно и очищаются с помощью рукавных фильтров, измеренные концентрации выбросов пыли составляют менее 10 мг/Нм³/ч.

Достигнутые экологические выгоды

Для процедур предварительной обработки горячего металла, как и при повторной обработке и десульфурации, а также при продувке конвертера, эффективность может быть очень высокой, вплоть до почти полного извлечения. Напротив, сбор выбросов во время загрузки лома и горячего металла, а также отвода отходов и шлака гораздо менее эффективен.

На некоторых заводах (например, в Японии) вся крыша закрыта и выбросы удаляются, достигая общей эффективности 100 %.

Таблица 5.5. Показатели эффективности при разных процессах

№ п/п	Предварительная обработка жидкого чугуна		Работа конвертера
№ п/п	Отделение подготовки ковшей	Предварительная обработка жидкого чугуна	Загрузка лома	Заливка жидкого чугуна	Продувка	Выпуск жидкой стали и шлака
1	2	3	4	5	6
1	94 – 99 %	94 – 99 %	24 – 64 %	89 – 94 %	89 – 99 %	49 – 55 %

Примечание: если 100 % представляет общее количество пыли, выделяемой в течение работы конвертера (что эквивалентно технически достижимому уровню); при этом более низкие значения относятся к обычно достижимой эффективности, а более высокие значения - к максимально достижимым результатам.

Таблица 5.6. Показатели очистки различными устройствами

№ п/п	Параметр	Электрофильтр	Рукавный фильтр
1	2	3	4
1	Пыль	6	<2 – 13
2	Pb, Cr, Cu, Mn, V	0.1
3	ПХДД/Ф	0.03

Примечание: значения выражены в мг/Нм³, за исключением ПХДД/Ф, для которых используются нг I-TEQ/м³. Все значения являются ежегодными средними.

С помощью электрофильтров и рукавных фильтров выбросы из точечных источников могут составлять менее 5 г/т для каждого из единичных выбросов в атмосферу. Это соответствует концентрациям выбросов от 2 до 13 мг пыли/Нм³.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Наиболее сложными аспектами вторичного обеспыливания являются эффективность откачки, предотвращение взрыва в воздуховодах и переработка образующихся твердых отходов.

Новая аспирационная установка над виброрешеткой на участке обработки крупногабаритного литья металлургического комплекса АО "Уральская Сталь" (Россия), способна уловить за год более 60 т пыли.

Кросс-медиа эффекты

При вторичном обеспыливании образуется 0,5 кг твердых отходов на тонну жидкой стали. Повторное использование этих твердых отходов, богатых железом, в значительной степени зависит от содержания цинка. Некоторые заводы могут использовать его повторно, если нет, не необходимо его утилизировать.

Работа вентиляционного устройства и устройства для очистки от пыли требует энергии. Могут потребоваться дополнительные меры по защите от шума, такие как бетонный корпус для вентиляторов, дополнительная изоляция в фильтре и заслонка в трубе.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применяется как на новых, так и на действующих заводах. Применяется на большинстве заводов в Европе и в мире (Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия), среднесуточные значения выбросов находятся в диапазоне 0,3 – 10 мг/Нм³. Выбросы тяжелых металлов и ПХДД/Ф измеряются периодически.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае. Необходимы дополнительные расходы на техническое обслуживание очистных установок (рукавные и электрофильтр).

Инвестиции при реализации проекта по установке новой аспирационного оборудования на АО "Уральская Сталь" (Россия), составили порядка 30 млн рублей приобретена в рамках выполнения.

Движущая сила внедрения

Основной движущей силой стало предотвращение вторичных выбросов и улучшенные условия труда в конвертерном отсеке, причем дополнительной движущей силой является необходимость способствовать повышению надежности загрузочных кранов.

5.5.1.3.2. Удаление пыли при предварительной обработке жидкого чугуна

Описание

Технические решения для предотвращения и/или снижения выбросов пыли при транспортировке и взвешивании жидкого чугуна, отделении шлака и очистке от соединений серы.

Техническое описание

Удельный коэффициент выбросов пыли (до снижения выбросов) варьируется от 110 до 830 г/т стали. Эти выбросы улавливаются и обычно обрабатываются с помощью рукавных фильтров. Установки для десульфурации в основном закрытого типа. Основные меры по улавливанию пыли включают использование крышек для ковшей, контролируемое введение обессеривающих агентов, комплексные операции удаления шлака, использование корпуса с системой вытяжки и установка заслонок, перемещающихся в процессе. В некоторых случаях применяются сухие электрофильтры.

Важной особенностью является эффективность удаления системой вентиляции. Положение вытяжных систем должно быть оптимизировано для достижения хорошей эффективности вытяжки.

Расход дымовых газов для автономного обеспыливания находится в диапазоне от 30 000 до 1 млн Нм³/ч. С помощью автономных систем обеспыливания можно лучше контролировать производительность пылеулавливания и повторно использовать различные типы собираемой пыли. Сегодня на некоторых заводах обеспыливание устройства для десульфурации является частью централизованной системы вторичного обеспыливания и не может быть охарактеризовано отдельно.

Достигнутые экологические выгоды

Использование рукавных фильтров или ЭСФ позволяет достичь выбросов менее 1 – 10 мг/Нм³. В Corus (Иджмюйден, Нидерланды), удаление шлака и десульфуризация осуществляются в закрытом помещении. Выбросы направляются в рукавный фильтр. Результаты точечных измерений выбросов пыли составили 2 мг/Нм³в 2001 году и 1 мг/Нм³в 2004 году.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Как рукавные фильтры, так и ЭСФ эксплуатируются без проблем. Реактор Канбара представляет собой установку десульфурации чугуна с механическим смесителем. Он характеризуется ускорением реакции десульфурации за счет погружения и вращения крыльчатки в горячем металле и последующего механического перемешивания горячего металла и десульфурирующего агента. Процесс KR эффективно ускоряет реакцию десульфурации за счет высокоскоростного (около 120 об/мин) вращения крыльчатки. В результате это позволяет снизить концентрацию серы в чугуне до низких уровней в пределах нескольких десятков частей на миллион, используя только недорогую известь в качестве десульфурирующего агента, без необходимости в дорогостоящем магнии.

Установки используются на следующих заводах: JSW Steel Ltd. (Виджаянагарский завод, Индия) с 2016 года, Kobe Steel, Ltd (завод Какогава, Япония) с 2014 года, NIPPON STEEL оксид углерода (CO) RPORATION (завод Явата, Япония) с 2002 года.

Кросс-медиа эффекты

Потребление энергии, образование твердых отходов, которые могут быть переработаны в процессе спекания (с высоким содержанием железа). Однако это приведет к увеличению выбросов серы в процессе спекания. Состав пыли из установки десульфуризации горячего металла в значительной степени зависит от используемого агента десульфуризации. В качестве альтернативы собранная пыль может быть возвращена обратно в бункер после холодного брикетирования или использована повторно в других производствах.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Удаление пыли во время предварительной обработки горячего металла практикуется на многих заводах по всему миру.

Экономика

Инвестиции в применение этого метода составляют примерно 10 млн евро. В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.5.1.3.3. Общие методы предотвращения или контроля неорганизованных вторичных выбросов

Описание

Технические решения, направленные на предотвращение и/или снижение неорганизованных выбросов при предварительной подготовке сырья.

Техническое описание

Общие методы предотвращения неорганизованных выбросов из соответствующих вторичных источников процесса ККП включают:

1) независимое улавливание и использование устройств пылеудаления для каждого подпроцесса конвертерного цеха;

2) надлежащее управление установкой десульфурации для предотвращения выбросов в воздух;

3) общая герметизация установки десульфурации;

4) применение крышки, когда ковш для жидкой стали не задействован, содержание ковшей для жидкой стали в чистоте на регулярной основе;

5) выдерживание чугунозаливочного ковша перед конвертером в течение примерно двух минут после заливки чугуна в конвертер, если не применяется система вытяжки через крышу;

6) компьютерное управление и оптимизация процесса выплавки стали, например, чтобы предотвратить или уменьшить выброс шлака (т. е. ситуации, когда шлак вспенивается настолько, что вытекает из конвертера);

7) уменьшение выброса во время выпуска за счет ограничивающих элементов, вызывающих выброс, и использования противовспенивающих агентов;

8) закрытие дверей в помещении конвертерного отделения при продувке кислородом;

9) постоянное наблюдение с помощью видеокамеры за крышей с целью обнаружения видимых выбросов;

10) использование системы вытяжки выбросов под крышей.

Достигнутые экологические выгоды

Использование локальных систем управления может помочь оптимизировать эффективность улавливания и стимулировать возможности повторного использования. С другой стороны, комбинированные системы вторичного обеспыливания, которые эксплуатируются на большинстве сталелитейных заводов, имеют идентичные экологические показатели, как и отдельные системы. В случае энергопотребления комбинированные системы имеют преимущества.

Использование реагентов, оксида кальция (CaO) вместо карбида кальция (CaC₂) в процессе десульфуризации, приводит к уменьшению выбросов твердых частиц, уменьшению образования неприятного запаха, а также получению шлака с другими характеристиками (более полезному).

Герметичность систем десульфуризации позволяет полностью удалить воздух через систему сбора пыли.

При выдерживании чугунозаливочного ковша перед конвертером, ковши медленнее охлаждаются и, следовательно, предотвращается дымление ковшей, что приводит к снижению выбросов пыли.

Компьютерные системы управления позволяют удалить дым, который может выделяться, если не применяется система вытяжки под крышей.

При использовании комплекса мер (например, 4, 5, 6 и 8) остаточные концентрации пыли могут составлять 10 г/т стали.

Использование видеонаблюдение на крыше производственных зданий на предмет видимых выбросов, позволяет регистрировать отклонения при стандартных условиях эксплуатации, которые могут возникнуть и привести к увеличению выбросов, и помогает принять соответствующие меры по предотвращению.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Отсутствуют.

Кросс-медиа эффекты

Нет данных.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо. Для действующих установок применимость может быть ограничена конструктивными особенностями. Пример использования – Corus (Иджмюйден, Нидерланды).

Экономика

Непрерывный мониторинг предоставляет возможность для принятия своевременных корректирующих мер, которые также могут иметь экономические выгоды.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.5.2. Технические решения по снижению сбросов загрязняющих веществ

5.5.2.1. Очистка сточных вод от мокрого обеспыливания

Описание

Очистка промывочных вод, образующихся при использовании мокрых способов очистки от пыли.

Техническое описание

На большинстве кислородных конвертерах сталеплавильных заводов использование скрубберов для уменьшения выбросов в атмосферу из потока первичного газа ККП обуславливает образование сточных вод.

Образующиеся сточные воды обычно перерабатываются и обрабатываются перед сбросом. Вода из скрубберов в основном содержит взвешенные твердые вещества; цинк и свинец являются основными присутствующими тяжелыми металлами.

Большая часть взвешенных твердых частиц в контуре очистки воды может быть удалена с помощью гидроциклона и/или осаждения. После коррекции рН большая часть воды может быть переработана.

Стоки могут быть обработаны с помощью осаждения и/или фильтрации перед выпуском (подробное описание техник в разделе 5.1.3.3).

Достигнутые экологические выгоды

Наиболее эффективными мерами по минимизации сброса сточных вод являются увеличение скорости рециркуляции очищающей воды. Высокая рециркуляция может быть достигнута посредством двухступенчатого процесса осаждения в потоке промывочной воды с впрыском оксид углерода (CO)₂перед второй стадией осаждения, чтобы усилить осаждение карбонатов. Впрыск оксид углерода (CO)₂возможен только в системах, работающих с подавленным горением.

Кроме того, применяются методы очистки стоков. Сбросы могут содержать взвешенные вещества (включая цинк (Zn), свинец (Pb) и т.д.) Применяются методы осаждения и фильтрации.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На производственном объекте Corus (Нидерланды) достигнуты следующие показатели: водопотребление – 0,52 м³/тонну стали, значения показателей взвешенные вещества – 20 г/тонну стали, Zn – 73 мг/тонну стали, Pb – 31 мг/тонну стали.

Кросс-медиа эффекты

Осадок образуется во время гидроциклонизации и/или осаждения взвешенных твердых частиц в контуре очистки воды. Этот осадок, может быть, 100 % переработан в процессе производства чугуна и стали. На многих других сталеплавильных заводах в мире шлам не может быть использован и либо используется извне в цементной промышленности, либо хранится или утилизируется.

Технические соображения, касающиеся применимости

Высокая эффективность рециркуляции и дополнительная обработка могут применяться как на новых, так и на действующих установках. Примеры применения: Corus (Эймюйден, Нидерланды), ArcelorMittal (Гент, Бельгия), AlcelorMittal (Кливленд, Соединенные Штаты).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение водопотребления. Требования законодательства к качеству сточных вод.

5.5.2.2. Очистка сточных вод от процессов непрерывной разливки

Описание

Использование мер или их совокупности для очистки сточных вод, образующихся при непрерывной разливке заготовок.

Техническое описание

Вода используется в МНЛЗ для непосредственного охлаждения получаемой продукции. Таким образом, образуется поток загрязненной технологической воды. Во многих случаях эти сточные воды обрабатываются вместе с потоками сточных вод со станов горячей прокатки. После обработки вода рециркулируется.

Кристаллизатор и внутренняя часть роликов обычно охлаждаются водой в замкнутом контуре и здесь не рассматриваются. Основными загрязнителями являются взвешенные вещества и масла. Основными мерами по сокращению сбросов являются высокая скорость рециркуляции наряду с осаждением и/или фильтрацией отводимых веществ.

Для удаления масла можно использовать баки-сепараторы. Распыляемая вода обычно осаждается путем фильтрации песком до или после охлаждения в испарительной градирне. Фильтрация песком помогает обеспечить низкий уровень твердых частиц и масла для обеспечения удовлетворительно продолжительной работы сопел зоны вторичного охлаждения МНЛЗ. Слив из открытого контура для контроля уровня растворенных твердых частиц следует отбирать после установки фильтрации песком, чтобы свести к минимуму выброс взвешенных твердых частиц и любое загрязнение маслом. Чтобы предотвратить засорение песчаного фильтра, перед песчаными фильтрами следует установить маслоотделитель.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение концентраций загрязняющих веществ.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

При непрерывной разливке могут быть достигнуты следующие показатели: водопотребление – 0,04 м³/тонну стали, значения показателей взвешенные вещества – 0,8 г/тонну стали, цинк – менее 1 мг/тонну стали, свинец – менее 1 мг/тонну стали, масло и нефтепродукты – 20 мг/тонну стали.

Кросс-медиа эффекты

На стадиях осаждения образуется шлам, содержащий железо, который может быть переработан в агломерационной установке или направлен методом прямого впрыска через фурмы в доменную печь.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. К примеру, используется на АрселорМиттал (Индиана, Соединенные Штаты), Corus (Эймюйден, Нидерланды), ArcelorMittal (Гент, Бельгия), Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Снижение водопотребления. Требования законодательства к качеству сточных вод.

5.5.3. Технические решения по управлению отходами

5.5.3.1. Пыль от горячего брикетирования и переработка с получением окатышей с высоким содержанием цинка для внешнего повторного использования

Описание

Обработка твердых частиц пыли, образующихся при очистке сухих пылеуловителей, для возможности их повторного использования.

Техническое описание

Использование сухих электрофильтров в качестве средства очистки конвертерного газа, образующегося в результате продувки кислородом, приводит к образованию пыли. Эта пыль имеет высокое содержание железа (40 – 65 %) и может быть использована в качестве сырья при прессовании пыли в брикеты.

Крупная и мелкодисперсная пыль брикетируется на одних и тех же установках, но загружаются отдельно из-за их различных свойств. Брикеты из крупной пыли содержат около 70 % металлического железа и могут использоваться в качестве замены лома в конвертере. Брикеты из мелкодисперсной пыли содержат около 7 – 20 % металлического железа и могут использоваться в качестве добавки для охлаждения плавки.

Горячее брикетирование производится на установке для горячего брикетирования. Сначала пыль нагревают до 750 °C в реакторе с подвижным слоем с помощью горячего воздуха и автотермических реакций. На втором этапе брикеты формуются в цилиндрическом прессе.

Рециркулирующая пыль постепенно повышает концентрацию цинка. Когда среднее содержание цинка в пылевых брикетах достигает не менее 17 % по массе, они транспортируются перерабатывающим предприятиям для извлечения цинка. Для технической и экономической осуществимости для извлечения цинка следует обеспечить содержание цинка от 20 до 24 %, т.е. путем смешивания исходных материалов. Поскольку цинк в пыли распределен очень неравномерно, пыль с содержанием цинка значительно выше 17 мас. % также попадает в описанный здесь цикл.

Это приводит к тому, что в цикле без необходимости переносится значительное количество цинка, который многократно восстанавливается, испаряется, окисляется и брикетируется в каждом последующем цикле, что приводит к значительным колебаниям загрузки брикетов в бункере. Это, в свою очередь, не только влияет на металлургическую работу (образование шлака, скопление пыли в канале отвода отработанных газов), но и оказывает значительное влияние на тепловой баланс (горячий металл/лом). Регулярный аналитический контроль необходим для того, чтобы гарантировать, что качество получаемой стали и шлака не ухудшается из-за какого-либо чрезмерного увеличения содержания цинка.

Для оптимизации процесса была разработана онлайн-методика определения уровня цинка в пыли в режиме реального времени. Эта технология называется LIBS. Устройство непрерывно измеряет содержание цинка в пыли на конвейере.

Причина гранулирования мелкодисперсной пыли заключается в том, что даже при использовании связующих веществ ее невозможно брикетировать. Кроме того, гранулы, как правило, лучше соответствуют требованиям заказчика, таким как анализ, стабильность при хранении, отсутствие пыли, транспортабельность и простота в обращении. Кроме того, пылевые гранулы могут быть оптимизированы для дальнейшей переработки путем добавления восстановителей, других добавок и т.д. Описано горячее брикетирование и получение гранул с высоким содержанием цинка для внешнего повторного использования. Технически возможно извлекать цветные металлы из этого шлама и пыли, после чего ценные очищенные твердые частицы, содержащие железо, могут быть повторно использованы в процессе производства чугуна. Извлеченные цветные металлы могут быть дополнительно переработаны промышленностью по производству цветных металлов.

Были применены следующие методы: процессы в печи с вращающимся подом; процессы в псевдоожиженном слое; реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем; процессы смешивания с высокой турбулентностью; плазменные процессы; многоцелевые кислородные купольные печи.

Достигнутые экологические выгоды

При применении пылевого горячего брикетирования и вторичной переработки удается избежать захоронения твердых отходов и сэкономить ценное сырье. Количество перерабатываемой пыли составляет примерно 10 - 20 кг на тонну производимой жидкой стали. Общий выход железа увеличивается примерно на 1 %.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Может быть достигнута степень рециркуляции пыли, составляющая 100 %.

Для переработки мелкой пыли, с очистного оборудования (пылесборников) и шлама (полутвердая суспензия, полученная из промышленных сточных вод или при очистке сточных вод), образующихся в процессах производства чугуна и стали, для их использования в качестве сырья Nippon Steel (Япония) использует печь для обеспыливания (RC: циркуляционная печь Resource) на заводе East Nippon Works Kashima Area и вращающийся поддон печи (RHF) на заводах East Nippon Works Kimitsu, Setouchi Works Hirohata и Hikari (NIPPON STEEL Stainless Steel Corporation), что позволяет перерабатывать всю образующуюся пыль внутри производства.

Кросс-медиа эффекты

Установка для горячего брикетирования требует энергии, но экономит сырье.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод применим, когда для очистки сжиженного газа используется сухое электростатическое осаждение. Некоторый опыт показал, что извлечение цинка брикетированием не является решением в системах мокрого обеспыливания из-за нестабильного осаждения в отстойниках, вызванного образованием водорода (в результате реакции металлического цинка и воды). По этим соображениям безопасности содержание цинка в осадке должно быть ограничено 8 – 10 %.

В будущем, возможно, появится возможность обрабатывать шламы и из скрубберов Вентури, но для этого потребуется дополнительная энергия для испарения воды.

Данный метод успешно используется на сталеплавильном заводе LD 3, Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) (на этом заводе практикуется извлечение цинка в виде гранул для внешнего повторного использования), на сталелитейном заводе Gwangyang Works, POSCO Iron and Steel Company (Республика Корея) и др.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Основными движущими силами для внедрения этого метода являются ограниченные возможности и высокие затраты на удаление пыли.

5.5.3.2. Снижение содержания цинка в ломе

Описание

Использование сырья (лома) с низким содержанием цинка, как одно из условий оптимальной эксплуатации конвертерных печей.

Техническое описание

Высокое содержание цинка отрицательно сказывается на правильной работе. Поэтому переработка материала с высоким содержанием цинка ограничена.

Пыль и шламы, собираемые из устройства для обеспыливания конвертерного газа ККП, могут содержать относительно высокие концентрации тяжелых металлов, особенно цинк (Zn). Этот цинк в основном поступает из лома, загружаемого в конвертер. Выделение цинка может сильно варьироваться от одной плавки к другой в зависимости от типа загружаемого внешнего лома и условий продувки. Та же проблема, но в меньшей степени, относится к свинцу (Pb), кадмию (Cd).

Достигнутые экологические выгоды

Шлам от обеспыливания конверторного газа имеет содержание цинка приблизительно 0,1 – 0,3 %, что позволяет 100 % перерабатывать пыли на аглофабрике.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

На некоторых заводах практикуется строгая политика использования лома с низким содержанием цинка.

Кросс-медиа эффекты

Цинк в основном улетучивается из конвертера в первые несколько минут продувки кислородом.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применение возможно как на новых, так и на действующих заводах. Однако эта мера сильно зависит от наличия лома с низким содержанием Zn, Pb и Cd и экономической эффективности использования этого вида лома. Поэтому он применим не во всех случаях и сильно зависит от рынка металлолома. На заводе Corus (Иджмюйден, Нидерланды) процесс основан на низком содержании цинка в ломе. Также данный метод применяется в British Steel (Сканторп, Соединенное Королевство.)

Экономика

Лом с низким содержанием цинка стоит дороже и увеличивает себестоимость произведенной тонны. Ожидается, что утилизация лома с низким содержанием цинка будет затруднена. С другой стороны, использование отходов с низким содержанием цинка позволяет перерабатывать шламы и пыль от газоочистки ККП.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.5.4. Технические решения по энергоэффективности в процессе ККП

5.5.4.1. Рекуперация энергии конвертерного газа

Описание

Рекуперация энергии конвертерного газа предполагает эффективное использование, как физического тепла, так и химической энергии конвертерного газа. Ранее большая часть химической энергии рассеивалась при сжигании на факелах.

Конвертерный газ, образующийся при продувке кислородом, выходит из горловины конвертера и впоследствии улавливается первичной и вторичной газоочистками. Этот газ имеет температуру приблизительно 1200 °C и расход приблизительно 50 – 100 Нм³/т стали. Газ содержит приблизительно 70 – 80 % оксида углерода (CO) при выходе из ККП и имеет теплотворную способность приблизительно 8,8 МДж/Нм³.

Для рекуперации энергии из сжиженного газа можно использовать две системы:

1. Сжигание конвертерного газа в газоходе конвертера и последующая утилизация полученного тепла в котле-утилизаторе для получения пара. Этот конвертерный газ можно полностью или частично сжечь, подачей атмосферного воздуха в газоход системы первичной газоочистки. Таким образом, физическое тепло и общий расход газа в первичной системе вентиляции увеличивается, и в котле-утилизаторе может вырабатываться больше пара. Количество воздуха, смешанного с газом ККП, определяется количеством образующегося пара. В полном цикле выплавки стали (примерно 30 – 40 минут) продувка кислородом длится примерно 15 минут. Таким образом, образование пара, которое непосредственно связано с продувкой кислородом, является прерывистым.

2. Подавление сгорания конвертерного газа и направление конвертерного газа в газгольдер для последующего использования.

Сжигание конвертерного газа в системе первичной вентиляции можно подавить, предотвратив подачу окружающего воздуха от попадания в систему. Обычно это делается путем опускания выдвижной юбки с водяным охлаждением над горловиной конвертера. Таким образом, оксид углерода (CO) удерживается, и конвертерный газ можно использовать в качестве источника энергии в других местах. Газ очищается в соответствии с требованиями к сетевому газу и может быть буферизован в газгольдере. Котел-утилизатор может быть установлен для рекуперации физического тепла, которое присутствует в несгоревшем газе ККП. Следует отметить, что газ ККП не собирается во время начала и окончания продувки из-за его низкого содержания оксида углерода (CO). В течение этих периодов, которые длятся несколько минут, вместо этого он сжигается на факеле.

Достигнутые экологические выгоды

Сообщается, что рекуперация энергии из системы полного сгорания с котлом-утилизатором составляет 80 % от общего количества отходящего тепла. Когда применяется подавленное горение, только 10 – 30 % (0,1 – 0,3 ГДЖ/т жидкой стали) от общей выработки энергии утилизируется в котле-утилизаторе. Еще 50 – 80 % извлекается в виде химической энергии (оксид углерода (CO)) в конвертерном газе, в зависимости от коэффициента подачи воздуха. Когда газ сжигается на факеле и, таким образом, не извлекается, эта энергия теряется.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Общая рекуперация энергии при применении подавленного горения, рекуперации конвертерного газа и КПД использования физического тепла в котле-утилизаторе может достигать 90 %.

При рекуперации конвертерного газа экономия энергии составляет 0,35 – 0,7 ГДж/т жидкой стали по сравнению с сжиганием на факелах. Система без утечек, разработанная Nippon Steel Corporation (Япония), обеспечивает экономию энергии на 0,98 - 1,08 ГДж/т жидкой стали и увеличение производства расплавленной стали на 0,4 % по сравнению с сжиганием в факелах.

Кросс-медиа эффекты

Извлечение конвертерного газа требует надлежащей очистки сырого газа, чтобы соответствовать требованиям к сетевому газу. При полном сгорании дымовые газы выбрасываются непосредственно в атмосферу. Общие выбросы в атмосферу снижаются при применении подавленного горения. Больший расход дымовых газов из систем полного сгорания подразумевает более дорогостоящую и относительно менее эффективную борьбу с пылью.

Технические соображения, касающиеся применимости

На новых и действующих установках могут применяться как утилизация отходящего тепла, так и рекуперация конвертерного газа путем подавления горения. В некоторых случаях это может быть экономически нецелесообразно или, что касается надлежащее управление энергопотреблением, невозможно рекуперировать газ ККП путем подавления горения. В этих случаях газ ККП может сжигаться с образованием пара. Вид сжигания зависит от местного управления энергопотреблением.

Рекуперация энергии с помощью систем полного сгорания или систем с подавленным горением широко применяется на заводах кислородной металлургии по всему миру.

Экономика

Инвестиции, необходимые в 2007 году, составили 30,5 млн евро для текущего проекта, состоящего из газгольдера объемом 80 000 м³, воздуходувных вентиляторов, газоходов, трехходовых клапанов в системах отвода отходящего газа, мер безопасности, монтажа и инжиниринга и т.д. Около 80 % сжиженного газа будет извлечено в результате годовая экономия энергии составляет 2600 ТДж/год = приблизительно 12 евро/ГДж инвестиций. Окупаемость составляет около пяти лет с учетом экономии на покупке природного газа, затрат на эксплуатацию, кредитов на выбросы диоксида углерода (CO₂), снижения потерь при сжигании на факелах, продажи газа производителю электроэнергии и снижения выработки пара.

Движущая сила внедрения

Ресурсосбережение.

5.5.4.2. Онлайн-отбор проб и анализ стали

Описание

Кислородно-конвертерная плавка стали — это периодический процесс. Каждая партия горячего металла должна подвергаться рафинированию до тех пор, пока не будет достигнуто нужное качество стали. В целях отслеживания результата, из ванны жидкой стали отбираются пробы для анализа. Результаты анализа используются для определения дополнительного времени продувки кислородом, необходимого для достижения требуемого качества стали.

Техническое описание

Новейшие системы динамического моделирования и мониторинга достигают точности, которая делает ненужным отбор проб во время продувки. Затем в течение периода разливки отбирается контрольная проба. Эта технология устраняет выбросы, связанные с отбором проб.

Отбор проб в режиме онлайн осуществляется во время продувки кислородом с помощью вспомогательной фурмы или аналогичного устройства. Это позволяет продолжать процесс очистки во время анализа образцов. Это сокращает время производственного цикла и, следовательно, повышает производительность.

Достигнутые экологические выгоды

Сокращается время одной плавки, что повышает производительность. Выбросы в атмосферу снижаются, так как нет необходимости изменять положение корпуса.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Преимуществом онлайн отбора проб и анализ стали позволяет в режиме реального времени отслеживать результаты анализа, необходимого для достижения требуемого качества стали. Исключает выброс оксид углерода (CO)₂, при отборе проб.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод может быть применен на всех новых заводах. Действующие установки нуждаются в модернизации, чтобы установить эту систему отбора проб. Большинство европейских заводов применяют онлайн-отбор проб и динамическое моделирование.

Экономика

Затраты снижаются в результате повышения производительности.

Движущая сила внедрения

Улучшение производительности.

5.5.4.3. Повышение энергоэффективности в сталеплавильном цехе за счет автоматизации

Описание

Данный метод связан с применением автоматизированных устройств в сталеплавильном цехе.

Техническое описание

В этот раздел включены два варианта автоматизации сталеплавильного цеха:

автоматическая система управления крышкой ковша;

автоматизированная система выпуска плавки из конвертера.

Автоматизированная система управления крышкой ковша. Сталеразливочный ковш используется для вторичной обработки и транспортирования жидкой стали из кислородных конвертеров на непрерывную разливку. При обычной практике ковши не покрываются в течение обработки в ковше и транспортировании, но крышка постоянно используется для предотвращения чрезмерных потерь тепла в течение непрерывной разливки. После разливки и обслуживания ковши, находящиеся в работе, подогреваются с помощью горелок, обычно с использованием коксового или природного газа для поддержания их в нагретом состоянии до следующей разливки.

На металлургическом заводе Raahe Steel Works, в работе постоянно находится от восьми до девяти ковшей. Ковши оснащены крышками, которые удаляются только в течение выпуска из конвертера и в течение обработки в ковше. Горелки не требуются для поддержания ковшей горячими после обслуживания. Кислородные конвертеры и площадки для внепечной обработки стали оснащены стендами с крышками, на которых автоматически устанавливаются и (или) удаляются с ковша в зависимости от стадии процесса. Система является системой с “откидной крышкой”, которая также дает возможность сливать шлак после разливки без удаления крышки.

Автоматизированная система выпуска плавки из конвертера. Используя имеющуюся систему вспомогательных фурм, можно получить оценку температуры стали и содержания C в ней без необходимости наклонять конвертер в горизонтальное положение. Следовательно, выпуск плавки можно начинать в течение 2 – 3 минут после окончания продувки, в зависимости от времени последующего перемешивания.

Инфракрасная камера, которая может использоваться для отличия стали и шлака, показывает, когда шлак попадает в разливаемый поток и когда следует автоматически прекратить выпуск плавки.

Достигнутые экологические выгоды

Повышается энергоэффективность (улучшается контроль температуры) и уменьшается пылеобразование.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Автоматизированная система управления крышкой ковша. Поскольку во время цикла работы ковша теряется меньше тепла, средняя температура выпуска снизилась на 10 °C. Пониженная температура выпуска плавки дает возможность повысить на 8 кг/т долю лома в конвертере без добавки дополнительного тепла, и, таким образом, повышается производительность. Еще одна возможность состоит в производстве стали с меньшим на 8 кг/т жидкого чугуна, что эквивалентно снижению выбросов диокисда углерода (СО₂) на 15 кг/т. Отклонение температуры выпуска плавки снижается на 4 °C, что является существенным для контроля устойчивости процесса. Температура стали становится более стабильной в течение всего процесс выплавки стали, что снижает прекращения разливок на машине непрерывной разливке. Ковши практически свободны от кусков стали и шлака. Нет необходимости в дополнительной энергии на площадках обслуживания ковшей, что позволяет использовать коксовый газ для других применений на металлургическом заводе. Крышки снижают выбросы пыли и прямое излучение тепла от сталеразливочных ковшей в течение транспортирования. Несколько улучшается ситуация с износом огнеупоров конвертеров и ковшей.

Автоматизированная система выпуска плавки из конвертера. Этот метод демонстрирует несколько основных экологических преимуществ: это снижает целевую температуру выпуска стали примерно на 15 °C. Это позволяет увеличить количество лома, следовательно, снизить содержание жидкого чугуна в шихте. При более низкой температуре выпуска на 15 °C можно снизить отношение доли жидкого чугуна примерно на 9 кг на т нерафинированной стали, что эквивалентно возможному общему снижению образования диокисда углерода (СО₂)на 16 кг на тонну нерафинированной стали. Кроме того, избегая наклона конвертера в горизонтальное положение для отбора проб после окончания продувки, уменьшается выброс горячих газов и пыли. Также, при точном определении времени окончания выпуска стали в конвертере остается меньше стали, которая сливается вместе со шлаком в шлаковую чашу. Меньшее количество стали в шлаковом ковше приводит не только к стабилизации технологического процесса, но и к уменьшению выбросов пыли при опорожнении ковшей.

Более высокая степень шлакового покрытия увеличивает срок службы футеровки и снижает потребность в огнеупорных материалах. По приблизительным оценкам, автоматизированный выпуск привел к увеличению срока службы футеровки на 20 %.

Энергоэффективность повышается не только за счет общего увеличения производительности за счет более короткого времени между выпусками стали, но также за счет снижения температуры выпуска, что может быть использовано для увеличения рециркуляции лома, а также за счет повышения выхода стали.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Автоматизированная система управления крышкой ковша, в принципе, применима для всех металлургических заводов, с учетом характеристик существующих установок. Крышки могут быть очень тяжелыми, поскольку они изготовлены из огнеупорных кирпичей. Грузоподъемность кранов и конструктивные особенности всего здания ограничивает применимость существующих установок. Имеются различные технические проектные решения для реализации системы с учетом реальных условий на заводе.

Практика автоматизированного выпуска стали из конвертера может быть применена в любом конвертерном цехе, который оснащен системами быстрой и точной регистрации температуры и содержания C в стали в конце продувки, а также системой обнаружения шлака.

Примером завода по обеим техникам является Рууки, Финляндия. Метод автоматизированной технологии выплавки стали на сталелитейном заводе SSAB Tunnplåt AB в Лулео, Швеция постепенно внедрялась в конце 1990-х годов. Первым шагом было внедрение быстрого и прямого выпуска стали с последующей автоматизацией всей последовательности выпуска, включая выпуск шлака.

Экономика

Система автоматической крышки ковша позволяет производителю стали значительно снизить производственные затраты.

Автоматизированная технология в основном связана с повышением производительности, снижением затрат на техническое обслуживание и снижением износа огнеупоров.

Движущая сила внедрения

Движущими силами для внедрения технологии являются повышение производительности, лучший контроль процесса с повышенным выходом, повышение эффективности использования энергии и экономия затрат.

Движущими силами для повышения степени автоматизации процесса являются: стабилизация и увеличение производства стали и увеличение использования времени, улучшенное управление технологическим процессом, улучшенная рабочая среда, увеличенный срок службы футеровки.

5.5.4.4. Прямой выпуск стали из конвертера

Описание

Обычно для отбора проб, не дожидаясь химического анализа взятых проб (прямой выпуск), используются дорогостоящие устройства, такие как пробоотборники или системы датчиков.

Техническое описание.

В Финляндии разработана практика для достижения прямого выпуска без таких средств. На практике концентрация углерода при продувке снижается до 0,04 %, и одновременно температура ванны жидкого чугуна снижается до заданного значения. Перед выпуском плавки измеряют температуру и активность кислорода (с использованием кислородного концентрационного элемента) в жидкой стали для принятия дальнейших действий.

Коэффициент дополнительной продувки на заводе в Овако, Коверхар, Финляндия, сегодня составляет примерно 5 %.

Достигнутые экологические выгоды

Благодаря прямому выпуску достигается повышенная энергоэффективность и наблюдается положительное воздействие на окружающую среду.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Преимущество практики прямого выпуска заключается, главным образом, в повышении энергоэффективности. Охлаждение ванны после продувки уменьшилось на 20 °C. В то же время сокращается время от выпуска до выпуска на 20 %. Это означает значительное повышение производительности. Из-за улучшенного теплооборота объем лома увеличился на 5 % по сравнению с методами не прямого выпуска. Это означает сокращение выбросов CO₂примерно на 15 кг/т.

Срок службы футеровки увеличивается примерно на 10 %. Благодаря увеличенному сроку службы футеровки и большему количеству рециркулируемого материала (лома) также достигается снижение воздействия на окружающую среду.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Эта практика в основном применима на установках ККП с определенными предварительными условиями. Для успешного прямого выпуска необходимы некоторые предварительные условия, такие как подходящий анализатор горячего металла и средства для удаления шлака. Наличие печи-ковша облегчает реализацию этой практики. Прямой выпуск стали используется на заводе Ovako (Коверхар, Финляндия) с 2001 года практически для всех марок стали и касается практически всех качеств стали, за исключением некоторых специальных сталей. На долю прямого выпуска сегодня приходится 99 % всех расплавов.

Экономика

Экономические выгоды связаны с повышением производительности, снижением энергопотребления и уменьшением количества огнеупорных изделий.

Движущая сила внедрения

Повышенная энергоэффективность является движущей силой для внедрения этого метода. Другими движущими факторами являются повышение производительности, экономия средств и снижение воздействия на окружающую среду.

5.5.4.5. Непрерывная разливка полосы по форме, близкой к окончательной

Описание

Непрерывная разливка полос в форме, близкой к заданным параметрам, означает непрерывную разливку стали в полосы толщиной менее 15 мм. Процесс литья сочетается с прямой горячей прокаткой, охлаждением и намоткой полос без промежуточной печи повторного нагрева, используемой для традиционных методов литья, например непрерывного литья слябов или тонких слябов. Таким образом, такое литье представляет собой метод получения плоских стальных полос различной ширины и толщины менее 2 мм.

Техническое описание

Процесс литья можно разделить на различные методы. Все они характеризуются движущимися кристаллизаторами без использования литейного порошка. Двухвалковое литье полос в виде вертикальной разливки и прямая горизонтальная разливка полосы (которая раньше называлась прямой разливкой полосы) представляют наибольший промышленный интерес.

Достигнутые экологические выгоды

В связи с экономией энергии снижаются выбросы диоксида углерода (CO₂).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Достижимый эффект экономии энергии связан с тем, что повторный нагрев не требуется, а также на снижении уровня горячей прокатки. По сравнению с обычным литьем слябов дополнительная энергия для достижения температуры, необходимой для горячей прокатки, не требуется.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Технология литья полос применима как на новых, так и на действующих сталелитейных заводах. Применимость зависит также от производимых марок стали (например: не подходит для производства толстых листов с помощью этого процесса) и от ассортимента продукции отдельного сталелитейного завода. Ленточные ролики (двухвалковые ролики) эксплуатируются на заводе ThyssenKrupp Nirosta (Бохум, Германия) (400 тысяч тонн в год); Nucor Crawfordsville (Индиана, США) (400 тысяч тонн в год) и Nippon Steel (Япония).

Экономика

Существуют три основных экономических стимула для внедрения технологии литья полос: капитальные затраты, экономия энергии и требуемая площадь. Кроме того, этот метод применим для широкого спектра марок стали, а производственная мощность однолинейной литейно-прокатной машины составляет примерно 1,5 млн тонн в год.

Движущая сила внедрения

Горизонтальное литье полосы предотвращает воздействие из-за изгиба и выпрямления изделия. В частности, применение этого метода выгодно для получения марок с критическими свойствами пластичности при высокой температуре. Могут быть получены высоколегированные марки стали (в частности, с высоким содержанием аллюминия (Al)), поскольку не происходит взаимодействия с литейным порошком. Экономические и экологические факторы.

5.6. НДТ при производстве стали в электродуговых печах (ЭДП)

5.6.1. Технические решения в процессе производства стали в ЭДП

5.6.1.1. Оптимизация процесса производства стали в ЭПД

Описание

Процесс производства стали в ЭДП постоянно совершенствуется с целью оптимизации и повышения производительности, что коррелирует со снижением удельного энергопотребления.

Техническое описание

Наиболее важными методами являются: (сверх) высокая мощность работы; боковые стенки и свод с водяным охлаждением; кислородно-топливные горелки и кислородная фурма; система донного выпуска; практика вспенивания шлака; ковшовая или внепечная обработка стали; автоматизированный отбор проб и добавление легирующих элементов; повышенная энергоэффективность; компьютерное управление технологическими процессами и автоматизация.

(Сверхвысокая) мощность работы основана на использовании более мощных печных трансформаторов. Решающими характеристиками печей сверхвысокой мощности являются номинальная установленная мощность, средний энергетический КПД и время использования трансформатора. Внедрение данного метода может привести к повышению производительности, снижению удельного расхода электродов и уменьшению объема удельного объема отходящего газа, но также и повышенному износу футеровки печи.

Боковые стены и свод печи с водяным охлаждением. С 1980 года стены и своды печей облицовываются панелями с водяным охлаждением, что дает возможность экономить огнеупорный материал, использовать технологию печей сверхвысокой мощности, а также повторно использовать отходящее тепло путем применения мер по рекуперации энергии. Однако экономическую целесообразность рекуперации энергии следует проверять на каждом предприятии.

Кислородно-топливные горелки и кислородная фурма способствуют равномерному расплавлению лома. Это также частично компенсирует эффект контроля максимальной потребности в электроснабжении. Обычно дополнительное поступление энергии через кислородно-топливные горелки и кислородную фурму приводит к снижению общего требуемого расхода энергии.

Система донного выпуска используется с 1983 года и широко применяется в настоящее время, поскольку это позволяет свести к минимуму количество окисленного шлака (выноса) в ковш во время выпуска. Это также позволяет экономить затраты на уменьшение количества необходимого огнеупорного материала для более быстрого слива и для снижения потерь энергии. Кроме того, это упрощает улавливание дыма. Обычно большинство новых ЭДП для углеродистой стали оснащаются системами донного выпуска. Однако некоторые старые печи, а также большинство печей для производства нержавеющей стали все еще оснащены сливным носком дуговой печи (позволяют выпускать расплав целиком и частично, процесс хорошо контролируется, а обслуживание является простым.

Практика вспенивания шлака. Наведение пенистого шлака внутри печи улучшает теплопередачу к шихте, а также защищает огнеупорный материал внутри печи. Благодаря лучшей стабильности дуги и меньшему воздействию излучения вспенивание шлака приводит к снижению энергопотребления, расхода электродов, уровня шума и повышению производительности. Это также оказывает положительное влияние на некоторые металлургические реакции (например, между шлаком и расплавом).

Информация о неблагоприятном воздействии практики получения вспененного шлака на возможности использования шлака не встречалась. Следует отметить, что использование метода вспенивания шлака невозможно для некоторых марок стали, таких как нержавеющая сталь и другие высоколегированные стали.

Ковшовая или внепечная обработка стали. Некоторые производственные этапы могут быть выполнены более эффективно в других агрегатах (таких как десульфурация, легирование, температурная и химическая гомогенизация). Технология переноса специфических операций на ковши, ковшовые печи или другие емкости была введена в 1985 году. Заявленные преимущества этой разработки заключаются в экономии энергии (чистая экономия 10 – 30 кВтч/т), сокращении времени от плавки до плавки примерно на 5 – 20 минут, повышении производительности, лучшем контроле температуры стали при нагреве, подаваемом на непрерывную разливку, возможном снижении расхода электрода (до 0,1 – 0,74 кг/т), экономия легирующих и снижение выбросов от самого процесса ЭДП. Возможным недостатком использования ковшей или других агрегатов для борьбы с загрязнением воздуха является увеличение количества источников выбросов, что требует более высоких инвестиций в оборудование для борьбы с загрязнением воздуха в виде дополнительных устройств для улавливания дыма, таких как вытяжки.

Повышенная энергоэффективность. Потребность ЭДП в электроэнергии значительно возросла с 1995 года, что приводит ко все большему нарушению работы электрических сетей, что подразумевает потери электрической энергии.

Улучшение электроснабжения с помощью эффективной силовой электроники позволяет повысить производительность и снизить общую потребность в энергии. Удельное потребление электроэнергии в 360 кВтч/т было достигнуто за счет ЭДП постоянного тока мощностью 100 МВт на предприятии ArcelorMittal (Эш-Бельваль, Люксембург).

Компьютерное управление технологическими процессами и автоматизация стало необходимым и широко используется примерно с 1982 года, поскольку высокая производительность требует эффективных систем управления потоками материалов и данных, возникающих при выборе сырья, печи, печи-ковше и МНЛЗ. Эффективные системы управления, в частности, позволяют оптимизировать потребление энергии в печи и позволяют увеличить производительность, а также снизить выбросы пыли.

Достигнутые экологические выгоды

Указано в описании каждого метода.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Указано в описании каждого метода. Основное оборудование ПФ ТОО "KSP Steel", участвующие в производстве, оборудованы компьютерными системами мониторинга, отвечающими передовым требованиям. Компьютерное обеспечение произведено фирмами Siemens, Toshiba, CAS и другими мировыми производителями. Компьютерная система мониторинга позволяет отслеживать все параметры работы технологического оборудования и необходимые параметры ведения технологического процесса. Систематический контроль и регулирование основных контролируемых параметров газоочистной установки фильтров типа ФРО и ФРС обуславливает оптимальный режим процесса пылеулавливания, обеспечивающий самый низкий среднестатистический уровень выбросов.

Кросс-медиа эффекты

Кислородно-топливные горелки увеличивают расход отходящих газов, но, с другой стороны, они снижают общую потребность в энергии.

Боковые стены и крыши с водяным охлаждением требуют дополнительного энергопотребления примерно в 10 – 20 кВт*ч/т, но может быть компенсировано преимуществами в области доступности установки и технического обслуживания. Боковые стенки и крыши с водяным охлаждением, среди прочего, предоставили возможность применять современные технологии, такие как печи высокой мощности или сверхвысокого давления.

Технические соображения, касающиеся применимости

Описанные методы применимы как к новым, так и к действующим установкам. Многие заводы в ЕС оснащены описанными технологиями и эксплуатируются в оптимизированных условиях.

Экономика

В зависимости от используемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Необходимость повышения производительности.

5.6.1.2. Предварительный нагрев лома

Описание

Использование физического тепла отходящего газа (приблизительно 140 кВтч/т стали) получило широкое развитие. Одним из вариантов является использование физического тепла для предварительного нагрева лома. Лом может быть предварительно нагрет примерно до 800 – 1000 °C с помощью периодических систем и до 300 – 400 °C системой непрерывного действия перед процессом плавления ЭДП, что снижает общее потребление энергии до 100 кВтч/т жидкой стали. Такой подогрев выполняется либо в загрузочной бадье или в загрузочной шахте (шахтной печи), являющейся добавкой к электродуговой печи, или в специально спроектированной системе транспортирования лома, позволяющей непрерывную загрузку в течение процесса плавления. В некоторых случаях даже дополнительная топливная энергия добавляется в процессе подогрева.

Техническое описание

Шахтная технология была разработана поэтапно. В 1988 году компания Fuchs Systemtechnik GmbH, ныне SIEMENS VAI Metals Technologies (Германия) приступила к разработке, направленной на устранение недостатков ковшовых подогревателей лома, и выбрала прямую загрузку лома в шахту, расположенную на своде ЭДП. С помощью одной шахтной печи можно предварительно разогреть 100 % лома.

Еще одной модификацией является двушахтная печь, которая состоит из двух идентичных шахтных печей (конструкция с двумя корпусами), которые расположены рядом друг с другом и обслуживаются одним комплектом электрододержателей. Лом частично предварительно нагревается отходящим газом, а частично - горелками в боковых стенках.

Очень эффективной конструкцией шахтной печи является дуговая электропечь с шахтой, оборудованной "пальцами". В конструкции используется уникальная система удержания лома с помощью пальцев, которая позволяет предварительно нагревать 100 % количества лома. Первая корзина с ломом подогревается в течение рафинирования предыдущей плавки, а вторая в течение плавления первой корзины. В 1994 году на заводе Hylsa в Монтеррее (Мексика), была запущена первая пальцевая шахтная печь. Благодаря использованию печи отходящий газ во время теплового цикла лом может быть предварительно нагрет до температуры приблизительно 1000 °C перед окончательной плавкой в емкости печи. Это означает значительную экономию энергии и затрат при значительном сокращении времени от плавки к плавке.

Все образующиеся выбросы от систем предварительного нагрева лома могут сжигаться в отдельной камере сгорания, расположенной дополнительно.

Достигнутые экологические выгоды

С помощью шахтных установок можно достичь очень высоких температур предварительного нагрева лома – до 800 – 1000 °C. С помощью описанных методов предварительного нагрева лома можно сэкономить энергии 70 – 100 кВтч/т стали, что составляет около 10 – 25 % от общего расхода электроэнергии. Рассчитанная на основе первичной энергии, экономия может быть выше, учитывая эффективность энергоснабжения. Кроме того, два решения для предварительного нагрева лома сокращают время от выпуска до выпуска, поскольку для загрузки требуется меньше электроэнергии и сокращается время простоя при загрузке.

В сочетании с усовершенствованной системой очистки отходящих газов предварительный нагрев лома играет важную роль в оптимизации процесса выплавки стали в ЭДП, что связано не только с производительностью, но и с минимизацией выбросов.

В качестве побочного эффекта предварительный нагрев лома снижает выбросы неочищенной пыли примерно на 20 %, поскольку отходящий газ должен проходить через лом, который действует как фильтр. Это снижение коррелирует с увеличением содержания цинка в пыли, что способствует ее вторичной переработке.

С помощью систем непрерывной подачи лом может быть нагрет до средней температуры 300 °C, таким образом, повышается КПД печи и снижается потребление энергии. Но непрерывная подача имеет ряд дополнительных преимуществ, включая более низкий уровень шума.

Считается, что весь оксид углерода (CO) и водород (H₂) выделились в процессе плавления и сгорают до диоксида углерода (CO₂) и H₂O внутри подогревателя. Непрерывность процесса позволяет достичь стабильной температуры отходящих газов на выходе от 800 до 1100 °C при избытке кислорода 8 – 10 %, что обеспечивает полное разрушение ПХДД/Ф. Тем не менее, опыт по крайней мере двух установок непрерывной зарядки показал высокую концентрации выбросов ПХДД/Ф, значительно превышающие значение 0,1 нг I-TEQ/Нм³. Это означает, что дополнительные меры по сокращению ПХДД/Ф для обеспечения концентрации в выбросах ниже 0,1 нг I-TEQ/Нм³могут потребоваться также для методов непрерывной зарядки в зависимости от конкретного случая.

В 2008 году на ЭДП Mo i Rana была реализована печь CONSTEEL. Для уменьшения выбросов пыли, диоксинов и ртути после рукавного фильтра был установлен угольный фильтр. Измерения, проведенные как до, так и после применения печи CONSTEEL, показывают, что содержание примесей и ртути уменьшилось более чем на 90 %.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

С момента своего запуска ни одна печь CONSTEEL не была остановлена.

Кросс-медиа эффекты

Предварительный нагрев лома выглядит очень привлекательно с точки зрения управления энергопотреблением, но может привести к значительному образованию органических загрязнителей из-за возможного присутствия органических веществ на ломе. Высокие выбросы ПХДД/Ф, хлорбензолы, полихлорированные дифенилы (ПХБ), а также полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и другие частичные продукты горения могут образовываться из металлолома, загрязненного красками, пластмассами, смазочными материалами или другими органическими соединениями.

Эти выбросы могут быть сведены к минимуму путем дожигания отходящего газа в специально сконструированной камере дожигания, оснащенной горелками на ископаемом топливе. Из-за высокой температуры, которая должна быть достигнута для уничтожения СОЗ (стойких органических загрязнителей), присутствующих в отходящих газах, количество требуемой энергии является значительным и на порядок превышает экономию энергии, обеспечиваемую предварительным нагревом лома.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применим как к новым, так и к действующим установкам. На действующих заводах необходимо учитывать местные условия, связанные с наличием свободного места и ограничениями для установки конвейера и расположения свалки, что иногда может препятствовать установке такого оборудования. Для систем предварительного нагрева лома не требуется больше лома специального размера, чем для обычной ЭДП. Метод применяется на двухконтурной шахтной печи со встроенным предварительным нагревом в шахте: ASW (Монтеро, Франция), на шахтной печи с двумя пальцами и одношахтной печи, Чжанцзяган, П.Р. (Китай).

Экономика

Короткий срок окупаемости (порядка 1 года). Общая экономия затрат с помощью процесса CONSTEEL для плавильного цеха производительностью в млн тонн/год составляет около 9,5 евро/тонну стали.

Движущая сила внедрения

Основной движущей силой является повышение производительности, достижение более высокого выхода шихты и снижение затрат на конверсию в сочетании с меньшим воздействием на окружающую среду. Другим основным фактором является снижение электрических помех на заводах, где существует проблема с сетью электроснабжения.

5.6.2. Технические решения по снижению воздействия на атмосферный воздух

5.6.2.1. Сокращение выбросов пыли при переработке шлака

Описание

Если шлак собирается в шлаковом ковше на ЭДП, его размещают во внешние шлакосборники для затвердевания. Охлаждение шлака может быть усилено водяными брызгами, приводящими к образованию паров. Если шлак высыпается на пол, то после затвердевания он предварительно измельчается с помощью экскаваторов или лопаточных погрузчиков и впоследствии вывозится на внешнее складское помещение.

Через определенный промежуток времени шлак перерабатывается в дробильно-сортировочных устройствах с целью придания желаемой консистенции для отделения металлов от шлака и для его дальнейшего использования в строительстве. Дробление шлака и извлечение металла могут привести к выделению пыли.

Техническое описание

Чтобы свести к минимуму выбросы пыли, дробильно-сортировочные устройства должны быть закрыты. Выбросы от дробления и просеивания впоследствии очищаются с помощью рукавного фильтра. Конвейерные ленты должны быть закрыты; места передачи могут быть увлажнены. При хранении переработанного шлака необходимо увлажнение с целью обеспыливания. Во время загрузки дробленого шлака можно использовать водяное орошение для минимизации выбросов пыли.

Достигнутые экологические выгоды

С помощью этого метода может быть достигнута остаточная концентрация пыли <10 – 20 мг/м³.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Отсутствуют.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих производствах. Примерами использования данного метода являются производства BSW (Кель, Германия), Георгсмариенхютте (Оснабрюк, Германия), Лех-Штальверке (LSW) (Майтинген, Германия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов твердых частиц.

5.6.2.2. Усовершенствованные системы сбора выбросов

Описание

Конструктивные решения для предотвращения и снижения выбросов при получении стали с помощью электродуговых печей.

Техническое описание

Первичные и вторичные выбросы должны максимально улавливаться, предпочтительно на источнике выбросов, следующий этап - очистка. Предпочтительными системами являются комбинация 4-го отверстия (в случае трех электродов, например, переменного тока) или 2-го отверстия (в случае одного отверстия, например, для печи на постоянном токе), непосредственного отвода с системами вытяжного зонта (или закрытий печи) или общего удаления из здания являются предпочтительными системами.

С помощью 4-го или 2-го отверстия первичные выбросы, образующиеся в периоды плавки и продувки, могут быть собраны почти полностью. Этот тип технологии прямого извлечения является передовым в современном процессе ЭДП для сбора первичных выбросов. Он также может быть применен к агрегатам вторичной металлургии.

В системе навесных вытяжек одна или несколько вытяжек над печью косвенно собирают дымовые газы, выходящие из печи во время загрузки, плавки, удаления шлака и выпуска (до 90 % первичных выбросов, а также вторичных выбросов). Вытяжные системы широко используются в процессе производства стали в ЭДП. В сочетании с системами прямого извлечения эффективность сбора первичных выбросов, а также вторичных выбросов повышается до 98 %. Также устанавливаются вытяжки для сбора выбросов, образующихся в агрегатах вторичной металлургии, бункерах и конвейерных лентах. Печные ограждения, также называемые кожухи сталеплавильной печи, обычно закрывают печь, ее отводной свод, а также оставляют некоторое рабочее пространство перед дверцей печи. Как правило, отходящие газы отводятся вблизи верхней части одной из стен корпуса, а подпиточный воздух поступает через отверстия в полу печи. Более сложные этапы обработки, приводящие к потерям времени и, возможно, более высоким инвестициям (например, необходимость в дополнительных механизмах открывания и закрывания дверцы рабочего окна и процедурах для загрузки и опорожнения печи) являются недостатками этого типа технологии сбора. Показатели сбора в кожухах аналогичны или обычно немного выше, чем в комбинациях сводовых дополнительных отверстий. Положительным эффектом кожухов печей является снижение уровня шума, если они сконструированы надлежащим образом. Снижение уровня шума на установке ЭДП с помощью звукозащитных корпусов может снизить средний уровень звукового давления между 10 и 20 дБ(A).

Корпуса печей также могут применяться в процессах вторичной металлургии.

Другим способом сбора вторичных выбросов от печи и других установок является полное ограждение всех установок в одном герметичном здании. Возведение таких зданий и дополнительных необходимых больших пылеулавливающих установок для достижения полного обеспыливания налагают значительные затраты. Дополнительным эффектом этой меры является снижение уровня шума, проникающего снаружи. Обычно давление в ограждающем здании ниже атмосферного для предотвращения утечки паров через случайные дверные проемы. Для высокой скорости сбора должен быть обеспечен достаточный объем экстракции. В зависимости от системы сбора объемы выпуска часто находятся в диапазоне от 600 тысяч до 1,2 млн м³/ч.

Достигнутые экологические выгоды

Комбинация прямого отвода дыма и вытяжной системы обеспечивает сбор около 98 % первичных выбросов. Кроме того, также может быть собрана значительная доля вторичных выбросов при загрузке и сливе продукции. Комбинация устройства прямой вытяжки и корпуса печи позволяет даже достичь показателей сбора от 97 % до 100 % от общего объема выбросов пыли.

В ПФ ТОО "Кастинг" для предотвращения выбивания газа из печи через отверстия для электродов зазоры между электродами и сводом печи закрывают специальными уплотнениями. Перед подачей на пылеочистку запыленный газ подается в специальную камеру, где происходит частичное дожигание оксида углерода (CO) и его охлаждение. Для отвода неорганизованных выделений печей в периоды загрузки печи и слива металла в сталеразливочный ковш над печами в межферменном пространстве устроены вытяжные аспирационные системы в виде подкрышных зонтов, от которых запыленный газ подается на пылегазоочистку, минуя камеру дожигания оксида углерода (CO). Установки "Печь-ковш" оборудованы вытяжными зонтами, от которых запыленный газ подается на пылегазоочистку.

На электрометаллургическом заводе НЛМК-Калуга (входит в Группу НЛМК) (Россия) заменили свыше 1,5 тысяч фильтров в системах очистки воздуха. Централизованная система газоочистки электросталеплавильного цеха НЛМК-Калуга обеспечивает остаточную концентрацию пыли на уровне 5 мг/м³. Система улавливает более 99 % пыли, которая образуется при выплавке стали. Уловленная фильтрами пыль перерабатывается на НЛМК-Калуга для производства окатышей и отгружается потребителям для дальнейшего использования в производстве стали или строительных материалов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Отсутствуют.

Кросс-медиа эффекты

Необходима дополнительная энергия.

Технические соображения, касающиеся применимости

Применимо как на новых, так и на действующих установках. Многие заводы в Европе имеют комбинацию прямого отвода отходящих газов и вытяжек (пример, ArcelorMittal в Люксембурге и др.).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Основной движущей силой является сокращение выбросов твердых частиц.

5.6.2.3. Методы борьбы с первичными и вторичными выбросами в атмосферу из электродуговых печей

Методы борьбы с первичными и вторичными выбросами в атмосферу относятся к общим первичным и вторичным выбросам. Следовательно, если первичные и вторичные выбросы обрабатываются отдельно, указанная концентрация в качестве достижимой производительности следует сравнивать со средневзвешенным значением концентраций в первичных и вторичных выбросах, измеренных после системы сбора пыли.

5.6.2.3.1. Удаление пыли с помощью рукавного фильтра и электрофильтра

Описание

Использование сухих методов очистки для предотвращения и/или снижения выбросов твердых частиц.

Техническое описание

Рукавные фильтры очень эффективны при улавливании всех загрязняющих веществ, связанных с частицами, например тяжелых металлов, а также ПХДД/Ф, особенно при использовании адсорбирующих агентов. Для больших рукавных фильтров, которые обычно требуются на сталеплавильных заводах ЭДП, выбирается конструкция с трубчатыми тканевыми мешками длиной около 6 м и диаметром около 200 мм. Очень важный конструктивный параметр рукавных фильтров является соотношением воздуха к ткани, которое в случае процесса ЭДП часто составляет от 1 до 1.3 (м³/мин/м²).

Типичным фильтрующим материалом для применения в ЭДП является искроустойчивый полиэстер или игольчатый войлок с покрытием из ПТФЭ. Однако важной проблемой при эксплуатации рукавного фильтра является предотвращение попадания раскаленных частиц в фильтрующую среду и, таким образом, прожигания в ней отверстий. Для этой цели в каналах подачи сырого газа часто устанавливаются искрогасящие устройства, такие как циклоны.

Чистка ткани, т.е. периодическое удаление пыли, скопившейся на ткани поверхность производится либо механическим встряхиванием, либо с помощью непрерывной, полностью автоматизированной системы очистки импульсной струей (сжатым воздухом) в режиме реального времени, что означает, что технологический процесс продолжается в течение техобслуживания. Пылевые осадки, выпадающие из мешков, собираются в мусорные баки под мешками и транспортирующей системой выносятся за пределы фильтра.

На некоторых редких установках ЭДП используются ЭСФ, но с несколько меньшей эффективностью снижения выбросов.

Достигнутые экологические выгоды

При хорошо спроектированных и эксплуатируемых рукавных фильтрах достижимы годовые значения выбросов пыли в размере 1 мг/Нм³, остаточные выбросы менее 5 мг/Нм³(в среднем за сутки).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Более высокие выбросы могут возникать, например, при разрушении частей рукавных фильтров. Этого можно избежать при правильной эксплуатации, которая заключается в непрерывном мониторинге выбросов пыли и последующей замене всех разрушенных рукавных фильтров. Хорошая конструкция состоит из камер с правильными размерами, что сводит к минимуму механический износ, искрогасителей и контроля температуры, а также обнаружения чрезмерного скопления пыли.

Существуют различные типы ткани, используемые для изготовления фильтровальных мешков. Некоторые допускают максимальную температуру 125 – 130 °C, другие могут использоваться при температуре до 250°C. Поток отходящего газа должен быть охлажден до подходящей температуры. Часто это делается путем смешивания первичного и вторичного потоков. Если результирующая температура все еще слишком высока, и в случае раздельной фильтрации первичного и вторичного потоков, в потоке первичного отходящего газа необходимо установить дополнительные охлаждающие устройства.

Потребление электроэнергии составляет примерно 20 – 28 кВтч/т жидкой стали для рукавных фильтров и эвакуации всего здания.

Электродуговые печи ПФ ТОО "KSP Steel" оснащены аспирационной установкой, которая позволяет снизить выброс пыли в атмосферный воздух на 95 %. Для очистки отходящих газов от пыли используются циклоны и рукавные фильтры

Отвод дымовых газов от электродуговых сталеплавильных печей ПФ ТОО "Кастинг" производится непосредственно из-под свода печей через специальное (четвертое) отверстие, откуда дымососами по системе воздуховодов запыленные газы направляются на пылегазоочистку, где установлены рукавные фильтры типа ФРО-6300 с эффективности очистки 82,59 – 83,56 % и марки "Puis Jet" (Италия) с КПД 95,73 %.

Кросс-медиа эффекты

Рукавные фильтры улавливают, по существу, пыль, включая все тяжелые металлы, которые присутствуют в виде твердых частиц при температуре фильтрации, а также органические вещества, которые адсорбируются в пыли, в том числе ПХДД и ПХДФО.

Технические соображения, касающиеся применимости

Очистка отходящих газов рукавным фильтром применима для новых и действующих установок. Большинство европейских сталеплавильных заводов ЭДП используют рукавные фильтры для удаления пыли.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Завод "Ижсталь" (Россия) в 2022 году завод завершил реализацию проекта по подключению ДСП-25 к современной системе газоочистки сталеплавильного комплекса ДСП-40, технические характеристики которой удовлетворяют жестким экологическим требованиям. В ходе работ смонтировали газоход диаметром до 3 метров и протяженностью около 200 метров, который соединил печь ДСП-25 с современной установкой газоочистки, на крыше цеха установили вытяжной зонт для улавливания остаточных газов, построили пылеосадительную камеру для улавливания крупных взвешенных частиц. В общей сложности смонтировали более 500 тонн различных металлоконструкций. Кроме того, завод ввел в эксплуатацию новую насосно-аккумуляторную станцию и дымосос, оснастил дополнительным оборудованием участок водоподготовки. Стоимость реализации проекта порядка 300 млн рублей.

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.6.2.3.2. Уменьшение содержания ПХДД/Ф посредством дожигания и тушения в сочетании с рукавным фильтром

Описание

Дожигание в камере сгорания направлено в первую очередь на полное сгорание оксида углерода (CO) и водорода (H₂), остающихся в отходящем газе, чтобы избежать неконтролируемых реакций в оборудовании для очистки газа.

Дожигание, когда оно хорошо оптимизировано (т.е. когда температура и остаточное время достаточны), снижает выбросы органических и хлорорганических соединений, таких как ПАУ, ПХД или ПХДДД/Ф. Последующее сжигание с целью дополнительной минимизации микроколичеств органических загрязнителей требует достаточного времени удерживания, степени турбулентности и температуры.

Тепло, выделяющееся при таком сгорании, обычно не рекуперируется, если только рекуперация невозможна с охлаждающей водой.

Чтобы предотвратить синтез ПХДД/Ф, необходимо обеспечить быстрое охлаждение (закалку) из паров как можно скорее после дожигания до температуры ниже 250 °C, при которой исключается любой риск первичного синтеза. В некоторых случаях это может быть достигнуто путем разбавления вторичного контура; однако в основном такое охлаждение достигается путем впрыска воды в тушильной башне.

Достигнутые экологические выгоды

Концентрации ПХДД/Ф, измеренные на двух ЭДП с последующим сжиганием и быстрым тушением, составляли от 0,102 до 0,7 нг I-TEQ/Нм³.

Основными причинами наблюдаемой недостаточной надежности этого метода считаются: недостаточный уровень температуры, достигнутый в камере дожигания в течение первых нескольких минут процесса плавки ЭДП, как раз в то время, когда из печи вероятен вынос наибольшего количества органических загрязнений; расстояние между камерой дожигания и тушильной башней, в данном конкретном случае из-за ситуации с дооснащением был длительным, и, таким образом, существовал постоянный потенциал для первичного синтеза.

При надлежащем дожигании с последующим быстрым охлаждением (путем разбавления воздухом или водой гашением) могут быть достигнуты концентрации выбросов ПХДД/Ф ниже <0,1 нг I-TEQ /Нм³. В некоторых случаях по вышеупомянутым причинам могут наблюдаться более высокие концентрации ПХДД/Ф.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Расход воды на тушение может составлять до 40 тонн в час. Тепловое сгорание перед тушением может быть достигнуто с помощью горелок на природном газе в камерах дожигания.

Кросс-медиа эффекты

Дожигание с помощью дополнительных горелок потребляет значительное количество энергии (порядка 30 кВт*ч/т). Поскольку горячие отходящие газы необходимо гасить, чтобы предотвратить первичный синтез ПХДД/Ф, энергия не может быть восстановлена.

Технические соображения, касающиеся применимости

Дожигание может применяться как на новых, так и на действующих установках. Данный метод применяется в ArcelorMittal (Гамбург, Германия), Gerlafingen Stahl AG (Герлафинген, Швейцария) и др.

Экономика

Инвестиционные затраты на тушильную башню в 1997 году составили около 1,2 млн евро. Дополнительные экономические данные отсутствуют. Это представляет собой более высокие инвестиции по сравнению с процессом адсорбции.

Движущая сила внедрения

Сокращение выбросов ПХДД/Ф.

5.6.2.3.3. Уменьшение содержания ПХДД/Ф с помощью адсорбирующих материалов в сочетании с рукавными фильтрами

Описание

Чтобы снизить содержание стойких органических загрязнителей, особенно ПХДД/Ф, в общем объеме отходящих газов (первичные и вторичные выбросы), адсорбенты (например, активированный уголь, измельченный активированный бурый кокс или их смеси с известью) можно дозировать в вытяжной канал перед устройством для удаления пыли. Необходимое количество зависит от типа и размера адсорбента. Обычно это составляет от 20 до 150 мг/Нм³отходящего газа. Размер измельченного активированного бурого кокса обычно составляет от 0 до 0,4 мм, в среднем 0,63 мкм. При измельчении средний размер составляет около 24 мкм, что приводит к снижению скорости дозирования. Используемые углеродсодержащие адсорбенты имеют средний размер зерен около 25 мкм.

Адсорбция происходит в три этапа; во-первых, когда поток адсорбирующего агента попадает в поток сырого газа, во-вторых, когда обогащенный адсорбентом сырой газ поступает в фильтрующее устройство, и в-третьих, (особенно при использовании рукавных фильтров), когда газовая фаза пересекает обогащенный адсорбентом слой пылевого покрытия на фильтрующей среде.

Углерод, на который адсорбируются молекулы ПХДД/Ф, отделяется от газовой фазы вместе с пылью ЭДП, содержащейся в сыром газе, на последующих рукавных фильтрах.

Достигнутые экологические выгоды

На практике достижимы концентрации остаточных выбросов ПХДД/Ф в 0,01 – 0,1 нг I-TEQ/Нм³. Эффективность удаления достаточно стабильна и надежна. Помимо адсорбции ПХДД/Ф, активированный уголь и измельченный активированный бурый кокс показали высокую эффективность отделения тяжелых металлов и определенную эффективность удаления ртути из газовой фазы.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Следует обратить внимание на конечное содержание углерода в пылевой смеси, удаляемой на рукавном фильтре. Чтобы предотвратить риск воспламенения, содержание углерода в пыли ЭДП должно оставаться ниже 4 %.

Использование активированного угля или бурого кокса отличается размером частиц и эффективной адсорбцией площади поверхности и, следовательно, требуемое количество впрыска. Активированный уголь обладает самой высокой удельной свободной поверхностью и проявляет очень хороший адсорбционный эффект. Активированный бурый кокс представляет собой более экономичную альтернативу, чем активированный кокс, а мелко измельченный бурый кокс диаметром 0,024 мм также демонстрирует очень хорошую адсорбционную эффективность и обеспечивает вдвое меньшую дозировку по сравнению со стандартным бурым коксом.

Следует принять меры для предотвращения попадания искр на рукавные фильтры.

Кросс-медиа эффекты

Количество энергии, необходимое для дозирования измельченного активированного бурого угля, невелико. Фильтрующая пыль содержит порошок бурого кокса и несколько повышенное количество ПХДД/Ф.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод применим как к новым, так и к действующим установкам. Метод применяется на ArcelorMittal, Esch-Belval, Дифферданж и Шиффланж, на производствах в Люксембурге и др.

Экономика

Инвестиции в общий поток отходящих газов (первичных и вторичных отходящих газов) с завода ЭДП, производящего около 1 млн тонн стали в год, составляют около 500 тысяч евро.

Движущая сила внедрения

Снижение воздействия на атмосферный воздух, а также в случае Feralpi в Ризе (Германия), увеличение производственных мощностей.

5.6.3. Технические решения по снижению сбросов загрязняющих веществ

5.6.3.1. Очистка сточных вод от непрерывной разливки

Описание

Вода используется в машинах непрерывного литья заготовок для непосредственного охлаждения слябов, блюмов и других заготовок.

Таким образом, образуется поток загрязненной технологической воды. Во многих случаях эти сточные воды обрабатываются вместе с потоками сточных вод со станов горячей прокатки. После обработки вода рециркулируется.

Техническое описание

Кристаллизатор и внутренняя часть роликов обычно охлаждаются водой в замкнутом контуре и здесь не рассматриваются.

Основными загрязнителями являются взвешенные вещества и масла. Основными мерами по сокращению сбросов в воду являются высокая скорость рециркуляции наряду с осаждением и/или фильтрацией отводимых веществ. Для удаления масел (нефтепродуктов) можно использовать баки-сепараторы.

Для удаления нефтепродуктов можно использовать специальные резервуары. Распыляемая вода обычно осаждается путем фильтрации песком до или после охлаждения в испарительной градирне. Фильтрация песком помогает обеспечить низкий уровень загрязнения частицами и нефтепродуктами для достижения удовлетворительно продолжительной работы вторичных распылительных форсунок. Слив из разомкнутого контура для контроля уровня растворенных твердых частиц следует отбирать после установки фильтрации песка, чтобы свести к минимуму выброс взвешенных твердых частиц и любое загрязнение нефтепродуктами. Чтобы предотвратить засорение песчаного фильтра, перед песчаными фильтрами следует установить маслоотделитель.

Методы очистки сточных вод при непрерывном литье можно считать аналогичными методам, описанным в разделе 5.5.2.

Достигнутые экологические выгоды

Подробнее указано в разделе 5.5.2.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Подробнее указано в разделе 5.5.2.

Кросс-медиа эффекты

Подробнее указано в разделе 5.5.2.

Технические соображения, касающиеся применимости

Подробнее указано в разделе 5.5.2. применяется на заводах Германии: BSW, Кель, TSW, Трир.

Экономика

Подробнее указано в разделе 5.5.2.

Движущая сила внедрения

Подробнее указано в разделе 5.5.2.

5.6.3.2. Система водяного охлаждения с замкнутым контуром

Описание

Как правило, вода используется в процессах выплавки стали ЭДП только в связи с бесконтактным охлаждением, и только в том случае, если используется метод мокрой очистки отходящих газов. Поскольку влажная чистка применяется лишь в немногих случаях, эта тема в данном разделе дополнительно не рассматривается.

Техническое описание

Наиболее важным видом использования воды, рассматриваемым здесь, является вода, используемая для охлаждения элементов печи. Дополнительно, некоторое количество воды может быть использовано для охлаждения отходящего газа или на стадии вторичной металлургии. Вода, необходимая для охлаждающих элементов, составляет 5 – 12 м³/м²/час.

Достигнутые экологические выгоды

При применении этого метода не происходит сброса сточных вод.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Вторичное использование водных ресурсов.

Кросс-медиа эффекты

Система с замкнутым контуром требует дополнительной энергии для перекачки воды и ее повторного охлаждения.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод может быть применен как на новых, так и на действующих заводах. Почти все установки EAF в ЕС используют водяное охлаждение с замкнутым контуром. Preussag Stahl AG (Пайне, Германия), BSW (Кель, Германия) и многие другие заводы в ЕС.

Экономика

Рассматривается в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Ресурсосбережение.

5.6.4. Технические решения по управлению отходами

5.6.4.1. Обработка пыли ЭДП для извлечения тяжелых металлов

Описание

В зависимости от типа производимой стали из отходящего газа отделяется пыли около 10 – 30 кг/т стали. Отделенная пыль, получаемая на установках газоочистки, обычно содержит значительную долю тяжелых металлов. В случае углеродистой стали присутствуют, в основном, цинк и, в меньшей степени, свинец и в случае нержавеющей стали, помимо цинка, присутствуют значительные количества хрома и никеля (Cr и Ni).

Техническое описание

Процессы извлечения цинка и извлечения или удаления других тяжелых металлов являются подходящими вариантами для утилизации ценных ресурсов.

В принципе, существуют пирометаллургические и гидрометаллургические варианты извлечения цинка. Извлечение пыли из ЭДП более экономически целесообразно при высоких уровнях концентрации тяжелых металлов. Чтобы увеличить содержание цинка в своей пыли, некоторые операторы ЭДП перерабатывают часть образующейся пыли обратно в печи.

Достигнутые экологические выгоды

Использование пыли, содержащей железо и тяжелые металлы предпочтительнее по сравнению с утилизацией.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Тяжелые металлы токсичны и могут поддаваться выщелачиванию, что требует особого обращения при дальнейшей переработке и, возможно, утилизации.

Кросс-медиа эффекты

Переработка осажденной пыли ЭДП для обогащения цинком путем возврата ее в процесс приводит к определенным воздействиям на процесс выплавки стали, таким как увеличение потребления энергии.

Кроме того, способ добавления пыли в печь может повлиять на производительность печи. В случае гранулирования пыли перед транспортировкой/рециркуляцией требуется дополнительная энергия, поскольку может произойти гранулирование и дополнительные выбросы пыли.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод применим как к новым, так и к действующим установкам. В ЕС есть много заводов, на которых есть примеры утилизации пыли на внешних установках. Одним из примеров является ЭДП Мариенхютте (Грац, Австрия), где в результате обработки отходящих газов образуется около 6,9 тонн пыли в год. Пыль с содержанием цинка около 38 % обрабатывается для извлечения цинка.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Соответствие принципам обращения с отходами.

5.6.4.2. Переработка шлака ЭДП

Описание

В процессе работы ЭДП образуется около 60 – 270 кг шлака на тонну стали в соответствии с жесткими техническими требованиями. Затвердевший шлак при производстве углеродистой стали можно рассматривать как искусственную породу, аналогичную природной, состоящую из оксидов железа, кальция и кремния (FeO, CaO, SiO₂) и других оксидов: магния, аллюминия, марганца (MgO, Al₂O₃, MnO). Шлаки характеризуются высокой прочностью, хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям, а также высокой стойкостью к разрушению. Они также обладают свойствами, которые делают их пригодными для использования в гидротехнике. Важным критерием для использования шлака в целом является консистенция по объему, которая зависит от наличия свободной извести.

Техническое описание

Большинство шлаков из низкоуглеродистых марок стали содержат относительно мало свободной извести и подходят для различных применений, таких как дорожное строительство, земляные работы и гидротехника. Шлаки ЭДП при производстве углеродистой стали обычно соответствуют техническим требованиям к материалам, используемым в строительстве. Решающими факторами в отношении этих видов применения являются экологическая приемлемость и конструктивная пригодность. Если соблюдены требуемые законом условия для использования в строительстве, шлак должен быть измельчен, просеян и откалиброван для использования.

Компоненты железистого шлака отделяются с помощью магнитных сепараторов. Обработанный шлак используется в различных строительных целях.

Шлаки, образующиеся при производстве высококачественной стали, пока используются лишь в ограниченной степени. Возможное применение может быть также в дорожном строительстве, после предварительной обработки.

Например, на заводе Böhler Edelstahl, Капфенберг (Австрия), на тонну произведенной стали образуется около 270 кг шлака.

Этот шлак из ДСП считается непригодным для строительной промышленности из-за состава и свойств шлака (например, расширение шлака). Тем не менее, существуют также примеры, когда в качестве строительного материала используются части или даже общее количество шлака из нержавеющей стали, в частности, в случаях с более низкими требованиями к конструкции (например, шумозащитная насыпь).

Возможности использования широкого спектра шлаков вторичной металлургии ограничены. Характеристики являются решающими факторами при использовании шлаков вторичной металлургии. Иногда они могут быть использованы в строительной области. Но значительная доля образующихся шлаков обычно утилизируется.

К методам обработки шлака относятся (могут применяться и другие методы):

обработка жидкого шлака при выпуске металла с остатками, содержащими оксид аллюминия (Al₂O₃).

уменьшение шлака при выпуске металла с алюминием;

оптимизация продувки кислородом и использование некоторых восстановителей;

предотвращение образования пыли при опустошении шлаковой чаши.

Высокоосновный шлак заводов по производству нержавеющей стали содержит Ca₂S, который претерпевает фазовое превращение при охлаждении. Трансформация включает в себя определенное увеличение объема. Путем закалки (гашения) шлака можно подавить фазовое превращение и не допустить образования пыли. В компании Sandvik Materials Technology (Сандвикен, Швеция) проблема пылеобразования была решена путем опустошения шлаковых чаш, заполненных горячим и частично жидким шлаком, в ящик, окруженный подпорной дамбой (для сдерживания). Затем на шлак заливают 12 м³воды. Доказано, что быстрое падение температуры вместе со связыванием мелких частиц водой исключает распространение пыли на большие площади. Сама вода повторно используется через резервуар (водосборный бассейн).

Методы обработки шлака из нержавеющей стали, следующие: стабилизация шлака с использованием стабилизирующего агента для предотвращения измельчения; контроль состава шлака; сведение к минимуму выщелачивания хрома из шлаковых материалов; в элюате практически не содержится хром (Cr) (ниже предельного значения чувствительности 0,01 мг/л) контроль разделения металла при охлаждении шлака путем дробления, грохочения, гравитационной и магнитной сепарации).

Достигнутые экологические выгоды

Переработка шлаков и повторное использование.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Методы обработки могут улучшить свойства шлаков за счет закрепления хрома в стабильной решетке шлака и могут снизить содержание хрома (Cr) в элюате. Для метода предотвращение образования пыли пыление было уменьшено более чем на 90 %.

Кросс-медиа эффекты

Обработка шлаков требует энергии. Следует обратить внимание на щелочные пары, когда шлак содержит свободный оксид кальция (СаО). Для некоторых методов наблюдается увеличение количества рециркулируемой воды, для других - в процессе необходимы дополнительные стабилизирующие агенты.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод применим как к новым, так и к действующим заводам по производству углеродистой стали. Дальнейшая обработка может обеспечить лучшую пригодность для использования в качестве строительного материала. К примеру, на BSW (Кель, Германия) применяется переработка шлака с последующим использованием в строительных целях, на Georgsmarienhütte GmbH (Георгсмариенхютте, Германия) применяется продажа шлака для внешней подготовки с последующим использованием в дорожном строительстве.

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Соответствие принципам обращения с отходами. Также, для методов обработки отходов движущими силами внедрения являются снижение потребления энергии и общего воздействия на окружающую среду.

5.6.5. Технические решения по энергоэффективности

5.6.5.1. Отливка полосы в форме близкой к окончательной

Описание

Технологии непрерывного литья полос близкой к окончательной форме для электродугового производства стали аналогичны методам, описанным в разделе 5.5.4.5 для производства, стали с использованием кислородного конвертера.

Техническое описание

Процесс литья можно разделить на различные техники. Все они характеризуются движущимися кристаллизаторами без использования литейного порошка. Двухвалковое литье полос в виде технологии вертикального литья и прямое горизонтальное литье (которое раньше называлось прямым литьем) представляют наибольший промышленный интерес.

Достигнутые экологические выгоды

В связи с экономией энергии снижаются выбросы диоксида углерода (CO₂).

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Достижимый эффект экономии энергии связан с тем, что повторный нагрев не требуется, а также на снижении трудоемкости горячей прокатки. По сравнению с обычным литьем слябов дополнительная энергия для достижения температуры, необходимой для горячей прокатки, не требуется.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Технология литья полос применима как на новых, так и на действующих сталелитейных заводах. Подробнее указано в разделе 5.5.4.5.

Экономика

Движущая сила внедрения

Подробнее указано в разделе 5.5.4.5.

5.6.6. Методы предотвращения шумовых выбросов

Описание

Применение конструктивных и эксплуатационных методов в целях снижения и/или предотвращения шумовых воздействий.

Техническое описание

Некоторые конструктивные и эксплуатационные методы, применяемые для предотвращения шумовых выбросов, включают: ограничение некоторых шумных процессов в ночное время (например, склад металлолома, транспортировка металлолома к установкам); организация специальной информации и обучения по снижению шума для персонала; мониторинг шума на складе металлолома; конструкция зданий и установка оборудования с учетом необходимости поглощения шума; внутренняя акустическая изоляция для стен и крыши для предотвращения воздушного шума здания ЭДП; отделение печи от внешней стенки, чтобы уменьшить структурный шум от здания ЭДП; возведение физических барьеров; уменьшение высоты свободного падения металлолома с целью снижения шума и выбросов пыли при выгрузке металлолома; ограждение штабелей металлолома; непрерывная подача и расплавление лома.

Системы обеспыливания должны была соответствовать высоким требованиям по снижению шума. Примеры этого метода включают следующее: установка вентиляторов с шумоизоляцией, дополнительная фиксация вентиляторов в железобетонных камерах, установка шумопоглощающих многослойных элементов в новом фильтровальном корпусе, замена профнастила существующего фильтровального корпуса многослойными элементами, определение максимальных уровней шума для отдельных установок, меры по снижению шума на существующем пылевом фильтре.

Достигнутые экологические выгоды

Благодаря системам непрерывной подачи лома и плавки, таким как CONSTEEL, уровень шума может быть снижен.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

С помощью методов, описанных выше, могут быть достигнуты значения от 37 до 50 дБ (A) люмен (1ч). Измерения на расстоянии 150 м от здания ЭДП ниже 34 дБ (A) люмен (1 час).

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо как на новых, так и для действующих производств. К примеру, на Арбед (Эш-Бельваль, Люксембург), Феральпи (Риза, Германия).

Экономика

В зависимости от применяемого метода в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Движущей силой внедрения является предотвращение шумовых выбросов в прилегающей к заводу зоне.

5.7. НДТ при производстве стали в индукционных печах

5.7.1. Технические решения в процессе производства стали в индукционных печах

5.7.1.1. Оптимальная конструкция печи для нагрева сырья

Описание

Индукционная печь для плавки сплавов бывает периодического и полунепрерывного действия. В этих конструкциях есть определенные отличия. В установках периодического действия загрузка шихты, выгрузка готового сырья, обработка материалов выполняется при открытом тигле, наполненном воздушными массами.

В установках полунепрерывного действия аналогичные процессы выполняют без нарушения вакуумной среды. Они автоматизированы. В результате удается получить металл высокого качества.

Техническое описание

Конструкция индукционной печи оснащена индуктором. Он размещен в рабочем камере. Индуктор охватывает тигель. В некоторых конструкциях используют другую компоновку: индуктор не находится в рабочем пространстве оборудования. Тогда стоит учесть, что вакуумная камера, которая находится непосредственно между индуктором и тиглем, должна быть прозрачна для воздействия магнитного поля.

Последний вариант конструкции печи имеет определенные преимущества. Во-первых, у нее уменьшен объем рабочего пространства. За счет этого удается его быстро прогреть. Во-вторых, уменьшены поверхности камеры. А это снижает показатель натекания воздушных масс. Соответственно, уменьшается стоимость откачной системы, а также облегчаются требования к изоляционным свойствам индукторной системы.

Индукционные установки полунепрерывного действия имеют практически аналогичные конструкционные особенности. Отличие состоит в том, что желоб для заливки может убираться автоматически или вручную.

Как правило, индукционные печи полунепрерывного действия оснащают наклоняющимся тиглем. В плавильную камеру – шлюзовой камерой для подачи форм.

Нагревание шихты происходит в специальной емкости – тигле. Для этого в рабочем пространстве оборудования размещены нагревательные устройства. Их максимальная температура нагрева составляет +900 °С. В результате такого воздействия происходит дегазация обрабатываемого сырья.

Все индукционные установки оснащены специальными дозаторами для подачи нужного количества присадок (веществ для повышения качества металла), а также устройствами для отбора проб сплавов. В некоторых конструкциях предусмотрено прогревание сливного носка или желоба посредством создания сопротивления. Все зависит от конструкционных особенностей оборудования и его модификации.

Для уменьшения магнитного потока рассеивания футеровка должна быть минимальной толщины и при этом обеспечивать высокую механическую прочность [63], не растрескиваться при смене температур после слива металла и завалке холодной шихты, обладать высокой огнеупорностью н шлакоустойчивостью. Особенно жесткие требования предъявляют к огнеупорным материалам, используемым в печах высокой частоты. Помимо перечисленных требований, в огнеупорах для печей высокой частоты должны отсутствовать токопроводящие к магнитные примеси, так как частицы этих примесей в высокочастотном поле нагреваются, оплавляются и растворяют футеровку, приводя к прогоранию тигля.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов загрязняющих веществ. При плавке стали в индукционных печах на каждую тонну жидкой стали образующихся пыли и газов в 5 раз меньше, чем в электродуговых [64].

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Небольшие размеры печей позволяют помещать их в камеры, где можно создать любую атмосферу или вакуум.

Кросс-медиа эффекты

Низкая стойкость футеровки, что может привести к частому техническому обслуживанию.

Технические соображения, касающиеся применимости

Общеприменимо.

Экономика

Рассматривается в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Ресурсосбережение. Соответствие получаемой продукции требуемым параметрам.

5.7.1.2. Система управления выбросами загрязняющих веществ

Описание

Для индукционных печей промышленной частоты тока, тигельных и канальных для плавки чугуна и тигельных печей повышенной частоты тока для плавки стали средний удельный показатель выделения пыли составляет 0,75 – 1,50 кг/т металла, масса газообразных загрязняющих веществ незначительна.

При работе плавильных агрегатов, кроме организованных выбросов, следует учитывать неорганизованные выделения за счет неплотностей технологического оборудования и при выполнении некоторых операций производственного процесса (например, при выпуске расплавленного металла в ковши). Они составляют в среднем 40 % массы веществ, выделяемых плавильными агрегатами.

Техническое описание

Методы предварительной и последующей очистки выбросов загрязняющих веществ включают использование дефлекторов, пылесборников, циклонов, ЭФ, скрубберов барьерного типа и др., подробное описание которых приведено в разделе 5.1.2.

Техническое описание

Подробное описание приведено в разделе 5.1.2.

Достигнутые экологические выгоды

С помощью рукавных фильтров можно достичь концентрации выбросов твердых частиц в диапазоне до 20 мг/Нм³.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

См. раздел 5.1.2.

Кросс-медиа эффекты

См. раздел 5.1.2.

Технические соображения, касающиеся применимости

См. раздел 5.1.2.

Экономика

См. раздел 5.1.2.

Движущая сила внедрения

См. раздел 5.1.2.

5.7.1.3. Оптимизация процесса: оптимизация загружаемых материалов, загрузки и эксплуатации

Описание

Представлено описание оптимизации процесса.

Техническое описание

Варианты оптимизации процесса для индукционных печей без сердечника включают:

оптимизация состояния исходного сырья: включает в себя исключение ржавого и грязного сырья, использование исходного материала/лома оптимального размера и плотности, а также использование более чистых науглероживателей. Эти меры сокращают время плавления, уменьшают удельную энергию, необходимую для плавления, и/или уменьшают количество образующегося шлака;

закрытие крышки печи: окисление уменьшается, если избегать плохо подогнанных крышек и ненужных отверстий, путем быстрой загрузки или использования защитной атмосферы над расплавом водорода (Н₂). Время открытия минимизируют для предотвращения потери энергии. Необходимое время открытия для загрузки, удаления шлака, измерения температуры, отбора проб и разливки варьируется от 50 % до 25 % времени плавки. Последняя цифра применима для новых печей, работающих в оптимизированных условиях. Хорошо подогнанная закрытая крышка ограничивает поверхностные тепловые потери примерно до 1 % от потребляемой мощности. В открытом состоянии потери тепла могут достигать 130 кВтч/тонну для 10-тонной установки. При плавке под закрытой крышкой нужно следить, чтобы печь не перегревалась;

работа с максимальным уровнем потребляемой мощности: печи более эффективно используют энергию, когда они работают с максимальными уровнями потребляемой мощности, и наилучшие результаты достигаются, когда доступная мощность может быть полностью использована для большей части цикла плавления. Это также включает в себя сокращение плавления при холодном запуске (оптимизация производственной программы) и обеспечение последующих действий с использованием мониторинга и компьютерного управления;

оптимизация высокотемпературных расплавов для удаления шлака (хороший баланс): накопление шлака с низкой температурой плавления может быть уменьшено путем нагрева печи до повышенных температур (1580 °C против 1450 °C в норме). Это приводит к более высокому потреблению энергии и может повлиять на металлургические характеристики расплава. Если шлак накапливается на футеровке печи, это может повлиять на электрический КПД печи. Удаление шлака требует открытия крышки печи, что приводит к тепловым потерям. Необходимо найти хороший баланс между повышением температуры расплава и практикой удаления шлака;

предотвращение образования шлака: более распространенными и более проблематичными являются случаи, когда происходит образование высокой температуры плавления. В основном это происходит в результате загрузки песка и, в случае плавления железа, металлического алюминия в расплав. Некоторые операторы печей пытались добавить флюс и выполнить процедуры очистки, но в этом отношении профилактика лучше, чем лечение. Это включает в себя минимизацию присутствия песка и алюминия в сырье;

впрыск кислородной струи: вместо обычного обезуглероживания;

свести к минимуму и контролировать износ огнеупорных стен: срок службы огнеупора зависит от выбора материалов в зависимости от химического состава шлака (кислотный или основной), рабочей температуры (сталь, чугун, цветные металлы) и принимаемых мер. перебазировка (спекание). Срок службы может варьироваться от 50 (сталь, чугун) до 200 – 300 (чугун) плавок. Принимаются меры оперативного контроля за износом огнеупора. К ним относятся программы визуального осмотра, физических измерений и инструментального мониторинга. Меры надлежащей практики загрузки предотвращают совокупное воздействие физических дросселей и механических нагрузок. К ним относятся использование автоматических систем загрузки, горячая загрузка, предотвращение высоких падений и использование компактного и сухого лома.

Достигнутые экологические выгоды

Повышенная эффективность печи за счет сокращения времени плавки и сокращения времени простоя.

Кросс-медиа эффекты

Отсутствуют.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Типичная печь без сердечника может расплавить тонну железа и поднять температуру жидкого металла до 1450 °C, используя менее 600 кВтч электроэнергии. Однако на практике только несколько литейных предприятий могут еженедельно достигать такого уровня удельного потребления. Некоторые литейные заводы потребляют около 1000 кВтч на каждую тонну чугуна, произведенного их бесстержневыми печами. Обстоятельства, существующие на многих литейных предприятиях, могут ограничить возможности для хорошего управления энергопотреблением, но на самом деле почти все операции плавки без сердечника можно каким-либо образом улучшить, чтобы добиться значимой экономии количества электроэнергии, используемой на тонну перерабатываемого чугуна.

Этот метод применим ко всем новым и существующим индукционным печам. Меры по оптимизации процесса обычно применяются на литейных предприятиях Европы, использующих индукционные печи.

Экономика

Рассматривается в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Повышение эффективности работы печи.

5.7.1.4. Сбор отходящих газов

Описание

Улавливание дыма и пыли - наиболее сложная проблема для решения при установке системы сбора отходящих газов на индукционной печи без сердечника, поскольку здесь нет вытяжной шахты.

Техническое описание

Отвод газа осуществляется через крышку печи. Этот метод очень эффективен. Его используют большинство производителей печей. Вытяжка осуществляется в соответствии с режимом печи: плавка, загрузка, разливка.

И в этом случае чистота металлолома играет важную роль. Когда скрап содержит органические вещества, температура собранных газов может повыситься из-за сгорания материала, что требует использования жаропрочной стали или даже огнеупорной футеровки. Масляные отложения, образующиеся в результате конденсации масляных паров в воздуховодах, накапливают пыль и могут представлять опасность пожара, если их не удалять регулярно. При использовании чистого лома достаточно конструкции из мягкой стали, доступ к которой для очистки не требуется.

Достигнутые экологические выгоды

Улавливание дымовых газов позволяет осуществлять контролируемую откачку и обработку потока дымовых газов и сводит к минимуму как неорганизованные, так и направленные выбросы.

Кросс-медиа эффекты

Применение улавливания отходящих газов увеличивает потребление энергии. Кроме того, поскольку он позволяет очищать отходящие газы, он также будет производить пыль для утилизации или повторного использования.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Опыт эксплуатации на немецком чугунолитейном заводе показал, что крышка печи открыта в среднем в течение 25 % рабочего времени печи. Во время периодов открытия выполняются этапы процесса образования пыли, такие как подача добавок, удаление шлака и разливка. Система вытяжки кромок, установленная на крышке печи, не позволяет удалять образующиеся пары. Установка телескопического вытяжного колпака позволила эффективно улавливать выхлоп при открывании крышки топки.

Технические соображения, касающиеся применимости

Установка оборудования для улавливания отходящих газов применима ко всем новым и действующим установкам индукционных печей, как на заводах по производству черных, так и цветных металлов.

Экономика

Рассматривается в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Ужесточение требований к показателям выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Эти методы обычно используются в индукционных печах в Европе. Конкретный пример - Walter Hundhausen GmbH & co KG (Германия).

5.7.1.5. Очистка отходящих газов

Описание

Системы газоочистки дымовых газов индукционных печей должны быть высокоэффективными, так как размеры частиц, которые необходимо улавливать, малы. Рукавные фильтры широко используются для обеспыливания отходящих газов. Вместо электростатических фильтров используются рукавные фильтры, поскольку они больше подходят для больших колебаний температуры газа и концентрации твердых частиц в отходящих газах.

Техническое описание

При использовании рукавных фильтров необходимо соблюдать осторожность в отношении наличия масла в отходах, поскольку масляные пары могут конденсироваться на фильтровальной ткани, где они могут заблокировать поры и сделать удаление приставшей пыли невозможным. Также существует возможная опасность пожара. Быстрое увеличение потери давления в системе, когда поры закупориваются, быстро снижает скорость извлечения из системы. Следовательно, чтобы предотвратить загрязнение рабочего места, фильтрующий материал необходимо заменять или регенерировать (очищать) гораздо быстрее, чем при использовании чистого скрапа. Решением этой проблемы может быть использование тканей с покрытием или введение извести в воздуховоды. Кроме того, если существует вероятность сгорания паров масла в воздуховодах, процесс должен дать достаточно времени для завершения сгорания, прежде чем пар попадет в корпус фильтра. Температура газа не должна превышать расчетную температуру ткани, поэтому в этом случае может потребоваться охлаждение газов.

Обычно используемые мокрые скрубберы должны быть высокоэнергетического типа (Вентури), поскольку углеродсодержащий и металлургический дым состоит из очень мелких частиц. Для этого требуется значительная мощность вентилятора для создания достаточной турбулентности в скруббере для сбора частиц. Таким образом, расход отходящих газов сводится к минимуму за счет использования систем улавливания отходящих газов с наименьшим захватом окружающего воздуха. В нормальных условиях коррозия не является проблемой. Если в печь загружаются отверстия, содержащие смазочно-охлаждающие жидкости, следует отметить, что некоторые из этих жидкостей могут содержать серу, что может привести к образованию диоксид серы (SO₂). Это может вызвать проблемы в оборудовании, поскольку абсорбция диоксид серы (SO₂) в скруббере приводит к подкислению воды и, в конечном итоге, к коррозии оборудования, если водоочистка не применяется.

Достигнутые экологические выгоды

Снижение выбросов твердых частиц и кислотных выбросов от индукционных плавильных печей.

Кросс-медиа эффекты

Очистка отходящих газов увеличивает потребление энергии. При обеспыливании отходящих газов образуется пыль для утилизации или повторного использования. Применение методов влажного обеспыливания приводит к более высокому потреблению энергии, необходимости очистки воды перед сбросом и необходимости утилизировать или повторно использовать влажный осадок фильтров.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Очистка уловленных газов обычно выполняется с помощью фильтров. Среднесуточные значения выбросов пыли значительно ниже 10 мг/Нм³.

Этот метод применим ко всем новым и действующим установкам индукционных печей как на заводах по производству черных, так и цветных металлов.

Экономика

Данные о стоимости и расходе установки рукавного фильтра на плавильном агрегате тигельных индукционных печей производительностью 15 т/час, способной перерабатывать 120 тысяч Нм³/час, приведены в таблице 5.7.

Таблица 5.7. Инвестиционные затраты и потребляемая мощность для рукавного фильтра в индукционных печах с различными конечными уровнями выбросов пыли, данные по Португалии за 2003 г.

№ п/п	Уровень выбросов пыли (мг/Нм³)	Стоимость инвестиций (ЕВРО)	Потребляемая мощность (кВт)
1	2	3	4
1	<5	350 000	250
2	<20	200 000	150

Технические соображения, касающиеся применимости

Очистка дымовых газов применяется на большинстве литейных заводов черных металлов с использованием индукционных печей и на ограниченном количестве литейных предприятий цветных металлов. Внедрено на Metalodlew Foundry (Краков, Польша), Metso Lokomo Steels и Sulzer Pumps Karhula Foundry (Финляндия).

Движущая сила внедрения

Снижение выбросов загрязняющих веществ.

5.7.1.6. Утилизация отходящего тепла из индукционной печи

Описание

Значительная часть электроэнергии, поступающей в индукционную плавильную печь, преобразуется в отходящее тепло. Около 20 – 30 % всей энергии, поступающей в установку, рассеивается через систему охлаждения. Контур охлаждения печи не только устраняет электрические потери в индукционной катушке, но также защищает катушку от тепла, передаваемого через футеровку печи от горячего металла в тигле. Тепло в системе охлаждения печи используется в некоторых установках для обогрева помещений, нагрева спрысковой воды и сушки сырья.

Техническое описание

Сушка лома: если металлическая шихта добавляется к расплавленной части металла в индукционно-плавильной печи, присутствие воды в ломе потенциально может быть очень опасным. Тепло охлаждающей воды печи можно отводить в воздухо-водяном теплообменнике, а вентилятор можно использовать для подачи нагретого воздуха к основанию бункеров склада.

Отопление помещений и горячее водоснабжение: система, аналогичная рассмотренной выше, может использоваться для подачи горячего воздуха в литейный цех для обогрева помещений. В качестве альтернативы используется водо-водяной теплообменник для нагрева водяного контура радиаторов или для горячего водоснабжения.

Достигнутые экологические выгоды

Повышение энергоэффективности – снижение потребления первичных природных энергоресурсов на выработку тепловой энергии.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Система рекуперации тепла с использованием охлаждающего масла индукционных печей была установлена на бельгийском литейном производстве. В литейном цехе работают две индукционные раздаточные печи, соединенные дуплексом с вагранкой.

Индукторы электропечей охлаждаются термомаслом. Термомасло нагревается до 200 – 300 ºC и отдает тепло через наружный масляно-воздушный теплообменник. Перед установкой системы рекуперации тепла в воздух было отведено 1 МВт тепла. Была установлена альтернативная система для использования отработанного тепла для отопления помещений. Нагретый воздух вводится в стержневой цех. Это позволяет рекуперировать 1/3 рассеянного тепла и заменяет исходную газовую систему отопления. Внедрение оказалось возможным при невысоких затратах, так как масляно-воздушный теплообменник установлен рядом с основным цехом. Обогрев помещений в других частях литейного цеха может быть рассмотрен позже, но для этого потребуются дополнительные трубопроводы (что впоследствии приведет к дополнительным потерям).

Отопление помещений горячим воздухом: Proferro, Oudenaarde (Бельгия). Литейный завод Metso Paper в Ювяскюля (Франция).

Кросс-медиа эффекты

Перед применением рекуперации тепла необходимо выполнить ряд критериев:

целесообразное применение отходящего тепла должно быть в разумных пределах, и время, в которое это рекуперированное тепло может быть использовано, должно соответствовать времени, в которое работает печь. Однако обычно доступное тепло довольно низкое. Температура охлаждающей воды не должна превышать 70 ºC;

связанные с этим относительно низкие температуры означают, что теплообменники должны быть намного больше, чем те, которые обычно встречаются;

топочную воду нельзя возвращать в печи при температуре ниже 30 ºC, иначе это может вызвать проблемы с конденсацией;

абсолютно необходимо поддерживать целостность контуров охлаждения. Охлаждающий контур предназначен для защиты змеевика.

Вышеупомянутые аспекты, особенно вопрос целостности печи, отговаривают большинство операторов печей даже рассматривать возможность использования тепла из контура охлаждения.

Экономика

Литейному производству, пытающемуся использовать тепло из контура охлаждения, необходимо полностью оценить выгоды, а затем сравнить их со стоимостью дополнительного оборудования и безопасностью печи и операторов.

Движущая сила внедрения

Повышение энергоэффективности литейного производства.

5.7.1.7. Дуплекс-процесс

Описание

Плавка чугуна дуплекс-процессом обеспечивает ряд технологических и организационных преимуществ, позволяя получать чугун заданного состава с высоким перегревом при минимальных затратах. Вагранка в зоне нагрева шихты имеет максимальный КПД, составляющий 50 – 60 %, в зоне плавления 30 – 40 %, а в зоне нагрева капель жидкого металла (перегрева) всего 5 – 10 %, тогда как индукционная канальная печь при перегреве имеет КПД 60 %, а тигельная — 55 %. Поэтому плавить чугун экономичнее в вагранках, а перегревать в электропечах.

Техническое описание

Дуплекс–процесс представляет собой процесс выплавки чугуна с использованием двух взаимно дополняющих плавильных агрегатов, в которых последовательно реализуются различные металлургические процессы: в первом расплавляют шихту, а во втором жидкий чугун доводят по химическому составу и подвергают температурно-временной обработке. В качестве первичных агрегатов обычно используют вагранку, дуговую или индукционную тигельную печь, а вторичного - индукционную канальную или тигельную печь, а также дуговую печь.

Достигнутые экологические выгоды

Повышение энергоэффективности, сокращение потребления кокса, сокращение отходов.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Минимальные энергозатраты и снижение расхода кокса; возможность обеспечения постоянства химического состава чугуна стабильность которого будет тем выше, чем больше емкость второго плавильного агрегата-миксера; обеспечение стабильности условий работы вагранки на оптимальном режиме; создание буферного задела жидкого металла; уменьшение вредного влияния наследственности шихтовых материалов при длительной выдержке металла в миксере при заданной температуре перегрева; возможность получения чугуна разных марок из единого базового металла, выплавляемого в вагранках; при получении серого чугуна высоких марок, высокопрочного или ковкого чугуна меньше затраты на установку дуплекс-процесса по сравнению с затратами на установку одних электрических печей той же мощности.

Кросс-медиа эффекты

Насыщение чугуна серой при его расплавлении в коксовых вагранках. Однако возможность применения в качестве первого агрегата газовой вагранки вместо коксовой устранит этот недостаток.

Технические соображения, касающиеся применимости

На литейных заводах по производству черных металлов канальная индукционная печь в основном используется в качестве копильной печи. Является предпочтительной печью для дуплексной работы с вагранкой на горячем дутье. В этом случае ее функция заключается либо в удержании, либо в гомогенизации химического состава металла, либо в том, чтобы служить в качестве резервуара расплавленного металла для литья. Роль печи заключается не в повышении температуры металла, а скорее в предотвращении нежелательного охлаждения.

Экономика

Затраты на очистку ваграночных газов коксовых вагранок, которые содержат больше количество пыли и отравляющих газов типа оксид углерода (CO) и SiO₂

Движущая сила внедрения

Требования законодательства.

5.7.1.8. Индукционные печи средней частоты

Описание

Печи средней частоты (250 Гц) имеют более высокую удельную мощность (до 1000 кВт/тонну), чем печи сетевой частоты (50 Гц) (300 кВт/тонну). Это позволяет использовать тигель меньшего размера (в три раза меньше), что приводит к меньшим общим тепловым потерям.

Техническое описание

Тепловой КПД среднечастотных печей на 10 % выше, чем у сетевых частотных типов. Кроме того, блоки частоты сети должны работать с расплавленной пятой, составляющей до 2/3 емкости тигля, чтобы оптимизировать удельное потребление энергии, а также требуются специальные пусковые блоки для холодного пуска. Среднечастотные печи можно легко запустить с холодной загрузкой и опорожнить в конце каждой рабочей смены или плавки.

Достигнутые экологические выгоды

Повышенная энергоэффективность плавки.

Экологические показатели и эксплуатационные данные

Значительно более низкие газопылевыбросы; существенно ниже угар металла и легирующих элементов; более низкое воздействие на питающие энергосистемы, связанное с неравномерным характером нагрузки в цикле плавки, а также отсутствием частых коротких замыканий.

Кросс-медиа эффекты

При переходе с плавки с сетевой частотой на работу со среднечастотной установкой, важно, чтобы обслуживающий персонал прошел некоторую переподготовку. Придется отказаться от формально используемых до настоящего времени методов эксплуатации и адаптировать новые специальные процедуры, предназначенные для обеспечения хорошего удельного энергопотребления. Если не уделять внимания переобучению, имеющиеся улучшения в использовании энергии могут быть реализованы не полностью.

Технические соображения, касающиеся применимости

Этот метод обычно применяется в цехах, устанавливающих новую печь.

Экономика

Рассматривается в каждом конкретном случае.

Движущая сила внедрения

Повышение энергоэффективности производства.

6. Заключение, содержащее выводы по наилучшим доступным техникам

Техники, перечисленные и описанные в настоящем разделе, не носят нормативный характер и не являются исчерпывающими. Могут использоваться другие техники, обеспечивающие достижение уровней эмиссий и технологических показателей, связанных с применением НДТ, при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной или нескольких НДТ, описанных в заключении по НДТ.

Технологические показатели, связанные с применением НДТ, определяются как диапазон уровней эмиссий, которые могут быть достигнуты при нормальных условиях эксплуатации объекта с применением одной и (или) комбинации НДТ.

В настоящем заключении по НДТ:

технологические показатели по выбросам в атмосферу выражаются как масса выбросов на объем отходящего газа при стандартных условиях (273,15 K, 101,3 кПа) за вычетом содержания водяного пара, выраженная в мг/Нм³;

технологические показатели по сбросам в водные объекты выражаются как масса сброса на объем сточных вод, выраженная в мг/л;

при фактических значениях уровней эмиссий маркерных загрязняющих веществ ниже или в пределах диапазона указанных технологических показателей, связанных с применением НДТ, требования, определенные настоящим разделом, являются соблюденными.

Иные технологические показатели, связанные с применением НДТ, выражаются в количестве потребления ресурсов в расчете на единицу времени или единицу производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги. Соответственно, установление иных технологических показателей обусловлено применяемой технологией производства. Кроме того, в результате анализа потребления энергетических, водных и иных (сырьевых) ресурсов, проведенного в разделе "Общая информация", получен вариативный ряд показателей, который зависит от многих факторов: качественные показатели сырья, производительность и эксплуатационные характеристики установки, качественные показатели готовой продукции, климатические особенности регионов и т.д.

Технологические показатели потребления ресурсов должны быть ориентированы на внедрение НДТ, в том числе прогрессивной технологии, повышение уровня организации производства, соответствовать наименьшим значениям (исходя из среднегодового значения потребления соответствующего ресурса), и отражать конструктивные, технологические и организационные мероприятия по экономии и рациональному потреблению.

Иные технологические показатели, связанные с применением НДТ, в том числе уровней потребления энергетических, водных и иных ресурсов для соответствующего показателя и (или) отрасли определяются согласно действующих национальных нормативных правовых актов.

Для периодов усреднения применяются следующие определения (таблица 6.1.).

Таблица 6.1. Периоды усреднения уровней выбросов/сбросов связанные с НДТ

№ п/п	Периодичьность	Выбросы	Сбросы
1	2	3	4
1	В среднем за сутки	Среднечасовые и получасовые значения концентраций загрязняющих веществ за сутки при непрерывном контроле	Среднее значение за период выборки в течение 24 часов, взятое в качестве средне пропорциональной пробы (или в виде средне пропорциональной по времени пробы, при условии, что демонстрируется достаточная стабильность потока) *
2	Среднее значение за период выборки	Средняя величина трех последовательных измерений, по длительности как минимум 30 минут каждое, если не указано иное **

* для периодических процессов может использоваться среднее значение полученной величины измерений, взятых за общее время отбора проб или результат измерения, в результате разового отбора проб;

** для переменных потоков может использоваться другая процедура выборки, дающая репрезентативные результаты (например, точечный отбор проб). Для любого параметра, при котором, вследствие ограничений по отбору проб или анализа, 30-минутные измерения не допустимы, применяется соответствующий период отбора проб.

6.1. Заключения по общим НДТ

Если не указано иное, заключения по НДТ, представленные в настоящем разделе, являются общеприменимыми.

НДТ для конкретных процессов, указанные в разделах 6.2 – 6.7 применяются в дополнение к общим НДТ, приведенным в настоящем разделе.

6.1.1. Система экологического менеджмента

НДТ 1

В целях улучшения общей экологической эффективности НДТ заключается в реализации и соблюдении СЭМ, которая включает в себя все следующие функции:

1) заинтересованность и ответственность руководства, включая высшее руководство;

2) определение экологической политики, которая включает в себя постоянное совершенствование установки (производства) со стороны руководства;

3) планирование и реализация необходимых процедур, целей и задач в сочетании с финансовым планированием и инвестициями;

4) внедрение процедур, в которых особое внимание уделяется:

структуре и ответственности,

подбору кадров,

обучению, осведомленности и компетентности персонала,

коммуникации,

вовлечению сотрудников,

документации,

эффективному контролю технологического процесса,

программам технического обслуживания,

готовности к чрезвычайным ситуациям и ликвидации их последствий,

обеспечению соблюдения экологического законодательства;

5) проверка производительности и принятие корректирующих мер, при которых особое внимание уделяется мониторингу и измерениям, корректирующим и предупреждающим мерам, ведению записей, независимому (при наличии такой возможности) внутреннему или внешнему аудиту, для определения соответствия СЭМ запланированным мероприятиям, ее внедрение и реализация;

6) анализ СЭМ и ее соответствия современным требованиям, полноценности и эффективности со стороны высшего руководства;

7) отслеживание разработки экологически более чистых технологий;

8) анализ возможного влияния на окружающую среду при выводе уставки из эксплуатации, на стадии проектирования нового завода и на протяжении всего срока его эксплуатации;

9) проведение сравнительного анализа по отрасли на регулярной основе.

Разработка и реализация плана мероприятий по неорганизованным выбросам пыли (см. НДТ 11) и использование системы управления техническим обслуживанием, которая особенно касается эффективности систем снижения запыленности (см. НДТ 8, 9, 10), также являются частью СЭМ.

Применимость

Объем (например, уровень детализации) и характер СЭМ (например, стандартизованная или не стандартизированная), как правило, связаны с характером, масштабом и сложностью установки, а также уровнем воздействия на окружающую среду, которое она может оказывать.

6.1.2. Управление энергопотреблением, энергоэффективность

НДТ 2

НДТ является сокращение потребления тепловой и электрической энергии путем применения одной или комбинации нескольких из перечисленных ниже техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование системы управления эффективным использованием энергии (например, в соответствии со стандартом ISO 50001)	Общеприменимо
2	Улучшенные и оптимизированные системы для достижения плавной и стабильной обработки, работающие близко к заданным значениям параметров процесса с использованием	Общеприменимо
3	Рекуперация избыточного тепла от процессов, особенно из их зон охлаждения	Общеприменимо
4	Оптимизированное управление паром и теплом	Общеприменимо
5	Максимально интегрированное в процесс повторное использование физического тепла	Общеприменимо
6	Использование газгольдеров для всех побочных газов или других подходящих систем для кратковременного хранения и средств поддержания давления	Общеприменимо
7	Повышение давления в газовой сети при потерях энергии на факелах для того, чтобы утилизировать больше технологических газов с соответствующим повышением коэффициента использования	Общеприменимо
8	Обогащение газа технологическими газами различной теплоты сгорания для разных потребителей	Общеприменимо
9	Отопительные топки технологическим газом	Общеприменимо
10	Использование компьютеризированной системы контроля теплотворной способности	Общеприменимо
11	Регистрацию и использование температур кокса и дымовых газов	Общеприменимо
12	Адекватное определение мощности установок рекуперации энергии для технологических газов, в частности, с учетом изменчивости технологических газов	Общеприменимо

6.1.3. Мониторинг эмиссий

НДТ 3

НДТ заключается в измерении или оценке всех соответствующих параметров, необходимых для управления процессами из диспетчерских с помощью современных компьютерных систем с целью непрерывной корректировки и оптимизации процессов в режиме онлайн, обеспечения стабильной и бесперебойной обработки, что повышает энергоэффективность и максимизацию выхода и улучшение методов технического обслуживания.

НДТ 4

НДТ является измерение выбросов загрязняющих веществ из дымовых труб от основных источников выбросов всех процессов, для которых указаны технологические показатели, связанные с применением НДТ, а также на электростанциях, работающих на технологическом газе, на металлургических заводах.

Периодичность мониторинга может быть адаптирована, если серия данных четко демонстрирует стабильность процесса очистки.

Непрерывный мониторинг проводится посредством АСМ на организованных источниках согласно требованиям действующего законодательства РК.

№ п/п

Процесс

Параметр

Мониторинг, относящийся к:

Минимальная периодичность мониторинга ^{*, **}

Примечание

1	2	3	4	5	6
1	Агломерация	Пыль	НДТ 20, 21	Непрерывное	Маркерное вещество
		Окислы азота (NО_x)	НДТ 24
		Диоксид серы (SO₂)	НДТ 23
		Ртуть (Hg)^***	НДТ 22	Не реже одного раза в квартал	В соответствии с программой ПЭК
		ПХДД/Ф^***	НДТ 25,26	Не реже одного раза в квартал	В соответствии с программой ПЭК
2	Производство кокса	Пыль	НДТ 36-41	Непрерывное
		Окислы азота (NО_x)	НДТ 45	Непрерывное^****
		Окислы азота (NО_x)	НДТ 45	Не реже одного раза в квартал^****	В соответствии с программой ПЭК
		Диоксид серы (SO₂)	НДТ43, 44	Непрерывное^****	Маркерное вещество
		Диоксид серы (SO₂)	НДТ43, 44	Не реже одного раза в квартал^****	В соответствии с программой ПЭК
		Сероводород (H₂S)	НДТ 42	Не реже одного раза в квартал	В соответствии с программой ПЭК
3	Производство карбида кальция	Пыль	НДТ 53	Непрерывное	Маркерное вещество
3	Производство карбида кальция	Окисд углерода (СО)	НДТ 51, 52	Не реже одного раза в квартал	В соответствии с программой ПЭК
4	Производство чугуна	Пыль	НДТ 62,63,66,67	Непрерывное	Маркерное вещество
		Окислы азота (NО_x)	НДТ 69
		Диоксид серы (SO₂)	НДТ 68
5	Производства стали кислородным способом	Пыль	НДТ 79-81	Непрерывное	Маркерное вещество
6	Производство стали иными способами (за исключением кислородного)	Пыль	НДТ 86, 87	Непрерывное	Маркерное вещество
		Ртуть (Hg)^***	НДТ 88	Не реже одного раза в квартал	В соответствии с программой ПЭК
		ПХДД/Ф^***	НДТ 89
		Окислы азота (NО_x)^*****	НДТ 9, 10
		Диоксид серы (SO₂)^*****	НДТ 9, 10
		Оксид углерода (СО)^*****	НДТ 2, 9, 10

* при проведении непрерывных измерений пороговые значения выбросов считаются соблюденными, если оценка результатов измерений показывает, что нижеперечисленные условия соблюдены в календарном году:

1) допустимое среднемесячное значение не превышает соответствующие пороговые значения выбросов;

2) допустимое среднесуточное значение не превышает 110 % от соответствующих пороговых значений выбросов;

3) 95 % всех допустимых среднечасовых значений за год не превышают 200 % от соответствующих пороговых значений выбросов. При отсутствии непрерывных измерений пороговые значения выбросов считаются соблюденными если результаты каждой серий измерений или иных процедур, определенными в соответствии с правилами, установленными компетентными органами, не превышают пороговые значения выбросов;

** частота мониторинга не применяется в случаях, когда установка эксплуатируется исключительно в целях измерения выбросов;

*** необходимость измерения применима по истечении 1 (одного) года после регистрации средств измерений и методик выполнения измерений в реестре государственной системы обеспечения единства измерений. Периодичность измерений определяется программой ПЭК либо не реже одного раза в квартал;

**** непрерывные измерения применимы для источников наибольших выбросов в атмосферу (согласно требованиям, предусмотренным порядком ведения АСМ эмиссии в окружающую среду при проведении производственного экологического контроля);

***** необходимость измерения применима для производства стали способами, за исключением кислородного производства стали и производства стали в электродуговых печах.

НДТ 5

НДТ заключается в измерении выбросов загрязняющих веществ от всех источников, не относящихся к НДТ 4, но предусмотренных разделом 3, а также для электростанций, работающих на технологическом газе, для металлургических заводов. Измерения проводятся с периодичностью, предусмотренной программой ПЭК. Не применимо для неорганизованных источников.

НДТ 6

НДТ заключается в проведении мониторинга сбросов маркерных загрязняющих веществ в месте выпуска сточных вод из очистных сооружений в водные объекты в соответствии с национальными и/или международными стандартами, регламентирующими предоставление данных эквивалентного качества.

№ п/п	Процесс	Параметр*	Периодичность мониторинга
1	2	3	4
1	Агломерация	Взвешенные вещества	В соответствии с программой ПЭК
		ХПК
		Тяжелые металлы: Сумма мышьяка (As), кадмия (Cd), хрома (Cr), меди (Cu), ртути (Hg), никеля (Ni), свинца (Pb) и цинка (Zn)
2	Производство кокса	ХПК
		БПК
		Сульфиды летучие
		Тиоцианаты (SCN)
		Цианиды (CN), летучие
		ПАУ (сумма флуорантена, бензофлуорантена, бензофлуорантена, бензопирена, инденопирена и бензоперилена)
		Фенолы
		Суммарное содержание азота аммонийного (NH₄+-N), азота нитратного (NO₃--N) и азота нитритного (NO₂--N)
3	Производство карбида кальция	Взвешенные вещества
4	Производство чугуна	Взвешенные вещества
		Железо
		Свинец
		Цинк
		Цианид легковысвобождаемый
5	Производство стали	Взвешенные вещества
		Железо
		Цинк
		Никель
		Общий хром
		Общее содержание углеводородов

* необходимость измерений применима для веществ при условии их наличия/образования в технологическом процессе и (или) по истечении 1 (одного) года после регистрации средств измерений и методик выполнения измерений в реестре государственной системы обеспечения единства измерений.

Для мониторинга сброса сточных вод существует множество стандартных процедур отбора проб и анализа воды и сточных вод, в том числе:

случайная проба – одна проба, взятая из потока сточных вод

составная проба – проба, отбираемая непрерывно в течение определенного периода, или проба, состоящая из нескольких проб, отбираемых непрерывно или периодически в течение определенного периода и затем смешанных

квалифицированная случайная проба – составная проба из не менее чем пяти случайных проб, отобранных в течение максимум двух часов с интервалом не менее двух минут и затем смешанных.

НДТ 7

НДТ является определение порядка величины неорганизованных выбросов из соответствующих источников с помощью методов:

прямые измерения, при которых выбросы измеряются у источника, возможно измерение или определение концентрации и массы;

косвенные измерения, при которых определение выбросов проводится на определенном расстоянии от источника;

использование расчетных методов с применением коэффициентов.

По возможности прямые методы измерения являются более предпочтительными, чем косвенные методы или оценки, основанные на расчетах с применением коэффициентов выбросов.

Описание. Примерами прямых измерений являются измерения в аэродинамических трубах с кожухами или другие методы. В последнем случае измеряется площадь вентиляционного отверстия на крыше, а также рассчитывается скорость потока. Поперечное сечение плоскости измерения вентиляционного отверстия на крыше разделено на участки одинаковой площади (измерение сетки).

Примеры косвенных измерений включают использование индикаторных газов, методы моделирования обратной дисперсии и метод баланса масс с применением лазерной системы обнаружения и измерения дальности.

Расчетные методы используются на основании рекомендаций по применению коэффициентов выбросов для оценки неорганизованных выбросов пыли при хранении и транспортировке сыпучих материалов, а также взвеси пыли с дорог в результате движения транспорта.

6.1.4. Управление технологическим процессом

НДТ 8

НДТ заключается в оптимизации управления и контроля технологическим процессом, использовании, расширении и углублении производственно-технологических связей, в совместном использовании ресурсов - интеграция производственных процессов.

НДТ 9

НДТ предназначена для оптимизации управления и контроля внутренних потоков материалов с целью предотвращения загрязнения, предотвращения износа, обеспечения надлежащего качества исходных материалов, возможности повторного использования и переработки, а также для повышения эффективности процесса и оптимизации выхода металла.

Также используются методы управления ресурсами в целях оптимизации управления и контроля внутренних потоков материалов с целью предотвращения загрязнения, предотвращения износа, обеспечения надлежащего качества исходных материалов, возможности повторного использования и переработки, а также для повышения эффективности процесса и оптимизации выхода металла.

Надлежащее хранение и обращение с входными материалами и остатками производства может помочь свести к минимуму выбросы переносимой по воздуху пыли со складов и конвейерных лент, включая точки перегрузки, а также избежать загрязнения почвы, грунтовых вод и сточных вод (см. также НДТ 11).

Применение надлежащего управления интегрированными металлургическими заводами и остатками, включая отходы, от других установок и секторов позволяет максимизировать внутреннее и/или внешнее использование в качестве сырья (см. также НДТ 13, 14, 15).

НДТ 10

Для достижения низких уровней выбросов соответствующих загрязняющих веществ НДТ заключается в выборе соответствующего качества лома и другого сырья. Что касается металлолома, НДТ должна провести соответствующую проверку на наличие видимых загрязняющих веществ, которые могут содержать тяжелые металлы, в частности ртуть, или могут привести к образованию полихлорированных дибензодиоксинов/фуранов (ПХДД/Ф) и полихлорированных бифенилов (ПХБ).

6.1.5. Управление неорганизованными выбросами при хранении, погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке материалов

НДТ 11

Для предотвращения или, если это практически невозможно, сокращения неорганизованных выбросов пыли в атмосферу НДТ заключается в использовании нижеуказанных методов.

При использовании систем улавливания и очистки выбросов НДТ является оптимизация эффективности улавливания и последующей очистки путем применения соответствующих мер. Наиболее предпочтительным методом является сбор выбросов пыли ближе к источнику.

Общие техники включают:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Разработка и реализация плана мероприятий по неорганизованным выбросам пыли, как части СЭМ	Общеприменимо
2	Рассмотрение вопроса о временном прекращении определенных операций, если они определены как источник PM10, вызывающий высокие показатели окружающей среды	Требуется система мониторинга с достаточными данными (к примеру, направление и сила ветра)

К методам, применимым для предотвращения неорганизованных выбросов пыли при обработке и транспортировке сыпучего сырья относятся:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Ориентация длинных штабелей по направлению преобладающего ветра	Общеприменимо
2	Установка ветрозащитных экранов или использование естественного ландшафта в качестве укрытия	Общеприменимо
3	Контроль влажности поставляемого материала	Общеприменимо
4	Соблюдение требований технологических регламентов во избежание ненужных перегрузок материалов и длительных простоев в незащищенных местах	Общеприменимо
5	Использование закрытых складов, размещение на укрытых конвейерах и в бункерах и т. д.	Общеприменимо
6	Строгие стандарты технического обслуживания оборудования	Общеприменимо
7	Регулярная очистка, в частности очистка и увлажнение дорог	Общеприменимо
8	Использование мобильного и стационарного пылесборного оборудования	Общеприменимо
9	Пылеподавление или пылеудаление, а также использование установки для очистки рукавных фильтров для устранения источников значительного пылеобразования	Общеприменимо
10	Применение подметально-уборочных машин с пониженным уровнем выбросов для проведения плановой уборки дорог с твердым покрытием	Применимо при наличии дорог с твердым покрытием.

К методам, применимым для предотвращения неорганизованных выбросов пыли при доставке, хранении и утилизации материалов относятся:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Полное ограждение разгрузочных бункеров в здании, оборудованном вытяжкой фильтрованного воздуха для пылящих материалов, или бункеры должны быть оборудованы пылевыми перегородками и разгрузочными решетками, соединенными с системой пылеудаления и очистки	Общеприменимо
2	Ограничение высоты падения, если это возможно, максимум до 0,5 м	Общеприменимо
3	Использование распылителей воды (предпочтительно с использованием оборотной воды) для пылеподавления	Общеприменимо
4	При необходимости установка бункеров для хранения с фильтрующими элементами для контроля запыленности	Общеприменимо
5	Использование полностью закрытых устройств для извлечения из бункеров	Общеприменимо
6	При необходимости хранение металлолома в крытых помещениях и на площадках с твердым покрытием, чтобы снизить риск загрязнения земли (используя своевременную доставку для минимизации размера склада и, следовательно, выбросов)	Общеприменимо
7	Сведение к минимуму нарушения складских запасов	Общеприменимо
8	Ограничение высоты и контроль общей формы штабелей	Общеприменимо
9	Использование хранения в здании, а не на внешних складах, если масштаб хранения является подходящим	Общеприменимо
10	Создание ветрозащитных полос естественным рельефом, земляными отмелями или посадка высокой травы и вечнозеленых деревьев на открытых площадках для улавливания и поглощения пыли без причинения долговременного вреда	Общеприменимо
11	Гидропосев отвалов и шлаковых отвалов	Общеприменимо
12	Осуществление озеленения участка путем покрытия неиспользуемых участков плодородным слоем почвы и посадки травы, кустарников и другой почвопокровной растительности	Общеприменимо
13	Увлажнение поверхности прочными пылесвязывающими веществами	Общеприменимо
14	Покрытие поверхности брезентом или покрытием (например, латексным) отвалами	Общеприменимо
15	Применение хранилища с подпорными стенками для уменьшения открытой поверхности	Общеприменимо
16	При необходимости можно было бы включить непроницаемые поверхности с бетоном и дренажем	Общеприменимо

К методу, применимому для предотвращения неорганизованных выбросов пыли при разгрузочных работах относится:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование при необходимости из-за образования пылевыделения специального разгрузочного оборудования, как правило, закрытого типа	Общеприменимо

Методы обращения и переработки шлаков включают:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Поддержание запасов шлакового гранулята во влажном состоянии для транспортировки и переработки шлака, поскольку высушенный доменный шлак и сталелитейный шлак могут образовывать пыль	Общеприменимо
2	Использование закрытого шлакодробильного оборудования с эффективным пылеудалением и рукавными фильтрами для снижения пылевыделения	Общеприменимо

К методу обращения с ломом относится:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Обеспечение хранения металлолома под навесом и/или на бетонном полу, чтобы свести к минимуму подъем пыли, вызванный движением транспортных средств	Общеприменимо

К методам, применимым для предотвращения неорганизованных выбросов пыли при транспортировке материалов относится:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Минимизация точек доступа с автомобильных дорог общего пользования	Общеприменимо
2	Использование оборудования для чистки колес для предотвращения переноса грязи и пыли на дороги общего пользования	Общеприменимо
3	Нанесение на транспортные дороги твердых покрытий (бетонных или асфальтовых) для сведения к минимуму образования облаков пыли при транспортировке материалов и очистке дорог	Общеприменимо
4	Ограничение движения транспортных средств по обозначенным маршрутам заборами, канавами или банками переработанного шлака	Общеприменимо
5	Увлажнение запыленных трасс водяными струями, например, при работе со шлаком	Общеприменимо
6	Обеспечение того, чтобы транспортные средства не были переполнены, чтобы предотвратить любую утечку	Общеприменимо
7	Обеспечение того, чтобы транспортные средства были покрыты брезентами для покрытия перевозимого материала	Общеприменимо
8	Минимизация количества перевозок	Общеприменимо
9	Использование закрытых или укрытых конвейеров	Общеприменимо
10	Использование трубчатых конвейеров, где это возможно, для сведения к минимуму потерь материала за счет изменения направления на участках, обычно обеспечиваемого разгрузкой материалов с одной ленты на другую	Общеприменимо
11	Передовые методы транспортировки расплавленного металла и обращения с ковшом	Общеприменимо
12	Обеспыливание точек конвейерной передачи	Общеприменимо

6.1.6. Управление водными ресурсами

НДТ 12

НДТ для рационального управления водными ресурсами заключается в предотвращении, сборе и разделении типов сточных вод, увеличении внутренней рециркуляции и использовании адекватной очистки для каждого конечного потока. Могут применяться следующие методы:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Отказ от использования питьевой воды для производственных линий	Общеприменимо
2	Увеличение количества и/или мощности систем оборотного водоснабжения при строительстве новых заводов или модернизации/реконструкции действующих заводов	Общеприменимо
3	Централизованное распределение поступающей воды	Применимость может быть ограничена существующей конфигурацией водяных контуров
4	Повторное использование воды до тех пор, пока отдельные параметры не достигнут определенных пределов	Общеприменимо
5	Использование воды в других установках, если затрагиваются только отдельные параметры воды и возможно дальнейшее использование	Общеприменимо
6	Разделение очищенных и неочищенных сточных вод	Общеприменимо
7	Использование ливневых вод	Общеприменимо

6.1.7. Управление отходами

НДТ 13

НДТ заключается в использовании интегрированных и операционных методов для минимизации отходов за счет внутреннего использования или применения специализированных процессов переработки (внутренних или внешних).

НДТ 14

НДТ заключается в максимальном внешнем использовании или переработке твердых отходов, которые не могут быть использованы или переработаны в соответствии с НДТ 13.

НДТ 15

НДТ заключается в использовании передовых методов эксплуатации и технического обслуживания для сбора, обработки, хранения и транспортировки всех твердых остатков, а также для укрытия пунктов передачи во избежание эмиссий.

6.1.8. Шум

НДТ 16

НДТ заключается в снижении уровня шума от соответствующих источников в процессах производства чугуна и стали путем использования одного или нескольких из следующих методов в зависимости от местных условий:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Реализация стратегии снижения шума	Общеприменимо
2	Ограждение шумных операций/агрегатов	Общеприменимо
3	Виброизоляция операций/агрегатов	Общеприменимо
4	Внутренняя и внешняя обшивка из ударопоглощающего материала	Общеприменимо
5	Звукоизоляция зданий для защиты от любых шумных операций, связанных с оборудованием для преобразования материалов	Общеприменимо
6	Строительство стен для защиты от шума, например, строительство зданий или естественных барьеров, таких как растущие деревья и кустарники между охраняемой территорией и шумной деятельностью	Общеприменимо
7	Выпускные глушители на выхлопных трубах	Общеприменимо
8	Воздуховоды и воздуходувки, расположенные в звуконепроницаемых зданиях	Общеприменимо
9	Закрытие дверей и окон крытых помещений	Общеприменимо

6.1.9. Запах

НДТ 17

В целях снижения уровня запаха НДТ заключается в использовании одной или комбинации техник:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Предотвращение или сведение к минимуму использования материалов с резким запахом	Общеприменимо
2	Сдерживание и устранение пахучих материалов и газов до их развеивания и разбавления	Общеприменимо
3	Обработка материалов путем дожигания или фильтрации, если это возможно	Общеприменимо

6.2. Заключения по НДТ процесса агломерации

6.2.1. Энергоэффективность и ресурсосбережение

НДТ 18

НТД по энергоэффективности при производстве агломерата заключается в снижении потребления тепловой энергии на аглофабриках за счет использования одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Рекуперация физического тепла из отходящего газа охладителя агломерата	Общеприменимо
2	Рекуперация физического тепла, если это возможно, из отходящего газа колосниковой решетки	Применимость для действующих установок может быть ограничена наличием места
3	Частичная рециркуляция отходящих газов	Применимость для действующих установок может быть ограничена наличием места, а также существующими техническими параметрами

6.2.2. Выбросы загрязняющих веществ от неорганизованных источников

НДТ 19

НДТ для процессов смешивания/перемешивания заключается в предотвращении или сокращении неорганизованных выбросов пыли путем агломерации мелких материалов посредством регулирования содержания влаги (см. также НДТ 11).

6.2.3. Выбросы загрязняющих веществ от организованных источников

Представленные ниже техники и достижимые с их помощью технологические показатели (при наличии) установлены для источников, оборудованных принудительными системами вентиляции.

6.2.3.1. Выбросы пыли

НДТ 20

В целях сокращения выбросов пыли при процессах, связанных с выгрузкой, дроблением, охлаждением, сортировкой, конвейерной транспортировкой при производстве агломерата, НДТ заключается в использовании общих методов (укрытия), техник предварительной очистки и (или) использовании электрофильтров, рукавных фильтров, керамических и металлических мелкоочистных фильтров и (или) их комбинации.

Методы предварительной очистки включают:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Применение циклонов	Общеприменимо
2	Применение мокрых газоочистителей	Общеприменимо

Методы очистки включают:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Электрофильтр	Общеприменимо
2	Рукавный фильтр	Общеприменимо. На действующих установках применение может быть ограничено местом для установки
3	Керамический и металлический мелкоочистные фильтры	Общеприменимо

Таблица 6.2. Технологические показатели выбросов пыли в процессах, связанных с выгрузкой, дроблением, охлаждением, сортировкой, конвейерной транспортировкой при производстве агломерата:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20^**

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** для действующих установок при процессах, связанных с дроблением и классификацией (грохочением) технологический показатель 20 – 100мг/ Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 21.

В целях сокращения выбросов пыли при процессе агломерации НДТ заключается в использования рукавных фильтров или электрофильтров.

Таблица 6.3. Технологические показатели выбросов пыли в процессе агломерации:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20^{, *}

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** при использовании электрофильтра технологический показатель 20 – 40 мг/Нм³;

*** при использовании электрофильтра для действующих установок технологический показатель 20 – 50 мг/Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.2.3.2. Ртуть

НДТ 22

НДТ для первичных выбросов из агломерационных лент заключается в предотвращении или сокращении выбросов ртути за счет выбора сырья с низким содержанием ртути (см. НДТ 10) или в очистке отходящих газов в сочетании с вдуванием активированного угля или активированного буроугольного кокса (подробное описание представлено в разделе 5.1.2.3).

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.2.3.3. Выбросы SO_X

НДТ 23

НДТ для первичных выбросов от агломерационных установок заключается в сокращении выбросов SO_X с использованием одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Снижение поступления серы за счет использования коксовой мелочи с низким содержанием серы	Общеприменимо
2	Снижение поступления серы за счет минимизации расхода коксовой мелочи	Общеприменимо
3	Снижение поступления серы за счет использования железной руды с низким содержанием серы	Общеприменимо
4	Введение соответствующих адсорбирующих агентов в газоход для отработанных газов от аглоленты перед обеспыливанием рукавным фильтром (см. НДТ 20)	Общеприменимо
5	Процесс мокрой десульфурации или регенеративного активированного угля (RAC)	Требования к пространству могут иметь значение и могут ограничивать применимость. При использовании метода RAC необходима установка пылеуловителя
6	Производство серной кислоты	Требования к пространству могут иметь значение и могут ограничивать применимость

Таблица 6.4. Технологические показатели выбросов диоксида серы (SO₂)в процессе агломерации:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Диоксид серы (SO₂)	350 – 500^{, *}

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** при использовании техники "процесс мокрой десульфурации или регенеративного активированного угля (RAC)" 100 мг/Нм³;

*** для действующих установок 500 – 1000 мг/Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.2.3.4. Выбросы оксидов азота (NO_X)

НДТ 24

НДТ для первичных выбросов из агломерационных лент заключается в снижении общих выбросов оксидов азота (NO_X) за счет использования одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Рециркуляция отходящих газов	Применимость может быть ограничена параметрами агломерата (продукта), а также наличием места
2	Другие первичные меры, такие как использование антрацита или использование горелок с низким содержанием оксидов азота (NO_X) для розжига	Применимость может быть ограничена характеристиками топлива
3	Процесс регенеративного активированного угля (RAC)	Общеприменимо
4	Селективное каталитическое восстановление (СКВ)	Применимо. Необходима предварительная очистка газов

Таблица 6.5. Технологические показатели выбросов NO_xв процессе агломерации:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Окислы азота (NO_X)	120 – 500^**

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** при использовании техники регенеративного активированного угля (RAC) 250 мг/Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.2.3.5. Выбросы ПХДД/Ф

НДТ 25

НДТ для первичных выбросов из агломерационных лент заключается в предотвращении и/или сокращении выбросов полихлорированных дибензодиоксинов/фуранов (ПХДД/Ф) и полихлорированных дифенилов (ПХБ) с использованием одного или комбинации следующих методов:

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Отказ от сырья, которое содержит полихлорированные дибензодиоксины/фураны (ПХДД/Ф) и полихлорированные дифенилы (ПХБ) или их прекурсоры, насколько это возможно (см. НДТ 10)	Общеприменимо
2	Подавление образования полихлорированных дибензодиоксинов/фуранов (ПХДД/Ф) за счет добавления соединений азота	Общеприменимо
3	Рециркуляция отработанных газов (см. НДТ 24).	Применимость может быть ограничена параметрами агломерата (продукта), а также наличием места

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 26

НДТ для первичных выбросов из агломерационной ленты заключается в сокращении выбросов полихлорированных дибензодиоксинов/фуранов (ПХДД/Ф) и полихлорированных бифенилов (ПХБ) путем введения соответствующих адсорбирующих агентов в газоход отходящего газа аглофабрики перед обеспыливанием рукавным фильтром или усовершенствованным электростатическим фильтром.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.2.4. Управление водопользованием, удаление и очистка сточных вод

НДТ 27

НДТ заключается к сведению к минимуму потребления воды на аглофабриках за счет максимально возможного повторного использования охлаждающей воды, если только не используются прямоточные системы охлаждения.

НДТ 28

НДТ заключается в очистке сточных вод аглофабрик, где используется промывочная вода или применяется система влажной очистки отходящих газов, за исключением охлаждающей воды перед сбросом, с использованием комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Отстаивание/осаждение	Общеприменимо
2	Фильтрация	Общеприменимо
3	Адсорбция	Общеприменимо
4	Нейтрализация	Общеприменимо
5	Ионный обмен	Общеприменимо

Таблица 6.6. Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/л) ^{, , }^
1	2	3
1	Взвешенные вещества	≤ 30
2	ХПК	≤100
3	Тяжелые металлы (сумма мышьяка (As), кадмия (Cd), хрома (Cr), меди (Cu), ртути (Hg), никеля (Ni), свинца (Pb) и цинка (Zn)	≤ 0,1^***

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** используемые показатели в метах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод;

*** в случае наличия /образования загрязняющих веществ в производственном процессе, а также при наличии в РК средств и методов измерений

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

6.2.5. Управление отходами

НДТ 29

НДТ заключается в предотвращении образования отходов на аглофабриках путем использования одного или комбинации следующих методов (см. НДТ 13):

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Выборочная рециркуляция отходов на месте обратно в процесс агломерации при исключении тяжелых металлов, щелочей или обогащенных хлоридами мелкодисперсных фракций пыли (например, пыли из последнего поля электростатического пылеуловителя)	Общеприменимо
2	Внешняя переработка всякий раз, когда переработка на месте затруднена	Применимость может быть ограничена условиями внешней стороны

НДТ заключается в контролируемом управлении остатками агломерационного производства, которых нельзя ни избежать, ни переработать.

НДТ 30

НДТ заключается в рециркуляции остатков (таких как пыль, шлам и прокатная окалина), которые содержат железо (Fe) и углерод (C), от агломерационного производства и других процессов на интегрированных сталелитейных заводах, обратно на агломерационную ленту, насколько это возможно.

НДТ 31

НДТ заключается в снижении содержания углеводородов в сырье для агломерации путем соответствующего отбора и предварительной обработки рециркулируемых технологических остатков.

Во всех случаях содержание углеводородов в переработанных технологических остатках должно быть <0,5 %, а содержание в шихте <0,1 %.

Методы минимизации поступления углеводородов через пыль и прокатную окалину включают следующее:

ограничение поступления угле путем отделения и последующего отбора только той пыли и прокатной окалины с низким содержанием углеводородов;

использование методов оптимизированного менеджмента может привести к существенному снижению содержания загрязняющих углеводородов в прокатной окалине;

обезжиривание прокатной окалины;

нагревание прокатной окалины примерно до 800°С, нефтяные углеводороды улетучиваются и получается чистая прокатная окалина; летучие углеводороды можно сжечь.

извлечение масла из прокатной окалины с помощью растворителя.

6.3. Заключения по НДТ коксохимического процесса

Если не указано иное, выводы по НДТ, представленные в этом разделе, могут применяться ко всем коксовым заводам.

6.3.1. Энергоэффективность и ресурсосбережение

НДТ 32

НДТ для коксохимического процесса заключается в максимально возможном извлечении коксового газа во время коксования.

6.3.2. Выбросы загрязняющих веществ от неорганизованных источников

НДТ 33

НДТ для хранения пылящего угля и обращения с ним заключается в предотвращении или сокращении неорганизованных выбросов пыли с использованием одного или нескольких методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование закрытых складов или силосов/контейнеров при хранении сырья и материалов	Общеприменимо для пылящих материалов
2	Использование укрытий конвейеров (при необходимости транспортировки)	Общеприменимо
3	Ограничение высоты падения материала	Общеприменимо
4	Снижение выбросов от процессов погрузочных работ	Общеприменимо

НДТ 34

НДТ для коксохимических заводов заключается в сокращении выбросов за счет обеспечения непрерывного бесперебойного производства кокса с использованием следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Своевременное и полное техническое обслуживание камер печи, дверей печи и уплотнений рамы, подъемных труб, загрузочных отверстий и другого оборудования	Общеприменимо
2	Избегать сильных перепадов температуры	Общеприменимо
3	Комплексное наблюдение и мониторинг коксовой печи	Общеприменимо
4	Очистка дверей, уплотнителей рамы, загрузочных отверстий, заслонок и подъемных труб после загрузочно-разгрузочных работ	Применимо на новых и, в некоторых случаях, на действующих установках
5	Регулирование потока газа в коксовых печах	Общеприменимо
6	Регулирование давления во время коксования и применение дверей подпружиненных гибким уплотнителем или дверей с клиновидным запором (в случае печей высотой ≥ 5 м и в хорошем рабочем состоянии	Применимо в случае печей высотой ≥5 м и в хорошем рабочем состоянии
7	Использование герметичных подъемных труб для уменьшения видимых выбросов от всего аппарата, обеспечивающего проход от коксовой батареи к коллекторной магистрали, изгибам и стационарным перемычкам	Общеприменимо
8	Фиксация крышек загрузочных отверстий огнеупорной глиной (или другим подходящим герметизирующим материалом) для уменьшения видимых выбросов из всех неплотностей	Общеприменимо
9	Обеспечение полного коксования (избегание продавливания сырого кокса) за счет применения адекватных технологий	Общеприменимо
10	Установка более крупных камер коксовой печи	Применимо к новым установкам или в некоторых случаях полной замены установки на старые фундаменты
11	Где возможно, использование регулирования давления в камерах печей во время коксования	Применимо к новым установкам и может быть опцией для действующих установок; возможность установки этой технологии на действующих установках должна быть тщательно оценена и зависит от индивидуальной ситуации каждого завода

НДТ 35

НДТ для установок очистки газа заключается в предотвращении и снижении выбросов за счет использования следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Сведение к минимуму количества фланцев за счет сварки трубных соединений везде, где это возможно	Общеприменимо
2	Использование соответствующих уплотнений для фланцев и клапанов	Общеприменимо
3	Использование герметичных насосов	Общеприменимо
4	Предотвращение выбросов из запорных клапанов в резервуарах для хранения (подключение выхода клапана к коллектору коксового газа или сбор газов и последующее сжигание)	Общеприменимо

6.3.3. Выбросы загрязняющих веществ от организованных источников

6.3.3.1. Выбросы пыли

НДТ 36

НДТ установок по измельчению угля (подготовка угля, включая дробление, классификацию (грохочение) и просеивание) заключается в предотвращении или сокращении выбросов пыли с использованием одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Закрытые здания и сооружения, использование закрытого оборудования при работе с пылеобразующими материалами	Общеприменимо
2	Использование установок по эффективному улавливанию пыли и систем сухого обеспыливания	Общеприменимо

Таблица 6.7. Технологические показатели выбросов пыли в процессах по измельчению угля (подготовка угля, включая дробление, классификацию (грохочение) и просеивание при производстве кокса:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20^**

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** для действующих установок технологический показатель 20 – 100мг/ Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 37

НДТ для транспортировки, хранения пылящего угля и сортировки кокса и обращения с ними заключается в сокращении выбросов пыли с использованием установок по эффективному улавливанию пыли и систем сухого обеспыливания.

Таблица 6.8. Технологические показатели выбросов пыли при процессах хранения угля и сортировки кокса при производстве кокса:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 38

НДТ заключается в оборудовании камер коксовых печей системами загрузки с уменьшенными выбросами с применением одного или нескольких методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	"Бездымная" загрузка	Общеприменимо
2	Последовательная или поэтапная загрузка	Общеприменимо
3	Одновременная загрузка в несколько загрузочных бункеров	Общеприменимо
4	Использование установок по эффективному улавливанию пыли, последующая очистка (рукавный фильтр)	Общеприменимо

Таблица 6.9. Технологические показатели выбросов пыли при загрузке угля при производстве кокса:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 50

* Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 39

НДТ для сокращения выбросов загрязняющих веществ в процессе отжига в коксовой печи заключается в использовании одного или комбинации методов, представленных ниже:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Предотвращение утечки между камерой печи и камерой нагрева за счет регулярной работы коксовой печи	Общеприменимо
2	Устранение утечки между камерой печи и нагревательной камерой	Применимо только к действующим установкам
3	Использование десульфурированного коксового газа	Общеприменимо
4	Использование методов с низким содержанием оксидов азота (NO_X) при строительстве новых батарей, таких как поэтапное сжигание и использование более тонких кирпичей и огнеупоров с лучшей теплопроводностью	Применимо только к новым установкам

Таблица 6.10. Технологические показатели выбросов пыли в процессе отжига в коксовой печи

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 40

НДТ для выдачи кокса заключается в снижении выбросов пыли за счет использования одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Выдача с помощью двересъемной машины, оснащенной зонтом	На действующих заводах нехватка места может ограничивать применимость
2	Использование очистки экстракционного газа с помощью рукавного фильтра или других систем очистки
3	Использование одноточечной или мобильной установки – вагона для тушения кокса.

Таблица 6.11. Технологические показатели выбросов пыли для процесса выдачи кокса:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20^**

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** для действующих установок технологический показатель 5 – 40 мг/Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 41

НДТ при тушении кокса является снижение выбросов пыли за счет использования одного из следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование сухого тушения кокса с рекуперацией значительного количества тепла и удалением пыли при загрузке, транспортировке и просеивании с помощью рукавного фильтра	Общеприменимо
2	С использованием обычного мокрого тушения с минимальными выбросами	Может быть ограничена необходимыми параметрами установки (высота)
3	С применением стабилизационного тушения кокса	Может быть ограничена наличием места

Таблица 6.12. Технологические показатели выбросов пыли для процесса тушения кокса:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.3.3.2. Выбросы соединений серы

НДТ 42

НДТ заключается в снижении содержания серы в коксовом газе с использованием одного из следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Десульфурация абсорбционными системами	Общеприменимо
2	Мокрая окислительная десульфурация	Общеприменимо

Остаточные концентрации сероводорода (H₂S) в коксовом газе подлежат периодическому мониторингу, связанному с НДТ 4.

НДТ 43

НДТ для коксовых печей с нижним подводом газа заключается в снижении выбросов за счет использования одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Предотвращение утечки между камерой печи и камерой нагрева за счет регулярной работы коксовой печи	Общеприменимо
2	Устранение утечки между камерой печи и нагревательной камерой (применимо только к действующим установкам)	Применимо только к действущим установкам
3	Использование десульфурированного коксового газа	Общеприменимо

Таблица 6.13. Технологические показатели выбросов диоксида серы (SO₂) для коксовых печей с нижним подводом газа:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Диоксид серы (SO₂)	200 - 500

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 44

Для снижения выбросов диоксида серы (SO₂) из отходящих газов с высоким содержанием диоксида серы (SO₂) и во избежание образования отходов от системы очистки дымовых газов НДТ заключается в рекуперации серы путем производства серной кислоты или других серосодержащих продуктов. Используемые технические решения при производстве серной кислоты (см. раздел 5.1.2.8):

установки одинарного контактирования;

установки мокрого катализа.

Таблица 6.14. Технологические показатели диоксид серы (SO2), связанные с НДТ, при рекуперации серы, содержащееся в отходящих газах плавильных печей, путем производства серной кислоты и других продуктов

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Диоксид серы (SO₂)	800 – 1000

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.3.3.3. Выбросы NOx

НДТ 45

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Предотвращение утечки между камерой печи и камерой нагрева за счет регулярной работы коксовой печи	Общеприменимо
2	Устранение утечки между камерой печи и нагревательной камерой (применимо только к действующим установкам)	Применимо только к действующим установкам
3	Использование методов с низким содержанием оксидов азота (NO_X) при строительстве новых батарей, таких как поэтапное сжигание и использование более тонких кирпичей и огнеупоров с лучшей теплопроводностью	Применимо только к новым установкам)

Таблица 6.15. Технологические показатели выбросов NO_x для коксовых печей с нижним подводом газа:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	NO₂	350 – 500^**

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** для действующих установок 500 – 650 мг/Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.3.4. Управление водопользованием, удаление и очистка сточных вод

НДТ 46

НДТ заключается к сведению к минимуму потребления воды при производстве кокса, а также максимально возможного повторного использования.

НДТ 47

НДТ заключается в том, чтобы избежать повторного использования технологической воды, содержащей значительные концентрации органических веществ (например, неочищенных сточных вод коксовых печей, сточных вод с высоким содержанием углеводородов и т.д.) в качестве охлаждающей воды.

НДТ 48

НДТ заключается в предварительной очистке сточных вод от процесса коксования и очистки коксового газа перед сбросом на очистные сооружения с использованием одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование эффективного удаления смолы и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) с использованием флокуляции и последующей флотации, осаждения и фильтрации по отдельности или в комбинации	Общеприменимо
2	Использование эффективной десорбции аммиака с использованием щелочи и пара	Общеприменимо

НДТ 49

НДТ для предварительно очищенных сточных вод от процесса коксования и очистки коксового газа заключается в использовании биологической очистки сточных вод с интегрированными стадиями денитрификации/нитрификации.

Таблица 6.16. Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:

№ п/п	Параметр ⁽³⁾	НДТ-ТП (мг/л) ^{, , }^
1	2	3
1	ХПК	≤220
2	БПК	≤20
3	Сульфиды летучие	≤0,1
4	Тиоцианаты (SCN)	≤4
5	Цианиды (CN), летучие	≤0,1
6	Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)	≤0,05
7	Фенолы	≤0,5
8	Суммарное содержание азота аммонийного (NH₄+-N), азота нитратного (NO₃--N) и азота нитритного (NO₂--N)	≤15 – 50

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** используемые показатели в местах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод;

*** в случае наличия /образования загрязняющих веществ в производственном процессе, а также при наличии в РК средств и методов измерений.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

6.3.5. Управление отходами

НДТ 50

НДТ заключается в повторном использовании производственных отходов, таких как смола от водоугольной суспензии, а также избыточного активного ила с установки по очистке сточных вод обратно в угольное сырье для коксового завода.

6.4. Заключения по НДТ при производстве карбида кальция

Относится к процессам при производстве карбида кальция с использованием электротермических печей.

НДТ 51

НДТ заключается в использовании сырья соответствующего качества и характеристик, к примеру, для исключения избыточного содержания примесей в сырье, таких как оксиды железа (FeO), кремния (SiO₂), аллюминия (Al₂O₃), магния (MgO) и азота (NO_X), серы (S), фосфора (P), чтобы свести к минимуму нежелательные побочные реакции и потери энергии.

Применяемые методы могут включать:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использовать высушенный кокс с содержанием влаги менее 2 %, с зольностью менее 15 % (оптимально 10 %), а также (для замкнутых печей) с размером зерна от 3 до 25 мм	Общеприменимо
2	Обеспечивать уровень содержания магния в извести в пределах 2 % и размер зерен от 6 до 50 мм. Использовать известь (обычно негашеную), которая должна быть как можно более мягкой, чтобы обеспечить снижение содержания CO₂до уровня менее 2 %	Общеприменимо

НДТ 52

НДТ заключается в проектировании, обеспечении функционирования и надлежащей эксплуатации завода по производству карбида кальция в целях экономии сырья и энергии и снижения воздействия производства карбида кальция (CaC₂) на окружающую среду. В частности, применяются следующие методы:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	На заводе по производству карбида кальция с замкнутой печью использовать 930 кг извести (94 % cao), 550 кг кокса (сухого, 10 % золы), 20 кг электродного материала и 3200 квт·ч электрической энергии соответственно на тонну CaC₂и использовать энергозапас оксида углерода (CO) печного газа или применять печной газ в качестве технологического сырья	Общеприменимо
2	На заводе по производству карбида кальция с печью открытого типа (где не происходит сбор газа СО) экономить сырье и энергию и сокращать воздействие производства на окружающую среду, также используя возможность выбора более широкого ассортимента используемого сырья и большую гибкость процесса	Общеприменимо

НДТ 53

На заводах по производству карбида кальция, где используются замкнутые печи, НДТ заключается в использовании одного или комбинации следующих методов, направленных на снижение выбросов загрязняющих веществ. К применяемым методам относятся:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Полный сбор печного газа	Применимо для заводов, производящих карбид кальция
2	Система сухого обеспыливания для очистки печного газа
3	Система гидрообеспыливания для очистки печного газа
4	Сбор и обработка дымов при выпуске плавки	Общеприменимо

Таблица 6.17. Технологические показатели выбросов пыли в процессах, связанных с подготовкой, выплавкой и упаковкой при производстве карбида кальция:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	1 – 5^{, *}

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** для закрытых и открытых печей по производству карбида кальция;

*** для действующих установок 5 – 20 мг/ Нм³.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 54

НДТ заключается в очистке сточных вод заводов по производству карбида кальция, где используется система гидрообеспыливания для очистки печного газа, с использованием методов или комбинации методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Отстаивание/осаждение	Общеприменимо
2	Нейтрализация	Общеприменимо

Таблица 6.18. Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/л) ^{, *}
1	2	3
1	Взвешенные вещества	30

* Среднесуточное значение или среднее значение за период выборки

** Используемые показатели в метах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

НДТ 55

НДТ в части энергоэффективности заключается в повторном использовании печного газа в качестве топлива.

6.5. Заключения по НДТ процесса производства чугуна

Если не указано иное, выводы по НДТ, представленные в этом разделе, могут применяться ко всем доменным печам.

6.5.1. Энергоэффективность и ресурсосбережение

НДТ 56

НДТ для рационального использования ресурсов доменных печей заключается в снижении потребления кокса путем непосредственного вдувания восстановителей, таких как пылевидный уголь, мазут, тяжелые нефтепродукты, гудрон, нефтяные остатки, коксовый газ, природный газ и отходы, такие как металлические остатки, отработанные масла и эмульсии, маслянистые остатки, жиры и отходы пластмасс по отдельности или в сочетании.

Применимость вдувания газа зависит от наличия газа, который можно эффективно использовать в других местах металлургического завода

Применимость ввода пластика зависит от местных и рыночных условий, от состава используемых отходов.

НДТ 57

НДТ заключается в поддержании бесперебойной непрерывной работы доменной печи в устойчивом режиме для минимизации выбросов и снижения вероятности осадки шихты.

НДТ 58

НДТ заключается в использовании отводимого доменного газа в качестве топлива.

НДТ 59

НДТ предназначена для рекуперации энергии давления колошникового газа при наличии достаточного давления колошникового газа и низких концентраций щелочных металлов.

НДТ 60

НДТ заключается в предварительном подогреве топливных газов в воздухонагревателе или воздуха в воздухонагревателе для оптимизации процесса сжигания.

Применимость предварительного подогрева топлива зависит от эффективности печей.

6.5.2. Выбросы загрязняющих веществ от неорганизованных источников

НДТ 61

НДТ для литейного двора (летки, желоба, пункты загрузки чугуновозных и миксерных ковшей, скиммеры) заключается в предотвращении или снижении неорганизованных выбросов пыли за счет использования одного или нескольких методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Укрытие желобов	Общеприменимо
2	Оптимизация эффективности улавливания неорганизованных выбросов пыли и дыма с последующей очисткой отходящих газов	Общеприменимо
3	Подавление дыма с помощью азота при выпуске, где это применимо и где не установлена система сбора и обеспыливания для выбросов при выпуске	Общеприменимо

6.5.3. Выбросы загрязняющих веществ от организованных источников

6.5.3.1. Выбросы пыли

НДТ 62

НДТ для процессов подготовки шихты (смешивания, перемешивания, дробления, классификации), транспортировки шихты, загрузки из бункеров-накопителей установок вдувания угольной пыли заключается в минимизации выбросов пыли и, при необходимости, пылеулавливания с последующим обеспыливанием с помощью одного или комбинации следующих методов.

Методы предварительной очистки включают:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Применение циклонов	Общеприменимо
2	Применение мокрых газоочистителей	Общеприменимо

Методы очистки включают:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Электрофильтр	Общеприменимо
2	Рукавный фильтр	Общеприменимо. На действующих установках применение может быть ограничено местом для установки

Таблица 6.19. Технологические показатели выбросов пыли в процессах, связанных с подготовкой, транспортировкой шихты, загрузки из бункеров-накопителей установок вдувания угольной пыли при производстве чугуна:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20^**

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 63

НДТ для литейного двора (летки, желоба, пункты загрузки чугуновозных и миксерных ковшей, скиммеры) заключается в снижении выбросов пыли за счет использования одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Электрофильтр	Общеприменимо
2	Рукавный фильтр	Применимость может быть ограничена наличием места

Таблица 6.20. Технологические показатели выбросов пыли для литейного двора (летки, желоба, пункты загрузки торпедных ковшей, скиммеры), связанные с применением НДТ:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 64

НДТ заключается в использовании футеровки желобов, не содержащей смолы.

НДТ 65

НДТ заключается в минимизации выбросов доменного газа во время загрузки за счет использования одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	БЗУ с первичным и вторичным выравниванием давления	Общеприменимо
2	Система рекуперации газа или вентиляции	Применимо для новых установок. Для действующих установок применимо в случаях, когда печь имеет безконусную систему загрузки
3	Использование доменного газа для повышения давления на колошнике доменной печи	Общеприменимо

НДТ 66

НДТ заключается в снижении выбросов пыли из доменного газа за счет использования одного или нескольких методов:

Методы предварительной очистки включают:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Дефлекторы	Общеприменимо
2	Пылесборники	Общеприменимо
3	Циклоны	Общеприменимо
4	Электрофильтры	Общеприменимо

Методы последующей очистки включают:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Скрубберы барьерного типа	Общеприменимо
2	Скрубберы Вентури	Общеприменимо
3	Скрубберы с кольцевым зазором	Общеприменимо
4	Мокрые электрофильтры	Общеприменимо
5	Дезинтеграторы	Общеприменимо

Таблица 6.21. Технологические показатели пыли в процессах, связанных с очисткой доменного газа при производстве чугуна:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 10

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 67

НДТ для доменных воздухонагревателей заключается в сокращении выбросов за счет использования десульфурированного и обеспыленного избыточного коксового газа, обеспыленного доменного газа, обеспыленного конвертерного газа и природного газа по отдельности или в комбинации.

Таблица 6.22. Технологические показатели выбросов пыли для доменных воздухонагревателей при производстве чугуна:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 10

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

6.5.3.2. Выбросы диоксида серы (SO₂) и оксидов азота (NO_Х)

НДТ 68

НДТ для доменных воздухонагревателей заключается в сокращении выбросов за счет использования десульфурированного и обеспыленного избыточного коксового газа, обеспыленного доменного газа, обеспыленного основного кислородного доменного газа и природного газа по отдельности или в комбинации.

Таблица 6.23. Технологические показатели выбросов диоксида серы (SO₂) для доменных воздухонагревателей при производстве чугуна:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Диоксид серы (SO₂)	100 – 200

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

НДТ 69

НДТ для доменных воздухонагревателей заключается в сокращении выбросов за счет использования десульфурированного и обеспыленного избыточного коксового газа, обеспыленного доменного газа, обеспыленного основного кислородного доменного газа и природного газа по отдельности или в комбинации.

Таблица 6.23. Технологические показатели выбросов диоксидов азота (NO_x) для доменных воздухонагревателей при производстве чугуна:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Окислы азота (NO_x)	50 – 100

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

6.5.4. Управление водопользованием, удаление и очистка сточных вод

НДТ 70

НДТ для потребления воды и сброса при очистке доменного газа заключается в минимизации и максимально возможном повторном использовании промывочной воды, например, для грануляции шлака, при необходимости, после обработки фильтром с гравийным слоем.

НДТ 71

НДТ для сточных вод, образующихся при очистке доменных газов, заключается в использовании флокуляции (коагуляции) и отстаивании, а также при необходимости снижения легко выделяющегося цианида.

Таблица 6.24. Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/л)^{, , }^
1	2	3
1	Взвешенные вещества	≤ 30
2	Железо (Fe)	≤5
3	Свинец (Pb)	≤0,5
4	Цинк (Zn)	≤2
5	Цианид легковысвобождаемый	≤0,4

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** используемые показатели в метах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод;

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 5.

6.5.5. Управление отходами

НДТ 72

НДТ заключается в контролируемом управлении остатками доменной плавки, которых нельзя ни избежать, ни переработать, т.е. предотвращении образования отходов в доменном процессе с использованием одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Надлежащий сбор и хранение для облегчения конкретной переработки	Общеприменимо
2	Переработка крупной пыли, образующейся при газоочистке доменной печи (ДП), и пыли, образующейся при обеспыливании литейного двора, на месте, с должным учетом влияния выбросов завода, на котором она перерабатывается	Общеприменимо
3	Переработка шлама с помощью гидроциклона для удаления осадка с последующей переработкой крупной фракции на месте	Применяется во всех случаях, когда влажного обеспыливания, а также с учетом содержания цинка
4	Переработка шлака, предпочтительно путем гранулирования	Применимо при наличии внешнего спроса

НДТ 73

НДТ для сведения к минимуму выбросов при переработке шлака заключается в конденсации дыма, если требуется уменьшение запаха.

6.6. Заключения по НДТ при производстве конвертерной стали

Если не указано иное, выводы по НДТ, представленные в этом разделе, могут быть применены ко всем кислородно-конвертерным процессам и разливке стали.

6.6.1. Энергоэффективность и ресурсосбережение

НДТ 74

НДТ заключается в сборе, очистке и хранении конвертерного газа для последующего использования в качестве топлива. Применимость может быть ограничена экономическими аспектами, а также в некоторых случаях нецелесообразностью утилизации путем подавления сжигания.

НДТ 75

НДТ заключается в снижении энергопотребления за счет использования автоматизированных устройств в сталеплавильном цехе.

НДТ 76

НДТ заключается в оптимизации процесса и снижении энергопотребления за счет использования процесса прямого выпуска плавки после продувки. Применяются методы онлайн-отбора проб и анализа стали.

Применимость обусловлена наличием соответствующего анализатора/устройства, наличие печи-ковша облегчает внедрение технологии.

НДТ 77

НДТ заключается в снижении энергопотребления за счет использования непрерывной разливки полосы, близкой к заданной форме, если это оправдано качеством и номенклатурой производимых марок стали.

Применимость зависит от производимых марок стали и от ассортимента продукции отдельного сталелитейного завода. На действующих заводах применимость может быть ограничена компоновкой оборудования и имеющимся пространством.

6.6.2. Выбросы загрязняющих веществ от неорганизованных источников

НДТ 78

НДТ заключается в минимизации выбросов пыли:

из отверстия кислородной фурмы за счет использования одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Укрытие отверстия фурмы во время продувки кислородом	Общеприменимо
2	Вдувание инертного газа или пара в отверстие фурмы для рассеивания пыли	Применимо для действующих установок
3	Использование других альтернативных конструкций уплотнений в сочетании с устройствами очистки фурмы	Общеприменимо

для вторичного обеспыливания при переливании чугуна: в сведении к минимуму с помощью методов, интегрированных в технологический процесс, таких как общие методы предотвращения или контроля неорганизованных выбросов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Независимый отвод и использование пылеулавливающих устройств для каждого подпроцесса в конвертерном цехе	Применимость ограничена для действующих установок
2	Надлежащее управление установкой десульфурации для предотвращения выбросов в атмосферу	Применимость ограничена для действующих установок
3	Общая герметизация установки десульфурации	Применимость ограничена для действующих установок
4	Содержание в исправности крышки, когда ковш для заливки чугуна не используется, и очистка ковшей для заливки чугуна и регулярное удаление настылей или же применение системы отвода под крышей	Применимость ограничена для действующих установок
5	Выдержка ковша для заливки чугуна перед конвертером в течение примерно двух минут после заливки жидкого чугуна в конвертер, если не применяется система вытяжки с крыши	Применимость ограничена для действующих установок
6	Компьютерное управление и оптимизация процесса производства стали, например, для предотвращения или уменьшения выбросов (т. е. когда шлак вспенивается до такой степени, что он вытекает из конвертера)	Применимость ограничена для действующих установок
7	Уменьшение переливов при выпуске за счет ограничительных элементов, вызывающих переливы, и использования средств для локализации разливов	Применимость ограничена для действующих установок
8	Закрытие дверей в помещении с конвертером во время продувки кислородом	Общеприменимо
9	Непрерывное видеонаблюдение за крышей на наличие видимых выбросов	Применимость ограничена для действующих установок
10	Использование вытяжной системы под крышей	Общеприменимо

6.6.3. Выбросы загрязняющих веществ от организованных источников

6.6.3.1. Выбросы пыли

НДТ 79

НДТ для утилизации газа кислородного конвертера путем подавления сжигания заключается в максимальном извлечении конвертерного газа во время продувки и его очистке с использованием следующих методов в сочетании:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Использование процесса подавления сжигания	Общеприменимо
2	Предварительное обеспыливание для удаления крупной пыли с помощью методов сухой сепарации (например, дефлектор, циклон) или мокрых сепараторов	Общеприменимо
3	Пылеудаление за счет:
3.1	Сухое обеспыливание (например, электрофильтр)	Общеприменимо
3.2	Мокрое обеспыливание (например, мокрый электрофильтр или скруббер)	Применимо для действующих установок

НДТ для утилизации газа кислородного конвертера при продувке кислородом в случае полного сжигания заключается в снижении выбросов пыли за счет использования одного из следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Сухое обеспыливание (например, ЭСФ или рукавный фильтр)	Общеприменимо
2	Мокрое обеспыливание (например, мокрый ЭСО или скруббер)	Применимо для действующих установок

Таблица 6.25. Технологические показатели выбросов пыли при утилизации газа кислородного конвертера при производстве конвертерной стали:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 50

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 80

НДТ для вторичного обеспыливания в процессах предварительной обработки жидкого чугуна заключается в использовании соответствующих закрытых корпусов и эффективной вентиляции с последующей очисткой отходящих газов с помощью ЭСФ или рукавного фильтра.

Таблица 6.26. Технологические показатели выбросов пыли для вторичного обеспыливания в процессах предварительной обработки жидкого чугуна:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 81

НДТ для переработки шлака на месте заключается в снижении выбросов пыли за счет использования одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Эффективное отдаление шлакодробилки и просеивающих устройств с последующей очисткой отходящих газов, при необходимости	Общеприменимо
2	Транспортировка переработанного шлака ковшовыми погрузчиками	Общеприменимо
3	Удаление или увлажнение отходов с мест перегрузки конвейера	Общеприменимо
4	Увлажнение отвалов шлака при хранении	Общеприменимо
5	Использование водяных туманов при загрузке дробленого шлака	Общеприменимо

Таблица 6.27. Технологические показатели выбросов пыли при переработке шлака на месте:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.6.4. Управление водопользованием, удаление и очистка сточных вод

НДТ 82

НДТ заключается в предотвращении или сокращении водопотребления и выбросов сточных вод в результате первичного обеспыливания конвертерного газа с использованием одного из следующих методов, изложенных в НДТ 79:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Сведение к минимуму промывочной воды и максимально возможное ее повторное использование (например, для грануляции шлака) в случае применения мокрой обеспыливания	Общеприменимо

НДТ 83

НДТ заключается в минимизации сброса сточных вод при непрерывной разливке за счет использования следующих методов в сочетании:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Удаление твердых частиц путем флокуляции, осаждения и/или фильтрации	Общеприменимо
2	Удаление масла в скимминговых емкостях или любом другом эффективном устройстве	Общеприменимо
3	Рециркуляция охлаждающей воды и воды от создания вакуума в максимально возможной степени	Общеприменимо

Таблица 6.28. Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/л)^{, , }^
1	2	3
1	Взвешенные вещества	≤ 20
2	Железо (Fe)	≤5
3	Цинк (Zn)	≤2
4	Никель (Ni)	≤0,5
5	Общий хром (Cr)	≤0,5
6	Общее содержание углеводородов (C_nH_m)	≤5

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** используемые показатели в метах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод;

6.6.5. Управление отходами

НДТ 84

НДТ заключается в предотвращении образования отходов с использованием одного или комбинации следующих методов (см. НДТ 13):

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Надлежащий сбор и хранение для облегчения переработки	Общеприменимо
2	Переработка крупной пыли, образующейся при газоочистке конвертера, пыли вторичной обеспыливания и прокатной окалины от непрерывной разливки обратно в сталеплавильные процессы с учетом влияния выбросов завода, на котором они перерабатываются	Общеприменимо
3	Переработка конвертерного шлака и мелочи конвертерного шлака на месте для различных применений	Общеприменимо
4	Переработка шлака (например, в качестве заполнителя в материалах или для строительства)	Применимость ограничена наличием спроса
5	Использование фильтрационной пыли и шлама для внешнего извлечения железа и цветных металлов, таких как цинк, в цветной металлургии	Применимость обусловлена процессом очистки конвертерного газа методом сухого электростатического осаждения
6	Использование отстойника для шлама с последующей рециркуляцией крупной фракции в аглодоменной или цементной промышленности, когда гранулометрический состав позволяет провести разумное разделение	Общеприменимо

НДТ заключается в контролируемом управлении остатками основного кислородного процесса, которые невозможно ни избежать, ни переработать.

6.7. Заключения по НДТ при производстве стали в электродуговых, индукционных и других печах, не включенных в раздел 6.6.

Если не указано иное, выводы по НДТ, представленные в этом разделе, могут применяться ко всем сталеплавильным и литейным производствам в электродуговых, индукционных и иных печах, не включенных в раздел 6.6.

6.7.1. Энергоэффективность и ресурсосбережение

НДТ 85

6.7.2. Выбросы загрязняющих веществ от организованных источников

6.7.2.1. Выбросы пыли

НДТ 86

НДТ заключается в достижении эффективного пылеудаления с использованием одного из методов, перечисленных ниже, а также последующей очистки:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Сочетание прямого удаления отходящих газов (4-е или 2-е отверстие) и вытяжных систем	Общеприменимо
2	Системы прямого извлечения газа и шумопылезащитного кожуха	Общеприменимо
3	Непосредственный отвод газа и общее отведение из здания (дуговые электропечи малой мощности (ЭДП) могут не требовать непосредственного отведения газа для достижения той же эффективности удаления).	Общеприменимо
4	Рукавный фильтр	Общеприменимо

Таблица 6.29. Технологические показатели выбросов пыли при производстве стали:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 87

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Эффективное отдаление шлакодробилки и просеивающих устройств с последующей очисткой отходящих газов, при необходимости	Общеприменимо
2	Транспортировка непереработанного шлака ковшовыми погрузчиками	Общеприменимо
3	Удаление или увлажнение отходов с мест перегрузки конвейера	Общеприменимо
4	Увлажнение отвалов шлака при хранении	Общеприменимо
5	Использование водяных туманов при загрузке дробленого шлака	Общеприменимо

Таблица 6.30. Технологические показатели выбросов пыли при переработке шлака на месте:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Пыль	5 – 20

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки.

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.7.2.2. Выбросы ртути и ПХДД/Ф

НДТ 88

НДТ заключается в предотвращении выбросов ртути путем исключения, насколько это возможно, сырья и вспомогательных материалов, содержащих ртуть (см. НДТ 9 и 10). Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

НДТ 89

НДТ заключается в предотвращении и снижении содержания полихлорированных дибензодиоксинов/фуранов (ПХДД/Ф) и полихлорированных бифенилов (выбросы ПХБ), избегая, насколько это возможно, сырья, содержащего ПХДД/Ф и ПХД или их прекурсоры (см. НДТ 9 и 10), и используя один или комбинацию следующих методов в сочетании с соответствующей системой пылеудаления:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Соответствующее дожигание	Применимость обусловлена наличием свободного пространства, имеющаяся система газоходов
2	Соответствующее быстрое гашение	Общеприменимо
3	Впрыскивание адекватных адсорбентов в воздуховод перед обеспыливанием	Общеприменимо

Мониторинг, связанный с НДТ: см. НДТ 4.

6.7.3. Управление водопользованием, удаление и очистка сточных вод

НДТ 90

НДТ заключается в минимизации потребления воды в процессе ЭДП за счет использования замкнутых систем водяного охлаждения для максимально возможного охлаждения печных устройств, если только не используются прямоточные системы охлаждения.

НДТ 91

НДТ заключается в минимизации сброса сточных вод при непрерывном литье за счет использования следующих методов в сочетании:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Удаление твердых частиц путем флокуляции, осаждения и/или фильтрации	-
2	Удаление масла в скимминговых емкостях или любом другом эффективном устройстве	-
3	Рециркуляция охлаждающей воды и воды от создания вакуума в максимально возможной степени	-

Таблица 6.31. Технологические показатели сбросов загрязняющих веществ в водные объекты:

№ п/п	Параметр	НДТ-ТП (мг/л) ) ^{, , }^
1	2	3
1	Взвешенные вещества	≤ 20
2	Железо (Fe)	≤5
3	Цинк (Zn)	≤2
4	Никель (Ni)	≤0,5
5	Общий хром (Cr)	≤0,5
6	Общее содержание углеводородов (C_nH_m)	≤5

* среднесуточное значение или среднее значение за период выборки;

** используемые показатели в метах выпуска очищенных потоков из установок по очистке сточных вод;

6.7.4. Управление отходами

НДТ 92

НДТ заключается в предотвращении образования отходов с использованием одного или комбинации следующих методов:

№ п/п	Техники	Применимость
1	2	3
1	Надлежащий сбор и хранение для облегчения специализированной обработки	Общеприменимо
2	Извлечение и рециркуляция на месте огнеупорных материалов из различных процессов и внутреннего использования, например, для замены доломита, магнезита и извести	Общеприменимо
3	Использование фильтровальной пыли для внешнего извлечения цветных металлов, таких как цинк, в цветной металлургии, при необходимости, после обогащения фильтровальной пыли путем рециркуляции в электродуговую печь (ЭДП)	Применимость может быть ограничена наличием спроса
4	Отделение окалины от непрерывной разливки в процессе водоподготовки и извлечение с последующей рециркуляцией, например, в аглодоменной или цементной промышленности	Применимость может быть ограничена наличием спроса
5	Внешнее использование огнеупорных материалов и шлаков от электродуговых печей (ЭДП) в качестве вторичного сырья, если это позволяют рыночные условия	Применимость может быть ограничена наличием спроса

НДТ заключается в контролируемом управлении остатками процесса ЭДП, которых нельзя ни избежать, ни переработать.

6.7.5. Физические воздействия

НДТ 93

НДТ заключается в снижении уровня шума от установок и процессов электродуговых печей (ЭДП), генерирующих высокие звуковые энергии, путем использования комбинации следующих строительных и эксплуатационных технологий в зависимости от местных условий (в дополнение к методам, перечисленным в НДТ 16):

№ п/п

Техники

Применимость

1	2	3
1	Сооружение здания ЭДП таким образом, чтобы поглощать шум от механических ударов, возникающих при работе печи	Общеприменимо
2	Применение и установка кранов, предназначенных для транспортировки загрузочных корзин, с учетом предотвращения механических ударов	Общеприменимо
3	Специальное применение звукоизоляции внутренних стен и крыш в здании электродуговой печи	Общеприменимо
4	Отделение корпуса печи ЭДП и наружной стены здания для снижения шума	Общеприменимо
5	Размещение процессов, генерирующих высокую звуковую энергию (т.е. ЭДП и установки обезуглероживания) в основном здании	Общеприменимо

6.8. Требования по ремедиации

Основным фактором воздействия на атмосферный воздух при производстве чугуна и стали являются выбросы загрязняющих веществ, возникающие в результате эксплуатации организованных источников выбросов.

Величина воздействия деятельности производственных объектов производство чугуна и стали на грунтовые и подземные воды зависит от объема водопотребления и водоотведения, эффективности работы очистных сооружений, качественной характеристики сброса сточных воды на поля фильтрации и рельеф местности. Качественный состав сбрасываемых сточных вод обусловлен составом вод, используемых на водоснабжение предприятия, составом используемого сырья, спецификой технологических процессов, составом промежуточных продуктов, либо составом готовых продуктов, существующих систем очистки сточных вод.

Образующиеся в результате производственных и технологических процессов отходы могут передаваться на утилизацию/переработку сторонним организациям на договорной основе, частично используются для собственных нужд при заполнении выработанного пространства, часть возвращается в производство.

Согласно Кодекса под ремедиацией признается комплекс мероприятий по устранению экологического ущерба посредством восстановления, воспроизводства компонента природной среды, которому был причинен экологический ущерб, или, если экологический ущерб является полностью или частично непоправимым, замещения такого компонента природной среды.

Таким образом, в результате деятельности предприятий по производству чугуна и стали следующие негативные последствия наступают в результате загрязнения атмосферного воздуха и дальнейшего перехода загрязняющих веществ из одного компонента природной среды в другую:

загрязнение земель и почв в результате осаждения загрязняющих веществ из атмосферного воздуха на поверхность почв и дальнейшая их инфильтрация в поверхностные и подземные воды;

воздействие на животный и растительный мир.

При обнаружении фактов экологического ущерба компонентам природной среды по результатам производственного и (или) государственного экологического контроля, причиненного в результате антропогенного воздействия, и при закрытии и (или) ликвидации последствий деятельности, необходимо провести оценку изменения состояния компонентов природной среды в отношении состояния, установленного в базовом отчҰте или эталонного участка.

Лицо, действия или деятельность которого причинили экологический ущерб, должна предпринять соответствующие меры для устранения такого ущерба, чтобы восстановить состояние участка, следуя нормам Кодекса (ст. 131 – 141 раздела 5) и Методическим рекомендациям по разработке программы ремедиации.

Помимо того, лицо, действия или деятельность которого причинили экологический ущерб, должно принять необходимые меры для удаления, сдерживания, или сокращения эмиссий соответствующих загрязняющих веществ, также для контрольного мониторинга в сроки и периодичность, для того чтобы, с учҰтом их текущего, или будущего утвержденного целевого назначения, участок больше не создавал значительного риска для здоровья человека, и не причинял ущерб от еҰ деятельности в отношении окружающей среды из-за загрязнения компонентов природной среды.

7. Перспективные техники

Данный раздел содержит информацию о новейших техниках, в отношении которых проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы или осуществляется их опытно-промышленное внедрение.

В процессе подготовки справочника НДТ составители и члены ТРГ проанализировали целый ряд новых технологических, технических и управленческих решений, которые обсуждаются как в зарубежных странах, так и в России. Это решения направлены на повышение эффективности производства, сокращение негативного воздействия на окружающую среду, оптимизацию ресурсопотребления. Они еще не получили широкого распространения, и надежными сведениями о внедрении их на двух предприятиях составители справочника не располагают.

Далее в тексте эти решения описаны применительно к процессам производства чугуна и стали.

7.1. Прямое восстановление железа

Восстановление железа из железорудного сырья (без плавления, при сравнительно низких температурах) с использованием различных восстановителей – газов, твердого C, газов и твҰрдого C совместно.

Процесс ведҰтся при температуре менее 1000 – 1200 °С, при которой пустая порода руды не доводится до шлакования, примеси (кремний (Si), марганец (Mn), фосфор (P), сера (S)) не восстанавливаются, и металл получается чистым в виде пористого материала, который принято называть губчатым железом. Процессы получения губчатого железа осуществляются в различных агрегатах: шахтных, трубчатых, туннельных, муфельных, отражательных, электронагревательных печах, ретортах периодического действия, конвейерных машинах, реакторах с кипящим слоем и др. Иногда эти агрегаты соединены в комплексы, в которых наиболее часто сочетаются с электропечью (электродоменной или дуговой) для получения жидкого металла (чугуна и стали). Железо прямого восстановления (губчатое железо) в основном производят в виде металлизированных окатышей: холодных СDRI (Сool Direct Reduced Iron) или горячих HDRI (Hot Direct Reduced Iron), а также горячебрикетированного железа НBI (Hot Briquetted Iron). Чаще всего губчатое железо применяют как высокочистую добавку к стальному лому. Наиболее стабильный спрос на губчатое железо отмечается в странах с недостаточными мощностями доменного производства и поставками стального лома. Чугун или углеродистый полупродукт получают во вращающихся печах или в электропечах, прямо связанных с печью восстановления, где восстановителем является твҰрдое топливо. Чугун, полученный внедоменными методами, не отличается от обычного доменного; в ряде случаев получают полупродукт с меньшим содержанием некоторых примесей, чем в чугуне. Передел чугуна и полупродукта на сталь производится в известных сталеплавильных агрегатах без затруднений, а в случае полупродукта — с несколько меньшими затратами, чем передел доменного чугуна.

Использование железа прямого восстановления позволяет исключить из цепочки производства стали выбросы аглококсодоменного цикла, снизить негативное влияние металлургического производства на окружающую среду, в том числе за счет уменьшения выбросов углекислого газа и др. в атмосферу.

Прямое восстановление железной руды до железа с использованием водорода (H-DRI), что полностью исключает использование ископаемого топлива.

В ЕС разрабатываются H-DRI в рамках 18 проектов, инициированных почти всеми сталелитейными предприятиями ЕС, а также некоторыми новыми участниками сектора.

Другой альтернативой водородной технологии DRI-EAF является сочетание технологии DRI с технологией погружной дуговой печи под флюсом. Это позволит выплавлять DRI перед изготовлением стали в основной кислородной печи. Этот маршрут позволит сталелитейным предприятиям сохранить часть своих существующих активов - основную кислородную печь, которая позволяет получать различные материалы. Компании ArcelorMittal на своем Дюнкерк (ArcelorMittal, 2021), и Thyssenkrupp на своем заводе в Дуйсбурге (thyssenkrupp, 2020) объявили о планах по интеграции водородной печи с кислородной печью. В 2021 году в Китае была запущена установка, работающая на водородном газе, по технологии "Energiron", для этого будет использоваться составной газ с концентрацией водорода 70 %, выбросы углекислого газа сократяться до 125 кг/тонну сырья.

Электролитические процессы, при которых железная руда восстанавливается исключительно с помощью электричества, при высокой температуре (электролиз расплавленного оксида) или низкой температуре (электрофильтрация).

Использование железа прямого восстановления при выплавке стали (в основном, в электродуговых печах) позволяет производить наиболее высококачественный, экономически выгодный (с относительно низкой энергоемкостью) и экологически чистый металл без примесей серы (S) и фосфора (P). Концепция загрузки электродуговых печей (ЭДП) продукцией DRI-HBI дает возможность использовать более высокую энергию плавки при увеличении производительности печи. Однако его можно также загружать в мартеновские и конвертерные печи (вместо металлолома). Доменный процесс в таком производстве полностью исключен.

Одним из существенных недостатков DRI является окисляемость при перевозках. Поэтому в мире продается только 20 – 25 % всего производимого железа прямого восстановления. Остальное DRI используется в собственном производстве. Потенциально DRI может быть использован на любых рынках, где производится сталь.

На сегодня в мире наиболее широко распространены технологии прямого восстановления железа компании Midrex (США), установки которой работают во многих странах с 1971 года. Лидирующие позиции в DRI эта компания удерживает до сих пор (Оскольский электрометаллургический комбинат, который за 1983 – 1987 годы построил и запустил четыре модуля Midrex, общей мощностью 1,67 млн тонн металлизированных окатышей DRI в год, и Лебединский ГОК, который с 1999 года выпускает брикеты HRI мощностью 0,9 млн тонн в год). Железо прямого восстановления почти полностью используется в электрометаллургии. Доменный процесс в таком производстве полностью исключен.

7.2. Перспективные техники в агломерации

7.2.1. Спекание верхнего слоя

Спекание верхнего слоя означает, что определенную смесь побочных продуктов/остатков, которые содержат нефть/углеводороды, доводят до содержания воды примерно на 7 %, а затем осаждают с помощью подающего барабана на основной слой агломерата. Для воспламенения этого второго слоя используется второй запальный колпак с выходной мощностью от 25 до 35 % от выходной энергии основной горелки. Для достижения высокого качества агломерата из второго слоя побочных продуктов/остатков агломерата, содержащих углеводороды, необходимо соблюдение физико-химических условий процесса.

7.2.2. Применение технологии газовой агломерации

Технология газовой агломерации может быть осуществлена на любой ленточной агломашине (после реконструкции) на шихте, подготовленной и окомкованной обычными методами, но без добавления твҰрдого топлива, при использовании высококалорийного газа. При работе на низкокалорийном доменном газе в шихту необходимо добавлять твҰрдое топливо до ~ 2 % углерода (C) в шихте. Способ осуществляется путҰм установки специальных горелок над спекаемой шихтой по длине агломашины

Технология газовой агломерации без использования твҰрдого топлива обеспечивает повышение качества агломерата по прочности, восстановимости, снижение содержания серы. Отсутствие в спекаемом слое твҰрдого топлива приведҰт к существенному уменьшению выбросов пыли, оксида углерода (СО), серы (SOx) и азота (NOx). Опробована в опытно-промышленном режиме на агломашине площадью 50 м²на доменном газе калорийностью 930 ккал/Нм³, удельная производительность достигала 1,6 т/м²в час.

7.2.3. Применение активной извести

Технология введения активной извести в агломерационную шихту способствует повышению эффективности ее использования, увеличению высоты спекаемого слоя, повышению производительности агломашины, сокращению выбросов пыли за счҰт повышения качества окомкования и агломерата. Для получения активной извести необходимо строительство на аглофабрике участка по обжигу извести. Опробована в промышленном масштабе.

7.2.4. Подготовка агломерационной шихты к спеканию: дозирование, смешивание, окомкование

Применение нового современного оборудования для смешивания и окомкования шихты (высокоинтенсивные смесители) гарантирует повышение качества агломерата, снижение расхода коксовой мелочи, уменьшение выбросов пыли, СО, SOx, NOx. Промышленно освоенная техника.

7.2.5. Онлайн-мониторинг химического состава агломерата (в том числе FeO в агломерате)

Уровень развития техники лазерно-искровой спектрометрии (LIBS) предоставляет возможность организовать онлайн элементный анализ железорудного сырья и FeO в агломерате. Аналитико-программные блоки SuPerMagnag и Laser Distance Analyzer Spectrometry MAYA позволяют в потоке определять состав агломерата, отдаваемого в доменный цех (оксиды железа (FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄), основность и др. химические компоненты в агломерате). Технологическая схема управления доменной плавкой на основе онлайн контроля шихты. Система онлайн-мониторинга позволяет отслеживанать химический состав агломерата в режиме реального времени, сокращает время корректирующего воздействия с 4 до 1 часа, делает возможным определение фактического Fe, Si, Ca, Mg, основности, оксидов железа в каждом загруженном агломератом вагоне. На текущий момент на мировом рынке нет стандартного оборудования, внедрения ведутся на заводе Dillingen Rogeza (Германия) и ПАО "НЛМК" (Россия).

7.2.6. Автоматическое дозирование флюсов в аглошихте

Химический состав сырьевых материалов для агломерационного производства значительно варьируется. Это одна из главных проблем на пути получения стабильного по содержанию железа и основности агломерата. Автоматический контроль химического состава сырья в режиме реального времени с помощью лазерного анализато-ра Laser Distance Analyzer Spectrometry MAYA позволяет получать в режиме оn-line информацию об этих параметрах агломерационной шихты с ее использованием для оперативных корректировок состава шихты. Разработанная в ПАО "НЛМК" (Россия) на базе лазерного анализатора MAYA автоматическая система дозирования флюсов позволяет стабилизировать основность агломерата, что ведет к сокращению расхода кокса в доменных печах. Внедрено в ПАО "НЛМК". Применение лазерного анализатора MAYA на конвейере подачи железорудной смеси перед дозированием флюсов, позволяет видеть тренды изменения химического состава (железо (Fe), оксид кальция (CaO), диоксид кремния (SiO₂), оксид магния (MgO)) в железорудной смеси в режиме реального времени и автоматически корректировать дозировку флюсов.

7.2.7. Применение полимерных (и минеральных) связующих для окомкования

В настоящее время применение полимерных добавок Anyonic Polimer Dispersant (APD) внедрено на некоторых предприятиях Японии (NSC, JFE), Европы и Бразилии. В России на некоторых аглофабриках проводились обширные исследования различных полимерных добавок и получены положительные результаты. Ввод в агломерационную шихту полимерных добавок влияет на увеличение производительности агломашин, в частности увеличение вертикальной скорости спекания, которое достигается за счет повышения качества окомкования шихты (средний диаметр, прочность гранул и др.), что сопровождается снижением пылеобразования, а также эмиссий оксида углерода (CO).

7.2.8. Применение современных зажигательных горнов

В настоящее время существует несколько конструкций зажигательных горнов, предлагаемых различными мировыми компаниями. В промышленности эксплуатируются зажигательные горны с различным расположением горелок: на торцевых стенах со стороны входа в горн тележек с шихтой и со стороны их выхода; на боковых стенах; на своде. Замена зажигательного горна на современный вертикальной конструкции позволяет: - уменьшить длину горна (2 – 5 м) – повышения производительности агломашины (не менее чем на 3 тонны в час); - снизить затраты топлива (тепла) на работу горна в 2 – 3 раза (стандартные значения новых горнов 40 – 70 МДж/м³); - сократить расход газа (на 20 – 50 % и выше); - увеличить выход годного на 3 – 5 % за счет равномерного распределения тепла при нагреве; - сократить затраты на огнеупоры и услуги по ремонту, экономия времени увеличение межремонтного (или технического обслуживания) интервала (замена футеровки горна 1 раз в 6 лет отдельные конструкции до 8 лет).

7.2.9. Использование тепла воздуха после охладителей агломерата

Применение технологии утилизации тепла воздуха охлаждения агломерата способствует снижению затрат энергии на производство агломерата. Для сбора нагретого воздуха от охладителей устанавливаются улавливающие зонты, через которые нагретый воздух направляется в циклоны для удаления абразивной пыли и после этого по трубопроводам может подаваться: - на теплообменники для выработки пара или горячей воды, с возможностью последующей выработки электроэнергии; - на горелки зажигательного горна для снижения расхода газообразного топлива; - в защитный колпак агломерационной машины, устанавливаемого после зажигательного горна.

7.2.10. Установка горнов подогрева (перед зажигательным горном) и температурной выдержки (после зажигательного горна)

Целью установки горнов подогрева и температурной выдержки является использование теплоты подогретого воздуха, подаваемого с охладителя агломерата, снижение тепловых потерь излучением от верхнего раскаленного слоя шихты, покидающей зажигательный горн, и как следствие, снижение расхода газообразного и твердого топлива на процесс агломерации. Подогрев агломерационной шихты осуществляется за счет подогретого воздуха, отводимого от охладителя агломерата. Подогрев шихты в горне подогрева достигает 200 ^оС (20 – 25 МДж/т агломерата). При этом установка горна подогрева позволяет сократить расход энергии на зажигание шихты до 25 МДж/т агломерата и расход газообразного топлива на 40 – 50 %. Горн выдержки представляет собой металлический короб без днища, располагаемый за зажигательным горном. Его назначение сократить потери теплоты излучениием от верхнего раскаленного слоя агломерационной шихты, покидающей зажигательный горн. Экономия теплоты в этом случае составляет около 35 МДж/т агломерата и равноценный этой экономии теплоты расход твердого топлива.

7.2.11. Применение экспертных систем для оптимизации спекания агломерата

Главным преимуществом современной аглофабрики является высокий уровень АСУ ТП и оснащение современными экспертными системами не ниже 2 уровня. В настоящее время на мировых аглофабриках популярны следующие экспертные системы: VAiron Sinter optimizer, SinterХpert. Такие системы включают несколько управляющих модулей и саму экспертную систему, которая позволяет проводить автоматический анализ параметров работы аглофабрики, выдавать рекомендации персоналу, прогнозировать параметры работы, основываясь на математических моделях процессов, проводить автоматические корректировки. Системы имеют высокий уровень визуализации процесса производства агломерата. Экспертная система последнего поколения VAiron Sinter optimizer внедрена на аглофабрике № 1 Dragon Steel (Тайвань). Позволяет оптимизировать технологический процесс от усреднения шихтовых материалов до выпуска готового агломерата, основываясь на материальном и тепловом балансе процесса агломерации. За счет использования эффективных алгоритмов система осуществляет регулирование параметров работы аглофабрики в целом и агломашин в частности: стабилизация основности агломерата, режим возврата, скорость агломашины, высота слоя, показатели зажигания и др. Основные технические эффекты от внедрения VAiron Sinter optimizer: - стабилизация качества агломерата за счет снижения (среднеквадратичного отклонения (СКО) показателя основности на 15 %; - снижение расхода коксовой мелочи на 3 %; - повышение производительности до 5 %.

Sinter Optimization обеспечивает полную историю технологических процессов параметров процесса, включая рецепт, химические и физические свойства сырья свойства материалов, а также измерения процесса для всестороннего анализа как положительных, так и отрицательных условий процесса спекания. Общая функция экспертной системы по агломерации заключается в том, чтобы обеспечить оптимизировать работу агломерационной машины при минимальном взаимодействии с оператором. Это решение противодействует технологическим колебаниям процесса, вызванным, например, изменениями в составе и качестве сырья состава и качества сырья, человеческих факторов и условиями технологического процесса.

Для оптимизации состава агломерата также может быть рассмотрен вопрос использования регрессивной сверточной нейронной сети (RCNN) для оптимизации состава агломерата (SCORN). SCORN представляет собой регрессионную модель с одним входом и несколькими выходами. Продукция агломерационной установки используется в качестве входных данных модели SCORN, а выходными данными являются оптимизированные агломерационные составы. Модель SCORN может предсказать оптимальные составы для спекания, чтобы снизить потребление сырья, снизить затраты и увеличить прибыль. Создавая новую структуру нейронной сети, модель RCNN обучается увеличивать свои возможности извлечения признаков для производства спекания. Практическое применение этой прогностической модели может не только сформулировать соответствующие производственные планы без подачи материалов, но и дать лучшие входные параметры спеченного сырья в процессе спекания. Практическое применение этой прогностической модели может не только сформулировать соответствующие производственные планы без подачи материалов, но и дать лучшие входные параметры спеченного сырья в процессе спекания.

7.3. Перспективные техники при производстве кокса

7.3.1. Технология частичного брикетирования шихты

Угольная шихта подвергается измельчению до крупности менее 3 мм и поступает в сушилку-классификатор, в которой происходит сушка и разделение шихты на два класса: мелкий и крупный. Затем крупный уголь подвергается скоростному нагреву до 350 °C в трубчатом подогревателе в потоке воздуха. Мелкие классы угля с температурой ~160 °C после сушилки-классификатора поступают в двухвалковые прессы и подвергаются горячему брикетированию, после чего объединяются с крупными классами и загружаются в коксовую печь.

Технологический процесс имеет следующие главные отличительные особенности:

применение скоростного нагрева шихты позволяет сократить продолжительность коксования, снизить затраты энергии на коксование и повысить прочность кокса;

на печах применяется система обогрева с малым выбросом оксидов азота (NOx): использована схема с одноступенчатым подводом газа и трехступенчатым подводом воздуха в сочетании с рециркуляцией продуктов сгорания. Новая технология обеспечивает возможность получения из шихты с 50 %-ным участием слабоспекающихся углей кокса, прочность которого по показателю DI15150 выше 84 %, что определяет пригодность получаемого кокса для использования в доменной печи.

7.3.2. Технология выдачи и косвенного тушения кокса Кress / КIDC

Технология представляет собой способ беспылевой выдачи и косвенного сухого тушения кокса, обеспечивающий предотвращение выбросов при выдаче и тушении кокса. В соответствии с этим способом, получившим название КIDC, выдача кокса производится в стальной вагон-контейнер, идентичный по форме и размеру печной камере. Контейнер затем перевозится на тушильную станцию и орошается водой, в результате чего обеспечиваются мягкие условия охлаждения кокса без контакта его с водой. Опробование этого способа на заводе "Грэнит Сити" фирмы "Нэшнл стил" (США) в 1987 г. показало принципиальную пригодность его для предотвращения выбросов как при выдаче, так и при тушении кокса. Внедрена на заводе "Спарроус Пойнт" фирмы "Бетлихем стил".

7.3.3. Технология улавливания и очистки выбросов при обработке дверей печных камер

С целью уменьшения выбросов, образующихся при основных технологических операциях обработки дверей и печей (снятии дверей печных камер перед выдачей, их очистке, забрасывании насыпи, выравнивание насыпной поверхности и установке дверей на место), предусмотрена установка аспирации и очистки на коксовой стороне батареи.

Установка состоит из двух зонтов, газоходов, рукавного фильтра и дымососа. Один зонт предназначен для захвата выбросов от печи и имеет возможность перемещения по направлению к печи с одновременным присоединением к стационарно расположенному газоходу. Другой зонт размещен над механизмом чистки дверей.

Газоходы от зонтов соединяются в общий газоход, направляемый к рукавному фильтру и далее к дымососу. В газоходе имеется искрогаситель, предотвращающий попадание раскаленных частиц в рукавный фильтр. Материал рукавов термоустойчив до 550 °C. Объемы выбросов сокращаются на 93,8 %. Установка внедрена на ПАО "Кокс" (Россия).

7.4. Перспективные техники при производстве карбида кальция

7.4.1. Технология производства карбида кальция, виды печей и оборудования

CaC₂– бинарное неорганическое соединение кальция с углеродом. В чистом виде представляет собой белое твҰрдое кристаллическое вещество. При взаимодействии с водой карбид кальция разлагается с бурным выделением ацетилена и большого количества тепла. Из-за содержания примесей при добавлении воды выделяется неприятный запах. Разложение карбида кальция происходит и под влиянием атмосферной влаги:

CaC₂+ 2H₂O → C₂H₂+ Ca(OH)₂

В производстве карбида кальция участвуют два элемента: CaO известный также как негашеная известь и углеродные соединения в виде кокса (антрацита, каменного угля):

CaO + 3C = CaC₂+оксид углерода (CO)

Процесс получения карбида кальция проводят в мощных руднотермических печах непрерывного действия прямого нагрева. В таких печах электрическая энергия преобразуется в тепловую непосредственно в нагреваемом материале. Электроэнергия вводится в реакционное пространство с помощью электродов, сама реакционная зона является электрическим проводником.

Печи для производства карбида кальция подразделяются по конструктивным особенностям:

по форме ванны: круглые, прямоугольные и круглые со скошенной передней стенкой;

по состоянию колошника: открытые, частично укрытые и закрытые;

по типу электродов: печи с круглыми электродами и печи с плоскими электродами;

по расположению электродов: печи с линейным расположением электродов и печи с расположением электродов по углам треугольника.

Основными узлами любого типа карбидной печи являются: ванна, электроды, электрододержатель (электродные колонны), механизм перепуска электродов, короткая сеть, тракт шихтоподачи, узлы слива расплава, зонт.

Ванна печи. Ванны карбидных печей бывают круглые, эллиптические, квадратные и прямоугольные. Форму ванны печи определяет расположение электродов. В трехфазных печах электроды располагаются либо по треугольнику, либо в один ряд. При расположении по треугольнику электроды имеют круглое сечение, а при расположении в ряд они могут быть круглого или прямоугольного сечения.

Так как карбид кальция изготавливается в крупных электротермических печах в рамках чрезвычайно энергоемкого процесса при высокой температуре в результате реакции извести с углеродистыми компонентами, и, следовательно, стоимость электроэнергии имеет решающее значение для экономики производства карбида. Для снижения потерь теплоты поверхность охлаждения ванны должна быть возможно меньшей, поэтому наиболее выгодной является круглая форма. В этой связи все современные карбидные печи представляют собой трехфазные печи, где электроды размещены симметрично вокруг центра. Преимущество правильно спроектированных круглых печей заключается в возможности достижения высоких коэффициентов мощности, а также позволяет исключить электрическую асимметрию нагрузки сети (появление так называемой "мертвой фазы").

Футеровка печи. Футеруется ванна огнеупорными кирпичами (шамот, плавленый корунд), укладываемыми по периферии, и угольными блоками в зонах соприкосновения футеровки с расплавом.

Конструкция футеровки предусматривает возможность тепловых деформаций всей футеровки. Для этого зазор между вертикальными стенками кожуха и футеровкой заполняют мелкодисперсным электрокорундом и листовым асбестом, а зазор между углеродной футеровкой и кладкой из огнеупорных кирпичей – углеродистой набивочной массой, имеющей высокую пластичность.

Футеровка ванны карбидной печи предназначена не только для защиты кожуха ванны от химического взаимодействия с расплавом, но в основном для его защиты от термического разрушения и для снижения теплопотерь при проведении высокотемпературных реакций. Это достигается созданием футеровки необходимого размера и наличием в конструкции футеровки температурных разрывов, представляющих собой зоны с высоким термическим сопротивлением.

Укрытие печи. Укрытия бывают частичные и полные. Используются нескольких типов частичных укрытий.

Первый тип состоит из газоворонок и периферийного укрытия по периметру ванны, что позволяет улавливать до 80 % реакционных газов.

Второй тип укрытия устанавливается в центральной части печи и закрывает межэлектродную зону и часть колошника за электродами. Благодаря такой конструкции степень улавливания реакционных газов достигает 95 %, сохраняется возможность обслуживать колошник, система эвакуации печного газа работает под небольшим избыточным давлением.

Третий тип укрытия характеризуется тем, что вся поверхность колошника укрыта, а шихта подается в своеобразные воронки, расположенные вокруг каждого электрода. Высота воронки обычно не превышает 1 м, ширина зазора между стенкой воронки и стенкой электрода не менее трех диаметров наибольших кусков шихтовых материалов. Под укрытием поддерживается небольшое избыточное давление.

Герметичное укрытие наиболее удобно на круглой печи, которая позволяет создать жесткую самонесущую конструкцию, которая не поддерживается в центре. Кроме того, на круглых печах предусмотрена возможность подъема всего свода на 1,0 – 1,2 м, что позволяет более активно проводить ремонтные работы.

За последние годы развитие ведется в направлении надежных закрытых печей среднего размера, более подходящих для рыночной ситуации и требований относительно имеющихся сырьевых материалов. Благодаря полностью закрытой конструкции побочный продукт – оксид углерода (CO) - может быть рекуперирован. Отработанный газ из печи фильтруется или очищается для удаления выносимых из слоя твердых частиц. Часть выходящего из печи газа может быть использована в качестве топлива для сушки углеродсодержащих компонентов шихты, использования в качестве источника энергии для отопительной системы и др. Излишки отработанного газа сжигаются.

Печи закрытого типа кроме снижения теплопотерь, позволяют значительно уменьшить расход рабочей силы, при этом позволяют создать лучшие условия работы в цеху.

Электроды. На карбидных печах используются самоспекающиеся электроды круглого или прямоугольного сечения. Электрод состоит из кожуха и набивочной массы. Кожух предназначен для формования тела электрода в процессе коксования набивочной электродной массы. По мере срабатывания электрода кожух наращивают сверху.

Одной из перспективных технологий получения карбида кальция является применение полых электродов и подача через полость мелкой шихты.

Благодаря тому, что электроды являются полностью замкнутыми и глубоко погруженными в шихту, можно через отверстия электродов рекуперировать побочный продукт в виде газа-носителя (оксид углерода (CO)) вместе с подачей мелких частиц кокса и извести непосредственно в зону реакции.

В настоящее время разработаны устройства для автоматического регулирования мощности печи, скорости питания ванны шихтой, положением электродов печи. Разработаны программы, алгоритм и схемы управления процессом выплавки карбида кальция.

Компьютерная схема рассчитывает и поддерживает оптимальную температуру процесса при помощи регулирования положения электродов, подаваемой мощности, а также управления подачей извести и коксика и их соотношением. Шихта подается в измельченном виде через полый электрод в реакционную зону при помощи газа-носителя. Такая система управления позволяет получать карбид кальция с большим содержанием СаС2 на единицу расходуемой извести.

Также преимущество самоспекающихся электродов заключается в простоте изготовления, более низкой стоимости (в 2 раза по сравнению с угольным и в 5 раз по сравнению с графитированным) и возможность создания электрода большого сечения для ввода больших токов.

Электрододержатель состоит из двух основных узлов: мантеля и головки. Мантель служит для обеспечения температурного режима коксования электродной массы, головка – для электрического соединения электрода с короткой сетью.

Механизм перемещения электродов служит для подъема и опускания электродов с целью поддержания электрического сопротивления реакционной зоны в заданных пределах. Ход гидроподъемника 1000 – 1200 мм.

Механизм перепуска электродов предназначен для поддержания постоянной рабочей длины электродов при их срабатывании и наращивании.

Тракт шихтоподачи печи должен обеспечивать: равномерное и непрерывное питание колошника печи; герметизацию печи за счет собственного гидравлического сопротивления слоя шихты, находящейся в тракте; минимальную сегрегацию шихты; минимальное истирание шихты.

Схема тракта шихтоподачи закрытой карбидной печи состоит из бункеров, течек, газо- и шихтоотсекателей, системы продувки инертным газом.

Наличие мелкой фракции в извести неизбежно возникает при долгом взаимодействии извести с влагой воздуха в процессе транспортировки и хранения. Мелкая фракция должна выделяться отдельно и использоваться в качестве корректировочной. Шихтовая известь – это известь, в которой должна отсутствовать фракция 0 – 6 мм. В этой связи в современных технологических процессах перед подачей извести в печь предусматривается отделение мелкой фракции путем грохочения.

Кокс является очень гигроскопичным материалом, способным за счҰт поглощения влаги увеличивать свою массу до 20 %. Наличие влаги способствует дополнительному расходу сырьевых материалов и электроэнергии. Использование влажного кокса помимо увеличения расхода сырьевых материалов и электроэнергии также влияет на безопасность (особенно при повышении мощности на печи). По реакциям

СО + Н₂О = Н₂+ СО₂и

Н₂О = Н₂+ 0,5О₂

образуется водород, который может привести к взрыву печи. Возможно также протекание реакции

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

и спекания мелкой фракции шихты (Са(ОН)₂, SiO₂, Al₂O₃, MgO, С) и последующего обрушения в горячую зону печи с массовым восстановлением окислов и последующим выбросом раскаленной шихты и горячих газов в зону рабочей площадки обслуживающего персонала.

Ввиду того, что кокс транспортируется по железной дороге в вагонах-хопперах или полувагонах, есть большая вероятность поступления кокса повышенной влажности в период осадков. Однако, кокс при подаче в печь должен иметь влажность не более 2 %.

В связи с вышеизложенным в современных комплексах предусматривается сушка кокса в сушильном барабане. В качестве топлива для сушки кокса могут использоваться отходящие газы, образующиеся в процессе плавки и улавливаемые зонтом печи. После сушки кокс также должен проходить грохочение на вибрационном грохоте, где фракция меньше 3 мм отсеивается, а нужная фракция смешивается с известью и подается на колошник печи.

Узлы слива карбида кальция. В трехфазных печах с размещением электродов в ряд, где ванна имеет форму эллипса или прямоугольника, выпускные отверстия расположены с одной стороны печи. В круглых трехфазных печах, с размещением электродов по треугольнику, выпускные отверстия расположены по окружности, против каждого электрода.

Для выпуска расплава карбида кальция предусмотрено механическое открытие печи или прожигание отверстия для выпуска (лҰтки) электрической дугой. Прожиговый электрод представляет собой обожженный электрод диаметром 10 - 12 см. Современные установки для выпуска, оснащенные гидравлическим манипулятором, могут выполнять все операции для слива расплава (Открытие, шуровка, закрытие) тем самым сокращая численность персонала, занимающегося функциями выпуска. Жидкий расплав карбида кальция выпускается из печи периодически.

В настоящее время, в промышленной технологии производства карбида кальция расплав выпускают из печи либо в охлаждаемый барабан, или в изложницы. В обоих случаях имеет место потеря литража продукта. Однако, в первом случае потери литража карбида кальция составляют от 5 до 30 л/кг, во втором - от 2 до 3 л/кг в зависимости от содержания СаС₂в карбиде. Это происходит за счет контакта расплава и кристаллического материала с воздухом при его выпуске и охлаждении.

При выпуске расплава в барабан образующиеся гранулы имеют большую поверхность контакта с воздухом и большие потери литража. В результате снижается выход годного продукта.

В целях охлаждения слитого карбида кальция большинство современных заводов по производству карбида используют метод блочного литья. В этом случае жидкий карбид кальция сливается в изложницы или чугунные тигли и затвердевает в форме блока. После охлаждения примерно до 400°C блок дробят, как правило, до размера <100 мм. Далее с помощью просеивания, дальнейшего дробления или измельчения достигается необходимый градационный состав. Установленные в процессе измельчения магнитные сепараторы позволяют удалить все магнитные примеси. Данный способ наиболее предпочтителен по сравнению с использованием охлаждаемого барабана, ввиду получения карбида кальция с более высоким литражом, а также за счет простоты в эксплуатации и обслуживании. При этом недостатком данного метода является значительное увеличение времени охлаждения продукта

Дробление, фракционирование и упаковка карбида кальция. Дробление карбида кальция производится в щековых дробилках. Величину кусков можно регулировать путем соответствующего изменения расстояния между нижними концами щек дробилок.

На дробление направляются блоки, отсортированные по качеству и остывшие до температуры 50 – 60С. Ниже этой температуры охлаждать блоки не рекомендуется, так как при более низкой температуре карбид кальция начинает заметно разлагаться влагой воздуха с выделением ацетилена. Куски карбида при этом разваливаются и образуется карбидная пыль, которая не имеет ценности как товарный продукт и поэтому является потерей производства.

Дробленный карбид направляется в отделение сортировки, где сортируется по величине кусков и упаковывается в металлические барабаны.

Карбид кальция всегда содержит примеси ферросилиция, присутствие которого понижает его качество. Для удаления ферросилиция на пути движения дробленого карбида кальция от дробилок к сортировочным барабанам устанавливается электромагнитный сепаратор, который представляет из себя вращающийся барабан, через который перекинута лента резинового транспортера. Электромагнит внутри барабана расположен так, что электромагнитное поле приходится всегда лишь на половине барабана, обращенной к приемной воронке. При таком распределении поля куски ферросилиция остаются на ленте в то время, когда куски карбида кальция сваливаются в приемную воронку сортировочного барабана. Когда лента с приставшими кусками ферросилиция проходит дальше, она попадает в зону, где отсутствует электромагнитное поле и куски ферросилиция в этом месте сваливаются в специальную воронку.

Сортировка дробленого карбида кальция производится во вращающихся барабанах, в которых сортируется по величине кусков. Каждый сорт направляется по отдельной линии в соответствующий бункер. Из этих бункеров сортированный карбид кальция ссыпается в металлические барабаны, в которых и упаковывается. Для наполнения карбидом кальция барабаны устанавливаются на специальные вибрационные площадки, смонтированные под бункерами. Это позволяет лучше распределять у укладывать куски карбида при наполнении барабана

Система очистки отходящих газов. Основными выбросами в результате производства CaC₂являются пыль, диоксид углерода (CO₂) и окислы азота (NO_X), образующиеся в основном при сжигании печного газа, богатого оксидом углерода (CO). Печной газ оксида углерода (CO) является побочным продуктом производства карбида кальция.

Выбросы пыли могут наблюдаться на различных этапах всего производственного процесса. Основным источником выбросов пыли является насыщенный пылью печной газ. Другими источниками выброса пыли служат обработка сырья, сушка кокса, обеспыливание сырья, отвод жидкого карбида кальция из печи и последующая обработка изготовленного карбида кальция до его хранения

Следует отметить, что в случаях применения печей открытого типа СО не собирается и, следовательно, не является пригодным для использования побочным продуктом производства карбида кальция. Вместе с тем, у этого процесса есть и другие преимущества, такие как возможность выбора более широкого ассортимента используемого сырья и чрезвычайно высокая гибкость процесса.

В случае сухого обеспыливания печной газ фильтруется, например, с помощью автономных фильтровальных свечей из керамоволокна (рукавных фильтров). Их поверхности очищаются в автономном режиме струйными импульсами предварительно очищенного газа или азота. При этом может быть достигнуто окончательное содержание пыли в <1 мг/Нм³. В завершение горячий печной газ охлаждается в теплообменнике.

Следует отметить, что в случаях использования печей открытого типа окончательное содержание пыли составляет <3 мг/Нм³. При этом необходимо учитывать значительное разбавление отработанного газа.

Как показывает опыт других производств – использование рукавных фильтров давно стало обычной практикой.

Насыщенный оксидом углерода (CO) печной газ после очистки, как правило, используется в качестве топлива. Излишки газа с высоким содержанием оксида углерода (CO) сжигаются в факеле. Известны различные области применения печного газа.

7.4.2. Использование отходов угледобычи при производстве карбида кальция

Способ получения карбида кальция, согласно которому коксозольный остаток термической переработки окисленных бурых углей состава, масс.%: оксид кальция (СаО) - 4.75, углерод (С) - 34.5, оксид железа (Fe₂О₃) - 6.6, диоксид кремния (SiO₂) - 5.0, магний (Mg) - 3.3, оксид аллюминия (Al₂О₃) - 1.6, сера (S) - 0.1, остальное 0,5, смешивают с 12,9 – 28,3 % от массы смеси карбоната кальция в виде известняка, подвергают высокотемпературной плавке при 2000 – 2100 °С, охлаждают, разделяют карбид кальция (CaC₂) и ферросилиций, получают карбид кальция (CaC₂) с литражом 275 – 285 л/кг и содержанием ферросилиция 0,1 – 0,2 масс.%. Использование отходов угледобычи позволяет снизить себестоимость карбида кальция на 30 %.

Недостатками способа являются технологические сложности при эксплуатации производства и ухудшение технико-экономических и экологических показателей процесса, обусловленные значительным содержанием примесей (железа, кремния, магния).

7.4.3. Использование отходов пластмасс при производстве карбида кальция

Способ производства карбида кальция заключаюется в использовании реакции обмена, содержащего углерод соединения с CaO в электродуговой печи. В качестве содержащего углерод соединения используют измельченные отходы пластмасс, которые в присутствии тонкодисперсного CaO (массовое соотношение CaO к отходам пластмасс составляет 1:0,5-3) обрабатывают во вращающейся трубчатой печи. Процесс получения исходного материала (шихты) для производства карбида кальция идет в две стадии: сначала проводят пиролиз при 400 – 800 °С, а затем кальцинирование при 1000 – 1300 °С образовавшегося на первой стадии продукта, представляющего собой смесь оксида кальция и пиролизного кокса. После охлаждения до 500 °С мелкие фракции (менее 3 мм) смеси карбида кальция с коксом отделяют, а крупные (более 3 мм) подают в закрытую карбидную печь как исходный материал для получения карбида кальция. Полученный карбид кальция содержит 82 % карбид кальция (CaC₂).

Известный способ дает возможность утилизации пластмассовых отходов и открывает малозатратный углеродистый компонент для процесса производства карбида кальция, однако он малоэффективен применительно к технологии получения карбида кальция, так как осуществляется в несколько стадий, что существенно влияет на продолжительность технологического процесса и качество целевого продукта.

7.5. Перспективные техники при производстве чугуна

7.5.1. Доменная плавка с высоким расходом кислорода и природного газа ("кислородная плавка")

Доменная плавка на кислородном дутье и природном газе приведҰт к отказу от воздухонагревателей дутья, повысит восстановительный потенциал газов в печи, в том числе за счҰт большой доли водорода, ускорит процессы восстановления, позволит уменьшить высоту доменной печи и снизить требования к прочности кокса, сократит его потребность. Доменный газ не будет содержать балластный азот, с меньшими затратами можно будет осуществить отмывку колошникового газа от диоксида углерода (СО₂).

7.5.2. Десиликонизация чугуна в желобе ДП или чугуновозном ковше

Основные цели десиликонизации:

уменьшение количества шлака и расхода флюсов; - увеличение выхода железа и марганца;

существенное сокращение теплопотерь со шлаком;

снижение расхода и потерь огнеупоров;

создание условий для дефосфорации и десульфурации чугуна;

стабилизация процесса выплавки стали в конвертере и повышение качества стали.

7.5.3. Применение на доменных печах АСУ-ТП, повышающих эффективность доменной плавки путҰм непрерывного автоматического контроля состояния печи и измерения технологических параметров с их анализом и рекомендациями по оптимизации и прогнозированию теплового состояния печи

Применение на печах с БЗУ автоматизированной системы контроля, оптимизации и прогноза доменной плавки с модулями контроля, оптимизации и прогноза гарантирует безошибочность ведения доменной плавки для достижения высоких технико-экономических показателей и минимизации расхода кокса. Применение на печах с БЗУ автоматизированной системы непрерывного контроля и оптимизации зоны плавления с помощью математических моделей теплового состояния печи, которая позволяет вести постоянный автоматический контроль параметров зоны плавления. Это дает повышение эффективности работы, в том числе экономию расхода кокса и срока службы доменных печей

7.6. Перспективные техники при производстве стали в конвертерах

7.6.1. Новая (контактная оптиковолоконная) система контроля температуры жидкой стали (в конвертере и на установках "ковш-печь")

Система может устанавливаться в любой огнеупорной конструкции, в том числе в существующих огнеупорных изделиях. Расходной частью при этом является только оптоволокно. Измерение возможно проводить как непрерывно, так и дискретно. Применение данной системы позволит: в непрерывном режиме осуществлять измерение температуры в конвертере и на установках "ковш-печь"; снизить расход ферросплавов на 5 – 10 % за счет точной информации о температуре расплава во время внепечной обработки на установках "ковш-печь".

7.6.2. Утилизация тепла горячих слябов

Технология предполагает строительство футерованных термосов-накопителей для обеспечения замедленного охлаждения слябов толщиной 355 мм, что позволит улучшить качество выпускаемой продукции, снизить теплопотери в окружающую среду и улучшить условия труда на складе слябов.

7.7. Перспективные техники при производстве стали в электродуговых печах

7.7.1. Повышение мощности печных трансформаторов

Повышение максимального вторичного напряжения с 1000 В до 1350 – 1600 В позволит увеличить мощность печных трансформаторов без увеличения плотности тока в электродах с сохранением расхода электродов на прежнем уровне.

7.7.2. Технологии нагрева лома

В процессе нагрева лома в корзинах в помещении цеха выделяются загрязняющие вещества. Как правило, металлический лом содержит масла, пластмассы и другие горючие материалы. При нагреве эти материалы возгоняются и горят с образованием токсичных газообразных химических соединений. Технология нагрева лома в установке с рециркуляцией газов решает эту проблему. Газы, охладившиеся после нагрева корзины с ломом, возвращаются в камеру дожигания, установленную на тракте прямого отсоса газов из рабочего пространства печи. В этой камере газы смешиваются с высокотемпературными газами, отводимыми из печи, и дополнительно нагреваются горелками, что приводит к достаточно полному разложению и выгоранию токсичных выделений из лома. Из камеры дожигания примерно 60 % газов возвращается в камеру для нагрева лома в корзине. Остальные газы направляются по газоходу на газоочистку. Таким образом, большая часть уходящих из печи газов с помощью дополнительного дымососа циркулирует между камерой дожигания и установкой нагрева лома.

7.8. НДТ при производстве стали в индукционных печах

7.8.1. Шахтные электросталеплавильные печи

Особенностью конструкции шахтной электросталеплавильной печи является наличие шахты, в которой производится подогрев металлолома перед загрузкой его в печь. Такая шахта устанавливается сверху над сводом обычной дуговой печи. Шахт может быть одна или две. Температура, до которой можно подогреть металлолом составляет 800 °С. Экономия электроэнергии за счет такого предварительного подогрева металлолома составляет 70…100 кВт·ч/т. Через шахту загружается до 60 % металлолома, остальной (например, крупногабаритный) загружается в саму ванну печи, для этого шахта отодвигается в сторону. Цикл плавки составляет 35…50 минут от выпуска до выпуска. Кроме экономии электроэнергии обеспечивается также сокращение расхода электродов на 30 % и повышение производительности на 40 %.

SIMETAL EAF Quantum – самое современное конструкторское решение печи с подогревом металлома. На настоящий момент установлена одна печь на заводе мексиканской сталелитейной компании Talleres y Aceros S.A. de C.V. (г. Тиаса). Масса плавки по выпуску составляет 100 тонн, но при этом масса болота (металл и шлак, оставленный после предыдущего выпуска) составляет 70 тонн.

7.8.2. Двухкорпусные печи

Двухкорпусные печи в первую очередь характеризуются повышенной производительностью. Такая печь состоит из двух ванн (корпусов) и одной системы питания с одним (печь постоянного тока) или тремя (печь переменного тока) электродами, которые переставляются с одной ванны на другую.

Пока в одном корпусе идет плавка металла с помощью электродов в другом корпусе происходит подогрев шихты отходящими газами из первого корпуса или газовыми горелками. При этом время плавки сокращается на 40 %, а за счет подогрева шихты достигается снижение расхода электроэнергии на 40…60 кВт·ч/т. Встречаются печи, в которых электроды установлены на двух ваннах, однако в этом случае теряется экономический эффект от сокращения капитальных затрат на строительство агрегата.

К примеру, агрегат CONARC (СONverter + electric ARC furnance). Этот агрегат также имеет два корпуса печи, но помимо одного комплекта электродов на нем установлена и фурма для подачи кислорода (как в конвертере). Преимуществом данного агрегата является возможность выплавки стали из жидкого чугуна и металлолома (или DRI) практически в любых пропорциях.

Во избежание перегрева ванны из-за происходящих во время продувки процессов окисления углерода, кремния, марганца и фосфора (С, Si, Mn и P), в печь добавляют охладители в виде металлолома или DRI. После завершения продувки, кислородную фурму переставляют на второй корпус (или отводят в сторону), а на первый корпус устанавливают электроды. На этой стадии в печь добавляют оставшееся количество твердой шихты и начинают ее расплавление с помощью электродов.

После достижения необходимой температуры металл выпускают в ковш. Затем процесс циклически повторяется снова. Таким образом, выплавка стали идет одновременно в двух корпусах печи, а электроды и фурма переставляются на них поочередно, что обеспечивает высокую производительность агрегата, которая на 30 % выше, чем у двух обособленных агрегатов аналогичной емкости). Время плавки составляет от 40 до 60 мин.

8. Дополнительные комментарии и рекомендации

Справочник подготовлен в рамках государственного задания по бюджетной программе 044 "Содействие ускоренному переходу Казахстана к зеленой экономике путем продвижения технологий и лучших практик, развития бизнеса и инвестиций" в соответствии со статьей 113 Кодекса.

Разработка справочника по НДТ проводилась группой независимых экспертов, представленной технологами, экологами, специалистами по энергоэффективности и экспертом по экономике.

Подготовка настоящего справочника осуществлялась при участии ТРГ, созданной приказом Председателя Правления Центра. В состав ТРГ вошли представители субъектов промышленности по соответствующим области применения справочника по НДТ отраслям, государственные органы в области промышленной безопасности и санитарно-эпидемиологического благополучия населения, научные и проектные организации, экологические и отраслевые ассоциации.

На первом этапе разработки справочника проведен КТА - экспертная оценка текущего состояния предприятий по производству чугуна и стали, которая позволила определить эффективность управления производством, применяемые средства автоматизации, анализ технологических возможностей, и степень воздействия предприятий на окружающую среду.

Оценка соответствия технологий, реализованных на предприятиях производству чугуна и стали, принципам НДТ, была выполнена в соответствии с Методикой проведения экспертной оценки технологических процессов организаций на соответствие принципам НДТ.

Целью экспертной оценки являлось определение настоящего технологического состояния предприятий по производству чугуна и стали и их оценка в соответствии с параметрами НДТ.

Оценка соответствия критериям НДТ устанавливалась в соответствии с ст.113 Кодекса, Директивой 2010/75/ЕС Европейского парламента и Совета ЕС "О промышленных выбросах и /или сбросах (о комплексном предупреждении и контроля загрязнений), а также Методологией отнесения к НДТ, отраженной в разделе 2 настоящего справочника.

Был проведен анализ и систематизация информации отрасли производства чугуна и стали в целом, о применяемых в отрасли технологиях, оборудовании, сбросах и выбросах загрязняющих веществ, образовании отходов производства, других факторов воздействия на окружающую среду, энерго- и ресурсо-потреблении с использованием литературных данных, изучения нормативной документации и экологических отчетов.

При подготовке справочника по НДТ изучался европейский подход внедрения НДТ.

Структура справочника по НДТ разработана по результатам проведенного КТА и анализа особенностей структуры отрасли по производству чугуна и стали РК, а также ориентируясь на наилучший мировой опыт.

К перспективным технологиям отнесены передовые технологии на стадии НИР и НИОКР, применяемые на практике или в качестве опытно-промышленных установок.

По итогам подготовки справочника по НДТ были сформулированы следующие рекомендации, касающиеся дальнейшей работы над настоящим справочником и внедрения НДТ:

предприятиям рекомендуется осуществлять сбор, систематизацию и хранение сведений об уровнях эмиссий загрязняющих веществ в окружающую среду, в особенности маркерных, в целях проведения анализа, необходимого для последующих этапов разработки справочника, в том числе в целях пересмотра перечня маркерных загрязняющих веществ и технологических показателей, связанных с применением НДТ;

внедрение АСМ эмиссий в окружающую среду является необходимым инструментом получения фактических данных по эмиссиям маркерных загрязняющих веществ и пересмотра технологических показателей маркерных загрязняющих веществ;

при модернизации технологического и природоохранного оборудования в качестве приоритетных критериев выбора новых технологий, оборудования, материалов следует использовать повышение энергоэффективности, ресурсосбережение, снижение негативного воздействия объектов горнодобывающей и горнообогатительной отрасли на окружающую среду.

9. Библиография

1. Экологический Кодекс Республики Казахстан. Кодекс Республики Казахстан от 2 января 2021 года № 400-VI ЗРК. – Парламент Республики Казахстан. –Нур-Султан. – 2021. – 549 с.

2. Постановление Правительства Республики Казахстан от 28 октября 2021 года № 775 "Об утверждении Правил разработки, применения, мониторинга и пересмотра справочников по наилучшим доступным техникам"- Нур-Султан. - 2021. – 17 с.

3. Приказ Министра экологии, геологии и природных ресурсов Республики Казахстан от 25 июня 2021 года № 212. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Республики Казахстан 3 июля 2021 года № 23279 "Об утверждении Перечня загрязняющих веществ, эмиссии которых подлежат экологическому нормированию" –Нур-Султан. – 2021. – 4 с.

4. Закон Республики Казахстан от 13 января 2012 года № 541-IV. Об энергосбережении и повышении энергоэффективности. -Нур-Султан. -2012. – 24 с.

5. Best Available Techniques Reference Document for Iron And Steel Production, JRC Reference report - 2013. – 627 c.

6. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques in the Ferrous Metals Processing Industry, JRC Reference report 2022. – 852 c.

7. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals - Solids and Others industry. – 2007. – 666 c.

8. Reference Document on Economics and Cross-Media Effects (ECM REF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB – 2006. – 175 c.

9. Best Available Techniques Reference Document for Waste Treatment – 2018. -851 c.

10. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency- 2009. – 430 c.

11. Отчет Проекта ОЭСР по НДТ - Этап 4 - Руководство по определению НДТ и установлению уровней экологической эффективности для выполнения условий получения экологических разрешений на основе НДТ – 2020. -

12. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 26-2021 "Производство чугуна, стали и ферросплавов" - 2021. – 577 c.

13. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям 48-2017 "Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности" - 2017.

14. Регенеративная горелка: справочник. В 2 т./Г.М. Дружинин, И. М. Дистергефт; под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. Г.М.Дружинина. - Екатеринбург: АМК "День РА", 2019. - 1128 с.

15. Валуев Д.В., Гизатулин Р.А. Технологии переработки металлургических отходов. Учебное пособие. — Томск: Юргинский технологический институт, Изд-во Томского политехнического университета, 2012. - 196 с.

16. Муканов Д. Металлургия Казахстана: состояние, инновационный потенциал

17. Приказ Министра национальной экономики Республики Казахстан от 28 февраля 2015 года № 169 "Об утверждении Гигиенических нормативов к физическим факторам, оказывающим воздействие на человека". – 2015.

18 Скобелев Д.О., Степанова М.В. Энергетический менеджмент: прочтение 2020 Руководство по управлению энергопотреблением для промышленных предприятий. Москва: Издательство "Колорит", 2020. 92 с

19. Щелоков Я. М. Энергетический анализ хозяйственной деятельности. Екатеринбург: УрФУ. 2010. 390 с.

20. СТ РК ISO 50001-2019: Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по использованию

21. ИТС 48-2017. Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности - Москва: Бюро НДТ, 2017. – 165 с.

22. Skobelev D. O. Environmental Industrial Policy In Russia: Economic, Resource Efficiency And Environmental Aspects. In: International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM. 2019. Vol. 19. Is. 5.3. С. 291-298.

23. World Bureau of Metal Statistics (WBMS)

24. ILA, ILA comments on D3, 2013

25. Industrial NGOs, NFM data collection, 2012.

26. VDI 3790 part 3, Emission of gases, odours and dusts from diffuse sources - Storage, transhipment and transport of Bulk Materials, 2008.

27. AP 42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors

28. оксид углерода (CO)M, Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the

29. US EPA, Air Pollution Control Technology Fact Sheet - Cyclones, United States Environmental Protection Agency, 2003.

30. CEN, ISO 14001:2015 Environmental management systems — Requirements with guidance for use, 2015.

31. ISO 50001:2018 Energy management systems. Requirements with guidance for use, IDT

32. Technical Instructions on Air Quality Control-Luft,2021 Вохмяков А.М. Компьютерное моделирование газодинамики в рабочем пространстве печи, оснащенной скоростными рекуперативными горелками / А.М.

33. Вохмяков, М.Д. Казяев // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве: сборник докладов I Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учҰных (ТИМ’2012) с международным участием. – Екатеринбург: УрФУ, 2016. - С.25-28.

34. Смольков А.Н. Системы прямого и косвенного отопления печей с применением рекуперативных горелок типа BICR / А.Н. Смольков, G. Wohlschlaeger // Печетрубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматизация и экология: труды международного конгресса. – М: "Теплотехник", 2004. – С. 118-125.

35. Тинькова С.М., Прошкин А.В., Веретнова Т.А., Востриков В.А. Металлургичексая теплотехника: учебное пособие (электронный вариант лекций) // Институт цветных металлов и золота" ФГОУ ВПО "Сибирский Федеральный Университет". – Красноярск, 2007. – 193 с.

36. Бурокова А.В., Рахманов Ю.А. К вопросу рекуперации теплоты газов печей термообработки металлических изделий / Научный журнал НИУ ИТМО. Серия "Экономика и экологический менеджмент" №1, 2014

37. Методика прогнозирования теплотехнической эффективности использования рекуперативных горелок/А.Б. Бирюков, П.А. Гнити?в, Я.С. Власов// "Вестник ИГЭУ", Вып. 1, 2018 г. - с.13-19

38. https://www.metalinfo.ru/ru/news/136659

39. https://ugmk.com/press/news/na-sumze-ustanovili-naduvnoy-angar-dlya-khraneniya-mednogo-kontsentrata/

40. https://www.sumz.umn.ru/ru/press/news/tonkoy-ochistki/

41. https://www.metalinfo.ru/ru/news/130405

42. https://elessentct.com/technologies/mecs/technologiestechnologies-mecsdupont-clean-technologies-mecs-processes/mecsr-solvrr-technology-for-regenerative-so2-recovery/

43. https://www.ugmk.com/press/corporate_press/ummc_newspaper/na-ppm-zavershen-ocherednoy-etap-stroitelstva-livnenakopitelya/

44. https://www.eng.nipponsteel.com/english/whatwedo/steelplants/ironmaking/dry_desulfurization_and_denitrification_system/

45. Энциклопедия промышленной химии Ульмана, 2001 г.

46. Мишин Ю. Тенденции глобализации горно-металлургического комплекса /Национальная металлургия №12006

47. Муканов Д. Индустриально-инновационное развитие Казахстана: потенциал и механизмы реализации. -Алматы: Дайк-Пресс, 2004. - 274 с.

48. Smets, T., S. Vanassche and D. Huybrechts (2017), Guideline for determining the Best Available Techniques at installation level, VITO, Mol, https://emis.vito.be/sites/emis/files/study/resume/en/Leidraad_BBT_op_bedrijfsniveau_English.pdf.

49. Постановление Правительства РК №187 от 1/04/2022г. "Об утверждении перечня пятидесяти объектов I категории, наиболее крупных по суммарным выбросам загрязняющих веществ в окружающую среду на 1 января 2021 года".

50. Параграф 4 "Плата за негативное воздействие на окружающую среду" Ст.576, Гл. 69, Раздел 18 "Платежи в бюджет" Налогового Кодекса РК

51. Ст.328 "Нарушение нормативов допустимого антропогенного воздействия на окружающую среду" Кодекс об административных правонарушениях РК

52. https://www.ugmk.com/press/news/na-baze-sumza-postroyat-zavod-po-proizvodstvu-sulfata-ammoniya/

53. https://pstu.ru/files/2/file/kafedra/mtf/kafedry/MTO/MU/Metallurgicheskie_tehnologii.pdf

54. Глинков Г.М., Маковский В.А. Металлургия, 1999 г.

55. https://tgstat.ru/channel/@severstal/1345

56. Инновационные комплексные решения по очистке отходящих газов в черной металлургии. Технические решения для очистки запыленных газовых потоков Д. А. Серебрянский, канд. техн. наук, руководитель лаборатории газоочистки; М. Н. Королев, заместитель генерального директора; М. В. Антонов, инженер-конструктор; И. О. Тяпкова, инженер (ООО “НТЦ “Бакор”, Россия, г. Москва, г. Щербинка)

57. https://library.tou.edu.kz/fulltext/buuk/b1190.pdf

58. https://web.p.ebscohost.com/abstract?direct=true&profile=ehost&scope=site&authtype=crawler&jrnl=20712227&AN=155608860&h=NrOnAkp%2fvAIEfJ1MTimPgxfRPyFhi04ldwEC5o62Re6i3%2fQMSJ1e46oucnQKfzxgxmd83XmtTfG9eNf9C%2b169g%3d%3d&crl=c&resultNs=AdminWebAuth&resultLocal=ErrCrlNotAuth&crlhashurl=login.aspx%3fdirect%3dtrue%26profile%3dehost%26scope%3dsite%26authtype%3dcrawler%26jrnl%3d20712227%26AN%3d155608860

59. https://studref.com/521750/ekologiya/metod_selektivnogo_nekataliticheskogo_vosstanovleniya_snkv

60. https://www.vstnews.ru/ru/archives-all/2010/2010-2/300-razrabotka-i-primenenije-otstojnikov

61. https://e-him.ru/?page=dynamic&section=55&article=722

62. https://www.vstnews.ru/ru/archives-all/2010/2010-2/300-razrabotka-i-primenenije-otstojnikov

63. http://cms.arsu.kz/api/elibrary/open-file?rid=3660&fid=3617

64. http://nf.misis.ru/download/mt/Ekology_metallurg_proizvodstva.pdf

65. Наилучшие доступные технологии. Определение маркерных веществ в различных отраслях промышленности. Сборник статей 8. – М.: Издательство "Перо", 2017. – 220 с.

66. Наилучшие доступные технологии. Определение маркерных веществ в различных отраслях промышленности. Сборник статей 5. – М.: Издательство "Перо", 2016. – 68 с.

67. Агентство по охране окружающей среды Австрии, 2004 г.

68. Европейский союз федераций химической промышленности, 2002 г.

69. https://adilet.zan.kz/rus/docs/V14M0009585#z239

70. Приказ Министра по инвестициям и развитию Республики Казахстан от 31 марта 2015 года № 394 "Об утверждении нормативов потребления";

71. Фролов Ю.А. Агломерация. Технология. Теплотехника. Управление. Экология. М.: Металлургиздат.2016. 672 с.

Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel

Production, European IPPC Bureau, Seville, 2012: Электронный ресурс: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF

Қазақстан Республикасының Экология кодексі 113-бабының 6-тармағына сәйкес Қазақстан Республикасының Үкіметі ҚАУЛЫ ЕТЕДІ:

1. Қоса беріліп отырған ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Шойын және болат өндірісі" анықтамалығы бекітілсін.

2. Осы қаулы қол қойылған күнінен бастап қолданысқа енгізіледі.

Қазақстан Республикасының
Премьер-Министрі

Ә. Смайылов

Қазақстан Республикасы
Үкіметінің
2023 жылғы 27 желтоқсандағы
№ 1199 қаулысымен
бекітілген

Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Шойын және болат өндірісі" анықтамалығы

Мазмұны

Суреттер тізімі

Кестелер тізімі

Глоссарий

Алғысөз

Қолданылу саласы

Қолданылу қағидаттары

1. Жалпы ақпарат

1.1. Шойын және болат өндірісі саласының құрылымы, техникалық-экономикалық көрсеткіштері

1.2. Ресурстар мен материалдар

1.3. Өндіріс өнімдері

1.4. Энергия тиімділігі

1.5. Саланың негізгі экологиялық проблемалары

1.5.1. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

1.5.2. Су объектілеріне ластағыш заттардың төгінділері

1.5.3. Өндіріс қалдықтары

1.5.4. Жер ресурстарына, топырақ жамылғысына, жерасты суларына әсері

1.5.5. Физикалық әсер ету факторлары

1.5.6. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін жүргізу

1.6. Саланы дамыту перспективалары

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды айқындау әдіснамасы

2.1. Детерминация, ЕҚТ-ны іріктеу қағидаттары

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшем шарттары

2.3. ЕҚТ-ны қолданудың экономикалық аспектілері

2.3.1. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдемелері

2.3.2. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

2.4. Кәсіпорынның шығындары мен негізгі көрсеткіштерінің арақатынасы

2.5. Өнім бірлігіне шаққандағы өзіндік құнның өсуі

2.6. Шығындар мен экологиялық нәтиженің арақатынасы

2.6.1. Қоршаған ортаға теріс әсері үшін төлейтін төлемдер мен айыппұлдар

2.6.2. Қондырғыдағы есептеулер

3. Қолданылатын процестер: қазіргі уақытта қолданылатын технологиялық, техникалық шешімдер

3.1. Шойын және болат өндіру процестері

3.1.1. Агломерация

3.1.2. Кокс-химия өндірісі

3.1.3. Кальций карбиді өндірісі

3.1.4. Шойын өндірісі

3.1.5. Оттектік конвертерлердегі болат өндірісі

3.1.6. Электрдоғалы пештердегі болат өндірісі

3.1.7. Индукциялық пештерде болат өндіру

4. Эмиссияларды болғызбауға және/немесе азайтуға және ресурстарды тұтынуға арналған жалпы ең үздік қолжетімді техникалар

4.1. ЕҚТ Өндірістік процестердің жақындасуын арттыру

4.2. ЕҚТ Экологиялық менеджмент жүйесі

4.3. ЕҚТ Энергетикалық менеджмент жүйесін енгізу

4.4. ЕҚТ Жылу және электр энергиясын тұтынуды азайту

4.5. ЕҚТ Эмиссиялар мониторингі

4.5.1. Ластағыш заттар шығарындыларының мониторингі

4.5.2. Су объектілеріне ластағыш заттар төгінділерінің мониторингі

4.6. ЕҚТ Технологиялық процесті басқару

4.7. Материалдарды сақтау, тиеу-түсіру жұмыстары және шикізатты және (аралық) өнімдерді тасымалдау барысындағы ұйымдастырылмаған шығарындылар кезіндегі ЕҚТ

4.8. ЕҚТ Су ресурстарын басқару

4.9. ЕҚТ Қалдықтарды басқару

4.10. ЕҚТ Физикалық әсерлерді төмендету

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын техникалар

5.1. Агломерат өндірісіндегі ЕҚТ

5.1.1. Агломерация процестеріндегі техникалық шешімдер. Энергия үнемдеу, ресурс үнемдеу

5.1.2. Атмосфералық ауаға шығарылатын ластағыш заттардың шығарындыларын азайту жөніндегі техникалық шешімдер

5.1.3. Сарқынды сулардың жиналуын болғызбауға және азайтуға бағытталған техникалық шешімдер

5.1.4. Технологиялық қалдықтар мен өндірістік қалдықтардың әсерін басқаруға және азайтуға бағытталған техникалық шешімдер

5.2. Кокс өндірісіндегі ЕҚТ

5.2.1. Кокс-химия процесіндегі техникалық шешімдер

5.2.2. Күйдіру кезінде атмосфералық ауаға бөлінетін ластағыш заттардың шығарындыларын азайту бойынша техникалық шешімдер

5.2.3. Кокс өндірісінің өзге де процестері кезінде атмосфералық ауаға шығарылатын ластағыш заттардың шығарындыларын азайту жөніндегі техникалық шешімдер

5.2.4. Сарқынды суларды тазалау бойынша техникалық шешімдер

5.3. Кальций карбиді өндірісіндегі ЕҚТ

5.3.1. Пеш газын толық жинау

5.3.2. Пеш газын тазартуға арналған құрғақ тозаңсыздандыру жүйесі

5.3.3. Пеш газын тазартуға арналған гидротозаңсыздандыру жүйесі

5.3.4. Пайдаланылған суды (гидротозаңсыздандыру процесі үшін) өңдеу

5.3.5. Пеш газын пайдалану

5.3.6. Қорыту кезінде шығарылатын түтін газдарын жинау және өңдеу

5.4. Шойын өндірісіндегі ЕҚТ

5.4.1. Домна цехтарынан атмосфералық ауаға шығарылатын ластағыш заттардың шығарындыларын азайту жөніндегі техникалық шешімдер

5.4.2. Ластағыш заттардың төгінділерін азайту бойынша техникалық шешімдер

5.4.3. Қалдықтарды басқару бойынша техникалық шешімдер

5.4.4. Домна процесіндегі энергия тиімділігі бойынша техникалық шешімдер

5.5. Конвертерлік болат өндірісіндегі ЕҚT

5.5.1. Атмосфералық ауаға әсерді азайту бойынша техникалық шешімдер

5.5.2. Ластағыш заттардың төгінділерін азайту бойынша техникалық шешімдер

5.5.3. Қалдықтарды басқару бойынша техникалық шешімдер

5.5.4. ОКҚ өндірісіндегі энергия тиімділігі бойынша техникалық шешімдер

5.6. Электрдоғалы пеште (ЭДП) болат өндіру кезіндегі ЕҚТ

5.6.1. ЭДП-да болат өндіру процесіндегі техникалық шешімдер

5.6.2. Атмосфералық ауаға әсерді азайту бойынша техникалық шешімдер

5.6.3. Ластағыш заттардың төгінділерін азайту бойынша техникалық шешімдер

5.6.4. Қалдықтарды басқару бойынша техникалық шешімдер

5.6.5. Энергиялық тиімділік бойынша техникалық шешімдер

5.6.6. Шу шығарындыларын болдырмау әдістері

5.7. Индукциялық пештерде болат өндіру кезіндегі ЕҚТ

5.7.1. Индукциялық пештерде болат өндіру процесіндегі техникалық шешімдер

6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

6.1. Жалпы ЕҚТ бойынша қорытынды

6.1.2. Энергия тұтынуды, энергия тиімділігін басқару

6.1.3. Эмиссияларға мониторинг жүргізу

6.1.4. Технологиялық процесті басқару

6.1.5. Материалдарды сақтау, тиеу-түсіру жұмыстары және тасымалдау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды басқару

6.1.6. Су ресурстарын басқару

6.1.7. Қалдықтарды басқару

6.1.8. Шу

6.1.9. Иіс

6.2. Агломерация процесіндегі ЕҚТ бойынша қорытынды

6.2.1. Энергия тиімділігі және ресурс үнемдеу

6.2.2. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.2.3. Ұйымдастырылған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.2.4. Су пайдалануды, сарқынды суларды жою және тазартуды басқару

6.2.5. Қалдықтарды басқару

6.3. Кокс-химия процесіндегі ЕҚТ бойынша қорытынды

6.3.1. Энергиялық тиімділігі және ресурс үнемдеу

6.3.2. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.3.3. Ұйымдастырылған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.3.4. Су пайдалануды, сарқынды суларды жою және тазартуды басқару

6.3.5. Қалдықтарды басқару

6.4. Кальций карбиді өндірісіндегі ЕҚТ бойынша қорытындылар

6.5. Шойын өндірісі процесіндегі ЕҚТ бойынша қорытындылар

6.5.1. Энергиялық тиімділігі және ресурс үнемдеу

6.5.2. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.5.3. Ұйымдастырылған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.5.4. Су пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазалау

6.5.5. Қалдықтарды басқару

6.6. Конвертерлік болат өндірісіндегі ЕҚТ бойынша тұжырымдар

6.6.1. Энергиялық тиімділігі және ресурс үнемдеу

6.6.2. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.6.3. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.6.4. Суды пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазалау

6.6.5. Қалдықтарды басқару

6.7. Электрдоғалы, индукциялық және 6.6 -бөлімге енгізілмеген басқа пештердегі болат өндірісіндегі ЕҚТ бойынша тұжырымдар.

6.7.1. Энергиялық тиімділігі және ресурс үнемдеу

6.7.2. Ұйымдастырылған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.7.3.Суды пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазалау

6.7.4. Қалдықтарды басқару

6.7.5. Физикалық әсерлер

6.8. Ремедиация бойынша талаптар

7. Перспективалы техникалар

7.1. Темірді тікелей тотықсыздандыру

7.2. Агломерациядағы перспективалы техникалар

7.2.1. Жоғарғы қабатты жентектеу

7.2.2. Газды агломерация технологиясын қолдану

7.2.3. Белсенді әкті қолдану

7.2.4. Агломерациялық шихтаны жентектеуге дайындау: мөлшерлеу, араластыру, кесектеу

7.2.5. Агломераттың химиялық құрамына (оның ішінде агломерат құрамындағы FeO) онлайн-мониторинг жүргізу

7.2.6. Аглошихтадағы флюстерді автоматты мөлшерлеу

7.2.7. Жентектеуге арналған полимерлік (және минералдық) біріктірмені қолдану

7.2.8. Заманауи тұтандырғыш көріктерді қолдану

7.2.9. Агломератты суытқыштан кейінгі ауаның жылуын пайдалану

7.2.10. Қыздыратын (тұтандырғыш көліктің алдына) және температураны ұстап тұратын (тұтандырғыш көріктен кейін) көріктерді орнату

7.2.11. Агломератты жентектеуді оңтайландыру үшін сараптамалық жүйелерді қолдану

7.3. Кокс өндірісіндегі перспективалы техникалар

7.3.1. Шихтаны ішінара брикеттеу технологиясы

7.3.2. Коксты Кress/КIDC жанама беру және сөндіру технологиясы

7.3.3. Пеш камераларының есіктерін өңдеген кезде шығарындыларды тұту және тазалау технологиясы

7.4. Кальций карбиді өндірісіндегі перспективалы техникалар

7.4.1. Кальций карбиді өндірісінің технологиясы, пештер мен жабдықтардың түрлері

7.4.2. Кальций карбиді өндірісінде көмір өндіру қалдықтарын пайдалану

7.4.3. Кальций карбиді өндірісінде пластмасса қалдықтарын пайдалану

7.5. Шойын өндірісіндегі перспектикалы техникалар

7.5.1. Оттек пен табиғи газ ("оттекті қорыту") көп шығындалатын домналық қорыту

7.5.2. ДП науасында немесе шойын тасығыш шөміште шойынды силиконсыздандыру

7.5.3. Домна пештерінде пештің жағдайын үздіксіз автоматты бақылау және технологиялық параметрлерін талдау жасай отырып өлшеу және пештің жылулық күйін оңтайландыру және болжамдау бойынша ұсыныстар беру арқылы домнада қорыту тиімділігін арттыратын ТП АБЖ-ны қолдану

7.6. Конвертердегі болат өндірісі кезіндегі перспективалы техникалар

7.6.1. Сұйық болаттың (конвертердегі және "шөміш-пеш" қондырғыларындағы) температурасын жаңа (контактілі оптикалық талшықты) бақылау жүйесі

7.6.2. Ыстық қаңылтақтың жылуын кәдеге жарату

7.7. Электр доғалы пештердегі болат өндірісі кезіндегі перспективалы техникалар

7.7.1. Пеш трансформаторларының қуаттылығын арттыру

7.7.2. Сынықтарды қыздыру технологиясы

7.8. Индукциялық пештерде болат өндіру кезіндегі ЕҚТ

7.8.1. Шахталық электрлік болат қорыту пештері

7.8.2. Екі корпусты пештер

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсынымдар

9. Библиография

Суреттер тізімі

1.1-сурет	Құндық мәнмен берілген өндіріс. Қара металлургия (қаңтар-қараша, 2019), млрд тг
1.2-сурет	Қара металлургия (қаңтар-маусым, 2020), мың тонна
1.3-сурет	Қазақстанның металлургия өнеркәсібінің тауарлар экспорты, млрд доллар
1.4-сурет	2015 - 2019 жылдардағы ластағыш заттардың жалпы шығарындылары
1.5-сурет	2015 - 2019 жылдардағы кокс өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары
1.6-сурет	2015 - 2019 жылдардағы агломерат өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары
1.7-сурет	2015 - 2019 жылдардағы шойын өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары.
1.8-сурет	2015 - 2019 жылдардағы болат өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары
1.9-сурет	2020 - 2021 жылдардағы болат өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары
1.10-сурет	2020 - 2021 жылдардағы болат өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары
1.11-сурет	2016 - 2020 жылдардағы карбид өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары
1.12-сурет	2015 - 2019 жылдардағы суды пайдалану және су бұру
1.13-сурет	2016 - 2020 жылдардағы сарқынды сулар мен өндірістік қуаттылықтың жалпы көрсеткіштері
1.14-сурет	2015 - 2019 жылдардағы қалдықтардың жиналуы және оларды қайта өңдеу динамикасы
1.15-сурет	2020 - 2021 жылдардағы қалдықтардың жиналу және оларды қайта өңдеу көлемі
1.16-сурет	Кальций карбиді өндіру кезіндегі қалдықтар (аспирациялық тозаң)
3.1-сурет	Негізгі металлургиялық процестер және олардың өзара байланысы
3.2-сурет	Агломерат өндірісінің технологиялық схемасы
3.3-сурет	Агломерациялық таспа
3.4-сурет	Агломератты салқындатқыш
3.5-сурет	Агломерациялық процестің материалдық ағындары және эмиссия бөлінетін орындары көрсетілген технологиялық схемасы
3.6-сурет	Агломерат өндірісіндегі ластағыш заттар шығарындыларының үлестік көрсеткіштері
3.7-сурет	Кокс өндірісінің схемасы
3.8-сурет	2015 - 2019 жылдар кезеңіндегі кокс-химия өндірісі шығарындыларының динамикасы (1-кәсіпорын)
3.9-сурет	2015 - 2019 жылдар кезеңіндегі кокс-химия өндірісі шығарындыларының динамикасы (4-кәсіпорын)
3.10-сурет	Кокс-химия өндірісіндегі тозаң шығарындыларының нақты көрсеткіштері (1-кәсіпорын)
3.11-сурет	Кальций карбиді өндірісіндегі шығарылатын газдардың құрамындағы тозаң концентрациясы
3.12-сурет	Кальций карбиді өндірісіндегі ж/т өнімнің тозаң шығарындыларының коэффициенті
3.13-сурет	Ластағыш заттардың шығарындыларының үлестік көрсеткіштері
3.14-сурет	Домна пешінде шойын өндірудің технологиялық схемасы, эмиссиялардың түрлері мен бөліну орындары
3.15-сурет	Слябтың ДҮҚМ-дан шығуы
3.16-сурет	Ластағыш заттар шығарындыларының үлестік көрсеткіштері
3.17-сурет	ДБҚП-да болат, дайындамалар мен құймалар өндірудің технологиялық процесі
3.18-сурет	ЛЗ шығарындыларының меншікті көрсеткіштері
3.19-сурет	Индукциялық электр пештің схемасы
3.20-сурет	Индукциялық пештің жеңілдетілген электрлік схемасы
5.1-сурет	Циклонның конструкциясы
5.2-сурет	Электрсүзгінің жұмыс істеу қағидаты
5.3-сурет	Құм сүзгінің қағидалық схемасы

Кестелер тізімі

1.1-кесте	Өнім (шойын және болат) шығару
1.2 -кесте	Темір кендерінің негізгі кен орындары және оларды пайдаланатын кәсіпорындардың тізбесі
1.3-кесте	Қазақстан Республикасындағы жұмыс істеп тұрған кен байыту және жентек өндіру, пайдалану мерзімі, өндірістік қуаттылығы бойынша ірі объектілер
1.4-кесте	Қара металлургия өнімдерін өндіру динамикасы, 1-кәсіпорын
1.5-кесте	Қара металлургия өнімдерін өндіру динамикасы, 2, 3-кәсіпорындары
1.6-кесте	Үшінші тарап көздерінің негізгі отын-энергетикалық ресурстарын тұтынуы
1.7-кесте	Өндірілген екінші реттік ОЭР көлемі
1.8-кесте	ОЭР мен судың меншікті шығыны
1.9-кесте	Өндірістік қалдықтармен жұмыс істеу әдістері
1.10-кесте	3-ші кәсіпорынның ОЭР мен судың меншікті шығыны
1.11-кесте	4-ші кәсіпорынның ОЭР мен судың меншікті шығыны
1.12-кесте	5-ші кәсіпорынның ОЭР мен судың меншікті шығыны
1.13-кесте	Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру
1.14-кесте	Ластағыш заттар бойынша КТО өткен кәсіпорындар бойынша атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының көлемі (тонна/жыл)
1.15-кесте	Технологиялық процестер бөлінісінде КСТА өткен кәсіпорындар бойынша атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының көлемі (тонна / жыл)
1.16-кесте	Өндірістік қалдықтармен жұмыс істеу әдістері
2.1-кесте	Қоршаған ортаны қорғауға салынатын инвестициялардың жүзеге асырылуының болжамды анықтамалық мәндері
2.2-кесте	Ластағыш заттың массасының бір бірлігіне есептеген технология енгізудің болжамды анықтамалық шығындары
3.1-кесте	Маркерлік заттар және олардың концентрациясы
3.2-кесте	Агломерат өндірісіндегі су тұтыну, қайта пайдалану
3.3-кесте	Тікелей және қайтарылған кокс газының құрамы
3.4-кесте	Кокс өндірісі және кокс өндірісіндегі материалдар шығыны (1-кәсіпорын)
3.5-кесте	Кокс өндірісінде су тұтыну, қайта пайдалану
3.6-кесте	Қоспалардың көміртекті материалдар мен электр энергиясын тұтынуға әсері
3.7-кесте	2015 - 2019 жылдардағы шойын өндірісі және материалдар шығыны
3.8-кесте	Шойын өндірісіндегі су тұтыну, қайта пайдалану
3.9-кесте	Болат өндірісі және конвертерлерде болат өндіруге арналған материалдар шығыны
3.10-кесте	Конвертерлік болат өндірісінде су тұтыну, қайта пайдалану (1-кәсіпорын)
3.11-кесте	Шойын өндірісіндегі су тұтыну, қайта пайдалану
3.12-кесте	Болат өндірісі және конвертерлерде болат өндіруге арналған материалдар шығыны
3.13-кесте	Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру
3.14-кесте	Конвертерлік болат өндірісінде суды тұтыну, қайта пайдалану (1-кәсіпорын)
3.15-кесте	Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру
4.1-кесте	Кокс газының шығысы
4.2-кесте	Мониторинг жүргізу жөніндегі ұсыныстар
5.1-кесте	Қапшық сүзгілерде кеңінен қолданылатын маталар
5.2-кесте	Әртүрлі қапшық сүзгі жүйелерін салыстыру
5.3-кесте	Сарқынды суларды болғызбау және/немесе көлемін азайту шаралары
5.4-кесте	Металдар мен олардың қосылыстарын тұндыру әдістері
5.5-кесте	Әртүрлі процестер кезіндегі тиімділік көрсеткіштері
5.6-кесте	Әртүрлі құрылғылармен тазалау көрсеткіштері
5.7-кесте	Тозаң шығарындыларының соңғы деңгейі әртүрлі индукциялық пештердегі қапшық сүзгілерге жұмсалған инвестициялық шығындар және тұтынылатын қуаттылық, Португалия бойынша 2003 жылғы декректер
6.1-кесте	ЕҚТ-ға байланысты шығарындылар/төгінділер деңгейлерін орташалау кезеңдері
6.2-кесте	Агломерат өндірісінде түсіруге, ұсақтауға, суытуға, сұрыптауға, конвейермен тасымалдауға байланысты процестердегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.3-кесте	Агломерация процесіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.4-кесте	Агломерация процесіндегі күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.5-кесте	Агломерация процесіндегі NO_x шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.6-кесте	Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері
6.7-кесте	Көмірді ұсақтау (көмірді уату, жіктеу және елеуді қоса алғанда, көмір дайындау) бойынша процестердегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.8-кесте	Кокс өндірісінде көмірді сақтау және коксты сұрыптау кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.9-кесте	Кокс өндірісінде көмірді жүктеген кездегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.10-кесте	Кокс пешінің күйдіру процесіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.11-кесте	Кокс беру процесіне арналған тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.12-кесте	Коксты сөндіру процесіне арналған тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.13-кесте	Астыңғы жеткізу газы бар кокс пештеріне арналған күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.14-кесте	Күкірт қышқылын және басқа өнімдерді өндіру кезінде балқыту пештерінең шығарылатын газдардың құрамындағы күкіртті рекуперациялау кезіндегі ЕҚТ-мен байланысты күкірт диоксидінің (SO₂) технологиялық көрсеткіштері
6.15-кесте	Астыңғы жеткізу газы бар кокс пештеріне арналған NO_x шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.16-кесте	Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері
6.17-кесте	Кальций карбиді өндірісінің дайындауға, қорытуға және қаптауға байланысты процестеріндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.18-кесте	Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері
6.19-кесте	Шойын өндірісінде шихтаны дайындауға тасымалдауға, жинақтауыш бункерден түсіруге, көмір тозаңын үрлеу қондырғысынан түсіруге байланысты процестердегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.20-кесте	Құю цехына (астаулар, науалар, шойын тасығыш және миксерлік шөміштерге жүктеу пункттері, скиммерлер) арналған ЕҚТ-ны қолдануға байланысты тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.21-кесте	Шойын өндірісінде домна газын тазалауға байланысты процестердегі тозаңның технологиялық көрсеткіштері
6.22-кесте	Шойын өндірісінде домналық ауа қыздырғыштарға арналған тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.23-кесте	Шойын өндірісінде домналық ауа қыздырғыштарға арналған күкірт диоксиді (SO₂) және азот диоксиді (NOx) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.24-кесте	Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері
6.25-кесте	Конвертерлік болат өндірісі кезінде оттекті конвертердің газын кәдеге асыру кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.26-кесте	Сұйық шойынды алдын ала өңдеу процестеріндегі екінші реттік тозаңсыздандыруға арналған тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.27-кесте	Қожды өз орнында қайта өңдеген кездегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.28-кесте	Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері
6.29-кесте	Болат өндірісіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.30-кесте	Қожды өз орнында қайта өңдеу кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері
6.31-кесте	Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері

Глоссарий

Осы глоссарий осы ең үздік қолжетімді техникалар бойынша "Шойын және болат өндірісі" анықтамалығында (бұдан әрі – ЕҚТ бойынша анықтамалық) қамтылған ақпаратты түсінуді жеңілдетуге арналған. Осы глоссарийдегі терминдердің анықтамалары (тіпті олардың кейбіреулері Қазақстан Республикасының нормативтік құқықтық актілерінде келтірілген анықтамаларға сәйкес келуі мүмкін болса да) заңды анықтамалар болып табылмайды.

Глоссарийде мынадай бөлімдер ұсынылған:

терминдер мен олардың анықтамалары;

аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы;

химиялық элементтер;

химиялық формулалар;

өлшем бірліктері.

Терминдер мен олардың анықтамалары

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта мынадай терминдер пайдаланылады:

агломерат	—	агломерация өнімі - кендерден металдар (қорытпалар) өндіру кезінде қара және түсті металлургияға арналған шикізат;
агломерация	—	металлургиялық қасиеттерін жақсарту үшін ұсақ материалдарды, көбінесе кен шикіқұрамын (ұсақ кен мен концентраттар, тозаң тектес кендер, мойындық тозаңы) кесектеудің термиялық әдісі. Жылыту әдетте ауаны үздіксіз сору кезінде ең көп өңделетін материалдағы ұсақ отынды жағу арқылы жүзеге асырылады. Агломерациялық шихтаға көбінесе қосынды (әктас) енгізіледі. Агломерация кезінде кесектеу негізінде бөлек-бөлек түйірлерді қыздыру кезінде түзілген тез балқитын сұйықтықпен біріктіру және салқындату кезінде кесектерді қалыптастыру нәтижесінде жүргізіледі. Агломерация көбінесе торлы түбі бар бір-біріне тіркелген арбалар түріндегі таспалы типті агломерациялық машиналарда жүргізіледі. Агломерация өнімі – агломерат;
айналмалы пеш	—	әртүрлі физика-химиялық процестерді жүзеге асыру мақсатында пешке орналастырылған материалдарды қыздыруға арналған, корпусының бойлық осімен айналып тұратын цилиндр формалы құбырлы немесе барабанды пеш;
бастапқы өндіріс	—	кендер мен концентраттарды пайдалана отырып металл өндіру;
бейтараптан-дыру	—	қышқыл мен негіздің тұз бен әлсіз ыдырайтын зат түзе отырып өзара әрекеттесу реакциясы;
беріктігі жоғары шойын	—	беріктік көрсеткіші жоғары шойын. Негізінен магний, иттрий, церий және басқа элементтердің қоспаларымен шойын құрылымын өзгерту арқылы алынады;
білікті уатқыш	—	екі білік орнатылған ауыр жақтаудан тұратын қайталама уатқыш типі. Екі білік бір-біріне қарай айналып жұмыс істейді. Жоғарыдан берілетін жыныс қозғалмалы біліктер арасында қысылып, ұсақталып, төмен жағынан шығарып тасталады;
брикет	—	одан әрі пайдаланған кезде шығынды азайту мақсатында брикеттеу нәтижесінде алынған кесектелген материалдың (қоспадағы байланыстырушы затпен бірге кеннің, тотықсыздандырғыштың және т.б.) бір бөлігі. Бастапқы материалмен салыстырғанда әдетте кесектері ірі болады, мұның өзі кейбір металлургиялық процестер үшін маңызды болады;
брикеттеу	—	майда материалдарды массасы (брикеттер) бірдей біркелкі формадағы кесектерге таспалы, білікті, штемпельді және сақиналы баспақтарда қайта өңдеу. Брикеттерді беріктендіру үшін байланыстырушы, цементтеуші, желімдеуші қоспаларды (кек, битум, сұйық шыны және т.б.) пайдаланады;
вакуум шөміш	—	балқыту пештеріндегі (ванналардағы) металл балқымаларды құюға арналған шөміш. Вакуум шөміш құбыр өткізілген қақпақпен тығыз жабылады; құбырдың бос ұшы пештегі (ваннадағы) балқытылған металға батырылады. Вакуум шөміште ыдырату жүргізіледі және металл құбыр арқылы шөміштің ішіне қарай сорылады;
ванна	—	сұйық ортаға арналған ашық ыдыс;
гарнисаж	—	тигель қабырғасында металды құйып алған соң қалып қалған қатқан металл немесе қож қабаты; тұтынылатын дәнекерлік қоспа металының балқытылмаған қалдығы;
доғалы пеш	—	доғаның жылуы металдарды қыздыру және балқыту үшін қолданылатын өнеркәсіптік электр пеші;
домна ауажылыт-қышы	—	ауаны домна пешіне берер алдында жылытуға арналған қондырғы;
домна газы	—	мойындық газ – толық жанбаған көміртек өнімін білдіретін домна пешінің шығарылатын газы;
домна пеші	—	домна - темір рудасынан алынған шойынды балқытуға арналған шахта пеші. Домна пешінің көрігінде шойын және қож тесіктері, сондай-ақ пешке (қыздырылған ауа) үрлеуге арналған мойнақтар бар. Шойын тесіктердің деңгейінен мойындықтың жоғарғы жағына дейінгі қашықтық домна пешінің пайдалы биіктігі деп аталады. Домна пешінің маңызды сипаттамасы - оның пайдалы көлемі;
ең үздік қолжетімді техникалар	—	қызмет түрлері мен оларды жүзеге асыру әдістерінің неғұрлым тиімді және озыңқы даму сатысы, ол бұлардың технологиялық нормативтерді және қоршаған ортаға антропогендік теріс әсерді болғызбауға немесе, егер бұл іс жүзінде мүмкін болмаса, барынша азайтуға бағытталған өзге де экологиялық шарттарды белгілеуге негіз болу үшін практикалық жарамдылығын айғақтайды;
жіктеу	—	бөлшектерінің мөлшері әркелкі сусымалы өнімді белгілі бір мөлшердегі бөлшектердің екі немесе одан да көп фракциясына елеуіш құрылғыны қолдану арқылы бөлу;
индукциялық пеш	—	металды айнымалы электромагниттік өріске орналастыратын электрлік балқыту пеші, нәтижесінде оны қыздыратын электр тогы (құйынды) металда индукцияланады. Артықшылығы: таза өнім алынады, қыздыру жылдамдығы жоғары, температураны реттеу оңай, металл қалдығы аз болады, вакуумды немесе қорғаныс газ ортасын пайдалануға болады;
кавитация	—	сұйықтықта (температура көтерілген кезде газ көпіршіктері пайда болатын қайнаудан басқаша) қысымның жергілікті төмендеуі арқылы газ немесе бумен толтырылған қуыстың пайда болуы. Кавитация көздері сұйықтықтың жергілікті көлемде екпіндеуі (гидродинамикалық кавитация), сұйықтыққа акустикалық көздердің әсер етуі (акустикалық кавитация), сұйықтықтың статикалық созылуы болуы мүмкін. Кавитациялық қуыстардың көбеюі әдетте кавитациялық шу, жалтырау, сығылу сияқты әсерлермен бірге жүреді. Кавитациялық көпіршіктер сығылған кезде қатты соққы толқындары, ең қатты материалдарды – тасты, болатты (кавитациялық эрозия) бұза алатын қысым пайда болады. Кавитацияның пайда болуы сұйықтықта қосымша беткейлердің пайда болуына әкелетіндіктен, кавитацияның оң әсерлері тазарту процестерін күшейтумен байланысты, яғни сұйықтық бөгде қоспалардан, еріген газдардан және т.б. тазартылады. Сондықтан кавитацияны металлургияда металдарды тазарту және олардың сапасын жақсарту үшін қолдануға болады;
катод	—	тотықсыздандыру реакциялары жүретін электрод;
кешенді технологиялық аудит (КТА)	—	кәсіпорындарда қолданылатын қоршаған ортаға теріс антропогендік әсерді болғызбауға және (немесе) азайтуға, оның ішінде тиісті мәліметтер жинау және (немесе) ең озық қолжетімді техникаларды қолдану саласына жататын объектілерге бару арқылы азайтуға бағытталған техникаларды (технологияларды, тәсілдерді, әдістерді, процестерді, практиканы, тәсілдер мен шешімдерді) сараптамалық бағалау процесі;
кокс	—	әртүрлі отындарды (көмір, шымтезек және басқа органикалық заттар) ауа кіргізбей 950–1050 °C дейін қыздырғанда пайда болатын қатты көміртекті қалдық. Қара металлургияда ең көп таралғаны домна пештері мен шойын балқытқыштарда отын ретінде қолданылатын тас көмірлі кокс;
кокс газы	—	тас көмірді кокстеу кезінде алынатын жанғыш газ. Өнеркәсіптік пештердің отыны, тұрмыстық газбен жабдықтау және химия өнеркәсібінің бастапқы шикізаты ретінде қолданылады;
кокстеу	—	бағалы химиялық шикізат болып табылатын кокс (70 – 80 %), кокс газы (15 – 25 %) және сұйық жанама өнімдерді (шамамен 3 %) алу үшін ауа кіргізбей 950–1050 °С дейін қыздыру арқылы отынды химиялық өңдеу;
концентрат	—	бастапқы шикізатқа қарағанда құрамында құнды минералдардың мөлшері жоғары болатын пайдалы қазбаларды байыту өнімі. Қара металлургияда – 70 % және одан жоғары, ал түсті металлургияда - он пайызға жуық;
көрік	—	балқытылған металдар мен қождар жиналатын шахта пешінің төменгі бөлігі;
күкіртсіздендіру	—	күкіртсіздендіру - балқытылған металдағы (мысалы, шойын, болат) күкіртті жоюға ықпал ететін физика-химиялық процестер. Күкірт берік сульфидтерге (мысалы, кальций сульфидіне) қосылып, қожға айналады;
қайталама металл	—	қайта қорытуға арналған сынықтар мен өндірістің металл қалдықтары түріндегі шикізат;
қайталама өндіріс	—	қайта балқытуды және қоспалауды қоса алғанда, қоқыстарды және/немесе қалдықтарды пайдалана отырып металл өндіру;
қаңылтақ	—	тік бұрышты қалыпталған болат дайындаманы білдіретін металлургиялық өндірістің жартылай өнімі. Қаңылтақты қысқыш орнақта қалыпталған (слябинг және блюминг) құймадан немесе үздіксіз құю қондырғыларындағы тікелей сұйық металдан алады. Қаңылтақтар жалпақ болатты илемдеуге арналған;
қауіпті заттар	—	уыттылық, төзімділік және биоаккумулятивтілік сияқты бір немесе бірнеше қауіпті қасиеттері бар немесе адам үшін немесе қоршаған орта үшін қауіпті деп жіктелген заттар немесе заттар топтары;
қолданыста-ғы қондырғы	—	қолданыстағы объектіде (кәсіпорын) орналасқан және осы ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданысқа енгізілгенге дейін пайдалануға берілген эмиссиялардың стационарлық көзі. Қолданыстағы қондырғыларға осы ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданысқа енгізілгеннен кейін реконструкцияланатын және (немесе) жаңғыртылған қондырғылар жатпайды;
қоршаған ортаға әсері	—	ұйымның экологиялық аспектілерінің толық немесе ішінара нәтижесі болып табылатын қоршаған ортадағы кез келген жағымсыз немесе оң өзгерістер;
құйма (дайындама)	—	металды немесе қорытпаны формада қатайту арқылы қалыптасқан дайын өңдеудегі бұйымдар үшін қолданылатын жалпы термин;
қышқыл болат	—	құрамында кремнезем сияқты қышқылы көп қож астында қышқыл қаптамасы бар пеште балқытылған болат;
қышқыл қаптама	—	жұмыс температурасы кезінде қышқылды реакция жасайтын құм, құрамында кремниі бар тау жынысы немесе кремнеземнен жасалған кірпіш түріндегі материалдан тұратын пештің ішкі қаптамасы;
ластағыш зат	—	қоршаған ортаға өздерінің сапалық немесе сандық сипаттамаларына байланысты түскен кезде табиғи ортаның табиғи тепе-теңдігін бұзатын, табиғи орта компоненттерінің сапасын нашарлататын, экологиялық залал не адамның өміріне және (немесе) денсаулығына зиян келтіруге қабілетті қатты, сұйық, газ тәрізді немесе бу тәрізді күйдегі кез келген заттар;
легирленген болат	—	құрамында кәдімгі компоненттер мен қоспалардан басқа (C, Si, Mn, S, P) қалыпты мөлшерден өте көп мөлшерде өзге (легирлеуші) элементтер, не кремний немесе марганец бар болат. Легирлеуші элементтерді, әдетте, балқытылған болатқа ферроқорытпа немесе лигатура түрінде енгізеді. Легирлеуші элементтердің 2,5 %-ға дейінгі жиынтық құрамы кезінде болат төмен легирленген, 2,5 %-дан 10 %-ға дейін - орташа легирленген 10 %-дан астам - жоғары легирленген болып есептеледі. Cr, Ni, Mo, W, V, Mn, Ti легирлеуші элементт ретінде ең көп қолданылады. Болатты бір, екі, үш элементпен және т. б. легирлеуге болады. Сәйкесінше легирленген болат хромды, хромникельді, хромникельмолибденді, хромникельвольфрамды және т.б. деп аталады;
легирлеу	—	металл қорытпаларының құрамына қорытпалардың құрылымын өзгерту, оларға белгілі бір физикалық, химиялық, механикалық немесе пайдалану қасиеттерін беру үшін легирлеуші элементтерді енгізу. Легирлеуші қоспалар шихтаға немесе балқытылған металға енгізіледі;
майдалау	—	қатты материалдарды ұсақтау, майдалау, кесу, дірілдету немесе басқа процестер арқылы түйірлерінің белгілі бір орташа көлемінен кіші орташа көлеміне дейін кішірейту;
маркерлік ластағыш заттар	—	өндірістің немесе технологиялық процестің белгілі бір түрінің эмиссиялары үшін ластағыш заттардың осындай өндірісіне немесе технологиялық процесіне тән топтан таңдап алынатын және топқа кіретін барлық ластағыш заттар эмиссияларының мәндерін олардың көмегімен бағалауға болатын ең маңызды ластағыш заттар;
металданған жентектер	—	темірді кеннен алдын-ала тікелей қалпына келтіру жүргізілген кесектендірілген шикізат;
мойындық	—	шикі материалдарды: агломератты, жентекті, кенді, қосындыны, отынды порциялап (салынбамен) тиейтін балқыту шахта пештерінің жоғарғы бөлігі (мысалы, домна пештері);
мойындық тозаңы	—	домна пешінен домна (мойындық) газымен бірге шығарылатын, негізінен темір кенді материалдардан, сондай-ақ отыннан (кокс) және қосындыдан (әктас) тұратын тозаң. Мойындық тозаңы тұтылады және домналық балқытуда әдетте агломерациялық шикіқұрамға қоспа түрінде пайдаланылады;
перспектива-лы техникалар	—	экологиялық тиімділікті жақсарту әлеуеті бар, бірақ әлі коммерциялық түрде қолданылмаған немесе әлі де зерттеу және әзірлеу сатысындағы техникалар;
пеш	—	металдарды алу, тазарту және өңдеу үшін құрамында металл бар материалдар жылу энергиясының көмегімен талап етілетін физика-химиялық түрлендірулерге ұшырайтын агрегат;
сапалы болат	—	сапалы болат құрылымының біркелкілігі, тазалығы (құрамында күкірт (S) пен фосфор (P), металл емес қоспалар, газдар аз), жалпы механикалық қасиеттерінің деңгейі бойынша кәдімгі болаттан артық болады. Сапалы болат пен сапасы қалыпты болаттан басқа, стандарттарда жоғары сапалы және айрықша жоғары сапалы болат деп бөлінеді, оларға тазалық бойынша одан да қатаң талаптар қойылады (негізінен S және P құрамы бойынша). Сапасы қалыпты болат құрылыс конструкцияларында және көліктердің қатардағы бөлшектерінде пайдаланылады. Сапалы болат көпір конструкциялдарына және аса ауыр жүктеме түсірілетін бөлшектерге пайдаланылады;
сарқынды сулар	—	адамның шаруашылық қызметінің нәтижесінде немесе ластанған аумақта түзілетін су;
скруббер	—	тазарту мақсатында және бір немесе бірнеше компоненттерді алу үшін газдарды сұйықтықпен жууға арналған әртүрлі конструкциялы аппараттар, сондай-ақ пайдалы қазбаларды жууға арналған барабанды машиналар, оның ішінде тозаңды тұтып қалатын қондырғы;
соғылма	—	сомдап немесе қалыптап жасалған металл өнім;
сүзгілеу	—	суспензияны конструкциясы әртүрлі сүзгілердің көмегімен сұйық және қатты фазаларға бөлу процесі;
сұйық фазалық тотықсыздандыру	—	балқытылған оксидтер мен оксидтік жүйелерден металдарды тотықсыздандыру;
сынама алу	—	қарастырылып отырған затты, материалды немесе өнімді зерттеу мақсатында тұтас үлгінің репрезентативті іріктелімін қалыптастыру үшін заттың, материалдың немесе өнімнің бір бөлігі шығарылатын процесс. Сынама алу жоспары, іріктеу және аналитикалық ой-пайым әрқашан бір уақытта ескерілуге тиіс;
тазалау	—	металды қоспалардан тазалау;
техникалық сипаттамасы	—	құрылыстың, конструкцияның және/немесе материалдардың функционалдық, геометриялық, деформациялық, беріктік қасиеттерін көрсететін шама;
технология-лық көрсеткіштер	—	белгілі бір уақыт кезеңі үшін және белгілі бір жағдайларда орташаландыруды ескергенде ең үздік қолжетімді техникалар жөніндегі қорытындыда сипатталған ең үздік қолжетімді техникалардың бірін немесе бірнешеуін қолдану арқылы объектіні қалыпты пайдаланған кезде қол жеткізуге болатын өндірілетін өнімнің (тауардың), орындалатын жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бір бірлігіне немесе уақыт бірлігіне есептегенде эмиссиялардың ең үздік қолжетімді технологияларды қолдануға байланысты, эмиссия көлемінің бір бірлігіне (мг/Нм3, мг/л) және (немесе) электр және (немесе) жылу энергиясын, өзге ресурстарды тұтыну мөлшеріне қатысты маркерлік ластағыш заттардың шекті мөлшері (массасы) түрінде көрсетілген деңгейі;
тиімділік	—	мүмкіндігінше аз шығынмен қандай да бір белгіленген нәтижеге қол жеткізу немесе қолдағы ресурс мөлшерінен мүмкіндігінше барынша көлемде өнім алу;
тікелей өлшеу	—	белгілі бір көзден шығарылатын қосылыстардың нақты сандық анықтамасы;
толық жағатын оттық	—	органикалық қосылыстарды көміртек диоксидіне (CO₂) дейін тотықтыру үшін уақытты, температураны және жеткілікті мөлшерде оттегіні араластыруды қамтамасыз ететін күйдіру жүйесі бар арнайы әзірленген жағуға арналған қосымша қондырғы (үзбей пайдаланылуы міндетті емес). Қондырғылар қажетті жылу қуатының көп бөлігін және энергия тиімділігін қамтамасыз ету үшін өңделмеген газдың энергия сыйымдылығын пайдаланатындай түрде жобалануы мүмкін;
толық жағу	—	шығарындыларды газ тәрізді қоспалардан тазарту әдісі; технологиялық, желдету және басқа шығарындылардың құрамында болатын зиянды қоспаларды жоғары температурада жағуға негізделген. Термиялық толық жағуды негізінен қоспалардың жоғары концентрациясында (тұтану шегінен асатын) және оттегі газдарының едәуір мөлшерінде қолданады;
толық жағу камерасы	—	негізгі камерада жанбай қалған отынды толық жағуға және қожды қосымша тұтып алуға арналған аймақ, тік шахтаны білдіреді;
түтін газы	—	жану өнімдері мен жану камерасынан шығатын және түтіндік арқылы жоғары бағытталған ауаның шығарылуға тиіс қоспасы;
уату	—	кенді қатты беткейде уату немесе мәжбүрлі қозғалыспен қозғалмайтын бағытта беткейге соққылау арқылы жүргізіледі;
үздіксіз өлшеу	—	жөндеу жұмыстарын жүргізу, ақауларды жою, іске қосу-баптау, тексеру, калибрлеу жұмыстары үшін үзілістер жасайтын тәулік бойы өлшеу;
фурмалық газ	—	пештің фурмалық аймағында түзілетін газ;
шетмойын	—	мойынтірекке сұғындырылған және мойынтіректен түсірілетін жүктемені тікелей көтеретін біліктің және өстің (әдетте тегістелген) бір бөлігі;
шихта	—	кеннен, концентраттардан, флюстерден, қалпына келтіргіштерден және т.б. тұратын металдарды алуға арналған бастапқы материалдардың шикізат қоспасы;
шойын балқытқыш	—	құю цехтарында металл шихтадан (домна шойыны, шойын және болат сынықтары, жоңқа брикеттері, ферроқорытпа) шойын қорытуға арналған үздіксіз жұмыс істейтін шахталық типті пеш;
шығары-латын газ	—	процесс немесе пайдалану нәтижесінде түзілетін газға/ауаға арналған жалпы термин (түтін газдарын, пайдаланылған газдарды қараңыз);
іске қосу және тоқтату операция-лары	—	жұмыс істеп тұрғанда пайдалану, жабдық элементі немесе резервуар пайдалануға беріледі немесе пайдаланудан шығарылады немесе жұмыс істемей қалады немесе жұмыс істейді. Тұрақты тербелмелі белсенділік фазаларын іске қосу немесе тоқтату деп санауға болмайды;
энергетика-лық аудит (энергия аудиті)	—	энергия үнемдеудің мүмкіндігі мен әлеуетін бағалау мен энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру жөніндегі қорытындыны дайындау мақсатында энергетикалық ресурстарды пайдалану туралы деректерді жинау, өңдеу және талдау;
энергетика-лық тиімділік (бұдан әрі -энергия тиімділігі)	—	ұсынылған қызметтер, жұмыстар, шығарылған өнімдер (тауарлар) немесе өндірілген энергетикалық ресурстар көлемінің осыған жұмсалған бастапқы энергетикалық ресурстарға сандық қатынасы;
энергия үнемдеу	—	пайдаланылатын энергетикалық ресурстардың көлемін азайтуға бағытталған ұйымдастырушылық, техникалық, технологиялық, экономикалық және өзге де шараларды іске асыру.

Аббревиатуралар мен олардың толық жазылуы

Аббревиатура		Толық жазылуы
АҚ	—	Акционерлік қоғам
АМЖ	—	Автоматтандырылған мониторинг жүйесі
АТПБЖ	—	Автоматтандырылған технологиялық процесті басқару жүйесі
БТ	—	Бүйірлік тоқжолы
БХҚ	—	Биохимиялық қондырғы
ГАҚ	—	Газ-ауа қоспасы
ДҮҚМ	—	Дайындамаларды үздіксіз құю машинасы
ЕҚТ	—	Ең үздік қолжетімді техникалар
ЕО	—	Еуропа одағы
ЖКҚ	—	Жабық көмір қоймасы
ЖМК	—	Жоғары реакциялы мұнай коксы
ЖТ	—	Жоғарғы тоқжолы
КДЦ	—	Көмір дайындау цехы
КЖҚ	—	Конуссыз жүктеу құрылғысы
КТА	—	Кешенді технологиялық аудит
КТО	—	Көміртозаңды отын
КУ	—	Күйдіру учаскесі
КЭР	—	Кешенді экологиялық рұқсат
ҚР	—	Қазақстан Республикасы
ОБТ	—	Оттекті биохимиялық тұтыну
ОХТ	—	Оттекті химиялық тұтыну
ОЭР	—	Отын-энергетикалық ресурстар
ӨЭБ	—	Өндірістік экологиялық бақылау
ПӘК	—	Пайдалы әсер коэффициенті
ПХДД	—	Полихлорирланған дибензодиоксиндер
ПХДФ	—	Полихлорирланған дибензофурандар
ТҚЦ	—	Тазарту құрылыстары цехы
ШРК	—	Шекті-рұқсат етілген концентрация
ЭМЖ	—	Экологиялық менеджмент жүйесі
ЭнМЖ	—	Энергиялық менеджмент жүйесі

Химиялық элементтер

Символ	Атауы	Символ	Атауы
Ag	күміс	Mg	магний
Al	алюминий	Mn	марганец
As	күшән	Mo	молибден
Au	алтын	N	азот
B	бор	Na	натрий
Ba	барий	Nb	ниобий
Be	бериллий	Ni	никель
Bi	висмут	O	оттегі
C	көміртек	Os	осмий
Ca	кальций	P	фосфор
Cd	кадмий	Pb	қорғасын
Cl	хлор	Pd	палладий
Co	кобальт	Pt	платина
Cr	хром	Re	рений
Cs	цезий	Rh	родий
Cu	мыс	Ru	рутений
F	фтор	S	күкірт
Fe	темір	Sb	сүрме
Ga	галлий	Se	селен
Ge	германий	Si	кремний
H	сутегі	Sn	қалайы
He	гелий	Ta	тантал
Hg	сынап	Te	теллур
I	йод	Ti	титан
In	индий	Tl	таллий
Ir	иридий	V	ванадий
K	калий	W	вольфрам
Li	литий	Zn	мырыш

Химиялық формулалар

Химиялық формула	Атауы (Сипаттамасы)
AI₂O₃	алюминий оксиді
СН₄	метан
С₆H₆	бензол
C₆H₅CH₃	толуол
CO	көміртек оксиді
CO₂	көміртек диоксиді
CS₂	күкіртті көміртек
CaO	кальций оксиді, кальций гидрототығы
FeO	темір оксиді
Fe₂O₃	үш валентті темір окссиді
H₂O₂	сутегінің асқын тотығы
H₂S	күкіртті сутек
H₂SO₄	күкірт қышқылы
HCl	хлор-сутегі қышқылы
HF	фтор-сутегі қышқылы
HNO₃	азот қышқылы
K₂O	калий оксиді
MgO	магний оксиді, магнезия
MnO	марганец оксиді
NaOH	натрий гидрототығы
NaCl	натрий хлориді
CaC₂	карибид кальция
CaCl₂	калий хлориді
Na₂CO₃	натрий карбонаты
Na₂SO₄	натрий сульфаты
NO₂	азот қос тотығы
NO_x	азот қышқылы NO₂түрінде берілген азот оксиді (NO) және азот диоксиді (NO₂) қоспасы
SiO₂	кремний қос тотығы, кремний оксиді
SO₂	күкірт қос тотығы
SO₃	күкірт үш тотығы
SO_x	күкірт оксиді – күкірт диоксиді (SO₂) және SO₃
ZnO	мырыш оксиді

Өлшем бірліктері

Өлшем бірлігінің символы	Өлшем бірлігінің атауы	Өлшем атауы (өлшем символы)	Түрлендіру және түсініктемелер
бар	бар	Қысым (Д)	1.013 бар = 100 кПа = 1 атм
°C	Цельсий градусы	Температура (T) Температура айырмашылығы (TА)
г	грамм	Салмақ
ч	сағат	Уақыт
K	Келвин	Температура (T) Температура айырмашылығы (TА)	0 °C = 273,15 K
кг	килограмм	Салмақ
кДж	килоджоуль	Энергия
кПа	килопаскаль	Қысым
кВт ч	киловатт-сағат	Энергия	1 кВт ч = 3 600 кДж
л	литр	Көлем
м	метр	Ұзындық
м²	шаршы метр	Аудан
м³	текше метр	Көлем
мг	миллиграмм	Салмақ	1 мг = 10 - 3г
мм	миллиметр		1 мм = 10 - 3м
МВт	жылулық қуат мегаватт	Жылулық қуат Жылу энергиясы
Нм³	қалыпты текше метр	Көлем	101,325 кПа кезінде, 273,15 K
Па	паскаль		1 Па = 1 Н/м²
бөлік/ млрд	миллиардқа шаққан бөліктер	Қоспалардың құрамы	1 бөлік/ млрд = 10 - 9
бөлік/млн	млн ға шаққан бөліктер	Қоспалардың құрамы	1 бөлік/млн = 10 - 6
айн/мин	минутына айналу саны	Айналу жылдамдығы, жиілігі
т	метрикалық тонна	Салмақ	1 т= 1 000 кг немесе 10⁶^г
т/тәу	тәулігіне тоннамен	Массалық шығын Материал шығыны
т/жыл	жылына тоннамен	Массалық шығын Материал шығыны
көлем %	көлемі бойынша пайыздық ара қатынасы	Қоспалардың құрамы
кг-%	салмақ бойынша пайыздық ара қатынасы	Қоспалардың құрамы
Вт	ватт	Қуаттылық	1 Вт = 1 Дж/с
В	вольт	Кернеу	1 В = 1 Вт/1 А (А - Ампер, тоқ күші

Алғысөз

ЕҚТ бойынша анықтамалық мазмұнының қысқаша сипаттамасы: халықаралық аналогтармен өзара байланыс.

ЕҚТ бойынша "Шойын және болат өндірісі" анықтамалығы (бұдан әрі – ЕҚТ бойынша анықтамалық) Қазақстан Республикасының Экология кодексін (бұдан әрі – Кодекс) іске асыру мақсатында әзірленді.

ЕҚТ бойынша анықтамалық технологияны ЕҚТ ретінде айқындау, ЕҚТ бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, өзектілендіру және жариялау тәртібіне сәйкес, сондай-ақ Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысымен бекітілген Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингтеу және қайта қарау қағидаларына (бұдан әрі – Қағидалар) сәйкес әзірленді.

ЕҚТ-ны қолдану салаларының тізбесі Кодекске 3-қосымшада бекітілген.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық оның ішінде қоршаған ортаға эмиссияларды, су тұтынуды төмендетуге, энергия тиімділігін арттыруға, ЕҚТ қолдану салаларына жататын кәсіпорындарда ресурстарды үнемдеуді қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін шойын және болат өндірісінде қолданылатын технологиялық процестердің, жабдықтардың, техникалық тәсілдердің, әдістердің сипаттамасын қамтиды. Сипатталған технологиялық процестердің, техникалық тәсілдердің, әдістердің ішінен ЕҚТ-ға жатқызылған шешімдер бөлінді, сондай-ақ ЕҚТ-ға сай келетін технологиялық көрсеткіштер белгіленді.

Шойын және болат өндірісінің өнеркәсіптік кәсіпорындарынан атмосфераға шығарылатын эмиссиялардың қазіргі жай-күйі жылына шамамен 200 000 тоннаны құрайды. ЕО-ның салыстырмалы анықтамалық құжаттарында белгіленген эмиссиялар деңгейлеріне сәйкес келмеген жағдайда ЕҚТ қағидаттарына көшуге саланың дайындығы шамамен 40 %-ды құрайды.

ЕҚТ қағидаттарына көшкен кезде қоршаған ортаға эмиссиялардың болжамды қысқаруы 40 %-ды құрайды немесе жылына шамамен 21 000 тоннаға төмендейді.

ЕҚТ-ның қағидаттарына сәйкестік бойынша қара металлургияны сараптамалық бағалау туралы есепке сәйкес инвестициялардың болжамды көлемі – 96,5 млрд теңге. ЕҚТ-ны ендіру нақты кәсіпорынның экономикасын және кәсіпорынның ЕҚТ қағидаттарына көшуге дайындығын, ЕҚТ-ны өндіруші елді таңдауды, ЕҚТ-ның қуаттылық көрсеткіштерін, габариттерін және ЕҚТ-ны оқшаулау дәрежесін ескере отырып, ЕҚТ таңдаудың жеке тәсілін көздейді.

Заманауи және тиімді техниканы қолдана отырып, өндірістік қуаттарды жаңғырту Экономикалық ынтымақтастық және даму ұйымы (ЭЫДҰ) елдерінің эмиссияларына сай келетін тиісті деңгейлерге дейін ресурс үнемдеуге және қоршаған ортаны сауықтыруға ықпал ететін болады.

Анықтамалықты әзірлеу кезінде осы саладағы халықаралық тәжірибе ескерілді, оның ішінде ең үздік қолжетімді техникалар қолданылатын нақты салаларда олардың техникалық және экономикалық қолжетімділігін негіздейтін экономиканың қалыптасқан құрылымының ерекшелігі және Қазақстан Республикасының климаттық, сондай-ақ экологиялық жағдайларына негізді бейімдеу қажеттігі ескеріле отырып, Экономикалық ынтымақтастық және даму ұйымына, Еуропалық Одаққа мүше мемлекеттерде, Ресей Федерациясында, басқа елдер мен ұйымдарда ресми қолданылатын ұқсас және салыстырмалы анықтамалықтар пайдаланылды:

1. "Өнеркәсіптік шығарындылар және/немесе төгінділер туралы (ластанудың кешенді алдын алу және бақылау туралы)" Еуропалық Парламент пен ЕО Кеңесінің 2010/75/ЕС директивасы;

2. Best Available Techniques Reference Document for Iron And Steel Production, 2013 ж., Шойын және болат өндірісінің ең үздік қолжетімді технологиялары бойынша анықтамалық құжат [5];

3. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques in the Ferrous Metals Processing Industry, 2022 ж., Қара металды өңдейтін кәсіпорындарға арналған ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша анықтамалық құжат [6];

4. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals - Solids and Others industry, 2007 ж., Ірі тоннажды бейорганикалық химиялық заттар – қатты заттар және өнеркәсіптің басқа да салалары бойынша ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша анықтамалық құжат [7];

5. Best Available Techniques Reference Document on Economics and Cross-Media Effects, 2006 ж., Экономика және кросс-медиа әсерлері жөніндегі ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша анықтамалық құжат [8];

6. Best Available Techniques Reference Document for Waste Treatment, 2018 ж., Қалдықтарды басқару жөніндегі ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша анықтамалық құжат [9];

7. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency, 2009 ж., Энергия тиімділігін қамтамасыз етудің ең үздік қолжетімді технологиялары бойынша анықтамалық құжат – М.: Эколайн, 2012 ж. [10];

8. ЭЫДҰ ЕҚТ бойынша жобасының есебі – 4 -кезең - ЕҚТ негізінде экологиялық рұқсат алу шарттарын орындау үшін ЕҚТ анықтау және экологиялық тиімділік деңгейлерін белгілеу жөніндегі нұсқау, 2020 ж.;

9. Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық АТА 26-2021 "Шойын, болат және ферроқорытпа өндірісі";

10. Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық 48-2017 "Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезінде энергетикалық тиімділікті арттыру".

Деректерді жинау туралы ақпарат

ЕҚТ бойынша анықтамалықта қоршаған ортаны қорғау саласындағы уәкілетті органның ЕҚТ жөніндегі бюроның функцияларын жүзеге асыратын ведомстволық бағынысты ұйымы жүргізген 2015 – 2021 жылдардағы КТА және сауалнама нәтижелері бойынша алынған ҚР-да шойын және болат өндірісін жүзеге асыратын кәсіпорындардың техникалық-экономикалық көрсеткіштері, ауаға ластағыш заттардың шығарындылары және су ортасына төгінділері жөніндегі нақты деректер пайдаланылды.

КТА-ға арналған объектілердің тізбесін ЕҚТ бойынша "Шойын және болат өндірісі" анықтамалығын әзірлеу жөніндегі техникалық жұмыс тобы бекітті.

ЕҚТ бойынша анықтамалықта ҚР Стратегиялық жоспарлау және реформалар жөніндегі агенттігі Ұлттық статистика бюросының (ҚР СЖРА ҰСБ), шойын және болат өндірісіне арналған технологиялық жүйелер мен жабдықтарды өндіруді жүзеге асыратын компаниялардың деректері пайдаланылды.

Өнеркәсіп кәсіпорындарында қолданылатын технологиялық процестер, жабдықтар, қоршаған ортаны ластау көздері, қоршаған ортаның ластануын төмендетуге және энергия тиімділігі мен ресурс үнемдеуді арттыруға бағытталған технологиялық, техникалық және ұйымдастырушылық іс-шаралар туралы ақпарат Қағидаларға сәйкес ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу процесінде жиналды.

Басқа ЕҚТ бойынша анықтамалықтармен өзара байланыс

ЕҚТ бойынша анықтамалық Кодекс талаптарына сәйкес әзірленетін сериялардың бірі болып табылады және мыналарға байланысты болады:

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың атауы	Өзара байланысты процестер
Қалдықтарды кәдеге жарату және залалсыздандыру	Қалдықтармен жұмыс істеу
Өнімді өндіру кезінде сарқынды суларды тазарту	Сарқынды суларды тазарту процестері
Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезіндегі энергетикалық тиімділік	Энергетикалық тиімділік
Өртеу арқылы қалдықтарды кәдеге жарату және жою	Бөлінетін газдарды отын компоненті ретінде тарту
Темір кендерін (қара металдың өзге де кендерін қоса алғанда) өндіру және байыту	Материалдық-шикізат ресурстары, шикізатты дайындау процестері
Қара металды одан әрі қайта өңдеу бұйымдарының өндірісі	Материалдық-шикізат ресурстары
Атмосфералық ауа мен су объектілеріне ластағыш заттар эмиссияларының мониторингі	Эмиссиялар мониторингі
Бейорганикалық химиялық заттар өндірісі	Химиялық заттарды өндіру процестері

Қолданылу саласы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық Кодекске 3 -қосымшаға сәйкес мынадай қызмет түрлеріне қолданылады:

шойын және болат өндірісі.

ЕҚТ бойынша анықтамалық эмиссиялар көлеміне немесе қоршаған ортаның ластану деңгейіне әсер етуі мүмкін негізі қызмет түрлеріне байланысты мынадай процестерге қолданылады:

сусымалы материалдарды тиеу, түсіру және өндеу;

шикізатты дайындау;

темір кенін жентектеу және түйіршіктеу;

кокстелген көмірден кокс өндіру;

қожды қайта өндеуді қоса алғанда, домналық тәсілмен шойын өндіру;

кіру тұсындағы шөмішпен күкіртсіз ендіруді, шығу тұсындағы шөмішті металлургияны және қожды қайта өңдеуді қоса алғанда, оттегі процесін пайдалана отырып болатты өндіру және тазарту;

шөмішті металлургияны және қожды қайта өндеуді қоса алғанда, электрдоғалы пештерде болат өндіру;

үздіксіз құю;

кальций карбидін өндіру;

эмиссиялар мен қалдықтардың түзілуін болдырмау және азайту әдістері.

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалық кенді өндіру және байыту, концентраттарды алу процестеріне, цемент, әк және MnO өндіретін кәсіпорындардағы пештерде әк өндіру; түсті металды алу үшін тозаңды өңдеуге (мысалы, электрдоғалы пештердің тозаңы); кокс пештерінде күкірт қышқылын өндіретін зауыттарға; қара металдарды одан әрі қайта бөлу бұйымдарын өндіруге, өндірістің үздіксіз жұмыс істеуі үшін, сондай-ақ жоспарлы-алдын алу және жөндеу жұмыстарына байланысты штаттан тыс пайдалану режимдері үшін қажетті қосалқы процестерге, өнеркәсіптік қауіпсіздікті немесе еңбекті қорғауды қамтамасыз етуге қатысты мәселелерге қолданылмайды.

Өндірістегі қалдықтарды басқару аспектілері осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта негізгі технологиялық процесс барысында түзілетін қалдықтарға қатысты ғана қаралады. Қосалқы технологиялық процестердің қалдықтарын басқару жүйесі тиісті ЕҚТ бойынша анықтамалықтарда қаралады.

Қолданылу қағидаттары

Құжаттың мәртебесі

ЕҚТ бойынша анықтамалық объект/объектілер операторларын, уәкілетті мемлекеттік органдарды және жұртшылықты объект/объектілер операторларының "жасыл" экономика қағидаттарына және ЕҚТ-ға көшуін ынталандыру мақсатында ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласына жататын ЕҚТ мен кез келген перспективалы техникалар туралы хабардар етуге арналған.

ЕҚТ айқындау бірқатар халықаралық қабылданған өлшемшарттар негізінде мынадай салалар (ЕҚТ қолданылатын салалар) үшін жүзеге асырылады:

қалдығы аз технологиялық процестерді қолдану;

өндірістің жоғары ресурстық және энергетикалық тиімділігі;

суды ұтымды пайдалану, су айналымы циклдерін құру;

ластануды болғызбау, аса қауіпті заттарды пайдаланудан бас тарту (немесе пайдалануды барынша азайту);

заттар мен энергияны қайта пайдалануды ұйымдастыру (мүмкіндігінше);

экономикалық орындылық (ЕҚТ қолданылатын салаларға тән инвестициялық циклдардерді ескере отырып).

Қолданылуы міндетті ережелер

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың "6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдарды қамтитын қорытынды" деген бөлімінің ережелері ЕҚТ бойынша қорытындыларды әзірлеген кезде қолдану үшін міндетті болып табылады.

ЕҚТ бойынша қорытындының бір немесе бірнеше ережесінің жиынтығын қолдану қажеттігін объект операторлары технологиялық көрсеткіштер сақталған жағдайда кәсіпорындағы экологиялық аспектілерді басқару мақсаттарына сүйене отырып өз бетінше айқындайды. Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықта берілген ЕҚТ-ның саны мен тізбесін ендіру міндетті емес.

ЕҚТ бойынша қорытындының негізінде объектілердің операторлары ЕҚТ бойынша қорытындыларда бекітілген технологиялық көрсеткіштер деңгейіне қол жеткізуге бағытталған экологиялық тиімділікті арттыру бағдарламасын әзірлейді.

Ұсынымдық ережелер

Ұсынымдық ережелер сипаттау түрінде болады және ЕҚТ-ны қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді белгілеу процесін талдауға және ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау кезінде талдауға ұсынылады:

1-бөлім: шойын және болат өндірісі, саланың құрылымы, шойын және болат өндірісінде пайдаланылатын өнеркәсіптік процестер мен технологиялар туралы жалпы ақпарат берілген.

2-бөлім: ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасы, ЕҚТ-ны сәйкестендіру тәсілдері, экономикалық құрастырушы бөлігі сипатталған.

3-бөлім: шойын және болат өндірісінің негізгі кезеңдері сипатталған, ағымдағы шығарындылар, шикізатты тұтыну және оның сипаты, су тұтыну, энергияны пайдалану және қалдықтардың түзілуі тұрғысынан қондырғылардың экологиялық сипаттамалары туралы деректер мен ақпарат сипатталған.

4-бөлім: технологиялық процестерді жүзеге асыру кезінде олардың қоршаған ортаға теріс әсерін төмендету үшін қолданылатын және қоршаған ортаға теріс әсер ететін объектіні қайта жаңартуды талап етпейтін әдістер сипатталған.

5-бөлім: ЕҚТ-ны анықтау мақсатында қарау үшін ұсынылатын қолданыстағы техникалардың сипаттамасы берілген.

7-бөлім: жаңа және перспективалы техникалар туралы ақпарат ұсынылған.

8-бөлім: ЕҚТ бойынша анықтамалықты қайта қарау шеңберіндегі алдағы жұмысқа арналған қорытынды ережелер мен ұсынымдар берілген.

9-бөлім: библиография.

1. Жалпы ақпарат

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы бөлімінде ҚР-ның шойын және болат өндірісі саласының сипаттамасын қоса алғанда, нақты қолданылу саласы туралы жалпы ақпарат, сондай-ақ эмиссиялардың ағымдағы деңгейлерін, сондай-ақ энергетикалық, су және шикізат ресурстарын тұтынуды қоса алғанда, осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласына тән негізгі экологиялық проблемалардың сипаттамасы қамтылады.

1.1. Шойын және болат өндірісі саласының құрылымы, техникалық-экономикалық көрсеткіштері

Қара металлургия – кен өндіру және кеннен басқа шикізатты өндіру және байыту, отқа берік заттарды, кокс-химия өнеркәсібі өнімдерін, шойын, болат, прокат, ферроқорытпа, болат және шойын құбырларын, сондай-ақ одан әрі қайта бөлу бұйымдарын (сұрыптық прокат, табақтық прокат, ақ қалайы, мырышталған темір), қара металдың металл ұнтақтарын өндіру жөніндегі технологиялық және ұйымдастырушылық кәсіпорындарды біріктіретін ауыр өнеркәсіп саласы.

Шойын – құрамында көміртегі мөлшері кемінде 2,14 % (күй диаграммасындағы аустениттегі көміртектің (C) шекті ерігіштік нүктесі) болатын темірдің (Fe) көміртекпен (C) (және басқа элементтермен) қорытпасы, құрамындағы көміртегі мөлшері 2,14 % аз болатын қорытпа болат деп аталады. Көміртек (C) темір қорытпаларына қаттылық береді, илемділігі мен тұтқырлығын төмендетеді. Шойындағы көміртек цементит және графит түрінде болуы мүмкін. Графиттің пішініне және цементит мөлшеріне байланысты ақ, сұр, иілгіш және беріктігі жоғары шойын деп бөлінеді. Шойынның құрамында тұрақты қоспалар болады (Si, Mn, S, P), ал кей жағдайларда — сонымен қатар легирлеуші элементтер (Cr, Ni, V, Al және басқалары) болады. Әдетте, шойын сынғыш болады. Шойынның тығыздығы – 7,874 г/см³.

Шойын, әдетте, домна пештерінде балқытылады. Шойынды балқыту температурасы – 1147 °C-дан 1200 °C-ға дейін, яғни таза темірге қарағанда шамамен 300 °C-ға төмен.

Болат – құрамында кем дегенде 45 % темір бар және көміртек (C) мөлшері 0,02 %-дан 2,14 %-ға дейін болатын темір (Fe) мен көміртек (C) (және басқа элементтер) қорытпасы, бұған қоса 0,6 %-дан 2,14 %-ға дейінгі құрамға – жоғары көміртекті болат сәйкес келеді. Өте жоғары серпімді қасиеті бар болат машина жасау және құрал жасау саласында кеңінен қолданылады.

Ғаламдық шойын өндірісі 1,389 млрд тоннаға дейінгі - 2021 жылмен салыстырғанда 2022 жылдың қорытындысы бойынша 3 %-ға қысқарған. Әлем бойынша домна тәсілімен шойын өндіру бір жылда 1,279 млрд тоннаны, ал темірді тікелей тотықсыздандыру әдісімен – 110,52 млн тоннаны құрады.

2022 жылдың қорытындысы бойынша шойын өндірген ірі елдер:

Қытай – 863,83 млн тонна (-0,8 % ж./ж.);

Үндістан – 121,86 млн тонна (+4,4 % ж./ж.);

Жапония – 64,15 млн тонна (- 8,8 % ж./ж.).

World Steel Association халықаралық металлургиялық қауымдастығының деректері бойынша 64 елде "шикі" болат шикізатын өндіру көлемі 2022 жылдың аяғында 140,7 млн тоннадан асты, бұл өткен жылғы мәннен 10,8 %-ға төмен.

2022 жылдың аяғында өндірістің ең үлкен құлдырауы 9,2 млн тонна болат балқытқан ЕО елдерінде байқалды, бұл 2021 жылғы желтоқсанмен салыстырғанда 16,7 %-ға аз. Ресей және ТМД-ның басқа елдері - Украина 6,2 млн тонна өндірді, бұл 28,4 %-ға аз.

Қытай - қара металлургия сегментіндегі жетекші ел. Бұған қытайлық Baidu Group компаниясының әлемдік рейтингтегі бірінші орны дәлел бола алады. Қытай 2022 жылдың желтоқсанында 77,9 млн тонна өндірді, бұл 2021 жылдың желтоқсанымен салыстырғанда 9,8 %-ға аз. Үндістан 10,6 млн тонна өндірді, бұл 0,8 %-ға көп. Жапония шойын балқытуды 13,1 %-ға төмендетіп, 6,9 млн тонна өндірді.

АҚШ 6,5 млн тонна өндірді, бұл өткен жылмен салыстырғанда 8,3 %-ға аз. Қауымдастықтың бағалауы бойынша Ресей 5,5 млн тонна болат өндірді, бұл 2021 жылғы желтоқсанмен салыстырғанда 11,3 %-ға аз.

Оңтүстік Корея 5,2 млн тонна өндірді, бұл 11,6 %-ға аз. Германия 2,7 млн тонна өндірді, бұл 14,6 %-ға аз.

Түркия 2,7 млн тонна болат өндірді, бұл 20,0 %-ға аз. Бразилия 2,5 млн тонна өндірді, бұл 5,2 %-ға аз.

Иран 2022 жылдың желтоқсанында 2,7 млн тонна өндірді, бұл 2021 жылдың желтоқсанымен салыстырғанда 3,3 %-ға өсті.

2022 жылы тазартылмаған болаттың жалпы әлемдік өндірісі 1878,5 млн тоннаны құрады, бұл 2021 жылмен салыстырғанда 4,2 %-ға аз.

WorldSteel қауымдастығының деректеріне сәйкес, Қазақстан Республикасы болат өндірушілердің жаһандық рейтингінде 36 -шы орынға ие болды.

Әлемдік металлургияның заманауи өндірушілері "жасыл болат өндірісіне" басты назар аударады. Бұл экологиялық мәселелерді шешуге және жоғары сапалы қорытпа брендтеріне өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыруға мүмкіндік береді. Өнеркәсіптік жабдықты жаңарту және металды балқытудың жаңа әдістерін іздеу – басты назарда тұрған мәселе.

Бүгінгі таңда болаттың оттекті-конвертерлік өндірісі ең өзекті болып табылады. Бұл жағдайда тозаң шығару деңгейі тек 0,87 - 1,03 кг/т құрайды (ал металды балқытудың басқа әдістерінде бұл параметр 0,81 -ден 7,1 кг/т-ға дейін). Болаттың конвертерлік өндірісі отандық кәсіпорындарда да, Қытай, АҚШ, Еуропа елдерінің зауыттарында да қолданылады.

Кенді және сынықтарды өңдеудің электрлік болат балқыту әдісі жоғары сапалы шикізатты алуға көмектеседі. Негізгі қағида - металды қызыдыруға электр энергиясын пайдалану. Процесс арнайы пештерде жүзеге асырылады. Сонымен қатар, бұл материалды балқыту кезінде қож өндірумен тікелей байланысты. Электр пештерінде болат өндіру Америка Құрама Штаттарында, Түркияда, Германияда, Чехияда, Финляндияда және басқа елдерде қолданылады.

Өте таза болат өндіру үшін өндірушілер вакуумдық пештерде балқыту әдісін қолданады. Олар Қытай мен АҚШ-та сұранысқа ие болып отыр. Бұл әдіс ыстыққа төзімді қорытпаларды алуға мүмкіндік береді. Бірақ ол тек қара металлургияда ғана емес, атом энергетикасында және басқа да маңызды өндірістік және ғылыми салаларда қолданылады.

Республиканың жалпы ішкі өніміндегі ТМК үлесі 8,5 %-ды құрайды. 2022 жылы салада 232 млрд теңгеге 19 жаңа инвестициялық жоба іске асырылды.

2022 жылғы қаңтар-желтоқсанда металл кендерін өндіру көлемінің құндық мәні бір жыл бұрынғы 3,28 трлн. теңгемен салыстырғанда 3,42 трлн. теңгені құрады, ал металлургиядағы шығарылым 2021 жылғы 7,68 трлн. теңгемен салыстырғанда 9 трлн. теңгені құрады. Металл кендерін өндіру тау кен өндіру секторының барлық шығарылымының құндық мәні шамамен 14 %-ды құрады, ал өңдеу өнеркәсібіндегі металлургияның салмағы шамамен 44 %-ды құрады. Жалпы алғанда ТМК елдегі өнеркәсіп өндірісінің жалпы көлемінің шамамен 26 %-ымен қамтамасыз етті, яғни республиканың барлық өнеркәсібінің төрттен бірінен астамын металл өндіру және қайта өңдеу секторы құрайды.

Металл кендерін өндіру құрылымында темір кені 684,3 млрд теңгені құрайды. Металлургия өндірісі құрылымында қара металлургия 3,17 трлн. теңгені құрайды.

Қара металлургия кәсіпорындары республиканың төрт облысында (Қостанай, Қарағанды, Ақтөбе және Павлодар) орналасқан, онда пайдалы қазбалардың кен орындары және су-энергиялық ресурстар бар.

Қара металлургия өндіретін кәсіпорындардың өндірісі - толық және жартылай циклді. Олар шойын, болат, прокат және ферроқорытпа өндіреді. Республиканың ірі қара металлургия кәсіпорны "АрселорМиттал Теміртау" АҚ Қарағанды облысының Теміртау қаласында орналасқан. Комбинат шойын, болат, құбырлар, ыстықтай илемделген және суықтай илемделген прокат, мырышталған прокат, полимермен жабындалған прокат, ақ қаңылтыр, сұрыпты прокат шығарады. Болат балқытатын кәсіпорындар - "KSP Steel" ЖШС ПФ және "Кастинг" ЖШС ПФ Павлодар қаласында орналасқан. Негізгі қызметі - металл сынықтарын жинау, сақтау және қайта өңдеу, металл сынықтарын балқыту және үздіксіз құйма дайындамаларын өндіру және т.б.

Қара металлургия саласындағы өндіріс бір жылда 7,4 %-ға қысқарды және 2019 жылғы қаңтар-қарашада 1,5 трлн.теңгені құрады. Бұл ретте өнеркәсіптік өндіріс индексі 2018 жылдың сәйкес кезеңімен салыстырғанда 97,2 %-ды құрады. Тиісті кезеңде өндірістің қысқаруы 2013 жылдан бері алғаш рет байқалып отыр. Мұндай мағлұматтар energyprom.kz-да берілген.

1.1-сурет. Құндық мәнмен берілген өндіріс.

Қара металлургия (қаңтар-қараша, 2019), млрд тг

Қазақстан Республикасының өңірлері арасында қара металлургия саласындағы барлық өндіріс көлемінің 87 %-ы үш облысқа - Қарағанды (531,9 млрд теңге), Павлодар (470,6 млрд теңге) және Ақтөбе (312 млрд теңге) облыстарына тиесілі.

1.2-сурет. Қара металлургия (қаңтар-маусым, 2020), мың тонна

Заттай көрінісі бойынша 2022 жылы қара металлургия саласында ферроқорытпа өндірісінде өсу байқалды (2,6 %-ға, 2,1 млн тоннаға дейін), алайда болат өндірісі 8 %-ға, 4,1 млн тоннаға дейін, ал шойын - 10,3 %-ға, 3,2 млн тоннаға дейін қысқарды.

1.1-кесте. Өнім (шойын және болат) шығару

Р/с №	Қара металлургия. Қаңтар - қараша 2019, млн тонна (дереккөзі: ҚР ҰЭМ СК)
Р/с №	Өнім	2019/11	2018/11	Бір жылдағы өсу
1	2	3	4	5
1	Тазартылмаған болат	3,9	4,2	- 6,8 %
2	Шойын (қолданбалы, құйма немесе жылтыр құймалы, кесектелген немесе басқа да бастапқы формадағы)	3,1	-	-

Экспорттық жеткізілімдерге келетін болсақ, 2022 жылғы 11 айдың қорытындысы бойынша олардың ішінде металдар мен бұйымдардың үлесі елдің тұтас экспортының 14 %-ынан астамын (11 млрд АҚШ доллары) және ТМД елдеріне 24 % (3,8 млрд АҚШ доллары) экспортты құрады. Салыстыратын болсақ: тамақ өнеркәсібі, химия өнеркәсібі және ағаш өнеркәсібі өнімдерінің экспортының бәрін қосқанда 1 млрд АҚШ долларына көп.

Сыртқы нарықтарда 2022 жылы қазақстандық металдарды сату құны рекордтық 1 14,9 млрд долларды құрады, бұл өткен жылмен салыстырғанда 18 %-ға артық. Бұл ретте физикалық тұрғыда өсім небәрі 0,8 % - 6,5 млн тоннаға дейін құрады және бұл экспорттың ең үлкен көлемі емес: 2017 жылы экспорт көлемі 7 млн тоннаға дейін жетті. Демек, металдарды сатудан түсетін экспорттық кірістің өсуі олардың бағасының өсуіне ғана байланысты.

Негізгі экспортталатын металдарға ферроқорытпа ($3,2 млрд), металл прокаты ($1,6 млрд) жатады. Бұл позицияларға Қазақстан Республикасынан әкетілетін металдардың 80 %-ы тиесілі.

Қарастырылып отырған көлем металл кендерінің экспортын есепке алмайды, олардың жеткізілімдері 2022 жылы шамамен $4,2 млрд құрады.

Бұл ретте Қазақстан металдардан жасалған бұйымдарды (құбырлар, цистерналар, металл конструкциялары және т.б.) сатудан небәрі $399 млн табыс тапты, бұл металдар экспортынан 37 есе және металл кендерінің экспортынан 11 есе аз.

Бұл қатынас осы уақыт ішінде өзгерген жоқ. Ал 2022 жылы Қазақстан металдардан жасалған бұйымдарды $3,2 млрд-қа импорттады, бұл да экспорттан бірнеше есе көп.

Осылайша, құрылымды әртараптандыру және шикізаттық емес экспортты ұлғайту көрсеткіштері металдардың әлемдік бағасына тікелей байланысты.

1.3-сурет. Қазақстанның металлургия өнеркәсібінің тауарлар экспорты, млрд доллар

1.2. Ресурстар мен материалдар

Қара металды өндірудің негізгі шикізаты темір кені, кокстенген көмір және легирленген металл кендері болып табылады.

Кенді өңдеу және бастапқы металды (шойын) өндіру үшін көп мөлшерде кокс, кен шикізаты және электр энергиясы қажет. Шикізат пен отын қара металл өндірісінің жалпы шығындарының 90 %-дан астамын құрайды. Өте көп мөлшерде кен және отын шикізаты массаларын тасымалдау қажеттілігі кәсіпорынды ұтымды орналастыру мәселелерін шешу қажеттілігін тудырады.

Шикізат базасы металлургия өндірісінің негізі болып табылады. Металлургиялық кәсіпорынның түріне байланысты шикізат көздері әртүрлі болуы мүмкін. Атап айтқанда, қара металлургия мынадай салаларға бөлінуі мүмкін:

толық циклді кәсіпорындар: кендерді байыту, кокс өндіру, балқыту және металл илемдеу бір объектіде шоғырланған;

қайта өңдейтін металлургиялық кәсіпорындар: кезеңдердің бірі, негізінен болат пен қорытпалар өндірісі жеке салаға бөлінген;

шағын қара металлургия: металл өндіру цехтары машина жасау кәсіпорындарының құрамына кіреді.

Кен өндіру, оны байыту, балқыту жұмысын толық циклді кәсіпорындар атқарады. Көп мөлшерде қайта өңдеу жүргізген кезде құрамындағы металдың пайыздық мөлшері жоғары шикізатты пайдалану қара металлургияға тән.

Қара металды балқыту және қайта өңдеу бойынша толық циклді металлургия саласының құрамына мынадай міндеттерді орындайтын кәсіпорындар кіреді:

металл кендерін өндіру, оларды байыту;

кеннен басқа қосалқы шикізатты – отқа төзімді сазды, әктасты қосындыны өндіру, дайындау;

коксхимия өнеркәсібі, яғни кокс газын шығару;

қара металл, шойын, құймалар, көміртекті болат, прокатты балқыту;

қара металл сынықтары мен өндіріс қалдықтарын қайта өңдеу.

Толық циклді металлургиялық өндірістің негізі шойынның домналық өндірісі болып табылады. Домна процесін қолданған кезде темірді кеннен қалпына келтіру технологиясының өзі темірді көміртектің (С) көп мөлшерімен қанықтыруды білдіреді, нәтижесінде шойын пайда болады. Болаттың құрамында көміртек (С) аз болады, құрамына қоспалауыш қоспалар қосылады, мұның өзі мартен, электрдоғалы пештерде немесе оттегі конвертерлерінде қосымша қайта өңдеу кезеңдерін қажет етеді. Осылайша, болат алу процесі ұзақ және энергияны қажет ететін процесс болып табылады.

Домнасыз болат өндірісінің жабдықтары мен технологиясы (байытылған шикізаттан темірді тікелей қалпына келтіру қолданылады) технологиялық процестің жұмысын қысқарту арқылы өндірістің энергия шығынын азайтуға мүмкіндік береді, сонымен қатар дәстүрлі өндірістегіге қарағанда болаттың құрамында күкірт (S) пен фосфордың (P) зиянды қоспалары болмайды.

Қара металлургияда саланың ең отынды көп қажет ететін өндірістері Домен өндірісі (саланың отынының 41 % дейін), прокат және құбыр (10 %), агломерация (7 %), Мартен (7 %), кокс-химия (6 %) болып табылады.

Электр қуатын қажет ететін өндірістерге ферроқорытпа (саланың электр энергиясы шығынының 17 % дейін), тау-кен (кен өндіру және байыту, 14,6 %), прокат (12 %), оттегі өндірісі (7 %), электрмен балқыту (4,4 %) жатады.

Өндірістер жылу энергиясының ең көп мөлшерін пайдаланады: кокс-химиялық (18,4 %), прокат (7,6 %) және домендік (4,4 %).

Темір кенді шикізат. Қара металлургияның шикізат базасында жеткілікті қорлар бар, оларды игеру республиканың металлургиялық кәсіпорындарының тиімді жұмысын қамтамасыз етуге және олардың өнімдерін экспортқа жеткізуді жүзеге асыруға қабілетті.

Темір кендерінің расталған қорлары бойынша Қазақстан Республикасы 5 - інші, ал олардың сапасы бойынша әлемде 3 -інші орын алады. Темір кендерінің баланстық қоры шамамен 20 млрд тоннаны құрайды, оның 79 % Торғай темір кенді ауданында (Қостанай облысы) шоғырланған. Кен құрамындағы темірдің орташа мөлшері 39,1 % құрайды.

1.2-кесте. Темір кендерінің негізгі кен орындары және оларды пайдаланатын кәсіпорындардың тізбесі

Р/с №	Кәсіпорын, құрылымдық бөлімше/кен орны	Кеннің негізгі түрі	Игеру тәсілі	А+В+С₁кен орындарының жалпы бекітілген қорлары, млн т	Кендегі темірдің/хромның орташа мөлшері, %	2019 жылғы өндіру, мың т
1	2	3	4	5	6	7
1	Соколов-Сарыбай тау-кен байыту өндірістік бірлестігі ("ССТБӨБ" АҚ)
1.1	Соколов карьері/ "Соколовское"	Магнетитті	Ашық	1 008,6	40,9	5 991,8
1.2	Қашар карьері/ "Качарское"	Магнетитті	Ашық	2 168,6	38,2	12 985,0
1.3	Қоржынкөл карьері / карьер "Қоржынкөл"	Магнетитті	Ашық	109,6	44,4	3 281,0
1.4	Сарыбай карьері/ "Сарбайское"	Магнетитті	Ашық	865,5	40,4	7 400,4
1.5	"Соколов" шахтасы/ "Соколовское"	Магнетитті	Жерасты	224,1^*	40,9	1 861,9
2	"Өркен" ЖШС, "АрселорМиттал Теміртау" АҚ темір кенді департаменті
2.1	Лисаков филиалы/ "Лисаковское"	Қоңыр теміртас, оолитті	Ашық	1 728,2	35,4	2 344,5
2.2	"Өркен-Кеңтөбе"/ "Кеңтөбе"	Магнетитті	Ашық	136,8	47,7	530,9
2.3	"Өркен-Атансор"/ "Атансор"	Магнетит-мартитті	Ашық	45,5	40,0	1 738,9
2.4	"Өркен-Атасу"/ "Батыс Қаражал"	Магнетит-гематитті	Жерасты	311,6	51,2	985,2
3	"Металлтерминалсервис" ЖШС
3.1	"Шойынтас"	Гематит-магнетитті және гематит-мартитті	Ашық	2,0	48 - 50	Деректер жоқ
4	"Bapy Mining" ЖШС
4.1	"Бапы" кеніші/ "Бапы"	Магнетит-серпентинді	Ашық	43,8	28,3	3 000
5	"Бенқала" тау-кен компаниясы" АҚ
5.1	"Бенқала" кеніші/ "Бенқала"	Магнетитті	Ашық	27,7	57,6	-

Агломерат. Агломерация – дипсерстік темір кенді концентраттан немесе кеннен кесектелген материал қалыптастырылатын және кейбір зиянды қоспалардан (күкірт пен күшән) тазартылатын, карбонаттар ыдырайтын термиялық процесс. Агломерат құрамындағы темірдің орташа мөлшері – 53– 58 %.

Жентектер – қосындылы немесе қосындысыз байланыстырушы затттарды қоса отырып, кейіннен күйдіру, цементтеу (автоклавтау немесе автоклавтамау) тәсілдерімен беріктендіріп, өте майдаланған кен материалын кесектеу арқылы алынған қатты шар тәрізді заттар. Жентек өндіру фабрикасы кен байыту фабрикаларының құрылымына кіреді, мұның өзі концентратты конвейерлік транспортқа беру үшін қолдануға мүмкіндік береді.

1.3-кесте. Қазақстан Республикасындағы жұмыс істеп тұрған кен байыту және жентек өндіру, пайдалану мерзімі, өндірістік қуаттылығы бойынша ірі объектілер

Р/с №	Кәсіпорын	Объектінің атауы	Кен байыту әдісі	Іске қосылған жылы	Жобалық қуаттылығы, т/жыл	Өндіру көлемі	Өнім
1	2	3	4	5	6	7	8
1	"ССТБӨБ" АҚ	Кен дайындау және байыту фабрикасы (КДБФ)	Магниттік тәсіл (құрғақ және сулы)	1963	19 368 784	13 599 077	темір кенді концентрат
1	"ССТБӨБ" АҚ	Жентек өндіру фабрикасы (ЖӨФ)	Магниттік тәсіл (құрғақ және сулы)	-	5 379 160	3 341 197	темір кенді жентектер
2	"Өркен" ЖШС	"Өркен" ЖШС Лисаковск филиалы	гравитациялық-магниттік байыту	1972	940 602	651 123	темір кенінің концентраты
		"Өркен-Кеңтөбе" ЖШС өкілдігі	құрғақ магниттік сепарация	-	1 000 000	290 000	темір кенінің концентраты
		"Өркен-Атасу" ЖШС өкілдігі	құрғақ магниттік сепарация	-	2 400 000	2 265 143	концентрат
		"Өркен-Атансор" ЖШС өкілдігі	құрғақ магниттік сепарация	2011	668 763	301 229	темір кенінің концентраты
3	"Қазхром" ТҰК" АҚ Дөң тау-кен байыту комбинаты	№ 1 ұсақтау-байыту фабрикасы	гравитациялық	1973	788500	397300	хромды концентрат
		Кен байыту және жентектеу фабрикасы		1984	975619	556700	хромды концентрат (кен байыту 10 – 160 мм)
					840800	636200	хромды концентрат (кен байыту 0 – 10 мм)
					982900	743500	хромды жентектер

Ыстықтай брикеттелген темір (ЫБТ/ТТТ) – темірді тотықсыздап домнадан тыс қайта балқыту өнімдерінің бірі – шойын, металл сынықтарын алмастырғыш ретінде жоғары сапалы болат (зиянды қоспалары аз) өндіру үшін қолданылады. ЫБТ-ның кепілді сапалық сипаттамасы темірдің жиынтық құрамы болып табылады, ол кемінде 90 % (металл темірдің құрамы кемінде 83 % кезінде) құрайды және металдандыру дәрежесі кемінде 92 % деңгейіне сәйкес келеді. Химиялық құрамының тұрақтылығы, құрамында фосфор (P) және күкірт (S) сияқты зиянды қоспалардың аз болуы; зиянды элементтердің – мыс (Cu), никель (Ni), металл емес субстанциялардың жоқтығы; брикеттерінің типтік көлемі; меншікті үймелік тығыздығының жоғарылығы - ЫБТ-ның сөзсіз артықшылықтары болып табылады.

Кокстенген көмір және металлургиялық кокс. Тас көмірлік кокс – 950 - 1100 °С температурада оттегі кіргізбей тас көмірді кокстеу арқылы алынатын сұр түсті қатты кеуекті өнім. Тас көмірлік коксты жоғары сапалы түтінсіз отын, темір кенін тотықсыздағыш, шихталық материалдардың қопсытқышы ретінде шойынды (домна коксы) балқыту үшін қолданады.

Тас көмірлік коксты құю өндірісінде (құймалық кокс), тұрмыстық мақсаттарда (тұрмыстық кокс), химия және ферроқорытпа өнеркәсібінде (кокстың арнайы түрлері) вагранка отыны ретінде де қолданады.

Домналық кокстың кесектерінің көлемі құрамында 25 мм (3 % көп емес) кіші кесектер және 80 мм үлкен кесектер аз болатын 25 - 40 мм кем болмауы тиіс. Құймалық кокстың кесектерінің көлемі домналық коксқа қарағанда ірілеу болады; құрамында 60 - 80 мм кіші емес кесектері бар өнім қолайлырақ болады. Құймалық кокстың домналық кокстан басты айырмашылығы – құрамында 1 % (домна коксында 2 % дейін) көп болмайтын күкірттің (S) аз болуы.

Кокстенген көмір басқа тас көмірге қарағанда, ауа кіргізбей қыздырған кезде пластикалық күйге ауысады және бірігеді.

Кокстенген көмір байытылмаған күйде немесе күлділігі 10 % төмен концентратымен және құрамында күкірт (S) (3,5 % аз) аздығымен сипатталады, ұшпа заттардың шығымы 15 - 37 %.

Кокс-химия өндірісінің негізгі өнімі - домна және құю өндірістеріне арналған кокс. Сонымен қатар, кокс ферроқорытпа өндірісінде, түсті металлургиядағы, химия өнеркәсібіндегі электродтар өндірісінде қолданылады.

Екінші қайта өңдеу өнімі, арнайы кокс – көміртекті тотықсыздағыш. Республикалық тау-кен өндіру және тау-кен металлургия кәсіпорындары қауымдастығының бағалауы бойынша Қазақстанның арнайы кокске деген қажеттілігі жылына 1 млн тоннадан асады. 2020 жылы Қазақстанда 214,4 мың тонна кокс өндіріліп, тағы 992,7 мың тонна импортталды.

Арнайы кокс көп мөлшерде Қазақстанға Ресейден әкелінеді. 2020 жылы жеткізу көлемі 927,7 мың тоннаны құрады, бұл сырттан әкелінген арнайы кокстың 90 % көп. Қытайдан импортталғаны – 47,1 мың тонна, Польшадан – 17,9 мың тонна импортталды.

Бүгінде Қазақстан Республикасында арнайы коксты іс жүзінде Eurasian Resources Group (ERG) құрамына кіретін компания ғана өндіреді.

Әк табиғи түрде кездесетін әктастың, бордың, ұлутастың немесе доломитті әктастың, доломиттің күйдірілген өнімі және кең таралған баланстық емес пайдалы қазбаларға жатады. Қазақстан Республикасының Индустрия және инфрақұрылымдық даму министрлігінің Геология комитетінің ақпараты бойынша Қазақстанда әктас өндіруге жарамды 122 әктас кен орны барланған және бұл кен орындарының қорлары өте ауқымды болып табылады.

Ресми статистиканың бизнес тіркелімдерінің деректері бойынша Қазақстан Республикасында 26 әк өндірушісі тіркелген. Шыланбаған әктің ірі өндірушілеріне "Теміртау электрметаллургиялық комбинаты" АҚ (бұдан әрі "ТЭМК" АҚ), "САС-ТобеТехнолоджис" ЖШС, "Майқайың әктас зауыты" ЖШС, "НЕОХИМ" ЖШС жатады, ал гидратты әк сегментінде "КАЗХИМТЕХСНАБ" ЖШС мен "SH Work" ЖШС кіреді.

1.3. Өндіріс өнімдері

Қара металлургия кәсіпорындары дайын өнімнің негізгі бөлігін құю және қолданбалы шойын, конвертерлік болат, сондай-ақ дайын прокат, болат және шойын құбырлары түрінде шығарады. Қолданбалы шойын кейіннен (С) құрамы әртүрлі болатты алу үшін балқытылады және көміртексіздендіріледі. Болаттың көп бөлігі құймалар түрінде шығарылады, оларды кейіннен сомдайды және илемдейді.

Жақсы сұрыпталған прокаттың болат профилін тікелей конструкцияларда (көпірлер, ғимараттардың жабындары, теміржол рельстері) пайдаланады. Ең көп таралғаны тікелей пайдалануға арналған жақсы сұрыпталған прокат: тавр; қоставр; швеллер; бұрыштық.

Қазақстандағы және ТМД-дағы темір кені шикізаты нарығындағы ірі кәсіпорындардың бірі ERG құрамына кіретін Соколов-Сарыбай тау-кен байыту өндірістік бірлестігі болып табылады. Шығаратын өнімі - флюстенген темір кенді жентектер және темір кенді концентрат. Өнімнің ең ірі тұтынушылары: Қазақстанның кәсіпорындары, "Арселор Миттал Теміртау" АҚ (бұдан әрі - "АМТ" АҚ), Ресейдің (Магнитогорск және Челябинск металлургия комбинаттары) және Қытайдың кәсіпорындары.

Болаттың ішкі салаларында "АМТ" АҚ - республикадағы толық металлургиялық циклі бар жалғыз болат балқыту кәсіпорны.

"АМТ" АҚ өнімінің негізгі түрлері: қолданбалы және құймалық шойын; қаңылтақтар; ыстықтай илемделген жалпақ прокат; суықтай илемделген жалпақ прокат; орташа табақша; жабындалған жалпақ прокат; электртехникалық жалпақ прокат, қаңылтыр; бүгілген профильдер.

"KSP Steel" ЖШС ӨФ және "Кастинг" ЖШС өнімдерінің негізгі түрлері: блюмдер (дөңгелек және шаршы қималы құйылған дайындамалар); жіксіз мұнай құбырлары, сорғы-компрессорлық, қаптама құбырлар, мұнай-газ саласына арналған құбырлар және жалпы мақсаттағы құбырлар; ыстықтай илемделген сұрыпты прокат – үккіш біліктер мен шарлар; арматуралық тегіс және периодтық профильді прокат; үккіш илемделген шарлар.

1.4, 1.5-кестелерде өнім өндірісі туралы ақпарат ұсынылған.

1.4-кесте. Қара металлургия өнімдерін өндіру динамикасы, 1-кәсіпорын

Р/с №	Өнім түрлері, мың тонна	Өнім өндірісінің нақты көлемі, мың тонна
Р/с №	Өнім түрлері, мың тонна	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7
1	Агломерат	4711,8	5270,1	5151,4	4741,4	5304,1
2	Кокс	2426,9	2596,6	2676,0	2514,6	2203,1
3	Шойын	3233,7	3595,1	3766,3	3153,6	3165,1
4	Болат	3513,4	3913,9	4099,2	3360,8	3426,8

1.5-кесте. Қара металлургия өнімдерін өндіру динамикасы

Р/с №	Кәсіпорынның атауы	Өнім өндірісінің нақты көлемі, мың тонна, жылдар бойынша
	Кәсіпорынның атауы	2 -кәсіпорын		3 -кәсіпорын
	Өнім түрлері, мың тонна	2020	2021	2020	2021
1	2	3	4	5	6
1	Болат	213,0449	228,5423	89,050	47,312
2	Ферроқорытпа	10,225	10,573
3	Құбырлар	175,556	162,952
4	Прокат, оның ішінде:
4.1	үккіш біліктер, үккіш болат			76,168	51,148
4.2	Арматуралық тегіс және периодтық профильді прокат			9,219	8,517
4.3	Үккіш илемделген шарлар	30,618	28,394	35,272	21,636
5	Құб формаларына құю
5.1	Құймалық шойын	0,212	0,123
5.2	Болат	0,267	0,249
6	Теміршілік өндірісі
6.1	Соғылған шарлар	2,861	0,988
6.2	Соғылмалар	0,176	0,217

Жанама өнімдер:

домна өндірісінде – домна газы, қож, шлам, мойындық және аспирация құрылғысының тозаңы;

болат балқыту өндірісінде – қож, шлам, аспирация құрылғысының тозаңы, қаптама сынықтары, әктас пен доломит қалдығы, әктас қалдығы;

прокат өндірісінде – металөнім қиығы, отқақ, шлам, аспирация құрылғысының тозаңы, қаптама сынықтары.

Өндірілген жанама өнімдердің көпшілігі агломерация, домна және болат балқыту өндірісі арқылы технологиялық процеске қайта оралуы мүмкін, қайталама ресурстарды кәдеге жарату үлесі 95 - 98 %-ға жетуі мүмкін, бұл бастапқы шикізат пен отынды үнемдеуге және металлургия кәсіпорындарының айналасындағы экологиялық жағдайды жақсартуға мүмкіндік береді. Жанама өнімдердің бір бөлігінің белгілі бір қасиеттері болады және стандарттау жөніндегі нормативтік құжаттар бойынша нарыққа жеткізіледі.

Карбидтердің барлық түрлерінің ішінде кальций карбиді өнеркәсіптік мақсатта аса маңызды болып табылады. Ол әлі күнге дейін әлемдегі ацетиленді дәнекерлеу газдары өнеркәсібі үшін негіз болып табылады. Кальций карбиді шойын мен болатты күкіртсіздендіру үшін, сондай-ақ құю технологиясында қолданылады, онда ол басқа металл өңдеу қоспаларымен араластырылады[45].

Кальций карбиді бірнеше кәсіпорында, соның ішінде Қарағанды облысы Теміртау қаласында орналасқан "ТЭМК" АҚ химия-металлургия зауытында өндіріледі.

1.4. Энергия тиімділігі

Қазақстан Республикасы экономиканың энергия сыйымдылығы жоғары ел болып табылады. 2021 жылы Қазақстан Республикасы ЖІӨ энергия сыйымдылығы 0,32 а.к./мың АҚШ долларын құрады. Экономикалық ынтымақтастық және даму ұйымы елдерінің орташа деңгейінен 3 есе артық, бұл б.з. 0,10 а. к./мың АҚШ долл. АҚШ.

"Жасыл экономикаға" көшу жөніндегі тұжырымдамада жалпы ішкі өнімнің (бұдан әрі – ЖІӨ) энергия сыйымдылығын 2008 жылғы деңгейден 2050 жылға қарай 50 % - ға төмендету жөніндегі мақсаттар айқындалған.

Қара металлургия - энергияны көп қажет ететін салалардың бірі. Энергия ресурстарының ең ірі тұтынушылары домна, кокс-химиялық және прокат өндірістері болып табылады.

Өнімді өндіру үшін бастапқы энергия ресурстарына қоса қайталама энергия ресурстары да қолданылады. Шойын мен болат өндірісінде негізгі тұтынылатын бастапқы энергия ресурстары көмір, электр энергиясы (сырттан сатып алынатын), отын (бензин, керосин, дизель отыны), мазут, сұйытылған газ болып табылады.

1.6-кестеде 2015 жылдан бастап 2019 жылға дейін шойын және болат өндіретін кәсіпорындардың ш.о.т.-мен берілген бастапқы отын-энергиялық ресурстарының тізімі келтірілген.

1.6-кесте. Үшінші тарап көздерінің негізгі отын-энергиялық ресурстарын тұтынуы

Р/с №

Энергия ресурсы

Өлш. бірл.

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	1-кәсіпорын
1.1	Электр энергиясы	ш.о.т.	204 696	249 975	233 517	242 503	187 338	-	-
1.2	Мотор бензині	ш.о.т.	2 622	5 930	6 417	5 219	4 678	-	-
1.3	Керосин	ш.о.т.	207	584	581	649	375	-	-
1.4	Дизель отыны (газойль)	ш.о.т.	26 434	42 507	43 033	42 542	42 013	-	-
1.5	Сұйытылған газ	ш.о.т.	26 821	26 979	23 437	22 495	23 848	-	-
1.6	Тас көмір	ш.о.т.	361 876	669 351	765 200	992 151	771 831	-	-
1.7	Жағылатын мазут	ш.о.т.	382 621	427 352	494 415	470 540	478 903	-	-
2	2-кәсіпорын
2.1	Электр энергиясы	ш.о.т.	-	-	-	-	-	14 444,991	15 871,496
3	3-кәсіпорын
3.1	Электр энергиясы	ш.о.т.	-	-	-	-	-	10 577,69	7 666,85
3.2	Жылу энергия	ш.о.т.	-	-	-	-	-	522,665	536,536
3.3	Сұйытылған газ	ш.о.т.	-	-	-	-	-	3 757,01	2 722,38
3.4	Мотор отыны (бензин)	ш.о.т.	-	-	-	-	-	139,11	275,03
3.5	Мотор отыны (диз. жанармай)	ш.о.т.	-	-	-	-	-	50 444,32	34 193,79
4	4-кәсіпорын
4.1	Электр энергиясы	ш.о.т.	-	-	-	-	-	908,678	1 052,406
4.2	Тас көмір	ш.о.т.	-	-	-	-	-	244 888,070	267 251,294
5	5-кәсіпорын
5.1	Электр энергиясы	ш.о.т.	-	11997,807	11352,301	10952,492	13134,163	9950,786	-

Сондай-ақ, кәсіпорындарда технологиялық процестер нәтижесінде алынған өз өндірісінің энергия ресурстары пайдаланылады: кокс газы, домна газы.

Қазақстан Республикасында түрлендіргіш газды кәсіпорындарда, алауларда оны пайдалану бойынша технологиялық шешімдер болмаған кезде жағуға жол беріледі.

1.7-кестеде 2015 - 2019 жж. кәсіпорындар өндірген, ш.о.т.-мен берілген қайталама ОЭР көлемі ұсынылған.

1.7-кесте. Өндірілген екінші реттік ОЭР көлемі

Р/с №	Энергия ресурсы	Өлш. бірл.	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Кокс газы	ш.о.т.	515	548	567	540	443
2	Домна газы	ш.о.т.	705	828	925	800	774

Негізгі тұтынылатын энергия ресурстары электр энергиясы, көмір және мазут болып табылады.

Кәсіпорындардағы электр энергиясы келесі бағыттар бойынша жұмсалады:

негізгі технологиялық процесті қамтамасыз ету (болатты балқыту);

көмекші технологиялық және технологиялық емес жабдықтардың жұмысын қамтамасыз ету;

әлеуметтік-тұрмыстық мақсаттағы объектілер.

Кәсіпорындардағы электр энергиясын есепке алу жүйесі электр энергиясын коммерциялық және техникалық есепке алу жүйесінен тұрады.

Электр энергиясының негізгі үлесі, 34 %-ы флюстенген домна агломератының өндірісінде тұтынылады, сондай-ақ көп бөлігі, 21 % ыстықтай илемделген прокатта тұтынылады.

Кәсіпорындардағы көмір әдетте кокс өндірісінде қолданылады.

Жағылатын мазуттың негізгі үлесі, 66 % шойын өндірісінде пайдаланылады.

Сұйытылған газдың негізгі үлесі, тиісінше 38 % және 36 % полимер жабынды мырышпен қапталған прокат өндірісінде және конверторлардағы болат өндірісінде тұтынылады. Сонымен қатар газ қорғасыны бар және қорғасыны жоқ мырышпен қапталған прокат өндірісінде пайдаланылады. Техникалық судың негізгі бөлігі, 68 % шойын өндірісінде тұтынылады. Тас көмір комбинатта кокс өндіру кезінде пайдаланылады.

1.8. – 1.12-кестелерде кәсіпорындар бойынша 2015 - 2019 жылдардағы өндіріс процестері тұрғысындағы отын-энергиялық ресурстар мен судың меншікті шығыны ұсынылған.

1.8-кесте. ОЭР мен судың меншікті шығыны

Р/с №

Ресурс

Өлш. бірл.

2015

2016

2017

2018

2019

1	2	3	4	5	6	7	8
1	Кокс өндірісі
1.1	Электр энергиясы	кВт·с/өнім бірл.	2,8	2,8	16,4	16,3	16,3
1.2	Кокс газы	м³/өнім бірл.	94,9	101,5	101,9	109,8	118,3
1.3	Домна газы	м³/өнім бірл.	452,9	430,8	468,4	464,7	475,4
2	Флюстенген домна агломераты өндірісі
2.1	Электр энергиясы	кВт·с/өнім бірл.	64,3	60,2	60,1	60,6	56,0
2.2	Домна газы	м³/өнім бірл.	21,0	19,8	14,8	13,6	20,2
2.3	Кокс	тонна/өнім бірл.	0,060	0,059	0,058	0,053	0,059
2.4	Бу	Гкал/өнім бірл.	0,012	0,010	0,015	0,016	0,017
2.5	Кокс газы	м³/өнім бірл.	13,5	9,4	8,2	7,8	6,4
2.6	Техникалық су	м³/өнім бірл.	0,757	0,709	0,751	1,070	0,992
3	Конвертерлардағы болат өндірісі
3.1	Электр энергиясы	кВт·с/өнім бірл.	59,42	60,08	54,62	52,23	57,96
3.2	Сұйытылған газ	тонна/өнім бірл.	0,0009	0,0011	0,0008	0,0008	0,0015
3.3	Кокс газы	м³/өнім бірл.	0,009	0,010	0,012	0,012	0,016
3.4	Кокс	тонна/өнім бірл.	0,002	0,003	0,003	0,003	0,002
4	Шойын өндірісі
4.1	Кокс	тонна/өнім бірл.	0,587	0,577	0,594	0,605	0,601
4.2	Бу	Гкал/өнім бірл.	0,060	0,062	0,055	0,046	0,063
4.3	Электр энергиясы	кВт·с/өнім бірл.	19,8	19,5	19,4	19,5	18,3
4.4	Домна газы	м³/өнім бірл.	437,8	506,2	590,7	583,3	598,4
4.5	Жағылатын мазут	тонна/өнім бірл.	0,039	0,042	0,046	0,044	0,040
4.6	Техникалық су	м³/өнім бірл.	46,3	37,3	27,7	34,9	31,4

1.9-кесте. 2-ші кәсіпорынның ОЭР мен судың меншікті шығыны

Р/с №	Ресурс	Өлш. бірл.	2020 жыл	2021 жыл
1	2	3	4	5
Болат өндірісі
1	Электр энергиясы	кВт·с/өнім бірл.	551,2	564,6

1.10-кесте. 3-ші кәсіпорынның ОЭР мен судың меншікті шығыны

Р/с №	Ресурс	Өлш. бірл.	2020 жыл	2021 жыл
1	2	3	4	5
Болат өндірісі
1	Электр энергиясы	кВт·с/өнім бірл.	965,72	1317,48
2	Техникалық су	м³/өнім бірл.	363,47	609,10
3	Жылу энергиясы	Гкал/өнім бірл.	0,41	0,24
4	Пропан-бутан қоспасы	тонна/өнім бірл	0,026	0,037
5	Мотор отыны (бензин)	л/ өнім бірл	0,0014	0,00527
6	Мотор отыны (дизель отыны)	л/ өнім бірл	0,449	0,573

1.11-кесте. 4-ші кәсіпорынның ОЭР мен судың меншікті шығыны

Р/с №	Ресурс	Өлш. бірл.	2020 жыл	2021 жыл
1	2	3	4	5
Болат өндірісі
1	Электр энергиясы	кВт·с/өнім бірл.	39,82	41,16
2	Тас көмір	тонна/өнім бірл	1,94	2,11
3	Су	м³/өнім бірл.	0,12	0,2

1.12-кесте. 5-ші кәсіпорынның ОЭР мен судың меншікті шығыны

Р/с №	Ресурс	Өлш. бірл.	2016	2017	2018	2019	2020
1	2	3	4	5	6	7	8
Кальций карбиді өндірісі
1	Электр энергиясы	кВт·с/өнім бірл.	3 726	4 078	3 877	3 899	3 959
2	Өнеркәсіптік су	м³/өнім бірл.	55,93	59,80	60,85	60,60	81,9

Ірі технологиялық қондырғылар мен өндірістердің энергетикалық тиімділігінің көрсеткіші шығарылатын өнім бірлігіне шаққандағы энергетикалық ресурстардың үлестік шығыны болып табылады.

Кешенді технологиялық аудитті (бұдан әрі - КТА) жүргізу шеңберінде кәсіпорынның негізгі технологиялық өндірістерінің ТЭР тұтыну жөніндегі есептерінің деректері негізінде энергетикалық тиімділік көрсеткіштеріне талдау жасалды.

"Энергия тұтыну нормативтерін бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Инвестициялар және даму министрінің 2015 жылғы 31 наурыздағы №394 бұйрығына сәйкес шойын мен болат өндірісіне электр энергиясының нормативтік шығыны белгіленген. [70]. Өнім шығаруға электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру 1.13-кестеде келтірілген.:

1.13-кесте. Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру

Р/с №	Өндіріс / кәсіпорын	Өнім бірлігіне электр энергиясын тұтыну
Р/с №	Өндіріс / кәсіпорын	Өлшем бірлігі	Норматив	КТА
1	2	3	4	5
Кокс өндірісі
1	Кәсіпорын 1	кВт·с /т	17,0	2,8 - 16,4
2	Кәсіпорын 4	кВт·с /т	17,0	37,43 - 45,93
Шойын өндірісі
1	Кәсіпорын 1	кВт·с /т	14,0	18,3 - 19,8
Конвертердегі болат өндірісі
1	Кәсіпорын 1	кВт·с /т	30,0	52,23 - 60,08
Электр доғалы пештерде болат өндірісі
1	Кәсіпорын 2	кВт·с /т	620	551,2 - 564,6
2	Кәсіпорын 3	кВт·с /т	620	965,72 - 1317,48
Кальций карбиді өндірісі
1	Кәсіпорын 5	кВт·с /т	нормаланбайды	3726 - 4078

1.5. Саланың негізгі экологиялық проблемалары

Интеграцияланған табиғатты қорғау технологияларын енгізудің басымдығы қолданыстағы тазарту құрылыстарының қолданыстағы мерзімдегі қолданылу тиімділігін ескере отырып түзілетін ластағыш заттардың тоннасымен және уыттылығымен анықталады. Мұндай технологияларды құру бір мезгілде келесі бағыттар бойынша жүзеге асырылуы тиіс:

1) өнеркәсіптік шығарындыларды тазартудың тиімді әдістері мен қондырғыларын құру;

2) қалдықтардың негізгі мөлшері түзілетін технологиялық кезеңдерді қысқартуға немесе жоюға мүмкіндік беретін қолданыстағы технологияларды жетілдіру және жаңа технологияларды әзірлеу;

3) қалдықтарды жоюдың ұтымды әдістерін әзірлеу.

1.5.1. Атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындылары

Стационарлық көздерден атмосфераға ластағыш заттардың жалпы шығарындыларының жалпы көлемі бойынша қара металлургия өнеркәсіп салаларының тиісті рейтингінде бастапқы орындардың бірінде тұр.

Қара металлургия кәсіпорындарының шығарындыларындағы негізгі ластағыш заттар: көміртек оксиді (көміртек оксиді (CO)) (атмосфераға жалпы шығарындылардың 67,5 %), қатты заттар (15,5 %), күкірт диоксиді (күкірт диоксиді (SO₂)) (10,8 %), азот оксиді (азот қышқылы (NO_X)) (5,4 %).

1.4-суретте 1 -кәсіпорынның (толық цикл) интеграцияланған өндірісі үшін ластағыш заттардың жалпы шығарындылары ұсынылған.

1.4-сурет. 2015 - 2019 жылдардағы ластағыш заттардың жалпы шығарындылары

Суреттен көріп отырғанымыздай, агломерат өндіру процесі ластағыш заттардың жалпы шығарындыларына үлкен үлес қосады.

Төменде өндірістік процестері, ингредиенттері бойынша бөлінген, сондай-ақ 1-кәсіпорын үшін 2015 жыл мен 2019 жыл аралығындағы (1.5 - 1.8-суреттерді қараңыз), 2-кәсіпорын үшін 2020 - 2021 жылдар аралығындағы кезең үшін (1.9- суретті қараңыз) және 3-кәсіпорын үшін (1.10-суретті қараңыз) өндірістік қуаттылық деректері бойынша ластағыш заттардың шығарындылары көрсетілген.

Шығарындылар негізгі технологиялық желілер бойынша бөліп көрсетілген, онда мынадай шығарындылар көбірек шығарылады:

кокс-химия өндірісі (көміртек оксиді (көміртек оксиді (CO)), азот оксидтері (NO_X) және күкірт диоксиді (SO₂), тозаң);

1.5-сурет. 2015 - 2019 жылдардағы кокс өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары

агломерациялық өндіріс (көміртегі оксиді (СО), азот оксидтері (NO_X) және күкірт диоксиді (SO₂), тозаң) біріктірілген металлургия зауытындағы тозаң шығарындыларының жалпы көлемінің 50 %-ға дейін;

1.6-сурет. 2015 - 2019 жылдардағы агломерат өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары

домна (көміртек оксиді (CO) және күкірт диоксиді (SO₂), күкіртсутек (H₂S), азот (N₂), құрамында әртүрлі металл оксидтері бар мойындық тозаңы);

1.7-сурет. 2015 - 2019 жылдардағы шойын өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары

болат балқыту (көміртегі оксиді (CO), азот оксидтері (NO_X) және күкірт диоксиді (SO₂), тозаң).

1.8-сурет. 2015 - 2019 жылдардағы болат өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары

1.9-сурет. 2020 - 2021 жылдардағы болат өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары

1.10-сурет. 2020 - 2021 жылдардағы болат өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары

Жекелеген технологиялық процестер тұрғысында ластағыш заттар шығарындыларының көздері бойынша егжей-тегжейлі деректер 3 -бөлімде берілген.

Кальций карбидін (CaC₂) өндіру бөлігінде негізгі ластағыш зат бейорганикалық тозаң болып табылады. 1.11 -суретте 5 -кәсіпорын үшін 2016 - 2022 жылдардағы шығарындылар көрсеткіштері берілген.

1.11-сурет. 2016 - 2020 жылдардағы карбид өндірісіндегі ластағыш заттардың шығарындылары

Тозаң (қатты бөлшектер). Металлургиялық алаңдарда қорыту қондырғылары (ДП, КП, ЭДП), қыздыру пештері (пайдаланылатын отын түріне қарай), материалдарды (шикізатты, қоспаларды) тиеу/түсіру, сонымен қатар механикалық операциялар тозаң шығарындыларының көзі болып табылады.

Шығарындылардың қосымша көздері: қоймалау, конвейер арқылы беру, көмір тиеу, кокстеу және беру, сондай-ақ коксты сөндіру болып табылады. Қатты бөлшектер технологиялық процестің кез-келген кезеңінде пайда болуы мүмкін.

Атмосфераға қалқымалы бөлшектердің шығарындылары кокстеу, күйдіру, жентектеу және тікелей тотықсыздандыруды қоса алғанда, жылу процестерінен шығуы мүмкін.

Кокс пештері бар қондырғылар атмосфераға айтарлықтай мөлшерде тозаң шығарудың қосымша көзі болып табылады. газды төменгі жақтан жағу құбыры арқылы бере отырып қыздыру процесінің нәтижесінде атмосфераға қатты бөлшектер үздіксіз шығарылуы мүмкін. Мерзімді және ұйымдастырылмаған шығарындылар пеш жапқышын және желтартқышын, ысырмасын және тиеу люктарын қоса алғанда көптеген көздерден шығарылуы мүмкін. Шығарындылар сондай-ақ коксты беру, сөндіру және сұрыптау кезінде (мерзімді шығарындылар) және кокс газын қайта өңдеген кезде шығарылуы мүмкін.

Қоршаған ортаға тозаң шығарудың ірі көздеріне шығарындылары материалдарды тиеу/түсіру операцияларымен, жану реакциясымен тікелей байланысты агломерациялық қондырғылар да жатады.

Темір кенін (агломерацияның орнына) жентектеген кезде тозаң шығарындылары шикізатты ұсақтаған кезде, қату таспасындағы күйдіру аймағынан, сондай-ақ тиеу/түсіру, сұрыптау процестері барысында шығарылады.

Домна пешінен (ДП) шығатын тозаң шығарындылары құю цехының және пештің төбесінен шығатын домна газын тазалау шығарындыларын қамтиды. Шығарындылардың алдын алу және азайту үшін пайдаланылған газды қайта пайдаланғанға дейін әртүрлі тозаң шығару жүйелері қолданылады.

Темірді тікелей тотықсыздандыру кезінде тозаңның пайда болуы дәл сондай сипатта болады, бірақ ол домна пешінің жұмысына қарағанда аз болады.

Конвертерлік болатты өндіру кезінде бөлшектердің атмосфераға шығарылуы (ыстық металды тасымалдауды қоса алғанда) ыстық металды алдын ала өңдеумен, тиеу операцияларымен, құрамындағы С және қоспалардың тотығуын азайту үшін оттегімен үрлеу және тесікті ашу операцияларымен байланысты.

Электр доғалы пештерді (ЭДП) пайдалана отырып болат өндіру кезінде тозаң шығарындылары балқыту, оттегімен үрлеу және көміртексіздендіру (бастапқы шығатын газдардың атмосфераға шығарындылары), сондай-ақ тесіктерге тиеу және оларды ашу (қайталама шығатын газдардың атмосфераға шығарындылары) процесінде түзіледі.

Құю учаскелерінде (құймаларды құю және үздіксіз құю) қатты бөлшектер мен металдар болат балқымасын қалыпқа тасымалдау кезінде және өнімді үздіксіз құю кезінде оттекті-отынды оттықтардың көмегімен белгіленген ұзындыққа кесу кезінде пайда болады. Қолданылатын тазарту жабдықтары, әсіресе құю және илемдеу кезінде, егер қажет болса, өңдеу цехы ауа сорғышпен жабдықталуы керек.

Шығарындылармен күресудің негізгі өндірістік әдістері қатты бөлшектерге қатысты тиімді болады. Ұсақ бөлшектерді (өлшемі PM₁₀ және одан аз) тұту тиімділігі әлдеқайда төмен.

Қазіргі уақытта Қазақстан Республикасының экологиялық заңнамасында ұсақ бөлшектердің шығарындыларын бағалаудың әдістемелік тәсілдерінің және оларды қолданыстағы тозаң-газ ұстағыш қондырғылармен ұстау тиімділігі жөніндегі деректердің болмауына байланысты міндетті есепке алу реттелмейді. Тозаң шығарындыларын бағалау тұтастай алғанда, фракциялар бойынша бөлінбестен жүзеге асырылады.

Азот тотығы (NO_X)

Азот тотығының түзілуі (NO_X) түзілуі пештің жоғары температурасы мен азоттың тотығуынан болады. Азот тотығының атмосфераға шығарылатын шығарындылары басқаларымен бірге агломерация операциясымен; жентектеу қондырғысының жұмысымен; кокс пешінде екінші реттік коксты жағуды қоса алғанда, отынның жағылуымен; ДП процесінде үрлеуге арналған ауаны қыздырғыштардың және қыздырғыш пештердің жұмысымен; қайта қыздыру және күйдіру пештерінде пайдаланылған газдарды пайдаланумен және жағылатын ауаның жоғары температурасымен; сондай-ақ қышқыл қоспасымен өңдеумен байланысты.

Күкірт диоксиді (SO₂)

Күкірт диоксидінің (SO₂) атмосфераға шығарылатын шығарындылары ең бастысы агломерация шикізатының және бірінші кезекте кокс қоқырының құрамында болатын күкірт қосылыстарын жағумен байланысты. Күкірт диоксидінің (SO₂) атмосфераға шығарындылары жентектеу барысында қату процесінде және кокс пешін қыздырған кезде шығарылуы мүмкін. Қыздыру және жасыту пештерінің шығарылатын газдарының құрамындағы күкірт диоксидінің (SO₂) атмосфераға шығарылатын шығарындыларының деңгейі пайдаланылатын отындағы күкірт құрамына байланысты болады.

Көміртек оксиді (CO)

Көміртек оксиді (СО) қорыту және тотықсыздандыру процесінде кокс тотыққан кезде және графитті электродтар тотыққан кезде, сонымен қатар ЭДП-да қорыту және тазарту сатысында металл ваннасында түзіледі. Көміртек оксидінің (СО) көздеріне агломерация таспасынан, кокс пешінен, КП, ДП және ЭДП-дан шыққан пайдаланылған газдар жатады.

ҰОҚ және органикалық ПХК

Ұшпа органикалық қосылыстар (ҰОҚ) және полициклді хош иісті көмірсутектер (ПХК) атмосфераға болат өндірісінің әртүрлі сатыларында, оның ішінде агломерацияға арналған шикізатқа немесе жентектерге май түсіп кетуі есебінен агломерация және жентектеу процестерінің шығарылатын газдарының құрамында, кокс пештерінен, сөндіру қондырғыларынан және химиялық өнімдерді тұту цехтарынан, ЭДП-дан да, әсіресе көмір салған кезде шығарылуы мүмкін. ПХК сонымен қатар ЭДП-ға берілетін металл сынықтарының құрамында болуы мүмкін, бірақ ЭДП жұмыс істеген кезде де түзілуі мүмкін.

Диоксиндер мен фурандар

ПХДД/Ф металлургиялық процесте хлорид иондары, хлорланған қосылыстар, органикалық көміртегі, катализаторлар, белгілі бір температура деңгейінде оттегі болған кезде пайда болуы мүмкін. Екінші реттік отқақтың құрамында майдың көп болуы атмосфераға ПХДД/Ф шығарындыларын көбейтуі мүмкін.

ПХДД/Ф шығарындылары ЭДП шығарылатын газдарының құрамында болуы мүмкін. Берілетін металл сынықтарында полихлорланған бифенилдердің (ПХД), поливинилхлоридтің және басқа органикалық заттардың болуы (негізінен ескі жабдықтан алынған ұсақталған металл сынықтары) көп мөлшерде ПХДД/Ф түзілуі мүмкін болуына байланысты шығарындылар көзі болуы мүмкін.

Металдар

Термиялық процестердің шығарылатын газдарының буларында ауыр металдар болуы мүмкін. Атмосфераға шығарылатын металдардың мөлшері процестің нақты типіне және шикізат құрамына (темір кені және металл сынықтары) байланысты. Агломерациялық қондырғыдан, ДП, КП және ЭДП-дан шыққан түйірлердің құрамында (ЭДП жұмысы барысында, әсіресе мырышталған металл сынықтарын пайдаланған кезде шығарындылардың ең жоғары коэффициентіне ие болатын) Zn болуы мүмкін. 1.14-кесте. Ластағыш заттар бойынша КТО өткен кәсіпорындар бойынша атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының көлемі (тонна/жыл)

Р/с №	Ластағыш заттың атауы	Кәсіпорын 1		Кәсіпорын 2		Кәсіпорын 3		Кәсіпорын 4		Кәсіпорын 5
Р/с №	Ластағыш заттың атауы	2018 ж.	2019 ж.	2020 ж.	2021 ж.	2020 ж.	2021 ж.	2019 ж.	2020 ж.	2019 ж.	2020 ж.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Бейорганикалық тозаң	26401,9	27993,8	358,62	335,54	224,16	87,83	611,701	611,701	455,64	356,38
2	Көміртек оксиді	117800,5	126599,9	1990,939	2166,46	174,07	101,72	279,203	279,203	1011,29	776,01
3	Азот оксидтері	12820,9	13861,4	439,74	433,185	145,88	76,83	120,761	120,761	22,21	17,04
4	Күкірт диоксиді	49730,9	46066,6	226,923	214,68	5,66	2,085	1721,017	1721,017	20,19	15,48

1.15-кесте. Технологиялық процестер бөлінісінде КСТА өткен кәсіпорындар бойынша атмосфераға ластағыш заттар шығарындыларының көлемі (тонна / жыл)

Р/с №	Технологиялық процестің атауы	Кәсіпорын 1		Кәсіпорын 2		Кәсіпорын 3		Кәсіпорын 4		Кәсіпорын 5
Р/с №	Технологиялық процестің атауы	2018 ж.	2019 ж.	2020 ж.	2021 ж.	2020 ж.	2021 г.	2019 г.	2018 ж.	2019 ж.	2020 ж.
1	2	3	4	5	6	7	1	2	3	4	5
1	Агломерация	119243,6	125605,9	-	-	-	1	Агломерация	119243,6	125605,9	-
2	Кокстеу	11468,8	12154,2	-	-	-	2	Кокстеу	11468,8	12154,2	-
3	Шойын өндірісі	6228,9	5917,6	-	-	-	3	Шойын өндірісі	6228,9	5917,6	-
4	Болат өндірісі	24759,9	22518,4	1568,668	1694,4889	518,112	4	Болат өндірісі	24759,9	22518,4	1568,668
5	Кальций карбиді өндірісі	-	-	-	-	-	5	Кальций карбиді өндірісі	-	-	-
6	Барлығы	161701,2	166196,1	1568,668	1694,4889	518,112	6	Барлығы	161701,2	166196,1	1568,668

1.5.2. Су объектілеріне ластағыш заттардың төгінділері

Суды ұтымды пайдалану және су бұру да металлургия саласындағы әрбір кәсіпорынның экологиялық саясатын қалыптастырудың маңызды аспектісі болып табылады.

Прокат, домна және болат балқыту өндірістеріне аса көп мөлшерде су қажет.

Металлургиялық кәсіпорындар пайдаланатын судың белгілі бір сапалық сипаттамасы болуы керек: температурасы, қалқымалы бөлшектердің мөлшері, май және шайыр мөлшері, РН сутегі көрсеткіші.

Агломерациялық қондырғыларда су араластырғыш барабандардағы шихтаны ылғалдандыру, қайтарылған суды салқындату, гидротозаңсыздандыру, жабдықтарды салқындату, газ тазарту аппараттары мен желдету жүйелерінен шыққан тозаңды гидрошаю, үй-жайды жуып-тазалау және шлам құбырларын жуу және т.б. үшін пайдаланылады. Аглофабриканың сарқынды суларының құрамында темір жүзіндісін (Fe), кальций тотығын (CaO), көміртекті (C) қоса алғанда қалқымалы заттар болады.

Кокс газын күкіртсутектен (H₂S) күшән-сода әдісімен тазартқан кезде, құрамында фенол (C₆H₆O), аммиак (NH₃), күкіртсутек (H₂S), цианидтер, бензолдар, шайыр болатын сарқынды сулар жиналады.

Домна өндірісінде сарқынды сулар домна газын тазарту, жиналған тозаң мен шашындыларды гидравликалық тазарту, сондай-ақ домна шлагының түйіршіктеу қондырғылары мен құю машиналарынан пайда болады. Бұл ағындарда кен, кокс, әктас, сульфаттар, хлоридтер, қатып қалған шойын, отқақ, графит, сөндірілмеген әк сынықтары болады.

Болат қорыту өндірісінде су негізінен металлургиялық қондырғыларды салқындатуға жұмсалады. Оттекпен үрлеуді және табиғи газды отын ретінде қолданған жағдайда шығын көбеюі мүмкін. Газ тазарту қондырғысы ластанған пайдаланылған суды тұндырғышта тазарта отырып айналым суымен жабдықталады. Тұтынылатын судың 75 %-ға дейінгі көлемі металлургиялық пештерді салқындатуға жұмсалады, нәтижесінде су тек қыздырылады және шартты түрде таза деп саналады. Судың тағы да 20 %-ы прокаттық орнақтарды салқындатуға және қоспаларды жоюға пайдаланылады және де соңғы процесте су қыздырылып қана қоймай, металл жүзінділермен және еріген заттармен ластанады.

Негізінде пайдаланылатын сумен жабдықтау жүйелері – айналымды, салқындатқыш суға арналған градирнялары, бункерлік үй-жайлардан, құю машиналарынан және газ тазартудан шыққан ластанған суды тазартуға арналған тұндырғыштары бар. Тұнбалар сусыздандырылады және пайдаланылады немесе жинақтауышқа жіберіледі.

Болат қорыту өндірісіндегі барлық сарқынды сулар тозаңнан, күлден және басқа да қатты материалдардан тазалаған кезде жиналатын қалқымалы бөлшектермен ластанады. Металлургиялық өндірісте пайдаланылатын көп мөлшердегі су кәсіпорындарда тиімді су тазарту жүйелерін орнатуды қажет етеді. Мұндай сулардың құрамында органикалық және минералдық текке жататын механикалық қоспалар болады. Сарқынды сулардың шамамен алғандағы сапалық құрамы бірдей, ал ластағыш заттардың концентрациясы технологиялық процеске қарай әртүрлі болады.

Металлургиялық зауыттардың ластанған сарқынды суларын төккен кезде суқоймасында қалқымалы заттардың мөлшері артады, олардың көбі төгілген тұсқа жақын жерге шөгеді, судың температурасы көтеріледі, оттекті режимі нашарлайды, судың бетінде майлы қабыршақ түзіледі. Егер төгілген ағынның құрамында қышқылдар болса, онда судың қышқылдығы артады, биологиялық процестердің барысы бұзылады. Осының бәрі су ағзаларының жойылуына және суқоймаларының табиғи жолмен тазару процестерінің бұзылуына әкеледі.

Сондықтан, егер айналымды жүйелер пайдаланылмайтын болса, онда сарқынды сулар су объектісіне ағызар алдында ҚР заңнамасында белгіленген нормативтерге дейін тазартылуы тиіс.

Өнеркәсіптік ағындарды тазалау үшін механикалық тәсілдерді және реагентті химиялық тазартуды пайдаланады. Сонымен қатар реагентсіз тәсілдер де: электрхимиялық, электрионитті, ионалмасу шайырларын пайдалану, озондау тәсілдері әзірленіп, енгізіліп жатыр.

1 -кәсіпорында сарқынды сулар тазартпай ағызуға рұқсат етілген нормативтік таза сарқынды су және тазартуды қажет ететін сарқынды су болып бөлінеді.

Судың келесі санаттары нормативтік таза сарқынды суға жатады:

техникалық су, сол сияқты салқындатқыш тоғаннан қайта пайдаланылған су және сорғы станцияларынан кейінгі су жабдығын салқындату үшін қолдану нәтижесінде пайда болатын сарқынды сулар;

нормативтік таза өнеркәсіптік-нөсер ағындары негізінен тек жылумен ластанады, бұл ретте мұндай сулардың төгінділері мұнай тұту секциялары арқылы бағыттаушы арыққа төгіледі;

қала аумағынан нөсерлік сарқындылар салқындатқыш тоғанды бөліп тұратын акваторияға төгіледі. Салқындатқыш тоғанның құммен ластануын болдырмау үшін нөсерлік сарқындылар бұрылып, алдын ала тұндыруға жіберіледі.

Салқындатқыш тоған осы сарқынды суларды қабылдағыш болып табылады. Салқындатқыш тоғанның суы кәсіпорынның технологиялық қажеттіліктеріне қайта пайдаланылады, салқындатқыш тоғанның артылған суы су объектісіне құйылады.

Ластанған сарқынды сулар мен нөсерлік сарқындылар тазарту құрылыстары цехына (ТҚЦ) бағытталады. Оған қоса, ТҚЦ-ға кәсіпорынның барлық цехтарының шаруашылық-тұрмыстық сарқынды сулары, қаланың шаруашылық-тұрмыстық сарқынды сулары және қалалық өнеркәсіптік кәсіпорындардың ластанған сарқынды сулары төгіледі. Тазарту процесінен өткен соң тазартылған сарқынды сулар су объектісіне төгіледі. 1.12 -суретте 1 -кәсіпорын бойынша 2015 - 2019 жылдардағы су тұтыну және су бұру көлемі берілген.

1.12-сурет. 2015 - 2019 жылдардағы суды пайдалану және су бұру

Су объектісіне негізінен жылумен ластанған шартты таза сулар төгіледі, барлық судың 87 % айналымды циклде пайдаланылады.

Кальций карбидін өндірген кезде су технологиялық машиналар мен агрегатттарды салқындату үшін және градирняларда булану және тамшылау нәтижесінде пайда болатын қайтымсыз шығындардың орнын толтыру үшін айналым циклын толықтыру үшін пайдаланылады. 5-кәсіпорында су объектілерінен су алу жылына 5,27 млн м³құрайды, оның ішінде 85 %-дан астамы (4,5314 млн м³) кері қайтарылады. Қалған 14 %-ы қайтымсыз шығындарды құрайды, оған өндірістік процесті қолдауға арналған технологиялық қажеттіліктерді жатқызуға болады.

1.13-суретте 5 -кәсіпорынға арналған кальций карбиді өндірісіндегі сарқынды сулардың көрсеткіштері көрсетілген.

1.13-сурет. 2016 - 2020 жылдардағы сарқынды сулар мен өндірістік қуаттылықтың жалпы көрсеткіштері

Болатты қорытудың технологиялық ерекшеліктері, шихтаның құрамы, газ тазартуға жұмсалатын судың меншікті шығыны және басқалары пайдаланылған сарқынды сулардың жиналуына және құрамына әсер ететін негізгі факторлар болып табылады.

1.5.3. Өндіріс қалдықтары

Қалдықтар қара металлургия өндірісінің барлық кезеңдерінде: агломерация, домна, болат балқыту процестерінде жиналады. Қалдықтардың негізгі массасын домна және болат қорыту қождары құрайды. Қождардың құрамында көп мөлшерде кремний қосылыстары және бірқатар металдар (темір және т.б.) болады. Олардың құрамы әркелкі және шикізаттың түрімен, сол сияқты металлургиялық кәсіпорында қабылданған меалл балқыту технологиясымен тығыз байланысты. Бұл жағдай қождың қасиетіне және оларды өңдеу технологиясына қатты әсер етеді.

Жіктеудің басты белгісі қалдықтың химиялық құрамы болып табылады. қождар әртүрлі типтегі оксидтердің арақатынасы шамамен бірдей болатын негізгі қышқыл (Са және Mg сілтілік металл оксидтері басым) және бейтарап (амфотерлі) (Si және Аl оксидтері басым) болып екіге бөлінеді.

Болат балқытатын қождардың құрамында айтарлықтай мөлшерде темір (металл түрінде 20 %-ға дейін және оксидтер түрінде 24 %-ға дейін), сондай-ақ әртүрлі оксидтер мен сульфидтер болады. Болат балқытатын қождардың жыл сайын жиналатын массасы домна қождарына қарағанда екі есе аз болады.

Шойын мен болат өндіру процестерінің нәтижесінде қалдықтардың келесі түрлері түзіледі:

кокс елемі – шихталық материалдарды мөлшерлеу кезінде;

қышқыл шайыр – кокс газын тазарту барысында;

кек, фус – таскөмірлі шайырды өңдеген кезде;

байыту жынысы – қатардағы кокстенген көмірді байытуға дайындаған кезде;

кокс шламы – көмір шихтасын кокстаған кезде;

аглоелем, аглошлам – шихталық материалдарды уатқан кезде;

болат қорыту шлагы – болаттық орытқан кезде;

домна шлагы, біріктірілген кварц құмы – шойын өндірісі барысында, сондай-ақ құрғақ тозаң жинағышта ұсталған тозаң, домна газын дымқыл тазарту жүйелерінің шламдары, сондай ақ технологиялық жабдықты пайдалану процесінде пайда болатын қалдықтар.

Қалдықтардың бір бөлігі технологиялық процеске қайтарылады, қалдықтардың екінші бөлігі қайта өңдеуге жіберіледі, қалған бөлігі қалдықтарды жинақтауыштарға жіберіледі.

1.14-суретте 1-кәсіпорында қалдықтардың жиналуы және оларды қайта өңдеу бойынша деректер ұсынылған.

1.14-сурет. 2015 - 2019 жылдардағы қалдықтардың жиналуы және оларды қайта өңдеу динамикасы

Суретте көрсетілгендей, қалдықтардың едәуір бөлігі кәсіпорында қайта өңделеді, қайта өңделген қалдықтардың үлесі 29 %-дан 64 %-ға дейін ауытқиды.

1.15-суретте 2-кәсіпорын бойынша 2020 - 2021 жылдардағы қалдықтардың жиналу көлемі ұсынылды, онда қайта өңдеуге берілген және өз кәсіпорнында пайдаланылған қалдықтардың көлемі көрсетілген.

1.15-сурет. 2020 - 2021 жылдардағы қалдықтардың жиналуы және оларды қайта өңдеу көлемі

Суретте көрсетілгендей 2-кәсіпорында 2020 жылы жиналған өндірістік қалдықтардың 83 % бөгде ұйымдарға қайта өңдеуге берілген, 2 % шамалы көп мөлшері – кәсіпорнның өзінде қайтаөңделген, қалған 14 % маманданлырылған алаңға орналастырылған. Олардың ішінде 84 %-ы - шикізаттық болат қорыту шлагы, 15 %-ы - болат құю шлагы және шамамен 0,03 %-ы – шойын құю шлагы.

3-кәсіпорында 2020 - 2021 жылдары өндірістік қалдықтардың шамамен 80 %-ы жеке маманданлырылған алаңға орналастырылды, 2 %-дан азы өндірістік қажеттіліктерге кері қайтарылды, 18 %-ы үшінші тұлғаларға қайта өңдеуге берілді.

4-кәсіпорында күл-қож және резеңке бұйымдарының қалдықтары қалдықтардың негізгі түрі болып табылады.

5-кәсіпорында жиналатын қалдықтардың негізгі түріне өндіріс процесінде ұсталған тозаң, сондай-ақ карбид шламы жатады. Тозаң ішінара өндірістік процеске қайтарылады, шлам қалдықтарды жинақтауышқа жіберіледі.

1.16-суретте 5-кәсіпорын үшін кальций карбидін (CaC₂) өндіру кезінде аспирациялық тозаңның жиналу көлемі мен қайта пайдалану көлемі көрсетілген. Көріп отырғанымыздай, ППУ-да тұтылған тозаңның бір бөлігі өндірістік циклға қайтарылады, екінші бөлігі екінші реттік шикізатты сақтау алаңына орналастырылады.

1.16-сурет. Кальций карбидін өндіру кезіндегі қалдықтар (аспирациялық тозаң)

Қазіргі уақытта шикізат ресурстарын кешенді пайдалануға, екінші реттік ресурстарды мобилизациялауға және пайдалануға баса назар аударылады. Екінші реттік материалдық ресурстардың есебінен қара металлургия қождарын қайта өңдеу көлемі өсуде.

1.16-кестеде металлургиялық өндірістің қалдықтарынан алынатын өнімдер көрсетілген.

1.16-кесте. Өндірістік қалдықтармен жұмыс істеу әдістері

Р/с №

Өндіріс

Қалдықтардың түрлері

Қалдықтарды пайдалану

1	2	3	4
1	Кен өндіру	Аршыма тау жыныстары	Карьерлерді толтыру, құрылыс материалдары
2	Кокс-химия	Тозаң	Аглошихтада пайдалану
2	Кокс-химия	Газы	Отын
3	Агломерация	Тозаң	Аглошихтада пайдалану, домна өндірісіне арналған жентектерді өндіру
4	Домна	Шламдар	Түсті силикат кірпішін өндіру, түсті портландцементті өндіру; тыңайтқыш өндіру; аглошихтаға қосылатын қоспа;
		Скрап	Ұнтақты металларугияға арналған темір оксидтері; Темір-кокс өндірісі;
		Қож, тозаң	Тыңайтқыш, қож-мақта өндіру; Бетон өндірісі; Цемент өндірісі; Жол құрылысы
		Графит құрамды қалдықтар	Шойын сынықтары; Домна қосымы; Қожды қиыршықтас
5	Болат қорыту	Шлам	Цемент өндірісінде темір мен тозаңды алуға арналған регенерация;
		Шлам	Байытылған кесекті кеннің орнына пайдалану;
		Тозаң	Тыңайтқыш өндіру;

1.5.4. Жер ресурстарына, топырақ жамылғысына, жерасты суларына әсері

Көптеген цехтары және қосалқы қызметтері бар металлургиялық зауыттар мен кешендер мыңдаған гектар аумақты алып жатыр. 1 -кәсіпорын 5 мың гектардан астам аумақта орналасқан.

Қара металлургияда технологиялық процестер барысында көп мөлшерде қатты қалдықтар жиналады. Қатты өнеркәсіптік қалдықтар деп өнім өндіру кезінде немесе жұмыстарды орындау кезінде пайда болған және толық немесе жартылай тұтынушылық қасиеттерін жоғалтқан шикізаттың, материалдардың, жартылай фабрикаттардың қалдықтары саналады.

Қалдықтар мыңдаған гектар пайдалы жерлерді алып жатқан үлкен аумақтарға жиналады. Қож үйінділері көп жағдайда қоршаған ортаға зиянды әсер етеді. Желдің әсерінен үйінділерде тұрақты түрде тозаң пайда болады, бұл ауа бассейнінің ластануына әкеледі. Жауын-шашын (жаңбыр, қар) үйінділердегі элементтер мен қосылыстарды шайып, топырақтың ластануына әкеледі.

Нәтижесінде тіпті үйінділерден босатылған жерлердің өзі ауыл шаруашылығында пайдалануға жарамсыз болып қалады, "индустриалдық алап" деп аталатын бос жерлер пайда болады. Кәсіпорынды пайдалану аяқталған соң салдарларын және бұрын пайдаланылған алаңдардың топырақ құнарлығын қалпына келтіру бойынша шаралар талап етіледі. Қазақстанда Кодексіне сай өндірістік қалдықтарды сақтау арнайы жабдықталған орындарда жүргізіледі, қалдықтың әрбір түрі үшін сақтау мерзімі белгіленеді. Полигонды пайдалануды тоқтатқан соң қалдықтардың әрбір меншік иесі оларды кәдеге асыруға, қайта өңдеуге немесе көмуге міндетті.

Бүлінген жерлердің топырақ құнарлығын қалпына келтірудің болжамды бағыттарын анықтаған кезде келесі факторларды ескеру қажет:

бүлінген жерлердің қоршаған ортаға әсер етуінің негізгі түрлері және топырақ құнарлығын қалпына келтірудің болжамды бағыттары;

бүлінген жерлердің қолайсыз әсерін әлсірететін немесе күшейтетін және қалпына келтірілетін ландшафттарды пайдалану түріне әсер ететін табиғи жағдайлардың тұрақты көрсеткіштері;

қоғамның әлеуметтік және табиғатты қорғау талаптарын ескере отырып, әртүрлі мақсаттағы алаңдарды кеңейту қажеттілігі;

топырақ құнарлығын қалпына келтірудің әртүрлі бағыттарының санитарлық-гигиеналық, рекреациялық және эстетикалық әсерін бағалау.

Ұлттық стандарттарға сәйкес топырақ құнарлығын қалпына келтірудің әр түрліболжамды бағыттары бар.

Жердің топырақ құнарлығын қалпына келтіру бағытын таңдау келесі факторларды ескере отырып жүзеге асырылады:

ауданның жаратылыс жағдайы (климаты, топырағы, гелогиялық және гидрогеологиялық жағдайы, өсімдіктері, бедері, айқындаушы геожүйелері немесе ландшафтық кешендері);

көмір шламының және көмір фабрикасы қалдықтарының агрохимиялық және агрофизикалық қасиеттері;

бүлінген жерлердің орналасқан ауданындағы шаруашылық, әлеуметтік-экономикалық және санитарлық-гигиеналық жағдайлар;

қайта қалпына келтірілетін жерлердің қолданылу мерзімі және оларды қайта бүлдіру мүмкіндігі;

қайта қалпына келтіру жұмыстарының технологиялары;

қоршаған ортаны қорғау бойынша талаптар;

аумақты преспективалық дамыту жлспары.

1 -кәсіпорынның химиялық қалдықтарға арналған екі үйіндісі бар, біреуі 1990 жылға дейін, екіншісі 2013 жылғы 1 қаңтарға дейін қолданылған. Екі үйіндідегі жалпы жиналған қалдық - кокс-химия өндірісінің шамамен 100 мың тонна химиялық қалдығы: фус және қышқыл шайыр. Кәсіпорында кокс-химия өндірісінде экологиялық заңнаманы сақтау мақсатында фусты және қышқыл шайырды кәдеге жарату қондырғылары пайдалануға берілді.

1-кәсіпорында 2012 жылдан бастап әрі қарай өңдеу және жұмыс аяқталғаннан кейін үйіндіні толық қалпына келтіру мақсатында № 1 үйіндіден химиялық қалдықтарды шығару бойынша жұмыстар жүргізіліп жатыр. 2012 жылдан бастап 2015 жылға дейін 12 мың тоннадан астам қалдық шығарылып, қайта өңдеуге жіберілді. Жобалық құжаттамаға сәйкес, қышқыл шайырдың сұйық фазасы қалпына келтіру жұмыстары басталғанға дейін үйіндіден шығарылады. 1-кәсіпорын жүргізетін қалпына келтіру жұмыстарының негізгі мақсаты химиялық үйінділердің қалдықтарын адсорбциялық материалдармен залалсыздандыру болып табылады. Адсорбенттер ретінде әк пен түйіршіктелген қож қолданылады, олар сумен жанасқанда цементтеледі және өткізбейтін көпшік жасайды, осылайша құрамында шайыры бар заттардың қар суына механикалық қосылуына жол бермейді. Химиялық үйінді қалдықтарын қалпына келтірудің соңғы кезеңі декоративтік және көгалдандыру мақсатында өсімдіктер отырғызу үшін жерді биологиялық қалпына келтіруге негізделген биологиялық қалпына келтіру кезеңі болып табылады. Биологиялық кезең техникалық кезең аяқталғаннан кейін басталады және техникалық кезең барысында дайындалған тамыр жайылу қабатының үстіңгі бетін қалыптастыру мақсатында жүзеге асырылады. Бұл қабат топырақтың эрозиясына, қалпына келтірілген жер бетіндегі ұсақ топырақтың бұзылуына жол бермейді. Қалпына келтірудің биологиялық кезеңін орындау қоршаған ортаны қорғау шараларының маңызды құрамдас бөліктерінің бірі болып табылатын атмосфераға шығарылатын тозаң шығарындыларын азайтуға және ауданның микроклиматын жақсартуға мүмкіндік береді.

1.5.5. Физикалық әсер ету факторлары

Шу мен діріл металлургия саласына қатысты жиі кездесетін мәселе болып табылады және олардың көздері іс жүзінде технологиялық процестің барлық кезеңдерінде кездеседі. Қоршаған ортаға қондырғы шығаратын өндірістік шу медициналық, әлеуметтік және экономикалық аспектілері бар жағымсыз әсер етуші фактор болып табылады.

Шу мен дірілдің ең маңызды көздері шикізат пен өндіріс өнімдерін тасымалдау және өңдеу болып табылады; пирометаллургиялық операциялармен және материалдарды ұсақтаумен байланысты өндірістік процестер; сорғылар мен желдеткіштерді пайдалану; бу шығару; сонымен қатар автоматты дабыл жүйелерін іске қосу. Шу мен дірілді бірнеше тәсілмен өлшеуге болады, бірақ, әдетте, шу мен діріл әртүрлі технологиялық процесте әрқилы болады, бұл ретте дыбыстың жиілігін және елді мекендердің өндірістік аумақтан арақашықтығын ескеру қажет.

Тиісті техникалық қызмет көрсету желдеткіштер мен сорғылар сияқты жабдықтың теңгерімінің бұзылмауына көмектеседі. Шуды азайтудың жалпы әдістеріне мыналар жатады: шу көзін экрандау үшін үйінділерді пайдалану; шу шығаратын қондырғыларға немесе компоненттерге дыбысоқшаулағыш конструкциялардан жасалған корпустарды пайдалану; жабдыққа арналған дірілге қарсы тіректер мен қосқыштарды пайдалану; шу шығаратын қондырғыларды мұқият баптау; дыбыс жиілігін өзгерту. Жұмыс орындарында өндірістік және қосалқы ғимараттарда рұқсат етілген ең жоғары дыбыс деңгейі 95 дБА құрайды.

1.5.6. Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсілін жүргізу

Қоршаған ортаны қорғаудың кешенді тәсіліне кәсіпорындардың өндірістік қызметінің (атмосфераға шығарындылар, су ортасына төгінділер және қалдықтарды қалыптастыру/орналастыру) қоршаған ортаның құрамдас бөліктеріне теріс әсер ету көздерін анықтауға, кәсіпорындарды бақылау жолымен олардың техногендік әсерін төмендетуге/болғызбауға, сондай-ақ қабылданатын шаралардың экологиялық және экономикалық тиімділігін салыстыра отырып, ең үздік қолжетімді техникаларды енгізу мен қолдануға бағытталған шаралар жүйесі жатады.

Кешенді тәсілді жүзеге асыру үшін кәсіпорындар қоршаған ортаны қорғау мәселелеріне ерекше назар аударуы керек, атап айтқанда:

объект тұтынатын немесе өндіретін шикізат пен қосалқы материалдарды, энергияны міндетті есепке алу;

шығарындылардың, төгінділердің, объектідегі түзілетін қалдықтардың барлық көздерін, олардың сипаты мен көлемін құжаттау, сондай-ақ олардың қоршаған ортаға теріс әсер ету оқиғаларын анықтау;

сарқынды сулар мен шығарылатын газдарды зиянды заттардан тазарту және табиғи ресурстарды пайдалануды қысқарту және объектіде шығарындылардың, төгінділердің және қалдықтардың түзілу көлемін азайту бойынша ең үздік қолжетімді техникаларды енгізу бойынша технологиялық шешімдер мен өзге де әдістерді қолдану;

табиғи ресурстарды ұтымды пайдалану және қоршаған ортаны қорғау жөніндегі тиімді іс-шараларды әзірлеу;

кәсіпорынның экологиялық саясатын декларациялау;

экологиялық менеджмент жүйесінде өндірісті сертификаттауды дайындау және жүргізу;

өндірістік экологиялық бақылау және қоршаған орта компоненттеріне мониторинг жүргізу;

кешенді экологиялық рұқсаттар алу;

экологиялық және басқа да заңнама талаптарының орындалуы мен сақталуын бақылауды жүзеге асыру.

Жоғары экологиялық-экономикалық нәтижелерге қол жеткізу үшін шығарындыларды, зиянды заттардың төгінділерін тазарту процесін тұтылған заттарды кәдеге жарату процесімен біріктіру қажет. Дұрысын айтқанда, зиянды шығарындыларды тазарту тиімсіз, өйткені оның көмегімен қоршаған ортаға зиянды заттардың түсуін толығымен тоқтату мүмкін емес, себебі қоршаған ортаның бір компонентінің ластану деңгейінің төмендеуі екіншісінің ластануының жоғарылауына әкелуі мүмкін.

Ластану себебінің өзін жою өндіріске қалдығы аз, болашақта қалдықсыз технологияларды енгізуді талап етеді, бұл шикізатты жан-жақты пайдалануға және қоршаған ортаға зиянды заттардың көп мөлшерін жоюға мүмкіндік береді.

1.6. Саланы дамыту перспективалары

Жалпы Қазақстанда ТМК - экономиканың экспортқа бағдарланған сегменті, іс жүзінде Қазақстанда өндірілетін барлық металдар мен металл өнімдері экспортталады. Қазақстанның металлургия саласының даму үрдістері осындай болғандықтан, металлургия кешенінің кәсіпорындары өз өнімдерінің 80 % экспорттайды. Ел экспортының жалпы көлеміндегі металлургия кешенінің үлесі 35 % құрайды [46].

Саланың әрі қарай дамуы экспорттық өнімнің жаңа түрлерін өндіре отырып шикізатты қайта өңдеудің кешенділігін арттыруды, кейіннен сыртқы нарықтарға [1, 3] бағдарлана отырып, ішкі нарықтың қажеттіліктері үшін металл өнімдері мен олардан жасалған бұйымдарды шығаруға бағытталған түпкілікті қайта балқыту санын ұлғайту бойынша өндірістер құруды, отандық ТМК кәсіпорындарының металлургияның материалдарын, жабдықтарын, қайта өңделген өнімдерін халықаралық сапа стандарттарына сәйкес келген жағдайда пайдалануын көздейтін жер қойнауын пайдаланушылардың тауарлардың, жұмыстардың, көрсетілетін қызметтердің қазақстандық құрамын ұлғайтуды қоса алғанда, бірнеше бағыт бойынша жүргізілуі мүмкін.

Қазақстан пайдалы қазба қоры бойынша әлемде көшбасшы орын алады. Осыған байланысты ТМК бәсекеге қабілеттілігін арттыру үшін алдағы жылдары минералды-шикізат базасын толықтыру, жер қойнауын пайдаланушылардың бірыңғай платформасында бизнес-процестерді оңайлату және автоматтандыру, базалық металдарды дайын өнімге дейін өңдеуді тереңдету және т.б. бойынша шаралар қабылданатын болады.

Өндірілетін өнім көлемі және т.б. бойынша кәсіпорындардың болашағы

Алдағы 5 жылда және одан әрі секторда жаңа қуаттар мен кәсіпорындарды іске қосу жоспарланып отыр. Мәселен, Қарағанды облысындағы Сарань өнеркәсіптік аймағының аумағында үш металлургиялық кәсіпорын салу жоспарланып отыр: мырышталған болат өндіру зауыты, құбыр зауыты және ыстықтай мырыштау зауыты. Инвестиция көлемі 478 млн АҚШ доллары.

Ақтөбе облысында QazSpetsSteel рельстер, теміржол дөңгелектері, құрылыс және құрылымдық арматура шығаратын болат балқыту зауытын салуды жоспарлап отыр. Жобаға салынатын инвестициялар 587 млн АҚШ доллары көлемінде. Зауыттың қуаттылығы жылына 800 мың тонна өнімді құрайды.

Жұмыс істеп тұрған кәсіпорындар да кеңейтіліп жатыр. Мәселен, ERG құрамына кіретін Соколов-Сарыбай тау-кен байыту өндірістік бірлестігі (ССТБӨБ) құрамында темір көп BF-жентектердің сынамалық партиясын өндірді. Жаңа өнімнің сипаттамаларын растайтын халықаралық сертификат алды. Кәсіпорында концентрат өндірісінің технологиялық схемасын жаңғырту жұмыстары басталды. 2023 жылдың бірінші тоқсанында өнеркәсіптік кешенге негізгі технологиялық жабдықтар жеткізіледі. Құрылыс-монтаждау жұмыстарымен бірге инвестициялар шамамен 2,8 млрд теңгені құрайтын болады. Өндірісті жаңғырту және жаңа өнім алу – қазіргі қалыптасқан геосаяси жағдайда өте маңызды болып отыр: бұл ССТБӨБ-ге жаңа нарықтарға, соның ішінде Еуропаға шығуға мүмкіндік береді, бұл топтың ресейлік серіктестеріне салынған және сектордағы өндірістің құлдырауына әсер еткен ықпашаралардың теріс әсерін жояды.

Сектордағы күрделі инвестицияларға келетін болсақ, 2022 жылдың 12 айында металлургия саласында 606,3 млрд теңгені және металл кендерін өндіру саласында 689,2 млрд теңгені құрады. Республика бойынша өнеркәсіптік сектордағы негізгі капиталға салынған инвестициялардың барлық көлемінен ТМК-ның жиынтық үлесі айтарлықтай 18 %-ға жетті.

Жоспарланған қайта жарақтандыру, жоспарланған табиғатты қорғау іс-шаралары

Металлургия саласында жеткілікті қайта өңдеудің болмауы - машина жасау, көлік және құрылыс салалары сияқты ұлттық экономиканың жоғары технологиялық және ғылымды қажетсінетін секторларын дамыту үшін негізгі тежеуші фактор болып табылады. Сонымен қатар, машина жасау мен көлік саласының нашар дамуы мұнай өңдеу, химия, ағаш өңдеу, құрылыс және ауыл шаруашылығы сияқты басқа салалардың бәсекеге қабілеттілігіне теріс әсер етеді.

Негізгі шаралар ретінде төмендегілерді атап өтуге болады:

заманауи технологияларды, энергия және ресурс үнемдеуді енгізу;

техникалық және экологиялық қауіпсіздікті қамтамасыз ету;

цифрлық технологияларды енгізу;

шикізат пен материалдарды тиімді пайдалану;

тауарларды сыртқы нарықтарға жылжыту бойынша шығындарды өтеу.

Бұл ретте саладағы мынадай тәуекелдерді ескермеуге болмайды:

1) шикізат бағыты. Металдарға әлемдік сұраныс азайған жағдайда Қазақстан жоғары қайта өңделген тауарларды экспорттауға мүмкіндік беретін технологиялық артықшылықтарды пайдалана алмайды;

2) металдың әлемдік бағасына жоғары тәуелділік. Металдың әлемдік бағасы төмендеген жағдайда отандық металлургия саласының өнімді сатудан түсетін кірісі азаяды;

3) төмен технологиялық деңгейді сақталуы. Қазақстанның металлургия саласы шетелдік аналогтарымен салыстырғанда еңбек және энергия шығыны ең көп сала болып қалып отыр.

Өңірлердегі экологиялық қиындықтарды төмендету үшін өнеркәсіптік, азаматтық және жол құрылысында қатты қалдықтардың көпшілігін (домна қождары, шламдар, күл және т.б.) пайдалануға арналған тиімді технологиялар мен арнайы стандарттарды әзірлеу қажет.

2. Ең үздік қолжетімді техникаларды айқындау әдіснамасы

Осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласы үшін ең үздік қолжетімді техникаларды айқындау рәсімін Халықаралық жасыл технологиялар және инвестициялық жобалар орталығы (бұдан әрі – Орталық) атынан ЕҚТ бюросы және ЕҚТ бойынша "Шойын және болат өндірісі" анықтамалығын әзірлеу мәселелері жөніндегі техникалық жұмыс тобы Қағидалардың ережелеріне сәйкес ұйымдастырды.

Осы рәсім шеңберінде халықаралық практика және ЕҚТ-ны айқындау тәсілдері, оның ішінде ЕҚТ-ны айқындау және ЕҚТ негізінде экологиялық рұқсаттар алу шарттарын орындау үшін экологиялық тиімділік деңгейлерін белгілеу жөніндегі нұсқаулыққа негізделген тәсілдер ескерілді.

2.1. Детерминация, ЕҚТ-ны іріктеу қағидаттары

Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтау ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу мәселелері жөніндегі техникалық жұмыс тобының іс-әрекеттерінің реттілігін сақтауға негізделген:

1) эмиссиялардың маркерлік ластағыш заттарын ескере отырып, сала үшін негізгі экологиялық проблемаларды айқындау;

Шойын мен болат өндірісінің әрбір технологиялық процесі үшін маркерлік заттардың тізбесі айқындалған (толығырақ ақпарат осы ЕҚТ бойынша анықтамалықтың 6-бөлімінде келтірілген).

Маркерлік заттар тізбесін айқындау әдісі негізінен осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласында жүргізілген кәсіпорындардың КТА барысында алынған жобалық, технологиялық құжаттаманы және мәліметтерді зерделеуге негізделді.

Негізгі ластағыш көздердің эмиссияларының құрамында болатын ластағыш заттардың тізбесінен әрбір технологиялық процесс үшін бөлек маркерлік заттар тізбесі олар келесі сипаттамаларға сәйкес болған жағдайда айқындалды:

қарастырылып отырған технологиялық процеске зат тән (жобалау және технологиялық құжаттамада негізделген заттар);

қоршаған ортаға және (немесе) халықтың денсаулығына айтарлықтай әсер ететін зат, оның ішінде уыттылығы жоғары, канцерогендік, мутагендік, тератогендік қасиеттері дәлелденген, кумулятивті әсері бар, сондай-ақ тұрақты органикалық ластағыш заттарға жататын заттар;

2) саланың экологиялық проблемаларын кешенді шешуге бағытталған кандидат техникаларды айқындау және сипаттау;

Кандидат техникалардың тізбесін қалыптастыру кезінде осы ЕҚТ бойынша анықтамалықты қолдану саласының экологиялық проблемаларын кешенді шешуге бағытталған, Қазақстан Республикасында және ЕҚТ саласындағы халықаралық құжаттарда бар (КТА нәтижесінде анықталған) технологиялар, тәсілдер, әдістер, процестер, тәжірибелер, амалдар мен шешімдер қарастырылды, нәтижесінде 5-бөлімде ұсынылған кандидат техникалардың тізімі анықталды.

Әрбір кандидат техникасы үшін Техникалық сипаттамасы және кандидат техниканың техникалық қолданылуына қатысты пайым; кандидат техниканы енгізудің экологиялық көрсеткіштері және кандидат техниканы ендірудің әлеуетті пайдасы; экономикалық көрсеткіштер, әлеуетті кросс-медиа әсерлері (ортааралық) және басқа шарттар берілген;

3) техникалық қолдану, экологиялық нәтижелілік және экономикалық тиімділік көрсеткіштеріне сәйкес кандидат техникаларды талдау және салыстыру;

ЕҚТ ретінде қаралатын кандидат техникаларға қатысты мынадай реттілікпен бағалау жүргізілді:

1. Технологиялық қолдану параметрлері бойынша кандидат техниканы бағалау;

2. Экологиялық нәтижелілік параметрлері бойынша кандидат техниканы бағалау.

Келесі көрсеткіштерге қатысты сандық мәнмен (өлшем бірлігі немесе қысқарту/ұлғайту %) көрсетілген кандидат техникаларды енгізудің экологиялық әсеріне талдау жүргізілді:

атмосфералық ауа: шығарындыларды болғызбау және (немесе) азайту;

суды тұтыну: жалпы су тұтынуды азайту;

сарқынды сулар: төгінділерді болғызбау және (немесе) азайту;

топырақ, жер қойнауы, жерасты сулары: табиғи ортаның компоненттеріне әсер етуін болғызбау және (немесе) азайту;

қалдықтар: өнеркәсіптік қалдықтардың түзілуін/жиналуын және/немесе оларды қайта өңдеуді болғызбау және (немесе) азайту, қалдықтарды қайта өңдеу және қалдықтарды энергетикалық кәдеге жарату;

шикізатты тұтыну: тұтыну деңгейін азайту, баламалы материалдармен және (немесе) өндіріс және тұтыну қалдықтарымен алмастыру;

энергияны тұтыну: энергетикалық және отын ресурстарын тұтыну деңгейін төмендету; баламалы энергия көздерін пайдалану; заттарды регенерациялау және қайта өңдеу және жылуды қалпына келтіру мүмкіндігі; өз қажеттіліктері үшін электр және жылу энергиясын тұтынуды азайту;

шу, діріл, электромагниттік және жылу әсерлері: физикалық әсер ету деңгейінің төмендеуі;

Кросс-медиа әсерлерінің жоқтығы немесе болуы да ескерілді.

Кандидат техниканың жоғарыда аталған көрсеткіштердің әрқайсысына сәйкестігі немесе сәйкес келмеуі КТА нәтижесінде алынған мәліметтерге негізделді.

ЭЫДҰ-ға мүше мемлекеттерде ресми қолданылатын ЕҚТ бойынша бекітілген ұқсас анықтамалықтарда ұсынылған ЕҚТ тізбесінен алынған кандидат техникалар экологиялық нәтижелілік тұрғысынан бағаланбағанын айта кеткен жөн;

3. Кандидат техникасын экономикалық тиімділік параметрлері бойынша бағалау.

Техника-кандидаттың экономикалық тиімділігін бағалау міндетті емес, алайда техникалық жұмыс тобы мүшелерінің көпшілігінің шешімі бойынша техникалық жұмыс тобының мүшелері-өнеркәсіптік кәсіпорындардың өкілдері ендірілген және жақсы жұмыс істейтін өнеркәсіптік қондырғыларда/зауыттарда пайдаланылатын кейбір техникаларға қатысты ЕҚТ экономикалық бағалауды жүргізді.

Өнеркәсіптік енгізу фактісі КТА нәтижесінде анықталған мәліметтерді талдау нәтижесінде анықталды;

4. ЕҚТ-ны қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді анықтау.

ЕҚТ қолдануған байланысты эмиссиялар деңгейлерін және өзге де технологиялық көрсеткіштерді айқындау көп жағдайда өндірістік процестің соңғы сатысында теріс антропогендік әсерді төмендетуді және ластануды бақылауды қамтамасыз ететін техникаларға қатысты қолданылған.

2.2. Техникаларды ЕҚТ-ға жатқызу өлшем шарттары

Кодекстің 113-бабының 3-тармағына сәйкес ЕҚТ-ны айқындау өлшемшарттары:

қалдығы аз технологияны пайдалану;

қауіптілігі аз заттарды пайдалану;

қажет болған жағдайда технологиялық процесте түзілетін және пайдаланылатын заттарды, сондай-ақ қалдықтарды қалпына келтіруге және қайта өңдеуге жәрдемдесу;

өнеркәсіптік деңгейде табысты сыналған процестердің, құрылғылардың және операциялық әдістердің салыстырмалылығы;

ғылыми білімдегі технологиялық серпілістер мен өзгерістер;

қоршаған ортаға тиісті эмиссиялардың табиғаты, ықпалы мен көлемі;

жаңа және жұмыс істеп тұрған объектілер үшін пайдалануға берілу күні;

ең үздік қолжетімді техниканы ендіруге қажетті мерзімдердің ұзақтығы;

процестерде пайдаланылатын шикізат пен ресурстардың (суды қоса алғанда) тұтынылу деңгейі мен қасиеттері және энергия тиімділігі;

қоршаған ортаға эмиссиялардың жағымсыз әсері мен қоршаған орта үшін тәуекелдерді болғызбау немесе олардың жалпы деңгейін барынша қысқарту қажеттігі;

аварияларды болғызбау және қоршаған ортаға жағымсыз салдарларды барынша азайту қажеттігі;

халықаралық ұйымдар жариялаған ақпарат;

Қазақстан Республикасында немесе одан тыс жерлерде екі және одан да көп объектілерде өнеркәсіптік ендіру.

2.3. ЕҚТ-ны қолданудың экономикалық аспектілері

2.3.1. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдемелері

Ең үздік қолжетімді техникалар, әдетте, бүкіл әлемде кеңінен танымал, ал экономикалық бағалау ЕҚТ енгізу мүмкіндігі немесе одан бас тарту туралы шешім қабылдаудың қосымша өлшемшарты болып табылады. Егер ЕҚТ-ны сәтті өнеркәсіптік пайдалану нәтижелерінің нақты дәлелдері/мысалдары болса, ол қолайлы болып саналады. Мәселен, ЕО елдері ЕҚТ-ны анықтаған кезде өнеркәсіптік пайдалануға берілген және табиғатты қорғау тиімділігі іс жүзінде расталған технологияларды ғана ескереді.

ЕҚТ әрдайым экономикалық нәтиже бермейтінін ескерген жөн және олардың қолданылуы белгілі бір технологиялық процестерді, қондырғылады/агрегаттарды/жабдықтарды пайдаланудың, реагенттер мен компоненттердің құнының, шығындар мен пайдалардың арақатынасының, капитал құнының, ЕҚТ-ны енгізуді іске асыру мерзімдерінің және басқа да факторлардың инвестициялық негізділігімен анықталады. ЕҚТ-ның жалпы экономикалық тиімділігі нақты кәсіпорынның қаржы-экономикалық жағдайымен айқындалады және кәсіпорынның жоспарлы-экономикалық қаржы қызметтері ЕҚТ-ны жүзеге асырудың техникалық-экономикалық негіздемесіне өз бетінше негіздеу жүргізеді.

Әлемдік тәжірибеде жалпы қабылданған тәсілдерге сәйкес, ЕҚТ енгізу тиімділігін экономикалық бағалау төмендегідей әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылуы мүмкін:

шығындардың инвестициялық негізділігі бойынша;

шығындар мен пайданы талдау бойынша;

кәсіпорынның бірқатар негізгі көрсеткіштеріне: айналымына, операциялық пайдасына, қосылған құнына және т.б. (тиісті қаржылық мәліметтер болған кезде) шығындардың қатынасы бойынша;

қол жеткізілген экологиялық нәтижеге және т.б. жұмсалған шығындар бойынша.

Экономикалық бағалау тәсілдерінің әрқайсысы кәсіпорынның қаржылық-экономикалық қызметінің әртүрлі аспектілері бойынша қоршаған ортаны қорғау жөніндегі іс-шараларды іске асыру нәтижесін көрсетеді және ЕҚТ бойынша шешім қабылдау көзі бола алады. Объект операторы салалық және өндірістік ерекшеліктерді ескере отырып, ЕҚТ-ны экономикалық бағалауға өзі үшін ең қолайлы бағалау тәсілдерін немесе олардың үйлесімін қолданады.

Жалпы экономикалық бағалау нәтижелері бойынша ЕҚТ-ны былайша саралауға болады:

техникалар шығындарды азайтқанда, ақшаны үнемдегенде және/немесе өнімнің өзіндік құнына шамалы әсер еткенде, экономикалық жағынан үнемді болады;

техника шығындардың өсуіне әкелетін белгілі бір жағдайларда үнемді, бірақ қосымша шығындар кәсіпорынның экономикалық жағдайлары үшін қолайлы болып саналады және алынған экологиялық пайдаға ақылға қонымды пропорцияда болады;

техника шығындардың өсуіне әкеліп соқтырса және қосымша шығындар кәсіпорынның экономикалық жағдайлары үшін қолайсыз болса немесе алынған экологиялық пайдаға пропорционалды болмаса, экономикалық тиімсіз болады.

Бірнеше баламалы ЕҚТ арасынан таңдаған кезде, ең шығынды техниканы анықтау үшін экономикалық тиімділігінің тиісті көрсеткіштеріне салыстыру жүргізіледі.

Жалпы ЕҚТ қағидаттарына көшу кәсіпорынға экономикалық жағынан тиімді болуы және оның экономикалық тиімділігін төмендетпеуі және ұзақ мерзімді келешекте қаржы жағдайын нашарлатпауға тиіс.

ЕҚТ-ға экономикалық бағалау жүргізген кезде өндірістің ұзақ, орта және қысқа мерзімді келешекте тиімділігі мен рентабельділігінің ағымдағы деңгейде сақталуын ескере отырып, жалпы сала бойынша ЕҚТ-ны іске асыру мүмкіндігі мәселесі назарға алынуы қажет.

Жалпы қаржы шығындарын және экологиялық пайданы ескере отырып ЕҚТ-ны іске асыру мүмкіндігі осы сала үшін кеңінен енгізуге жеткілікті ауқымда расталса, ЕҚТ салалық деңгейде экономикалық қолайлы деп танылады.

Маңызды инвестициялық капитал салымдарын талап ететін ЕҚТ үшін азаматтық қоғамның қоршаған ортаға теріс әсерлерді азайту мақсатында табиғат қорғау шараларын іске асыру бойынша сұранысы мен объект операторының инвестициялық мүмкіндіктері арасындағы орынды баланс анықталуы тиіс. Бұл ретте ЕҚТ енгізу процесіне ерекше тәртіптеме қолданылатын жағдайларды дәлелдеу үшін жауапкершілік объект операторына жүктеледі.

2.3.2. ЕҚТ-ны экономикалық бағалау тәсілдері

Салынатын инвестициялардың кірістілігі және үнемділігі тұрғысынан ЕҚТ былайша бағаланады:

кірісті – оларды сатудан немесе қаражатты үнемдеуден қосымша кіріс алған жағдайда;

кіріс бөлігінде тиімсіз, бірақ компанияның ағымдағы немесе болашақ қаржылық жағдайы тұрғысынан рұқсат етілген;

компанияның өз қаржы шығындары бойынша кіріссіз және енгізу мүмкін емес;

шығындармен салыстырғанда орынды экологиялық пайдаға қол жеткізеді;

қол жеткізілген экологиялық әсермен салыстырғанда негізсіз шығындары көп.

2.4. Кәсіпорынның шығындары мен негізгі көрсеткіштерінің арақатынасы

Қоршаған ортаны қорғау жөніндегі іс-шараларға салынатын инвестициялардың орындылығын анықтау үшін ЕҚТ шығыстарының және кәсіпорын қызметінің бірқатар негізгі экономикалық нәтижелерінің: жалпы кіріс, айналым, операциялық пайда, өзіндік құн және т.б. (деректер қол жетімді болған кезде) арақатынасын талдауға болады.

Мұндай талдауда Еуропа Одағының кәсіпорындарға жүргізген сауалнамасы бойынша алынған мұндай арақатынастарды төмендегідей үш санатқа бөлетін анықтамалық мәндер шкаласын қолдануға болады:

қолайлы шығындар – егер инвестициялар негізгі көрсеткіштермен салыстырғанда салыстырмалы түрде аз болса және оларды әрі қарай талқыламастан қолайлы деп санауға болса;

талқылайтын шығындар - инвестициялардың орындылығын нақты бағалау қиын немесе мүмкін болмаған кездегі орташа шығындар;

қолайсыз шығындар – егер инвестициялар кәсіпорынның негізгі нәтижелеріне қатысты шамадан тыс болса.

Мәндер шкаласын Фламанд технологиялық зерттеулер институтының ЕҚТ бойынша орталығы ЕҚТ-ны экономикалық бағалау бойынша модельді әзірлеу барысында айқындады. Модельге арналған деректер арнайы әдебиеттен алынды, нақты компаниялар және жеткізушілер бойынша мәліметтермен толықтырылды. Компаниялардың репрезентативті үлгісі бойынша жылдық есептерді орташалау жүргізілді, мұндай "орташаланған" компанияның бухгалтерлік балансы қажетті экономикалық көрсеткіштер мен қаржылық коэффициенттерді есептеу үшін пайдаланылды. Модель 10 -нан астам ЕҚТ салалық зерттеулерінде, әсіресе ұзақ мерзімді инвестициялық циклі бар ірі/жаһандық тау-кен металлургия және химия өнеркәсібі кәсіпорындарын қоса алғанда, компанияларының құрылымы бірдей және "орташа" компанияны анықтау үшін компаниялар саны көп салаларда табысты пайдаланылды.

2.1-кесте. Қоршаған ортаны қорғауға салынатын инвестициялардың жүзеге асырылуының болжамды анықтамалық мәндері [48]

Р/с №	Шығындардың негізгі көрсеткіштерге қатынасы	Қолайлы	Талқыланатын	Қолайсыз
1	2	3	4	5
1	Жылдық шығындар/айналым	<0,5 %	0,5 – 5 %	> 5 %
2	Жылдық шығындар/операциялық кіріс	<10 %	10 – 100 %	> 100 %
3	Жылдық шығындар/қосылған құн	<2 %	2 – 50 %	> 50 %
4	Жылдық шығындар/ЕҚТ-ға жалпы инвестициялық шығындар	<10 %	10 – 100 %	> 100 %
5	Жылдық шығындар/жылдық табыс	<10 %	10 – 100 %	> 100 %

Анықтамалық мәндер шкаласы шығындары өте көп технологияларды тізімнен алып тастауға немесе енгізу шығындары қандай да бір қосымша талдауларсыз жүзеге асырылады деп санауға болатын техникаларды жылдам анықтауға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар "талқыланатын" шығындар санатының ішінде мәндр аралығы үлкен болғандықтан, жүзеге асырылатын табиғат қорғау инвестицияларының маңызды бөлігі осы диапазонға сәйкес болуы мүмкін, мұның өзі инвестициялардың негізділігі туралы бірмағыналы тұжырым жасау үшін тым белгісіз етеді.

Мұндай жағдайда салымдардың орындылығы ЕҚТ-ны енгізу бойынша жобаларды іске асыру кезеңі, қоршаған ортаны қорғауға салынатын инвестициялардың жалпы деңгейі, ағымдағы нарықтық жәна қаржылық жағдай және басқалары сияқты қосымша салалық аспектілерді ескере отырып бағалануы тиіс.

Жалпы анықтамалық мәндер шкаласын кейбір ЕҚТ-ны бағалау жағдайларында қолданылатын және кәсіпорынның ЕҚТ-ны енгізу мәселелерін қарастырғанда пайдаланылуы мүмкін, өзінің қаржы-экономикалық жағдайын ескере отырып өзінің жеке мәндер шкаласын құруы үшін пайдаланылатын бағалау нысанасы сияқты қарастыруға болады.

Сонымен қатар өндірістің жылдық көлемі және тауарлық өнімді іске асыру табыстары туралы деректер болғанда, кәсіпорынның өндірілген өнім бірлігіне қатысты ЕҚТ енгізуге жұмсайтын шығындары, яғни кәсіпорын өнім бірлігін өндіру кезінде ЕҚТ енгізуге жұмсайтын ақша қаражатының көлемі, сондай-ақ өнім бірлігіне шаққандағы өзіндік құнның өсуі сияқты маңызды экономикалық тиімділік көрсеткіштерін анықтауға болады.

2.5. Өнім бірлігіне шаққандағы өзіндік құнның өсуі

ЕҚТ жарамдылығын анықтаудың маңызды факторы кәсіпорынның оны ағымдағы өндірістік процеске енгізген кезде жұмсайтын қосымша шығындары болып табылады. Бұл өнімнің өзіндік құнын ұлғайтады және экономикалық тиімділігі тұрғысынан ЕҚТ әлеуетін төмендетеді.

Өнім бірлігін өндірудің өзіндік құны өнім өндіруге жұмсалатын жалпы жылдық ақшалай шығындардың өндірістің жылдық нақты көлеміне қатынасы ретінде айқындалады. ЕҚТ енгізуге жұмсалатын жалпы жылдық шығындардың және өндірістік өзіндік құнның пайыздық арақатынасы кәсіпорынның табиғатты қорғау іс шараларына жұмсайтын қосымша шығындарын ескере отырып өндіріс шығындарының өсуін білдіреді.

Мысалы, көмір разрезін ұсақтау және елеу учаскелерінде тозаң басатын ультрадисперсиялық жүйені пайдаланған кезде 5 405 теңге көлемдегі 1 тонна көмір өндірудің өзіндік құны 12,44 теңгеге немесе 0,23 % өседі, мұның өзі инвестициялардың тиімділігі тұрғысынан қолайлы болып көрінеді. Бұл ретте коммуналдық қажеттіліктерге арналған көмірмен жасалатын операциялар бойынша және барлық өндіру көлемінің үштен бір (34,8 %) бөлігін құрайтын маржа 0,18 % түседі және өнеркәсіптің ішкі қажеттіліктеріне жұмсалатын көмірмен жасалатын операциялар бойынша біршама төмендейді. Бұған қоса, көмір бағасының ішкі бағамен салыстырғанда бірнеше есе артуына байланысты көмір бойынша экспортық операциялардың (52,2 %) маржиналдығы іс жүзінде өзгермейді және компанияның кірістілігіне әсер етпейді.

2.6. Шығындар мен экологиялық нәтиженің арақатынасы

Осы анықтамалық үшін ЕҚТ-ны негізгі экономикалық бағалау тәсілі ретінде кәсіпорынның ЕҚТ енгізуге жұмсаған қаражатын және оның ластағыш заттардың эмиссияларын азайту/болдырмау және/немесе қалдықтарды азайту түріндегі ЕҚТ енгізіп қол жеткізген экологиялық нәтижесін талдау анықталды. Осы шамалардың арақатынасы жылдық есептеуде азайтылатын ластағыш заттың және/немесе қалдықтардың масса/көлем бірлігіне салынған қаражаттың тиімділігін анықтайды.

Шығындардың тиімділігі =	Жалпы жылдық шығындар
	Эмиссияларды жылдық қысқарту

Жылдық шығындар деп жылдық есептеудегі күрделі (инвестициялық) шығындардың (шығыстардың) және қаралатын техниканың бүкіл қызмет ету мерзімі бойынша бөлінген операциялық (пайдалану) шығыстардың сомасы түсініледі.

Жылдық шығындарды есептеу кезінде мына формула қолданылады:

Жылдық шығындар= I0r1+rn1+rn-1+OC

мұндағы:

I₀- сатып алу жылындағы жалпы инвестициялық шығыстар,

OС - жылдық таза операциялық шығындар,

r - дисконттау мөлшерлемесі,

n - күтілетін қызмет мерзімі.

Жылдық шығындар капиталдың уақытша құнын және тиісті жабдықтың қызмет ету мерзімін ескере отырып, ЕҚТ енгізу жобасына салынған инвестициялардың көлемін көрсетеді.

ЕҚТ-ға жұмсалатын жылдық шығындарды дұрыс анықтау үшін қоршаған ортаны қорғау жабдықтарының қызмет ету мерзімін ескере отырып, келісілген дисконттау мөлшерлемесі қолданылуы керек, сондай-ақ инвестициялық күрделі салымдарды жеткілікті талдап-тексеру қажет және пайдалану шығындарының элементтері бойынша бөлу керек.

Жылдық шығындардың қол жеткен экологиялық нәтижеге арақатынасының нәтижесі ЕҚТ операторының бір масса/көлем бірлігіне шаққанда ластағыш заттардың эмиссиясын азайтуға жұмсалатын жылдық есептеудегі ақша қаражатының көлемін білдіреді.

Кандидат техниканың шығындарының қол жеткен экологиялық нәтижеге арақатынасының көрсеткіштерін салыстыру кәсіпорынның ЕҚТ-ға, қандай да бір кандидат техникаға жұмсаған ақша қаражаты тұрғысынан экономикалық жағынан қаншалықты тиімді екені туралы тұжырым жасауға және сәйкесінше ЕҚТ-ны пайдалану немесе одан бас тарту туралы шешім қабылдауға мүмкіндік береді.

Әдетте, ЕҚТ-ны енгізер алдында кәсіпорынның жоспарлы-экономикалық/қаржы қызметтері оны жүзеге асырудың техникалық-экономикалық негіздеу жүргізеді. Бұл ретте ЕҚТ-ны қолдану үлкен шығындармен байланысты болуы және әрдайым экономикалық нәтиже бермеуі мүмкін.

Голландиялық кәсіпорындардың тәжірибесімен шығарындыларды азайту бойынша шараларға жұмсалған шығындардың қолайлы тиімділік деңгейін болжамды есептеу ретінде мысалға келтіруге болады, онда қайта есептеу жабдықтың қызмет ету мерзімі мен дисконттау мөлшерлемесінің функциялары ретінде жылдық қайта есептеу коэффициентімен жүргізіледі.

2.2-кесте. Ластағыш заттың массасының бір бірлігіне есептелген технология енгізудің болжамды анықтамалық шығындары

Р/с №	Ластағыш зат	Шығындар, ластағыш заттардың шығарындыларын азайту, евро/1 кг
1	2	3
1	ҰОҚ	5
2	Тозаң	2,5
3	Азот оксиді (NO_X)	5
4	Күкірт диоксиді (SO₂)	2,5

2.6.1. Қоршаған ортаға теріс әсері үшін төлейтін төлемдер мен айыппұлдар

ЕҚТ-ны экономикалық бағалаған кезде Қазақстан Республикасының Салық заңнамасына және Қазақстан Республикасының Әкімшілік Кодексінде белгіленген экологиялық айыппұлдарға сәйкес қоршаған ортаға теріс әсері үшін төлейтін төлемдерді есептеу пайдалы болуы мүмкін.

Қазіргі уақытта мемлекеттік деңгейде ЕҚТ енгізуді ынталандыру бойынша шаралар қабылданды, атап айтқанда, ЕҚТ енгізетін кәсіпорындар үшін қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төленетін бюджетке төлем ставкаларына нөлдік коэффициент белгіленеді және қол жеткізілген шығындарды үнемдеу ЕҚТ енгізу туралы шешім қабылдаудың шешуші факторы болуы мүмкін. Оған қоса, 2025 жылдан бастап қоршаған ортаны қорғау және ЕҚТ қолдану жөніндегі шараларды белсенді іске асыру мақсатында I санаттағы кәсіпорындардың қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемақының қолданыстағы ставкаларына [49] 2 жоғарылатылған коэффициенті (төлемдердің екі есе ұлғаюы), 2028 жылдан бастап 4 коэффициенті және 2031 жылдан бастап 8 коэффициенті қолданылады.

Республикалық деңгейде салық заңнамасында белгіленген төлем ставкаларынан басқа, жергілікті өкілді органдардың (мәслихаттардың) алаулардағы ілеспе және/немесе табиғи газды жағудан шығатын ластағыш заттардың шығарындыларын қоспағанда, белгіленген төлемақы мөлшерлемелерін көтеруге құқығы бар, бірақ 2 еседен аспауы керек.

Тиісті экологиялық рұқсат негізінде қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемақы тәртібі мен мөлшерлемелері Қазақстан Республикасының салық заңнамасымен реттеледі [50].

Қоршаған ортаға теріс әсер ететін қолданыстағы объектіге экологиялық рұқсатсыз эмиссияларды жүзеге асыру, ластағыш заттардың артық мөлшеріне қатысты қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін тиісті төлемақы мөлшерлемесінің он мың пайызы мөлшерінде айыппұл салуға әкеп соғады [51].

2.6.2. Қондырғыдағы есептеулер

Ластағыш заттардың құрамын азайту бойынша технологияларды, әсіресе ірі өнеркәсіптік кәсіпорындарда енгізу процесі көбінесе жалпы модернизация процесінің немесе өндіріс тиімділігін арттыру бойынша жүргізілетін кешенді іс-шаралардың ажырамас бөлігі болып табылады.

Объект операторы өзінің қалыпты өндірістік қызметі немесе басқа инвестициялық жобаларды іске асыру барысында жұмсайтын басқа инвестициялық және операциялық шығындардың әсерін болдырмау үшін, қоршаған ортаға теріс әсерді азайту бойынша бастапқы және қайталама іс-шараларға арналған шығындар туралы мәліметтер кәсіпорынның ЕҚТ-ға жұмсайтын шығындарының бір бөлігін ғана көрсетуі керек.

Объект операторы осындай жобаларды іске асыру барысында жұмсайтын басқа инвестициялық және операциялық шығындардың әсерін болдырмау үшін, яғни, осы технологиялық кезеңде немесе қоршаған ортаны қорғау қондырғысында ластағыш заттардың қоршаған ортаға эмиссиясын азайтуға және/немесе болдырмауға бағытталған қондырғыдағы табиғатты қорғау іс-шарасына жұмсалатын шығындар туралы деректер ЕҚТ анықтау үшін пайдаланылатын объективті деректер болып табылады.

Қондырғыдағы есептеулерде шығындардың жалпы сомасына:

ЕҚТ-ның ажырамас бөлігі болып табылатын негізгі технологияның/қондырғының/жабдықтың және басқа да қажетті компоненттердің құны;

тазарту технологияларының/қондырғылардың/жабдықтар мен құрылыстардың қосымша және қосалқы алдындағы/кейінгі құны;

онсыз ЕҚТ қолдану технологиялық тұрғыдан мүмкін емес қажетті шығын материалдарының, шикізат пен реагенттердің құны қосылады.

Қондырғыдағы есептеу объект операторының шығын баптары бойынша жалпы шығындарын жіктеу кезінде белгісіздік факторын жояды, сонымен қатар кәсіпорынның салыстырмалы көрсеткіштері бойынша баламалы ЕҚТ-ға жұмсайтын шығындарын салыстыруға мүмкіндік береді.

ЕҚТ-ны экономикалық бағалау бойынша есептеулердің нақты мысалдары әрбір сала үшін технркалық-экономикалық негіздеме (ТЭН) шеңберінде есептеледі.

3. Қолданылатын процестер: қазіргі уақытта қолданылатын технологиялық, техникалық шешімдер

3.1. Шойын және болат өндіру процестері

Шойын және болат өндірісінің жалпы схемасы кокс-химия өндірісін, агломерация өндірісін, шойын өндірісін, болат өндірісін қамтиды және келесі негізгі технологиялық процестер мен кезеңдерден тұрады:

1) флюстенген домна агломераты өндірісі:

шихта материалдарын агломерацияға дайындау;

шихта материалдарын ұсақтау;

шихтаны мөлшерлеу, агломератты жентектеу;

қақтамды салқындату және өңдеу;

2) кокс-химия өндірісі:

қатардағы кокстенген көмірді байытуға дайындау;

қатардағы кокстенген көмірді байыту;

көмір шихтасын кокстеу;

кокс газын тазарту;

тас көмір шайырын қайта өңдеу;

3) шойын өндірісі:

шикізат пен отынды домна пешіне қабылдау;

шихта материалдарын мөлшерлеу;

шойын өндірісі;

құймалы шойын өндірісі;

4) конвертердегі болат өндірісі:

материалдарды балқытуға қабылдау және дайындау;

болат қорыту;

болатты пештен тыс өңдеу;

ДҮҚМ-да болат құю;

5) электрдоғалы пештердегі болат өндірісі:

материалдарды балқытуға қабылдау және дайындау;

болат қорыту;

болатты пештен тыс өңдеу;

ДҮҚМ-да болат құю;

6) индукциялық пештердегі болат өндірісі:

материалдарды қабылдау және қорытуға дайындау;

шихтаны балқыту;

тазарту;

қорытпаны шығару.

Кальций карбиді өндірісі шихтаны қабылдау және дайындау процестерін, кальций карбидін қорытуды және өнімді қаптауды қамтиды.

3.1-сурет. Негізгі металлургиялық процестер және олардың өзара байланысы

Агломерат және кокс-химия өндірісі домна өндірісі үшін негізгі компоненттерді – агломерат пен кокс өндіреді. Домна өндірісі болат балқыту өндірісіне арналған жартылай фабрикат және бірінші қайта балқытылған тауарлық өнім болып табылатын шойын өндірісіне маманданған. Болат балқыту өндірісінде сұйық шойын мен металл сынықтарын техникалық таза оттегімен үрлеу кезінде алынатын болаттан үздіксіз құйылған слябтар мен құймалар құйылады, олар кейіннен прокат өндірісінде пайдаланылады, сонымен қатар екінші қайта балқытылған тауарлық өнім болып табылады.

3.1.1. Агломерация

Агломерация - кесектеу әдістерінің бірі, яғни ұсақ кендер мен концентраттарды кесектелген материалға – агломератқа айналдыру, кендерден түрлі металдар өндіру кезінде агломератты қолдану металлургия процестерінің барысын жақсартады. Теміркенді шикізаттың агломерациясы металлургиялық шойын өндірісінде пайдаланылады.

Жентектеу (агломерация) өнімі – агломерат – қара түсті кесектелген, кеуекті өнімді білдіреді; қарапайым түрде оны жентектелген кен немесе жентектелген кен концентраты деп сипаттауға болады.

Агломератты үздіксіз жұмыс істейтін таспалы машина – агломашинада теміркенді шихтаны жентектеу әдісімен өндіреді. Агломерация процесінде кейбір зиянды қоспалар (күкірт (S)) жойылады, карбонаттар ыдырайды және кесектелген кеуекті, оған қоса флюстелген материал пайда болады. Домна пешінің балқыту талаптарына байланысты агломераттың әртүрлі түрлері шығарылады: негізділігі табиғи флюстенбеген, негізділігі CaO/SiO₂бойынша 1,0-1,2 флюстенген, негізділігі 1,4-1,8 жоғары флюстенген, негізділігі 3,0-5,0 темірфлюс, негізділігі 0,4-0,7 жуғыш агломерат, марганецті агломерат.

3.2-сурет. Агломерат өндірісінің технологиялық схемасы

Темір кендерін сору әдісімен агломерациялау алдын ала түйіршікті құрылым түзілгенге дейін араластырылып, ылғалдандырылған және түйіршіктелген ұсақ кеннен, концентраттан, темірі бар қоспалардан, уатылған әктастан және ұсақталған қатты отыннан тұратын агломерациялық шихтаны қақтауды білдіреді. Түйіршіктелген (кесектелген) шихта таспалы типті агломерациялық машинаның қақтайтын арба-паллетінің желтартқыш торына салынады. Түйіршіктелген газ өткізетін шихта арқылы сыртқы ауаны сору үшін паллет астында 700 - 1100 мм су бағанына сейілту жүргізіледі. Шихта жүткелген соң паллеттер бірден тұтандырғыш көріктің астына түседі, ол жерде оттықтағы қатты жағылған газ отынының әсерінен шихтаның сыртқы беті 1100–1200°C температураға дейін қызады, қатты отын тұтанып, сорылатын ауа атмосферасында жанады. Қатты отынның жағылу шамасына қарай биіктігі шамамен 20 мм жағу аймағы шихтаның сыртқы бетінен желтартқыш торға дейін 20 - 30 мм/мин жылдамдықпен жылжиды. Қатты отынның шығынына және аглошихтаның құрамдас бөліктеріне байланысты отынды жағу аймағындағы температура 1250-1450°C жетеді. Қақталатын шихта қабатының биіктігі бойынша тән аймақтар – дайын агломерат, жағу, дайындау, кептіру және қайта ылғалдандыру аймақтары қалыптасады.

Процесс барысында түзілген аймақтар паллеттің желтартқышына қарай жылжиды. Қақтау 8 - 12 минутқа созылады және паллеттің желтартқышы дайын агломерат аймағына жеткенде аяқталады. Агломерациялық шихтаны қақтаған кезде ең алдымен оксидтердің гидратты қосылыстары, кен бөлігінің карбонатты қосылыстары мен флюстері ыдырайды, содан кейін отынды жағу аймағында шихта бөлшектері балқиды. Температурасы жоғары аймақта шихта материалдарының күкіртті қосылыстары SO_x (SO_2 % – 80 % және SO_3 % – 20 %). түрінде газ фазасына жойылуы арқылы тотығады. Қатты отынды жағу процесінде шығарылатын газдармен бірге СО, СО₂және NOx (NO, NO₂) түрінде көміртек оксиді және азот жойылады. Дайын агломерат балқытпаның тез балқитын қосылыстардан түзілген балқытпаны кеуекті массаға – агломератқа салқындатып, кристалдау кезінде қалыптасады.

Агломерациялық шихтаға кен шикізатынан басқа 5 мм кіші фракциялы айналма агломераттың қайтарымын, әртүрлі қоспаларды: прокаттық цехтардың отқағын, домна пештерінің мойындық тозаңын, циклондардан немесе электрсүзгілерден тұтылған құрғақ тозаңды, сулы газ тазартудың сорғытылған және кептірілген шламдарын және т.б. қосады. Аглошихтаға зиянды заттардың, мысалы, P₂O₅, ZnO және R₂O түсуі бақыланады (мұнда R – сілтілі металл: Na,K). Флюстенген агломерат өндірісінде флюс – әктас пен доломит - домна пешіндегі қождың тиісті химиялық құрамын қамтамасыз ету үшін қажетті құрамдас бөлік болып табылады. Агломерациялық шихтаны қақтаған кезде қатты отынның негізгі түрі ретінде кокс түйірлері қолданылады. Алмастырғышты - антрацит пен аздаған мөлшерде ұшпа заттары бар жасық көмірді қолдануға болады.

Ұсақ кендер, қатты майдаланған концентарттар, өндірістің темірі бар қалдықтары агломерациялық өндірістің жинақтауыш немесе біркелкілеуіш қоймасына келіп түседі. Кесектелген флюсті, әктас пен доломитті, әдетте, балғалы немесе роторлы уатқышта, кейде сырықты диірменде 0 - 3 мм дейінгі ірілікте уақтайды. Қатты отынды да төртбілікті уатқышта 0 - 3 мм дейінгі ірілікте уақтайды. Шихтаның барлық құрамдас бөліктері шихта бөлімінің бункеріне келіп түседі, онда оларды салмақ өлшегішпен қажетті қатынаста құрама таспалы конвейерге мөлшерлейді. Одан әрі шихта бірінші рет араластыру үшін барабан типті араластырғышқа жіберіледі, егер шихтаны бөлу схемасымен жұмыс істейтін болса, ол жерге шихтаны қыздыруға арналған ыстық қайтарымды да жібереді. Артық ылғалдану аймағын жою үшін шихтаны кесектегіш барабанда қақтаған кезде қатты ысытылған бумен немесе газды 55– 65 °C температураға дейін жағу арқылы қыздырады. Шихтаны кесектеген (түйіршіктеген) соң қақтайтын арба-паллетке кесектеу сапасына, машинаның конструкциясына және жабдықтың – газ шығаратын трактінің және эксгаустердің жай-күйіне қарай 200 мм-ден 650 мм-ге дейінгі биіктікте қабаттап қояды. Қақталған агломерат жентегін уатады, салқындатады, 5 мм кіші фракциямен елейді. 8 - 15 мм фракцияны төсем үшін бөліп алады. Ыстық қайтарыммен жұмыс істеген кезде қақталмаған шихта бөлшектері және 5 мм ұсақ агломерат кесектері бар фракцияны салқындатқыш алдындағы ыстық агломератты білікшелі ұнтақтағыштан кейін елекпен бөліп алады. Ірілігі 5 мм астам жарамды агломератты домна цехына жібереді. Агломерат сапасына қойылатын негізгі талаптар: соққыға және қажалуға беріктігі; құрамында 5 мм ұсақ фракциялардың аз болуы; гранулометриялық құрамының тұрақтылығы; химиялық құрамының, оның ішінде құрамындағы FeO-ның тұрақтылығы. Кәсіпорындарда құрамындағы темірдің және агломераттың CaO/SiO₂бойынша немесе (CaO + MgO)/SiO₂бойынша негізділігін химиялық құрамына, агломерациялық өндіріске келіп түсетін шикізатқа, сондай-ақ домна шихтасының барлық құрамдас бөліктерінің құрамына байланысты регламенттейді. Агломерраттың негізділігі домна қождарының бастапқы және соңғы негізділігі домнада балқыту барысында және балқыту өнімдерін пештен шығарған кезде қанағаттанарлық деңгейде сұйықтай аққыштығын, сондай-ақ шойын құрамында күкірттің талап етілетін мөлшерде болуын қамтамасыз ететіндей дәрежеде белгіленеді.

3.1.1.1. Шихта материалдарын агломерацияға дайындау

Қазіргі заманғы агломерациялық өндірістерде келіп түсетін шикізаттың әрбір түрі жеке-жеке қабаттап жиналады.

Флюстер мен қатты отын аглофабриканың шихта бөлімшесіне компоненттерді құрама таспалы конвейерге мөлшерлеу кезінде енгізіледі. Біркелкілеу қоймасында шихтаны біркелкілеу сапасымен және шихта бөлімшесінде мөлшерлеу дәлдігімен химиялық құрамы, беріктігі және қалпына келтіру бойынша агломерат сапасының тұрақтылығы байланысты болады. Агломераттың сапа көрсеткіштерінің тұрақтылығы домна пештерінің тегіс жүруіне, кокстың меншікті шығыны мен өнімділігіне айтарлықтай әсер етеді.

Металлургиялық кәсіпорындарда шихта компоненттерін қабылдау мен қоймалаудың әртүрлі схемалары мен технологиялары бар. Вагондардан шикізатты түсіру роторлы немесе жылжымалы вагонаударғыштар арқылы жүзеге асырылады. Қыс мезгілінде жүктер қатып қалған жағдайда, вагондар түсіру алдында арнайы жібіту гараждарында алдын ала қыздырылады. Ашық қатарларды кен-грейферлік қайта тиегішпен немесе жүкті өзі түсіретін арба-конвейермен қатардың ұзына бойымен қалыптастырады. Келіп түсетін шикізат партиясын орташалау үшін оларды грейферлік кранмен немесе экскаватормен қатарға кесе көлденең бір бүйіржағынан алады.

Мысалы, 1-кәсіпорында шихта материалдары (кен, концентрат, жентек және флюс) бар вагонның жүгі ұсатып-сұрыптау фабрикасының қоймасына үш стационарлы роторлы вагонаударғышпен түсіріледі. Қоймадан шихта материалдары (кен және флюс) кен уату корпусының және әктас уату корпусының бункерлеріне таспалы конвейермен беріледі.

Қазіргі заманғы агломерациялық өндірісте біркелкілеу қоймасында қатарлап жинау үшін шикізатты жоғары сапалы біркелкілейтін бірконсолды немесе қосконсолды қаттауыштар, роторлы сору-біркелкілеу машиналары қолданылады.

Біркелкілеу қондырғысы штабелдің бүйіржағынан қозғалған кездеқопсытқыштың (реклеймер) тісімен материалдың бір қабатын кеседі, кесілген бөлік төменге түскенде, ротордың шөміші іліп алады. Шикізатты қабаттап жинау және тиеу процестері АБЖ көмегімен басқарылады, барлық механизмдер автоматты режимде жұмыс істейді. Майдадисперсиялық тозаңнан қоршаған ортаны қорғау шарттары бойынша жабық шикізат қоймасын пайдалану құпталады. Аглофабриканың шихта бөлімшесіне тасымалдау үшін материал біркелкілеу қоймасынан бункер арқылы таспалы конвейерге жүктеледі.

3.1.1.2. Шихта материалдарын уату

Агломерат сапасын арттыру үшін агломерациялық шихтаның құрамында > 8 мм ірі кен бөлшектерінің және > 3 мм әктің болуын шектеу қажет, себебі > 8 мм ірі бөлшектер биіктігі 20–30 мм жоғары температуралы аймақтан өткен кезде балқытпа игеріп үлгермейді.

Флюстенген агломерат өндірісінде флюс ретінде әктас пен доломит пайдаланылады. Флюсты дайындау - ірілігі 3 мм кіші әктасты ұсақтауды білдіреді. Флюс бөлшектерінің осындай мөлшерде болуы қақтау процесінде оларды толық көміртексіздендіріп, балқытпаның игеруіне мүмкіндік береді. Агломерациялық өндірістердің көпшілігінің техникалық шарттары бойынша құрамындағы 0 - 3 мм фракциялары 95 %-дан кем болмауы тиіс. Әктас негізінен балғалы уатқышпен уатылады. Кейде роторлы типті уатқыш немесе сырықты диірмен қолданылады. Уатылған әктастан 3 мм ірі фракцияларды елеп алу үшін вибрациялық елек пайдаланылады. Ірі фракцияларды қайта уатуға жібереді. Агломерация процесін күшейту және агломерат сапасын жақсарту үшін кейбір аглофабрикаларда әк қолданылады. Әкті темір кенді концентратқа қабылдау-біркелкілеу қоймасына келіп түскен кезде құю құпталады. Бұл дымқыл концентраттың қыста қатып қалуына жол бермейді және аглошихтаның дұрыс кесектелуін қамтамасыз етеді.

Пештің шихта бөлімшесінде қайнау қабаты немесе конвейерлік машинада әк күйдіруге арналған шағын алаң болған кезде, жаңа күйдірілген әкті құрама таспалы конвейермен агломерациялық шихтаның үстімен беруге болады. Одан әрі агломерациялық шихта жаңа күйдірілген әкпен бірге бастапқы араластырғыш барабанға, содан соң кесектегіш барабанға түседі. Аглошихтаға берілген жаңа күйдірілген әк кесектеуді және шихтаның газ өткізгіштігін жақсартады, мұның өзі қақталатын қабаттың биіктігін өсіруге, агломерат сапасын жақсартуға және агломашинаның өнімділігін арттыруға көмектеседі.

Агломерациялық шихтаны қақтау үшін пайдаланылатын қатты отынның құрамындағы 0 - 3 мм фракциялары кемінде 95 % болуы тиіс. Қатты отын ретінде кокс түйірлерін пайдаланады. Оны домна және кокс-химия цехтарында ірі кокстан еленген ұсақ фракцияларды ұсақтау арқылы алады. Кокс түйірлері жетіспеген кезде қосымша антрацит немесе құрамындағы ұшпа заттары төмен жасық көмірді пайдаланады.

Агломерациялық шихтаның дайындалған барлық құрамдас бөліктерін – аглокенді, темір кенді концентраттарды, отқақты, мойындық тозаңын, темірі бар қоспаларды, флюстарды, қатты отынды – аглофабриканың шихта бөлімшесінің бункерлеріне жүктейді. Шихта бөлімшесінде бірдей бункерлері және агломерациялық шихтаның барлық компоненттері бар екі технологиялық желі бар. Бункерлер таспалы салмақ үстеуіштермен жабдықталған, олардың көмегімен шихтаның құрамдас бөліктері қажетті қатынаста құрама таспалы конвейерге мөлшерленеді. Агломерациялық шихтаның құрамдас бөліктерін мөлшерлеуді және барлық таспалы конвейерлердің жұмысын аглофабриканың барлық негізгі жабдықтарының жұмысы туралы қажетті ақпараттық жүйелермен жабдықталған диспетчерлік пункттен басқарады. Конвейердегі аглошихтаның химиялық құрамының тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін шихта бөлімшесінде флюсты мөлшерлегенге дейін конвейердегі ағынның құрамындағы Si0₂, CaO, Fe және басқа элементтерді онлайн бақылауға арналған жабдықты қолданады; алынған ақпарат шихта бөлімшесінің ТПАБЖ беріледі және флюс қоспаларын мөлшерлеу автоматты түрде реттеледі. Аглошихтаның құрамдас бөліктерін араластыру және кесектеу (түйіршіктеу) айналмалы барабандарда, әдетте, екі сатымен жүргізіледі. Бірінші сатыда мөлшерленген аглошихтаның тұтас ағыны араластырғыш барабанға келіп түседі, ол жерде келіп түскен ыстық қайтарылған шихтамен (оны бөліп алу жүргізілсе) араластырылады және жартылай дымқылдандырылады. Осыдан кейін аглошихта агломашинаның қабылдау бункеріне қақтау бөлімшесіне келіп түседі. Агломашинаның қабылдау бункерінен қайтарылған шихтамен араластырылған шихта полидисперсті құрамдағы кішкене түйірлер түрінде түйіршіктеу үшін кесектегіш барабанға беріледі. Араластырғыш барабандар горизонтқа 1,2 - 2,2° бұрышпен, айналу жиілігі 5 - 9,5 айн/мин арнайы металл немесе резеңке катоктарға орнатылған, мұның өзі шихтаны араластыруға және тиегіш тұстан түсіргіш тұсына дейін жылжытуға мүмкіндік береді. Кесектегіш барабанда түскен шихтаға түйіршіктелген құрылым қалыптастыру үшін су беріледі. Су полидисперсті құрамдағы түйіршіктелген құрылымды шихтаны домалатқанда майдадисперсиялық минералды бөлшектердің ілінісуін қамтамасыз етеді. Капиллярлық күштер шихтаның қалыптасқан кесектерін ыдыратпай ұстап тұрады. Кесектелген шихтаның оңтайлы дымқылдығы шихта материалының меншікті бетіне және шихтаның құрамдас бөліктері беттерінің қасиетіне байланысты болады. Шихтаның әртүрлі құрамы үшін оңтайлы дымқылдық 5,5 %-дан 9,5 %-ға дейін өзгеруі мүмкін. Шихта неғұрлым жақсы кесектелсе, оны агломашинаның паллеттеріне салған соң шихта қабатының газ өткізгіштігі де жоғары болады, агломератты сору әдісімен қақтау да жақсы жүреді. Агломератты қақтаған кезде шихта қабатының газ өткізгіштігіне шихтаның температурасы әсер етеді, себебі шихтаның температурасы 50–65 °C кезінде қақтау процесінде газды сору кезінде төменгі қабаттарда ылғалды конденсациялау құбылысы азаяды, мұның өзі артық ылғалданған кезде түйіршіктердің ыдырауын болдырмайды. Шихтаны қыздыру әртүрлі әдістермен жүзеге асырылады:

алғашқы араластыру сатысында ыстық қайтарылған шихтаны салу;

кесектегіш барабанға бу беру;

газды жаққан кездегі алау.

Осылайша, араластырудың бірінші сатысында шихтаның біржолғы жекелеген сынамаларында химиялық құрамы анағұрлым біркелкі шихта алынады, ал екінші сатысында - аглотаспада қақтауға арналған кесектелген (түйіршіктелген) газ өткізгіш шихта алынады.

Мысалы, 1 -кәсіпорында кен қоспасын ұсақтау УСФ кенді уату корпусында жүргізіледі, оның үш технологиялық корпусы бар (кенді ұсақтаудың бірінші және екінші әдістері және сұрыптау корпусы). Ұсатылған соң дайын кен қоспасы конвейерлер бойынша агломерациялық цехтың шихта бөлімшесінің бункеріне беріледі. Құрамдастырылған флюс елеуіш ұяшығы 4×4 мм елегі бар жабық циклмен жұмыс істейтін уатқыштарда уатылады. Ұсатылған соң флюстар конвейер бойынша агломерациялық цехтың шихта бөлімшесінің бункеріне беріледі.

Отынды КМДТ- 1750 уатқышында 20 мм-ден ұсақ фракцияға дейін алдын ала ұсақтау; отын ұсақтау корпусының бункеріне жүктер алдында жарамды қатты отынды елеу (фракция 3 мм-ден кіші); қатты отынды ДЧ900×700 типті төртбілікті уатқышта 3 мм ұсақ фракцияға дейін ұсақтау. Ұсатылған соң отын конвейер бойынша агломерациялық цехтың шихта бөлімшесінің бункеріне беріледі.

3.1.1.3. Шихтаны мөлшерлеу, агломератты жентектеу

Шихта кесектегіш барабаннан тиегіш құйғы, шиберлі толықтырғыш барабан және тиегіш науадан тұратын тиегіш құрылғыға келіп түседі. Шихтаны біркелкі орналастыру үшін екі бағытты таспалы үлестіргіш қолданылады.

1-кәсіпорында агломерациялық цехтың шихта бөлімшесінде әр қатарда (тізбекте) 21-ден үш қатар бункер бар. Мөлшерлеудің міндеті – агломашинаның өнімді жұмыс істеуін қамтамасыз ететін агломерациялық шихтаның есептеуіне сәйкес құру және техникалық шарттардың талаптарына сәйкес агломераттың химиялық құрамы және қасиеттері бойынша тұрақты мәнді алу. Мөлшерлеу сапасы агломераттың химиялық құрамының тұрақтылығы бойынша бағаланады. Ол үшін ТП АБЖ АЕО агломераттың бақыланатын құрамдас бөліктері бойынша химиялық құрамының берілген мәннен ОКҚ және қорытындыланған сапа көрсеткішін анықтайды, ол ол темірдің негізділігі мен құрамы бойынша агломераттың тегістігін ескереді. Материалдарды бункерлерден құрама конвейерге берілген мөлшерде, ең аз қатемен таразылап беру мөлшерлеудің негізгі операциясы болып табылады. Материалдарды бункерлерден беру мөлшерленетін массаны салмақ өлшегішпен бақылай отырып салмақ мөлшерлегішпен жүргізіледі. Салмақ мөлшерлегіш құралдардың жұмысын мөлшерлеудің ТП АБЖ жүйесі жүзеге асырады.

Шихтаны конвейерлік таспалы агломерациялық машинаның паллеттерінің желтартқыш торына салады. Желтартқыш торға ең алдымен 30 - 50 мм қалыңдықтағы қабатпен ірілігі 8 - 15 мм қайтарылған қождан тұратын қорғаныш төсеме салады. Бұл дайын агломерат жентегінің желтартқышқа жабысып қалмауы үшін жасалады, желтартқыш тордың нақты қимасын ұлғайта отырып желтартқыштың желінуін азайтады, сонымен қатар шихтаның ұсақ бөлшектерінің шашылуын және пештен шығарылуын азайтады. Төсемені дайын агломераттан жасайды. Төсеме жасалмайтын аглофабрикаларда қорғаныш қабатын шихта барабанды қоректендіргіштен көлбеу тиегіш науаға түскен кезде табиғи сегрегация есебінен шихтаның ең ірі кесектерінен жасайды. Тиегіш науа қабаттың биіктігін аглотаспаның ені бойынша реттейді. Қақталатын шихта қабатының биіктігі 200 мм-ден 650 мм-ге дейін болуы мүмкін.

Шихтаны конвейерлік таспалы агломерациялық машинада қақтау үш кезеңнен тұрады:

тұтандырғыш көріктің астында салынған шихтаны тұтандыру;

аглошихтаны қатты отынды жағу аймағында кеуекті жентектеп қақтау;

отынды жағу аймағының паллет желтартқышына қарай жылжу шамасына қарай дайын агломератты сорылатын ауамен салқындату.

3.3-сурет. Агломерациялық таспа

3.1.1.4. Қақтамды салқындату және өңдеу

Паллеттен түскен агломератты бірбілікті немесе жақтаулы ұсатқышпен 0 - 100 мм кіші мөлшердегі кесектерге ұсақтайды. Дайын агломераттың жалпы массасынан дірілдеткіш елекпен көлемі 5 мм кіші қайтарылған өнімді елеп алады, ол шихтаға берер алдында қыздыру үшін немесе алдын ала салқындату үшін ыстық күйде бірден аглошихтаға жіберіледі. Қайтарылған өнімді салқындата отырып агломерациялау технологиясы тозаңдылықты азайтады және жақсы еңбек жағдайымен қамтамасыз етеді. Ыстық агломерат суыту үшін арнайы салқындатқыштарға келіп түседі.

Агломератты суытқан соң фракцияларға елейді. 0-5 мм-лік фракция қайтарылған өнімге келіп түседі. 8-15 мм-лік фракциялардың бір бөлігі кесектелген шихтаны салғанға дейін паллеттерде төсеме жасауға жіберіледі. Ірілігі 5 мм үлкен жарамды агломерат конвейерлермен немесе аглотасушымен домна цехына жіберіледі.

1-кәсіпорында 100 ⁰С температураға дейін салқындату агломерат қабаттарының арасына ВДН-24П (әрқайсысының өнімділігі 260 000 м³/сағ.) типті алты желдеткішпен салқындатқыштың ұзына бойы және ені бойынша біркелкі ауа үрлеу арқылы ОП5 - 315 түзу сызықты салқындатқыштарында жүзеге асырылады. (3.4 -сурет).

3.4-сурет. Агломератты салқындатқыш

Суытқан соң агломератты тордағы тесіктерінің көлемі 12 (15) мм ГСТ- 81 өзітеңгерімді елегімен елейді. Әрбір машина біреуі жұмыс істеп, екіншісі резервте тұратын екі елекпен жабдықталған. Фракциясы 5 мм үлкен жарамды кондициялық агломерат конвейермен домна цехының бункеріне беріледі. Агломератты суытып, сұрыптаған соң, ірілігі 12 мм кіші қалыптасқан өнім салқындатқыштан шыққан шашындымен бірге конвейерлік трактімен әрқайсысының сыйымдылығы 180 т төрт бункері бар төсеме бөлу корпусына (ТБК) беріледі. Өзітеңгерімді електе (бастапқы өнім бойынша өнімділігі - 200 т/с) материал қайтарылған өнім мен төсемеге бөлінеді. Одан әрі екі өнім конвейерлік трактімен сәйкесінше шихта бөлімшесінің қайтарылған өнім бункеріне және аглокорпустың төсеме бункеріне беріледі. Қайтарылған өнімді шихта бөлімшесіне тасымалдаған кезде оның жүктемесіне таспалы конвейердің шашындысы және агломашинаның тозаңды камерасынан тұтылған тозаң келіп түседі.

Агломератты жентектеген кезде пайда болатын ыстық газдар вакуум-камера, газ коллекторы, тозаң тазарту жүйесі арқылы айдағышпен (эксгаустер) сорылады және түтін құбырына шығарылады.

3.1.1.5. Энергия тиімділігі, қоршаған ортаға әсер ету факторлары

Металлургиялық кәсіпорындардың агломерациялық өндірісінде агломерат салқындағаннан кейінгі ауа жылуы және шығатын агломерациялық газдар түріндегі қайталама энергетикалық ресурстардың (ҚЭР) әлеуеті бар.

Агломератты салқындататын ауа жылуын пайдаланған кезде ҚЭР-нің меншікті өндірісі шетелде қол жеткізілген деректер бойынша [71] 460 МДж, ал қалдық агломерациялық газдарды пайдаланған кезде-шамамен 146 МДЖ/т агломератты құрайды.

Бу мен электр энергиясын өндіретін жылуды кәдеге жарату жүйелері Жапонияда және басқа да бірқатар елдерде қолданыла бастады. Батыс Сібір металлургиялық комбинатының жағдайлары үшін агломерат салқындатқыштарының ауа жылуын кәдеге жаратудың орындалған жобасы оны енгізу тұрмыстық үй-жайларды жылумен толық қамтамасыз етуге және одан басқа, кемінде 5-8 МВт электр энергиясын өндіруге мүмкіндік беретінін көрсетті.

Атмосфераға әсері

Агломерат өндірісінің барлық технологиялық тізбегінде шикізатты түсіретін, жинайтын, шихтаның құрамдас бөліктерін әртүрлі жабдықтарда дайындайтын, агломератты жентектейтін, өндіріс қалдықтары мен дайын өнімді тасымалдайтын жерлерде тозаң, газ, қалдықтың жиналуы, сарқынды сулардың пайда болуы түрінде ұйымдастырылған және ұйымдастырылмаған шығарындылар (эмиссиялар) шығарылады.

3.5-суретте агломерациялық процестің материалдық ағындары және эмиссия, қалдықтардың түзілуі бөлінетін орындары көрсетілген технологиялық схемасы берілген.

3.5-сурет. Агломерациялық процестің материалдық ағындары және эмиссия бөлінетін орындары көрсетілген технологиялық схемасы

Агломерат өндірісі кезінде қатты – көміртек (С), темір оксиді (Fe₂O₃, FeO), кремний (SiO₂), кальций (CaO), магний (MgO), алюминий (Al₂O₃), марганец (MnO), бенз(а)пирен; газ тәрізді компоненттер: азот оксиді (NO₂, NO), күкірт диоксиді (SO₂), көміртек оксиді (CO), көміртек диоксиді (CO₂) бар құрамдас бөліктері бар ластағыш заттардың ұйымдастырылған және ұйымдастырылмаған шығарындылары шығарылады.

3.6 -суретте 1 -кәсіпорын бойынша 2015 - 2019 жж. агломераттың 1 тоннасына маркерлік ластағыш заттардың үлестік шығарындыларының көрсеткіштері ұсынылған.

3.6-сурет. Агломерат өндірісіндегі ластағыш заттар шығарындыларының үлестік көрсеткіштері

Шығарындылардың өзгеруінің негізгі себебі келіп түсетін шикізат материалдарының құрамы болып табылады.

3.1-кестеде агломерат өндірісіндегі маркерлік ластағыш заттар концентрациясының мәндері келтірілген (1-кәсіпорын).

3.1-кесте. Маркерлік заттар және олардың концентрациясы

Р/с №	ЛЗ атауы	Концентрация, мг/м³
1	2	3
1	Тозаң	165
2	Күкірт диоксиді (SO₂)	2271
3	NO_Х	272

Қазақстандық кәсіпорындарда агломерациялық қондырғылардан атмосфераға шығатын шығарындылардың алдын алу және азайту бойынша мынадай шаралар қолданылады:

агломерация жүйесінің сапасы мен өнімділігіне сәйкес агломерациялық қондырғының шығарылатын газдарының жартылай немесе толық рециркуляциясын қамтамасыз ету;

электростатикалық тозаң жинағыштардың импульстік жүйелерін жалғыз немесе қапшық сүзгілері бар кешенде пайдалану немесе пайдаланылған газдарды тозаңнан тазартуға арналған жоғары қысымды ылғалды скрубберлерге қосымша алдын ала тозаңды кетіруді (циклондардың көмегімен) қолдану. Сілтілі металл хлоридтерінен және қорғасыннан тұратын майда тозаңның болуы электрсүзгінің тиімділігін төмендетуі мүмкін;

шығарылатын газдардағы ластағыш заттардың концентрациясын арттыуы мүмкін компоненттерді азайту үшін жеткізілетін шихта компоненттерінің тұрақты құрамын қамтамасыз ету (мысалы, отынның құрамындағы күкіртті азайту күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларын едәуір азайтуға көмектеседі);

пайдаланылған газдардың шығуында сүзер алдында бүркілетін кальций гидроксиді (Ca(OH)₂), кальций оксиді (CaO) немесе құрамында кальций оксиді (CaO) көп ұшпа күл сияқты сіңіргіштерді қосу;

тозаңды жинау мен жоюдың арнайы жүйелерінде газды тазарту үшін дымқыл скрубберлер жүйесін орнату.

Су тұтыну, су тарту және жерүсті және жерасты суларына әсері

Аглоцехтарды сумен жабдықтау айналымды сумен қамтамасыз ету арқылы жүзеге асырылады. Қайта пайдаланылатын су агломашиналарды, эксгаустерлердің май салқындатқышын, жабдықты гидробатыруды суытуға жұмсалады. Сарқынды сулар салқындатқыш тоғанға төгіледі. Айналымды тұнған су аглоөндірістің барлық учаскелерінде пайдаланылады: тозаңданған ауаны аспирациялау үшін шихтаны уату, мөлшерлеу және біркелкілеу корпустарында және тұтылған тозаңды гидротасымалдауда және гидрожинау кезінде. Барлық жиналған шлам сулары шламды қайта өңдеу учаскелеріне жіберіледі. Сорғытылған шлам кейіннен агломерациялық өндірісте кәдеге жарату арқылы шихтаны қабылдау бункерлеріне жіберіледі.

Агломерациялық цехта шихтаны ылғалдау, таспалы конвейерді гидротозаңсыздандыру, гидрожуу және т.б. байланысты су едәуір мөлшерде шығындалады және қайтарымсыз тұтынылады. 3.2-кестеде 1-кәсіпорын үшін 5561,8 мың тонна агломерат өндіру кезіндегі су тұтыну көрсеткіштері ұсынылған.

3.2-кесте. Агломерат өндірісіндегі су тұтыну, қайта пайдалану

Р/с №

Атауы

Көрсеткіштер

1	2	3
1	Қайтымсыз тұтыну, жылына мың м³, олардың ішінде:	580,4
1.1	- техникалық су	480,42
1.2	- шаруашылық ауыз су	97,98
2	Айналым циклына қайтару, жылына мың м³	15152,48
3	Қайтымсыз шығындар, жылына мың м³, олардың ішінде:	37,54
3.1	- техникалық су	-
3.2	- шаруашылық ауыз су	37,54
4	Су тарту, жылына мың м³	1341,41

Қазақстан Республикасының кәсіпорындары агломерациялық өндірістегі тұйық циклдерді қолдайды. Су алу айтарлықтай қайтарымсыз шығындар болған жағдайда ғана жүзеге асырылады.

Агломерациялық өндіріс арнайы жабдықталған алаңдарда орналасқан, процестің өзі арнайы цехтар мен ғимараттарда тікелей орналасқан, айналасы көбінесе асфальтталған немесе бетон жабыны бар, жер жамылғысымен тікелей әсер етпейді, бетіндегі барлық жуғыштар ұйымдастырылған жинаққа ие.

Сарқынды суларды рельефке немесе жер жамылғысына төгу, жер асты кеңістігіне ағызу жүргізілмейді, барлық салқындатқыш тоғандарда қоршаған ортамен өзара әрекеттесуді болдырмау үшін техникалық жабдықтар бар.

Аглоөндіріс қалдықтарының жиналуы

Агломерат өндірісі процесінде мынадай қалдықтар түзіледі: шихта материалдарының шашындысы, әртүрлі учаскелердің тозаңы және газ тазарту шламы, тұтандырғыш көріктің қаптамасының қалдықтары, резеңке тасымалдауыш таспа, құрылыс материалдарының, шыны, кабельдік өнімдердің және резеңке-техникалық бұйымдардың қалдықтары.

Аглоелем – технологиялық ұсақтау поерациясынан кейін және екінші реттік елеуден кейін алынған кондициялық емес агломерат (фракциясы – 5 мм). Қайтарылады, мөлшерленеді және домна пешіне тиер алында жиналма конвейерде шихтамен араластырылады. Осыдан кейін агломерат екінші рет еленеді және ірілігі бойынша үш класқа бөлінеді: 5 мм-лік фракциялар – қайтарылады. 1-кәсіпорын бойынша максималды көлемі 664294 тоннаны құрайды – 100 % өндірістік циклға қайтарылды.

Аглошлам аглоөндірістің аспирациялық қондырғыларынан шығатын агломерациялық газдарды тазарту нәтижесінде жиналады. Жентектеу және салқындату аймақтарының газ тазарту жүйелерінен кейін, гидрошаю жүйелерінен кейін тұтылған тозаң шламды қайта өңдеу учаскесіне тұндырғышқа жіберіледі. Сусыздандырылған соң шлам конвейерлермен өндіріске қайтарылады, ал айналым суы агломерациялық газдарды тазалау үшін айналым циклына және аспирациялық қондырғыларға құйылады. Конвейерлерді жуып-тазалаған кезде аглошлам бетонды блоктармен қоршалған 4 алаңға жиналады, аглошлам жиналу мөлшеріне қарай конвейерлермен өндіріске қайтарылады. 1 -кәсіпорын бойынша максималды жиналу көлемі 56541,874 тоннаны құрайды – 100 % қайта пайдаланылды.

Резеңке қалдықтары конвейерлік тасымалдауыш таспаның тозуы нәтижесінде пайда болады, қалдықтар жиналу мөлшеріне қарай (тығыздағыш және басқалары ретінде) кәсіпорынның қажеттіліктеріне жартылай қайта пайдаланылуы мүмкін, пайдаланылмаған қалдықтар мамандандырылған алаңдарға қайтарылады.

Қаптама қалдықтары мерзімді жөндеу жұмыстары және тұтандырғыш көрікке қызмет жасау кезінде пайда болады және кремний диоксиді, магнезит және темір тотығынан тұратын оттөзімді материалдардың сынықтарын білдіреді. Жиналу мөлшеріне қарай қаптама қалдықтары цех ішіндегі арнайы учаскеде жиналады. Жиналу мөлшеріне қарай болат қорыту қождарының үйіндісіне шығарылады.

Физикалық әсерлер

Агломерат өндірісіндегі зиянды өндірістік факторлар:

электр тізбегіндегі 50 В астам арттырылған кернеу;

қозғалыстағы машиналар мен механизмдер; - өндірістік жабдықтың жылжымалы бөліктері;

жабдықтар мен материалдардың беткі температурасының жоғарылауы;

жұмыс орнының жер бетіне қатысты айтарлықтай биіктікте орналасуы;

инфрақызыл сәулеленудің 140 Вт/м²жоғары деңгейі;

жұмыс орнындағы өндірістік шудың 80 дБ жоғары деңгейі;

бейорганикалық тозаңның газдануы мен тозаңдануының жоғарылауы (көміртек оксидінің ШРК – 20 мг/м³, бейорганикалық тозаң– 6 мг/м³).

3.1.2. Кокс-химия өндірісі

Кокс жентектелген көміртек массасын білдіреді, құрамындағы көміртек 82 %-89 %, күлділігі 10 %-12 %. Кокс домна пешіндегі негізгі тотықсыздағыш агент, тірек материалы және сүзгілейтін матрица болып табылады, ферроқорытпалар өндірісінде, түсті металлургияның, химия өнеркәсібінің электродтар өндірісінде қолданылады.

Кокс көмірді ауа кіргізбей жоғары температураға дейін қыздыратын көмірді ыдырату процесінде алынады. Пеш камералары арасындағы кокс батареяларының қыздыратын аралық қабырғасында газ отыны жағылады. Түтін газының температурасы 1150-1350 °C құрайды, мұның өзі көмірді 1000-1100°C температураға дейін жанама қыздыруға мүмкіндік береді. 14 - 24 сағат ішінде қыздыру нәтижесінде кокс алынады, ал процестің өзі кокстеу (карбондау) деп аталады. Пеш жұмысының барысында түзілетін кокс газын суытып, шайырлы заттардан және бензолды көмірсутектерден тазартады. Бұл процестер құнды химиялық заттарды тұту және алу процестерімен қатар жүреді. Кокс өндірудің дәстүрлі тәсілі - кокс батарейлеріне біріктірілген камералы пештерде өндіру.

Көмірдің қажетті пластикалық қасиеттері бар кейбір түрлері ғана кокс өндірісіне жарамды. Фабрикаларда байытылған немесе шахталар мен разрездерден сұрыпталған әртүрлі көмір алаптарының көмірі кокс-химия өндірісінің шикізат базасы болып табылады.

3.1.2.1. Қатардағы кокстанған көмірді байытуға дайындау

Көмір шихтасын дайындау rөмір дайындау цехтарында жүргізіледі. Көмір дайындау цехы (КДЦ) көмірді қабылдауға, сақтауға, біркелкілеуге және ұсақтауға, көмір шихтасының компоненттерін мөлшерлеуге және кокс цехтарын берілген сападағы дайын шихтамен қамтамасыз етуге арналған.

Көмірді кокстауға дайындаудың технологиялық схемасы мыналарды қамтиды:

көмір жібітетін гараждар;

вагонаударғыштар;

ашық немесе жабық көмір қоймасы;

алдын ала ұсақтау бөлімшесі;

мөлшерлеу бөлімшесі;

соңғы ұсақтау бөлімшесі;

көмір мен шихтаны тасымалдауға арналған жабдықтар мен құрылыстар (таспалы конвейерлері бар ауыстырып тиеу станциялары);

кокс батареяларының көмір мұнаралары.

1-кәсіпорында көмір шикізаты бар вагондардың жүгі үш стационарлық роторлы вагонаударғыштармен жабық көмір қоймасына (ЖКҚ) алдын ала ұсақтау бөлімшесі (АҰБ) арқылы түсіріледі, көмір концентраты мөлшерлеу бөлімшесіне немесе ашық қоймаға беріледі. Вагондардан жүк түсірген кезде әрбір вагонаударғыштың өнімділігі жүк түсіру жағдайына және жыл мерзіміне қарай сағатына 6 вагоннан бастап 15 вагонға дейін.

Қысқы уақытта көмір шикізаты бар вагондар жібітіледі. Көмір шикізатын жібіту үшін теміржол вагондарында гараж камераларында жылу тасымалдағыш ретінде пештің оттығында кокс газын жаққанда алынатын түтін газдары пайдаланылады. Өртенген өнімдер гараж камерасына гараж қабырғасының бойымен өтетін тратқыш металл мойынның келтеқұбыры арқылы айдалады. Сорушы құбырлар арқылы жібіту гаражындағы газдың 80 % оттықтың араластырғыш камерасына рециркуляцияға кері қайтарылады, онда газды өртеу өнімдерімен араластырылып, түтінтартқымен гараждың қыздыру камерасына қайта беріледі. Қалған бөлігі гараж камерасының шатырына орнатылған сорып алатын мұржамен атмосфераға шығарылады.

Көмір жабық көмір қоймасында (ЖКҚ) сақталады. Жабық қоймада көмірді сақтау, біркелкілеу және мөлшерлеу функциялары бір құрылымға біріктірілген. Концентратты сақтау мөлшерлеу бөлімшесінде және ашық қоймада жүзеге асырылады. мөлшерлеу бөлімшесінде концентратты сақтау, біркелкілеу және мөлшерлеу функциялары бір құрылымға біріктірілген. Ашық қойма деп ашық алаңды айтады, онда концентрат оларды қабаттап жинау және жиналған қабаттарға кесе көлденең жүретін бульдозердің көмегімен өндіріске әкету арқылы біркелкіленеді.

Көмірді алдын ала уату алдын ала уату бөлімшесінде барабанды уатқыштармен жүргізіледі, онда көмір кесектері 80 - 100 мм көлемге дейін уатылады және құрамындағы бөгде ірі заттар мен таужыныс кесектері алып тасталады. Барабанды уатқыштардан шыққан көмір қалдығы қабылдау бункерлеріне жиналады, ол жерден жиналу көлеміне қарай түсіріліп, автокөлікпен шығарылады. Алдын ала уатылған соң көмір конвейерлер жүйесімен жабық көмір қоймасының силосына беріледі және көмірдің маркасына қарай силостарға таратылады. Ашық қоймадан шыққан концентрат конвейерлер жүйесімен мөлшерлеу бөлімшесіне беріледі. Шихтаны берілген құрамда кокстеуге дайындау мөлшерлеу бөлімшесінің бункерлерінен әртүрлі маркадағы концентратты таспалы қоректендіргішке мөлшерлеу, оны құрама конвейерге беру арқылы жүргізіледі, ол құрылғылармен шихта соңғы ұсақтау бөлімшесінің балғалы уатқышына майдалап, араластыру үшін беріледі және содан соң коксты батареялардың көмір мұнарасына таратылады.

3.1.2.2. Қатардағы кокстанған көмірді байыту

2,0 - 100 мм класты кокстанған көмірді байыту тұндыру алаңы 18 м²(ОМ- 18) тұндыру машинасында техникалық су мен ауаны пайдаланып гравитацияның көмегімен,18 м²(ОМ- 18), 0 - 2,0 мм класты кокстанған көмірді байыту - техникалық суды пайдаланып гравитацияның көмегімен, 0-0,5 мм класты кокстанған көмірді байыту - сыйымдылығы 6,3 м²(ФМУ 6,3) камерасы бар механикалық флотациялық машиналарда ауа мен реагенттердің (мұнай өнімдері) көмегімен жүзеге асырылады.

3.1.2.3. Көмір шихтасын кокстау

Коксты өндіру процесі келесі технологиялық операцияларды қамтиды: кокстау камераларына көмір шихтасын тиеу; көмір шихтасын кокс пештерінде белгіленген уақыт кезеңінде берілген температураға дейін ауа кіргізбей қыздыру; кокстау камераларынан шыққан тікелей кокс газын бұру және салқындату; пештерден шыққан дайын коксты беру; коксты сөндіру; коксты фракцияларға сұрыптау; кокс өнімдерін домна цехына тасымалдау немесе коксты тұтынушыларға жөнелту.

Коксты беру және пештерге жүктеу циклдік кесте бойынша жүргізіледі. Пешті жүктеуден бастап кокс беруге дейінгі уақыт аралығы кокстеу кезеңі деп аталады. Шихтаны жүктеу және коксты беру бойынша операцияға кететін уақытты қосқанда кокстау кезеңі пештердің айналым уақыты немесе пештердің айналымы деп аталады. Кокс цехтарының құрамына қосалқы және техникалық қызмет көрсету құрылғылары мен құрылымдары бар, әдетте екі батарея блоктарына біріктірілген кокс батареялары; көмір мұнаралары; кокс машиналары; сорғылары мен тұндырғыштары бар коксты ылғалдап сөндіру мұнаралары; коксты сұрыптауға беруге арналған транспортерлері бар кокс рампалары; коксты себуге, оны домна цехына немесе аралық жинақтауға арналған бункерлері бар теміржол вагондарына беруге арналған құрылғылармен кокс сұрыптау, кокс батареялары кіреді.

Пеш (кокстау камерасы) кокстеу процесі жүретін жұмыс кеңістігі болып табылады. Кокстау камерасы машиналар және кокс жағынан отқа төзімді қаптамасы бар есікпен жабылады. Камераның төбесінде оған көмір шихтасын тиеуге арналған тесіктер және кокс газы шығатын тесіктер бар. Қазіргі уақытта батареяларға біріктірілген пештердің ұзындығы 12 - 17 м, биіктігі 4 - 7 м және ені 0,3 - 0,6 м. Пештердің арасына қыздыратын аралық қабырғалар - тік жылыту арналары бар камераның қабырғалары орналастырылған, оларда жылытқыш газ жағылады. Қыздыратын аралық қабырғаларға берілетін ауа ыстық шығарылатын газдардың көмегімен регенераторларда қыздырылады; қайталама жылуды кәдеге жарату пештің температурасын көтеруге мүмкіндік береді. Батареяларда 77 пешке дейін болуы мүмкін, батареядағы әрбір пешке 30 - 40 тонна көмір сияды.

Батареяларды жылыту кокс газымен немесе кокс (бір нұсқасы – табиғи газ) және домна газдарының қоспасымен жүзеге асырылады. Түтін газдары пештің мойнына жіберіледі, содан кейін батареялардың түтін құбыры арқылы атмосфераға шығарылады. Көмірді қыздырған кезде кокс газы бөлініп, пеште жоғары қысым пайда болады. Кокстау кезеңінде газдың бөлінуін (газдануын) болдырмау және камералардың қажетті герметикалығын қамтамасыз ету үшін есіктерді, тиеу люктері мен көтергіштердің қақпақтарын тығыздау жүргізіледі. Камера есіктерінің бос тұрған жерлері арқылы шығарындылардың шығып кетпеуі үшін тығыздағыштар, негізінен "темірге темір" тығыздағышы қолданылады. Тиеу люктерінің қақпақтары тығыздалмаған тұстары арқылы ластағыш заттардың (көмір пиролизінің өнімдері) бөлінуін болдырмау үшін арнайы ерітіндімен тығыздалады. Тікқұбырлардың қақпақтары гидравликалық немесе пневматикалық тығыздағыштармен жабдықталады. Пеш камераларындағы газ қысымының жоғарылауы пештің тығыздалмай қаланған тұстары арқылы кокс газының қыздыратын аралық қабырғаларға ағып кетуіне (өтіп кетуіне) әкелуі мүмкін. Кокс газы өтіп кеткен кезде шикі кокс газының құрамындағы органикалық заттар оттегі жетіспеген кезде күйе бөлшектерін түзеді. Отқа төзімді кірпішке тұрақты жөндеу жүргізу процестердің алдын алуға және кокс батареяларының түтін құбырларынан күйе шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді. Кокстаудың ұшпа өнімдері (тікелей кокс газы) камерадан тікқұбырлар орнатылған газ люктері арқылы газ жинағыштарға және одан әрі құбыр арқылы тұту цехтарына өңдеуге жіберіледі. Газ жинағышта арнайы бүріккіштер арқылы берілетін шайыр суымен суландыру арқылы газ салқындатылады. Газ салқындаған сайын газ құбырлары мен салқындату аппаратурасында газ конденсаты пайда болады. Конденсат жиналатын орындарда конденсат бұрғыштар орнатылады, олар арқылы конденсат тиісті жинағыштарға үздіксіз ағып тұрады, ол жерде тұндырылған соң фенолдық кәрізге жіберіледі.

2-кәсіпорында өнімділігі жылына 50 мың тонна төмен температурада құрғақ айдайтын SJ типті квадратты пештері мынадай параметрлермен пайдаланылады: пиролиз камерасының сыйымдылығы: 105 м³; төмен температурада пиролиз (құрғақ айдау) уақыты: көмірдің камерада болу уақыты арнайы коксты түсіру жылдамдығына тікелей байланысты; пештің отқа төзімді төсемінің қызмет ету мерзімі - 10 жыл.

Кокс пештеріндегі көмір пиролизі процесінің химизмі келесі кезеңдерді қамтиды:

200°C дейінгі температурада су буы бөлінеді;

350°C-дан 600 – 750 °C-қа дейінгі температура аралығында ұшпа заттар бөлінеді (Н₂, СН₄, СО, NH₃, хош иісті көмірсутектер, химиялық байланысқан су);

700 – 750 °С температуралық интервал ұшпа заттардың белгіленген құрамымен орташа температуралы кокс алуды қамтамасыз етеді.

Технологиялық процесс кезінде орташа температуралы кокс тербелмелі кокс итергішпен су құйылған ваннаға үздіксіз шығарылып отырады, одан қырғышты конвейердің көмегімен 80°С температураға дейін салқындатылған кокс кептіру камерасының қырғышты конвейеріне беріледі.

3.1.2.4. Кокс газын тазарту

Кокс газы көмірді кокстау кезінде температура 1000 – 1150 °C дейін көтерілген кезде көмірдің термиялық ыдырауы нәтижесінде пайда болады, және кокс өндірісінде жанама өнім болып табылады. Бұл әртүрлі газдар мен булардың: метан, сутегі, көміртегі тотығы, аммиак, көмір шайырының булары және басқа заттардың қоспасы. Тазартудан кейінгі кокс газы кокс батареяларын жылыту үшін, сондай-ақ металлургия және энергетика салалары үшін энергиялық отын ретінде қолданылады. біркелкілеу нәтижесінде 60 – 70 пештен тұратын батареядан кокс газының шығымы алынған кокстың 400 - 450 м³/т шегінде біркелкі болады. Бұл – тікелей газ деп аталады. Тиісті экологиялық көрсеткіштерді қамтамасыз ету үшін кокс газын энергиялық қажеттіліктер үшін кейіннен пайдалану кезінде тікелей кокс газы міндетті түрде өңделеді, оның барысында құрамындағы шайыр мен су буы жойылады, сонымен қатар аммиак (NH₃) пен бензол көмірсутектері тұтылады. Мұндай өңдеуден кейін газ қайтарылған газ деп аталады және ол негізінен отын ретінде бөлек (Qрн ~ 16 мДж/м³) және домналық газбен қосып жағу үшін қолданылады.

3.3-кесте. Тікелей және қайтарылған кокс газының құрамы

Р/с №	Компоненті	Құрамы, %
Р/с №	Компоненті	Тікелей газ	Қайтарылған газ
1	2	3	4
1	Көміртек оксиді СО	2 - 5	2 - 7
2	Оттек О₂	0,8 - 1	0,6 - 1,5
3	Көміртек диоксиді СО₂	2 - 7	2,4 - 3
4	Сутек Н₂	50 - 57	27 - 60
5	Метан СН₄	20 - 25	22 - 25
6	Көмірсутек С_nH_m	2 - 2,5	1,7 - 2
7	Аммиак NH₃	7 - 9	-
8	Бензол С₆Н₆	22 - 27	-
9	Цианды сутек HCN	1,7 - 2,5	-
10	Нафталин С₁₀Н₈	0,6 - 1,3	-
11	Күкіртсутек H_2S	1,7 - 4,5	2 - 3,5 г/нм³

Кокстеудің ілеспе химиялық өнімдерін шығара отырып кокс газын тазарту және өңдеу технологиялық процестер (химиялық өндірістер) кешенінде жүзеге асырылады.

Кокс газын бастапқы салқындату және аммиактан тазарту

Кокс газын негізгі тазарту тұту цехында жүргізіледі, онда 700 – 800 °C температурада кокстеу камерасынан шығатын ұшпа бу-газ өнімдері 30 - 40 °C дейін салқындатылады, олар шайырдан, нафталиннен, аммиактан және бензолдан тазарта отырып конденсациялау жүргізіледі. Тас көмір шайыры – көптеген жеке қосылыстардың күрделі қоспасы, олардың негізгілері - хош иісті қатардағы көмірсутектер. Шайыр - пек, нафталин, тас көмір майлары және басқа да құнды өнімдер үшін шикізат болып табылады. Негізгі технологиялық процестер:

кокс газын бастапқы салқындату және одан шайыр мен су буының бөлінуі;

кокс газынан аммиактың шайырлы суын алу (аммоний сульфатын алу немесе аммиакты термиялық жою арқылы);

кокс газын соңғы салқындату (нафталинді тұту арқылы);

кокс газын бензолды көмірсутектерден тазарту;

тазартылған кокс газын кокс батареяларын жылытуға және басқа тұтынушыларға беру.

Кокс газын аммиактан тазарту

Көптеген кәсіпорындарда кокс газынан аммиакты тұтып алу барботаж типті сатураторда аммоний сульфатын ала отырып газды күкірт қышқылымен түйістіру арқылы жүргізіледі. Кейбір жағдайларда сатураторлардың орнына анағұрлым интенсивті жабдық қолданылады - бүріккіш скруббер-сіңіргіштер, онда аммиак газдан күкірт қышқылымен жуу арқылы тұтылады. Қоршаған ортаның ластануына әсер етуі бойынша сатураторсыз әдіс сатураторлық әдістен іс жүзінде ерекшеленбейді. Соңғы уақытта аммиакты ұстап, кейіннен буды тұта отырып, бу-аммиак қоспасын кәдеге жарату арқылы кокс газын аммиактан шеңберлі фосфат әдісімен (ШФӘ) тазарту технологиясы кеңінен таралуда. Бұл технологияны іске асыру концентрацияланған күкірт қышқылын айналымнан алып тастауға және қышқыл шайырдың пайда болуына жол бермеуге, сондай–ақ II-IV қауіптілік класындағы кейбір ластағыш заттардың атмосфераға шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

Кокс газын соңғы салқындату және бензолды көмірсутектерден тазарту

Температурасы 50 - 60 °C болатын аммиактан тазартылған газ соңғы газ тоңазытқышына (СГТ) түседі, онда ол айналмалы сумен 20 °C (қыста) немесе 30 °C (жазда) дейін салқындатылады. Газды салқындату және ондағы су буларын СГТ-ға конденсациялаумен нафталинді шаю қатар жүргізіледі.

Соңғы газ тоңазытқышынан кокс газы сіңіру майымен суарылатын бензол скрубберлеріне түседі, онымен байланысқан кезде газ бензолды көмірсутектерден тазартылады. Тазартылған кокс газы (қайтарылған газ) кокс батареяларын жылытуға, сондай-ақ энергиялық отын ретінде металлургиялық өндіріске жіберіледі.

2-кәсіпорында температурасы 80 - 150 ⁰С пештерден бөлінетін кокс газына 5 сатылы тазалау және салқындату жүргізіледі (тікелей әсер ететін көлденең тоңазытқыштарда, сепараторда, кірістірулері бар тікелей әсер ететін тік тоңазытқыштарда, жанама әсер ететін тоңазытқыштарда, электрсүзгілерде). Бастапқыда кокс газы әр пештегі тікелей әсер ететін көлденең тоңазытқыштарға түседі, онда газ айналымдағы ыстық сумен суарылады, шайырлы заттардың жеңіл фракцияларынан тазартылады және 65 - 70 ⁰С температураға дейін салқындатылады. Ыстық су мен шайыр қоспасы сепараторға сорғыш газ коллекторы арқылы беріледі, онда кокс газы тұндыру және салқындату үшін ыстық су бассейніне түсетін судан бөлінеді. Сепаратордан кейін кокс газы кірістірулері бар тікелей әсер ететін тік екі тоңазытқышқа түседі, онда газды шайырлы заттардан одан әрі тазарту және суық су бассейнінің температурасы 47 ⁰С дейінгі суармалы айналмалы сувмен 40 - 45 С температураға дейін салқындату жүргізіледі. Суық судың шайырмен қоспасы тұндыру және салқындату үшін суық су бассейніне жіберіледі. Әрі қарай, газ жанама әсер ететін екі тоңазытқышқа түседі, онда құбырлар арқылы техникалық су бассейнінен суық су айналып тұрады (су градирняда салқындатылады), ал көлденең түтіктермен суық техникалық сумен жылуын алу арқылы салқындатылған газ жүреді. Осыдан кейін 18 - 30 С температураға дейін салқындатылған газ екі электрсүзгіге түседі, онда газды шайыр мен ылғалдан сәйкесінше 0,2 г/м³және 20 - 25 г/м³дейін тазарту жүргізіледі. Электрсүзгілерден кейін 40 - 45 С температурада газ роторлы газ үрлегіштерге түседі, содан кейін газдың бір бөлігі пиролиз температурасын ұстап тұру үшін пештерге, бір бөлігі бу шығаруға арналған модульдік қазандық қондырғысына, бір бөлігі айналмалы суды жағу қондырғысына түседі.

Көмір пиролизі нәтижесінде пайда болған тығыздығы 1100 кг/м³шайыр және тығыздығы 830 - 1000 кг/м³май суық су және ыстық су бассейндеріне жиналады, онда төмендегідей қатпарлану жүреді:

жоғарғы қабат – орташа температуралы көмір майы;

төменгі қабат - орташа температуралы көмір шайыры;

ортаңғы қабат - шайыр мен майдың әлі тұнбаға түспеген бөлшектері бар су.

Каскадтар бойынша жоғарғы қабатта тұндырылған орташа температуралы көмір майы ыстық және суық сумен жабдықтау бассейндерінің бөлімдеріне келіп түседі және сорғылармен көлемі 1 м³сыйымдылыққа айдалады. Ылғалдылығы 1,5 - 4,0 % аспайды (СТ сәйкес).

Ыстық және суық су бассейндерінің түбіндегі шайыр жылжымалы сорғының көмегімен көлемі 1 м³аралық сыйымдылыққа айдалады. Сыйымдылық аппараттары мен шайыр бассейні шайырды 60 - 70 С температураға дейін қыздыру үшін бу регистрлерімен жабдықталған. Бассейннен шайыр сыйымдылық аппараттарына айдалады және ылғал мөлшері 4 %-дан аспайтын болса (СТ сәйкес), темір жол цистерналарына немесе автоцистерналарға айдалады. Шайыр бассейндерінен және шайырдың аралық қоймасының сыйымдылық аппараттарынан бөлінген ылғал қайтадан суық су бассейніне айдалады.

3.1.2.5. Тас көмір шайырын қайта өңдеу

Жоғары температуралы көмір шайыры отын пиролизінің бастапқы өнімдерінің терең термиялық конверсиясының өнімі бола отырып, термодинамикалық тұрғыдан ең тұрақты қосылыстардан тұрады. Сондықтан жоғары температуралы шайырларда аз ғана мөлшерде парафин мен циклоалкан көмірсутектері бар, сондай-ақ ұзын бүйірлі тізбектері бар хош иісті көмірсутектер бар. Жоғары температуралы көмір шайырының құрамында функционалды топтары бар қосылыстар, атап айтқанда фенолдар да аз. Шайыр шығымы көмірді кокстеу өнімінің шамамен 3,5 % құрайды.

1-кәсіпорында тас көмір шайырын өңдеу процесінде орташа температуралы және электродты пектер, престелген және балқытылған нафталин, антрацен фракциясы, пек дистилляттары, сіңіргіш май, жеңіл май алынады. Орташа температуралы пек электродты пек алу үшін (сұйық немесе түйіршіктелген қатты түрде жөнелтілуі мүмкін), сондай-ақ препаратталған шайырлар мен жол қарамайын дайындау үшін қолданылады.

3.1.2.6. Энергия тиімділігі, қоршаған ортаға әсер ету факторлары

2015 жылдан 2019 жылға дейін кокс өндірісі және материалдар шығыны 3.4-кестеде берілген.

3.4-кесте. Кокс өндірісі және кокс өндірісіндегі материалдар шығыны (1-кәсіпорын)

Р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне шаққандағы материал шығыны, т/т
Р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Кокс өндірісі	т	2426981	2596621	2676013	2514582	2203058
2	Домна газы	м³	452,928	430,791	468,393	464,722	475,424
3	Кокс газы	м³	94,928	101,549	101,878	109,835	118,339
4	Қатардағы көмір	т	1,699	1,541	1,441	1,422	1,286
5	Көмір концентраты	т	1,185	1,184	1,186	1,23	1,197
6	Электр энергиясы	кВт*ч	2,83	2,82	16,4	16,3	16,34

Осы жылдар ішінде кокс өндірісі 2,42 млн т-дан 2,67 млн тоннаға дейін өзгерді, ал 2019 жылы жылына 2,20 млн тоннаны құрады. Бұл негізінен кокс батареяларының пеш қорының жағдайына байланысты. Көмір шихтасындағы ұшпа заттардың мөлшері 23,5 %, металлургиялық кокстың шығымы 93,5 %, кокс күлі 13,5 % (бастапқы көмірдегі күлдің жоғары мөлшері) құрайды. Кокс (сусыз) үшін шихта (сусыз) коэффициенті 1,276 т/т.

3.5-кесте. Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру

Р/с №	Ресурс	Өнім бірлігіне электр энергиясын тұтыну
Р/с №	Ресурс	Өлшем бірлігі	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Кокс өндірісі
Кәсіпорын 1
1	Электр энергия	кВт·сағ / т	30-70	нормаланбайды	2,8 - 16,4
Кәсіпорын 4
2	Электр энергия	кВт·сағ / т	30-70	нормаланбайды	37,43 - 45,93

Кокс өндірісіндегі негізгі энергетикалық ресурс-кокс газы – металлургиялық кәсіпорынның әртүрлі жылу қажеттіліктері үшін пайдалануға болатын жоғары калориялы отын.

Кокс газының шығымы кокстың 400-450 м³/т құрайды.

Кокс газын металлургиялық комбинатта бірнеше мақсатта қолдануға болады:

үрлеу ауа жылытқыштарында және ыстық илемдеу станының жылыту пештерінде, сондай-ақ жоғары температура талап етілетін басқа да процестерде қолдануға арналған басқа технологиялық газдардың калориялық құндылығын арттыру үшін;

Кокс пештерін жылыту үшін;

Домна пешінде баламалы қалпына келтіру агенті ретінде (ұқсас технология болған жағдайда);

электр станцияларында негізгі отын ретінде;

басқа жылыту жүйелерінде жалғыз немесе төмен калориялы газдармен араласады.

Коксты құрғақ сөндіретін кокс-химия кәсіпорнында энергия көзі коксты УСТК-да сөндіру кезінде алынатын су буы болып табылады (кокстың бу өнімділігі 0,4–0,5 т бу/т). Бу параметрлері оны электр энергиясын өндіру үшін пайдалануға мүмкіндік бермейді, сондықтан ол кәсіпорынның технологиялық қажеттіліктеріне қолданылады.

Кокс өндірісі өзінің тұтас технологиялық тізбегі бойынша атмосфераға, жұмыс аймағының ауасына, жерүсті және жерасты суларына әсер етеді, өндіріс қалдықтары жиналады.

Атмосфераға әсері

Кокс өндірісінде атмосфераға зиянды заттардың шығарындылары: газ тәрізді компоненттер түрінде - азот оксидтері (NO_X), күкірт диоксиді (SO₂), көміртегі оксиді (CO), аммиак (NH₃), күкіртсутек (H₂S), цианды сутек (HCN), бензол (C₆H₆), толуол (C₁₀H₈), нафталин, пиридин (C₅H₅N), фенол (C₆H₅OH), күкіртсутек (CS₂), ксилол, толуол немесе қатты компоненттер - күйе, кокс және көмір тозаңы, бенз(а)пирен пайда болады.

Кокс өндірісіндегі шығарындылардың негізгі көздері көмірді қабылдау және дайындау, кокстеу, кокс беру, коксты сөндіру, коксты сұрыптау кезіндегі шығарындылар болып табылады. 3.7 -суретте кокс өндірісінің қағидалық схемасы көрсетілген.

3.7-сурет. Кокс өндірісінің схемасы

3.8 және 3.9-суреттерде 1 -кәсіпорын және 4-кәсіпорын үшін 2015 - 2019 жылдар кезеңінде негізгі маркерлік заттар бойынша кокс-химия өндірісінің ағымдағы шығарындылары көрсетілген.

3.8-сурет. 2015 - 2019 жылдар кезеңіндегі кокс-химия өндірісі шығарындыларының динамикасы (1-кәсіпорын)

3.9-сурет. 2015 - 2019 жылдар кезеңіндегі кокс-химия өндірісі шығарындыларыныинамикасы (4-кәсіпорын)

3.10-суретте негізгі технологиялық процестер бойынша бөле отырып, 1-кәсіпорын бойынша кокс өндіру кезінде шығатын газдардағы тозаңның шоғырлануы (максималды-бір реттік) бойынша деректер ұсынылған.

3.10-сурет. Кокс-химия өндірісіндегі тозаң шығарындыларының нақты көрсеткіштері

(1-кәсіпорын)

Талдау кезінде шығарындылар көздеріндегі аспаптық өлшеулер нәтижесінде алынған шығарындылардың нақты максималды бір реттік мәндері ескерілді. 4 -кәсіпорын бойынша деректер жоқ.

Кокс өндірісінде атмосфераға шығатын шығарындылардың алдын алу және азайту шаралары мыналарды қамтиды:

кокс батареяларына ауа сорғыш шатырларды орнату;

кокс пешіне байланысты ұйымдастырылмаған шығарындылардың барлық көздерін жөндеу және тазалау (мысалы, пештің оттықтары, пештің жапқыштары, пештің желтартқышы, ысырмалар мен тиеу люктері, сондай-ақ опоканы тығыздау көтергіштері) зиянсыз және қауіпсіз пайдалануды қамтамасыз ету үшін өте қажет;

тозаң-көмірлі отынды үрлеуді қоса алғанда, домна пешіне кокс жүктемесін азайту;

операциялық тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін, мысалы шикідей шығаруды болдырмау үшін тиісті операциялық басқару;

"түтінсіз" жүктеуді қамтамасыз ететін шараларды қабылдау;

коксты құрғақ сөндіру жүйелерін енгізу;

көмірді сақтау кезінде ұйымдастырылмаған тозаң көздерінен тозаң шығуын азайту үшін су бүріккіш жүйелері мен полимерлі жабындарды пайдалану (мысалы, үйіндіде);

ұнтақтау және елеу операциялары кезінде пайда болатын көмір тозаңының бөлшектерін кетіру үшін қапшық сүзгілерді және басқа жабдықты пайдалану;

жылу кептіргіштерде орталықтан тепкіш тозаң жинағыштарды (циклондарды) кейіннен тиімділігі жоғары Вентури су скрубберлерімен бірге орнату;

көмір тазалайтын пневматикалық жабдықта орталықтан тепкіш тозаң жинағыштарды (циклондарды) кейіннен қапшық сүзгілермен бірге орнату;

алаңда тозаңның пайда болуын және қозғалуын азайту үшін тасымалдау жүйесін рационализациялау.

Жерүсті және жерасты суларына әсері

Өндірістік кокс-химиялық өндіріс процесінде келесі сарқынды сулар жиналады:

фенолды – шихтаның ылғалдылығына, пирогенетикалық ылғалға және бу конденсатына байланысты шихтаны кокстеу және кокстеу өнімдерін өңдеу процестерінде бөлінеді;

шламды – аспирациялық және желдету жүйелерінің газ бен ауаны дымқыл тазарту процестерінде жиналады;

өндірістік ағындар, оларға циклға таза су (толықтырушы су) жіберу есебінен айналым суында ластағыш заттардың шоғырлануын болдырмау мақсатында айналым циклынан айналым суының бір бөлігін шығару кезінде - таза және лас айналым циклдарының үрлеп тазарту сулары, сонымен қатар химиялық су дайындаудың сарқынды сулары, қазандардың үрлеп тазарту сулары және басқалары жатады;

нөсерлік және суарып жуатын сулар – КХӨ аумағынан нөсер суын, еріген қар суын және суарып жуатын суларды бөгеп, бұру есебінен жиналады.

Сарқынды суларды ағызу үшін әдетте шаруашылық фенолды, нөсер, шлам және зәр-нәжіс кәріздері (ағызу жүйелерінің атаулары ағызылатын судың атауымен сәйкес келеді) салынады. Құрамында фенолы бар (технологиялық және ластанған жерүсті) сарқынды суларды тазалау үшін биохимиялық құрылғы (БХҚ) салынады. БХҚ сарқынды суларды органикалық және бейорганикалық қосылыстардан, атап айтқанда: шайырлар мен майлардан, фенолдардан, роданидтерден, цианидтерден, аммоний азотынан және оның тотыққан түрлерінен суды техникалық судың (коксты сумен сөндіру) орнына кәсіпорын қажетіне қайта пайдалануға болатындай нормаға дейін тазартуға арналған.

Сарқынды суларды биохимиялық тазарту бөлімі әдетте екі сатыдан тұрады: шайыр мен майлардан механикалық тазарту және фенолдар мен роданидтерден биохимиялық тазарту.

Екінші сатыда тазартылғаннан кейін сарқынды сулар екінші тұндырғышқа түседі, одан қоюландырылған тұнба екінші сатыдағы аэротенкке қайтарылады, ал тазартылған ағындар жинақтағышқа жіберіледі, сол жерден олар коксты сөндіруге немесе шаруашылық суларымен толық тазартуға арналған тазарту құрылыстарына жіберіледі.

1-кәсіпорында көмір кокстеу процесінде бөлінетін ылғал мен пирогенетикалық су, сондай-ақ технологиялық процестерде кокстеудің химиялық өнімдерімен жанасатын техникалық су мен су буы сарқынды сулардың пайда болу көздері болып табылады. Өндіріс процесінде бұл су әртүрлі қоспалармен - фенолдар, аммиак, күкіртсутек, цианидтер, роданидтер, көмір шайыры, майлар және т.б. ластанады.

Өндірістің сумен жабдықтау жүйесіне 7 жергілікті айналым циклі, соның ішінде қалдыққоймасы арқылы көмір байыту фабрикасы мен көмір дайындау цехын сумен жабдықтау, кокс газын бастапқы және соңғы салқындатудың айналым циклдары және коксты сөндірудің айналым циклдары кіреді. Қайта пайдаланылатын су көмір байыту фабрикасы шламының радиалды қоюландырғыштарын, көмір дайындау цехының аспирациялық қондырғыларын, химиялық блок цехтарының жабдықтарын салқындатуға, кокс рампасындағы коксты толық сөндіру жүйесін және кокс газын бастапқы және соңғы салқындатудың айналым циклдарын толықтыру үшін беріледі.

Қалдыққоймасының айналымдағы суы технологиялық мақсаттарда, аспирациялық қондырғыларда және көмір байыту фабрикасының жабдықтарын салқындату үшін пайдаланылады.

Кокстеудің химиялық өнімдерімен ластанған кокс-химия өндірісінің технологиялық сарқынды сулары кокс-химия өндірісінің фенолдық кәріз жүйесі бойынша биохимиялық тазарту қондырғысына бұрылады. Тазартылған ағындардың бір бөлігі коксты сөндіру циклдарын толықтыруға беріледі, қалған ағындардың көлемі фекальды және нөсерлі сарқынды сулармен бірге шаруашылық кәріз жүйесіне келіп түседі және тазарту құрылыстарының цехтарының толық биологиялық тазарту құрылыстарына жіберіледі.

Кокс-химия өндірісінде су қайтарымсыз тұтынылады және су шығындалады: өндірісте коксты сөндіргенде және оны коксты рампада толық сөндірген кезде, көмір байыту фабрикасында байыту өнімдерімен бірге шығындалатын су, сумен жабдықтау жүйелерінің айналым жүйесіндегі су шығыны (градирняда және айналым жүйелерінде булану және тамшы түріндегі су шығыны). 3.6-кестеде 1-кәсіпорын үшін кокс өндірісі кезінде 2332,2 мың тонна су тұтыну көрсеткіштері ұсынылған.

3.6-кесте. Кокс өндірісінде су тұтыну, қайта пайдалану

Р/с №	Атауы	Көрсеткіштер
1	2	3
1	Қайтымсыз тұтыну, жылына мың м³в год, олардың ішінде:	455,93
1.1	- техникалық су	0
1.2	- шаруашылық ауыз су	455,93
2	Айналым циклына қайтару, жылына мың м³	86411,67
3	Қайтымсыз шығындар, жылына мың м³в год, олардың ішінде:	4569,26
3.1	- техникалық су	4500,62
3.2	- шаруашылық ауыз су	68,64
4	Су тарту, жылына мың м³	6665,06

4-кәсіпорынның жерүсті және жерасты суларын ластау көздері жоқ. Кәріздік сарқынды суларды ашық су айдындарына және жергілікті жердің ой-қырына ағызу жүргізілмейді.

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының жиналуы

Өндіріс процесінде өндіріс және тұтыну қалдықтары (тас көмір фусы, қышқыл шайырлы қалдықтар, кокс және көмір тозаңы, шламдар, майлар, полимерлер және т.б.) түзіледі. Көмір, графит және тас көмір шайыры мен су қоспасы бар ішінара пиролизденген көмір бөлшектерінің қоспасы болып табылатын фус ерекше қауіпті болып табылады.

Тас көмір фусы барельетті циклда механикалық тұндырғышта тұндыру арқылы бөлінеді және бункерлерде жиналады. Кокс-химия өндірісінің (фус) химиялық қалдықтарды кәдеге жарату бойынша қондырғыларында қайта өңделеді. 1-кәсіпорын бойынша максималды жиналу көлемі 882 тоннаны құрайды.

Қышқыл шайырлы қалдықтар күкірт қышқылының шайырмен әрекеттесуі кезінде жүретін полимерлеу процесі кезінде пайда болады. кокстау кезінде кокс пештерінде кокс, кокс газы, тас көмірлі шайыр пайда болады. Кокс газы кокс пештерінен шығып тазалау цехына келіп түседі, ол жерде ең алдымен суытылады. Кокс газын суытқан кезде одан су мен шайыр бөлінеді. Суытылған кокс газы сульфатты бөлімге келіп түседі, онда сатураторда газ құрамындағы аммиакты күкірт қышқылының ерітіндісімен тұтқан кезде аммноий сульфаты түзіледі. Аммиакпен (NH₃) бірге суытқан кезде конденсацияланбаған шайырдың булары да тұтылады.

Қышқыл шайырлы қалдықтар негізгі ерітіндіні жинағышта сіңіргіш ерітіндінің бетінде жиналады, ол жерден жиналу мөлшеріне қарай контейнерге тиеледі және кокс-химия өндірісінің химиялық қалдықтарын (қышқыл шайырлы қалдықтарды) кәдеге жарату үшін автокөлікпен шығарылады, осылайша экологиялық нәтижеге қол жеткізілді – осы қалдық түрін жинау тоқтатылды.

Химиялық тұту цехынан шыққан пек жабдықты - кокс газынан аммоний сульфатын ((NH₄)₂SO₄) ала отырып аммиак (NH3) алған кезде пек тұндырғышты тазалау нәтижесінде жиналады. Арнайы контейнерлерге салынады, жиналады, олар толған кезде қалдықтар мамандандырылған автокөлікпен шайыр өңдейтін цехқа қайта өңдеуге жіберіледі. 1 -кәсіпорын бойынша максималды жиналу көлемі 55,5 тоннаны құрайды, оның ішінде 100 %-ы өз кәсіпорнында қайта өңделеді.

(Көмірді) байыту жыныстары көмір байыту фабрикасында көмірді байыту кезінде жиналады. Көмір байыту фабрикасына қатардағы көмір келіп түседі, оның ірі фракциялары гравитациялық әдіспен (тұнба әдісімен) байытылады. Көмір тозаңы мен шламдар флотация әдісімен байытылады. Жыныстар мен көмірдің меншікті салмағының әркелкілігіне негізделген тұнба әдісімен байыту процесінде концентрат, өнеркәсіптік өнім және көмірді байыту жынысы пайда болады. Концентрат кокстауға арналған шихтаны алу үшін пайдаланылады, өнеркәсіптік өнім электр станцияларында жағылады. Көмірді байыту жынысы конвейерлік көлікпен жыныстар бункеріне беріледі, ол жерден автокөлікпен орналастыру үшін жыныстар үйіндісіне шығарылады. 1-кәсіпорын бойынша максималды жиналу көлемі 1 620 954 тоннаны құрайды, оның ішінде 100 %-ы кәсіпорынның өзінің мамандандырылған алаңдарына орналастырылады.

Кокс шламы кокс пештерінен шыққан коксты сөндіру нәтижесінде пайда болады. Айналым суымен бірге тұндырғышты кейіннен тазарта отырып тұндыру үшін тұндырғышқа жіберіледі, осыдан кейін шламды грейферлік кранмен тазалайды және шлам жинағышқа уақытша сақтау үшін орналастырады. Одан әрі шлам жинағыштан темір кендерін агломерациялау үшін жіберіледі. 1 -кәсіпорын бойынша максималды жиналу көлемі 25 277 тоннаны құрайды, оның ішінде 100 %-ы кәсіпорынның өзінде пайдаланылады.

Кокс өндірісіндегі зиянды өндірістік факторлар: электр тізбегіндегі жоғары кернеу; қозғалмалы машиналар мен механизмдер; өндірістік жабдықтың жылжымалы бөліктері; инфрақызыл радиациясының жоғары деңгейі; жұмыс орнындағы шудың жоғарылығы; жұмыс аймағының ауа температурасының жоғары немесе төмен болуы; жабдықтардың, материалдардың беткі температурасының жоғарылауы; жұмыс орнының жер бетіне қатысты едәуір биіктікте орналасуы; жұмыс аймағының шамадан тыс тозаңдануы және газдануы.

3.1.3. Кальций карбиді өндірісі

3.1.3.1. Шихтаны қабылдау және дайындау

Кальций карбидін өндіруге арналған шикізат теміржол көлігімен жеткізіледі және арнайы қоймаларға түсіріледі, сол жерден көпір крандарымен вагондарға тиеледі және бункерлерге беріледі.

Бункерден шыққан кокс секторлық жеткізгіштер арқылы таспалы транспортерлермен және бесікті конвейерлермен сыйымдылығы 30 м³аралық бункерлерге тиеледі. Бункерлерден кокс науалы жеткізгіштермен екі-екіден жұмыс істейтін білікшелі уатқышқа беріледі. Уатылған соң кокс крест тәрізді ағыс арқылы бесікті конвейерге (Z-тәрізді) келіп түседі, бұл конвейер коксты көтеріп, силостарға бөліп салады. Кокс фракциясы талап етілетін мөлшерде болған кезде, уатылмайды.

Коксты конустық уатқышпен ұсақтау келесі схема бойынша жүзеге асырылады: кокс аралық бункерден көлбеу ағыспен жүріп келіп таспалы транспортерге түседі, оның үстіне металл заттардың конустың уатқышқа түсіп кетпеуі үшін теміражыратқыш орнатылған. Одан әрі көлбеу ағыспен жүріп келіп кокс таспадан конустық уатқышқа түседі. Уатылған соң кокс таспамен бесікті Z-тәрізді конвейерге түседі, бұл конвейер коксты көтеріп, силостарға бөліп салады.

Кокс шихталық конвейердің бесігіне ағыспен, ал силостан мөлшерлегіш және толтырушы машиналар арқылы келіп түседі.

Әктас таспалы транспортермен шихта бөлімшесінің бункеріне беріледі, ал әктас бункерінен мөлшерлегіш және толтырушы машиналар арқылы конвейер бесігіне келіп түседі, ол жерге алдын ала мөлшерлегіш арқылы кокс та келіп түседі. Түзету әктасы ағыс арқылы және толтырушы машина арқылы шихталық конвейердің бесігіне келіп түседі. Шихта мен әктас конвейермен карбид пешінің үстіндегі бункерге беріледі.

3.1.3.2. Кальций карбидін балқыту

Карбидті пештердің шихталық бункерлерінде шихта мен түзету әктасына арналған бөліктер болады. Шихта мойындыққа шихталық бункерлерден секторлық бекітпелер, жылжымалы және жылжымайтын ағыстар арқылы беріледі. Карбидті пеш тікбұрышты формалы ваннадан, элктродұстағыштан және бір қатарға орналасқан үздіксіз әрекет ететін өздігінен қақталатын электродтардан тұрады.

Электр доғасы қыздыратын жоғары температураның (1800 - 2000 ⁰С) әсерінен карбид балқытпасын және:

СаО+3С=СаС₂+СО 453,6 МДж/моль

реакциясы бойынша СО газының жанама өнімін түзе отырып, әктас кокспен тотықсызданады.

Пештің электродтарына тоқ пеш трансформаторынан түйіспелі тақталар бойынша қысқа желі арқылы беріледі. Түйіспелі тақталар серіппелі-бұрандалы құрылғымен қысылады. Әр электродта төрт жағынан орнатылған сегіз түйіспелі тақта болады. Электрод қаптамаларындағы электродты массаның деңгейі оны кюбелден кранмен мерзімді жүктеп тұру арқылы реттеледі. Жүктелетін массаның көлемі электродтарды қайта өткізу шамасымен анықталады. Электродтарды кокстеу аймағының жағдайы желдеткіштен электродтың қаптамасы мен электродұстағыш арасындағы кеңістікке үрлеуге берілетін ауа ағынымен және температурасымен, сонымен қатар электродтарды қайта жіберу режимінің өзгерістерімен реттеледі.

Шатырдан және карбидті пештің астауынан түтін газдары түтінтартқымен түтін мұржасына шығара отырып сорылады. Электродтарды қайта жіберу ұзындығы бойынша бір қабылдауда (5–10) см, бірақ (2–4) сағат қайта өткізулер арасындағы уақыт аралығымен 40 см көп емес.

Трансформаторда 27 кернеу сатысы бар. Трансформатордың қуаттылығы 60 МВА. Жүктемені реттеу кернеу сатыларын ауыстыру арқылы жүзеге асырылады. Төмен жағындағы кернеу сатыға және трансформатор орамдарының қосылу схемасына байланысты: үшбұрыш/жұлдызша схемасында 290 В-тан 130 В-қа дейін, жұлдызша/жұлдызша схемасында 167,4 Втан бастап 75,0 В-қа дейін.

Жоғары жағындағы тоқ күші: үшбұрыш/жұлдызша схемасында 315,0 А-дан көп емес; жұлдызша/жұлдызша схемасында (182–82) А-дан көп емес. Төмен жағындағы тоқ күші – 119,450 кА-дан көп емес. Жүктемені реттеу кезінде 100 В фазалық кернеу айырмашылығы рұқсат етіледі, бұл кернеудің 17 сатысына сәйкес келеді.

Карбидті пештің жұмысы басқару қалқанымен басқарылады.

Басқару қалқанында пештің электрлік параметрлерін, электродтардың орналасуы мен қайта қосылуын; реакциялық газдардағы оттегінің, сутегінің, көмірқышқыл газының құрамын, түтін газдарының температурасын, электродтарды үрлеуге арналған ауаны, пеш ванналарының қабырғалары мен едендерін, ағызу режимін, газқұйғыш пен газ үрлегіштердің газын салқындатуға арналған су температурасын тіркейтін аспаптар орнатылған.

Электродтарды қайта жіберу қайта қосу алаңынан жүргізіледі.

Кальций карбидін ағызу кезең-кезеңмен жасалады. Ағызу арасындағы уақыт аралығы пештің жүктемесіне және процесті басқаруға байланысты. Кальций карбидін ағызу үшін пеште астауды күйдіру аппараты орнатылған. Күйдіру аппаратына кернеу 25 МВт-тан астам қуаттылықта пеш жұмыс істеп тұрған кезде күйдіру трансформаторынан немесе пеш трансформаторының III фазасынан беріледі. Кальций карбидінің интенсивті төгілуі көсегіш машинамен орындалады. Карбидті пештің астауын тығындағыш машинаның көмегімен ұсақ түйіршіктермен немесе тығындаманың көмегімен балшықтан жасалған тығынмен бітейді.

Кальций карбидін ұсақтау. Пештен шыққан кальций карбиді науа бойымен айналмалы салқындатқыш барабанға құйылады, онда карбид ұсақталады және салқындатылады. Салқындатқыш барабан сумен шайылады. Барабаннан кальций карбиді жүк түсіргіш құрылғымен сақтау және сұрыптау бөлімдерінің шөмішті элеваторына түсіріледі.

3.1.3.3. Өнімді қаптау

Салқындатқыш барабандардан кальций карбиді шөмішті элеваторларға келіп түседі, содан кейін аралық бункерлер арқылы елекке түседі, онда ол екі фракцияға (2/25, 25/80) еленеді және сақтау бункерлеріне түседі. Сақтау бункерлерінен кальций карбиді қалақшалы тасымалдауышпен элеваторларға түседі. Элеваторлардан кальций карбиді бункерлерге түседі. Бункерлерден карбид дірілүстелдеріне орнатылған металл барабандарға төгіледі. Карбид тиелген барабандар рольганг бойынша қоймаға беріледі, онда тауарлық таразыларда өлшенгеннен кейін қақпақтармен жабылады және электр тиегішпен қоймаға тасымалданады.

2/25 фракциялы кальций карбиді сақтау бункерлерінен аралық бункерге қалақшалы тасымалдауышпен беріледі. Ацетиленнің ауамен жарылу қаупі бар концентрациясының түзілуіне жол бермеу үшін карбидті ұсақтау, сақтау және тасымалдауды жабдыққа үздіксіз келіп тұрған азот ағынымен жүргізеді.

3.1.3.4. Энергия тиімділігі, қоршаған ортаға әсер ету факторлары

Факторлар - өндіріс технологиясына әсер ететін және экологиялық көрсеткіштерді нашарлататын жағымсыз жақтары.

Әктің құрамында әкті тасымалдаған кезде немесе сақтау барысында ұзақ уақыт бойы ауадағы ылғалдың әсер етуінен сөзсіз пайда болатын ұсақ фракциялардың болуы. Ұсақ фракциялары бөліп алынуы және түзеткіш дәрежесінде пайдаланылуы тиіс. Шихта әктасы – құрамында 0–6 мм фракция болмауы тиіс әктас.

Әктің кристалдық құрылымы. Кальций карбидін өндіруге арналған әктің басқа да қасиеттері, атап айтқанда, ұсақ кристалды құрылымы болуы керек. Ірі кристалды құрылымды әкті қолданған жағдайда, пештің ыстық аймағына (1000 ^оС жоғары) салған кезде әк жарылып, ұсақ түйірлерге бөлініп кетеді, мұның салдарынан әктас түйірлері түтін газдарымен қосымша шығарылады.

Шикізатты ұтымды тұтыну. Теориялық тұрғыдан кальций карбидін алу үшін:

СаО + 3С = СаС₂+ СО реакциясы бойынша 100 кг әк, 64 кг кокс

қажет болады. Шихтаны кәсіпорынның ТР сай 100 кг әкке 70/78 кг кокс пропорциясымен құрады, яғни шихтаны 6–14 кг (теориялық тұрғыдан қажетті 9 - 22 %) артық кокспен құрастырады, ол кейіннен түзету әгін қосу арқылы өтеледі.

Коксты қолданар алдында кептіру. Кокс ылғал сіңіру есебінен өз массасын 20 % дейін ұлғайта алатын өте ылғал тартқыш материал болып табылады. Құрамында ылғалдың болуы қосымша электр энергиясын тұтынуға ықпал етеді. Кокс теміржол арқылы хоппер-вагондармен, ашық вагондармен тасымалданады. Сондықтан жауын-шашын кезінде ылғалдылығы жоғары кокс келуі ықтимал.

3.7-кестеде қоспалардың көміртекті материалдар мен электр энергиясын тұтынуға әсері көрсетілген.

3.7-кесте. Қоспалардың көміртекті материалдар мен электр энергиясын тұтынуға әсері

Р/с №	Қоспа	Шихтадағы 1 кг қоспаға жұмсалатын қосымша шығын
Р/с №	Қоспа	кокс, кг/т	электр энгергиясы, кВт*ч/т
1	2	3	4
1	Магний оксиді (MgO)	0,4	12
2	Алюминий оксиді (Al₂O₃)	0,5	8
3	Кремний диоксиді (SiO₂)	0,5	7
4	Темір диоксиді (Fe₂O₃)	0,3	2
5	Көміртек диоксиді (CO₂)	0,27	1,5
6	Су (H₂O)	0,5	1,0
7	Күл	-	11

Әк пен кокс құрамында ылғал мен басқа да қоспалар болған кезде, кокс пен электр энергиясының шығыны ұлғаятыны көрсетілген.

Кальций карбидін өндіру процесінде келесі отын-энергиялық ресурстар (ТЭР) және шикізат пайдаланылады: электр энергиясы; жылу энергиясы; отын (бензин, дизель отыны); кокс және көмірден алынатын шалакокс; әк.

Электр энергиясын тұтынудың негізгі үлесі кальций карбидін балқыту сатысында орын алады.

3.8-кесте. Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру

Р/с №	Ресурс	Өнім бірлігіне электр энергиясын тұтыну
Р/с №	Ресурс	Өлшем бірлігі	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Кальций карбиді өндірісі
1	Кәсіпорын 5	кВт·сағ/т	нормаланбайды	3000 – 3300	3726 - 4078

5-кәсіпорынның кальций карбидін балқытуға жұмсаған электр энергиясының шығыны 2016 жылдан 2020 жылға дейінгі кезеңде 75158 мың кВтсағ-тан 100179 мың кВтсағ-қа дейін ұлғайды. Бұл ретте 1 тонна өнімді балқытуға жұмсалатын электр энергиясының үлестік шығыны да тиісінше 3 581 кВт*сағ/т-ден 3 803 кВт*сағ/т-ға дейін ұлғайды.

Бұл қазіргі уақытта №4 пештің қуатты пайдалану коэффициентінің төмен көрсеткіштерімен жұмыс істейтіндігіне байланысты, шамамен 0,375. Бұл ретте ГОСТ 27698-88 1-кестесіне сәйкес пештің электр энергиясының үлестік шығынының нормалары қуаттылықты пайдалану коэффициенті 0,6-дан 1-ге дейінгі пештердің жұмысы кезінде айқындалады.

Пайдалану барысында тозаң шығаратын көптеген көлік жүйесінің, ауыстырып тиеу пункттерінің, мөлшерлегіштерінің және басқа да жабдықтарының болуы өндірістің ерекшелігі болып табылады.

Атмосфераға әсері

Ластағыш заттардың шығарындылары кальций карбиді өндірісінің барлық технологиялық кезеңдерінде шығарылады. Ластағыш заттарға: тозаң (кальций карбиді (CaC₂), кальций оксиді (CaO), құрамында 20 % дейін SiO₂бар бейорганикалық тозаң), көміртек оксиді (СО), азот қышқылы (NO₂, NO), күкірт диоксиді (SO₂) жатады. Газ тәрізді шығарындылар кальций карбидін балқыту сатысында ғана пайда болады.

Ластағыш заттарды бөлетін көздер:

шикізат дайындау кезеңінде – тасымалдауыштар (жеткізгіш уатқышы элеваторының жетегі), толтырушы машинаның конвейерлері, науалы жеткізгіш, уатқыштардың жеткізгіштері, карбид пешінің беруші бункері;

кальций карбидін балқыту кезеңінде – карбид пешінің түтінтартқышы;

қаптау кезеңінде – элеваторлар, конустық уатқыш, барабанға жүктеу.

Пеште кальций карбидін алу процесінде негізінен көміртегі оксидінен (СО) реакциялық газдар түзіледі.

5-кәсіпорынның ерекшелігі - тасымалдау жүйелері, ауыстырып төгу пункттері, дозаторлары және тозаң жиналуына байланысты қолданылатын жабдықтары көп. 3.11-суретте технологиялық кезеңдерге бөлінген кальций карбиді өндірісіндегі тозаң шығарындыларының көрсеткіштері ұсынылған (5 -кәсіпорын).

3.11-сурет. Кальций карбиді өндірісіндегі шығарылатын газдардың құрамындағы тозаң концентрациясы

3.12-сурет. Кальций карбиді өндірісіндегі ж/т өнімнің тозаң шығарындыларының коэффициенті

Электр пеші сияқты технологиялық көзден шығарылатын қатты бөлшектер ауаарнасы арқылы қатты бөлшектерді басқару құрылғысына, әдетте қапшық сүзгіге немесе ылғалды скрубберге (кешенді тазалау) жіберіледі.

Көміртек оксиді (СО) электр пешінде кальций карбидін өндіру барысында пайда болатын жанама өнім болып табылады. Көміртек оксидінің (СО) атмосфераға шығатын шығарындылары әдетте аз болады. кальций карбидін қорытқан кездегі көміртек оксидінің (СО) концентрациясы 177 мг/м³бастап 717 мг/м³дейін болады (5 -кәсіпорын).

Жерасты және жерүсті суларына әсері

Тұщы өнеркәсіптік су:

технологиялық машиналар мен агрегаттарды салқындатуға (85 %);

булану және тамшылатып ағызу нәтижесінде салқындатқыш мұнараларда пайда болатын қайтымсыз шығындарды өтеу үшін айналым циклін толықтыруға (14 %);

зауыттың шаруашылық-тұрмыстық қажеттіліктеріне (1 %) пайдаланылады.

Пайда болған сарқынды суларды тазарту үшін биологиялық тазарту қондырғылары (БТҚ) қолданылады.

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының түзілуі

Кальций карбиді өндірісінде пайда болатын негізгі қалдықтар:

карбидті тұнба (шлам) - ол 20 МВт тан жоғары жүктемелер кезінде карбидті пеш жұмыс істеген жағдайда кальций карбиді өндірісінің газдарын сумен тазарту процесінен шлам суын тұндыру нәтижесінде шлам жинағышта түзіледі. Қалдықтар шлам жинағышқа орналастырылады. Ішінара шарт бойынша мамандандырылған кәсіпорынға беріледі;

әктас беру кезінде ШТҚ-да тұтылған тозаң - әктас беру көздерінен шығатын шығарындыларды тазарту процесінде тозаң тұтушы қондырғыларда түзіледі. Тозаң тұтушы қондырғылардың бункерлерінде жиналады. Жинақталу мөлшеріне қарай ішінара мамандандырылған алаңға орналастырылады, ішінара өндірістік циклге қайтарылады;

ферросилиций (қож) – кальций тотығын көміртегімен тотықсыздандырудың физика-химиялық процесінде кальций карбиді өндірісінде түзіледі және жанама өнім болып табылады. Толық көлемде ферроқорытпа өндірісінде қоспа ретінде пайдаланылады;

кальций карбиді өндірісінде ШТҚ-да тұтылған тозаң - кальций карбиді өндірісінің көздерінен шығатын шығарындыларды тазарту процесінде тозаң тұтушы қондырғыларда түзіледі. Кальций карбидінің тұтылған тозаңы ішінара өндірістік циклге қайтарылады және бір бөлігі мамандандырылған алаңға орналастырылады.

3.1.4. Шойын өндірісі

Болатқа балқытуға немесе әртүрлі құймаларды өндіру үшін шойын құю цехтарында балқытуға арналған шойын домна пештерінде балқытылады.

Домна пешінде шойын өндірудің технологиялық процесі агрегаттар мен жабдықтар кешенінде жүзеге асырылады, оған мыналар жатады:

шикізатты түсіруге және біркелкілеуге арналған қайта тиегіш крандары бар кен ауласы;

пешке тиелетін материалдарға арналған бункерлері бар шихта бөлімшесі;

үрлеуді 1000–1200 °C дейін қыздыруға арналған ауа жылытқыш (ВНК-де 1400 °C дейін);

шикізатты тиеу және балқыту өнімдерін беру механизмдері бар домна пеші;

газ тазарту жүйелері;

қожды өңдеу қондырғылары (қожды домнада түйіршіктеу немесе домна цехынан алыс орналасқан қиыршықтас, түйірқожды немесе басқа өнімді алуға арналған қожды қайта өңдеу бөлімшесі);

тауарлық шойын құюға арналған тарата құю машиналары.

Домна пеші құрамында темір бар шихта мен кокстан металл алуға арналған шахта түріндегі пешті білдіреді. Жұмыс істеу қағидаты бойынша домна пеші қарсы ағымды реактор болып табылады. Домна пешіндегі қозғаушы күш - коксты ауа фурмаларының алдында жағып, фурмалық газ түзетін ыстық үрлеу. Пештегі шихта бағанасы температурасы қоршаған ауамен тең және белгіленген ылғалдылығы бар домна пешінің төбесінен (мойындық) жүктелетін кокс пен темір кенді материалдың кезектесіп келетін қабатынан тұрады. Жоғары көтерілгенде, фурмалық газ шихта арқылы өтіп, оны қыздырады.

Биіктігі бойынша домна пеші бірнеше бөлікке бөлінеді:

домна пешінің мойындығында арнайы тиеу құрылғысымен темір кенді шикізат, флюстар мен кокс пештің көлемі мен радиусы бойынша белгілі бір жолмен таратылады;

шахтада шихта материалдары қыздырылады және металл оксидтерінің тотықсыздануы басталады;

пештің ортаңғы бөлігі мен кемершігінде темір оксидтерінің тотықсыздануы іс жүзінде аяқталады және домна пешінің көрігіне ағып кететін сұйық қорытпа пайда болады;

домна пешінің көрігінде (металл қабылдағышында) меншікті салмақтары бойынша шойын мен қождың бөлінуі жүреді, сондай-ақ пештің көрігін толтыратын сұйық қождан металл оксидтерін кокс көміртегімен тотықсыздандыру процестері аяқталады.

Домна процесі ауа фурмаларына ыстық ауа (температурасы 1250 ^оС дейін және одан жоғары) үрлеген сәттен басталады, ол фурмалар алдында коксты және фурма арқылы үрленген отынды жағады. Фурма ошағындағы температура 900 – 2300 °C жетеді.

Коксты жағу процесінен және үрленген көмірсутекті отыннан пайда болатын, құрамында CO көміртек монооксиді және сутегі (H₂) қалпына келтіргіштері, сондай-ақ азот (N₂) бар ыстық газ жоғары көтеріледі де, түсіп жатқан темір кенді материалдарды қыздырып, балқытады, кенді бөліктің темір оксидтерін металға дейін тотықсыздандырады, суытылады және пештен шығарылады. Мойындық газының температурасы 110–300 °C құрайды.

Пайда болған сұйық металл мен қож кокс қондырмасы арқылы пештің көрігіне ағып кетеді. Пештің көрігінде 1500–1600 °C температура кезінде FeO, MnO, SiO₂, P₂O₅қож оксидтері және басқалары кокс көміртегімен тотықсызданады. Көрікте жиналған шойын мен қожды белгіленген кесте бойынша шойын тесігі арқылы мерзімді түрде алып тастайды. Фурмада жанып біткен кокстың және көрікке құйылып жатқан сұйық балқытпаның орнына пеш мойындығына тиегіш құрылғымен үздіксіз жүктеліп жатқан кен шикізаты мен кокстың жаңа порциялары келіп түседі.

Құрамында 0,3-1,2 % кремний бар қолданбалы шойынды болат қорыту үшін пайдаланады, ал құрамында кремний 1,2 % көп құйма шойынды машина жасау кәсіпорындарына жеткізеді. Құрамында ванадий бар шойынды қорытқан кезде титанның шойынға тотықсыздануын шектеу үшін құрамындағы кремнийді шамамен 0,2-0,3 % мөлшерде ұстауға тырысады. Фосфор (P) мен күкірт (S) шойындағы зиянды қоспалар болып саналады, ал домналық тотықсыздандыру кезінде шойыннан құрамындағы фосфорды алып тастау мүмкін емес.

Домна пешіндегі күкірттің негізгі көзі - тиелетін және үрленетін отын, яғни пешке 80 - 90 % күкірт, 10 - 20 % шихта материалдары келіп түсетін кокс, тозаң-көмір отыны және мазут. Отындағы күкірттің бір бөлігі (60 - 80 %) органикалық, ал қалған бөлігі минералды күкірт, ал шихта материалдарында - сульфидтер мен сульфаттар түріндегі минералды күкірт. Кокс пен үрленетін отын жанған кезде барлық күкірт тотығады және (SO₂және SO түрінде) фурмалық газына айналады. Күкірт газ тәрізді қосылыстардың негізгі бөлігі шихта қабаты арқылы жоғары жылжу кезінде CaO, MgO, FeO, MnO шихта материалдарымен және жаңадан тотықсызданған темірмен әрекеттесіп, кальций, магний, темір және марганец сульфидтерін түзеді. Шихта материалдарымен, темірмен, содан кейін шойынмен бірге күкірт сульфидтер түрінде көрікке келіп түседі. Шойын мен қож әрекеттескен кезде күкірттің көп бөлігі қожға айналады. Күкіртті соңғы қожта (кальций, магний және марганец) сульфидтердің түзілуін және қождың пештен шығарылуын қамтамасыз ететін қождың оңтайлы сипаттарымен қамтамасыз ететін жағдай жасай отырып жояды. Соңғы қождың негізділігін арттыру күкіртті жоюдың белгілі әдістерінің бірі болып табылады. Шойындағы кремнийдің жоғарылауы күкіртті жоюға көмектеседі.

Қожды құрылыс материалдарын және қожпортландцементті өндіру үшін пайдаланады. Жанама өнім – мойындық газ кәсіпорынның газ жүйесіне беріледі және үрленетін ауаны қыздыру және науаны кептіру үшін қолданылады.

3.1.4.1. Домна пештеріне шикізат пен отынды қабылдау

Домна цехына түсетін темір кенді шикізат - кен, жентектер және агломерат бункерлік эстакада болмаған кезде кен ауласындағы вагондардан траншеяларға эстакадамен немесе вагон аударғышпен түсіріледі. Домна цехында бункерлік эстакада болған кезде материалдар шихта материалдарының қажетті қысқа мерзімді қорын қамтамасыз ететін бункерлерге түсіріледі. Домна цехының кен ауласында жеткізілім кешеуілдеген жағдайда, кен шикізатының стратегиялық қоры да сақталады.

Кенді тиегіш кран келіп түскен шикізаттың жекелеген партияларын біркелкілеу үшін қабаттап жинайды. Кенді грейферлік кранмен қабаттың ұзына бойына жұқа қабатпен жинай отырып біркелкілейді. Жентектер мен агломератты кен қоймасында біркелкілемейді.

Кен шикізатын кран трансферкарға тиейді, ол кенді домна пештерінің қажетті бункерлеріне тасымалдайды. Трансферкар (қайта тиеу вагоны) кенді тиегіш кранды бірнеше домна пештерінің бункерлер шебінің бойымен жүргізбеу үшін домна пештерінің бункерлерін жылдам жүктеуге арналған.

Қазіргі заманғы металлургиялық комбинаттарда агломератты аглофабрикадан домна цехына конвейерлермен беруге болады. Бункерлік эстакададан домна пештерін жүктеген кезде шихта компоненттерінің жиынтығы және оларды тиеуші скипке беру диспенсерлер мен транспортерлер жүйесімен жүзеге асырылады. Домна пешіне жүктер алдында таразылық құйғышқа қажетті мөлшерін жүктеу процесінде кен шикізаты мен кокстан электртербелісті елекпен ұсақ-түйек түйірлерді елеп алады. Агломерат пен жентектерден фракциясы 5 мм кіші, ал кокстан – 25 (35) мм кіші түйірлерді елеп алады, домна пешіне бөлек жүйтеу үшін кокстың 10–25 (35) мм ұсақ фракциялары бөлінуі мүмкін. Салғышқа шихта скиппен, ал заманауи пештерде – конвейерлермен беріледі. Домна пештерінің бункер астындағы жайларында шихтаны тасымалдау, ұсақ-түйек түйірлерін елеу және таразылық құйғыштарға шихта компоненттерін мөлшерлеу барысында көп мөлшерде майдадисперсиялық тозаң түзіледі. Жұмыс кеңістігін тозаңнан тазарту үшін бункер астындағы жайлар ауаны тозаңнан тазартатын және кейіннен тозаңды эвакуациялайтын аспирациялық қондырғылармен жабдықталады.

3.1.4.2. Шихталық материалдарды мөлшерлеу

Арнайы тиегіш құрылғылар (немесе жерасты аппараттары) кен материалдары мен кокс домна пешінің мойындығында қажетті аймаққа және пештің шеңбері бойынша біркелкі орналастырылатындай етіп жүктеу үшін пайдаланылады. Кен бөлігі мен кокс пештің орта тұсына және шеткі жағына коксты көбірек сала отырып, қабаттап орналастырылады. Бұл пештің тұтас биіктігі бойынша орта тұсі мен шеткі жағының активтілігімен қимасы бойынша біркелкі газ ағынымен қамтамасыз етеді.

Домна пештері негізінен науалы тиегіші бар Пауль Вюрт конуссыз тиегіш құрылғыларымен (КТҚ) жабдықталған. Конуссыз тиегіш құрылғыларының (КТҚ) осы конструкциясының ерекшелігі айналмалы науаның бір порциялы шихта материалдарының себілу траекториясын өзгерту үшін көлбеу бұрышын өзгерту мүмкіндігі бар. Мұны жоғары температура кезінде пештің мойындық алаңында орналасқан күрделі редуктордың жұмысы қамтамасыз етеді. Редукторды суыту үшін оған азот үздіксіз беріледі. КТҚ екі конусты үйме аппаратын қолданумен салыстырғанда бір науалы тиеу шихтаның пеш радиусы бойынша ығысуын азайтады, бірақ пеш шеңбері бойынша шихтаның әркелкі салынуына әкеледі, себебі шихта материалдарын салудың басталған жері мен аяқталған жерін дәл реттеу немесе анықтау мүмкін емес. Қосарлы тарату науасы бар КТҚ-ны қолдану науалы КТҚ-ның көрсетілген кемшілігін жоя алмады. Шихтаны айналмалы таратқыш науасы бар тиегіш құрылғыда материалдарды мойындыққа шеңбер бойына таратып салудың әркелкілігін жою бойынша арнайы шараларды қабылдау талап етіледі. Науалы КТҚ-мен жұмыс істегенде шихтаның тұрып қалуын болдырмау үшін пештің ортасында осьтік аймаққа коксты көбірек мөлшерде беретін барынша қатты ашылған газ ағынымен істейтін жұмыс режимі ұсынылады, мұның өзі осьтік бөлікте температураның 400–500 °C дейін артуына әкеледі. Бұл редуктордың мойындық аймағындағы жұмыс істеу жағдайын қосымша қиындатады.

Шихтаны роторлық тәсілмен тарату қағидатымен жұмыс істейтін конуссыз тиегіш құрылғы шихта материалдарын төкпенің үстіне тиеудің қағида тұрғысында жаңа технологиянсын іске асырады, мұнда шихта айналмалы ротордың жапырағынан себіліп, желпуіш тәрізді тегіс бес ағынмен беріледі. Бұл ретте материал төкпенің үстіне төгіле отырып, оны деформацияламайды және түскен орнында қалады. Материалдарды радиус бойынша тарату ротордың айналу жылдамдығын өзгертумен реттеледі. КТҚ артықшылығы - ротордың тиегіш жапырақтарды айналдыруға арналған жетегі пештің ішінде орналасқан және қатты қыздырылмайды.

3.1.4.3. Шойын өндірісі

Үрлеуді дайындау

Шойын өндірісі кезінде энергия ресурстарын үнемдеуде домна пешіне берілетін үрлеуді қыздырудың маңызы зор. Үрлеу температурасының 800 – 1000 °C аралықта 100 °C-қа көтерілуі кокс шығынын 3,9 %-ға, ал 1000 – 1200 °C аралықта 2,2 %-ға төмендетеді. Домна өндірісінде үрлеудің 1200 °C дейін қыздырылуын қамтамасыз ететін іштен жану камерасы бар регенеративті ауа жылытқыштар пайдаланылады.

Алайда регенеративті отқа төзімді қондырмамен бірге бір қаптамада орналасқан іштен жану камерасы бар ауа жылытқыштарды ұзақ уақыт пайдаланған кезде бірқатар кемшіліктері анықталды, атап айтқанда ауа жылытқыштың майысуы, қысқа тұйықталу, пульсация, жылжымалық, ағындардың қондырма бойынша әркелкі таратылуы. Бұл кемшіліктер жөндеуді қажет етеді және пайдалану температурасын 1200 °C дейін шектейді. Іштен жану камерасына байланысты негізгі кемшіліктер шығармалы жану камерасы бар ауа жылытқыштарда жойылды.

Я.П. Калугин конструкциялаған жоғары жану камерасы (ЖЖК) жоқ ауа жылытқыштар кеңінен қолданылады, ол үрлеуді 1350 °C дейін қыздыруға және түтін газдарының құрамында СО және NOx төмен болуына мүмкіндік береді.

ЖЖК ерекше айырмашылығы 1250–1300 °C ыстық үрлеу температурасы жану жылулығы төмен және жоғары калориялы газ қоспалары жоқ домна газымен қамтамасыз етіледі. Домна газын және ауа жылытқыштарын жылыту үшін ауаны жылытуға арналған орташа температурасы 280–330 °C болатын шығарылатын түтін газдарының төмен потенциалды жылуын жою үшін жылу алмастырғыштарды орнату түтін температурасын 120 °C дейін төмендетуге және жоғары калориялы газ қоспаларынсыз үрлеу температурасын арттыруға мүмкіндік берді. Мұндай конструкцияның ең маңызды элементі форкамерасы бар ауа жылытқыштың осі бойынша күмбездің төбесіне орналастырылған сарқынды-құйынды оттық болып табылады. Оттық шығарылатын түтінде 50 мг/м³көп емес СО концентрациясының болуын қамтамасыз етеді, мұның өзі еуропалық нормадан екі есе төмен. NO_x концентрациясы 100 мг/м³көп емес.

Құрама ауа үрлеу

Пештегі жылуды реттеудің бір әдісі ретінде бу беру арқылы үрлеуді ылғалдандыру қолданылады. Бу беру тотықсыздандырғыш газдардағы сутектің мөлшерін арттырады және пештегі тотықсыздандыру процестерін жылдамдатады. Пештегі жылуды сақтау үшін әр 1 г суға шаққандағы 1 м³үрлеу температурасын 9 °C жоғарылатады.

Домналық балқыту технологиясын дамытудағы маңызды қадам балқыту параметрлерінің кейбір өзгерістерін тудырған оттегімен үрлеуді байыту болды, атап айтқанда:

фурмалық ошақта теориялық жану температурасы көтерілді;

көрік газдарындағы көміртегі тотығының мөлшері артты;

фурмаларда жағылатын көміртектің бірлігіне үрлеу шығыны азайды;

пештің өнімділігі артты.

Табиғи газды үрлеудің және үрлеуге басқа да қоспаларды қосудың басталуымен домна пештеріндегі үрлеудің құрамында оттегіні арттырудың жаңа кезеңі басталды, себебі үрлеумен бірге табиғи газды беру кезінде көрік салқындатылады және кокс үнемделмейді. Үрлеуді оттегімен байыту ПУТ домна пештеріне 250 кг/т дейін шойын үрлеуді қамтамасыз етеді. Домна пешіне олармен қатарлас табиғи газ бен оттегі үрленетініне қарамастан, коксты табиғи газбен ауыстыру коэффициенті 0,8 -ден аспайды. Табиғи газды оттегімен компенсацияламай шамадан тыс шығындау фурмалық ошақта метанның ыдырауына әкеледі, бұл ретте домна пешінің тотықсыздағыш атмосферасында пештің жұмысын қиындататын сутегі және күйелі көміртек түзіледі. Коксты ауыстыру үшін домна пешінде табиғи газды пайдалану тиімділігін арттыруға үрлеу алдында оны алдын ала конверсиялау арқылы, мысалы, қуатты плазмотрондарды қолдану арқылы қол жеткізуге болады.

Шойын қорыту

Домна пешінде қорытылатын шойынның құрамында темір (Fe) мен көміртектен (С) басқа кремний, марганец, фосфор, күкірт (SiO, Mg, P, S) және басқа да элементтер болады, олардың мөлшері шихтаның құрамына және қорытпаның температуралық жағдайына байланысты болады. Көміртек тотығы (СО), сутек (Н₂) және қатты көмір (С) тотықсыздағыш болып табылады, олар тотықсыздағыш ретінде пеш биіктігі бойынша әртүрлі температурада әртүрлі әрекет етеді.

Мынадай реакцияға сәйкес фурмалық ошақтағы ыстық ауа үрлеу ағынында жанатын кокс көміртегі газ тәріздес тотықсыздандырғыштардың көзі болып табылады:

С + О₂= СО₂.

Пештің көрігіндегі 1600 °C– 2300 °C температура кезінде түзілетін көміртек тотығы (СО₂) кокс көміртегімен мынадай реакция бойынша әрекеттеседі:

СО₂+ С = 2СО.

Ауа үрлеуде ылғал болған кезде су мынадай реакция бойынша көміртегімен де әрекеттеседі:

Н₂О + С = СО + Н₂.

Осылайша, пештің көрігінде шихта оксидтеріне қатынасы бойынша үш тотықсыздағыш (С, СО және Н₂) болады. Темір оксидінің тотықсыздануы мынадай реакциялар арқылы жүреді:

3Fe₂O₃+ CO = 2Fe₃O₄+ CO₂;

Fe₃O₄+ CO = 3FeO + CO₂;

FeO + CO = Fe + CO₂.

Осы реакциялар сутектің қатысуымен осыған ұқсас сипатталады.

Домна пешінде төменге түсетін жартылай балқытылған массадағы барлық темір оксидінің 50–80 % ғана көміртек оксидімен (СО) және сутекпен (H₂) тотықсызданады. Қалған бөлігі пеш көрігінде мынадай реакция бойынша сұйық қождан қатты көміртекпен тотықсызданады:

FeO + C = Fe + CO.

Пештің көрігінде балқыту өнімдерінің температурасы 1500 - 1600 °C тең. Бұл температурада кокс көміртектің (С) қатысуымен қож оксидтерін тотықсыздандыру процестері іс жүзінде аяқталады. Темір карбидтерінің түзілуі де аяқталады. Қоспалары жоқ таза шойында көміртегі мөлшері 4,3–4,4 % құрайды. Магний (Mg) мен хром (Cr) тұрақты карбидтер түзеді және шойынның құрамындағы көміртек (С) мөлшерін арттырады. Кен бөлігін пеш көрігіне түсіру мөлшеріне және темір оксидтерін металға дейін жүйелі тотықсыздандыру мөлшеріне қарай пеш шахтасының ортаңғы бөлігінде бастапқы қож түзілу аймағында материалдардың біртіндеп металға және қожға бөлінуі жүреді. Жаңа тотықсызданған металл темірді 2,0 % көміртектендірген кезде, оны балқыту температурасы 1535 °C-дан 1330 °C дейін төмендейді және шойынның осы қорытпасы көрікке ағызылады, онда шойын кокспен түйіскен кезде құрамындағы көміртек (С) 4,3–4,6 % дейін артады, ал балқыту температурасы 1150 °C дейін төмендейді. Осыған ұқсас пеш көрігіне түсіру мөлшеріне қарай бастапқы қождың құрамы мен қасиеті өзгереді, онда қождың құрамына кокс пен ПУТ қосылады. Домна шихтасы негізінен кремний, алюминий, кальций, магний (SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO) оксидтерінен құралған соңғы қождың тұтқырлығы (сұйықтай аққыштығы) шойынды пештен шығарған кезде еркін шығуы үшін жеткілікті болатындай етіп есептеледі. Оған көп жағдайда қождың 0,8–1,0 -ге тең CaO/SiO₂бойынша негізділігі кезінде қол жеткізіледі. Металл мен қождың әртүрлі үлестік тығыздығынан олар пеш көрігінде екі қабатқа бөлінеді. Көрікте қорытпаның сұйық өнімдері жеткілікті мөлшерде жиналған кезде оларды шойын астау арқылы шығарып алады. Домна пешінде бір тәулікте шойынды шығару саны 6 -дан 12-ге дейінгі санды құрайды. Шойын мен қожды бірге шығарған кезде оларды көріктің басты науасында скиммерлік құрылғымен бөледі. Шойынды шойынтасу шөмішіне құйып, болат қорыту цехына жібереді, ал қожды қайта өңдеу үшін – қож табақшасына салады немесе пеш жанындағы түйіршіктегіш құрылғыда бірден түйіршіктейді. Пештен шығарған кезде шойынның температурасы шамамен 1420–1480 °C, ал қождың температурасы – 1510–1530 °C. Құю ауласына шығатын газ шығарындыларын азайту үшін қорытпа өнімдерін шығарып алған кезде тасығыш науаларды жаппамен және аспирациялық газдарды тұту және тозаңнан тазарту жүйелерімен жабдықтайды. Қорытылған сұйық шойын сыйымдылығы 70 - 100 тонна шойынтасу шөмішімен немесе сыйымдылығы 500 тоннаға дейін миксерлі типті шөшімпен оттекті-конвертерлік цехқа жеткізіледі.

Бір шойын науасынан бір рет өнім шығарған кезде миксерлі шойынтасу шөмішіне 400 - 500 тонна шойын құяды. Қаптаманың беріктігі және шойынды құю саны сыйымдылығы 70 - 100 тонна шөміштерге қарағанда миксерлі шөімште жоғары.

1-кәсіпорында шойынды қайта өңдеу бойынша жұмыс шойын құятын шөміштерге тікелей құю арқылы жүргізіледі. Шойынды құйып алған соң болат қорыту учаскесіне жеткізеді. Бір тәулік ішінде қайта өңделген шойын мөлшері 5 000 тоннадан 12 000 тоннаға дейін сұйық қолданбалы шойынды құрайды.

Домна шлагын өңдеу

Соңғы домна шлагының шамамен алынған химиялық құрамы: кремний диоксиді (SiO₂) – 37,5 %; алюминий үшоксиді (Al₂O₃) – 12,3 %; кальций оксиді (CaO) – 36,3 %; магний оксиді (MgO) – 9,9 %; марганец оксиді (MnO) – 0,4 %; темір оксиді (FeO) – 0,3 %; титан оксиді (TiO₂) – 1,2 %; натрий оксиді (Na₂O) – 1,0 %; калий оксиді (K₂O) – 1,0 %. Қождың негізділігі CaO/SiO₂– 0,95–1,2. Қож пеш жанындағы түйірлегіш құрылғыларда немесе бөлек тұрған құрылғыларда, не арнайы қож шұңқырларында сумен суытылады. Қожды жол құрылысында кеңінен пайдаланылатын өнім болып табылатын қиыршықтасқа қайта өңдеу - домна шлагын қайта өңдеудің ең көп таралған техникасы. Түйіршіктелген домна шлагының көп бөлігі цемент өндірісінде пайдаланылады.

Қожды пеш жанындағы түйірлегіш құрылғыларда түйіршіктеген кезде өнімді шығару кезінде қож науамен түйірлегіштің су ағынына құйылады, ұсатылады және салқындатқыш бункерге түсіріліп, салқындатылады. Осыдан кейін түйіршіктелген қож арайы скецияларға айдалады және сорғытылады, үрленген ауамен кептіріледі және тиеледі. Түйіршіктеу кезінде пайда болатын бу атмосфераға шығарылады. Домна шлагын түйіршіктеудің кемшілігі - оны қысқы уақытта тиеп, тұтынушыға тасымалдауды қиындататын шамадан тыс ылғалдылығы. Домна шлагын пештен шығарған кезде айналма торлы барабанда жартылай құрғақ түйіршіктеу - түйіршіктеудің ең озық тәсілі болып табылады. Мұндай тәсіл кезінде қож көп қатпайды және біріктірмейтін қоспаны қосуды қажет етпейді.

3.1.4.4. Құймалы шойын өндірісі

Сұйық шойын шойынтасу шөміштерімен конвертерлік цехқа қайта өңдеуге жіберіледі. Оған қоса домна цехында шойынды металл құймаға құюға арналған тарата құю машиналары бар. Сұйық шойын тарата құю машинасына шойынтасу шөміштерімен жеткізіледі. Сұйық шойын құйылған әрбір шөміш стендтерге дәл қарама-қарсы орнатылады. Сұйық шойын құйылған шөміш шойынды баяу, шайқамай төгеді. Қабылдау ваннасына шойын толтырылған соң және оның ағыны мульдаларды жеткілікті деңгейде толтыра алатын кезде таспалар қосылады. Мульдаға құйылған шойын бүріккіш арқылы сумен салқындатылады. Бетіне қатқан қабыршығын жарып жібермейтін арынмен берілетін судың мөлшері мульдалардағы құйманың толық қатуын қамтамасыз етуі тиіс.

Шойынды ақырғы суыту шойынтасығыштағы себезгілеуші құрылғымен іске асырылады. Шөміштің шойынды төгу жылдамдығы тарата құю машинасы таспасының қозғалысымен салмағы 55 кг көп емес қолданбалы шойын, 45 кг көп емес құймалық шойын ала отырып, шөміштен құйылатын барлық шойын қос таспадағы мульдаларды біркелкі толтыратындай етіп сәйкестендіріледі. Мульдаларға әк ерітіндісін бүрку, мульдалардың ішкі жағын желінуден қорғау және құймалардың мульдадан оңай түсуін қамтамасыз ету мақсатында отқа төзімді жабынды жылдам кептіру үшін шойынды құйып жатқан кезде және ыстық мульдаларға шойын құю аяқталған кезде жүргізіледі.

Шойын суық шойын қоймасына ақырғы рет салқындатылған соң жіберіледі.

Конвертерлік цехты жоспарлы жөндеуге тоқтатқан кезде артық сұйық шойын пайда болады, ол жеке тауарлық өнім болып табылады. Тауарлық шойын қосағысты тарата құю машинасымен құйылады.

Шойын мульдаларға құйылады. Шойынды түйіршіктелген қож өндіруге ұқсас түйіршіктеп құю технологиясы бар. Мұндай шойын теміржол вагондарымен оңай тасымалданады және қорытпаға оңай мөлшерленеді. Шойынды түйіршіктеп құю шығыны тарата құю машинасына қызмет жасау және оны жұмысқа жарамды күйде ұстауға қарағанда азырақ.

3.1.4.5. Энергия тиімділігі, қоршаған ортаға әсер ету факторлары

Шойын өндірісіндегі зиянды өндірістік факторлар:

шойын мен қождың жоғары температуралы балқытпалары;

50 В жоғары электр тізбегіндегі жоғары кернеу;

қозғалмалы машиналар мен механизмдер;

өндірістік жабдықтың жылжымалы бөліктері;

жабдықтар мен материалдардың беткі температурасының жоғарылауы;

жұмыс орнының жер бетіне қатысты айтарлықтай биіктікте орналасуы;

140 Вт/м² жоғары инфрақызыл сәулелену деңгейі;

жұмыс орнындағы 80 дБ жоғары өндірістік шудың жоғары деңгейі;

бейорганикалық тозаңның газдануы мен тозаңдануының жоғарылауы (көміртек тотығының ШРК – 20 мг/м³, бейорганикалық тозаң – 6 мг/м³).

1-кәсіпорындағы шойын өндірісі және 2015 - 2019 жылдардағы материалдар шығыны 3.9-кестеде келтірілген. Осы жұмыс кезеңінде шойын өндірісі жылына 3,16 млн тоннадан 3,76 млн тоннаға дейін өзгерді.

Шойынның көлемін арттыру конвертерлік цехтың қажеттіліктерін қамтамасыз ету үшін қажет, онда металл сынықтарының жетіспеушілігіне байланысты металл шихтасындағы шойынның үлесі 920 кг/т болатқа дейін арттырылған. Домна агломератының шығыны 1,202 т/т (2017 ж.) бастап 2019 жылғы 1,447 т/т шойынға дейін арттырылды.

Құрамында темірі (Fe) аз, фосфоры (Р), сазтопырағы және сілтісі көп өз шикізатын пайдалануға байланысты кокс шығыны басқа шетелдік зауыттармен салыстырғанда (577 кг/т-дан 605 кг/т дейін) көп.

3.9-кесте. 2015 - 2019 жылдардағы шойын өндірісі және материалдар шығыны

Р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне шаққандағы материалдар шығыны, т/т
			2015	2016	2017	2018	2019

1	2	3	4	5	6	7	8
1	Шойын өндірісі	т	3233671	3595089	3766322	3153569	3165135
2	агломерат	т	1,311	1,282	1,202	1,292	1,447
3	азот	м³	13,284	24,029	22,039	30,449	28,527
4	Техникалық су	м³	46,255	37,338	27,702	34,9	31,435
5	Домналық ауа үрлеу	м³	2053,931	2051,467	2135,016	2252,912	2203,065
6	Домна газы	м³	437,831	506,175	590,677	583,284	598,442
7	оттегі	м³	83,639	76,042	82,422	81,939	54,267
8	кокс	т	0,587	0,577	0,594	0,605	0,601
9	мазут	т	0,039	0,042	0,046	0,044	0,04
10	Металл қоспалар	т	0,044	0,077	0,079	0,04	0,044
11	Жентектер Михайлов ТКК	т	0,	0,027	0,075	0,016	0,031
12	Жентектер Соколов-Сарыбай ТКК	т	0,377	0,381	0,357	0,385	0,239
13	пар	Гкалл	0,06	0,062	0,055	0,046	0,063
14	Атасу кеніші	т	0,085	0,052	0,074	0,093	0,097
15	Сығылған ауа	м³	73,916	72,375	75,32	75,533	74,902
16	Электр энергиясы	кВт*ч	19,849	19,489	19,379	19,474	18,302

3.10-кесте. Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру

Р/с №	Ресурс	Өнім бірлігіне электр энергиясын тұтыну
Р/с №	Ресурс	Өлшем бірлігі	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Шойын өндірісі
Кәсіпорын 1
1	Кокс	тонн/т	0,433-0,486		0,577-0,605
2	Электр энергия	кВт·сағ / т	4,9-27,4		18,3-19,8
3	Техникалық су	м³/т	18,4-40,3		27,7-46,3

Осы жылдар ішінде шойын өндірісі 3,15-тен 3,76 млн тоннаға дейін өзгерді. Өнім шығаруға электр энергиясының меншікті шығыны 19,849 кВт/т- ден 18,302 кВт/т-ға дейін дәйекті түрде төмендеді, бұл жол бойында пайдаланылған домендік газдың 437,831 м³/т-ден 598,442 м³/т-ға дейін дәйекті өсуімен түсіндіріледі.

Шойын өндірісінің барлық технологиялық тізбегі бойынша шикізатты түсіру, тозаң жинайтын материалдарды ашық алаңдарда сақтау, шихта компоненттерін әртүрлі жабдықтарда мөлшерлеу, пешті жүктеу, шойын мен қожды шығару кезінде біркелкілеу клапандарының жұмысы, өндіріс қалдықтары мен дайын өнімді тасымалдау орындарында тозаң, газ, қалдық жиналу, сарқынды сулардың жиналуы түрінде ұйымдастырылған және ұйымдастырылмаған шығарындылар (эмиссиялар) шығарылады.

Қоршаған ортаның ластануы нәтижесінде пайда болатын негізгі процестер: шикізатты қабылдау, қоймалау, біркелкілеу, шихта компоненттерін мөлшерлеу, шойынды, қожды шығару, сумен жабдықтаудың айналым циклі.

Атмосфераға әсері

Шойын өндірісінде атмосфераға қатты компоненттері, бенз(а)пирен бар ластағыш заттардың ұйымдастырылмаған және ұйымдастырылған шығарындылары – көміртек (С), темір оксиді (Fe₂O₃, FeO), кремний (SiO₂), магний (MgO), аллюминий (Al₂O₃), марганец (MnO), кальций (CaO); газ тәрізді компоненттер – азот тотығы (NO₂, NO), күкірт диоксиді (SO₂), көміртек оксиді (CO), көміртек диоксиді (CO₂), күкіртсутек (H₂S), шығарылады.

Зиянды заттар шығарындыларының негізгі көздері бункерлік эстакадалар, бункер үстіндегі және бункер астындағы үй-жайлар, тиеу құрылғылары және домна пештерінің құю аулалары, ауа жылытқыштар, домна пештерінің тозаң жинағыштарын түсіру, артық домна газын жағуға арналған бағаналар болып табылады.

3.13-суретте 2015 - 2019 жж. 1 -кәсіпорын бойынша негізгі маркерлі ластағыш заттардың шығарындыларының үлестік көрсеткіштері ұсынылған.

3.13-сурет. Ластағыш заттардың шығарындыларының үлестік көрсеткіштері

3.14-сурет. Домна пешінде шойын өндірудің технологиялық схемасы, эмиссиялардың түрлері мен бөліну орындары

1-кәсіпорынның домна пештері, бункер үстіндегі және бункер астындағы үй-жайлар тазарту тиімділігі 95 - 99 % электрсүзгі жүйелерімен жабдықталған. Құю аулалары қапшық сүзгілердің тазарту жүйелерімен жабдықталған, тазарту тиімділігі – 98,74 % және тазарту ПӘК 99 % дейінгі электрсүзгілері жүйесімен жабдықталған. Құю аулаларынан шығатын шығарындылардың нақты концентрациясы 32 мг/м³(қапшық сүзгі) және 92 мг/м³(электрсүзгі) құрайды.

Екі сатылы тозаңнан тазартудан кейін домна газы зауыттың цехтарында отын ретінде қолданылады. Тұтынушыларға домна газын тасымалдау кезінде домна газының ағып кетуіне жол берілмейді. Артық домна газы қажет болған жағдайда бағаналарда жағылады (газ цехына жатады), бұл көміртегі оксиді (СО) шығарындыларын 95 % азайтуға мүмкіндік береді.

Су тұтыну, су тарту және жерүсті және жерасты суларына әсері

Шойын балқыту процесінің сумен жабдықтау көзі салқындатқыш тоғандардағы айналым суы болып табылады. Қолданысы - жабдықтарды, аспаптарды және домна пештерінің элементтерін сумен салқындату, сұйық әкті дайындау (қайтымсыз тұтыну), мульдалар мен құймаларға су себезгілеу, конвейерді салқындату, домна шлагын түйіршіктеу кезінде (қайтымсыз тұтыну - булану), ағынөзек массасын дайындау учаскесінде (қайтымсыз тұтыну – науа массасын ылғалдандыру).

ҚР кәсіпорындары шойын өндірісінде тұйық циклдерді қолданады. Су алу айтарлықтай қайтымсыз шығындар болған жағдайда ғана жүзеге асырылады.

Айналымды, тұйық жүйені пайдалануға байланысты сарқынды сулар жерүсті табиғи су объектілеріне ағызылмайды.

Өндіріс арнайы жабдықталған алаңдарда орналасқан, процестің өзі тікелей арнайы цехтар мен ғимараттарда орналасқан, айналасы көбінесе асфальтталған немесе бетон жабыны бар, жер жамылғысымен тікелей әсер етпейді, барлық шайынды суларды ағызу ұйымдастырылған, осыған байланысты жер асты суларына әсер етпейді. Сарқынды сулар рельефке немесе жер жамылғысына төгу, жер асты кеңістігіне ағызылмайды, барлық салқындатқыш тоғандарда қоршаған ортамен өзара әрекеттесуді болдырмауға арналған техникалық жабдықтар бар.

1-кәсіпорында пайдаланылған сарқынды сулар өнеркәсіптік-нөсер кәрізіне ағызылады, содан кейін салқындатқыш тоғанға бұрылады. 3.11-кестеде 1-кәсіпорын үшін 3184,8 мың тонна шойын өндіру кезіндегі су тұтыну көрсеткіштері көрсетілген.

3.11-кесте. Шойын өндірісіндегі су тұтыну, қайта пайдалану

Р/с №	Атауы	Көрсеткіштер
1	2	3
1	Қайтымсыз тұтыну,жылына мың м³, оның ішінде:	29,86
1.1	- техникалық су	29,86
1.2	- шаруашылық ауыз су	-
2	Айналым суына қайтару, жылына мың м³	4279,02
3	Қайтымсыз шығын, жылына мың м³, оның ішінде:	9,25
3.1	- техникалық су	9,25
3.2	- шаруашылық ауыз су	-
4	Су тарту, жылына мың м³	191414,73

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының жиналуы

Құю ауласының қалдықтары, құрғақ тозаң жинағышпен тұталған мойындық тозаңы, домна газын сумен тазарту жүйесінің шламдары өндіріс қалдықтары болып табылады. Ылғал газ тазарту жүйесімен тұталған тозаң шлам түрінде арнайы тұндырғыш бассейндерге беріледі, онда шлам қоюланып, қоюландырғыштың түбінен сорылады, тазартылған су айналымды сумен жабдықтау цикліне жіберіледі. Домналық процестің дымқыл газ тазарту жүйесінің шламдарында мырыш пен сілтінің мөлшері жоғары болады, сондықтан оларды қайта өңдеуде қолдану шектеулі болуы мүмкін. Әдетте, мұндай шлам айналымнан шығарылады және тұндырғыш тоғандарға немесе шлам қоймаларына орналастырылады.

1-кәсіпорында домна шламының пайда болуының максималды көлемі 35,8 мың тоннаны құрайды, оның 100 %-ы меншікті мамандандырылған алаңдарға орналастырылады.

Тазартылған домна газы жалпы зауыттық желіге келіп түседі және прокат цехтарында және бу айдау цехында, электр станциясында отын ретінде пайдаланылады.

Елеу процесінде аспирациялық тозаң, кокс қоқыры (кокс елемі) және қатты тұрмыстық қалдықтар пайда болады. Кокстың елемі домна пешіне салар алдында коксты елеу нәтижесінде пайда болады, жинақталуына қарай қайта өңдеу үшін агломерацияға жіберіледі. Қатты тұрмыстық қалдықтар контейнерлерде жиналады, содан кейін автокөлікпен ҚТҚ полигонына шығарылады. Кокс қоқырының пайда болуының максималды көлемі 210 792 тоннаны құрайды, олар өз кәсіпорнында толық көлемде өңделеді.

Балқытылған шойынды шығару процесінде кварц құмы себілген науаларда біріктірілген кварц құмы (түзілудің ең көп мөлшері - 3900,692 тонна) жиналады, ол жинақталуына қарай темір жол көлігімен болат балқыту қождарының үйіндісіне шығарылады.

3.1.5. Оттектік конвертерлердегі болат өндірісі

Конвертерлік өндіріс – болат қорыту агрегат-конвертерлерінде балқытпа шихтасының құрамдас бөліктерін (сұйық шойын және металл сынықтары) оттекпен үрлеу арқылы болат алу. Негізгі мақсаты:

құрамындағы көміртекті (С) қажетті деңгейге дейін төмендету (өндіріске жоспарланған болат маркасына байланысты шойындағы 4,0–4,5 %-дан бастап металл балқытпасындағы 0,01–0,4 %-ға дейін);

кейіннен балқытпадан қожға шығара отырып, шойын құрамындағы қоспаларды: фосфор, кремний, марганец, күкірт (P, SiO, Mn, S) және т.б. оттекпен тотықтыру.

Конвертер цехының құрамына, әдетте, келесі негізгі өндірістік бөлімшелер кіреді: сұйық шойынды қабылдау (миксерлік бөлімше; осұйық шойынды құю бөлімшесі); металл сынықтары мен қож түзетін материалдарды қабылдау және дайындау (шихта бөлімшесі); шойынды күкіртсіздендіру; ферроқорытпаны қабылдау және дайындау; болат қорыту; болатты пештен тыс өңдеу; болат құятын және аралық шөміштерді дайындау; дайындамаларды үздіксіз құю машинасында (ДҮҚМ) немесе құймақалыпқа (құйма) болат құю; қождарды қайта өңдеу; үздіксіз құйылған дайындамаларды өңдеу; құймаларды өңдеу; дайын өнімді жөнелту.

Материалдарды балқытуға қабылдау және дайындау келесі процестерді білдіреді: сұйық шойынды қабылдау, сұйық шойынды стационарлық миксерде біркелкілеу, шойынтасушы шөміштен немесе миксерлік типті шойынтасушы шөміштен шойын құятын шөміштерге ауыстырып құю.

Домна цехынан (өндіріс) сұйық шойын болат қорыту цехына (өндіріс) шойынтасушы шөміштермен немесе миксерлік типті шойынтасушы шөміштермен келіп түседі. Болат қорыту өндірісінде миксерлік бөлімше бар болса, шойынды құрамы және температурасы бойынша біркелкілеу үшін шойынтасушы шөміштерден стационарлық миксерге құяды. Осыдан кейін сұйық шойынды миксерден шойынтасушы шөміштерге ауыстырып құяды және конвертерлік бөлімшенің тиегіш аралығына береді. Миксерлік бөлімше болмаған жағдайда шойынтасушы шөміштердегі шойынды немесе миксерлік типті шойынтасушы шөміштегі шойынды шойынды ауыстырып құю бөлімшесінде тікелей шойын құятын шөміштерге құяды. Шойын құятын шөміштер толтырылған соң шойынды таразыға тартады және температурасын өлшейді, химиялық құрамын анықтау үшін сынама алады. Қажет болғанда, температурасын өлшеу нәтижелері бойынша шойынды балқыту шығынын түзетеді.

Қатты металл шихта мен қож түзетін материалдарды дайындау. Конвертерлік балқытуда пайдаланылатын металл сынықтары тексеріліп, жарылу қаупі бар және тез тұтанғыш заттардан зарасыздандырылады. Металл сынықтары конвертерлерге қалақтармен (астаулармен) жеткізіледі. Қожды туралау үшін фракциялық құрамы белгіленген, құрамында СаО + MgO бар және қатты қыздырған кезде шығындары нормаланған жаңа күйдірілген әктас қолданылады. Қожтүзуші материалдар дәрежесінде құрамында магний оксиді (MgO) бар флюстар да қолданылады.

Шойынды күкіртсіздендіру. Күкіртті азайту қажет болған жағдайда шойын күкіртсіздендіру қондырғыларына жіберіледі. Күкіртсіздендіргіштер ретінде ұнтақ тәрізді әк, сода, кальций карбиді, түйіршікті магний немесе бірнеше реагенттердің қоспалары қолданылады. Шойынның құрамындағы күкіртті (S) төмендету шойынның күкіртсіздендіру қондырғыларында ұнтақ тәрізді материалдарды (күкіртсіздендіргіштерді) балқытылған шойынға үрлеу әдісімен жүзеге асырылады.

Ферроқорытпаларды қабылдау және дайындау. Болаттың химиялық құрамына қойылатын талаптар құрамындағы элементтердің диапазонымен белгіленеді, ал болаттың химиялық құрамын берілген диапазонда алу ферроқорытпаларды балқымаға енгізу арқылы жүзеге асырылады. Қажет болған жағдайда ферроқорытпаны қыздырады.

Болат қорыту. Кезекті қорытпаны шығарғаннан кейін конвертердің қаптамасын және болат шығару тесігін тексереді. Қорытпаны шығарғаннан кейін конвертердің қаптамасы қанағаттанарлық күйде болса, қожды гарнисажды жағу үшін қожды дайындайды. Конвертердің қаптамасы қанағаттанғысыз күйде болса, қаптамаға жергілікті немесе күрделі жөндеу жүргізіледі. Конвертердің қаптамасына гарнисажды жағу үшін қожды дайындау үшін шикі, күйдірілген, флюстенген доломит, шиберлі плитаның сынығы, әктас және тас көмір (антрацит, кокс) пайдаланылады. Материалдарды тұтыну алдыңғы балқытылған қождың мөлшері мен күйіне байланысты болады. Конвертер қорытпасының шихтасы белгілі бір арақатынастағы сұйық шойыннан және шихтаның қатты металл бөлшектерінен тұрады. Шихтаны конвертерге жүктеу металл сынықтарының үйіндісінен басталады. Конвертердің қаптамасын бұзбау үшін ең алдымен жеңіл салмақты сынықтар салынған қалақ (астау), содан соң ауыр салмақты сынықтар салынған қалақ жүктеледі. Металл сынықтарын үйген соң, қажет болғанда, оны қыздырады. Осыдан кейін сұйық шойын құйылады.

Қорытуды жүргізу үшін қажетті шойынның жылу ұстағыштығы жеткіліксіз болған жағдайда, жылу тасымалдағышты (коксик, антрацит) оттегі ағынында жағу есебінен шихтаның металл бөлігін алдын ала қыздыру технологиясы қолданылады. Шойынның артық мөлшерін суытқыш ретінде қайта өңдеу қажет болғанда, темір кенді жентектерді, әктасты және шикі доломитті қолданады. Шойын құйылған соң конвертерді тігінен орналастырады, фурма төмен түсіріледі және қорытпаны технологиялық газдармен, көбіне оттегімен (негізгі газ) үрлеу басталады. Оттегімен үрлеген кезде реакциялық аймақта температура 2200–2500^оС дейін көтеріледі, мұның өзі реакциялық аймақты тұтас ваннаны қыздыру ошағына айналдырады. Үрленетін оттегі ең алдымен темірмен әрекеттеседі. Түзілген темір оксидінің бір бөлігі қожға ауысады, екінші бөлігі металда еріп, шойынның құрамындағы қоспаларды тотықтырады:

2FeO + Si = 2Fe + SiO₂;

FeO + Mn = Fe + MnO;

5FeO + 2P = 5Fe + P₂O₅.

Бұл химиялық реакциялар көп жылу шығару арқылы жүреді. Металл құрамында кремний мен марганецтің азаюымен температура жоғарылайды және көміртектің тотығу жылдамдығы FeO-мен өзара әрекеттесу арқылы да, оттегі газының тікелей әсерінен де артады. Үрлеу қарқынын реттей отырып, жартылай өнімнің құрамында металл мен қожды қайта тотықтырмай көміртектің (С) аз болуы (0,04 %-дан аз) қамтамасыз етіледі, осыдан кейін металл шөмішке шығарылады. Қорытпаның тотықтандыратын сипаты металда FeO түрінде жоғары оттегі концентрациясына әкеледі, осыған байланысты металдың мынадай реакциясы бойынша:

FeO + Mn = Fe + MnO;

2FeO + Si = 2Fe + SiO₂;

3FeO + 2Al = 3Fe + Al₂O₃

марганецпен, кремниймен және алюминиймен тотығуын жою жүргізіледі.

Шетмойында айналып тұратын, ішкі жағы отқа төзімді материалмен қапталған және болатты шығаратын астаумен және жоғарғы жағында конвертерге оттекті фурманы енгізуге, газды бұруға, шойынды құюға, металл сынықтарын және қожтүзуші заттарды салуға және қожды төгуге арналған саңылауы (мойны) бар жабдықталған сопақша формалы ыдыс. Сыйымдылығы бойынша конвертерге 135 - 170 тонна балқытылған металл сияды. Конструкциясы жағынан сыйымдылығы 135 - 160 тонна конвертерлерді бітеутүпті немесе орнатылмалы түпті түрде әзірлеуі мүмкін. Сыйымдылығы үлкен конвертерлерді көбіне бітеутүпті етіп әзірлейді. Үрлеу процесінде түзілетін шығарылатын газ конвертер газы деп аталады және негізінен құрамында көміртек оксиді (СО) болады.

Конвертер газын атмосфераға шығару әдісіне сәйкес конвертерлердің газ жолдары үш топқа бөлінеді:

конвертер мен кәдеге жарату қазаны арасындағы саңылау арқылы ауа соратын және бөлінетін көміртек оксидін (СО) толық жағатын жүйелер, яғни ауа өтінімінің коэффициенті a > 1;

газ жолына ауа кіргізбей және көміртек оксидін (СО) толық жақпай жұмыс істейтін жүйелер;

көміртек оксидін (СО) кәдеге жарату қазанында, яғни 1 > a > 0 кезінде жартылай жағып бітіретін жүйелер.

Толық жағу жүйесінің жұмысы конвертер газының физикалық және химиялық жылуын толығымен жоюға мүмкіндік береді. Шығарылатын газдарды ішінара жағу режимінде жұмыс істеу регламенті:

шығарылатын түтін газдарының шығынын;

оттегі шығынын;

шығарылатын газдардағы көміртек оксидінің (СО) көлемдік үлесін бақылауды қамтуы тиіс.

Осы технология бойынша шығарылатын газдар кәдеге жарату қазанында аз мөлшерде жағылады және олардың негізгі бөлігі бағанада жағылады. Газшығару жолының жұмысы толық жақпау режимінде негізгі жағдайда қолданылады, онда кейіннен энергиялық ресурс дәрежесінде пайдалана отырып конвертер газын газгольдерге жинау іске асырылады. Қалған басқа жағдайларда жүйенің жұмысы жартылай толық жағу режимінде жүзеге асырылады.

Балқытуға жұмсалатын қажетті оттегінің мөлшері бастапқы шихтадағы көміртек (С), кремний оксиді (SiO), фосфор (Р) құрамына байланысты. Конвертерлік балқытудың аяқталуы металл сынамасы бойынша жүзеге асырылады. Металл сынамасын алу қождың бір бөлігін ағыздыру кезінде конвертерді еңкейтіп немесе конвертерді еңкейтпей арнайы зондты қолдана отырып металды үрлеу аяқталған кезде жүзеге асырылады.

Балқытуды үрлеуді мынадай параметрлерді бақылай отырып үрлеудің технологиялық схемаларына сәйкес жүзеге асырады:

конвертерге құйылатын шойынның массасы, химиялық құрамы және температурасы;

конвертерге жүктелетін металл сынықтарының массасы мен түрі (сұрыбы);

үрлеу басталғанға дейін конвертерге жүктелген қожтүзуші материалдарды, жылу тасымалдағышты және т.б. массасы мен түрлері;

конвертерге үрлеу барысында қосу жоспарланған, шығыны бастапқы материалдың химиялық құрамына, технология жағдайына және дайын болаттың берілген химиялық қасиетіне қарай анықталатын суытқыштар мен қожтүзуші материалдардың (оның ішінде әктас, доломит, магнийлі флюс) түрі, массасы.

Үрлеудің бірінші кезеңінің ұзақтығы (қож пайда болу кезеңі) конвертердің қаптамасының беріктігіне, қатты металл шихтаның құрамына, күкіртсіздендіру қондырғысындағы шойынды өңдеу нәтижелеріне және нормативтік құжаттардың талаптарына сәйкес қайта өңделетін сұйық шойынның түріне байланысты белгіленеді. Қарқынды көміртексіздендіру кезеңінде шығарылатын газдардағы көміртек оксидінің (СО) көлемдік үлесі 30 - 60 % шегінде сақталады. Үрлеу кезеңі 1 % аз көміртек оксидінің (СО) көлемдік үлесіне жеткенде аяқталады. Үрлеу аяқталғаннан кейін балқытпаның температурасын өлшеу және химиялық құрамын анықтау үшін металл мен қож сынамаларын алу үшін конвертерді көлбеу күйге қояды. Өнімді шығарар алдында температура берілген деңгейде болғанда металдың тотығуын өлшейді. Қожтағы кальций және кремний (СаО, SiO₂), жалпы темір (Fe_общ), магний оксиді (MgO), күкірт (S), фосфор оксиді (P₂O₅) массалық үлесін және оның негізділігін анықтайды (кальций мен магний (CaO және MgO) оксидтерінің массалық үлестерінің қосындысының кремний диоксидінің (SiO₂) массалық үлесіне қатынасы).

Қорытпаны конвертерден болат құйғыш шөмішке шығару, ферроқорытпаларды, тотықсыздандырғыштарды және басқа да қоспаларды қосу. Балқытпаны конвертерден болат құйғыш шөмішке шығару пештен тыс өңдеу ұзақтығын, құйылатын сұйық болаттың қажетті температурасын қамтамасыз ету үшін шөмішті тасымалдау уақытын ескере отырып дайындамаларды үздіксіз құю машинасы (ДҮҚМ) немесе құймаға құю кезінде құймақалыптары бар құю құрамы дайын болған кезде жүргізіледі. Ферроқорытпаларды, қышқылсыздағыштарды (алюминий қайталама фракцияланған немесе оның қорытпалары) және қоспаларды (мысалы, кальций карбиді) қорытпаны конвертерден шығару кезінде шөмішке қатаң түрде есептеп енгізу керек. Балқыма тотықсыздандырудың технологиялық схемасына сәйкес тотықсыздандырылады. Ферроқорытпалар қажет болған жағдайда оларды тез балқыту үшін қыздырылады. Қорытпаны шығаратын кезде шөміші бар болат тасығышты ферроқорытпалар және басқа да қосылатын материалдар (қатты қож қоспасы, әктас) шөміш бойына қолайлы таратылуы үшін ағын астына түсетіндей етіп жылжыту керек. Металл болат шығаратын тесік арқылы шығарылады. Қорытпаны синтетикалық қождармен өңдеу қорытпаны конвертерден шығарған кезде сұйық болат ағынына сұйық қож ағынын бір уақытта жіберу арқылы жүзеге асырады. Синтетикалық қожды алдын ала қорытады және электрдоғалы пеште ~1600 °C дейінгі температурада қыздырады және қорытпаны өңдер алдында арнайы дайындалған қож шөмішіне шығарады. Қорытпаны конвертерден шығарған кезде конвертерлік қождың берілімін кілт тыяды. Қорытпа шығарылған соң ковертердегі қождың қалған бөлігі гарнисаж түрінде конвертердің қаптамасына жағылады. Қалған қожды конвертердің мойыны арқылы қож ыдысына құяды.

Қорытпаны пештен тыс өңдеу. Қорытпаны конвертерден шығарған соң оның химиялық құрамы мен температурасын қажетті деңгейге жеткізу үшін қорытпасы бар болат құйғыш шөмішті пештен тыс өңдеуге бағыттайды. Пештен тыс өңдеу сапалы болат өндіретін заманауи процестердің басты буыны болып табылады. Пештен тыс өңдеу әсіресе машина жасау, кеме жасау, газ-мұнай кешені (әсіресе төмен температура жағдайында жұмыс істейтін бұйымдар үшін), автомобиль өнеркәсібі, электртехника үшін беріктігі жоғары конструкциялық маркаларды өндіру кезінде кеңінен қолданылады.

Пештен тыс өңдеу технологияларының басты мақсаты:

араластыру және біркелкілеу (гомогенизация);

химиялық құрамын берілген мәндерге түзету және жеткізу;

құю процесін бастамас бұрын металдың қажетті температурасын қамтамасыз ету;

газсыздандыру (сутегі мен азот сияқты қажетсіз газдарды жою);

араластыруды қарқындату есебінен металл емес қосындылар бойынша металдың тазалығын қамтамасыз ету.

Бұл операциялар металды таза өңдеу құрылғысында, "шөміш-пеш" агрегатында, вакууматорда (циркуляциялық, порциялық немесе көлемді тазарту) орындалады. Пештен тыс өңдеу әдісін таңдау болат өндірісінің технологиялық схемасымен анықталады.

Болатты инертті газбен үрлеу бөлек металды таза өңдеу құрылғыларында болат құйғыш шөміште жүзеге асырылуы мүмкін немесе басқа процестерге ілеспе операция ретінде қолданылады. Инертті газ дәрежесінде негізінен аргон, кейде азот пайдаланылады. Инертті газбен үрлеу шөміштегі металл температурасын реттеу үшін пайдаланылады.

Пештен тыс өңдеудің ең тиімді тәсілі шөміштегі болатты қыздыруды және араластыруды, оны біркелкілеуді және химиялық құрамын түзетуді қамтамасыз ететін қорытпаны болат құйғыш шөміште "шөміш-пеш" агрегатында кешенді өңдеу болып табылады. "Шөміш-пеш" агрегаты шөмішке арналған тесіктері бар, осы тесіктер арқылы үш электрод орнатылған қақпақтан тұратын құрылғыны білдіреді. Қақпақтың астына болатқа пештен тыс өңдеу жүргізу үшін металы бар болат құйғыш шөміш орналастырылады. Оған қоса, "шөміш-пеш" құрылғысының құрамына әдетте металды инертті газбен араластыруға арналған құралдар, шөміштегі болатты біркелкілеуге арналған ферроқорытпалар мен материалдар беру жүйесі кіреді.

Металды вакуумдау негізінен құрамындағы газдары мен металл емес қосындылары бойынша жоғары талап қойылатын арнайы мақсаттағы болаттарда жүзеге асырылады. Қарқынды газсыздандыру жүргізілген соң бункердің вакуумды камерасына орналастырыған металдың үстінен қышқылсыздағыш, ферроқорытпалар және басқа да қоспалар салынады. Пештен тыс өңдеу аяқталған соң қорытпаны құюға жібереді.

Болат құйғыш және аралық шөміштерді дайындау. Конвертерлік цехтың (өндіріс) тоқтаусыз әрі қауіпсіз жұмысымен қамтамасыз ету үшін болат құйғыш және аралық шөміштерді дайындау бойынша регламенттік жұмыстарды жүзеге асырады.

Болат құйғыш шөміш көпірлі кранмен көтеруге және тасымалдауға арналған шетмойыны бар металдан жасалған, ішкі жағынан отқа төзімді қаптамамен қапталған цилиндрлік ыдысты білдіреді. Болат құю шөміштерін дайындау және регламенттік жөндеу мамандандырылған стендтерде ұйымдастырылады және орындалады.

Металл құю аяқталғаннан кейін болат құю шөмішінен қожды қож ыдысына төгеді, содан кейін шөміш дайындау бөліміне тасымалданады. Шөмішті салқындатқыш құрылғымен жабдықталған стендке орнатады. Қаптаманы салқындатқаннан кейін шөміш реттеуші бекітпелерді алып тастауға және орнатуға арналған манипулятормен және стакандарды оюға арналған құрылғымен жабдықталған стендке орнатылады. Реттеуші бекітпелерді алып тастап, стаканды ойып алғаннан кейін болат құйғыш шөміш айналмалы стендке орнатылады, онда қаптамасы тексеріліп, скрап пен қож қалдықтары жойылады. Осыдан кейін шөміш стендке қайтарылады, онда жаңа реттеуші бекітпе орнатылып, оның жұмысы тексеріледі. Содан соң шөмішке кессонды түсіреді, оның көмегімен стакан орнатылады және ұяшық тығыздалады, осыдан кейін шөмішті шөміш кептіруге және тасымалдауға арналған құрылғымен жабдықталған стендке ауыстырады. Қыздырылған болат құйғыш шөмішті конвертерге тасымалдайды.

Аралық шөміштерді құюға дайындау: болатты құюды бастар алдында өнеркәсіптік шөміштерді дайындау учаскесінің арнайы стендінде аралық шөміштерді кептіру және алдын ала қыздыру жүргізіледі. Аралық шөміштердің қаптамасын түпкілікті қыздыру және жұмыс температурасын ұстап тұру ДҮҚМ жұмыс алаңында орналасқан қыздыру стендтерінде жүргізіледі. Шөміштің қаптамасын қыздыру үшін оттықтар іске қосылады.

Аралық шөміш стаканының каналы астынан арнайы орнатылған оттықтармен, сол сияқты үстінен жоғарғы оттықтардың көмегімен қыздырылады. ДҮҚМ-ның тұрақты және үздіксіз жұмысымен қамтамасыз ету үшін болат құюды жұмыс алаңында екі қыздырылған аралық шөміш болған кезде бастайды.

ДҮҚМ-ға немесе құймақалыпқа (құймаға) болат құю. Болат пештен тыс өңдеуден кейін құюға жіберіледі. Болат ДҮҚМ-ға немесе құймақалыпқа (құймаға) құйылады.

ДҮҚМ-ға болат құю бір қорытпаны құюды тоқтатпай "қорытпаны қорытпаға" әдісімен жүргізіледі. Аралық шөміш биіктігі бойынша кемінде үштен бір бөлігі толтырылған соң кристалдандырғышты болатпен толтыру жүргізіледі. Кристалдандырғыштан қалыптасқан құйманың шығу мөлшеріне қарай екінші суытуға су жібереді. Екінші суыту режимін құйылатын болаттың түріне және дайындама қимасына байланысты таңдайды.

Болатты және ДҮҚМ жабдықтарын суыту үшін пайдаланылатын су алдын ала реагенттік өңдеуден өтеді. Судағы жүзінділер мен мұнай өнімдерінің массалық концентрациясы нормативтерде белгіленген талаптардан аспауы тиіс. Құюдың жұмыс жылдамдығын болаттың түріне және дайындама қимасына байланысты таңдайды.

Әрбір қорытпаны құю кезінде аралық шөміштегі болаттың температурасы өлшенеді. Құю аяқталғаннан кейін ретеуші бекітпе жабылады. Құю жылдамдығы азайтылады, стендті қозғалтып, болат құйғыш шөміштерді ауыстырады.

Болат беру тоқтатылған соң кристалдандырғышқа су толық буланып кететіндей мөлшерде беріледі. Кристалдандырғыштың конструкциясына байланысты ДҮҚМ келесі үш түрге бөлінеді:

қисық сызықты түрі;

радиалды түрі;

вертикаль түрі.

Құйылатын дайындама түрі бойынша: сұрыпталған; слябтық.

Болатты құймақалыпқа (құймаға) құю. Бірқатар металлургиялық зауыттарда құйма алу үшін болат құймақалыптарға (құймаларға) құйылады. Құймақалыпты шойыннан, кейде болаттан жасайды. Құймақалыптың көлденең қимасының формасы квадраттық (сұрыпталған прокатқа илемделетін құйманы алу үшін), тікбұрыштық (қаңылтыр бетке илемделетін құймалар үшін), дөңгелек (құбырларды илемдеу үшін) және көп қырлы (ірі болат темір дайындау үшін) болуы мүмкін. Болатты құймақалыптарға (құймаға) құяр алдында ондағы алдыңғы шығарылымдағы болаттың қалдықтарын мұқият тазалайды, сосын 80 – 120°C дейін қыздырады және и арнайы сылақпен сылайды.

Болатты құймақалыптарға (құймаларға) құюдың келесі тәсілдері қолданылады:

құймақалыпқа үстінен құю (ірі құймаларды өндіргенде қолданылады);

құймақалыпқа сифонмен құю (орталық құюжолы, каналдар және табандықтың каналдары арқылы табандыққа орнатылған 2 құймақалыптан бастап 60 құймақалыпқа дейін бір уақытта болат толтырылады, яғни осылай құю бір-біріне жалғанған ыдыстар қағидатына негізделген).

Құймаларды блюминг немесе слябинг қыздыру құдықтарына (пештерге) кейіннен салуға дайындау үшін құймақалыптағы құймалар құю бөлімшесінен құймаларды шешіп алатын немесе стрипперлік бөлімшеге келіп түседі.

Үздіксіз құйылған дайындамалар мен құймаларды өңдеу. Үздіксіз құйылған дайындамалар мен құймалар келесі қайта балқытуға жіберер алдында бақылау және ақауларын жою мақсатында өңдеуден өтеді.

Үздіксіз құйылған дайындамаларды өңдеу. Үздіксіз құйылған дайындамалар арнайы алаңдарға беріледі, онда беткейлері көзбен шолып тексеріледі және қажет болғанда дайындамалардың беткейлерін отпен түссіздендіру, ақауларын жою жүзеге асырылады. Дайындаманы өндіруге, тасымалдауға және суытуға байланысты анықталған және рұқсат етілмейтін деңгейдегі ақауларды (жарықшақ, қож қоспасы, құю ақауы, қатпарлар, механикалық бүлінулер және т.б.) отпен тазарту арқылы жояды, құрамында көміртегі жоғары болат үшін және жоғары қоспаланған болат үшін жарықшақ түспеуі үшін түрпілеп тазалауды қолданады.

Құймаларды өңдеу. Құймақалыптарға құйылған құймалар ақауларын жою мақсатында одан әрі өңдеуге беріледі. Құймалардың беткейлік ақауын жою тәсілін таңдаған кезде құйманың беткейлік ақаулармен зақымдалу (ақаулардың таралу алаңы және олардың тереңдігі туралы сөз болып отыр) деңгейі, ақаудың сипаты, өңделетін болаттың физикалық қасиеттері, дайын прокаттың кейінгі қолданысы және оның өлшемдері ескеріледі. Металдың беткейіне бөлек түскен ақауды жойған кезде жергілікті тазалауды қолданады. Толық тазалауды құйманың тұтас беткейіне орналасқан ақаулардың саны көп болған кезде қолданады. Құрамында көміртек (С) жоғары болат үшін және жоғары қоспаланған болат үшін жарықшақ түспеуі үшін түрпілеп тазалауды қолданады. Кейде бөлек, терең түскен ақаулар пневматикалық шабатын құрылғымен жойылатын, ал үлкен алаңға таралған ұсақ ақаулар түрпілі тазалаумен жойылатын құрама тазалау тәсілі қолданылады.

Мысалы, 1 -кәсіпорында болат өндірудің технологиялық процесі келесі кезеңдерден тұрады:

болатты шихталау: жеңіл салмақты, ауыр салмақты болат сынығы, шойын сынығы, сұйық шойын;

қортыпаға оттегі үрлеу: қысымы 14 атм кем емес, оттегінің тазалығы 99,5 %, интенсивтілігі 700 м³/мин, орташа ұзақтығы 25 мин;

қожтүзілу: қожтүзуші - әктас, жеңіл күйдірілген доломит;

қожды ағыздыру;

қосымша үрлеу: қорытпаны көміртек, фосфор, күкірт (С, Р, S) түзету қажет болғанда, температурасы t орташа ұзақтығы 0,3 мин.;

қорытпаны шығару;

болатты шөміште қышқылсыздандыру. Қышқылсыздағыштар: FeMn, FeSi, SiMn, AI;

металды сапаландыру қондырғысында (МСҚ) өңдеу: алюминий сымымен тотығуын трайб-аппараттың көмегімен түзету. Біркелкілеп үрлеу (аргонмен, азотпен) 2 - 3 мин.

3.15-сурет. Слябтың ДҮҚМ-дан шығуы

Болат қорыту өндірісінің қождарын қайта өңдеу және кәдеге жарату қалдықсыз технологияның міндетті элементтері болып табылады. Қазіргі уақытта қождардан абразивті материалдарды алу технологиялары әзірленіп жатыр; сұйық болат балқыту қождарын құрғақ және дымқыл түйіршіктеу әдістері пысықталып жатыр. Әсіресе құрғақ түйіршіктеуді ұйымдастыру перспективалы болып табылады, онда бір уақытта екі мәселені шешуге болады: суды тұтынуды азайту және өндірілген жылуды пайдалану арқылы энергия тиімділігін арттыру. Қождан скрап алу негізінен ұсақтау-сұрыптау қондырғыларының көмегімен жүзеге асырылады.

Скрапты шығарғаннан кейін болат балқыту қождарын пайдаланудың негізгі бағыттары: вагранкалы және аглодомналық өндіріс үшін флюс ретінде; ауыл шаруашылығында суперфосфатты (құрамында фосфоры бар) ауыстыру үшін; ауыл шаруашылығында топырақты әктеу үшін (жоғары негізді қождар); болаттағы марганец мөлшерін арттыратын қоспа ретінде (жоғары марганецті қождар); болат балқыту өндірісінде әк шығынын азайту және қож түзілуін жақсарту үшін (жоғары негізді); құрылыста (болат балқыту қождарынан жасалған қиыршық тас бетондар мен темірбетондардағы гранитті қиыршық тасты алмастырғыш болып табылады); жол құрылысында – автомобиль жолдарын салу кезіндегі қиыршық тас.

3.1.5.1. Энергия тиімділігі, қоршаған ортаға әсер ету факторлары

2015 жылдан 2019 жылға дейінгі жұмыс кезеңіндегі болат өндірісінің көрсеткіштері және материалдардың шығыны 3.9-кестеде берілген.

3.12-кесте. Болат өндірісі және конвертерлерде болат өндіруге арналған материалдар шығыныР/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірліктері	Өнім бірлігіне шаққандағы материалдар шығыны, т/т
	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірліктері	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	конвертердегі болат өндірісі	т	3467639	3913916	4042941	3300732	3361153
2	азот	м³	44,726	44,92	35,968	51,182	68,245
3	аргон	м³	0,454	0,467	0,472	0,506	0,476
4	әктас	т	0,077	0,083	0,091	0,072	0,096
5	оттек	м³	67,287	77,423	73,973	78,829	75,814
6	кокс	т	0,002	0,003	0,003	0,003	0,002
7	кокс газы	м³	0,009	0,01	0,012	0,012	0,016
8	металл сынықтары	т	0,232	0,241	0,241	0,227	0,246
9	күйдірілген доломит	т	0,023	0,02	0,025	0,024	0,011
10	сұйытылған газ	т	0,001	0,001	0,001	0,001	0,002
11	шикі доломит	т	0,025	0,013	0,019	0,014	0,017
12	ферроқорытпалар	т	0,009	0,01	0,012	0,011	0,011
13	флюстар	т	0,001	0,003	0,008	0,004	0,003
14	электр энергиясы	кВт*ч	59,421	60,082	54,615	52,23	57,961
15	қолданбалы шойын	т	1,092	0,905	0,911	0,920	0,917
16	азот	м³	44,726	44,92	35,968	51,182	68,245
17	аргон	м³	0,454	0,467	0,472	0,506	0,476

3.13-кесте. Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру

Р/с №	Ресурс	Өнім бірлігіне электр энергиясын тұтыну
Р/с №	Ресурс	Өлшем бірлігі	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Конвертердегі болат өндірісі
Кәсіпорын 1
1	Электр энергия	кВт·ч/т	19-72,4		52,23 - 60,08

Қарастырылып отырған кезеңде болат өндірісі жылына 3,30 млн тоннадан 4,04 млн тоннаға дейін өзгерді. ДҮҚМ іске қосылған соң жаншу цехынан келіп түсетін айналым сынықтарының (сляб кесігі) саны азайды, оның нәтижесінде металл шихта құрамында сұйық шойынның үлесі 816,8 -ден 905 - 1092 кг/т болатқа дейін ұлғайды. Құрамында 0,350 %-дан астам фосфор (Р) бар шойынды өңдеу кезінде аралық қожды ағыздыра отырып, конвертерлік процесті жүргізу кезінде сапалы болат алуға болады.

Аралық қожды ағыздыра отырып конвертерлік процесті жүргізу үрлеу ұзақтығын 2,65 минутқа, қожды ағыздыру ұзақтығын 4,5 минутқа арттыру есебінен балқыту ұзақтығын 50,0 -ден 56,4 минутқа дейін ұлғайтады.

1-кәсіпорында болат өндірісіндегі материалдық және отын ресурстарының шығындары басқа ұқсас металлургиялық комбинаттармен салыстырғанда жоғары. Бұл - құрамында темір аз, фосфор, сазтопырақ және сілті жоғары өз шикізатын пайдалануына байланысты.

Атмосфераға шығарындылардың ең аз мөлшерде шығарылуын қамтамасыз ету үшін металды үрлеу кезінде оттегінің берілу қарқындылығы 700 м³/мин шектеледі. Шектеулі шаманы 15 %-ға арттыру атмосфераға тозаң мен көміртек оксидінің (СО) шығарындыларын едәуір ұлғайтады.

Конвертерлік цехта (өндірісте) болат өндіру тұтас технологиялық тізбегі бойынша атмосфераға, жұмыс аймағының ауасына, жерүсті және жерасты суларына әсер етеді, өндіріс және тұтыну қалдықтары түзіледі.

Атмосфераға әсері

Конвертерлік болат өндірісінде атмосфераға зиянды заттардың шығарындылары шығарылады: тозаң, аллюминий, темір, кальций, магний, марганец, мырыш, азот оксидтері (AI₂O₃, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CaO, MgO, MnO, ZnO, NO₂, N₂O), күкірт диоксиді (SO₂), көміртек оксиді (CO), көміртек диоксиді (CO₂), қара күйе, бенз(а)пирен. Конвертер өндірісінің шығарындыларындағы басым заттар көміртек оксиді (СО) және бейорганикалық тозаң (тоқтатылған заттар) болып табылады. Сондай-ақ, жылу бөлінуі, шу, діріл және электромагниттік сәулелену әсер етеді.

Конвертерлерден шығатын түтін газдарының құрамында көміртек оксиді (CO) мен тозаңнан басқа, азот оксиді (NO_X), күкірт диоксиді (SO₂) болады. Конвертерлік болат қорыту процесі металл шихтадан шығарылатын газдармен және қожпен бірге қоспаларды: көміртекті (C), кремний оксидін (SiO), күкіртті (S) тотықтырып, жоюды білдіреді. Бұл сұйық (металл, қож) және газ тәрізді (оттекті үрлеу) екі сұйық фазаның өзара әрекеттесуі нәтижесінде іске асырылады. Отын тұтынатын агрегаттар және құрылғылар (шөміштердің қаптамасын кептіру және қыздыру және т.б.) жұмыс істеген кезде цехта отын ретінде кокс газы пайдаланылады, оны жаққан кезде атмосфераға көміртек оксиді (CO), күкірт оксиді (SO_X)және азот оксиді (NO_X) шығарылады.

Негізгі шығарындылар көзі – конвертерлер (металды шынықтыру, құю, құйып алу), ауыстырып төгетін орындардың аспирациялық қондырғылары, шөміштердің шайынды сулары.

3.16-суретте 2015 - 2019 жылдардағы конвертерлік болат өндірісіндегі ластағыш заттар шығарындыларының үлестік көрсеткіштері ұсынылған (1-кәсіпорын).

3.16-сурет. Ластағыш заттар шығарындыларының үлестік көрсеткіштері

Конвертерлерде болат өндіру кезінде тозаң шығарындыларының нақты концентрациясы 70 мг/м³аспайды.

1-кәсіпорында эмиссияларды азайту үшін конвертерлерден кейін екі сатылы тазалау жүйесі орнатылған. Бұл жүйе келесі негізгі элементтерден тұрады: шығарылатын газдарды салқындату жүйесі, гидравликалық жүйе, алдын ала тазалау скруббері, сақина саңылауы бар скруббер және тамшы ұстағыштар, эксгаустер және алау жүйесі. Болатты оттегімен балқытудың технологиялық процесі кезінде пайда болатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды ұстау үшін қайталама газ тазарту жүйесі қолданылады. Конвертерді тиеу, шығару кезінде жиналған шығарындылар конверттер мен шөміштердің үстіне орнатылған және қосылатын газ құбыры арқылы тозаң жинау жүйесінің сүзгісіне тікелей өтетін газ коллекторында жиналады. Сусымалы материалдарды беру трактілерінің аспирациялық қондырғылары циклондарда ауаны құрғақ тазартатын аспирациялық қондырғылармен жабдықталған.

Су тұтыну, су тарту және жерүсті және жерасты суларына әсері

Конвертер өндірісінің тұтынушыларын техникалық сумен жабдықтау төмендегі су айналымы жүйелері бойынша жүзеге асырылады:

шихта дайындау бөлімшесінің сумен жабдықтау жүйесі;

конвертер бөлімшесінің технологиялық агрегаттарын сумен жабдықтау жүйесі;

болат құю учаскесінің технологиялық агрегаттарын сумен жабдықтау жүйесі;

конвертер газының газ тазартқыштарын сумен жабдықтау жүйесі;

кәдеге жарату қазандықтарын химиялық тазартылған сумен жабдықтау жүйесі.

Конвертерлік цехты сумен жабдықтау қайта пайдаланылатын сумен жүзеге асырылады. Су негізінен оттегі конвертерлерінің құрылымдық элементтерін, оттегі үрлейтін фурмаларды, конвертерлердің "етектерін" және т.б. салқындату үшін қолданылады.

Конвертер цехының газ тазалағыштарын сумен жабдықтау жүйесі айналым схемасы бойынша ұйымдастырылған.

Газ тазартқыштардағы су конвертер газын 60 - 70°C температураға дейін салқындату үшін, газдарды қатты бөлшектерден тазарту және тұтылған бөлшектерді гидротасымалдау үшін қолданылады.

Ыстық газдарды тазалаған кездегі су шығыны тазарту аппараттарындағы және айналым циклінің градирняларындағы булану және тамшылап булану шамасымен, ЗШН-дағы радиалды тұндырғыштардан шлам пульпасының шығынымен анықталады. Айналым циклін толықтыру конвертерлік цехтың дренажды суларымен жүргізіледі.

ДҮҚМ дайындамаларының үздіксіз құю машиналары құрамында таза және лас айналым циклдары бар су дайындау учаскесі арқылы айналым суымен жабдықталады. Таза айналым циклы кристалдандырғышты және "пеш-шөміш" құрылғысын тұзсыз суытылған сумен суыту үшін жылу алмастырғыштарды техникалық сумен қамтамасыз етеді. Циклдың құрамында сорғылар, бассейні бар градирнялар бар. Бассейн суының бір бөлігі (25 % жуығы) тұндыру үшін сүзгіге бұрылады, содан кейін су бассейнге қайтарылады.

Лас айналым циклы дайындамаларды үздіксіз құю машниасына су бүркіп суыту үшін тұндырылған сумен қамтамасыз етеді. Айналым суын тазалау 1 - тазалау сатысында, көлденең тұндырғыштарда және (50 % жуығы) механикалық сүзгілерде жүзеге асырылады. Сүзгілердегі тұндырылған су 4 секциялық градирняда салқындатылады. Фурмалар суыған соң айналым циклының үрлеу жүйесіне су толықтырылып, толтырылады. Үрленген су нөсерлік коллекторға жіберіледі.

3.14-кестеде 1 -кәсіпорын үшін 35,6 мың тонна болат балқыту кезіндегі су тұтыну көрсеткіштері көрсетілген.

3.14-кесте. Конвертерлік болат өндірісінде суды тұтыну, қайта пайдалану (1-кәсіпорын)

Р/с №	Атауы	Көрсеткіштер
1	2	3
1	Қайтымсыз тұтыну, жылына мың м³, оның ішінде:	280,87
1.1	- техникалық су	280,87
1.2	- шаруашылық ауыз су	-
2	Айналым циклына қайтару, жылына мың м³	15095,27
3	Қайтарымсыз шығындар, жылына мың м³, оның ішінде:	292,93
3.1	- техникалық су	292,93
3.2	- шаруашылық ауыз су	-
4	Салқындатқыш тоғанға су бұру, жылына мың м³	10890,1

Қазақстан Республикасының кәсіпорындары шойын өндірісінде тұйық циклдерді қолданады. Су алу айтарлықтай қайтымсыз шығындар болған жағдайда ғана жүзеге асырылады.

Айналымды, тұйық жүйені пайдалануға байланысты сарқынды сулар жерүсті табиғи су объектілеріне ағызылмайды.

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының жиналуы

Конвертерлік цехта болат қорытқан кезде болат, қож және конвертерлік газ жиналады.

Болат қорыту процесінде шойыннан алынған болат балқытатын қож қож тасығышқа орнатылған қож табақшасына төгіледі. Қож ауласында қож табақшадан қож шұңқырына төгіледі, онда сумен суытылады. Суытылған қож экскаватормен шұңқырдан думпкарға тиеледіжәне темір жолмен болат қорыту шлагының үйіндісіне тасымалданады. Қож үйіндісінде скрап алу мақсатында уатылады. Алынған скрап конвертерлік процесте шикізат ретінде пайдаланылады. Болат қорыту шлагының жиналу көлемі 658254,42 тоннадан бастап 1036621,6 тоннаға дейінгі шекте болады, оның ішінде 60 пайызға жуығы қайта пайдаланылады, қалған бөлігі үйіндіге төгіледі.

Конвертерлердің бірінші газ тазарту құрылғыларынан шыққан шығарылатын газдарды тұту және тазарту нәтижесінде пайда болған шлам тұндырғыштарға келіп түседі. Конвертерлік газды бірінші тазарту және суыту жүйесі конвертерлердің астауынан шықан температурасы 2000°С дейінгі шығарылатын газдарды тұтуға және тазалауға арналған. Тазартылған газ эксгаустерге жіберіледі. Тұндырғыштардың төменгі бөлігіне тұнған конвертерлік газды тазарту шламы сораптармен күл-шлам жинағышқа айдалады.

Орташаландырып үрлеу нәтижесінде пайда болған пайдаланылған фурма инертті газ – аргонға айналады, конвертерлік цехта арнайы бөлінген учаскеде жиналу шамасына қарай копер цехына қайта өңдеуге жіберіледі. 1 -кәсіпорында максималды жиналу көлемі 67,99 тоннаны құрайды.

Пайдаланылған батырылған стақандар сляб құю процесінде жиналады және жиналу шамасына қарай кейіннен қайта өңдеу үшін болат қорыту қождарының үйіндісіне шығарылады.

Конвертерлік процеспен болат өндіру барысындағы зиянды өндірістік факторлар: электр тізбегіндегі жоғары кернеу (50 В жоғары); қозғалмалы машиналар мен механизмдер; өндірістік жабдықтың жылжымалы бөліктері; инфрақызыл радиацияның жоғары деңгейі; жұмыс орнындағы жоғары шу деңгейі; жұмыс аймағының жоғары немесе төмен ауа температурасы; жабдықтардың, материалдардың беткейінің жоғары температурасы; жұмыс орнының еден бетіне қатысты айтарлықтай биіктікте орналасуы; жұмыс аймағының шамадан тыс тозаңдануы мен газдануы.

3.1.6. Электрдоғалы пештердегі болат өндірісі

Қуаттылығы әртүрлі электрдоғалы пештерде болаттың әртүрлі маркалары балқытылады: аспаптық, көміртекті, мойынтіректі, жемірілуге төзімді, электртехникалық және прецизиялық қорытпа.

Электрлік болат қорыту цехының басты ғимаратында, әдетте, шихталық аралық (шихта бөлімшесі жеке тұрған жабық ғимаратта болуы мүмкін), пеш аралығы және құю аралығы бар. Электрлік болат қорыту цехының құрамына, әдетте, келесі негізгі бөлімшелер мен учаскелер кіреді: шихта материалдарын дайындау бөлімшесі; электродтар қоймасы; ферроқорытпалар қоймасы; ұнтақ тәрізді материалдарды дайындау бөлімшесі; оттөзімділер қоймасы; механикалық және электр жабдықтарын жөндеу бөлімшесі; болат құю және аралық шөміштерді дайындау бөлімшесі; пеш бөлімшесі; пештен тыс өңдеу бөлімшесі; құю бөлімшесі; қожды қайта өңдеу бөлімшесі.

3.17-суретте ДБҚП-да және металды пештен тыс өңдеу қондырғыларында техникалық операциялармен болат өндірудің типтік схемалары көрсетілген. Бірінші схемада металды шөміште химиялық құрамы бойынша сапаландыру және болатты күкіртсіздендіру көзделген. Екінші схема болаттың қызметтік қасиеттерін едәуір арттыруға мүмкіндік береді, өйткені технологиялық тізбекке зиянды қоспалардың: газдардың (азот (N), сутегі (Н), оттек (О)), металл емес қоспалардың, күкірттің (S) құрамын азайтуға мүмкіндік беретін металды вакуумдық өңдеу кіреді.

3.17-сурет. ДБҚП-да болат, дайындамалар және құймалар өндірудің технологиялық процесі

Пеш еденін, оның қабырғалары мен күмбезшесін қаптамалау даналап және сол сияқты массалап әзірленген магнезиялы, магнезитхромитті, периклазкөміртекті оттөзімділерден жасалады. Пеш едені 2000 қорытпаға дейін төзімді. Пештің сусалқындатушы күмбезшелері мен қабырғаларын қолдану оның беріктігін 1000 және одан да көп қорытпаға дейін ұлғайтты.

Электр пештері келесі міндеттерді шешетін ТП АБЖ технологиялық процестерді автоматты басқарудың заманауи жүйелерімен жабдықталған: технологиялық факторларды және электр пешінің реакторын ескере отырып, балқытудың электр режимінің параметрлерін бақылау және басқару; параметрлерді бақылау және салмақ мөлшерлеу кешенін басқару; параметрлерді бақылау және баламалы жылу көздерін беру және қожды көбіктендіру жүйелерін басқару; пештің, трансформатордың және кернеу сатыларының қосқыш механизмдерінің күйін бақылау және басқару; металды және қатты тотықтырғыштарды үрлеу үшін пешке оттегінің мөлшерін есептеу және беруді басқару; пештің су салқындатқыш элементтерінің параметрлерін бақылау; газдарды шығару және тазарту жүйесінің параметрлерін бақылау және басқару; оператордың мониторына деректерді шығару, балқыту процесін визуализациялау, енгізу/шығару жүйесі бойынша деректерді беру және алу және т.б.

Болат қорыту. Шихта материалдарын дайындау. Қазіргі уақытта электр пештерінде болат балқыту кезінде қолданылатын шихта және барлық материалдардың тізімі өте кең. Оған металл сынықтары, шойын, ферроқорытпалар, қож түзетін заттар, отқа төзімді заттар және басқалары кіреді.

Металлшихтаның құрамындағы үлесі 95 % жетуі мүмкін металл сынығы бірқатар жағдайларда болаттың жекелеген маркаларын қорыту үшін кедергі келтіреді, себебі құрамында мыс, қалайы және басқа да қоспалар болады. Бұл қиындық металл сынығының түрлерін селекциялаумен және металлшихтаны "бірінші текті" шихтамен: металданған жентектермен немесе ыстықтай брикеттелген темір, шойынмен араластыру арқылы шешіледі.

ДБҚП-да қорытылатын металл сынығы, әдетте, контейнерлермен немесе тиегіш кәрзеңкелермен беріледі. Қосындыланған болат маркаларын қорыту үшін магниттік емес сынықтар мульдалармен беріледі. Болатты қорыту үшін көп мөлшерде сусыма, ұнтақ және қожтүзуші материалдар қажет, оның ішінде оның ішінде жаңа күйдірілген кесек әк, плавикті шпат, шамот сынықтары, кварц құмы, боксит, темір кені, кокс, ұнтақталған ферросилиций, алюминий ұнтағы қолданылады. Осы материалдар пайдаланар алдында болатқа сутектің түсіп кетуінен флокендердің және қылшықтардың түзілуіне әсер ететін гигроскопиялық және гидраттық ылғалды жою үшін кептіріліп, қыздырылуы тиіс. Бірқатар жағдайларда осылайша материал дайындауды болатты вакуумдаумен ауыстыруға болады.

Қыздыру доғалы пештің қасында арнайы пештерде немесе мульдаларда жүргізіледі. Сусыма және ұнтақ тәрізді материалдарды ұсақтау және дайындау бөлек, қатарлас тұрған ғимараттарда жүргізіледі. Қожтүзуші материалдар мен ферроқорытпалар пеш аралығына шихталық бөлімшеден көпірлі кран арқылы мульдалармен немесе жүкті өзі түсіретін қауғамен, ал бірқатар зауыттарда бункерлік эстакада арқылы таспалы конвейермен жеткізіледі.

Мысалы, 3-кәсіпорында металл сынықтары теміржолмен және автомобиль көлігімен сыртқы жеткізушілерден, амортизациялық және айналымдық сынықтар - жеке металлургиялық өндірістен келіп түседі. Учаскеде металл сынықтары шұңқырға түсіріледі, газжалынмен кесіледі, дайындалған металл сынықтары қайта қорытуға жіберу үшін қабаттап жиналады және жерге жинаушы қауғаға тиеледі.

Келіп түскен металл сынығын қабылдамас бұрын автомобиль және теміржол таразыларында өлшенеді. Шихта ауласында радиациялық бақылау, сынықтардың жарылу қауіптілігін тексеру, оларды кластары, түрі және сұрыбы бойынша сұрыптау жүргізіледі. Сақтау үшін металлшихта электр көпірлі крандардың көмегімен шихта шұңқырына түсіріледі. Учаске 15 тонналық 4 электр көпірлі кранмен, тапсыратын арбалармен, гидравликалық қайшылармен, сынықты кесуге арналған газ-оттекті посттармен жабдықталады.

Пешті дайындау. Әрбір қорытудан кейін пештің едені мен көлбеу қабырғалары тексеріледі, кезекті қорыту алдында тазартылады және ұнтақ тәрізді күйдірілген магнезит немесе арнайы құрамдағы масса жүктеледі, егер алдыңғы қорытудан қалған металдың бір бөлігімен жұмыс істейтін жағдайда – тек көлбеу қабырғалары жүктеледі. Пешке электродтар беріледі және арттырыыла береді.

Пешке күмбезшесі ашық тұрған кезде шихтаны үю түбі ашылатын қауғамен, флюстар мен қоспаларды үю бункер арқылы мөлшерлегіш құрылғымен жүзеге асырылады. Сұйық шойынды пешке арнайы астаушаның көмегімен құяды.

Қорыту газ-оттекті оттықты пайдалана отырып пеш трансформаторын максималды қуаттылыққа қойып жүргізіледі. Шихтаның қорытылуын жылдамдату үшін пеш корпусын өз осінің айналасында бір жаққа және екінші жаққа 45°С бұрады. Заманауи пештерді бұрудың қажеті жоқ, себебі бір құдық балқытылады. Балқытудың соңында ванның беті қож қабатымен жабылуы тиіс. Балқыту кезеңінде қождың құрамы шамамен мынадай болады: 35–45 % кальций оксиді (CaO); 15–25 % кремний диоксиді (SiO₂); 5–10 % марганец оксиді (MnO); 10–12 % магний оксиді (MgO); 4–7 % алюминий оксиді (Al₂O₃); 10–15 % темір оксиді (FeO); 0,5 % фосфор оксиді (P₂O₅) (негізділігі 1,5–2,0). Қожды терезе арқылы пештің астына өздігінен ағызып немесе арнайы қырғышпен ағыздырып, жинайды.

Тотықтыру кезеңі. Заманауи пештерде металлшихтаны балқыту сатысында оттекті белсенді пайдалану кезінде балқыту кезеңі тотықтыру кезеңімен біріктірілген. Тотықтыру кезеңінің негізгі міндеті фосфорды (Р) жою болып табылады. Бұл процесс қож белсенді түскен кезде металлшихтаны 70 - 80 % жуық қорытқан кезде басталады. Фосфорсыздауға қолайлы жағдай жасау үшін ваннаның талап етілген тотықтыру деңгейімен қамтамасыз ету керек, оған қорытпаға оттекті белсенді үрлеу және металл құрамындағы көміртекті (С) 0,1–0,05 % және одан аз мәнге жеткізу есебінен қол жеткізуге болады. Бұл ретте қождың негізділігі 2– 3 деңгейінде болуы қажет. Фосфордың тотығуы:

2[P] + 5(FeO) + 4(СаО) = (P₂O₅)·4(СаО)+ 5 [Fe]

реакциясы арқылы жүреді.

Фосфорды (Р) тотықтыру реакциясын жүргізу үшін: металл мен қожтағы оттегінің жоғары мөлшері, қожтағы кальций оксиді (CaO) құрамының жоғарылауы және реакция аймағындағы температураның төмендеуі қажет. Осы шарттарды орындау пештен (СаО)₄·P₂O₅қаныққан қожды ағыздыру арқылы жаңа қожпен және қожды тұрақты жағартып отырумен қамтамасыз етеді. Тотықтыру кезеңінің барысында болатты газсыздандыру - металл арқылы өтетін көміртек оксиді (СО) көпіршіктері ретінде бөлінетін құрамындағы сутегі мен азотты жою жүреді. Көміртек оксиді (СО) көпіршіктерінің бөлінуімен қатарлас металдың құрамындағы беткейге металл ағынымен шығарылатын немесе газ көпіршіктерімен жоғары көтерілетін металл емес қосындылар жойылады. Ваннаның қатты қайнауы металдың араласуын, температурасы мен химиялық құрамының теңестірілуін қамтамасыз етеді.

Тотықтыру кезеңінің соңындағы қождың құрамы: 40–45 % кальций оксиді (CaO); 10–20 % кремний диоксиді (SiO₂); 10–20 % темір оксиді (FeO); 5 – 19 % магний оксиді (MgO); 2–4 % алюминий оксиді (Al₂O₃); 0,5–2,0 % фосфор оксиді (P₂O₅) (негізділігі 2,5–4,0). Тотықтыру кезеңінің жалпы ұзақтығы трансформатор мен үрлеу құрылғысының қуаттылығына байланысты. Ең үздік пештерде ДБҚП-да жартылай өнімді балқыту уақыты 35–50 минутты құрайды.

Тотықсыздандыру кезеңі. Тотықтыру кезеңінен кейін пештегі фосфорды (Р) жою үшін қожды толық ағыздыру жүргізіледі. Бұдан әрі қорытуды құрамында темір оксиді (FeO) 0,5 % аз тотықсыздандырғыш ақ қожпен жүргізеді. Бұл кезеңде металдың диффузиялық тотығуы жүреді, күкіртсіздендіру күкірттің (S) талап етілетін құрамына дейін аяқталады, металды қосындылайды және оны шығарар алдында температураны реттейді. Металды күкіртсіздендіру қорытпаны тотықсыздандыру кезеңінде, сондай-ақ қож қабатының астынан болатты шығарған кезде қарқынды жүреді, сол уақытта металл қожпен жақсылап араластырылады: [S] + (CaO) = CaS= [О]. Күкіртсіздендіру болат пен қождың жақсылап тотығуына, қож құрамындағы әктің артуына және температураның жоғары болуына көмектеседі. "Шөміш-пеш" агрегаттарымен жабдықталған заманауи цехтарда тотықсыздандыру кезеңінің, тотығу және қосындылау операциялары болатты ДБҚП-дан шығарған кезде және пештен тыс өңдеген кезде орындалады.

Шөміштік металлургия. Доғалы пештердің өнімділігін арттыру, ферроқорытпаның улы газын азайту үшін металды тотықтыру, қосындылау, тазалау және қажетті температураға жеткізу процестері пеште емес, болаттаратқыш шөміштерде және/немесе арнайы агрегаттарда жүргізіледі.

Болатты пештен тыс өңдеу ("шөміштік металлургия") болаттың кез келген маркасы үшін кеңінен қолданылады. Бір уақытта бірнеше әдістермен болатты пештен тыс өңдеудің қарапайым (бір әдіспен) және құрама тәсілдері әзірленді:

жоғарғы тиегіш фурманы пайдалана отырып қарапайым болаттаратқыш шөміште;

астыңғы жағындағы түбіне монтаждалған құрылғы арқылы газ немесе ұнтақ тәрізді сарқынды үрлеу үшін жабдықталған болаттаратқыш шөміште;

металды өңдеу барысында қыздыратын электродтар түсірілген қақпағы (күмбезі) бар "шөміш-пеш" құрылғысында (бұл ретте құрылғы бункерлерден ферроқорытпа беру және ұнтақты сыммен қоспа беру жүйесімен жабдықталған);

металды оттекпен, аргонмен үрлегіші бар ковертер типті агрегатта (аргонды-оттекті тазалау агрегаты);

әртүрлі типтегі вакууматорларда.

Мысалы, 3 -кәсіпорында сұйық болатты ДСП- 25Н5 доғалы электр пештерінен шығарудан, кейіннен болатты "пеш-шөміш" құрылғысында сапаландырудан және сұйық болатты дайындамаларды үздіксіз құю машинасымен (ДҮҚМ) құюдан тұратын үздіксіз цикл бойынша құйылған дайындамаларды өндіру металлургиялық өндірістің негізі болып қаланды.

ДҮҚМ-да болат құю. Пештен тыс өңдеуден кейін болаттаратқыш шөмішті болат тасығышқа қояды, ол оны таратқыш аралыққа тасымалдайды, онда таратқыш кран ДҮҚМ-ға құю үшін шөмішті таратқыш стендке орнатады. Шөміштегі болат шөміштен шығып ДҮҚМ кристалдандырғышына құйылатын болат ағынын бақылау үшін мөлшерлегіш құрылғымен – тоқтатқыш механизммен немесе реттеуші бекітпемен немесе мөлшерлегіш стаканмен жабдықталған аралық шөмішке құйылады. Аралық шөміш болат сапасына қойылатын талаптарға қарай болат ағынының дұрыс қозғалуын қамтамасыз ететін турбо постпен, арақабырға жүйесімен және басқа да элементтермен жабдықталады. Аралық шөміштен болат мөлшерлегіш құрылғы арқылы кристалдандырғыштың төбесінен толтырылады. Болаттаратқыш шөміштен аралық шөмішке және кристалдандырғышқа металды қайта құю болат сапасына қойылатын талаптарға байланысты металды екінші тотығудан қорғайтын әртүрлі жүйелерді – отқа төзімді құбырлар/стакандарды, тығыздағыш ендірмелерді, инертті газ беруді пайдалана отырып жүзеге асырылады. Аралық шөміштегі металдың үстіңгі беті қож қоспасымен жабылады.

Кристалдандырғышқа құяр алдында төменгі жағынан кристалдандырғыш қимасының немесе болашақ дайындама формасының затравкасы – қарнағы енгізіледі. Затравканың жоғарғы кесігі кристалдандырғыштың түбін құрайды және құймамен іліністіруге арналған аша түрінде құрылғысы болады. Металл деңгейі затравкадан 300 - 400 мм биіктікке көтерілгенде, дайындаманы тарту механизмі қосылады. Осы механизмнің тарту біліктерінің әсерінен затравка төмен түсіп, өзімен бірге қалыптасқан құйманы тартады.

Мыстан немесе қоладан жасалған, іші бос қабырғалары бар, сумен интенсивті суытылатын дайындама формасы бойынша ішкі қимасы бар кристалдандырғыш құйма-дайындаманың қабыршағын қалыптастырады. Қабыршақтың жарылмауы үшін және металдың ағып кетпеуі үшін кристалдандырғыш арнайы механизммен қайтарымды ілгерілеме қозғалыс жасайды. Кристалдандырғыш дайындама қозғалысының бағытымен (төменге) қозғалады және сосын жоғарыға қайтады. Тербелу жүрісі – 10 мм-ден 40 мм-ге дейін. Тарата құю процесінде кристалдандырғыштың қабырғаларына қожтүзуші қоспа (ШТҚ), рапс майы, парафин немесе басқа да байланыстырғыш қоспалар жағылады. Кристалдандырғышта металдың үстіңгі бетінде құю кезінде металдың тотығуын болдырмау үшін тотықсыздандырғыш немесе нейтралды атмосфера қалыптасуы мүмкін.

Ең көп таралғаны - онша биік емес ЭБҚЦ металл конструкциясын талап ететін ДҮҚМ радиалды типі. Үздіксіз құйылған құйма рольгангтың көлденең учаскесіне шығарылған кезде құйманы ұзындығы өлшенген дайындамаларға оттекті кескішпен кеседі. ДҮҚМ-да тарата құюды, әдетте, құюды тоқтатпай "қорытпа қорытпаға" әдісімен жүргізеді. Құю кезінде аралық шөміштегі металдың температурасын, механизмдердің жұмысын және үздіксіз құйылған дайындама беткейінің сапасын бақылайды.

Болаттаратқыш шөмішті дайындау Болаттаратқыш шөміш таратқыш аралықтың негізгі жабдығына жатады. Шөміштің корпусы толық дәнекерленген, шетмойынмен және аударғыш құрылғымен жабдықталған. Шөміштің іші отқа төзімді шөміштік кірпіштен және/немесе монолитті қаптамадан жасалатын (арматуралық және жұмыс) екі қабат отқа төзімді қаптамамен қапталады. Шөміштегі болатты шөміштің сыртқы жағындағы түбіне орнатылатын, шөмішке металл арқылы немесе реттеуші бекітпе арқылы енгізілетін тоқтатқышпен жабылатын түптік тесіктен шығарады. Реттеуші бекітпені арнайы жабдықталған учаскеде жинайды.

Реттеуші бекітпе ортасында тесігі бар отқа төзімді сопақша бірдей екі тақтадан тұрады. Тақталар біреуі шөміш түбіндегі қозғалмайтын жақтауға бекітіліп, ал екіншісі жылжымалы болатындай етіп бекітіледі. Тесіктерді біріктірген кезде сұйық болат шөміштен ДҮҚМ аралық шөмішіне құйылады. Астыңғы жылжымалы жақтаудың күйін, сәйкесінше тесік саңылауының шамасын реттей отырып, металдың шөміштен құйылу жылдамдығын реттеуге болады. Жиналған реттеуші бекітпелерді және қаптамаланған болаттаратқыш шөміштерді стендіде газ оттықпен 1200°C дейінгі температурада кептіреді. Содан соң болаттаратқыш шөміштер құюға жіберіледі.

Электрлік болат қорыту қождары мен тозаңды өңдеу. Электрлік болат қорыту цехтарында пештегі және шөміштегі қожды ағызу "пеш түбіне" жүзеге асырылады. Үстіңгі беті суыған соң (қып-қызыл күйге дейін) қож түпкілікті суыту үшін арнайы тиегіштермен не қож ауласына, не арнайы жабдықталған бункерге ("қож қамбасы", шұңқырлар) шығарылады.

Кейбір жағдайларда пеш түбіндегі ыстық қож сумен суарылады, сосын кейіннен қож өңдеу учаскесіне тасымалдау үшін мультилифт жүйесімен жабдықталған, автомобильмен жеткізілетін арнайы кузовқа тиеледі. Қожды жинау үшін, әдетте, қож табақшасын пайдаланады. Қож толтырылған қож табақшалары босату үшін қож ауласына тасымалданады. Қож ауласы сұйық қожды құюға арналған траншеямен, қожды тиеуге арналған электр көпірлі крандармен және экскаватормен жабдықталған. Қождан босатылған қож табақшаларының ішкі жағына ыстық күйінде сұйық әк бүркіледі, осыдан кейін цехқа қож құюға жіберіледі. Суытылған қождан скрапты бөліп алу үшін (қайта балқытуға жіберіледі) уатады және магниттік сепарация жүргізеді және фракциялаған соң тұтынушыларға жібереді. Негізділігі пеш шлагы фракцияланған қиыршықтас ала отырып кейіннен уату-сұрыптау құрылғысында қайта өңдеу арқылы қож ауласында қож шұңқырында жеңіл өңделеді, ал негізділігі 2,5 - 4,0 пештен тыс өңделетін негізділігі жоғары қождың қасиеті басқа және басқаша өңдеу технологиясын талап етеді.

Негізділігі жоғары қождың құрамында болатын екі кальцийлі силикат кристалды торының полиморфизміне байланысты ұнтақталып кетеді. Мұндай қожды қайта өңдеу қиын және топырақтылығына байланысты тасымалдау мүмкін емес. Оны қайта өңдеу мәселесін:

цемент өнеркәсібінде өңдеуге жарамды декарбонизацияланған қож-әк қоспасын алу үшін оны ұсақталған әктасқа төгу арқылы;

полиморфизмнің алдын алу үшін екі кальций силикатын тұрақтандыратын қоспаларды болатты пештен тыс өңдеу кезінде шөміш шлагына енгізу арқылы екі тәсілмен шешуге болады.

Шөміш шлагын әктасты жартылай алмастырғыш ретінде пеш шлагын қалыптастыру үшін пайдалануға болады, алайда оны тұрақтандыру және қожды тозаң түрінде ДБҚП-дан шығарылуын азайтуға мүмкіндік беретін технологияны пысықтау қажет болады.

Сумен тазалау кезінде доғалы пештен тұтылған тозаңның немесе шламның құрамында мырыш (ZnO) (25 % дейін), қорғасын оксидтерінің (PbO) едәуір концентрациясы болуы мүмкін. Мұндай тозаң темір, мырыш, қорғасынды кетіруге арналған арнайы дайындықты және технологияны талап етеді.

Болат қорыту пештерінің шығарылатын газын тазарту. Электр пешінің шығарылатын газдарын тұту және тазалау доғалы пеште болат қорытудың технологиялық тізбегінің маңызды бөлігін құрайды. Үрлеу кезінде бөлінетін газдар тозаңмен бірге пештің күмбезінің астынан күмбездегі төртінші тесік арқылы бұрылады. Күмбездің, жұмыс терезесінің және ағызатын тұмсықтың үстіне газдарды аспирациялау үшін әртүрлі конструкцияда қалпақтар орнатылады. Цехта шу мен тозаңдылықты азайту үшін ДБҚП газдан және шудан қорғайтын камераларға орнатылуы мүмкін.

3.1.6.1. Энергия тиімділігі, қоршаған ортаға әсер ету факторлары

Доғалы пеште болат қорыту және дайындама өндірісінің тұтас технологиялық тізбегінде шикізатты түсіру, қабаттап жинау, әртүрлі жабдықтарда шихта компоненттерін дайындау, қорыту, пештен тыс өңдеу және құю, өндіріс қалдықтарын және дайын өнімді тасымалдау орындарында тозаң, газ, сондай-ақ қалдықтардың жиналуы түрінде ластағыш заттардың ұйымдастырылған және ұйымдастырылмаған шығарындылары (эмиссиялар) шығарылады.

3.15-кесте. Өнім бірлігіне шаққандағы электр энергиясының нақты және нормативтік шығынын салыстыру

Р/с №	Ресурс	Өнім бірлігіне электр энергиясын тұтыну
Р/с №	Ресурс	Өлшем бірлігі	ИТС	BREF	КТА
1	2	3	4	5	6
Электр доғалы пештерде болат өндірісі
Кәсіпорын 2
1	Электр энергия	кВт·ч/т	≤800.0	нормаланбайды	551,2 - 564,6
2	% суды қайта пайдалану	%	95,0	нормаланбайды	95,0
3	Оттегі	м³/т	80,0	нормаланбайды
4	Электр балқытатын қожды шаруашылық айналымда пайдалану дәрежесі	%	80,0	нормаланбайды	4,0 – 26,0
Кәсіпорын 3
5	Электр энергия	кВт·ч/т	≤800.0	не нормируется	965,72 – 1 317,48
6	% суды қайта пайдалану	%	95,0	нормаланбайды	71,4
7	Оттегі	м³/т	80,0	нормаланбайды
8	Электр балқытатын қожды шаруашылық айналымда пайдалану дәрежесі	%	80,0	нормаланбайды	100

Электр доғалы пештерде болат өндіру кезінде негізгі энергия көздері электр энергиясы және табиғи газ болып табылады. Осы технологиялық процесс үшін кірістің жалпы энергия шығыны 2300-2700 МДЖ/т болатты құрайды, оның 1250-1800 МДж/т электр энергиясына түседі. Оттегінің шығыны 24-56 м3/т болатты құрайды [72].

Соңғы 40 жылда электр доғалы пештің шығатын газдарының физикалық жылуын пайдалану 140 кВтсағ/т сұйық болатқа жетті, негізінен сынықтарды жылытуға жұмсалады (шамамен 800°С дейін), бұл 100 кВтсағ/т сұйық болатқа энергия шығынын азайтады.

Конвертерлік цехта болат өндірудің (өндірісте) тұтас технологиялық тізбегі атмосфераға, жұмыс аймағының ауасына, жерасты және жерүсті суларына әсер етеді, өндіріс және тұтыну қалдықтары жиналады.

Атмосфераға әсері

Доғалы пештегі болат өндірісінде ластағыш заттардың атмосфераға ұйымдастырылған және ұйымдастырылмаған шығарындылары: қатты компоненттері бар – металл оксидтері (Al₂O₃, FeO, Fe₂O₃, CaO, MgO, MnO, ZnO); газ тәрізді компоненттері бар – азот оксидтері (NO₂, NO), күкірт диоксиді (SO₂), көміртек оксиді (CO), көмірте кдиоксиді (CO₂) шығарылады, болаттан шөміштерді қыздыру кезінде бөлінетін өнімдерді жағу кешені болмаған кезде шөміштерді кептіру және қыздыру стендтерінен фенол, формальдегид бөлінеді.

3.18-суретте электр доғалы пештерде болат өндіру кезінде негізгі ластағыш заттар шығарындыларының көрсеткіштері ұсынылған.

3.18-сурет. ЛЗ шығарындыларының меншікті көрсеткіштері

Жерүсті және жерасты суларына әсері

Электрлік болат қорыту өндірісінде доғалы пештің сумен салқындатылатын күмбездері мен қабырғаларын, сонымен қатар ДҮҚМ элементтерін суыту үшін химиялық тазартылған су пайдаланылады. Газ тазартатын ылғалды жүйелер болған кезде, айналым суы пайдаланылады. Сумен жабдықтау суды салқындату арқылы арнайы су айналымы жүйесімен жүзеге асырылады.

2 және 3-кәсіпорында су айналымдық жүйе орнатылған, жерүсті су объектілеріне су бұру жүргізілмейді.

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының жиналуы

Электрлік болат қорыту өндірісі процесінде қалдықтар мен жанама өнімдер пайда болады: әртүрлі учаскелердегі құрғақ газ тазалағыштардың тозаңы, оның ішінде графиттік тозаң, шихта және жанармай құю материалдарының төгіндісі, ылғал газ тазартқыштардың шламдары, электродтар мен абразивті шеңберлердің қалдықтары, отқақ, ДБҚП мен шөміштердің қаптамасының қалдықтары. Өндірістік қалдықтар негізінен жойылады.

3-кәсіпорында:

шөміш пеште метал қорытпаны шынықтыру процесінде жиналатын қож;

электр қорыту пештерінде болат қорыту процесінде жиналатын қож;

тозаң тазарту қондырғыларының жұмыс істеуі нәтижесінде жиналатын тұтылған тозаң;

вагондарды металл сынықтарын тасымалдаған соң тазалау, сұрыптау нәтижесінде жиналатын қалдықтар;

сонымен қатар өндіріс қалдықтары қатты өндірістік қалдықтар полигонына орналастырылады.

ДБҚП-да болат қорыту кезінде жиналатын графиттелген электродтардың сынықтары қорыту процесіндегі көміртекқұрамдас материал ретінде қоспа дәрежесінде қайта өңделіп, пайдаланылады.

Периклазды кірпіш қалдықтары – шөміш пештердің және пеш күмбезшелерінің беріктігінің тозу шамасына қарай және қаптаманы ауыстырған кезде жиналады, қайта өңделеді және қайта пайдаланылады.

Шамот кірпіштің қалдықтары - шөміш пештердің және пеш күмбезшелерінің беріктігінің тозу шамасына қарай және қаптаманы ауыстырған кезде жиналады, сонымен бірге қайта өңделеді және қайта пайдаланылады.

2-кәсіпорында жиналатын көлемі 89 806,81 т/жыл шикізаттық болат қорыту шлагы және болат қорыту шлагы бөгде ұйымдарға қайта өңдеуге беріледі.

Электрлік болат пен прокат дайындамаларын өндіру кезіндегі зиянды өндірістік факторлар:

50 В жоғары электр тізбегіндегі жоғары кернеу;

қозғалмалы машиналар мен механизмдер;

өндірістік жабдықтың жылжымалы бөліктері;

жабдықтар мен материалдардың беткі температурасының жоғарылауы;

жұмыс орнының жер бетіне қатысты айтарлықтай биіктікте орналасуы;

жоғары инфрақызыл сәулелену деңгейі 140 Вт/м²астам;

жұмыс орнындағы өндірістік шудың 80 дБ артық жоғары деңгейі;

жоғары газдылығы және бейорганикалық тозаңмен тозаңдануы (көміртек тотығының (СО) ШРК – 20 мг/м³, бейорганикалық тозаң – 6 мг/м³.

3.1.7. Индукциялық пештерде болат өндіру

Металл индукциялық пештерде индуктордың ішіне орналастырылған тигельде қорытылады. Индуктор арқылы айнымалы электр тоғын өткізеді. Бұл ретте индуктор ішіндегі тоқ көлемінде (тигель көлемінде) айнымалы магниттік ағын пайда болады, ол шихтаның металл бөлігіне металды қыздырып, оны балқытатын магниттік сарқынды Фуко тоғын) индукциялайды (қосады). Болатты, өзек темірді қорыту үшін пайдаланылатын индукциялық пештерде өзек темір болмайды, яғни өзек темірсіз болады (түсті металлургияда темір өзек темірі бар индукциялық пештер қолданылады) [53].

Индукциялық пештер екі түрге бөлінеді: жоғары жиілікті қуат көзі және өнеркәсіптік жиіліктегі қуат көзі бар (50 Гц). Бірінші түрге жататын пештерде қуат беретін тоқтың жиілігі пештің сыйымдылығының ұлғаюына қарай төмендейді: сыйымдылығы ондаған кг дейінгі шағын пештер жиілігі 50 кГц-дан 100 кГц-ға дейінгі тоқпен қуатталады; сыйымдылығы 1 т-дан 60 т-ға дейінгі үлкен пештер 0,5 кГц-дан 10 кГц-ға дейінгі тоқпен қуатталады.

Индукциялық қыздырған кезде жылу тікелей қыздырылатын металдан бөлінеді, сондықтан жылуды пайдалану толық болады. Индукциялық пештердің ерекшелігі электрмагниттік өрістердің әсерінен болатын, индуктор арқылы жүретін тоқтар және металдағы құйындық тоқтар туғызатын сұйық металды интенсивті араластыру болып табылады. Индукциялық пештердің тағы бір ерекшелігі тигельдің қабырғасына орналастырылған металда құйындық тоқтың максималды тығыздығы тигельдің ортасына қарай бағытталуы бойынша (беткейлік әсер) жылдам төмендейді. Индукциялық пештердің (3.19-сурет) басты элементтері айналасына 3 мыс су салқындатқыш индуктор орналасқан 5 отқа төзімді тигель болып табылады. Тигельдің қаптамасын толтырмалы қаптама ғып жасайды. Жұмыс барысында ол монолитке біріктіріледі. Қышқыл қаптаманы байланыстырушы ретінде бор қышқылын (H₃BO₃) қосып ұнтақталған кварциттен (SiO₂) жасайды. Негізгі қаптаманы магнезитті ұнтақтан (CaO·MgO) жасайды, ал байланыстырушы ретінде отқа төзімді сазды пайдаланады.

3.19-сурет. Индукциялық электр пештің схемасы

Индуктор деп тигельдің жан-жағына шиыршық түрінде орнатылған қуыс мыс түтікшені айтады. Теңқабырғалы түтікшелер әдетте жоғары жиілікті тоқпен жұмыс істейтін пештерде, ал қабырғасы әркелкі түтікшелер – өнеркәсіптік жиіліктегі тоқтармен жұмыс істейтін пештерде пайдаланылады. Электрлік тесілуді болдырмау үшін орамдарды бір-бірінен оқшаулайды.

Оқшаулаудың келесі түрлері қолданылады: орамалық — орамдарға оқшаулағыш лак жағады, сосын диэлектрик-материалдан жасалған таспамен орайды (мысалы — шынытаспа); төсемелік — орамдар арасына диэлектрлік төсемелер салады (шынытекстолит); тозаңдалған оқшаулау — индуктордың бетіне алюминий тотығы немесе цирконий қостотығы қабатын шашады; монолиттік — индукторға полимер материал (полиэфирлік компаунд) құяды.

Индукциялық пештің өсі конвертердікі сияқты көлденең болады, осы өспен пешті 95 градусқа дейінгі бұрышпен еңкейтуге болады.

Индукциялық пештің жоғары жиілікті тоқпен қуатталатын электр жабдықтары ықшамдалған түрде 3.20 -суретте көрсетілген.

3.20-сурет. Индукциялық пештің жеңілдетілген электрлік схемасы

Жоғары жиілікті айнымалы тоқ 1 қуат көзінен 2 ажыратқыш арқылы 3 индукторға беріледі, оған қатарлас 5 және 6 конденсаторлар тобы (батареялар) қосылған. 6 конденсаторлар тобы тұрақты іске қосылған, ал қажет болғанда 5 конденсаторлар тобы 4 ажыратқыш автоматтармен іске қосылады. Конденсаторлық батареялар индуктордың және тұтас құрылғының индуктивтік кедергісін өтемдеуге және құрылғының қуаттылығын максималды деңгейде ұстап тұруға арналған. Қорыту процесінде шихтаны қыздыру және қорыту шамасына қарай оның магниттік өткізгіштігі өзгереді, мұның өзі құрылғының индуктивтік кедергісінің өзгеруіне әкеледі. 5 конденсаторлар тобын қосу немесе ажырату арқылы индуктивтік және ауқымдық кедергіні жуықтап теңестіреді және осылайша құрылғының қуаттылығын максималды деңгейге жуық деңгейде ұстап тұрады. Қуат көзі ретінде лампалы немесе машиналы генераторлар, ал соңғы уақытта тиристорлы түрлендіргіштер пайдаланылады.

Тиристорлы түрлендіргіштердің машиналы генераторлармен салыстырғанда мынадай артықшылықтары бар: пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) анағұрлым жоғары, жұмысқа толық дайындығы, конденсаторларды басқа бағытқа бұрмай оңтайлы электр режимін автоматты ұстау мүмкіндігі, сенімділігі анағұрлым жоғары, жұмыс істеп тұрғанда шу шығармайды. Өнеркәсіптік жиіліктегі индукциялық пештердің электрлік қуат көзінің схемасында жоғары жиілікті генераторлар жоқ, ал пеш екіншілік орамында 100 В-тан 1000 В-қа дейінгі кернеуі бар сатылы төмендеткіш трансформатор арқылы желіге қосылады. Жиілік түрлендіргіш жоқ болғандықтан бұл пештерде электр энергиясының үлестік шығыны азырақ және қуаттылық коэффициенті жоғарырақ.

Мұндай пештердің кемшілігі сұйық металдың шамадан тыс интенсивті айналуы. Сондықтан жиілігі жоғары пешке қарағанда азырақ үлестік қуаттылық есептеледі. Әдетте есептелген қуаттылық болатты жылдам қорытуға жеткіліксіз, сол себепті өнеркәсіптік жиіліктегі пештер шойынды және түсті металдар мен қорытпаларды қорыту үшін пайдаланылады.

Болатты индукциялық электр пештерінде қорыту технологиясы. Индукциялық пештерде қорытудың басты ерекшелігі - қождардың суық және сол себепті тұтқыр болуы. Осыған байланысты индукциялық пештерде қорытуды тотықтандыру кезеңінсіз жүргізеді және фосфор (Р) мен күкіртті (S) жою міндеті қойылмайды. Болат пен қорытпаны не қоспалы қалдықтардан (қайта қорыту әдісі), не ферроқорытпа қосып (қоспа қылып шығару әдісі) таза шихталық темірден қорытады. Индукциялық пештерде қорыту қысқа мерзімді және сол себепті шихтаны алдын ала дәл есептеп, өлшеп алу қажет. Шихта құрамында көміртек, күкірт және фосфордың (C, S және P) болуы қорытылатын болаттың құрамында рұқсат етілетін шектен аспауы тиіс.

Материалдарды қорытуға қабылдау және дайындау. Шихтаны қолмен үйеді (үйіндіге жинайды). Шихтаны мөлшері әртүрлі кесектерден үйеді, мұның өзі оны тигельде тығыздап жинауға мүмкіндік береді және шихтаны балқыту үшін қажетті уақытты азайтады. Ферромагниттік материалдардың едәуір ірі кесектерін құйындық тоқтардың тығыздығы максималды болатын тигель қабырғасының бойымен жинайды, ал баяу балқитын ферроқорытпаны тигельдің төменгі жағына жинайды.

Шихтаны балқыту. Тоқты қосқан соң шихтаның баяу, бір жерге үйілмей біркелкі түсірілуін қадағалайды. Шихтаны арасында сүйменмен немесе арнайы манипулятормен тегістейді. Қорыту кезінде тұтынылатын қуаттылықты максималды деңгейде ұстауға тырысады.

Тазарту. Сұйық металл пайда болғанда тигельге қожтүзушілер: 4:1:1 арақатынаста әктас, плавикті шпат және магнезит енгізіледі. Қождың басты қолданысы – металдың газға қанықтығын және қоспалауыш элементтердің тотығуын азайту. Шихтаны толық қорытқан соң рефосфорлауды болдырмау үшін балқыту шлагын құйып алады және талдауға металл сынамасын алады. Бірден балқыту кезеңіндегідей қожтүзуші қоспаны қосып жаңа қожды құяды. Тұтынылатын қуаттылықты 30…40 %-ға төмендетеді. Талдау нәтижелерін алған соң қажет болғанда металдың химиялық құрамына түзету, қышқылсыздандыру және қоспалау жүргізіледі. Сапалы болатты қорытқан кезде тигельге тиісті ферроқорытпа қоса отырып терең қышқылсыздандыру жүргізіледі. Жоғары сапалы болатты қорытқан кезде диффузиялық қышқылсыздандыру жүргізіледі – қожға әктас, ферросилиция және албминий ұнтағының қоспасы беріледі. Сосын 30 минут қойып қояды. Қоспалау мынадай түрде жүргізіледі: никель (Ni), феррохром (FeCr), ферромолибден (FeMo) және ферровольфрамды (FeW) тигельге шихтамен бірге салады; ферромарганецті (FeMn), ферросилицийді (FeSi) және феррованадийді (FeV) пешке шихтаны шығарар алдында 10 минут бұрын, алюминийді (Al) — шихтаны тікелей шығарар алдында енгізеді. Бұл ретте әр элементтің тотығуын (қалдық) есепке алады: вольфрам қалдығы (W) шамамен 2 %-ды, хром (Cr), марганец (Mn) және ванадий (V) қалдығы — 5 %-дан 10 %-ға дейін, кремний (Si) 10…15 %-ды құрайды. Қоспалау жүргізген соң дайын болатты шөмішке құяды.

Қорытпаны шығару. Қорытпаны шығару болаттың немесе қорытпаның осы маркасына берілген температураға сәйкес болуы тиіс температураны өлшеген соң жүргізіледі.

3.1.7.1. Энергия тиімділігі, қоршаған ортаға әсер ету факторлары

Балқыту ұзақтығын едәуір қысқартуға мүмкіндік беретін әдістер кеңінен қолданылып отыр: шихта скрабын шығарылатын газдармен алдын ала қыздыру, екі корпусты доғалы пештерді пайдалану, алдыңғы балқытудан металдың кішкене бөлігі пеште қалдырылған кезде "сұйық старт" деп аталатын балқытуды жүргізу. Соңғы әдіс әсіресе металдандырылған жентектерді шихтаның негізгі компоненті ретінде қолданған жағдайда перспективалы болды. Тағы бір перспективалы әдіс — тұрақты тоқтың доғалы пеші мен оттегі конвертерінің артықшылықтарын біріктіретін "тұрақты тоқтың доғалы пеші – конвертер" модулін пайдалану. Мұндай модуль конвертердегі скраптың үлесін 100 %-ға дейін арттыруға мүмкіндік береді, сонымен бірге балқытылатын болаттардың сапасын арттырады және конвертердің өнімділігін төмендетпейді.

Атмосфераға әсері

Болат және шойын (өнеркәсіптік жиілікті) қорытуға арналған индукциялық тигельді пештерден тозаң мен газды аз шығаруымен сипатталады [65].

Болатты өндірген кезде атмосфераға мынадай зиянды заттар бөлінеді: темір, кальций, аллюминий, кремний, марганец, магний оксидтері (Fe₂O₃, CaO, Al₂O₃, SiO₂, Mn₂O₃, MgO) және басқалары (тозаңның құрамы қорытылатын болат маркасына байланысты болады).

Индукциялық пештерде болат қорытқан кезде электр доғалы пештермен салыстырғанда азғантай мөлшерде газ (көміртек оксиді (CO) – 0,08 - 0,14 кг/тонна сұйық металл, азот оксиді (NO_X) – 0,06 -0,07 кг/тонна сұйық металл) және 5 - 6 есе аз көлемде тозаң бөлінеді (0,85 - 1,6 кг/тонна сұйық металл).

Жерүсті және жерасты суларына әсері

Электрлік болат қорыту өндірісінде су индукциялық пештердің күмбезшесі мен қабырғаларын, сонымен қатар ДҮҚМ элементтерін салқындату үшін пайдаланылады. Сумен жабдықтау суды салқындататын арнайы су айналымдық жүйе бойынша жүзеге асырылады.

Өндіріс және тұтыну қалдықтарының жиналуы

Электрлік болат қорыту процесінде қалдықтар мен жанама өнімдер: әртүрлі учаскелерден шығатын құрғақ газ тазарту тозаңы, оның ішінде графитті тозаң, шихталық және жүктелетін материалдардың шашындысы, ылғалды газ тазарту шламдары, ДБҚП және шөміштердің қаптамасының қалдықтары жиналады. Қалдықтардың көп бөлігі қайта өңделеді. Олардан кейіннен металл алынатын металлқұрамдас компоненттер бөліп алынады. Тазарту құрылғыларының тұтылған тозаңы металды бөліп алған соң (егер қолданылатын болса), өндіріске қайта қайтарылады. Қаптама қалдықтары жиналу шамасына қарай арнайы бөлінген учаскелерде жиналады, содан кейін болат қорыту қождарының үйіндісіне шығарылады.

4. Эмиссияларды болғызбауға және/немесе азайтуға және ресурстарды тұтынуға арналған жалпы ең үздік қолжетімді техникалар

Осы бөлімде технологиялық процестердің қоршаған ортаға теріс әсерін азайту үшін оларды жүзеге асыру кезінде қолданылатын және қоршаған ортаға теріс әсер ететін объектіні техникалық қайта жарақтандыруды, реконструкциялауды талап етпейтін әдістер сипатталады.

Ең үздік қолжетімді техникаларды анықтаған кезде өндірістік процеске ортақ тәсілді қолданған жөн. Көптеген әдістер тікелей немесе жанама түрде бірнеше экологиялық аспектілерді (шығарындылар, төгінділер, қалдықтардың пайда болуы, жердің ластануы, энергия тиімділігі) қозғайды.

Бөлім техниканың толық тізімін қамтымайды. Әдістер осы құжаттың қолданылу аясына кіретін салаларда қоршаған ортаны қорғаудың жоғары деңгейіне қол жеткізу үшін жеке немесе комбинацияда ұсынылуы мүмкін.

Шойын және болат өндірісінде пайдаланылатын көптеген процестер, жабдықтар мен әдістердің вариациялары бар. Техникалардың және өндірістік процестердің жекелеген кезеңдерінің көпшілігі ортақ болып табылады, сондықтан олар бірге сипатталады.

4.1. ЕҚТ Өндірістік процестердің жақындасуын арттыру

Сипаттау

Ресурстарды бірлесіп пайдалану барысында өндірістік-технологиялық байланыстарды пайдалану, кеңейту және тереңдету.

Техникалық сипаттамасы

Шикізаттан бастап соңғы өнімге дейін өндіретін толық циклді кәсіпорынға жататын "АрселорМиттал Теміртау" АҚ қара металлургия кәсіпорны өндірістік алаңдарды интеграциялау үлгісі болып табылады. Ресурстарды тиімді пайдалану және қоршаған ортаға әсер етудің байланысты процесі тұрғысында шығарылатын өнім сапасын бақылау мүмкіндігі, шикізат жеткізу қиындықтарының жоқтығы, өндірістік процестерді бақылау толық циклді кәсіпорынның бәсекелік артықшылығына қосымша ерекшелігі болып табылады.

"Казцинк" ЖШС Өскемен металлургиялық кешені түсті металлургиядағы интеграциялау үлгісі болып табылады, оның құрамына бес зауыт кіреді: мырыш, қорғасын, мыс, бағалы металл өндірісі жөніндегі зауыт, күкірт қышқылы зауыты. Барлық өндірістің инфрақұрылымы ортақ. Зауыттардың бір алаңда орналасуы шикізаттан барынша көп мөлшерде пайдалы компоненттер алуға мүмкіндік беретін ерекше технологиялық схеманы құрайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қайталама ресурстарды пайдалану, қалдық ретінде жіктелуі мүмкін жиналатын қатты қалдықтарды болдырмау және/немесе азайту сияқты экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"АрселорМиттал Теміртау" АҚ-ның темір кенді шикізатқа деген қажеттілігін өзінің кен орындарында өндірілетін шикізат 70 % қамтамасыз етеді. Комбинаттың отын-энергетикалық базасының негізін құрайтын кокстенген көмір меншікті екі байыту фабрикасында байытылады. Өзінің кокстенген көмірге деген қажеттілігін 100 % қамтамасыз етеді.

Төменде 4.1-кестеде "АрселорМиттал Теміртау" АҚ өндірісінің қажеттіліктеріне пайдаланылатын кокс газының массалық шығыстары көрсетілген.

4.1-кесте. Кокс газының шығысы

Р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	Өнім бірлігіне шаққандағы материалдардың шығысы, т/т
Р/с №	Өндіріске арналған шикізаттың, материалдардың атауы	Өлшем бірлігі	2015	2016	2017	2018	2019
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Кокс өндірісі	м³	94,928	101,549	101,878	109,835	118,339
2	Әктас, доломиттелген әктас, күйдірілген доломит өндірісі	м³	136,981	137,412	131,51	131,51	118,85
3	Болатты конвертерлерде өндіру	м³	0,009	0,01	0,012	0,012	0,016
4	Сұрыпталған илем өндірісі	м³	63,087	66,814	59,094	62,393	46,753
5	Суықтай илемделген прокат өндірісі	м³	69,3	61,5	67,9	69,1	48,4
6	Суықтай илемделген прокат өндірісі (қаңылтыр, конструкция, жабын, ЫМАЦ-ға арналған илем)	м³	63,371	57,447	90,997	88,334	70,282
7	Мырышталған прокат өндірісі	м³	8,269	6,788	6,4078	6,9215	5,4765
8	Мырышты (қорғасынды) жабыны бар прокат өндіру	м³	17,914	12,792	14,093	16,32	10,942

"Орталық Орал мыс қорыту зауыты" ЖАҚ базасында аммоний сульфатын өндіру бойынша жобаны іске асыруды салааралық әрекеттестіктің тағы бір үлгісі ретінде атауға болады. Бұл жоба оңтайлы шикізатпен қамтамасыз етуге негізделген, өйткені технологиялық газдарды өңдеу кезінде кәсіпорынның күкірт қышқылы цехында алынатын 380 мың тонна күкірт қышқылын пайдалану жоспарланып отыр [52].

Кросс-медиа әсерлері

Егер өндірілетін шикізат сапа талаптарына сай келмесе, қосымша ресурстық және энергиялық шығындар қажет болады.

Мысалы, "АрселорМиттал Теміртау" АҚ өзінің темір кенді шикізатының сапасы төмен, себебі көрсетілген кен орындарындағы байыту фабрикаларында терең байыту схемалары жоқ. Концентрат құрамындағы темір 49 - 55 % құрайды, мұның өзі ТМД елдеріндегі осыған ұқсас фабрикалармен салыстырғанда төмен көрсеткіш болып табылады. Сондай-ақ, концентраттың құрамында күкірт (S) және фосфор (Р) сияқты зиянды қоспалар кездеседі. Көрсетілген сипаттамалар процестердің ресурстық және энергия сыйымдылығы жоғары екенін, домна және болат қорыту қождары түрінде қосымша қалдықтар көлемі жиналатынын, атмосфералық ауаға ластағыш заттардың эмиссиялары шығарылатынын көрсетеді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа қондырғыларда жиі қолданылады. Қолданыстағы өндірістерге пайдалану жоғары қаржылай шығындарға байланысты шектелуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Экономиялық тиімділік.

4.2. ЕҚТ Экологиялық менеджмент жүйесі

Сипаттау

Кәсіпорын қызметінің қоршаған ортаны қорғау саласындағы мақсаттарға сәйкестігін көрсететін жүйе. ЭМЖ менеджмент және өндірісті операциялық басқарудың ортақ жүйесінің ажырамайтын бөлігін құраған кезде аса ұтымды әрі тиімді жүйе болады.

Техникалық сипаттамасы

ЭМЖ - қондырғы операторларына экологиялық мәселелерді жүйелі және айқын негізде шешуге мүмкіндік беретін әдіс. Барлық қолданыстағы ЭМЖ-да үздіксіз жетілдіру тұжырымдамасы қамтылған, қоршаған ортаны басқару – нәтижесінде аяқталатын жоба емес. Процестердің әртүрлі схемалары бар, бірақ көптеген ЭМЖ ұйым менеджментінің басқа контекстерінде кеңінен пайдаланылатын PDCA цикліне (жоспарла – жаса – тексер - орында) негізделген. Цикл итеративті динамикалық модельді білдіреді, мұнда бір цикл келесі циклдың басында аяқталады.

ЭМЖ стандартталған немесе стандартталмаған ("реттелетін") жүйе формасында болуы мүмкін. ISO 14001:2015 сияқты халықаралық танылған стандартталған жүйені енгізу және орындау, әсіресе тиісті сыртқы тексеру жүргізілген кезде. Алайда тиісті деңгейде әзірленіп, енгізілсе және аудитпен тексерілсе, стандартталмаған жүйелердің негізінде тиімділігі бірдей болуы мүмкін.

Стандартталған жүйелер (ISO 14001:2015 және/немесе стандарттау саласындағы ұлттық құжаттар) және стандартталмаған жүйелер негізінде ұйымдарға қолданылады, осы құжатта ұйым қызметінің барлық түрлері, мысалы, өнімдер мен қызметтерге қатысты қызметтері ескерілмей, анағұрлым біржақты тәсілдер пайдаланылған.

ЭМЖ-да келесі компоненттер қамтылуы мүмкін:

1) компания мен кәсіпорын деңгейіндегі жоғары басшыларды қоса алғанда, басшылардың қызығушылығы (мысалы, кәсіпорын басшысы);

2) ұйымның контексін анықтауды, мүдделі тараптардың қажеттіліктері мен үміттерін айқындауды, қоршаған ортаға (және адам денсаулығына) келтірілуі мүмкін қауіптермен байланысты кәсіпорынның сипаттамаларын, сондай-ақ қоршаған ортаға қатысты қолданылатын құқықтық талаптарды анықтауды қамтитын талдау;

3) менеджмент арқылы қондырғыны үнемі жетілдіруді қамтитын экологиялық саясат;

4) қаржылық жоспарлау және инвестициялармен бірге қажетті процедураларды, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және белгілеу;

5) ерекше назар аударуды қажет ететін процедураларды орындау:

құрылым және жауапкершілік;

жұмысы экологиялық көрсеткіштерге әсер етуі мүмкін қызметкерлерді жалдау, оқыту, ақпараттандыру және олардың құзыреттіліктері;

ішкі және сыртқы коммуникациялар;

ұйымның барлық деңгейлеріндегі қызметкерлерді тарту;

құжаттама (қоршаған ортаға елеулі әсер ететін қызметті, сондай-ақ тиісті жазбаларды бақылау үшін жазбаша рәсімдерді жасау және жүргізу);

процестерді тиімді жедел жоспарлау және бақылау;

техникалық қызмет көрсету бағдарламасы;

төтенше жағдайлардың қолайсыз (экологиялық) салдарларының әсерін болғызбауды және/немесе азайтуды қоса алғанда, төтенше жағдайларға және әрекет етуге дайын болу;

экологиялық заңнамаға сәйкестікті қамтамасыз ету;

6) табиғат қорғау заңнамасының сақталуын қамтамасыз ету;

7) жұмысқа жарамдылығын тексеру және келесі әрекеттерге ерекше назар аудара отырып түзету шараларын қабылдау:

мониторинг және өлшеу;

түзету және алдын алу әрекеттері;

жазба жүргізу;

ЭМЖ-ның жоспарланған іс шараларға сәйкестігін және оның тиісті түрде жүзеге асырылатындығын және сақталатындығын анықтау үшін тәуелсіз ішкі және сыртқы аудит жүргізу;

8) жоғарғы басшылардың ЭМЖ және оның жарамдылығына, адекваттығына және тиімділігіне тұрақты шолу жасауы;

9) экологиялық заңнамада көзделген тұрақты есептілікті дайындау;

10) сертификаттау жөніндегі органның немесе ЭМЖ сыртқы верификаторының валидациясы;

11) таза технологиялардың дамуын қадағалау;

12) жаңа зауытты жобалау кезеңінде және қондырғының бүкіл қызмет ету мерзімі ішінде оны пайдаланудан шығару мүмкіндігінен болатын қоршаған ортаға әсерді қарастыру;

13) салалық бенчмаркингті тұрақты негізде қолдану (өз компаниясының көрсеткіштерін саланың үздік кәсіпорындарымен салыстыру);

14) қалдықтарды басқару жүйелері;

15) бірнеше операторлары бар қондырғыларда/объектілерде әртүрлі операторлар арасындағы ынтымақтастықты кеңейту мақсатында әрбір қондырғы операторының рөлдері, міндеттері және операциялық рәсімдерін үйлестіру айқындалатын бірлестіктер құру;

16) сарқынды сулар мен атмосфераға шығарындыларды түгендеу.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Штаттық және штаттық емес жағдайларда нақты рәсімдерді сақтау және орындау және міндеттерді тиісті түрде бөлу кәсіпорында табиғатты қорғау шарттары әрдайым сақталатынына, қойылған мақсаттарға қол жеткізілетініне және міндеттер шешілетініне кепілдік береді. Экологиялық менеджмент жүйесі экологиялық тиімділікті үнемі жақсартуды қамтамасыз етеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Оператор негізгі кіру ағындарын (энергияны тұтынуды қоса алғанда) және шығу ағындарын (шығарындылар, төгінділер, қалдықтар) қаржылық жоспарлау мен инвестициялық циклдардың ерекшеліктерін ескере отырып, қысқа, орта және ұзақ мерзімді аспектілерде өзара байланысты басқарады. Бұл, мысалы, шығарындылар мен төгінділерді тазартудың қысқа мерзімді шешімдерін қолдану ("құбыр соңында") энергияны тұтынудың ұзақ мерзімді өсуіне әкелуі мүмкін және қоршаған ортаны қорғаудың ықтимал тиімді шешімдеріне инвестицияларды кейінге қалдыруы мүмкін дегенді білдіреді.

Экологиялық менеджмент әдістерін қолдану қондырғының жалпы қоршаған ортаға әсерін азайту болып табылады.

Қазақстанның бірқатар кәсіпорындарында ЭМЖ жұмыс істейді. Мысалы, ҚР СТ ISO 14001 -ге сәйкес ЭМЖ "АрселорМиттал Теміртау" АҚ кәіспорнында енгізіліп, сертификатталған. "KSP Steel" ЖШС ӨФ-де осы жүйе енгізіліп, жұмыс істеп тұр, бірақ сертификатталмаған.

Кросс-медиа әсерлері

Қоршаған ортаға әсерді және ЭМЖ контексін жақсарту мүмкіндіктерін жүйелі талдау қоршаған ортаның барлық компоненттері үшін ең озық шешімдерді бағалауға негіз жасайды.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

ЭМЖ компоненттерін барлық қондырғыларға қолдануға болады. Экологиялық менеджмент жүйесінің ауқымы (мысалы, талдап тексеру деңгейі) және формасы қолданылатын технологиялық жабдықтың пайдалану сипаттамаларына және оның қоршаған ортаға әсер ету деңгейіне сәйкес келуі тиіс.

Экономика

Қолданыстағы экологиялық менеджмент жүйесін енгізу және қолдау құны және экономикалық тиімділігін анықтау әрбір нақты жағдайда анықталады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық менеджмент жүйесі бірқатар артықшылықтарды қамтамасыз ете алады, мысалы: кәсіпорынның экологиялық көрсеткіштерін жақсарту, шешім қабылдау үшін негіздерді жақсарту, компанияның экологиялық аспектілері жөніндегі түсінікті жақсарту, қызметкерлердің мотивациясын жақсарту, пайдалану шығындарын төмендетудің қосымша мүмкіндіктері және өнім сапасын жақсарту, экологиялық тиімділікті жақсарту, экологиялық бұзушылықтарға, белгіленген талаптарды орындамауға және т. б. байланысты шығындарды азайту.

4.3. ЕҚТ Энергетикалық менеджмент жүйесін енгізу

Сипаттау

ЕҚТ ЭнМЖ енгізуден және оның жұмысын қолдаудан тұрады. ЭнМЖ қолданыстағы менеджмент жүйесінің құрамында немесе бөлек энергия менеджменті жүйесін (мысалы, экологиялық менеджмент жүйесі) құру арқылы іске асырылады және жұмыс істейді.

Техникалық сипаттамасы

Энергия тиімділігін басқару жүйесі ЭнМЖ (мысалы, ISO 50001) енгізуден және оны қолдаудан тұрады.

ЭнМЖ құрамына нақты жағдайларға байланысты төменде келтірілген элементтер кіреді:

жоғары басшылықтың міндеттемелері (энергия тиімділігінің табысты менеджментінің қажетті алғышарты ретінде қарастырылады);

жоғары басшылықтың энергия тиімділігі саясатын әзірлеуі және қабылдауы;

энергетикалық ресурстарды тиімсіз пайдалануды анықтау және энергетикалық тиімділікті арттыру жөніндегі шараларды әзірлеу мақсатында энергетикалық аудит, энергетикалық зерттеу жүргізу;

энергетикалық аудит нәтижелеріне сай мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және анықтау;

келесі мәселелерге ерекше назар аударатын рәсімдерді әзірлеу және орындау: ұйымдық құрылымы мен жауапкершілігі, оқыту, хабардарлық пен құзыреттілікті қамтамасыз ету, ақпарат алмасу, қызметкерлердің қатысуы, құжаттандыру, технологиялық процестерді тиімді бақылау, техникалық қызмет көрсету, төтенше жағдайларға дайындық, энергия тиімділігі саласындағы заңнамалық талаптарға және тиісті келісімдерге сәйкестікті қамтамасыз ету (егер бар болса);

салыстырмалы талдау: энергия тиімділігі көрсеткіштерін белгілеу және кезеңдік бағалау, сондай-ақ расталған деректер болған кезде энергия тиімділігі саласындағы салалық, ұлттық және өңірлік бағдарлармен жүйелі және тұрақты салыстыру;

нәтижелілікті бағалау және келесі мәселелерге ерекше назар аударатын түзету әрекеттері: мониторинг және өлшеу, түзету және алдын алу әрекеттері, жазбаларды жүргізу, жүйенің белгіленген талаптарға сай келетіндігін және оның тиісті түрде енгізілгенін және сақталғанын бағалау мақсатындағы тәуелсіз (мүмкін болған жерде) немесе ішкі аудит;

жоғары басшылардың ЭнМЖ, оның мақсаттарға сәйкестігіне, сондай-ақ адекваттығына және нәтижелілігіне тұрақты шолу жасауы.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия мен ресурстарды тұтынуды азайту, сондай-ақ жабдық жұмысының тиімділігі мен сенімділігін арттыру, экологиялық көрсеткіштерді жақсарту есебінен энергия ресурстарына жұмсалатын шығыстарды қысқарту. Барлық энергия тұтынуды азайту шаралары ресурстарды үнемдеуге және көміртек диоксидін (СО₂)-ні қоса алғанда, шығарындыларды азайтуға мүмкіндік береді. Энергия үнемдеу бойынша кез келген іс-әрекет энергия өндірісіне жұмсалатын отын шығынының деңгейі арқылы қоршаған ортаның ластануына әсер етеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қазақстанда, сол сияқты шетелде кәсіпорындарда ЭнМЖ енгізу тәжірибесін бағалау, ЭнМЖ ұйымдастыру және енгізу энергия мен ресурстарды тұтынуды жыл сайын 1 - 3 % (бастапқы кезеңде 10 - 20 % дейін) төмендетуге мүмкіндік беретінін көрсетті, мұның өзі сәйкесінше зиянды заттар мен парниктік газдардың шығарындыларын азайтуға әкеледі. Энергетикалық менеджментті кәсіпорындарда қолдану парниктік газдардың (ПГ) шығарындыларын шектеуде маңызды рөл атқарады.

ЭнМЖ "АрселорМиттал Теміртау" АҚ-да, "KSP Steel" ЖШС ӨФ-де табысты ендірілді.

Энергетикалық менеджмент жүйесін енгізу тиімділігінің мысалы ретінде 2022 жылғы желтоқсанда ГОСТ Р ИСО 50001 - 2012 ұлттық стандартының талаптарына сәйкестігіне ЭнМЖ сертификаттау аудитінен сәтті өткен "ММК" ЖАҚ-ты (Ресей) атап көрсетуге болады.

ММК тобында өндірістік процестердің энергия тиімділігін арттырудың маңызды бағытына энергия үнемдеу саласында энергиялық тиімді идеяларды пысықтап, енгізу, бюджеті аз тиімділігі жоғары жобаларды (baby-capex) іске асыру, сондай-ақ энергетикалық сервис қызметтерін көрсету жатады. 2022 жылы "Энергетикалық менеджмент платформасы" қосымшасының идеяларды сүйемелдеу блогы арқылы "ММК" ЖАҚ жұмыскерлері энергиялық тиімді 944 идея ұсынды, оның ішінде 409 идея 440 млн рубль деңгейінде жоспарлы экономикалық нәтижемен іске асырылды. Оған қоса, жалпы күтілетін нәтижесі 190 млн рубль 11 baby-capex жобасы пайдалануға берілді.

Кросс-медиа әсерлері

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету. Өндіріс мәдениетінің деңгейін және персоналдың біліктілігін арттыру.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жоғарыда сипатталған компоненттер, әдетте, осы құжаттың қолданылу саласына жататын барлық объектілерге қолданылуы мүмкін. ЭнМЖ ауқымы (мысалы, талдап тексеру деңгейі) және сипаты (мысалы, стандартталған немесе стандартталмаған) қондырғының сипатына, масштабына және күрделілігіне және оның қоршаған ортаға әсер ету ауқымына байланысты болады.

Экономика

Энергияны тұтыну әр жағдайда қолданылатын әдіске байланысты жалпы пайдалану шығындарының 50 %-на дейін болуы мүмкін. Нәтижесінде энергияны тұтынуды азайту немесе зауыттың тиімділігін арттыру жалпы пайдалану шығындарын азайтады.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігі жөніндегі іс-шараларды енгізудің қозғаушы күштері: экологиялық көрсеткіштерді жақсарту, энергия тиімділігін арттыру, қызметкерлерді ынталандыру және тарту деңгейін арттыру, пайдалану шығындарын төмендету және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

4.4. ЕҚТ Жылу және электр энергиясын тұтынуды азайту

Сипаттау

ЕҚТ жылу энергиясын және электр энергиясын төмендетуді, сондай-ақ энергия ағындарын оңтайландыру және кокс газы, домна газы және негізгі газ тәрізді оттегі сияқты бөліп алынатын технологиялық газдарды оңтайлы пайдалану есебінен бастапқы энергияны тұтынуды азайтуды білдіреді.

Техникалық сипаттамасы

Жылу энергиясын тұтынуды азайту келесі әдістердің комбинациясын қолдану арқылы жүзеге асырылады:

процесс параметрлерінің берілген мәндеріне жуық жұмыс істейтін бірқалыпты және тұрақты өңдеу үшін жетілдірілген және оңтайландырылған жүйелер (автоматтандырылған басқару жүйелерін, қатты отын берудің заманауи гравиметриялық жүйелерін қоса алғанда, технологиялық процестерді басқаруды оңтайландыру, процестің қолданыстағы конфигурациясын ескере отырып, алдын ала қыздыру);

процестерден, әсіресе оларды суыту аймақтарынан бөлінетін артық жылуды рекуперациялау;

бу мен жылуды оңтайлы басқару;

процеске барынша интеграцияланған жылуды қайта пайдалану.

Жылуды рекуперациялауды жақсарту арқылы болат өндірісінде энергия тиімділігін арттыру үшін қолданылатын технологиялық интеграцияланған әдістер:

жылу алмастырғыштың пайдаланылған жылуын рекуперациялауды және не металлургиялық зауыттың басқа бөлімдеріне, не орталықтандырылған жылумен жабдықтау желісіне тарату арқылы жылу мен электр энергиясының құрама өндірісін;

үлкен қыздыру пештеріне бу қазандарын немесе тиісті жүйелерді орнатуды (пештер бу қажеттілігінің бір бөлігін өтей алады);

жағымсыз салдарларды, яғни шығарылатын газдардың құрамында азот оксидінің (NO_X) ұлғаюын ескере отырып, отынды үнемдеу үшін пештерде және басқа да от жағылатын жүйелерде жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыруды;

бу құбырлары мен ыстық су құбырларын оқшаулауды;

жоғары температуралы пештерде түтін қазандықтарын пайдалануды;

стандартты жылу алмастырғыштар арқылы энергия алмасу үшін оттегінің булануын және компрессордың салқындауын;

домна пешінде пайда болатын газдың кинетикалық энергиясын электр энергиясына айналдыру үшін жоғарғы кәдеге жарату турбиналарын пайдалануды қамтиды.

Энергия ағындарын оңтайландыру және кокс газы, домна газы және негізгі газ тәрізді оттегі сияқты бөлінетін технологиялық газдарды оңтайлы пайдалану арқылы бастапқы энергияны тұтынуды азайтуға қатысты: технологиялық газды пайдалануды оңтайландыру арқылы біріктірілген болат зауытында энергия тиімділігін арттырудың технологиялық интеграцияланған әдістеріне мыналар жатады:

барлық жанама газдарға арналған газгольдерлерді немесе қысқа мерзімге сақтауға арналған жарамды жүйелерді және қысымды сақтау құралдарын пайдалану;

пайдалану коэффициентін тиісті деңгейте жоғарылата отырып технологиялық газдарды кәдеге жарату үшін алаулардағы энергия шығыны кезінде газ желісіндегі қысымның жоғарылауы;

әртүрлі тұтынушылар үшін газды жану жылуы әртүрлі технологиялық газбен байыту;

технологиялық газбен жылыту оттықтары;

жылу шығару қабілетін басқарудың компьютерленген жүйесін қолдану;

кокс пен түтін газдарының температурасын тіркеу және пайдалану;

технологиялық газдар үшін, атап айтқанда, технологиялық газдардың өзгергіштігін ескере отырып, энергияны қалпына келтіру қондырғыларының қуатын адекватты анықтау.

Күкіртсізденген және тозаңсыздандырылған артық кокс газын және тозаңсыздандырылған домна газын және негізгі оттек газын қазандарда немесе жылу электрстанцияларында пайдалану, егер үшінші тұлғалардан сұраныс болса, артық пайдаланылған жылу ішкі немесе сыртқы жылу желілеріне пайдалана отырып бу, электр энергиясын және/немесе жылу өндіру үшін бағытталуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия мен ресурстарды тұтынуды азайту, экологиялық көрсеткіштерді жақсарту және осы көрсеткіштердің тиімділігін жоғары деңгейде ұстау.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

2015 жылы "АМТ" АҚ-да энергия үнемдеу бағдарламасына сай энергия үнемдеу және энергетикалық тиімділікті арттыру бойынша 50 іс-шара әзірленді. Оның ішінде 35-і 2015 жылы және 22 -сі 2017 - 2021 жылдары іске асырылуға ұсынылды. Мемлекеттік энергетикалық тізілімнің (МЭТ) 2019 жылғы есептеріне сәйкес 3 жыл ішінде 15 іс-шара іске асырылған, олардың ішінде 3 іс-шара - энергия аудиті өткен соң ұсынылған, осылардың қатарынан төмендегілерді бөліп көрсетуге болады:

шахталық суытқышты орнату;

жылуды кәдеге жарату жүйесі бар ауа жылытқыштарын орнату;

көтергіш қозғағышын үрлеу желдеткіштерін реттеуді енгізу;

қыздыру және жарықдиодты шамдарға арналған ДСЛ шамдарын ауыстыру;

сорғы станциясының сорғыларының жиіліктік-реттелмелі жетегін енгізу;

домна цехының желдеткіштерін сөндіру;

қазандық деаэраторларының буын кәдеге жарату.

"KSP Steel" ЖШС ӨФ-де айналдырғы пештен бөлінетін жылуды газ тәрізді отынды пайдалану, металл тозаңын тұту, құрамында графит, бура тозаңы, Вентури құбырындағы отқақ болатын газ-ауа қоспасын тазалау сияқты шығарындыларды төмендететін басқа техникалармен бір кешенде рекуперациялауды пайдалану 95 - 99 % тазарту деңгейіне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Энергетикалық сервистік келісімшаттарды бірінші болып табысты іске асырған Ресей өнеркәсіптік кәсіпорны - "ММК" ЖАҚ-ны да мысал ретінде келтіруге болады. 2022 жылғы жағдай бойынша оттегі-конвертер цехының конвертер газдарын кәдеге жарату жүйесінің түтінтартқы жетектерін автоматтандырылған басқару кешені жобасы бойынша, бас энергетиктің басқару цехтары мен технологиялық цехтардың жарықтандыру жүйелерін жаңғырту жөніндегі жобалар бойынша энергетикалық сервистік қызметтер көрсетуге арналған шарттар бойынша жұмыс жүргізіліп жатыр.

Комбинаттың электр станцияларында өз электр энергиясын өндіру 2022 жылы 1,3 МВт (0,2 %) өсті. Оған қоса, өткен жылмен салыстырғанда электр станцияларда екінші реттік газды пайдалану деңгейі өсті: домна газы – 1,6 %, кокс газы – 3,6 %. Нәтижесінде домна газына арналған екінші реттік газдың шығындары 1,26 % (2022 жылы 0,75 % дейін), кокс газының шығындары – 4,56 % (2022 жылы 0,58 % дейін) азайды.

Кросс-медиа әсерлері

Өндірістің энергия сыйымдылығын төмендету. Парниктік газдардың шығарындыларын азайту.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жылу және электр энергиясының құрама өндірісі жиі қолданылады. Энергияның нақты шығыны технологиялық процестің көлеміне, өнімнің сапасына және қондырғы түріне байланысты (мысалы, оттегі-конвертерлік конвертерде вакуумдық өңдеу көлемі, өңдеу температурасы, өнімнің қалыңдығы және т.б.).

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. "АМТ" АҚ энергия үнемдеу бағдарламасын іске асыру бойынша шығындарының жалпы сомасы 944,243 млн теңгені құрады.

"ММК" ЖАҚ іс-шараларын енгізудің экономикалық нәтижесі энергетикалық сервистік қызметтерді көрсету шартына сай оттегі-конвертер цехының конвертер газдарын кәдеге жарату жүйесінің түтінтартқы жетектерін автоматтандырылған басқару кешені жобасы бойынша - 10,4 млн рубльді, бас энергетикті басқару цехтарын жарықтандыру жүйелерін жаңғырту жобасы бойынша – 49,7 млн рубльді және технологиялық цехтарды жарықтандыру жүйелерін жаңғырту жобалары бойынша – 4,3 млн рубльді құрады.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігі жөніндегі іс-шараларды енгізудің қозғаушы күштері: экологиялық көрсеткіштерді жақсарту, энергия тиімділігін арттыру, қызметкерлерді ынталандыру және тарту деңгейін арттыру, пайдалану шығындарын азайту және өнім сапасын жақсарту үшін қосымша мүмкіндіктер.

4.5. ЕҚТ Эмиссиялар мониторингі

Сипаттау

Мониторинг құжатталған және келісілген процедураларға сәйкес қайталанатын өлшеулерге немесе белгілі бір жиіліктегі бақылауларға негізделген әртүрлі ортадағы химиялық немесе физикалық параметрлердің өзгерістерін жүйелі бақылауды білдіреді. Мониторинг қоршаған ортаға ықтимал әсерлерді бақылау және болжау үшін шығарылатын ағындардағы (шығарындылар, төгінділер) ластағыш заттардың құрамы туралы сенімді (дәл) ақпарат алу үшін жүргізіледі.

Техникалық сипаттамасы

Мониторинг жүргізу жиілігі ластағыш заттың түріне (уыттылығы, ҚО және адамға әсері), пайдаланылатын шикізат материалының сипаттамасына, кәсіпорынның қуаттылығына, сондай-ақ шығарындыларды азайтудың қолданылатын әдістеріне байланысты, бұл ретте ол бақыланатын параметр үшін репрезентативті деректер алуға жеткілікті болуы тиіс.

Атмосфералық ауаға мониторинг жүргізген кезде белсенді ластану аймағындағы, сонымен қатар Қазақстан Республикасының экологиялық заңнамасының және қоршаған ортаның сапа нормативтерінің орындалуын қадағалау қажет болған жағдайларда әсер ету аймағындағы қоршаған ортаның жай-күйіне басты назар аударылуы керек.

Мониторингқа пайдаланылатын әдістер, өлшем құралдары, қолданылатын жабдықтар, рәсімдер мен құрал-саймандар Қазақстан Республикасының аумағында қолданылатын стандарттарға сәйкес болуы тиіс. Халықаралық стандарттарды пайдалану Қазақстан Республикасының нормативтік-құқықтық актілерімен регламенттелуі тиіс.

Өлшеу жүргізер алдында мониторинг жоспарын құру қажет, онда қондырғының жұмыс режимі (үздіксіз, үзіліссіз, іске қосу және тоқтату операциялары, жүктеменің өзгеруі), газды немесе сарқынды суларды тазарту қондырғыларының пайдаланылу жағдайы, мүмкін болатын термодинамикалық әсер ету факторлары сияқты көрсеткіштер ескерілуі тиіс.

Өлшеу әдістерін анықтаған кезде, сынама алу нүктелерін және сынама алу ұзақтығын анықтаған кезде:

қондырғы режимі және оны өзгертудің болуы мүмкін себептері;

шығарындылардың әлеуетті қаупі;

газ құрамындағы анықталатын ластағыш зат туралы барынша толық ақпарат алу мақсатында сынамаларды іріктеу үшін қажетті уақыт сияқты факторларды ескеру керек.

Әдетте, өлшеу үшін пайдалану режимін таңдағанда, максималды шығарындылар (максималды жүктеме) белгіленуі мүмкін режим таңдалады.

Бұл ретте сарқынды сулардағы ластағыш заттардың концентрациясын анықтау үшін шығынға пропорционалды немесе уақыт бойынша орташаланған сынамаларды алуға негізделген кездейсоқ сынама алу немесе біріккен тәуліктік сынамалар (24 сағат) пайдаланылуы мүмкін.

Сынама алу кезінде газдарды немесе сарқынды суларды сұйылту қолайсыз, өйткені алынған көрсеткіштерді объективті деп санауға болмайды.

Эмиссиялардың мониторингі аспаптық өлшеулердің көмегімен де, есептеу әдісімен де жүргізілуі мүмкін.

Өлшеу нәтижелері репрезентативті, өзара салыстырмалы және қондырғының тиісті жұмыс күйін нақты сипаттауы керек.

Сынама алу нүктелері

Сынама алу нүктелері Қазақстан Республикасының өлшеу саласындағы заңнамасының талаптарына сәйкес болуы тиіс. Сынама алу нүктелері:

нақты белгіленуі;

мүмкін болса, сынама алу нүктесінде тұрақты газ ағыны болуы;

қажетті энергия көздерінің болуы;

аспаптар мен мамандарға қолжетімділік және орналасатын орын болуы;

жұмыс орнындағы қауіпсіздік талаптарының сақталуын қамтамасыз етуі тиіс.

Компоненттері мен параметрлері

Бекітілген әдістемелік құжаттар негізінде өлшенетін немесе есептелетін эмиссиялардың құрамындағы бақыланатын ластағыш заттар (шығарындылар, төгінділер) өндірістік мониторингтің компонеттері болып табылады.

Стандартты жағдайлар

Атмосфералық ауаны зерттеген кезде:

қоршаған ортаның температурасын;

салыстырмалы ылғалдықты;

желдің жылдамдығы мен бағытын;

атмосфералық қысымды;

жалпы ауа райының жағдайын (бұлттылық, жауын-шашынның болуын);

газ-ауа қоспасының көлемін;

шығарылатын газдың температурасын (концентрациясы мен массалық ағынын есептеу үшін);

су буының мөлшерін;

статикалық қысымды, шығарылатын газ арнасындағы ағын жылдамдығын;

оттегінің мөлшерін ескеру қажет.

Бұл параметрлер шығарылатын газ ағынындағы белгіленген компоненттерді анықтау барысында пайдалнылуы мүмкін, мысалы, газдың температурасы, құрамындағы оттек пен тозаң ПХДД/Ф ыдырауын көрсетуі мүмкін. Сарқынды сулардағы рН мәнін металдың тұндыру тиімділігін анықтау үшін де қолдануға болады.

Шығарылатын ағындардың сапалық және сандық көрсеткіштерін бақылаудан басқа, негізгі технологиялық процестердің параметрлері мониторингке жатады, оларға:

жүктелетін шикізат мөлшері;

өнімділік;

жану температурасы (немесе ағынның жылдамдығы);

қосылған аспирациялық қондырғылардың саны;

тозаң концентрациясының орнына электр сүзгісінен шығатын тозаң ағынының жылдамдығы, кернеуі және мөлшері;

қолданылатын тазарту жабдықтарына арналған жылыстау датчиктері (мысалы, қапшық сүзгілердің сүзгі матасы жыртылған кезде тозаң концентрациясының жоғарылауы мүмкін) жатады.

Жоғарыда тізімделген параметрлерге қосымша қондырғының және түтін газдарын тазарту жүйесінің тиімді жұмыс істеуі үшін газ құбырларының (мысалы, тозаң мен газды тазартудан бұрын және кейін) әртүрлі қондырғыларындағы ластағыш заттардың белгілі бір параметрлері (мысалы, кернеу және электр қуаты (электр сүзгілер), қысымның төмендеуі (қапшық сүзгілер)) мен концентрациясын қосымша өлшеу қажет болуы мүмкін.

Шығарындыларды үздіксіз және мерзімді өлшеу

Үздіксіз мониторинг тұрақты өлшеуді көздейді және қолданыстағы заңнаманың талаптарына сәйкес ұйымдастырылған көздерде мониторингтің автоматтандырылған жүйесі арқылы жүргізіледі.

Газдардағы немесе сарқынды сулардағы бірнеше компонентті үздіксіз өлшеуге болады және кейбір жағдайларда нақты концентрациясы келісілген уақыт кезеңдері ішінде (сағаттап, тәуліктеп және т.б.) үздіксіз немесе орташа мәндер түрінде анықталуы мүмкін. Мұндай жағдайларда орташа мәндерді талдау және процентильді пайдалану рұқсат етілген мәнің шарттарына сәйкестікті көрсетудің қолайлы әдісімен қамтамасыз ете алады, ал орташа мәндерді жеңіл әрі автоматты түрде бағалауға болады.

Қоршаған ортаға айтарлықтай әсер етуі мүмкін шығарындылар көздері мен компоненттері үшін үздіксіз бақылау орнатылуы керек. Тозаң қоршаған ортаға және денсаулыққа айтарлықтай әсер етуі мүмкін, құрамында уытты компоненттері болуы мүмкін. Тозаңға тұрақты мониторинг жасау қапшық сүзгілердегі жыртылған қапшықтарды анықтауға мүмкіндік береді.

"АМТ" АҚ 2019 жылы агломашинаның қақтау аймағының тозаң тазартқыш жабдықтарына электр сүзгілерді монтаждау және автоматты мониторинг жүйесін (газ талдағыш, тозаң өлшегіш) орнату арқылы реконструкция жүргізді, мұның өзі бейорганикалық тозаң шығарындыларын жылына 100 тоннаға дейін азайтуға мүмкіндік берді.

Швециядағы SSAB Oxelösund AB кәсіпорнының мониторинг жүйесі қапшық сүзгінің өндірімділігін үздіксіз бақылауға мүмкіндік береді. Өлшеу нәтижелері күн сайын, апта сайын және ай сайын хабарланып отырады. Тозаңды үздіксіз өлшеу жүйесі екінші тозаңсыздандырушы сүзгісінен кейін пайдаланылған газдар жүйесіне орнатылған. Екінші тозаңсыздандырушы сүзгісінен кейінгі каналдарда тозаң шығарындыларын өлшеуге арналған екі аспап және шатырдағы тесікте тағы екі аспап бар. Өлшеу қағидаты – гравиметриялық (мг/нм³). Газдың кемуін анықтау үшін флуоресценция әдісі қолданылады. Конвертерлік пештен шығатын тозаң шығарындылары процестің жекелеген үш сатысында: жүктеу, үрлеу және басқа уақытта тіркеледі. Өлшеулер технологиялық процесті бақылауға және қоршаған ортаға жоспарланбаған болжамды шығарындылардың шығарылуын болдырмауға мүмкіндік береді.

"Тулачермет" АҚ-ның (Ресей) домна цехында шығарындыларды бақылаудың автоматты жүйесі орнатылған, ол көміртек оксидінің (СО), азот оксидінің (NO_X) және күкірт диоксидінің (SO₂) эмиссиясы бойынша деректерді мемлекеттік шығарындыларды есепке алу жүйесіне онлайн режимде беруге мүмкіндік береді.

Мерзімді өлшеу қолмен немесе автоматтандырылған әдістерді қолдана отырып, берілген уақыт аралықтары бар өлшенетін шаманы анықтауды қамтиды. Көрсетілген уақыт аралықтары әдетте тұрақты болып табылады (мысалы, айына бір рет немесе жылына бір рет/екі рет). Іріктеу ұзақтығы үлгі іріктеп алынатын уақыт кезеңі ретінде анықталады. Іс жүзінде кейде "нүктелік іріктеу" деген ұғым "мерзімді өлшеу" деген ұғымға ұқсас пайдаланылады. Алынатын сынамалар саны анықталатын затқа, сынама алу жағдайына байланысты әртүрлі болуы мүмкін, алайда тұрақты шығарындының анық көрсеткіштерін алу үшін ұсынылатын ең озық тәжірибе бір өлшемдер сериясынан дәйекті түрде кемінде үш сынама алу болып табылады.

Өлшеу ұзақтығы мен уақыты, сынама алу нүктелері, өлшенетін заттар (яғни ластағыш заттар және жанама параметрлер) да мониторинг мақсаттарын анықтау кезінде бастапқы кезеңде белгіленеді. Көп жағдайда сынама алу ұзақтығы 30 минутты құрайды, бірақ ластағыш затқа, шығарындылардың қарқындылығына, сондай-ақ сынама алу орындарының орналасу схемасына (автоматтандырылған жүйелерді пайдаланған жағдайда - датчиктер орнатылған орындар) байланысты 60 минут болуы мүмкін. Мәселен, мысалы, тозаң концентрациясы төмен болғанда немесе ПХД/Ф анықтау қажет болған жағдайда, сынама алуға көп уақыт кетуі мүмкін.

Шығарындылардың әсерін бағалау және олардың уақыт өте келе азаюы белгілі бір учаскедегі ұйымдастырылмаған және ұйымдастырылған шығарындылар көздерінің салыстырмалы үлесімен салыстырылуы керек. Бұл нәтижелерді қоршаған орта сапасының стандарттарымен, жұмыс орнындағы әсер ету шегімен немесе болжамды концентрация мәндерімен салыстыру.

Сынама алу нүктелері қауіпсіздік және гигиена стандарттарына сай, оңай қолжетімді және жеткілікті мөлшерде болуы керек.

Кәсіпорынның су ресурстарына әсерін судың үнемді пайдаланылуына, сарқынды сулардың ластану деңгейіне, оларды жергілікті тазарту құрылыстарында тазарту мүмкіндіктеріне, жерүсті сарқындыларын реттеу, төгу және тазалау мәселелерінің шешілуіне бағалау жүргізіп анықтайды.

Топырақ жамылғысының жай-күйіне мониторинг жасаудың мақсаты кәсіпорынның олардың сапасына әсерін бағалау үшін топырақтың жай-күйі туралы аналитикалық ақпарат алу болып табылады. Жердің ластану деңгейіне мониторинг экстремалды маусымда - күзде жүргізіледі.

4.5.1. Ластағыш заттар шығарындыларының мониторингі

Өндірістік мониторинг кәсіпорынның өндірістік қызметінің қоршаған ортаға әсері туралы белгіленген кезеңділікпен объективті деректерді алу үшін жүргізілетін өндірістік экологиялық бақылаудың элементі болып табылады.

Атмосфералық ауаға ұйымдастырылған шығарындылар, сондай-ақ процестердің параметрлері бекітілген стандарттарға сәйкес мерзімді немесе үздіксіз өлшеу әдістерін қолдану арқылы бақыланады.

Пайдаланылған мониторинг түрі (үздіксіз немесе мерзімді өлшеулер) бірқатар факторларға, мысалы: ластағыш заттың табиғатына, шығарындылардың экологиялық маңыздылығына немесе оның өзгергіштігіне байланысты.

Шығарындылар мониторингі тікелей өлшеу әдісімен жүзеге асырылуы мүмкін, олардың ішінде төмендегілерді бөліп көрсетуге болады:

бақыланатын көздердің шығарындыларындағы ластағыш заттардың концентрациясын үздіксіз өлшейтін автоматты газ талдауыштарына негізделген аспаптық әдіс (үздіксіз өлшеу);

аспаптық-зертханалық – бақыланатын көздерден шығарылатын газдардың сынамаларын кейіннен химиялық зертханаларда талдау жасай отырып алуға негізделген (мерзімді өлшеу);

есептеу әдісі - әдістемелік деректерді пайдалануға негізделген.

Атмосфералық ауадағы шығарындыларға мониторинг ұйымдастырылған шығарындылар көздеріне де, сол сияқты ұйымдастырылмаған көздерге де жүргізілуі мүмкін.

Түтін газдарындағы ЛЗ концентрациясының мониторингі мерзімді немесе үздіксіз өлшеу түрінде жүзеге асырылады. Мерзімді өлшеулерді құбырдағы түтін газдарының сынамаларын қысқа мерзімді іріктеу жолымен мамандандырылған персонал жүргізеді. Өлшеу үшін түтін газының үлгісі газжолынан алынады және ластағыш зат бірден тасымалды өлшеу жүйелерімен (мысалы, газ талдауыштар) немесе кейіннен зертханада талданады. Үздіксіз өлшеу жолымен эмиссиялардың мониторингі (автоматтандырылған мониторинг) тікелей түтін құбырында, сондай-ақ Қазақстан Республикасында қолданыстағы сынама алу стандарттарын сақтай отырып, газ құбырында орнатылған өлшеу жабдығымен жүзеге асырылады.

Ұйымдастырылмаған шығарындыларды бақылауға ерекше назар аудару керек, өйткені олардың мөлшерін анықтау көп еңбек пен уақытты қажет етеді. Тиісті өлшеу әдістері бар, бірақ оларды қолдана отырып алынған нәтижелердің сенімділік деңгейі төмен және әлеуетті көздер санының өсуіне байланысты жалпы ұйымдастырылмаған шығарындыларды/төгінділерді бағалау нүктелік көздердің шығарындыларына/төгінділеріне қарағанда айтарлықтай шығындарды талап етуі мүмкін.

Төменде ұйымдастырылмаған шығарындылардың мөлшерін анықтаудың кейбір әдістері қарастырылған:

заттың ағыны өлшенетін "эквивалентті беткейді" анықтауға негізделген ұйымдасқан шығарындыларға ұқсас әдіс;

жабдықтағы ағып кетуді бағалау;

тиеу-түсіру операциялары кезінде сақтауға арналған ыдыстардан шығатын шығарындыларды, сонымен қатар қосымша учаскелердің (тазарту құрылыстары және т.б.) қызметінің нәтижесінде пайда болатын шығарындыларды анықтау үшін коэффициенттердің көмегімен есептеу әдістерін пайдалану;

оптикалық мониторингке арналған құрылғыларды пайдалану (кәсіпорынның ық жағынан ағып кету нәтижесінде пайда болған ластағыш заттардың концентрациясын ластағыш заттарға сіңірілетін және/немесе сейілетін электрмагниттік сәулеленуді қолдана отырып анықтау);

материалдық баланс әдісі (заттың кіру ағынын, оның жинақталуын, осы заттың шығу ағынын, сондай-ақ технологиялық процесс барысында оның ыдырауын есепке алу, осыдан кейін қалдық қоршаған ортаға шығарындылар түрінде түскен болып есептеледі);

кәсіпорын аумағындағы іріктелген әртүрлі нүктелерге немесе аймақтарға, сонымен қатар осы учаскелерде әртүрлі биіктікте орналасқан нүктелерге газ-трассерді жіберу;

ұқсастық қағидаты бойынша бағалау әдісі (метрологиялық деректерді ескере отырып, ық жақтағы ауаның сапасын өлшеу нәтижелеріне сүйене отырып шығарындылардың мөлшерін бағалау);

кәсіпорынның ық жағынан шығатын дымқыл және құрғақ шөгінділерді бағалау, мұның өзі осы шығарындылардың (бір айдағы немесе бір жылдағы) динамикасын бағалауға мүмкіндік береді.

Барлық учаскелерде жалпылама қолданылатын өлшем әдістері жоқ және өлшем әдіснамасы әр учаскеде әртүрлі болады. Қосымша өндіріс, транспорт және экстраполяцияны қиындататын өзге де көздер сияқты өнеркәсіптік алаңға жақын жерлердегі басқа көздер айтарлықтай әсер етеді. Сондықтан, алынған нәтижелер салыстырмалы немесе бақыланбайтын шығарындыларды азайту бойынша қабылданған шаралардың көмегімен қол жеткізілген төмендеуді көрсететін бағдарлық шама болып табылады.

Сынама алу нүктелері қауіпсіздік және гигинеа стандарттарына сай, оңай қолжетімді және жеткілікті мөлшерде болуы керек.

Аумақтық көздерден ұйымдастырылмаған шығарындыларды өлшеу күрделірек және мұқият әзірленген әдістерді қажет етеді, өйткені:

шығарындылардың сипаттамалары метеорологиялық жағдайлармен реттеледі және үлкен ауытқуларға ұшырайды;

шығарындылар көзінің аумағы үлкен болуы мүмкін және дәлсіздікпен анықталуы мүмкін;

өлшенген мәліметтерге қатысты қателіктер көп болуы мүмкін.

Технологиялық жабдықтардың саңылауларынан атмосфераға шыққан ұйымдастырылмаған шығарындылардың мониторингі ұшпа органикалық қосылыстардың (ҰОҚ) жайылуын анықтауға арналған жабдықтың көмегімен жүргізілуі тиіс. Егер жайылу көлемі аз болса және оларды аспаптық өлшемдермен бағалау мүмкін болмаса, онда ластағыш заттардың концентрациясын жеке-жеке өлшеумен бірге массалық теңгерім әдісін қолдануға болады.

Ұйымдастырылмаған шығарындыларды бақылаудың сипатталған әдістері халықаралық тәжірибені ескере отырып жасалған және олар нақты және сенімді нақты көрсеткіштерді бере алмайтын сатыда тұр, бірақ олар белгілі бір уақыт аралығында шығарындылардың болжамды деңгейлерін немесе шығарындылардың ықтимал өсу тенденцияларын көрсетуге мүмкіндік береді. Ұсынылған әдістердің біреуін немесе бірнешеуін қолданған жағдайда жергілікті пайдалану тәжірибесін, жергілікті жағдайларды, қондырғының арнайы конфигурациясын және т.б. ескеру қажет.

Бақыланатын заттардың тізіміне пайдаланылатын бақылау (аспаптық) әдістері көрсетілген стационарлық көздердің шығарындыларының құрамындағы және технологиялық нормативтер белгіленген ластағыш заттар (оның ішінде маркерлік заттар), шекті рұқсат етілген шығарындылар, уақытша келісілген шығарындылар енгізілуі тиіс.

Кәсіпорын аумағындағы және әсер ететін облыстың шекарасындағы атмосфералық ауаның жағдайына мониторингтік бақылау (әсер ету мониторингі) ӨЭБ бағдарламасына сай жүргізіледі.

4.2-кесте. Мониторинг жүргізу жөніндегі ұсыныстар

Р/с №	Әдіс (жабдық)	Мерзімділік
1	2	3
1	Процестің тұрақтылығын көрсететін процесс параметрлері	Үздіксіз
2	Процестің маңызды параметрлерін бақылау және тұрақтандыру: шикізаттың біркелкілігі, отын, қоспалар, артық ауа деңгейі	Үздіксіз
3	Тиісті технологиялық процестің ЛЗ шығарындылары (тозаң, күкірт диоксиді (SO₂)_,азот оксиді(NO_x)	Үздіксіз
4	Агломерация процесі кезіндегі ПХДД/ПХДФ, сынап (Hg) шығарындылары, кокстеу процесі кезіндегі күкіртсутек (), , H₂S, болат өндіру процестері кезіндегі күкірт диоксиді (SO₂)_,азот оксиді (NO_x)_,көміртек оксиді (СO), ПХДД/ПХДФ, сынап (Hg), кальций карбидін өндіру процестері кезіндегі көміртек оксиді (СО)	Мерзімді (ӨЭБ бағдарламасына сәйкес), бірақ айына кемінде 1 рет)

Атмосфералық ауаға эмиссияларды мониторингілеу үшін пайдаланылатын әдістер мен құралдар тиісті ұлттық нормативтік құқықтық актілерде белгіленеді.

4.5.2. Су объектілеріне ластағыш заттар төгінділерінің мониторингі

Су ресурстарына өндірістік мониторинг жүргізу болып жатқан өзгерістерді уақтылы анықтау және бағалау, су ресурстарын ұтымды пайдалануға және қоршаған ортаға әсерді жұмсартуға бағытталған іс-шараларды болжау үшін кәсіпорын қызметін зерттеу және бақылаудың бірыңғай жүйесін білдіреді.

Су ресурстарының жай-күйіне өндірістік мониторинг жүргізу шеңберінде су тұтыну және су тарту жүйелеріне бақылау жасау және қарастырылып отырған аудандағы су ресурстарына әсер ету көздеріне, сондай-ақ су ресурстарын ұтымды пайдалануға зерттеу жасау көзделеді.

Мониторинг нәтижелері өндірістік қызметті жүзеге асыру кезінде қоршаған ортаның болып жатқан өзгерістерін уақтылы анықтауға және бағалауға мүмкіндік береді.

Су ресурстарының жай-күйін бақылау:

операциялық мониторинг – сарқынды суларды тазарту құрылыстарының жұмысы мен тиімділігін бақылауды;

эмиссиялар мониторингі – ағызылатын сарқынды сулардың көлемін және олардың белгіленген нормативтерге сәйкестігін бақылауды; сарқынды сулардың сапасын және олардың ШРТ белгіленген нормаларына сәйкестігін бақылауды;

әсер ету мониторингі – сарқынды суларды жинауыш – су жинауыш тоғанның суының сапасын зерттеуді (ластағыш заттардың фондық концентрациясы) қамтиды.

Су объектілерін қорғау және пайдалану саласындағы өндірістік мониторинг:

сарқынды сулардың пайда болуына байланысты технологиялық процестер мен жабдықтардың;

су алу және пайдаланылған суды есепке алу орындарының;

сарқынды суларды, оның ішінде тазартылған суларды ағызатын орындардың;

сарқынды суларды тазартуға арналған құрылыстар мен кәріз жүйелерінің құрылыстарының;

су тұтыну және су бұру жүйелерінің;

рұқсат беру құжаттамасы негізінде пайдаланылатын жерүсті және жерасты су объектілерін, сондай-ақ су қорғау аймақтары мен жағалаудағы қорғау белдеулерінің аумақтарын пайдаланудың нормаланатын параметрлері мен сипаттамаларын тұрақты бақылауды қамтиды.

Үздіксіз өлшеу әдісі атмосфералық ауаға ластағыш заттардың шығарындыларын бағалаумен қатар өнеркәсіптік кәсіпорындардың сарқынды суларының параметрлерін анықтау үшін кеңінен қолданылады.

Өлшемдер тікелей сарқынды сулар ағынында жүргізіледі.

Сарқынды сулардың көлемдік шығыны үздіксіз өлшеулер барысында белгіленетін негізгі параметр болып табылады. Сонымен қатар сарқынды суларды үздіксіз бақылау процесінде келесі параметрлер анықталуы мүмкін:

рН және электр өткізгіштік;

температура;

лайлылық.

Төгінділерге арналған үздіксіз мониторингті таңдау:

жергілікті жағдайлардың ерекшеліктерін ескере отырып, қоршаған ортаға сарқынды сулардың төгінділерінің болжамды әсеріне;

тазартылған су параметрлерінің өзгеруіне жылдам әрекет ету мүмкіндігі үшін сарқынды суларды тазарту қондырғысының өнімділігіне мониторинг жүргізу және бақылау қажеттілігіне (бұл ретте өлшеулерді жүргізудің ең төмен жиілігі тазарту құрылыстарының конструкциясына және сарқынды сулардың төгінділерінің көлеміне байланысты болуы мүмкін);

өлшеу жабдығының бар болуы және сенімділігі және сарқынды суларды ағызу сипатына;

үздіксіз өлшеу шығындарына (экономикалық орындылығы) байланысты.

Бақыланатын заттардың тізіміне бақылаудың қолданылатын әдістері (аспаптық) көрсетілген маркерлік ластағыш заттар енгізілуі тиіс.

Сарқынды сулардың сынамаларын төмендегідей түрде алуға болады:

сарқынды сулар ағынынан алынған бір сынаманы білдіретін кездейсоқ сынама;

белгілі бір кезең бойы үздіксіз алынатын сынамаға жататын құрама сынама немесе үздіксіз немесе ауық-ауық алынған бірнеше сынамадан тұратын сынама немесе белгілі бір кезең бойы не үздіксіз, не ауық-ауық алынған немесе бір-бірімен аралас бірнеше сынамадан тұратын сынама;

квалификациялық кездейсоқ сынама ең кемі екі минуттық аралықпен ең көбі екі сағат ішінде алынған кейіннен араластырылатын кемінде бес кездейсоқ сынамадан тұратын құрама сынамаға жатады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Процестердің тиімділігін бақылау қойылған экологиялық мақсаттардың қолжетімділігі туралы талдау жүргізу, сонымен қатар болжамды апаттар мен инциденттерді анықтау және жою мақсатында шығарындыларды, төгінділерді тазалау процестерімен байланысты.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Әрбір кәсіпорында мониторинг бағдарламасын әзірлеу өндірістік процестің ерекшелігін, пайдаланылатын шикізатты, климаттық жағдайларды, қоршаған ортаның қазіргі жағдайын және т.б. ескере отырып жүргізіледі.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптарын сақтау.

4.6. ЕҚТ Технологиялық процесті басқару

Сипаттау

Өндіріс процесінің тұрақтылығын қамтамасыз ету: процестерді оңтайландыру, энергия тиімділігін арттыру және дайын өнімді шығару көрсеткіштерін арттыру.

Техникалық сипаттамасы

Автоматтандырылған бақылау, басқару жүйелерін енгізу және келесі техникаларды пайдалану.

Қолданылатын технологиялық процестер мен тазалау әдістеріне сәйкес бастапқы материалдарды тексеру және таңдау.

Рәсімдерде:

тауарға арналған ілеспе құжаттарды бақылау;

жеткізілген материалдың шартта және тауарға ілеспе құжаттарда көрсетілгенге сәйкес келетіндігін көзбен шолып тексеру;

шихтаны өлшеу және мөлшерлеу жүйесін бақылау;

бастапқы шикізатты қабылдауды бақылау және сақтау орнын анықтау (көзбен шолып тексеру, материалдың түріне байланысты соңғы іріктеме талдау, радиоактивтілігін сынау);

шикізаттың химиялық құрамын бақылау;

бөгде заттарды сұрыптау (сәйкессіздігі анықталған жағдайда: жеткізушіге қайтару немесе жою);

қайта өңдеудің оңтайлы тиімділігіне қол жеткізу және шығарындылар мен қалдықтарды азайту үшін шихтаның құрамына кіретін әртекті материалдарды мұқият араластыру. Шикізаттың дұрыс қоспаларын анықтау үшін шағын пештер қолданылады. Пештегі ылғалдылықтың ауытқуы технологиялық газдың аспирациялық жабдық үшін тым көп болуына әкелуі мүмкін, бұл ұйымдастырылмаған шығарындылардың пайда болуына ықпал етеді;

дабылды, жағу шарттарын және қосымша газды беруді қоса алғанда, материалды беру жылдамдығын, негізгі технологиялық параметрлерді бақылайтын микропроцессорлық құрылғыларды пайдалану;

пештегі температураны, қысымды, оттегі құрамын және газ беруді үздіксіз аспаптық бақылау;

шығарылатын газ ағындарын тазарту қондырғыларындағы процестердің критикалық параметрлерін бақылау (газ температурасы, берілетін реагенттердің саны, қысымы, электр сүзгідегі тоқ және кернеу, ылғалды скруббердегі сұйықтықтың берілу көлемі және рН, берілетін газдың құрамы);

үйінділерді немесе жабдықтың ақаулықтарын анықтау үшін діріл деңгейін үздіксіз аспаптық бақылау;

электрлік түйіспелердің тоқ күшін, кернеуі мен температурасын үздіксіз аспаптық бақылау;

қатты қыздырудан металдар мен металл оксидтері шығарындыларының пайда болуын болдырмау үшін температураны бақылау және реттеу;

температураны, лайлылықты, РН, электр өткізгіштікті және ағын көлемін үздіксіз аспаптық бақылауды қоса алғанда, реагенттердің берілуін және тазарту жабдықтарының жұмысын бақылау үшін микропроцессорлық құрылғыларды пайдалану;

пештің герметикалық немесе жартылай герметикалық жүйелерін қолдана отырып технологиялық газдарды жинау. Айнымалы жылдамдықты интерактивті желдеткіштер газды жинаудың оңтайлы жылдамдығын қамтамасыз ету және энергия шығындарын азайту үшін қолданылады;

герметикалық реакторларды немесе салқындатқыштармен немесе конденсаторлармен бірге жергілікті бу жинауды қолдана отырып, еріткіш буларын мүмкіндігінше жинау және шығарып алу;

қоршаған ортаның сапасын басқару жүйелерін пайдалану;

флюс қосуды бақылау және оңтайландыру үшін мерзімді іріктелетін сынамалар негізінде қож, металл және штейн материалына талдау жүргізу, өндірістік процестің шарттарын анықтау және материалдардағы металдардың құрамын бақылау қамтылады.

Ластануды болдырмау, тозуды болдырмау, бастапқы материалдардың тиісті сапасын қамтамасыз ету, қайта пайдалану және қайта өңдеу мүмкіндігін қамтамасыз ету, сондай-ақ процестің тиімділігін арттыру және металдың шығымын оңтайландыру мақсатында материалдардың ішкі ағындарын басқару мен бақылауды оңтайландыру мақсатында ресурстарды басқару әдістері қолданылады.

Кіру материалдарын және өндіріс қалдықтарын тиісті түрде сақтау және олармен дұрыс жұмыс істеу (жүктеу нүктелерін қоса алғанда), қоймалардан және конвейерлік таспалардан шыққан, ауа арқылы жайылатын тозаңның шығарындыларын барынша азайтуы, сондай-ақ топырақтың, жерасты суларының және сарқынды сулардың ластануын болдырмауы мүмкін.

Басқа қондырғылардан (технологиялық процестерден) және секторлардан шыққан технологиялық қалдықтарды пайдалануды қамтитын интеграцияланған өндірістерді басқарудың жолға қойылған жүйелері оларды шикізат ретінде ішкі және/немесе сыртқы пайдалануды барынша арттыруға мүмкіндік береді.

Материалдық ағындарды басқару металлургия зауытының жалпы қалдықтарының экономикалық маңызы жоқ шағын бөліктерін бақыланатын кәдеге жаратуды қамтиды.

Металл сынықтарын пайдалануды жақсарту үшін келесі әдістерді жеке немесе комбинацияда қолдануға болады:

сынықтарды жеткізу тапсырысында өндірістік профильге сәйкесетін қабылдау критерийлерінің ерекшелігі;

сынықтардың шығу тегін мұқият бақылау арқылы сынықтардың құрамын жақсы білу; ерекше жағдайларда балқыманы сынау сынықтардың құрамын сипаттауға көмектеседі;

тиісті қабылдау және жеткізуді тексеру құралдарының бар болуы;

қондырғыда пайдалануға жарамсыз металл сынықтарын болдырмау үшін рәсімдердің бар болуы;

сынықтарды (мысалы, мөлшері, қорытпалары, тазалық дәрежесі) әртүрлі критерийлері бойынша сақтау; дренаждық-жинау жүйесі бар өткізбейтін беттерде топыраққа ластағыш заттардың шығарындылары болуы мүмкін сынықтарды жинау; мұндай жүйеге деген қажеттілікті азайтатын шатырды пайдалану;

өндірілген болат маркасына ең қолайлы сынықтарды пайдалану үшін құрамын білуді ескере отырып, әртүрлі қорытпаларға арналған сынықтар партиясын құрастыру (кейбір жағдайларда бұл құрамында қажетсіз элементтерді болдырмау үшін қажет, ал басқа жағдайларда сынықта болатын және болат маркасын өндіру үшін қажет қоспалауыш элементтерді пайдалану үшін қажет);

өзінен шыққан барлық сынықтарды үйіндіге өңдеуге жедел қайтару;

пайдалану және басқару жоспарының болуы;

қауіпті немесе түрлі-түсті ластағыш заттардың, әсіресе полихлорланған бифенилдердің (ПХД) және майлардың қосылып кету қаупін азайту үшін металл сынықтарын сұрыптау. Мұны әдетте сынық жеткізушісі жасайды, бірақ оператор қауіпсіздік мақсатында сынықтардың барлық партияларын герметикалық контейнерлерде тексереді. Осыған сәйкес іс жүзінде құрамында ластағышлардың болуы қаншалықты мүмкін екенін тексеруге болады. Біршама мөлшердегі пластикті (мысалы, пластик жабыны бар компоненттерді) бағалау талап етілуі мүмкін.

радиоактивтігін бақылау;

металл сынықтарын қайта өңдеушілердің пайдаланудан шығарылған көлік құралдарының және электрлік және электрондық жабдықтардың құрамында сынабы бар компоненттерін міндетті түрде жоюын енгізуді сынықтарды сатып алу-сату шарттарында сынаптың болмауын бекіту, көрінетін электрондық тораптары мен агрегаттары бар сынықтардан бас тарту арқылы жақсартуға болады.

Иісті басқарудың негізгі принциптері:

иіс көзі болып табылатын материалдарды пайдалануды болдырмау немесе азайту;

иісі бар материалдар мен газдарды дисперсиялау және сұйылту алдында олардың құрамы мен шығарылуы;

оларды өңдеу, мүмкін, күйдіру немесе сүзу арқылы.

Иістерді сәтті кетіретін қолайлы биологиялық түрлер үшін субстрат ретінде әрекет ететін шымтезек немесе ұқсас материал сияқты биологиялық орталарды пайдалану. Егер қатты иісті материалдар сұйылтылған болса, иістерді кетіру өте қиын және қымбат процесс болуы мүмкін. Иісі бар материалдардың концентрациясы төмен газдың өте үлкен көлемін өңдеу үшін үлкен технологиялық қондырғы қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға металдардың, тозаңның және басқа заттардың шығарылуын болдырмау. Ресурс үнемдеу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Металлургия зауыттарында АБЖ дамыту бағытының қазіргі жағдайлардағы айрықша ерекшелігі - технологияның барлық аспектілерін (технологиялық процестерді басқару, өндірісті жедел басқару, өндірісті жоспарлау) қамтитын жеке ішкі жүйелердің байланысы болып табылатын және бірыңғай принциптер мен жүйелік тәсіл негізінде құрылған біріктірілген АБЖ-ға көшумен сипатталады [54].

Қазіргі заманғы конвертер цехында кем дегенде үш ТП АБЖ бар: конвертерде болатты балқыту процесін басқару; болатты пештен тыс өңдеу процестерін басқару; болатты үздіксіз құю процесін басқару. Өндірісті жедел басқару жүйесі оттегі-конвертер цехының барлық учаскелерінің оңтайлы динамикалық жұмыс кестесін құруды және іске асыруды қамтамасыз ете отырып, барлық үш ТП АБЖ жұмысын байланыстыруы керек.

"Северсталь" ААҚ кәсіпорнының агломерациялық процесін басқаруға арналған жүйе технологиялық параметрлерді визуализациялаудан басқа, жергілікті архивте деректерді мұрағаттауды жүргізеді, дабыл есептерін жүргізеді, технологиялық параметрлерді MS SQL-есептеу орталығының серверіне тікелей беруді жүзеге асырады, технологиялық процесті көрсету үшін видеоформаларда қажетті анимацияны жүзеге асырады.

Агломерациялық процестің міндеті отын ретінде кокс қоқырын пайдалана отырып қажетті мөлшердегі флюспен біріктіру арқылы темір кенді концентраттардың қоспасынан, қайтарымды өнімнен, мойындық тозаңынан, отқақтан, құрамында темірі бар басқа материалдардан домна өндірісіне арналған жоғары сапалы шикізатты дайындау болып табылады.

АБЖ енгізген соң тұтынылатын кокс 52 % төмендеді. Жылдық экономикалық нәтиже $200.000 құрады. Өтелімділігі - 20 күн. Әзірлеуге 5 адам/ай жұмсалды.

ЕВРАЗ НТМК-де жедел деректерді визуализациялау есебінен учаскенің өнімділігін арттыру мақсатында процестердің тиімділігін басқару жүйесі (DPM) ендірілген. Жобаны енгізудің жалпы экономикалық нәтижесі жыл сайын 12 млн рубльден көп соманы құрайды деп болжамданып отыр. Жұмыс істеу қағидаты мынадай: жүйе өндірісте және шойын қорытуға арналған қоспаны - темір-флюсты әзірлеу кезінде екінші рет пайдалану үшін дайындалатын, тиелген қожды түрі, көлемі бойынша шоғырландырады. Графиктер компьютердің экранына шығарылады, қож ауласында қожды қайта өңдейді. Бұл жүйе жұмыскерлерге іркілістердің себебі мен уақыты туралы ақпаратты жылдам талдауға, өз нәтижелерін қадағалауға мүмкіндік береді, мұның өзі тұтас учаскенің жұмысын жақсартуға әсер етеді. Учаскенің өндірімділігі айына 5 тоннадан 6 тоннаға дейін ұлғайды.

ВИЗ-Стальда (НЛМК тобына кіреді) (Ресей) термиялық жабдықты предиктивті диагностикалайтын инновациялық технология енгізілді. Ол механикалық тораптардың және мойынтіректердің жай-күйін шынайы уақытта бағалауға, ақауларды уақтылы жөндеуге және жоспардан тыс іркілістер қаупін барынша азайтуға мүмкіндік береді. Диагностиканы - SVS (sound visualization system) – дыбысты цифрлық визуалдау жүйесінің көмегімен жүргізеді. SVS жүйесін пайдалану нәтижесінде SVS торының көмегімен тексерілетін термиялық жабдықтың жоспардан тыс іркілістерінің саны ең төменгі мәнге дейін азайды. Бұл ретте жөндеуге кететін уақыт пен оған қатыстырылатын персоналдың саны қысқарды.

JFE Steel корпорациясы (Жапония) 2023 жылдың бас кезінде Шығыс Жапониядағы компанияның зауытындағы домна пешін пайдалануға беру кезінде оның реконструкциясын аяқтады. Реконструкциялау процесі өткен жылғы қыркүйекте басталды және оның құны 43 миллиард иенге жуық болды. Пештің көлемі - 5 153 м³, өзгерген жоқ. Жаңғырту жүктелетін материалдың орналасу дәлдігін арттыру және пештің қызуын бақылау үшін деректерді өңдеу технологиясын енгізу арқылы пештің жұмысын тұрақтандырды. Оған қоса, пештің корпусының жұмыс қабілеттілігін жақсарту және қызмет ету мерзімін ұзарту үшін көршілес жабдық та жаңартылды.

Конвертерлік болат қорыту өндірісінде пайдаланылатын Danieli Corus BOF (Ұлыбритания) технологиялық процесті басқару жүйесі жеке-жеке немесе бірге іске асыруға болатын аппараттық және бағдарламалық компоненттер жинағынан тұрады. Қосымша мойнақ, пайдаланылған газды талдау жүйесі және қожды араластыруға және бақылауға арналған жабдық жүйемен байланысты негізгі аппараттық қамсыздандыру болып табылады. Жүйені бірінші рет орнатқан соң қосымша модульдермен толықтыруға болады. Danieli Corus технологиялық процесті басқару жүйесімен оттектің базалық конвертерлері есептеулер мен рецептілер негізінде толық компьютерлік режимде жұмыс істеуі мүмкін, бірақ жүйе оператордан ауытқуға да мүмкіндік береді. Бұл жүйе көптеген болат қорыту зауыттарында енгізілді. Аппараттық құрал мен процесс моделі осы іске асырудың барлығында өзінің икемділігін дәлелдеді. Жүйені кез-келген кәсіпорынға дәл туралауға және қолданыстағы операциялық процедураларға сәйкес оңтайландыруға болады. Осы жүйе кез-келген конфигурацияда және кез келген жұмыс режимінде үздік қайталанғыштықпен, жоғары қолжетімділікпен және жоғары дәлдік пайызымен қамтамасыз етеді. Конвертерлік болат қорыту өндірісінде Danieli Corus жүйесі оңтайлы өндірімділіктің кілті болып табылады.

Артықшылықтары: батырманы бір-ақ рет басып қыздыру мүмкіндігі, шойынды, сынықтарды, флюстарды, коммуналдық қызметтерді пайдалану және отқа төзімді тозу тұрғысындағы тікелей пайда, жөнделген балқымалар санын, сондай-ақ тікелей шығындарды азайту, максималды өндірімділік үшін қорытудан қорытуға дейінгі уақытты (8 минутқа дейін) айтарлықтай қысқарту, сенімділік және ұзаққа жарамдылық.

Кросс-медиа әсерлері

Энергия сыйымдылығының төмендеуі. Энергия тиімділігін арттыру.

Жоғарыда аталған әдістерді қолдануға сәйкес өнімділікті арттырудан, энергия тұтынуды азайтудан және агломераттың өзгермейтін сапасынан көрінетін пайдалану сипаттамалары тұрғысынан қосымша артықшылықтар пайда болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жоғарыда аталған әдістер әдетте Қазақстанның және басқа елдердің зауыттарында қолданылады. Барлық операторлар тоқтап қалуын азайта отырып және техникалық қызмет көрсетудің жоғары стандарттарын сақтай отырып, агломерациялық қондырғыларды мүмкіндігінше үздіксіз басқаруға тырысады.

ТП АБЖ "Уральская Сталь" ААҚ ЭБҚЦ (Новотроицк қаласы, Оренбург облысы) цехында дайындамаларды үздіксіз құю машинасында (ДҮҚМ- 1) аралық шөміштерді қыздыру қондырғысына (АШҚҚ) енгізілген. ТП АБЖ БПЛК-022 бағдарламаланатын логикалық контроллерінің көмегімен іске асырылды. Бұл жүйе ДҮҚМ- 1 аралық шөміштерінің қаптамасын қыздыру процесін автоматтандырылған басқаруды, атап айтқанда газ-ауа оттығының, желдеткіштердің, түтінтартқының, жапқыштың электрлік жетегінің және жергілікті автоматика құралдарының датчиктерінің жұмысын басқаруды қамтамасыз етеді. БПЛК-022 ақпарат жинайды, деректерді бірінші өңдейді, мұрағаттайды, технологиялық дисплейге шығарады, сонымен қатар өлшеу ақпаратын Ethernet бойынша АРМ диспетчерінің компьютеріне береді. Жаңа құрамалы ДҮҚМ пайдалануға енгізу "Уральская Сталь" ААҚ-ға 50 % болатты үздіксіз тәсілмен құюға, металл шығынын азайтуға, қиыққа кететін шығындарды азайтуға және сәйкесінше құйма дайындаманың өзіндік құнын азайтуға мүмкіндік берді.

Экономика

Техникалық қызмет көрсету мен жұмыс күшінің операциялық шығындары агломераттың жоғары өнімділігі мен тұрақты сапасының артықшылықтарымен теңестіріледі. Сонымен қатар, жақсы қызмет жасалған және үздіксіз жұмыс істейтін қондырғы отын мен энергияны тұтынудың төмендеуіне әкеледі.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту. Шикізатты үнемдеу. Үздіксіз және тұрақты өндіріс процесі.

4.7. Материалдарды сақтау, тиеу-түсіру жұмыстары және шикізатты және (аралық) өнімдерді тасымалдау барысындағы ұйымдастырылмаған шығарындылар кезіндегі ЕҚТ

Сипаттау

ЕҚТ бір әдісті немесе әдістер комбинациясын пайдалана отырып материалдарды сақтау, тиеу-түсіру жұмыстары және тасымалдау барысында ұйымдастырылмаған шығарындыларды болдырмауды немесе азайтуды білдіреді. Егер шығарындыларды азайту әдістері пайдаланылса, ЕҚТ шығарындыларды тұту тиімділігін оңтайландыруды және төменде көрсетілген әдістердің көмегімен кейіннен тазалауды білдіреді.

Техникалық сипаттамасы

Металлургия зауыттарында шикізат пен материалдарды түсіру, сақтау, өңдеу және тасымалдау жүйелері ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының бастапқы көзі болып табылады. Екінші реттік шығарындыларға жолдың қозғалыс бөлігіндегі көлік құралдарының қозғалысынан болатын, шасси мен доңғалақтардың ластануынан болатын қалқыма тозаң-тозаңды, сонымен қатар сақтау немесе өңдеу алаңдарынан келген материалдарды қайта өлшеу операцияларын жатқызуға болады.

Ұйымдастырылмаған шығарындыларға тікелей өндірістік процестерде туындайтын газ кемуін де жатқызуға болады. Технологиялық қалдықтарды өңдеу кезінде шығарылатын газдар түріндегі аздаған шығарындыларды, сонымен қатар өндірістің уату, елеу, жүктеу, балқыту және басқа да процестері кезінде өнімді толық шығарып алмаған кезде бөлінетін шығарындыларды да ұйымдастырылмаған шығарындылардың екінші реттік кздеріне жатқызуға болады.

Ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын азайтудың негізгі әдістеріне бірінші кезекте, ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын болдырмау немесе азайту бойынша іс-шаралар жоспарын (ЭМЖ бір бөлігі болып табылады) әзірлеуді, егер олар тозаң шығарындыларының негізгі көзі ретінде анықталған болса, белгіленген операцияларды уақытша тоқтату мүмкіндігін қарастыруды жатқызу керек. Осыған ұқсас көздерді идентификациялау үшін желдің бағыты мен күші сияқты физикалық факторлардың мониторингін қамтитын бақылау нүктелері жеткілікті мөлшерде болуы қажет.

Сусымалы шикізатты өңдеу және тасымалдау кезінде тозаң шығарындыларының алдын алу әдістеріне мыналар жатады:

ұзын қоймаларды (штабельдерді) жел тармақтарының басым бағыты бойынша бағыттау;

желден қорғайтын экрандарды орнату немесе таса ретінде табиғи ландшафтыны пайдалану;

материалдың ылғалдылығын бақылау;

жоспарланбаған тозаң шығарындыларын болдырмау үшін технологиялық операциялар кезіндегі ұйымдастыру-техникалық шаралар;

конвейерлердің және бункерлердің және т.б. тиісті сыйымдылығы;

қажет болса, тозаңды басу үшін әртүрлі байланыстырушы қоспалары бар су бүріккішті пайдалану;

жабдыққа техникалық қызмет жасаудың қатаң стандарттары;

жолдарды уақтылы тазалау және ылғалдау;

вакуумды тазалау үшін мобильді және стационарлық тозаңсорғыш жабдықты пайдалану;

тозаңды басу немесе тозаңды жою, сондай-ақ көп тозаң түзілетін көздерді жою үшін қапшық сүзгілерді тазалауға арналған құрылғыларды пайдалану;

қатты жабынды жолдарды жоспарлы тазалау үшін шығарындылар деңгейі төмен сыпырып-жинағыш машинаны қолдану.

Материалдарды жеткізу, сақтау және кәдеге жарату әдістеріне төмендегі шаралар (оларды қоса алғанда, бірақ осылармен шектелмей) жатады:

тозаңдататын материалдарға арналған сүзгіленген ауаны сорғышпен жабдықталған ғимараттағы жүк түсіретін бункерлерді толық қоршау қажет, әйтпесе бункерлер тозаңнан қорғайтын арақабырғамен жабдықталуы, ал жүк түсіретін торлар тозаңды жою және тазарту жүйелеріне қосылуы тиіс;

мүмкіндігінше материалдың құлау биіктігін 0,5 м дейін шектеу;

тозаңды басу үшін су бүріккіштерді пайдалану (айналым суын пайдаланған жөн);

қажет болса, сақтауға арналған бункерлерді тозаңдылығын бақылауға арналған сүзгілеу құрылғыларымен жабдықтау;

бункерден материалды шығарып алу үшін толық жабық құрылғыны пайдалану;

қажет болса, ластану қаупін азайту үшін металл сынықтарын қатты жабыны бар төбесі жабылған алаңдарда сақтау;

егер мүмкіндік болса (сақталатын шикізат пен материалдар рұқсат етілген көлемде болса), ашық алаңдардың орнына жабық қоймаларды пайдалану;

табиғи рельефпен, қайраңдармен желден қорғайтын жолақтар жасау немесе ұзақ уақыт бойы зиян келтірмей тозаңды тұтатын және сіңіретін бойы биік шөп пен мәңгі жасыл ағаш отырғызу;

үйінділердің биіктігі мен формасын шектеу;

үйінділер мен қож үймелеріне гидроегістік егу;

тозаң шығаруды азайту үшін ашық учаскелерге бұталар мен ағаштарды немесе басқа өсімдіктерді отырғызу арқылы аумақты көгалдандыру;

беткейлерді тозаң біріктіргіш заттарды пайдалана отырып ылғалдау;

заттарды брезентпен жабу немесе тозаң көтерілуін барынша азайту үшін (мысалы, латекс) төсемдерді жинау;

ашық беткейлерді азайту үшін тіреуіш қабырғасы бар сақтау орындарын пайдалану;

қажет болса, дренажды жүйесі бар өткізбейтін бетондалған беткейлерді пайдалану.

Теміржол көлігін пайдаланған кезде, атап айтқанда вагондардан немесе жүк көліктерінен жүк түсірген кезде тозаң шығарындыларын азайту шараларына, егер қолдануға жарамды болса, арнайы жабық типті жүк түсіретін жабдықты пайдалануды жатқызуға болады.

Айтарлықтай тозаң шығарындыларын шығаруы мүмкін материалдарды пайдаланған кезде, кейбір әдістерде толық жабық болатын және сүзгілейтін құрылғымен жабдықталатын жүкті ауыстырып тиейтін орынды, дірілдеткіш електі, ұсақтағышты, бункерлерді және т.б., сондай-ақ орталық немесе жергілікті вакуумды тазарту жүйелерін пайдалану қамтылады.

Қожды өңдеу және қайта өңдеу әдістеріне:

қожды тасымалдау және қайта өңдеу үшін қож түйіршіктері запастарын дымқыл күйде сақтауды қамтиды, себебі кепкен домна шлагы және болат құятын қож тозаң шығаруы мүмкін;

тиімді тозаңды бұру жүйесімен және қапшық сүзгілерімен жабдықталған жабық қож уатқыш жабдықты пайдалануды қамтиды.

Сынықтармен жұмыс істеу әдісі көлік құралдарының қозғалысынан көтерілетін тозаңды барынша азайту үшін металл сынықтарын бастырманың астында және/немесе бетон еденде сақтауды қамтиды.

Материалдарды тасымалдау кезінде ескерілуі тиіс шараларға мыналар жатады:

батпақ пен тозаңның көпшілік пайдаланатын жолдарға тасымалдануын болдырмау үшін доңғалақты тазалау жабдығын пайдалану;

материалдарды тасымалдау және жолдарды тазалау кезінде тозаңның бұрқырауын барынша азайту үшін көлік жолдарына қатты жабын (бетон немесе асфальт) төсеу; қоршаулар қойып, арық қазып немесе қайта өңделген қожды үйіп белгілі бір бағытта көлік құралдарының қозғалысын шектеу;

тозаңданған трассаларды, мысалы, қожпен жұмыс істеген кезде, су ағынымен ылғалдау;

шамадан тыс артылған жүктерді барынша азайту, сондай-ақ жүктің төгіліп-шашылуын болдырмау үшін көлік құралдарына артық жүк артылмауын бақылау;

тозаңдатқыш материалдарды тасымалдаған кезде көлік құралдарын жапқышпен (брезент) жабу;

учаскелерде материалдарды бір таспадан екіншісіне түсіру кезінде бағытты өзгерту салдарынан болатын материал шығынын барынша азайту үшін мүмкін болған жерлерде конвейерлерді пайдалану;

конвейерлерге қайта тиеу нүктелерін және басқа нүктелерді тозаңсыздандыру.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

2015 – 2019 жылдары "АрселорМиттал Теміртау" АҚ-да Табиғатты қорғау іс-шараларының жоспарын орындау шеңберінде аспирациялық жабдықты реконструкциялау бойынша жұмыстар жүргізілді, бұл тозаң шығарындыларын азайтуға ықпал етті, атап айтқанда:

ұйымдастырылмаған шығарындыларды тұту және тазалау жүйесін монтаждай отырып конвертердің газ тазартқышы рекоснтрукцияланды – тозаң шығарындылары жылына 30 тоннаға төмендеді;

агломерация цехының агломерат буркерлері корпусының қайта тиеу тораптары, тозаң тазалайтын жабдығының аспирациялық қгрылғылары реконструкцияланды;

көмір дайындау цехының тозаң тазалайтын жабдығы жобаланды және реконструкцияланды – ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары жылына 8 тоннаға азайды.

"KSP Steel" ЖШС ӨФ-де тозаң шығармайтын материалдарды жабық сақтауды, тозаң шығаратын материалдарды немесе құрамында суде еритін органикалық қосылыстар бар екінші реттік материалдарды герметикалық қаптауды, шығарындыларды жиналатын орындарында тұтуға және тазалауға арналған аспирациялық жүйелерді пайдаланады.

Сипатталған әдістердің тәжірибелік мысалы ретінде тозаң шығарындыларын азайту маңызды элементі болып табылатын жобаны әзірлеп, іске асырған "Магнитогор металлургиялық комбинаты" ЖАҚ-ты айтуға болады. Жобаны іске асырудың негізгі кезеңі – айтарлықтай мөлшерде тозаң шығаратын өндірістік учаскелерде орналасқан тозаң басу жүйесін пайдалануға беру. Барлық тозаң басу жүйелерінің жұмысы тозаңның түйірлерін тұманмен бүркеп, олардың салмағын ауырлатып жерге шөктіре отырып тұтатын майда дисперсті су тұманын жасау қағидатына негізделген. Домна цехында домна пешінің шихта беру бөлімшесінің бункерлік эстакадаларында шикізатты қабылдау бункерлеріне тиеген кезде атмосфералық ауа тозаңмен айтарлықтай ластанады. Тозаң шығарындыларын азайту мақсатында осы учаскеде домна пешінің біреуінде бункерлік эстакаданы тозаң басу жүйесімен жабдықтау шешімі қабылданды. Жүйе монтаждалып, 2021 жылы пайдалануға берілді. Осы жүйе бастапқы шикізатты хопперлерден қабылдау бункерлеріне түсірген кезде, сондай-ақ шихта беру учаскесімен пешке жеткізгенге дейін тасымалдаған кезде тозаңмен күресуге көмектеседі. Жүйелер суды "нөлдік" деңгейден бункерлік эстакадаға дейін, сондай-ақ шихта беру учаскесінің скиптік көтергіштеріне дейін жеткізуге мүмкіндік беретін жоғары қысымды сораптармен жабдықталған. Тазартылған су пайдалану процесінде 100 атмосфералық қысымнан 120 атмосфералық қысымға дейін жұмыс қысымы түсірілетіндіктен қосарлы металл қорғанышпен жабдықталған жоғары қысымды қапшықтармен келіп құйылады. Бункерлік эстакаданың өзінде арнайы қаптамамен қапталған су бүркуге арналған 1,5 мың бүріккіш монтаждалған.

Тозаң басу жүйесінің тиімділігі 83 % құрайды, ал кепілдік көрсеткіші – 80 %.

"ММК" ЖАҚ-да екінші реттік тозаң айдалуын төмендету үшін автомобиль жолдарына су шашу және тазалау ұйымдастырылған, сондай-ақ аумақтарға асфальт төселеді, мұның өзі жолдарды арнайы автокөлікпен механикалық жуып-тазалауға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, зауыт аумаққа су шашуға және тазалауға арналған екі құрама жол машинасын, сондай-ақ екі құрама вакуумды сыпырғыш машина сатып алып, пайдалануға берді. 2022 жылдың өзінде электрлік болат қорыту цехының 1600 шаршы метр аумағына, домна цехының кейіннен алаңын ұлғайта отырып 300-ге жуық шаршы метр аумағына жоспарлы асфальт төсеу жұмысы аяқталды. Газ тазарту құрылғыларынан шыққан тұтылған тозаңды тасымалдау үшін мамандандырылған автокөлік – тозаң тасығыш пайдаланылады.

JFE Steel корпорациясы (Жапония) 2021 жылы қойма логистикасын, сол сияқты кенді тұрақты басқаруды оңтайландыру үшін және металлургия зауытының қоймаларындағы темір кендерінің өте көп қорларын, шойын өндіруге арналған негізгі шикізатты жоғары тиімділікпен басқару үшін алгоритмдерге негізделген жүйені әзірледі.

Темір кені металлургия зауытына келіп түскенде үшбұрыштап үйілген үйінді түрінде үйіледі және уақытша аулаға жиналады. Осыдан кейін белгілі бір болат бұйымдарды өндіру үшін кен басқа материалдармен араластырылады. Сондай-ақ әртүрлі облыстардың темір кендері сапасы мен құрамы бойынша ерекшеленеді, сондықтан әрқайсысын бөлек қоймада сақтау керек.

Әдетте, тиімділікті арттыру үшін қоймалар санын барынша азайту қажет болғанымен, шамадан тыс азайту, егер талап етілетін көлік құралы күнделікті техникалық қызмет жасауға немесе механикалық қиындықтарға байланысты қолжетімсіз болса, темір кенін қойманың белгілі бір аймағынан жеткізуде қиындық туғызуы мүмкін. Осылайша, верфьтің жұмысымен, сол сияқты металлургия зауытының тұрақты жұмысымен қамтамасыз ететін жоспарды әзірлеу шешуші сәт болып табылады. Әзірлемені енгізгенге дейін верфь жұмыскерлері бірнеше апта бойы шикізатты, күнделікті қорларды қабылдау және түсіру, тиеп жөнелту мәртебесі және басқа көптеген жұмыстар сияқты факторларды қамтитын жұмыс жоспарын тұрақты түрде жүргізуге міндетті болған. Қоймада қайта өңделетін темір кенінің мөлшері өте көп, күніне бірнеше 100 000 тоннаға жетуі мүмкін болғандықтан, сондай-ақ кеннің түрлерінің, орналастырылатын орнының, уақытының және т.б. болуы мүмкін комбинациялары өте көп болатынын ескере отырып, қойманы басқарудың тиімді деңгейде әзірлеуге болатын, өте нақты жоспарын жасау қажеттілігі бұрыннан туындады.

Қорларды орналастырудың әзірленген жүйесі (жоспарлаушы) күрделі логистикалық есептеулерді небары бір минутта орындайтын алгоритмнің көмегімен бірнеше айға дейінгі мерзімде идеалды жоспар құра отырып, қойма жұмысын оңтайландырады. Жүйеде негізінде қойманың қажетті санын барынша азайта отырып, сонымен қатар, қажет болса, егер мұқият басқармаса жалпы тиімділікке айтарлықтай әсер етуі мүмкін жоғары жиілікті араластыру операциялары жүргізілетін кендерге арналған бірнеше орталықтандырылмаған қоймаларды қамти отырып, қойманы күнделікті операцияларға арнап үйлестірудің ауқымды нсұқалары пайдаланылады. Жаңа жүйе кенді тұрақты басқаруға арналған осындай логистиканы тиімді басқаруға мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлері

Тозаң басатын су сияқты ресурстар мен материалдарды тұтынуды арттыру. Бұл ретте айналымды сумен жабдықтауды ұйымдастыру кезінде сарқынды сулардың төгінділерін қысқартуға болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама тлаптарын сақтау. Экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

4.8. ЕҚТ Су ресурстарын басқару

Сипаттау

Суды пайдалану жүйесін ұйымдастыру кәсіпорынның экологиялық саясатын қалыптастыру үшін қажетті ажырамас кезең болып табылады, бұл ретте кәсіпорында бар процестерді, бастапқы тұтынылатын судың сапасы мен қолжетімділігін, су тұтыну көлемін, климаттық жағдайларды, белгілі бір технологияларды қолданудың қолжетімділігі мен орындылығын, қоршаған ортаны қорғау және өнеркәсіптік қауіпсіздік саласындағы заңнаманың талаптарын ескеру қажет. Тиімділік көрсеткіштері кәсіпорындағы суды меншікті және жалпы тұтыну деректері болып табылатын суды пайдалану жүйесінің негізгі мақсаты сыртқы көздерден алынатын суды тұтынуды азайту болып табылады.

Техникалық сипаттамасы

Су ресурстарын басқаруға арналған ЕҚТ ішкі рециркуляцияны барынша арттыра отырып және әрбір соңғы сарқынды адекватты тазалай отырып, суды тұтынуды азайту, сарқынды суларды болдырмау, жинау және бөлу болып табылады. Негізгі пайдаланылатын әдістерге:

өндірістік желілерде ауыз суды пайдалануды тоқтату;

жаңа зауыттар салу немесе қолданыстағы зауыттарды жаңғырту/қайта құру кезінде айналымды сумен жабдықтау жүйелерінің санын және/немесе қуатын ұлғайту;

келіп түсетін тұщы суды орталықтандырып тарату;

жекелеген параметрлері белгілі бір шектерге жеткенше суды қайта пайдалану;

егер судың жекелеген параметрлері ғана белгілі бір шектерге жетсе және оны әрі қарай пайдалану мүмкін болса, суды басқа қондырғыларда пайдалану;

тазартылған және тазартылмаған сарқынды суларды бөлу, мүмкіндігінше сарқынды нөсер суын пайдалану;

кен, көмір және шикізат жиналған ашық учаскелерден шыққан, құрамында қалқымалы қатты түйірлер бар нөсерлік сарқындылар тұндыру немесе басқа әдістермен тазалауға жіберілуі керек;

егер мұндай ағындар халық қоныстанған аумаққа жақын жерде болса, мүмкіндігінше сақтау және араластыру аймағынан төгілетін су сапасына, мониторинг жүргізу бойынша шараларды қарастыру;

(таза сынықтарды сақтайтын жағдайларды есепке алмағанда) ағындардың жауын суымен жуылған майлармен және химиялық заттармен ластануы мүмкін болғандықтан, сынықтар қатты жабын төселген, өткізбейтін қабаты және суды төгер алдында тосып алатын сифонды қоса алғанда тиісті дренажды жүйесі бар алаңдарда сақталуы керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су ресурстарын тұтынуды азайту, экологиялық тиімділік көрсеткіштерін сақтау.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"KSP Steel" ЖШС ӨФ кәсіпорны су бассейнінің ластануын болдырмауға және суды тұтынуды азайтуға бағытталған мынадай технологияларды пайдаланады: су тұтыну мен су бұруды есепке алу, жергілікті айналым циклдарын қолдану, айналымды сумен жабдықтауды қолдану, тұйық су айналым жүйелерін қолдану, шламдарды сусыздандыру.

"АМТ" АҚ-да таза техникалық суды тұтынуды азайту үшін салқындатқыш тоған арқылы айналымды сумен қамтамасыз ету жүйесі ұйымдастырылған. Салқындатқыш тоған Самарқан су қоймасының бір бөлігін кейіннен бөгеттің ұзындығы 8,6 км жуық тікжақтауы мен суайырық қырын сала отырып, бөгетпен қоршап бөлу арқылы жасалды.

Өндірістің сумен жабдықтау жүйесі 7 жергілікті айналым циклын, оның ішінде көмір байыту фабрикасы мен көмір дайындау цехының қалдыққойма арқылы сумен жабдықтау жүйесін, кокс газын бастапқы және осңғы суытудың айналым циклын және коксты сөндірудің айналым циклын қамтиды. Осылайша, кәсіпорынның айналымды сумен қамтамасыз ету жүйесінің деңгейі 87 % құрады, ал ластанған сулардың суқоймаларына төгіндісі 13 % аз.

Стойленск ТКБК (НЛМК тобына кіреді) (Ресей) фабрика алаңында нөсер канализациясын салу бойынша ауқымды жоба іске асырылды. Енді жауын жауған соң немесе қар еріген соң жиналатын барлық сарқынды сулар ортақ ағын жүйесіне келіп құйылады және жерасты құбырларымен орталықтандырылып комбинаттың қалдыққоймасына жіберіледі. Бұл жерде су тазартылып, өндірістік процеске қайтарылады. СТКБК фабрика алаңында сағатына 700 текше метрге дейін су өткізу қабілеті бар барлығы 2,3 мың метрден астам жерасты құбырлары монтаждалды. Нөсерлік ағын сулар жүргін бөлікке орнатылған қабылдау торлары арқылы алдымен құрастырмалы құдыққа келіп құйылады, ол жерден орталық құбыржолдарына ағызылады және содан кейін қалдыққоймаға жіберіледі.

Thyssenkrupp компаниясының болат қорыту бизнесіне 1 млрд м³ су керек, бірақ оның тек 3 % тұщы су түрінде өндіріледі. Барлық кәсіпорындарда суды рециркуляуциялау жүйесі пайдаланылады, ол жерде су 40 ретке дейін пайдаланылады, содан соң не буланып кетеді, не тазартылған ағын су ретінде төгіледі.

"Кокс" ЖАҚ (Ресей) 2009 жылдан бастап тұйық су айналым циклын құра отырып, сарқынды суларды төгуді толық тоқтатты. Сондай-ақ шаруашылық-тұрмыстық сарқындыларды тазарту құрылғысы іске қосылды, сарқынды суларды термиялық зарарсыздандыру құрылғысы монтаждалды, нәтижесінде 2012 жылы шаруашылық-тұрмыстық сарқынды суларды қалалық тазарту құрылғыларына төгу толық тоқтатылды.

Кросс-медиа әсерлері

Бастапқы су ресурстарын тұтынуды азайту.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Интеграцияланған металлургия зауытындағы су ресурстарын басқару бірінші кезекте тұщы судың болуымен және оның сапасымен және заңнама талаптарымен шектелетін болады. Жұмыс істеп тұрған зауыттарда суды пайдалану жүйесінің қолданыстағы конфигурациясы суды қолдануды шектеуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. СТКБК нөсерлік канализацияны салу бойынша жобасын іске асыруға 120 млн рубль жұмсалды.

Ендірудің қозғаушы күші

Су ресурстарын тұтынуды азайту, экологиялық тиімділік көрсеткіштерін арттыру.

4.9. ЕҚТ Қалдықтарды басқару

Сипаттау

Қалдықтарды оңтайлы басқару қайта өңдеу процестерін (ішкі немесе сыртқы) ішкі пайдалану немесе мамандандырылған қолдану арқылы қалдықтарды азайту үшін интеграцияланған әдістер мен операциялық әдістерді қолдану болып табылады.

Кодекске, ҚР нормативтік құқықтық актілерге сәйкес барлық өндіріс пен тұтыну қалдықтары олардың қоршаған ортаға әсерін ескере отырып жиналуы, сақталуы, залалсыздандырылуы, тасымалдануы және көмілуі қажет.

Техникалық сипаттамасы

Табиғи орта компоненттерінің ластануын болдырмау мақсатында қалдықтарды басқару халықаралық стандарттарға және Қазақстан Республикасының қолданыстағы нормативтеріне, сондай-ақ ішкі стандарттарға сәйкес жүргізіледі.

Қалдықтарды басқару жүйесі:

жиналған қалдықтарды сәйкестендіруді;

қалдықтарды әрі қарай жою тәсілдерін оңтайландыруды, сондай-ақ қалдықтардың белгілі бір түрлерін қайта пайдалану мақсатында оларды қауіптілік дәрежесі мен деңгейі бойынша біріктіруді ескере отырып, қалдықтар жиналатын орындарда оларды бөлек жинауды (сегрегациялауды);

қалдықтарды жинауды және мақсатқа сәйкес шығарғанға дейін уақытша сақтауды;

таңбаланған герметикалық контейнерлерде сақтауды;

қалдықтарды арнайы бөлінген және жабдықталған алаңдарда жинау;

барлық қалдықтарды қатаң бақылап, қозғалысын тіркей отырып тасымалдауды білдіреді.

Қалдықтарды контейнерлерде сақтау жылыстауды болдырмауға, олардың қоршаған ортаға әсерін азайтуға, сондай-ақ қалдықтардың жай-күйіне ауа-райының әсерін азайтуға мүмкіндік береді.

Процесті оңтайландыру арқылы қалдықтарды барынша азайту және қалдықтарды мүмкіндігінше көптеп пайдалану бүгінгі күні көптеген кәсіпорындарда іс жүзіндегі тәжірибе болып отыр.

Көптеген қалдықтар басқа процестер үшін шикізат ретінде пайдаланылады не қайта пайдаланылады, мысалы, "KSP Steel" ЖШС ӨФ кәсіпорнында ЭБҚЦ тозаңтұтқышынан шыққан тозаң, болат құйғыштың шлагы сияқты қалдықтардың бір бөлігі технологиялық процеске кері қайтарылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Көмуге бағытталған қалдықтардың санын азайту, экологиялық көрсеткіштер тиімділігін жоғары деңгейде ұстауды жақсарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тhyssenkrupp компаниясында (Германия) қалдық өңдеуді басқару жүйесінің маңызды мақсаты қалдықтардың жиналуын болдырмау немесе материал ағынын басқарудың оңтайландырылған жүйесінің көмегімен қалпына келтіру болып табылады. Ыстық металл өндірісінің жанама өнімі болып табылатын 97 % жуық домна шлагынан тікелей домна құмы өңделеді. Домна құмы цемент өндірісі үшін маңызды шикізат болып табылады. оны пайдалану нәтижесінде әктас сияқты табиғи ресурстарды қорғауға және шикізат ретінде пайдаланылатын табиғи ресурстармен салыстырғанда көміртек оксидінің (СО₂)шығарындыларын болдырмауға, сондай-ақ энергияны үнемдеуге болады. Домна қожы және болат қорыту қождары құрылыс материалдары түрінде де арнайы өндіріледі, мысалы, жол төсеміне арналған немесе өзен мен көлдердің бойына үюге арналған құрылыс материалдары ретінде немесе талап етілген тыңайтқыш ретінде пайдаланылады.

Құрамында темірі бар, мысалы, шығарындыларды бақылау және суды тазалау процесінде пайда болатын тозаң мен шламнан тікелей Тhyssenkrupp болат қорыту кәсіпорнында қайтадан шойын мен қож өңделеді. Ол үшін компания Oxy cup процесін әзірледі, бұл процесте темірлі шлам мен тозаңнан алдымен агломерат кірпіш жасалады, содан кейін шойын мен қож алу үшін шахта пешінде қайта қорытылады. Мұның өзі темірді қайта өңдеу деңгейін арттырып қана қоймай, сонымен бірге көміртек оксидінің (СО₂)шығарындыларын жылына 200 000 тоннаға азайтуға мүмкіндік береді. Оған қоса, шикізат үнемделеді және қоқыс орнындағы бағалы орын қорғалады.

Тhyssenkrupp компаниясының болат қорыту бизнесі әртүрлі шаралардың көмегімен топырақтың қорғалуын қамтамасыз етеді. Бұл аспектілер жаңа өндірістік объектілерді жоспарлаған кезде ерте сатыда ескеріледі. Зауыттарды салу және пайдалану кезінде, сондай-ақ тоқтатқан кезде топырақты қорғау маңызды рөл атқарады. Қазіргі заманғы зауыттардың жобалары топырақтың ластануын барынша азайтады. Жұмыскерлерге топырақты ластауы мүмкін заттармен қалай байқап жұмыс істеу керектігін үйретеді. Жерүсті сулары мен шығарындыларды болдырмау және бақылау жұмысын оларды қорғау ісімен тығыз байланыстыра әрекет ету тағы бір маңызды аспект болып табылады. Тhyssenkrupp Steel Europe AG Дуйсбург кәсіпорнына тиесілі жерлердің 25 пайызға жуығы экологиялық аспектілерге сәйкес құрылып, күтім жасалатын ашық немесе өсімдігі мол аумақ болып табылады. Шығарындылар мен шудан қорғау үшін көгалдандырылған белестер пайдаланылады. Сондай-ақ қоршаған жергілікті жер визуалды түрде жақсарады. Қараусыз қалған қоқыс орындары немесе қолданыстағы қоқыс орындарының толып қалған учаскелері тұрақты түрде жасыл ландшафты түрінде қайта қалпына келтіріледі.

ЕВРАЗ ЗСМК-де (Ресей) өндіріс қалдықтарының 88 % жуығы кәдеге асырылады, қайта өңделеді және қайта пайдаланылады. 2022 жылы осы көрсеткіш 4,6 млн тоннаға жеті. Комбинатта жиналатын қалдықтардың 65 % кейіннен өңдеу, кәдене асыру және зарарсыздандыру мақсатында мамандандырылған ұйымдарға беріледі. Жеке өндірістің технологиялық процесіне қалдықтардың 23 % қолданылады. Болат қорыту және домна өндірістерінің шлагын алдын ала уатады, құрамындағы металқұрамдас өнімдерді бөліп алады және өндіріске қайта пайдаланаы. Кокс пен шойын өндірісінде жиналатын шламдарды агломерациялық өндірісте отын ретінде пайдаланады. Көмір шламы – кокс цехында отын ретінде қолданылады. Домна және электрлік болат қорыту өндірісінің аспирациялық жүйелерінің газ тазалау тозаңы аглофабрикада темірқұрамдас шикізат ретінде пайдаланылады. Кәсіпорынның химиялық қалдықтарын кәдеге асыратын мамандандырылған қондырғыда әртүрлі қоспалар алынады. Мысалы, тас көмірлі флюстен кокс-химия өндірісіне арналған шикізатқа айналатын көмір шихтасына қосылатын қоспа алынады.

Nippon Steel (Жапония) домна шлагының шамамен 70 % домна цементін өндіру үшін пайдаланылады, ал болат қорыту шлагы жолдың негіздік қабаттарына арналған материалдар, құрылыс жұмыстары, топырақты жақсарту, теңіз ортасын жақсарту, тыңайтқыш өндіру және т.б. үшін пайдаланылады. Nippon Steel жол жабындарының материалдары KATAMA™SP олар негізінен сумен әрекеттескенде қатып қалатын болат қожының сипаттамасына сәйкес көптеп қолданылады. Олар орман жолдары мен ауылшаруашылық жолдары үшін, сондай-ақ мега-күн батареяларының жанына және басқа жерлерге салынған тротуарларды арамшөптерден қорғау үшін қолданылады. Болат шлагынан жасалған Geo-Tizer ™ топырақты түрлендіру және оны пайдалануға жарамды ету үшін (құрылыс алаңдарынан артық қазылған топырақ немесе ауылшаруашылық алқаптарының топырағы сияқты) жұмсақ топырақпен араластыруға болады. Топырақты жақсартуға арналған кәдімгі материалдардан (мысалы, цемент пен әк) айырмашылығы, бұл топырақ аз тозаң шығарады, көміртек диоксиді (CO₂) шығарындыларын айтарлықтай азайтады және арзанырақ болады, мұның өзі құрылыс құнын төмендетеді. Қалпына келтірілген топырақ өте жақсы тығыздалады, сонымен қатар оны оңай қазып алуға болады, өйткені ол тым қатып қалмайды. Кальциймен модификацияланған топырақ — болат балқыту шлагы мен түпті тереңдету топырағынан тұратын кальций модификаторының қоспасы - теңіз ортасын жақсарту үшін пайдаланылды, мысалы, терең қазылған теңіз түбін толтыру және теңіздің таяз түбі мен жағалау аймағын құру. Оған қоса, Nippon Steel компаниясының болат қорыту шлагы мен ағаш қалдықтарынан алынатын қарашіріктен тұратын Vivary ™ темір беру қондырғысы көп мөлшердегі тірі ағзалары жойылып кеткен теңіз түбінің регенерациясына көмектесе отырып, теңіз балдырларының өсуіне қажетті темірмен қамтамасыз етеді.

Бұған қоса, болат шлагының құрамында өсімдіктердің өсуіне көмектесетін қоректік заттар болғандықтан, ол ауыл шаруашылығының өнімділігін арттыра отырып, тыңайтқыш ретінде кеңінен пайдаланылады.

Кросс-медиа әсерлері

Шикізатты үнемдеу. Кейбір әдістерді қолданған кезде (мысалы, қалдықтарды сақтау орындарын ұйымдастырған кезде, екінші реттік ресурстардан өнім өндірген кезде) қосымша қаржы шығындары талап етіледі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптарын сақтау. Экологиялық көрсеткіштерді жақсарту.

4.10. ЕҚТ Физикалық әсерлерді төмендету

Шу мен діріл салада жиі кездесетін проблема болып табылады және шу мен діріл көздері шойын және болат өндірісінің барлық секторларында кездеседі.

Шикізат дайындаудан бастап соңғы өнім өндіргенге дейінгі барлық өндірістік процестерден шу шығады. Шу деңгейін төмендету үшін және оның айналадағы аумаққа таралуын болдырмау үшін шуды төмендету бойынша мынадай әртүрлі техникалық шешімдер қолданылуы мүмкін:

шуды азайту стратегиясын жүзеге асыру;

шулы операцияларды/агрегаттарды қоршап қою;

операцияларды/агрегаттарды дірілден оқшаулау;

соққы жұтатын материалмен жабдықтың іші-сыртын қаптау;

материалдарды түрлендіруге арналған жабдықтарға байланысты кез келген шулы операциялардан қорғау үшін ғимаратты дыбыстан оқшаулау;

шудан қорғауға арналған қабырғалар салу, мысалы, ғимараттар салу немесе қорғалатын аумақ пен шулы қызметтер арасында өсіп тұрған ағаш және бұта сияқты табиғи тосқауылдар жасау;

газ шығаратын түтіктегі газ шығаратын шу басқыш;

дыбыс өткізбейтін ғимараттарда орналасқан ауаарналар мен ауа үрлегіштерді қаптау;

төбесі жабылған үй-жайлардың есік-терезесін жабу.

Бұл тәсілді қолданыстағы, жаңғыртылатын және жаңа объектілерде қолдануға болады. Егер жоғарыда аталған техникалық шешімдерді қолдану мүмкін болмаса және шу шығаратын қондырғыларды, мысалы, пештер мен олардың қызмет көрсету құралдарының көлеміне байланысты жеке ғимараттарға ауыстыру мүмкін болмаса, екінші техникалық шешімдер қолданылады, мысалы, ғимараттар салу керек немесе халық қоныстанған аумақ пен өте шулы қызметтер арасында өсіп тұрған ағаш және бұта сияқты табиғи тосқауылдар жасау қажет. Қорғалатын кеңістіктің есіктері мен терезелері шу шығаратын қондырғыларды пайдалану кезеңінде тығыз жабылуы тиіс.

Мәселен, "KSP Steel" ЖШС ӨФ, "Кастинг" ЖШС ӨФ-де акустикалық әсерді азайту үшін өндірістерді/агрегаттардды дірілден оқшаулау, материалдарды қайта өңдеуге арналған жабдықтарды қоса алғанда, кез келген шу шығаратын операцияларды қымтау үшін ғимаратқа дыбыстан оқшаулау жүйесі жасалған.

"АМТ" АҚ шу деңгейін бәсеңдету үшін мынадай әдістерді пайдаланады: агрегаттарды қоршау, дірілден оқшаулу, дыбыстан оқшаулау, бәсеңдеткіш қолдану.

Buderus Edelstahl GmbH (Германия) ұстаханасының ғимаратының айналасына 2012 жылы салынған шудан қорғайтын ашық штампты туннель шу деңгейін шамамен 4 дБ(A)-ға төмендетеді, мұның өзі елді мекендерге жақын орналасқан өндірістік аумақтардың түнгі уақыттағы рұқсат етілген шу деңгейіне сәйкеседі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Белгіленген стандарттарға сәйкес физикалық әсер ету деңгейін төмендету.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

"Адамға әсер ететін физикалық факторлардың гигиеналық нормативтерін бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Ұлттық экономика министрінің 2022 жылғы 16 ақпандағы № ҚР ДСМ- 15 бұйрығына сәйкес халық қоныстаған аймақтарға тікелей іргелес аумақта дыбыстың ең жоғары рұқсат етілген деңгейі 60 - 70 дБА құрайды.

Кросс-медиа әсерлері

Қолданыстағы қондырғыларға қосымша қаржылық шығындарды қажет етеді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады. Қолданыстағы қондырғыларда қолдану жабдықтың конструктивтік ерекшеліктерімен (қосымша алаңдардың жеткіліксіздігі) шектелуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптарын сақтау.

5. Ең үздік қолжетімді техникаларды таңдау кезінде қарастырылатын техникалар

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы тарауында ЕҚТ-ны анықтау мақсатында қарастыру үшін ұсынылатын нақты қолданылу саласына арналған қолданыстағы техникалардың сипаттамасы беріледі.

Техникаларды сипаттаған кезде ЕҚТ енгізудің қоршаған орта үшін артықшылықтарын бағалау ескеріледі, ЕҚТ-ның қолданылуындағы шектеулер туралы деректер, ЕҚТ-ны сипаттайтын экономикалық көрсеткіштер, сондай-ақ ЕҚТ-ны практикалық қолдану үшін маңызы бар өзге де мәліметтер беріледі.

Осы тарауда сипатталатын әдістердің негізгі міндеті қоршаған ортаның ластануын кешенді болдырмау мақсатында бір немесе бірнеше техниканы қолдана отырып шығарындылардың, төгінділердің, қалдықтардың ең төменгі көрсеткіштеріне қол жеткізу.

5.1. Агломерат өндірісіндегі ЕҚТ

5.1.1. Агломерация процестеріндегі техникалық шешімдер. Энергия үнемдеу, ресурс үнемдеу

5.1.1.1. Агломератты жентектеу және суыту процесінде жылуды рекуперациялау

Сипаттау

Агломераттың/өндірістік процестің физикалық жылуын пайдалану, жылу потенциалын (толық немесе жартылай) рекуперациялау.

Техникалық сипаттамасы

Аглофабрикалардан көп реттік энергия қалдығының екі түрі төгіледі:

1) агломерациялық машинаның негізгі шығарындыларының жылуы (қалыпты жұмыс жағдайында шығарылатын технологиялық газдардың жылуын рекуперациялау үшін жылу алмастырғышты пайдалану жол беруге болмайтын конденсация мен коррозияға әкелуі мүмкін);

2) агломератты суытатын салқындатқыш ауаның жылуы (ыстық ауадағы агломератты суытудан болатын физикалық жылуды келесі бір немесе бірнеше тәсілмен жоюға болады: металлургия зауытында пайдалану үшін кәдеге асыру қазанында бу өндіру; орталықтандырылған жылумен жабдықтау үшін ыстық су өндіру; агломерациялық құрылғының өртегішінде жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыру; агломерациялық шихта қоспасын алдын ала қыздыру; шығарылатын газдарды рециркуляциялау жүйесінде агломератты суытқыш газдарды пайдалану).

Жылуды рекуперациялау мысалы: қалыпты қақтау кезінде агломерациялық салқындатқыштың пайдаланылған жылуын кәдеге жарату. Ыстық ауаның агломератты суытатын физикалық жылуы кәдеге асыру қазанында бу өндіру үшін және қақтау машинасының өртегішінде жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыру үшін пайдаланылады.

Сонымен қатар агломератты суыту және шығарылатын газдарды жартылай рекуперациялай отырып шығарылатын газдардың жылуын рекуперациялау қолданылады. Шығарылатын газдар рециркуляция алдында кәдеге асыру қазаны арқылы өтеді. Агломератты салқындатудан шыққан газдар да кәдеге асыру қазаны арқылы өтеді (Sumitomo Heavy Industries аглофабрикасы, Кокура, Жапония).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кейбір жағдайларда орташа есеппен 15 кВт/т агломератты үнемдеу көрсеткішіне қол жеткізуге болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Осы техниканы қолданған кезде кейбір кәсіпорындарда энергияны рекуперациялау кәдеге асыру қазанына жұмсалатын жалпы энергия шығынының 18 % және сорып шығатын шкафқа рециркуляциялауға жұмсалатын энергия шығынының 2,2 % құрайды.

Басқа рекуперациялау әдістері қолданылатын кәсіпорындарда энергияны рекуперациялау көрсеткіштері тұтынылатын энергияның 23,1 % құрайды.

Кросс-медиа әсерлері

Кейбір жағдайларда тозаң шығарындылары ірі тозаң түйірлерінің сепараторын пайдаланған кезде азаяды. Шығарылатын газдарды рециркуляциялау жүйесінде агломерат суытқыштың шығарылатын газдарын пайдалану агломерат суытқыштың жайылған тозаң шығарындыларын азайтуға әкеледі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа өндірістерде, сол сияқты қолданыстағы өндірістерде қолданылады.

Экономика

Инвестициялар нақты объектіге байланысты болады. Алайда пайдаланылған жылуды рекуперациялауды қолдану пайдалану шығындарын азайтады.

Жылуды пайдаланатын жаңа қондырғыға инвестиция жоспарлау кезеңінде рекуперация жүйесінен төмен екендігі, бірақ кейбір қолданыстағы зауыттарда бар конфигурация өте жоғары шығындарға әкелуі мүмкін екені атап өтілді.

Агломератты салқындату кезінде жылуды рекуперациялау ЕО-да жиі қолданылады (мысалы, Corus (IJmuiden, Нидерланды); Рива (Таранто, Италия); Тиссен Крупп Сталь (Дуйсбург, Германия)).

Агломерациялық салқындатқыштың ыстық ауасынан жылуды рекуперациялау № 3 ArcelorMittal агломерациялық зауытында (Франция, Дюнкерк) 1991 жылдан бері қолданылып келеді.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергияны және ресурсты үнемдеу.

5.1.1.2. Шығарылатын газды ішінара қайта өңдеу

Сипаттау

Шығарылатын газды ішінара рециркуляциялау кезінде шығарылатын газдың кейбір бөліктері агломерация процесі үшін рециркуляцияланады. Таспаға рециркуляцияланатын шығарылатын газдардың бір үлесі ыстық агломерат және жағу фронты арқылы өтеді.

Техникалық сипаттамасы

Ішінара рециркуляциялдау әдістеріне (бірақ осылармен шектелмей):

барлық аглотаспадан шығарылатын газдарды рециркуляциялау;

барлық аглотаспадан шығарылатын газдарды жылу алмасумен үйлестіре отырып рециркуляциялау;

агломерациялық таспаның қапталдық бөлігінен шығарылатын газды рециркуляциялау және агломератты суытудан шығарылатын газды пайдалану;

агломерациялық таспаның әртүрлі бөліктерінен шығарылатын газды рециркуляциялауды жатқызуға болады. Бұл жүйенің қалыпты агломерациямен салыстырғанда екі артықшылығы бар:

1. Шығарылатын газдағы пайдаланылмаған оттек рециркуляция арқылы тиімді пайдаланылуы мүмкін.

2. Әртүрлі секциялардан шығарылатын газ құрамына байланысты бөлек қайта өңделуі мүмкін. Осылайша, шығарылатын газдарға арналған инвестициялар мен пайдалану шығындары тіпті EOS жүйесімен салыстырғанда қалыпты жентектеумен салыстырғанда айтарлықтай төмендетілуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға шығарылатын газдардың шығарындылары (28 % жуық), тозаң шығарындылары (электрсүзгіні жаңғырту нәтижесін ескере отырып 56 % жуық) азайтылды. Сондай-ақ біршама мөлшерде күкірт диоксиді (SO₂) және азот оксиді (NO_X) шығарындылары азайтылуы мүмкін.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Шығарылатын газдарды ішірана рециркуляциялауды пайдаланатын жүйе Nippon Steel Corporation компаниясының № 3 аглофабрикасында (Тобата, Жапония) орнатылды. Шығарылатын газ әрқайсысы бөлек-бөлек өңделетін төрт секцияға бөлінеді. Жүйе үздіксіз жұмыс істейді және шығарылатын газдарды өңдеу агломерат сапасына әсер етпейді.

Кросс-медиа әсерлері

Агломерацияда атмосфераға шығарындыларды және энергия тұтынуды азайту.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Өндірістегі жаңа, сол сияқты қолданыстағы қондырғыларға да қолданылады (қолданыстағы өндірістерде қолдану орналастыру аймағымен шектелуі мүмкін).

Осы техниканың жарамдылығын анықтағанда және әдісті таңдаған кезде төмендегі деректерді талдау қажет:

таспаның бастапқы конфигурациясы (мысалы, вакуумды камерасы бар қос немесе жалқы ауаарна, жаңа жабдыққа арналған бос кеңістік және қажет болса таспаны ұзарту);

қолданыстағы жабдықтың бастапқы жобасы (мысалы, желдеткіштер, газды тазалау және агломератты елеу және суытуға арналған құрылғы);

бастапқы пайдалану шарттары (мысалы, шикізат, қабат биіктігі, сору қысымы, қоспадағы сөндірілмеген әктің пайызы, меншікті шығын, шикізатқа қайтарылатын зауыттағы реверттердің пайызы);

қатты отынның өнімділігі мен шығыны тұрғысынан қолданыстағы көрсеткіштер;

домна пешіндегі агломерат негізділігінің көрсеткіші және шихта құрамы (мысалы, шихтадағы агломерат пен түйіршіктердің пайызы, осы компоненттердің құрамындағы темір мөлшері).

Бұл әдіс агломерация қондырғысының шығарындыларын азайтуға ықпал ете алса да, рециркуляцияланған және пайдаланылған газдарда кейбір заттардың концентрациясы (мысалы, қышқыл қосылыстар) жоғарылауы мүмкін. Қышқыл қосылыстарға келетін болсақ, шамадан тыс коррозияны болдырмау үшін параметрлерді қатаң бақылау қажет.

Экономика

Қосымша желдеткіштерді орнату қосымша электр энергиясын тұтынуға әкеледі. Алайда, коксты тұтынуды азайту есебінен мұндай энергия тұтыну мөлшері шамалы болады және экономикалық бөлікке әсер етпейді.

Осы әдістер Corus (Нидерланды), HüttenwerkeKrupp (Германия), Жапонияда, мысалы № 3 аглофабрикада, Yawata Works, Nippon Steel Corporation өндірістерінде пайдаланылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергияны және ресурсты үнемдеу.

5.1.2. Атмосфералық ауаға шығарылатын ластағыш заттардың шығарындыларын азайту жөніндегі техникалық шешімдер

5.1.2.1. Циклондар

Сипаттау

Шығарылатын газдан немесе пайдаланылған газ ағынынан ортадан тепкіш күштерді пайдалануға негізделген технологиялық тозаңды кетіруге арналған жабдық. Дизайнның қарапайымдылығына, жылжымалы тораптары мен механизмдерінің болмауына, топтар мен батареяларға біріктіру арқылы өнімділікті арттыру мүмкіндігіне байланысты құрғақ тазалау циклондары технологиялық және дайындық өндіріс процестерінде кеңінен қолданылады.

Техникалық сипаттамасы

Циклондар дайындық, пирометаллургиялық процестер (шикізатты алдын-ала өңдеу, балқыту/күйдіру, агломерация және т.б.) кезінде бөлінетін газдарды құрғақ тазалауға, сондай-ақ аспирациялық ауаны тазалауға арналған. Шығарылатын газ ағынынан бөлшектерді кетіру үшін циклон денесінің ішінде қос құйындық шұңғының ортадан тепкіш күшін түсіруге негізделген инерция қағидаты пайдаланылады. Ірі бөлшектер циклон қабырғасына жетіп, төменгі бункерге жиналады, ал ұсақ бөлшектер шығарылатын газбен бірге циклоннан шығарылады және қапшық сүзгі, электрсүзгі, скрубберлік жүйе сияқты басқа әдістермен жойылуы мүмкін.

Циклондар газды көлемі 10 мкм ірі тозаң бөлшектерінен 80 - 95 % тиімділікпен тазалайды.

Ылғалды циклондар қатты бөлшектердің салмағын ауырлату үшін және сәйкесінше тозаңның ұсақ бөлшектерін жою үшін шығарылатын газ ағынына су бүркетін тиімділігі жоғары құрылғы болып табылады.

Көлемі 10 мкм ұсақ көп мөлшердегі газтозаңдық ағындарды тазалау үшін ортақ тозаңды бункерге біріктірілген және газ ағынын айналдыруға арналған арнайы құрылғысы бар көп мөлшердегі циклондық элементтерден құралатын батареялық циклондарды (мультициклон) пайдаланады. Мультициклондардың тиімділігі бөлшектердің көлеміне байланысты болуы және 99 % жетуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Атмосфераға қатты заттардың шығарындыларын азайту. Келесі тазалау кезеңдері (егер қолданылатын болса) алдында ластағыш заттардың жүктемесін азайту. Циклондар көлемі 5 - 25 мкм (мультициклондарды қолдана отырып 5 мкм) қатты бөлшектерді тұту үшін қолданылады. Тиімділігі бөлшектердің көлеміне және циклонның конструкциясына қарай 60 - 99 % диапазонда өзгеріп отырады және 300 мг/нм³бастап 600 мг/нм³дейін болуы мүмкін.

5.1-сурет. Циклонның конструкциясы

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тозаңды тұту деңгейі айтарлықтай мөлшерде бөлшектердің көлеміне және циклонның конструкциясына байланысты және ластағыш заттың жүктемесі өскен сайын ұлғаяды: стандартты жекелеген циклондар үшін бұл шама шамамен 70 - 90 % тең, қалқымалы заттардың жалпы саны үшін 30 - 90 % тең.

Циклондарды пайдаланудың негізгі шарттары:

1) циклонның конустық бөлігінде тозаң жиналмауын қадағалау қажет. Оны жинау үшін циклонның астына арнайы бункер орнатылған;

2) циклонның төменгі бөлігінде ауаның саңылаулық тартылуына жол беруге болмайды. Тозаңды жинауға арналған бункерде саңылау болмауы тиіс. Бункердегі тозаң клапандары кезекпен жұмыс істейтіндей етіп реттелген қос жарқырақ бекітпесі бар келтеқұбыр арқылы шығарылады;

3) циклондардың стандартты конструкциясы 400°С жоғары емес газ температурасымен және 2,5 кПа көп емес қысыммен жұмыс істейді;

4) жоғары температуралы газбен жұмыс істеген кезде циклондарды ішкі жағынан отқа төзімді тақталармен қаптайды, ал газ шығаратын түтікті қызуға берік болаттан немесе керамикадан жасайды. Сыртқы температура төмен болған кезде циклонның қабырғасы шық нүктесінің температурасынан ең көбі 20 - 25°С артуы тиіс. Осы жағдайды қамтамасыз ету үшін бірқатар жағдайларда циклонның қабырғасын сырт жағынан жылу оқшаулағышпен жабады;

5) диаметрі 800 мм және одан үлкен циклондарда жабыспайтын тозаңдардың концентрациясы 400 г/м³дейін рұқсат етіледі. Жабысатын тозаңдар мен көлемі кіші циклондар үшін тозаң концентрациясы 2 - 4 есе төмен болуы тиіс;

6) циклон тұрақты газ жүктемесімен жұмыс істеуі тиіс. Айтарлықтай шығын ауытқулары болған кезде жекелеген элементтерді өшіру мүмкіндігі бар циклондар тобы орнатылуы тиіс;

7) желдеткіштер тазартылған газбен жұмыс істеуі үшін және түрпілік тозуға ұшырамауы үшін циклондарды желдеткіштердің алдына орнату ұсынылады.

Циклондар ауа жылдамдығы жоғары болғанда, цилиндрдің диаметрі кіші және ұзындығы ұзын болғанда тиімді. Циклондағы ауа жылдамдығы 10 м/с бастап 20 м/с дейін, ал орташа жылдамдығы 16 м/с жуық. Жылдамдық мәнінің ауытқуы (жылдамдықтың төмендеуі) тазалау тиімділігінің күрт төмендеуіне әкеледі.

Тозаң тұту тиімділігі:

бөлшектердің көлемін және/немесе тығыздығын;

енгізу арнасының жылдамдығын;

цкилон корпусының ұзындығын;

циклондағы газ айналымының санын;

циклон корпусы диаметрінің шығу саңылауының диаметріне қатынасын;

циклонның ішкі қабырғасының тегістігін арттырған кезде ұлғайтылуы мүмкін.

Тиімділігі: газдың тұтқырлығын ұлғайтқанда; циклон камерасының диаметрін ұлғайтқанда; газдың тығыздығын ұлғайтқанда; газ кіруіндегі каналдың көлемін ұлғайтқанда; тозаңға арналған шығу саңылауы ауа шығарып тұрғанда төмендейді.

Циклондарға техникалық қызмет көрсету талаптары жоғары емес; эрозияға немесе коррозияға тексеру үшін циклон оңай қолжетімді болуы керек. Циклондағы қысым ауытқуы тұрақты бақыланады, ал тозаң тұту жүйесінің қоқыстанған-қоқыстанбағаны тексеріледі.

Мониторинг. Циклонның өнімділік деңгейін сынамаға арналған изокинетикалық зондты немесе УК, бета-сәулелер негізіндегі өлшеу аспабын пайдалана отырып, кіру және шығу газдарының ағынындағы қатты заттардың концентрациясын мониторингтеу арқылы анықтауға болады.

Кросс-медиа әсерлері

Қайта пайдаланғанда/рециркуляция кезінде тозаң қалдықтарын кәдеге жарату мүмкін емес. Қосымша энергия шығыны: қысымның аздап төмендеуі (0,5 кПа) сорғылардың шығарылатын газдарды соруға жұмсайтын энергия шығынын 1 млн Нм³/с шығарылатын газ шығынымен және жылына 4 млн тонна агломерат өндіретін агломерациялық құрылғы үшін шамамен 200 кВт арттырады. Мұның өзі 1 МДж/т агломератты немесе аглофабриканың энергия шығынының кемінде 0,1 %-ды құрайды. Циклондардың жұмысы шу көзі болып табылады, оны жабдықтарды қоршау арқылы бәсеңдету қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Циклондарды жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолдануға болады. Циклондар көлемі PM₁₀қатты қалдықтарды жою үшін пайдаланылады. Көлемі кіші бөлшектерді жою үшін (РМ_2,5) тиімділігі жоғары мультициклондар қолданылады.

Циклондар тозаңның меншікті салмағына байланысты тиімділігі шамамен 60 % бастап 80 % дейінгі агломерациялық қондырғыларда тозаң концентрациясын азайта отырып, түрпілі және ылғалды жағдайда жұмыс істейді. Нидерландының Иджмюйден қаласындағы Corus компаниясында мультициклонның көмегімен тозаңның 300 мг/Нм₃шығу концентрациясына қол жеткізілді.

Көп жағдайда циклондар, әдетте, ауаның ластану нормаларына сай келмейтін тиімділік көрсеткішінің төмендігіне байланысты қапшық сүзгілер (5.1.2.3-бөлімді қараңыз) және электрсүзгілер (5.1.2.2-бөлімді қараңыз) сияқты анағұрлым тиімді жүйелерге арналған алдын ала тазалағыш дәрежесінде қолданылады. Шикізатты алдын ала дайындау барысында уату, ұсақтау операцияларынан кейін, сондай-ақ бүркіп кептіру процестерінен кейін кеңінен пайдаланылады.

Пайдаланудың артықшылықтары: шикізатты рекуперациялау (тұтылған тозаң бөлшектері технологиялық процеске қайтарылады); қозғалмалы бөліктері жоқ, сәйкесінше, техникалық қызмет жасау талаптары төмен; пайдалану шығыстары аз; инвестициялық шығындары аз; ылғалды циклондардың пайдаланылуын қоспағанда, құрғақ жинау және жою; орналастырылатын алаңға қойылатын талаптар салыстырмалы түрде аз.

Қолданылуы: ұсақ бөлшектерді тазарту тиімділігінің салыстырмалы түрде төмен болуымен; қысым ауытқуының салыстырмалы түрде жоғары болуымен; тазартылатын газдардың құрамында жабысқақ немесе тұтқыр материалдардың болуымен; жабдықтың шулы жұмысымен шектелуі мүмкін.

Экономика

Әдетте, қатты бөлшектерінің концентрациясы төмен шығарылатын газдарды тазалауға арналған жалқы конструкциялар концентрациясы жоғары пайдаланылған газды тазалауға арналған үлкен қондырғыға қарағанда (шығыс бірлігіне және тазартылған ластағыш заттың мөлшеріне шаққанда) қымбатырақ болады.

Мәселен, өткізу қабілеті 1800 - 43000 Нм³/с және қалдық тозаңдылығы 2,3 және 230 г/Нм³аралығындағы жалқы циклон үшін тұту тиімділігі 90 % құрайды. Өткізу қабілеті 36000 Нм³/с бастап 180000 Нм³/ч/с дейінгі шектегі мультициклон үшін қалдық тозаңдылық және тиімділік көрсеткіштері жалқы циклонның көрсеткіштеріне ұқсас.

Пайдалану шығыстары қысымның түсіп кетуіне және сәйкесінше электр энергиясының шығындарына байланысты.

Бүкіл әлемде көптеген аглофабрикалар циклондарды ірі тозаңды жоюға арналған құрылғы ретінде пайдаланады (Мысалы, Corus (Нидерланды), Wakamatsu/Yawata Works (Жапония). "АМТ" АҚ – агломерат өндіретін құрылғыларда батареялық мультициклондар орнатылған. "KSP Steel" ЖШС ӨФ-де циклондарды газ-ауа қоспасын тозаңнан бастапқы тазарту үшін қолданады.

Ендірудің қозғаушы күші

Қатты бөлшектердің шығарындыларын регенерациялау мүмкіндігімен азайту (шикізат ретінде қайта пайдалану) іске асырудың негізгі қозғаушы күші болып табылады.

5.1.2.2. Электрсүзгі (ЭСС)

Сипаттау

Электростатикалық күштің көмегімен газдың шығарылатын газ ағынынан қатты бөлшектерді тұту.

Техникалық сипаттамасы

Жойылатын бөлшектер зарядталады, ал сүзгінің корпусына орналасқан арнайы электродтардың басқа заряды бар. Тозаңданған ауаны өткізген кезде тозаң бөлшектері электродтарға тартылады және соңында қабылдау бункеріне төгіледі. Тазалау тиімділігі өрістердің санына, орналасу уақытына және бөлшектерді тазалауға арналған алдыңғы құрылғыларға байланысты. Электростатикалық сүзгілер электродтардан тозаңды жинау үшін пайдаланылатын әдіске байланысты құрғақ немесе дымқыл типті болуы мүмкін.

Аглофабрикаларда көп мөлшердегі шығарылатын газдарды тазалау үшін аса жиі пайдаланылатын құрылғыларға бірізді орналасқан үш немесе төрт өрісті құрғақ электрсүзгілер жатады.

Электростатикалық сүзгінің жұмыс қағидаты коллектор пластинсына электр күшін жіберу арқылы келіп түскен пайдаланылған газ ағынынан бөлшектерді тұтуды білдіреді. Тұтылған бөлшектер газ тәрізді иондар ағыны жүретін корона арқылы өткен кезде оларға электр заряды беріледі. Электродтар ағын жолағының ортасында жоғары кернеуде ұсталады және электр өрісін құрайды, ол бөлшектерді коллектор қабырғасына қозғалуға мәжбүрлейді (5.2 - суретін қараңыз).

5.2-сурет. Электрсүзгінің жұмыс істеу қағидаты

Бұл ретте тұраты тоқ кернеуін 20–100 кВ диапазонда ұстап тұрған жөн. Ионды абразивті өңделген электрсүзгілер тиімділігі жоғары сепарациямен қамтамасыз ету үшін әдетте 100–150 кВ диапазонында жұмыс істейді. Электрсүзгілердің айрықша ерекшелігі тозаңсыздандырылатын газдардың жоғары температурасы (ыстық) және жоғары ылғалдылығы (дымқыл) кезінде жұмыс істеу қабілеті. Жиналатын тозаң мөлшері – тозаң шығымы (қайта өңделетін шихта массасының пайызымен) немесе металдың тозаңға айналуы металлургиялық агрегаттың түріне, шихтаның физика-химиялық ерекшелігіне (жеңіл айдалатын металдар мен қосылыстардың мөлшері, беріктігі, құрамы және т.б.), пирометаллургиялық процестің интенсивтілігі мен сипатына және көптеген басқа факторларға байланысты. Тозаң әсіресе концентраттарды күйдіру және қорыту және басқалары сияқты технологиялық процестерде көп жиналады.

Адекватты бөлінуге қол жеткізу үшін қатты бөлшектердің меншікті кедергісі 104 - 109 м диапазонында болуы тиіс. Әдетте жентектеу процесінің шығарылатын газдарындағы қатты бөлшектердің көпшілігі осы диапазонда болады, бірақ сілтілік хлоридтер, ауыр металл хлоридтері және кальций оксидтері (СаО) сияқты меншікті кедергісі анағұрлым жоғары қосылыстар кездесуі мүмкін, жою тиімділігі бұл ретте күрт төмендейді.

Тиімділікке әсер ететін басқа факторлар: шығатын газ ағынының жылдамдығы; электр өрісінің кернеулігі; бөлшектердің жүктелу жылдамдығы; күкірт оксидінің (SO₃) концентрациясы; ылғал мөлшері; және электродтардың пішіні мен ауданы.

Электр сүзгілерінің өнімділігін жақсартуға жоғары немесе айнымалы импульстік кернеуді пайдалану және реакция кернеуі мен тоғын жылдам басқару арқылы қол жеткізіледі. Операциялар тартылыс күшін 200 гравитациялық тұрақтыға дейін жақсартатын жүйелерді енгізу, жоғары энергетикалық импульстарды қолдану және пластиналар арасындағы қашықтықты ұлғайту арқылы қалпына келтіру арқылы одан әрі жетілдірілді.

Ылғалды электрсүзгіде жиналған материал жиналып, кейіннен өңделетін тұрақты су ағынымен жойылады. Күкірт оксиді (SO₃) және/немесе су буымен кондициялануы да тозаңсыздандыру тиімділігін арттыруы мүмкін.

Мониторинг. Уақытылы бақылау және техникалық қызмет көрсету қажет. Электрсүзгінің өнімділігі шығарылатын газ ағынындағы (бұрынғы және кейінгі) бөлшектердің концентрациясын өлшеу негізінде анықталады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

ЭС тозаң шығарындыларын >95 % тиімділікпен азайтады. Кейбір жағдайларда қол жеткен тиімділік 99 % артық. МЕЕР өрістері бар ЭС орта есеппен бір жылда тек қалыпты пайдалану кезеңдерін ескере отырып және іске қосу мен тоқтатуды есепке алмай, 20 мг/Нм³бастап 50 мг/Нм³дейінгі диапазондағы тозаң концентрациясына қол жеткізуі мүмкін.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Электрсүзгілерді пайдаланған кезде қоспа құрамын бақылау қажет, тұтанып кету қаупін болдырмау үшін, атап айтқанда шығарылатын газдың құрамындағы көмірсутекті бақылау қажет. Ол үшін көмірсутектің шығарылатын газға қосылуын болдырмау үшін персонал тұрақты түрде фабрикадағы отқақ санын бақылауы қажет.

Тазалаудың максималды тиімділігіне қол жеткізу үшін конструкциялық ерекшеліктерінен басқа келесі әдістерді қолдануға болады:

қайта пайдаланылатын материалдарды (рециркуляция процесі) пайдаланған кезде, құрамында хлоридтік және сілтілік тозаңдары және шламдары бар майлармен, отқақпен ластанған жағдайда сапасын бақылау, оларды пайдалануды шектеу не қажетті құрамын алу үшін алдын ала араластыру әдісімен өңдеу;

көп мөлшерде сілтілер мен хлоридтер орналасқан элктрсүзгінің соңғы камерасынан шыққан тозаңды тұндыру;

электрсүзгіні тазалау мүмкіндігі үшін агломерациялық қондырғының технологиялық параметрлерін түзету.

Энергетикалық импульстар берілген элктрсүзгілер орта есеппен жылына 43 мг/нм³бастап 77 мг/нм³дейінгі концентрацияға жетуі мүмкін, бұл ретте өндірісте ерекше рудаларды пайдалану жоғарғы шектің 140 мг/нм³дейін ұлғаюына мүмкіндік береді. Көрсеткіші 36 мг/нм3 (орташа жылдық мәні) тозаң шығарындыларына Германияның агломерациялық фабрикаларында қол жеткізілді, мұнда электрсүзгіге цеолит пен қоңыр көмірлі кокс енгізілді. 20 - 42,7 мг/нм³шегіндегі тозаң шығарындыларына 2008 жылы ArcelorMittal (Гент,Бельгия) екі агломерациялық фабрикасында қол жеткізілді. Мұндағы электрсүзгілер микроимпульстарды (орташа жылдық мәні) анықтап тану функциясымен жабдықталған.

Энергетикалық импульс беру көптеген аглофабрикаларда, мысалы, Posco зауытында (Кваньянг,Оңтүстік Корея), Thyssen Krupp Stahl зауытында (Дуйсбург, Германия), ArcelorMittal (Дюнкерк, Франция) екі учаскесінде және ArcelorMittal (Гент,Бельгия) екі учаскесінде орнатылды. Corus (Германия) кейбір қондырғылары шыңдық модуляция жүйесімен және лүпілді түрімен жабдықталған. MEEP Жапонияның екі агломерациялық зауытында, Riva (Таранто, Италия) екі тізбегінде және АрселорМиттал (Айзенхюттенштадт, Германия) бір агломерациялық зауытында орнатылды.

Челябинск металлургиялық комбинатында ("ЧМК" ЖАҚ "Мечел" тобына кіреді) 2022 жылы агломерат өндірісі бойынша цехта газ тазарту жүйесі жаңартылды - өндіріс процесінде пайда болған қалқыма бөлшектер түтін газдарымен бірге аспирация жүйесіне келіп түседі және электрсүзгілерімен тазартылады, тұту тиімділігі 99,9 % дейін жетеді. Іс-шараны іске асыруға 100 млн рубль салынды.

Кросс-медиа әсерлері

Қатты қалдықтардың ағыны пайда болады. Кейбір жағдайларда осындай қалдықтар ағыны жентектеу процесінде қайта пайдаланылуы мүмкін. Әрдайым ауыр металдардың және/немесе сілтілік қосылыстардың концентрациясы жоғары болған сайын, қайта өңдеу ісі қиындауы мүмкін.

Шығарылатын газдардың шығыны шамамен 1 млн Нм³/с агломерациялық қондырғы үшін энергия тұтыну 300 кВт бастап 400 кВт дейінгі шаманы құрайды. Агломерат өндірімділігі жылына 4 млн тонна болғанда, бұл шама 2 МДЖ/т бастап 3 МДЖ/т дейінгі агломератты (немесе агломераттың жалпы энергия тұтыну мөлшерінің 0,1 -0,15 %) құрайды.

Күкірт оксидін (SO₃) қосып қойылту әдісі (ылғалды электрсүзгі) пайдаланылған кезде, сутегі хлоридтері (HCl) шығарындыларының көлемі ұлғаяды.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Электрсүзгілерді жаңа және қолданыстағы қондырғыларға орнатуға болады. Жылжымалы қабаты бар электрсүзгілерді қолданыстағы электрсүзгінің соңғы өрісі ретінде немесе сүзгінің өз корпусындағы жеке блок ретінде орнатуға болады, бірақ кез келген түрдегі электрсүзгіні орналастыру және орнату мүмкіндігі нақты орынға байланысты.

Экономика

Шығарылатын газдың шығыны шешуші фактор болып табылады. Электрсүзгілердің соңғы буынына дейін қолданыстағы екі ЭС жаңартуға инвестициялар 2022 жылы өндірімділігі сағатына 1,4 млн Нм³(газ шығыны)агломерациялық қондырғы үшін 10 - 15 млн евроға бағаланды (мысалы: ArcelorMittal, Фос-сюр-Мер, Франция). "ЧМК" ЖАҚ агломерациялық өндірісінің тазалау жүйесін жаңарту бойынша іс-шараларды іске асыруға 100 млн рубль салды.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.1.2.3. Қапшық сүзгі

Сипаттау

Тығыз тоқылған немесе киіз матадан өткізу арқылы шығарылатын газдарды тозаңнан тазалау, оның нәтижесінде қатты бөлшектер елеу немесе басқа тәсілдер арқылы матада жиналады.

Техникалық сипаттамасы

Қапшық (мата) сүзгілер металлургиялық өндірісте өндірістік циклдың әртүрлі кезеңдерінде (шикізат дайындау, қорыту, қорыту өнімдерін өңдеу) түзілетін тозаңнан және оның құрамындағы металдардан жоғары тиімділікпен тазартатындықтан пайдаланылады. Қапшық сүзгілер кеуекті матадан немесе киіз матадан жасалады, газды құрамындағы бөлшектерден тазарту үшін осы мата арқылы өткізеді. Матадан жасалған сүзгіні пайдалану үшін шығарылатын газдың сипаттамасына және максималды жұмыс температурасына жарамды матаны таңдап алу талап етіледі. Қапшық сүзгінің алдыңғы жағына тұндыру камерасы және тоңазытқыш камера, кәдеге асыру қазаны сияқты қосымша жабдықты орнату өрт шығу, бөлшектердің қоюлануы және тозаңды жояр алдында шығарылатын газ жылуын қалпына келтіру қаупін азайтады.

Әдетте қапшық сүзгілер сүзгілегіш материалды тазалау әдісіне сәйкес жіктеледі. Экстракция тиімділігін сақтау үшін тұрақты түрде матаны тозаңнан тазартып отыру керек.

Ең көп таралған тазалау әдістері: кері ауа ағыны, механикалық шайқау, діріл, төмен қысымды ауа пульсациясы және сығылған ауа пульсациясы.

Сүзгілегіш қапшықты тазалауға акустикалық шөміш те пайдаланылады. Стандартты тазалау механизмдері қапшықты бастапқы күйіне қайтармайды, себебі матаның ішіне тұрып қалған бөлшектер талшықтар арасындағы тесіктерді кішірейтеді, десе де мұның өзі субмикронды буларды тазартудың тиімділігін арттырады.

Импульстық қапшық сүзгі ауа массасын әртүрлі майда дисперсті шоғырлардан тазалауға арналған. Бұл аспаптарға сығылған ауа массасымен импульстық үрлеуді регенерациялау жүйесі монтаждалған. Металл тіректердегі қапшықтар тазалағыш элемент ретінде қолданылады. Қапшықтың беткейіне тозаң қабатының жиналуына байланысты тазалау тиімділігінің төмендеуін болдырмау үшін қапшық сүзгілерді импульстық үрлеу қолданылады. Оны пайдалану жабдықтың жұмысқа қабілетін регенерациялайды және тазалау тиімділігінің төмендеуін болдырмайды.

Қапшық сүзгімен тазалау тиімділігі негізінен аппараттың қапшықтары жасалатын сүзгілегіш матаның қасиеттеріне, сондай-ақ осы қасиеттерінің тазартылатын ортаның және оның құрамындағы қалқымалы бөлшектердің қасиеттеріне қаншалықты сай келуіне байланысты болады. Матаны таңдаған кезде газдардың құрамын, тозаң бөлшектерінің табиғаты мен мөлшерін, тазалау әдісін, қажетті тиімділік пен экономикалық көрсеткіштерді ескеру қажет. Сондай-ақ, газдың температурасы, егер бар болса, газды салқындату әдісі, пайда болған су буы және қышқылдың қайнау температурасы ескеріледі. 5.1.2.3.1-кестеде тазалау кезінде кеңінен қолданылатын маталардың түрлері берілген.

5.1-кесте. Қапшық сүзгілерде кеңінен қолданылатын маталар.

Р/с №	Бастапқы полимер немесе шикізат	Талшықтың атауы	Тығыздык, кг/м3	Ыстыққа төзімділік, °С		Әртүрлі ортадағы химиялық төзімділік		Ортадағы төзімділік		Жанғыштық	Жыртылуға беріктік, МПа	Үзілу ұзындығы, %	Тозуға беріктік	Ылғалсыйымдылық, %, 20°С кезінде
Р/с №	Бастапқы полимер немесе шикізат	Талшықтың атауы	Тығыздык, кг/м3	ұзақ әсер ету кезінде	қысқа мерзімді әсер ету кезінде	қышқылдар	сілтілер	тотықтырғыш агенттер	еріткіштер					f= 65 % кезінде	f = 90–95 % кезінде
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	Целлюлоза	Мақта	1520	65-85	90-95	ОП	X	У	ОХ	Иә	360-530	7-8	У	7-8,5	24-27
2	Протеиндер	Жүн	1320	95-100	120	У	ОП	У	X	Иә	130-200	30-40	У	13-15	21,9
3	Полиамид	Капрон	1140	80-90	120	ОП	ох	У	X	Иә	450-600	18-32	ОХ	3,5-4,5	7-8,5
3	Полиамид	Номекс	1380	220	260	У	ох	X	X	Жоқ	400-800	14-17	ОХ	-	-
4	Полиэфир	Лавсан	1380	130	160	X	У-П	X	X	Иә	450-700	15-25	ОХ	0,4	0,5
5	Полиакрилонетрил	Нитрон	1170	120	150	X-У	У	X	-	Иә	300-470	15-17	У	0,9-2	4,5-5
6	Полиолефин	Полипропилен	920	85-95	120	ОХ	ОХ	X	X	Иә	440-860	22-25	ОХ	0	0
7	Поливинилхлорид	Хлорин, ацетохлорин, ПВХ	1380-1470	65-70	80-90	ОХ	ОХ	ОХ	У-X	Жоқ	180-230	15-30	ОП-П	0,17-0,3	0,7-0,9
8	Политетрафаторэтилен	Фторопласт, олифен	2300	220	270	ОХ	ОХ	ОХ	ОХ	Жоқ	350-400	50	У-П	0	0
9	Полиоксидиазол	Оксалон	-	250	270	X		-	-	Жоқ	-	-	X	-	-
10	Алюмооборосиликатты шыны	Шыны талшық	2540	240	315	X	У-П	ОХ	ОХ	Жоқ	1600-3000	3-4	ОП	0,3	-
11		Керамикалық талшық	-	760	1204	OX	Х	ОХ	ОХ	Жоқ	-	-	-	-	-
ОХ – өте жақсы; X - жақсы; У - қанағаттанарлық; П - нашар; ОП- өте нашар.

Қапшық сүзгілердің бірнеше түрлі конструкциялары бар, онда сүзгілегіш материалдың әртүрлі түрлері пайдаланылады.

Мембраналық сүзгілеу технологияларын (беттік сүзгілеу) пайдалану пайдалану мерзімін қосымша ұзартуға, температура шегін арттыруға (260 °C дейін) және техникалық қызмет жасау шығындарын салыстырмалы түрде азайтуға мүмкіндік береді. Мембраналық сүзгілегіш қапшықтар матаның негізіне кіріктірілген кеңейтілген политетрафторэтиленнен (ПТФЭ) жасалған ультражұқа мембранадан тұрады. Шығарылатын газ ағынындағы бөлшектер қапшықтың беткейімен тұтылады. Бөлшектер қапшық матасының ішкі жағына тұрып қалудың орнына немесе өтіп кетудің орнына мембранаға соғылып кері ұшады да, көлемі бойынша өте аз шөгінді құрайды.

Тефлон/шыны талшық сияқты синтетикалық сүзгілегіш маталар ұзақ қолданылу мерзімімен қамтамасыз ете отырып, қапшық сүзгілерді кең спектрлі процестерге қолдануға мүмкіндік береді. Жоғары температура кезінде немесе абразивтілік жағдайында қазіргі заманғы сүзгілегіш материалдардың тиімділігі жоғары және мұндай матаның өндірушілері белгілі бір мақсатта қолдану үшін материалды таңдауға көмек көрсете алады. Тозаңның тиісті түрі үшін жарамды конструкцияны пайдаланған кезде ерекше жағдайларда тозаң шығарындылары өте төмен деңгейде болуы мүмкін. Қазіргі заманғы қапшық сүзгілердің өте беріктігі және қолданылу мерзімінің ұзақтығы жұмсалған шығынды өтейді. Тозаң шығарындыларының төмен деңгейіне қол жеткізудің маңызы зор, себебі тозаңның құрамында айтарлықтай мөлшерде металл болуы мүмкін. Тазартылмаған газдардың атмосфераға жылыстауын азайту үшін таратқыш коллекторлардың деформациясының әсерін ескеру және қапшықтарды тиісті деңгейде герметизациялау керек.

Белгілі бір жағдайларда (мысалы, жабысқақ тозаң болғанда немесе конденсация температурасы кезінде ауа ағындарына пайдаланған кезде) сүзгілерінің бітеліп қалатынына және отқа төзімсіздігіне байланысты қапшық сүзгілер барлық мақсатта қолдануға жарамайды. Сүзгілерді қолданыстағы қапшық сүзгілермен бірге пайдалануға және жаңартып тұруға болады. Атап айтқанда, қапшықты тығыздау жүйесі жыл сайынғы техникалық қызмет жасау кезінде жақсартылуы мүмкін, ал қапшық сүзгілер стандартты ауыстыру кестесіне сәйкес анағұрлым заманауи материалдарға ауыстырылуы мүмкін, мұның өзі болашақ шығындарды азайтуы мүмкін.

Қап түріндегі мата сүзгілер пайдаланылатын сүзгілердің ең көп таралған түрі болып табылады, бұл ретте матадан жасалған бірнеше жекелеген сүзгілегіш элементтер бірге топтап орналастырылады. Сүзгіде жиналатын тозаң сүзіндісі жинау тиімділігін арттыруы мүмкін. Мата сүзгілер қалта түрінде немесе картридж түрінде де болады.

Сүзгі бірнеше секциядан тұрады, оның бір бөлігі тазартылатын газды сүзгілеу режимімен жұмыс істейді, ал екінші бөлігі – регенерация режимімен, яғни қапшықта жиналған тозаңды жою режимімен жұмыс істейді. Тазалау режимінде тозаңданған газ қапшықтың тесіктері арқылы сүзгіленеді, ал тозаң оның бетіне шөгеді. Уақыт өте келе ішіне тозаң толған қапшықтың гидравликалық кедергісі ұлғаяды және шөгу тиімділігі артады. Бұл ретте сүзгінің газ бойынша өткізу қабілеті айтарлықтай төмендейді және механикалық (сілку, бұрау) және (немесе) аэродинамикалық (сығылған ауамен импульстық үрлеу) тәсілмен тозаңнан тазарту үшін секцияны сөндіреді. Өңделетін газ ағыны не қапшықтың ішкі жағынан сыртына қарай, не қапшықтың сырт жағынан ішіне қарай бағытталуы мүмкін.

Келіп түскен пайдаланылған газдың құрамында салыстырмалы түрде ірі бөлшектер болған жағдайда, мата сүзгіге жүктемені азайту үшін, әсіресе кіру тұсында көп мөлшерде бөлшектер шоғырланған кезде, қосымша алдын ала тазарту үшін механикалық коллекторлар (циклондар, электростатикалық сүзгілер және басқалары) пайдаланылуы мүмкін.

Мониторинг. Сүзгінің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін келесі функциялардың біреуін немесе бірнешеуін қолданған жөн:

сүзгілегіш материалды таңдауға және бекіткіш және тығыздағыш жүйелердің сенімділігіне ерекше назар аударылады. Қазіргі заманғы сүзгілегіш материалдар, әдетте, беріктеу және қолданылу мерзімі ұзақ. Көптеген жағдайларда заманауи материалдарға жұмсалатын қосымша шығындар ұзақ пайдалану мерзімімен өтеледі;

жұмыс температурасы газдың конденсация нүктесінен жоғары. Ыстыққа төзімді қапшықтар мен бекіткіштер жоғары жұмыс температурасында қолданылады;

тозаңды тұту арқылы және сүзгінің ақауларын анықтауға арналған оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғыларды пайдалану арқылы құрамындағы тозаңды үздіксіз бақылау. Қажет болғанда, тозған немесе бүлінген қапшықтары бар жекелеген секцияларды анықтау үшін құрылғы сүзгінің тазалау жүйесімен әрекеттесіп жұмыс істеуі керек;

егер қажет болса, газбен салқындату және ұшқынмен сөндіруді пайдалану. Циклондар ұшқынмен сөндіруге жарамды құрылғы болып саналады. Қазіргі заманғы сүзгілердің көпшілігі бірнеше бөліктерде орналасқан, сондықтан қажет болған жағдайда бұзылған бөліктерді оқшаулауға болады;

температураны және ұшқын түзілуін мониторингтеу өртті анықтау үшін қолданылуы мүмкін. Тұтану қаупі туындаған жағдайда инертті газдар жүйесі қарастырылуы немесе инертті материалдар (мысалы, кальций гидрототығы) қосылуы мүмкін. Матаның есептік шектен артық шамадан тыс қыздырылуы улы газ тәрізді шығарындыларды шығаруы мүмкін;

тазалау механизмін бақылау үшін қысымның түсіп кетпеуін бақылау қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Көлемі 2,5 мкм дейінгі қатты бөлшектерді жою. Қапшық сүзгілері бар тозаңтұтқыш камерадан кейін орналасқан және қосымша материалдар енгізілетін жүйелермен, оның ішінде адсорбциялау және әктасты/натрий бикарбонатын құрғақ үрлеу жүйелерімен біріктірген жағдайда белгілі бір газ тәрізді ластағыш заттарды жоюға болады.

Шығарылатын газ ағындарындағы тозаң деңгейін және бір мезгілде ауыр металдардың шығарындыларын төмендетуде қапшық сүзгілердің тиімділігі жоғары. Қоспамен күшейтілген қапшық сүзгілер, сондай-ақ, ПХДД/Ф, хлоридті сутекті (HCl), фторлы сутекті (HF) және аз мөлшерде күкірт диоксидін (SO₂) азайтады. Атап айтқанда, ПХДД/Ф шығарындылары айтарлықтай азайтылуы мүмкін.

Қапшық сүзгілерді пайдаланатын еуропалық агломерациялық зауыттар үшін пайдалану деректері әдетте шыңдық кезеңдерді қоса алғанда, орташа тәуліктік негізде берілген 1 мг/Нм₃бастап мг/Нм₃дейінгі қатты заттар диапазонында болады. Ұшпайтын ауыр металдар тозаңмен бірге бір уақытта қалпына келтіріледі.

Әктас пен көміртек (С) қосу диоксин шығарындыларын <0,1 нг I TEQ/Нм3 дейін азайтуға мүмкіндік береді. Ұшпа ауыр металдар мен ҰОҚ бір уақытта қоспалар мен құрамында көміртек (С) бар целит қолдану есебінен төмендейді. Мысалы, құрамындағы сынап (Hg) 80 - 95 % төмендейді.

Күкірт диоксиді (SO₂) сөндірілген әк қосқанда шамамен 30 - 80 % және бикарбонат натрий қосқанда 90 % дейін азайтылуы мүмкін.

Енгізілетін әктастың немесе натрий бикарбонатының мөлшеріне қарай күкірт диоксиді (SO₂)шығарындылары бойынша нәтиже 100 мг/Нм3 бастап 500 мг/Нм3 дейінгі диапазонға жетуі мүмкін. Келіп түсетін күкірт диоксидіне (SO₂)қарай іс жүзінде SO_X 350 мг/Нм³аз орташа тәуліктік мәндеріне қол жеткізілді. Әктас қосылған соң HF шығарындыларының 0,2 – 1 мг/Нм₃концентрациясына және хлоридт сутек (HCl) шығарындыларының 1 - 10 мг/Нм₃концентрациясына (тәулігіне орта есеппен) қол жеткізуге болады.

Қапшық сүзгілерін қолдану диоксиндер мен құрамында ауыр металл бар қалдықтардың рециркуляциясын ұлғайтуға мүмкіндік береді. Бір мысалда домна газынан шыққан рециркуляцияланған тозаңның мөлшері жылына 6000 тоннадан 39000 тоннаға дейін ұлғайтылған.

Қапшық сүзгілер шығарылатын газдарды тозаңсыздандыру үшін агломерация процесінде АрселорМиттал (Бремен, Германия) 1992 жылдан бастап; DK Recycling (Дуйсбург, Германия); Voestalpine Stahl GmbH (Донавиц, Австрия) 2002 жылдан бастап, өндірімділігі 400000 Нм₃/с; Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия); АрселорМиттал (Фос-сюр-Мер, Франция) 2006 жылдан бастап қолданылады, адсорбент ретінде сөндірілген әкті пайдаланатын қапшық сүзгілер жүйесі қолданылады, өндірімділігі агломераттың 700000 м³/с шығарылатын газын құрайды (агломераттың шығарылатын газының жалпы мөлшерінің 50 %).

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өнімділік қолданылатын тазалау жабдықтарының түріне байланысты және 99 - 99,9 % аралығында болуы мүмкін. Сүзудің орташа жылдамдығы 0,5 және 2 м/мин аралығында. Қапшық сүзгі тозаңнан басқа, құрамындағы металл және диоксиндер сияқты тозаң бөлшектеріне абсорбцияланған заттарды кетіреді.

Электростатикалық сүзгіден кейін орнатылған қапшық камерасын қосу қатты бөлшектер шығарындыларының өте төмен деңгейіне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Сүзгілер арнайы құрылғымен тұрақты түрде қадағалануы тиіс.

Сүзгіш қапшықтардың тозуы өлшеуге болатын өнімділіктің бірте-бірте төмендеуіне әкеледі. Бірнеше қапшықтың бүлінуі немесе апаттық істен шығуы коррозия, абразивті материалды сүзу немесе өрт тұтану қаупі туындаған кезде қауіп төндіреді. Қысымның төмендеу индикаторы немесе тозаңды бақылау аспаптары сияқты қарапайым үздіксіз мониторинг жүйелері өнімділіктің шамаланған сипаттамасын ғана көрсетеді. 5.2-кестеде әртүрлі сүзгілердің ең көп қолданылатын параметрлері салыстырылған.

5.2-кесте. Әртүрлі қапшық сүзгі жүйелерін салыстыру

Р/с №	Параметр	Өлш. бірлігі	Импульсті тазалау сүзгісі	Шыны талшықтан жасалған мембраналық сүзгі	Шыны талшықтан жасалған сүзгі
1	2	3	4	5	6
1	Қапшық түрі	-	Полиэстер	Мембрана/ шыны талшық	Шыны талшық
2	Қапшық өлшемі	м	0,126 х 6	0,292 х 10	0,292 х 10
3	Қапшыққа жұмсалатын мата ауданы	м²	2	9	9
4	Корпус	-	иә	жоқ	жоқ
5	Қысым төмендеуі	кПа	2	2	2,5
6	Ауаның матаға қатынасы	м/ч	80 - 90	70 - 90	30 - 35
7	Жұмыс температурасының интервалы	°C	250	280	280
8	Пайдалану мерзімі рукава	ай	30 -ға дейін	72 - 120	72 - 120

Қапшық сүзгілерді пайдаланған кезде шламдар мен сарқынды суларды тазарту қажет болмайды.

Агломерациялық қондырғыларда пайдаланылатын қапшық сүзгілер, әдетте, қолданыстағы ЭС немесе циклоннан кейін орнатылады, бірақ автономды құрылғы ретінде қолданылуы да мүмкін. Әдетте тозаңды кетіру шығарылатын газдардың хлоридті сутек (HCl), фторлы сутек (HF) және күкірт оксиді (SO_X) сияқты қышқыл қосылыстарын сөндірілген әк немесе натрий бикарбонатының ерітінділерін енгізу арқылы кетірумен және ПХДД/Ф, ПХД, ГХБ немесе ПАУ сияқты тұрақты органикалық ластағышларды, сонымен қатар сынапты адсорбенттерді (негізінен ұнтақты қоңыр кокс немесе белсендірілген көмір және/немесе кейде цеолиттер) енгізу арқылы кетірумен бірге жүреді. Барлық тозаң, көміртек/кокс және реакцияға түспеген күкіртсіздендіру реагенттері, сондай-ақ реакция өнімдері (гипс және натрий сульфаты) қапшық сүзгімен сүзіледі. Шығарылатын тозаңның едәуір бөлігі адсорбция тиімділігін арттыру және осылайша шығын материалдарының құнын төмендету үшін шығарылатын газға рециркуляцияланады.

Кейбір жағдайларда тасталған тозаң мен қоспалар агломерация желісіне қайтарылады да, ПХДД/Ф крекинг жасалады. Құрама күкіртсіздендіру кезінде қапшық сүзгінің қатты қалдықтары әдетте күкірт жиоксидінің (SO₂)бөлінуіне байланысты агломерациялық массаға қайта өңделмейді.

Thyssen Krupp Stahl (Германия) аглофабрикасынан шыққан пайдаланылған ауа ең алдымен электростатикалық сүзгімен тазартылады, ол көп мөлшерде тозаңды тұтып қалады, бірақ тозаңның майда бөлшектерін тұта алмайды. Оларды кетіру үшін пайдаланылған ауа әрқайсысының ұзындығы үш метр болатын 44 688 өте жұқа сүзгіш қапшықтардан өткізіледі. Матаның жалпы ауданы 45 000 шаршы метрден астам, мұның өзі іс жүзінде қалдық тозаңды толық 99,99 % кетіре отырып, сағатына 1,3 млн текше метрге дейін пайдаланылған ауаны тазалауға жеткілікті. Жалпы инвестициялық шығындар 51 млн еуроны құрады.

"АМТ" АҚ агломашинаны суыту аймағы қапшық сүзгілермен жабдықталған, тазалау тиімділігі – 98 %.

Кросс-медиа әсерлері

Сүзгіш матаны, егер оны қалпына келтіру мүмкін болмаса, сүзінді жиналуын болдырмау үшін әр 2 - 4 жыл сайын (пайдалану мерзімі әртүрлі факторларға байланысты) ауыстырып отыру керек. Қосымша энергия тұтынуға әкелетін тарту арқылы өтелетін қысымның түсуі. Мата сүзгілер майда дисперсті бөлшектерді аса тиімді тұтып қалатындықтан, олар сонымен қатар түтін газдарында субмикронды бөлшектер түрінде кездесетін ауыр металдардың шығарындыларын да азайтады.

Сонымен қатар тазарту циклі үшін сығылған ауа шығыны көбеюі мүмкін.

Техникалық қызмет көрсету кезінде қосымша қалдықтар пайда болуы мүмкін.

ArcelorMittal (Бремен, Германия) агломерациялық зауытында қапшық сүзгідегі тұтылған тозаң мен қоспалар толық агломерациялық циклға қайтарылады, онда ПХДД/Ф жағу бағытымен ыдыратылады. Voestalpine Stahl GmbH зауытында (Донавиц, Австрия) бөліп алынған тозаң кәдеге жаратылады, себебі оның құрамында күкірт, хлорид, фторид және сілтілер бар.

Желдеткіштерді, жылыту құрылғыларын, қозғалтқыштарды және қосалқы қондырғыларды қоса алғанда, электр энергиясына қосымша қажеттілік 1,0 кВтч/1000 Нм₃/с ЭС-мен ғана салыстырғанда шамамен 1,5 кВт*ч/1000 Нм³/с құрайды.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады. Оны жаңа және қолданыстағы қондырғыларға қолдануға болады. Қолданыстағы қондырғыларға орнату үшін орын қажет болуы мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске (пайдаланылатын қапшық сүзгілерінің түріне және санына) байланысты. Сүзгілердің құны жабдық жұмысының (сүзгіге түсірілетін жүктеме) тиімділігіне, пайдаланылатын (біріктірілген немес екінші кезектегі) тазалау жүйесіне, сондай-ақ сүзгінің өзінің дифференциалды қысым көрсеткішіне байланысты. Инвестициялық шығындарды жоғарыда тізімделген факторлардың тығыз әрекеттестігі арқылы, атап айтқанда дифференциалды қысымның ең кіші мәндері және тазалау кезінде ауа үшін ең аз мәндері, сондай-ақ ауа-қаптаманың мүмкін болатын ең жоғары қатынастары есебінен есебінен азайтуға болады.

Ағын беру блогы бар қапшық сүзгіге жұмсалатын шығындарды бағалаған кезде мұндай құрылғылардың тек тозаңды бөліп алу үшін ғана емес, сонымен бірге фторлы сутек (HF), хлоридті сутек (HCl) және күкірт диоксиді (SO₂)сияқты құрамындағы ПХДД/Ф, ауыр металдар мен қышқыл газдарды азайту үшін де қолданылатынын ескерген жөн.

Ендірудің қозғаушы күші

Қоршаған ортаға шығарындыларды азайту. Экологиялық заңнаманың талаптары. Ресурстарды үнемдеу.

5.1.2.4. Ылғалды скруббер

Сипаттау

Газдарды жарамды сұйықтыққа, көбінесе суға немесе сулы ерітіндіге тасымалдау арқылы технологиялық шығарылатын газдан немесе шығарылатын газ ағынынан қатты ластағыш заттарды кетіру.

Техникалық сипаттамасы

Тозаңнан ылғалды тазарту деп келіп түсетін газды сумен үсті-үстіне араластыру арқылы әдетте ортадан тепкіш күштің көмегімен ірі бөлшектерді кетіре отырып тозаңды бөліп алуды айтады. Ол үшін газ тангенционалды (бүйір жағынан) енгізіледі. Бір немесе бірнеше физикалық әсердің (инерциялық соққы, броундық және турбулентті диффузия және басқаларының) күшімен бөлшектер тамшылармен немесе сұйықтықтың басқа бетімен жанасқан кезде бөлшектер суланады, көп жағдайда суға батып кетеді, нәтижесінде тұтып алынады. Ылғады тұтып алу кезінде негізінен газдар ірі (3–5 мкм үлкен) бөлшектерден тазартылады. Майда бөлшектерді тұту (айналдыру) үшін ылғалды тазалауды қолдану тиімділігі төмен, ол бөлшектер мен ылғалды беткей арасында газ немесе ауа қабатының болуымен түсіндіріледі, бұл ретте газ ағынымен бірге қозғалатын ұсақ бөлшектер (тамшылар) сұйықтықпен (тамшымен немесе басқа ылғалды беткеймен) кездескен кезде онымен жанаспай, ылғалды беткейді айналып өтеді. Осы факт ылғалды тозаңтұтқыш конструкциясын жетілдіруге ықпал етті. Осының нәтижесінде жоғары жылдамдықпен қозғалатын газ сұйықтықты майда тамшыларға ыдырататын шаптозаң немесе турбулентті ылғалды тозаңтұтқыштар әзірленді. Бөлшектер ұсақ тамшылармен жеңіл жанасады және жеткілікті дәрежеде толық (тіпті айналдырылатын бөлшектер) тұтылады.

Каскадты скрубберлер немесе Вентури ылғалды скрубберлері көбінесе көміртек оксидімен (СО) қаныққан шығарылатын газдардан, герметикалық электр доғалы пештерден тозаңды кетіру үшін пайдаланылады. Содан кейін газ жылу шығару қабілеті жоғары газ ретінде пайдаланылады және қосымша өңдеуден кейін шығарылады. Ол сонымен қатар тозаңның абразивтілігі жоғары болатын, бірақ сумен жеңіл шыланатын болат таспалы қақтау машинасынан шыққан газдарды тазалау үшін де пайдаланылады. Скруббердің мұндай жұмысынсыз мата сүзгінің қолданылу мерзімі өте шектеулі болар еді, ал матаның жылдам тозуы өнімділікті төмендететін еді.

Скрубберлер тозаңның немесе газ температурасының сипатына басқа әдістер жарамсыз болған кезде немесе тозаңның түрі нақты скрубберде жоюға жарамды болған кезде қолданылады. Скрубберлерді, сондай-ақ, газдарды тозаңмен бірге жою қажет болған кезде, не олар ластанумен күрес кезінде әдістер тізбегінің бір бөлігін құрайтын кезде, мысалы, материалды күкірт қышқылын өндіретін зауытта қабылдар алдында тозаңнан тазарту кезінде пайдаланған қолайлы. Бөлшектерді ылғалдау және тұту кезінде жеткілікті мөлшерде энергия қажет болады.

Ылғалды тазартудан кейін қатты тозаң скруббердің төменгі бөлігіне жиналады. Тозаңмен бірге күкірт диоксиді (SO₂), аммиак (NH₃), хлоридті сутек (HCl), фторлы сутек (HF), ұшпа органикалық қосылыстар және ауыр металдар сияқты бейорганикалық заттар да жойылуы мүмкін.

Скрубберлер күкірт қышқылы зауыттарында түрлендірер алдында немесе қышқыл газдарды сіңіру үшін газдарды суыту және тазалау үшін ылғалды электр сүзгілермен бірге пайдаланылады.

Мониторинг. Ылғады скрубберлер қысымның түсуін, тазартатын сұйықтық ағынының жылдамдығын және (қышқыл газдар жойылатын жағдайда) pH деңгейін бақылау жүйесін қамтуы керек. Тазартылған газдар скрубберден ылғал бөлгішке түсуі тиіс.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң, күкірт диоксидінің (SO₂)шығарындыларын, кейбір бейорганикалық қосылыстарды азайту. Тозаңды ылғалды тазарту әдістерінің тиімділігі қатты заттардың және жиналатын аэрозольдің мөлшеріне байланысты.

Ылғалды скрубберлерді пайдаланатын еуропалық аглофабрикаларға арналған пайдалану деректері орташа жылдық мәндермен көрсетілген 40 мг/Нм³бастап 80 мг/Нм³дейінгі диапазонда болады. Агрегаттың жағдайына байланысты көрсетілген деңгейден асатын тозаң шығарындыларының деңгейіне шаптозаң жетуі мүмкін.

Ресейдегі темір кенін өндіру және қайта өңдеу бойынша жетекші комбинат "Карельский окатыш" ("Северсталь" ЖАҚ құрамына кіреді) №3 күйдіру машинасында күкіртті тазалау қондырғысын тестілеп жатыр. Қондырғыда күйдіру газдары сұйық әкпен шайылады, күйдірілген газдарды күкірт диоксидінен (SO₂)тазарту 98,6 %-ға жетті.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Шығарылатын газдарды қатты бөлшектерден тазарту өнімділігі жабдықтың түріне байланысты және 50 - 99 % аралығында болады. Тозаңнан ылғалды тазарту (абсорбция) кейінгі өңдеумен сүзу (мысалы, қапшық сүзгілер) немесе электростатикалық тұндыру арқылы біріктірілуі мүмкін. Бұл жағдайда тазалау тиімділігі 90 % дан бастап 99 %-ға дейін жетеді.

Нидерландының Иджмуйден қаласындағы Corus аглофабрикасында шығарындылар орнатылған жоғары қысымды ылғалды скруббердің көмегімен азайтылады. Мысалы, ПХДД/Ф шығарындылары мен тозаңдар шамамен 90 %-ға, ал күкірт диоксидінің (SO₂)₂шығарындылары - шамамен 85 %-ға азаяды.

Алайда техникалық қызмет көрсетуге, бұзылуларға және техникалық іске қосуға/тоқтатуға байланысты жоғары қысымды тазалу жүйесі шарасыз тоқтатылады, бұзылады немесе істен шығады. Мұндай істен шығулардың бір себебі су мен сығылған ауаны дұрыс жіберу үшін орнатылған бүріккіштер қорғасын сульфатымен ластанады. Тұрақты техникалық қызмет көрсету қажет.

Кросс-медиа әсерлері

Ылғалды тазартылған газдардың атмосфераға жайылу жағдайлары нашарлауы мүмкін (қосымша тазалау қажет болуы мүмкін). Энергия шығыны (әсіресе турбулентті тозаңтұтқыштарда) көп.

Су тұтыну айтарлықтай деңгейде газ тәрізді қосылыстардың кіру және шығу концентрациясына байланысты. Булану шығындары негізінен температурамен және кіретін газ ағынының ылғалдылығымен анықталады. Шығарылатын газ ағыны көптеген жағдайларда толық су буымен қанығады. Әдетте рециркуляциялық сұйықтықты ыдырауына және булану шығынына байланысты тазарту қажет.

Абсорбция нәтижесінде, әдетте, егер қайта пайдалануға жарамайтын болса, өңделетін немесе кәдеге жаратылатын (ағын немесе шлам түрінде) пайдаланылған сұйықтық жиналады. Каналда жоғары жылдамдыққа байланысты пайда болатын эрозия – осы әдісті пайдалану барысында туындайтын қиындық. Мұның өзі антикоррозиялық және бірқатар жағдайларда қымбат тұратын және тапшы конструктивтік материалдарды қолдану қажеттілігіне себепші болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Әдетте, осы техниканы қолдануға қатысты техникалық шектеулер жоқ. Абсорбция жарамды абсорбенттің болуына қарай пайдаланылады.

Тазартылған қалдық сарқынды суды су тазарту құрылғысынан құйып алу керек. Сол себепті мұндай жүйелерді пайдалану көбінесе қалдық сарқынды сулармен жұмыс істеуге байланысты және сәйкесінше агломерациялық құрылғының орналасқан орнына байланысты болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Мысалы, Еуропада AIRFINE скрубберінің технологиясы екі аглофабрикада қолданылады: Voestalpine (Линц, Австрия) және Corus (Иджмуйден, Нидерланды).

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфералық ауаға шығарындыларды азайту. Экологиялық заңнама. Экономикалық пайда.

5.1.2.5. Ұсақкөзді керамикалық және металл сүзгілер

Сипаттау

Жұмыс істеу қағидаты, жалпы құрылысы және тазалау мүмкіндіктері жағынан ұсақкөзді керамикалық сүзгілер қапшық сүзгілерге ұқсайды. Сүзгінің металл қаңқасында мата қапшықтардың орнына формасы бағанаға ұқсайтын қатты сүзгіш элементтер пайдаланылады.

Техникалық сипаттамасы

Осындай сүзгілердің көмегімен майда дисперсті бөлшектер, оның ішінде PM₁₀жойылады. Сүзгілер ыстыққа төзімді және көбінесе жұмыс температурасының жоғарғы шегін сүзгінің корпусы айқындайды. Жоғары температура жағдайында тірек құрылымының кеңеюі де маңызды фактор болып табылады, себебі бұл ретте корпустағы сүзгі элементтерінің герметикалығы зақымданады, мұның өзі тазартылмаған газдың тазартылған газ ағынына қосылып кетуіне әкеледі. Істен шығуларды анықтау жүйесі нақты уақыт тәртіптемесінде қапшық сүзгілер сияқты пайдаланылады. Керамикалық және металл торлы сүзгілер қапшық сүзгі сияқты иілгіш емес. Мұндай сүзгілерді үрлеп тазалаған кезде тозаң мата сүзгідегі сияқты толық тазаланбайды, мұның өзі сүзгінің ішкі жағында майда тозаңның жиналуына әкеледі және осылайша оның өнімділігін төмендетеді. Мұндай жағдай өте ұсақ тозаңның жиналуына байланысты орын алады.

Алюмосиликаттан жасалған керамикалық сүзгілер химиялық төзімділікті немесе қышқылға төзімділікті жақсарту немесе басқа ластағыш заттарды сүзу үшін әртүрлі сүзгіш материал қабаттарымен жабындалуы мүмкін. Сүзгіш элементтермен жаңа кезінде жұмыс істеген жеңіл, бірақ ыстық температурада ұсталғаннан кейін сүзгілер осал болып қалады және жұмыс істеу барысында немесе тазалау кезінде абайсызда зақымдап алуға болады.

Жабысқақ тозаңның немесе шайырдың болуы айтарлықтай қиындық туғызады, себебі оларды қалыпты тазалау кезінде сүзгіден кетіру қиын, мұның өзі қысымның түсуіне әкеледі. Температураның сүзгі материалына әсер ету әсері жинақталады, сондықтан қондырғыны жобалау кезінде оны ескеру қажет. Тиісті материалдар мен конструкцияны қолданған кезде шығарындылардың өте төмен деңгейіне қол жеткізуге болады. Шығарындылардың деңгейін төмендету маңызды фактор болып табылады, себебі тозаңның құрамында металл көп кездеседі.

Жаңартылған металл торлы сүзгі де жоғары температура жағдайында осындай нәтиже көрсетеді. Технологияның дамуы тиісті аймақ пайдаланудан шығарылған кезде тазалау жүргізілгеннен кейін тозаң қабығының тез пайда болуын қамтамасыз етеді.

Тозаң жүктемесін үздіксіз бақылау сүзгінің істен шығуын анықтау мақсатында шағылыстыратын оптикалық немесе трибоэлектрлік құрылғылардың көмегімен көмегімен жүргізіледі. Құрылғы тозған немесе зақымдалған элементтері бар жеке бөлімдерін анықтау үшін мүмкіндігінше сүзгінің тазалау жүйесімен өзара әрекеттесуі керек.

Тазалау құрылғыларының жай-күйін бақылау үшін қысымның түсуін өлшеуге болады.

Кей жағдайларда сүзгіш материалдың (мысалы, жабысқақ тозаңмен немесе ауа ағындарының шық нүктесіне жуық температурасы кезінде) қоқыстанып кетуі мүмкін болғандықтан бұл әдістер кез келген пайдалану жағдайына жарамды бола бермейді. Бұл әдістер қолданыстағы керамикалық сүзгілерге қолданылуы мүмкін және өзгертілуі мүмкін. Атап айтқанда, тығыздау жүйесі жоспарлы қызмет жасау барысында жетілдірілуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң, металл және басқа қосылыстардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Құмның пневмокөлік жүйесі жағдайында ЦФ2 - 6 - 1 ортадан тепкіш сүзгісін өнеркәсіптік сынау алты арналы ортадан тепкіш сүзгіде газ-тозаң ағынын құм түйірлерінен тазарту тиімділігі 98,65 %-ға жететінін анықтауға мүмкіндік берді. Ортадан тепкіш сүзгі мен ФКИ керамикалық импульстық сүзгіден тұратын екі сатылы газ тазарту жүйесін қолдану ағынның бастапқы тозаңдылығы 127878 мг/м³болған кезде осындай құрылғының шығуында 5 мг/м³қатты бөлшектердің қалдық концентрациясына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Керамика негізіндегі қатты сүзгіш элементтерді температурасы 1000 °С дейінгі газдарды тазалауға қолдануға болады.

2004 жылы Молдавия металлургия зауытында диаметрі 1200 мм болатты вакуумдау құрылғысының циклоны ЦФ1 - 4 - 10 ортадан тепкіш сүзгісіне ауыстырылды. Циклонды ауыстыру газсыздандыру циклдарының санын тазалауға тоқтатпай 4 есеге көбейтуге мүмкіндік берді [56].

Кросс-медиа әсерлері

Тозаң тұту тиімділігін арттырумен бірге электр энергиясын тұтыну көлемі артады. Су объектілеріне металдар мен басқа заттардың төгілуін болдырмау үшін кейіннен өңдеуді талап ететін сарқынды сулардың жиналуы [56].

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Қолданылады.

Экономика

Техниканың құны әр жағдайға қарай әртүрлі болады, бірақ процестер үнемді жұмыс істейді

Ендірудің қозғаушы күші

Тозаң шығарындыларын азайту. Егер тозаңды процеске қайтаруға болатын болса, шикізат үнемделеді.

5.1.2.6. ҰОҚ шығарындыларын азайту, агломерациялық шикізаттың құрамындағы ұшпа көмірсутекті төмендету

Сипаттау

Агломерат өндірісінде пайдаланылатын, құрамында көмірсутек бар шикізаттар мен материалдар көлемін қысқартуға негізделген ҰОҚ шығарындыларын азайтуға бағытталған техникалар.

Техникалық сипаттамасы

Көмірсутек агломерациялық шикізатқа ең бастысы диірмен отқабыршағын қосу арқылы келіп түседі. Диірмен отқабыршағының құрамындағы майдың мөлшері шығу тегіне қарай әртүрлі болуы мүмкін. Кейде құрамындағы май 10 % жетеді, алайда, ондай шикізат агломерациялық құрылғыларда алдын ала өңдеусіз пайдаланылмайды.

Мұнай көмірсутегінің көп бөлігі 100°C бастап 800°C дейінгі диапазондағы температурада агломерациялық қоспадан ұшып кетеді және агломерациялық құрылғыдан шығарылатын газбен бірге шығарылады.

Майдың тозаң арқылы және диірмен отқабыршағы арқылы келіп түсуін барынша азайту үшін төмендегілерді қоса алғанда бірнеше әдісті қолдануға болады:

1. Құрамындағы майы төмен тозаң бөлшектерін және отқақты айыру және кейіннен іріктеу арқылы майдың келіп түсуін шектеу;

2. Илемді орнақта "шаруашылықты тиісті деңгейде жүргізу" әдісін пайдалану отқақтың құрамындағы ластағыш майды айтарлықтай азайтуы мүмкін;

3. Диірмен отқабыршағын төмендегідей әдіспен майсыздандыру:

диірмен отқабыршағын шамамен 800°C дейін қыздыру, мұның өзі мұнай көмірсутектерінің булануына және таза диірмен отқабыршағын алуға мүмкіндік береді. Буланған көмірсутектер күйдірілуі мүмкін;

еріткіштің көмегімен диірмен отқабыршағынан майды айырып алу.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Метан емес ұшпа органикалық қосылыстардың құрамына қол жеткізуге болады (МЕҰОҚ) <20 мг/Нм₃(жылына орта есеппен көрсетілген). Егер агломерация шикізатындағы майдың мөлшерін азайту үшін сақтық шаралары қолданылмаса немесе отынды пайдалану нәтижесінде шығарындылар едәуір жоғары болуы мүмкін. Шығарындылардың мұндай жоғары деңгейлері құбырдың шығуында шығарындылармен күресудің негізгі жүйесі ретінде ЭС пайдаланатын құрылғыларға ғана тән болуы мүмкін.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Көптеген зауыттар агломерациялық құрылғыға май жіберуді құрамында темір бар қалдықтардың көмегімен, әсіресе ЭС немесе қапшық сүзгінің көмегімен реттейді.

Диірмен отқабыршағын майсыздандыруға арналған бірқатар құрылғылар тәжірибелік негізде 1990 жылдардың соңында Германияда пайдаланылды, бірақ кейіннен бәрінің жұмысы тоқтатылды.

Аглофабрикада пайдаланылатын тозаңның немесе отқақ қалдықтарының құрамындағы май мынадай бірнеше себеппен аз болуы керек: тұтанып кетуін болдырмау және электрсүзгіде қақ тұрып қалуын болдырмау үшін; қапшық сүзгінің бітеліп қалуын болдырмау үшін.

Кросс-медиа әсерлері

Термиялық тазартуға (отқақты майсыздандыруға) қосымша энергия шығыны қажет.

Құрамында темір бар қатты қалдықтар/қалдықтар агломерациялық фабрикаға жарамды шикізат ретінде бракқа шығарылған жағдайда олар не басқа тәсілмен қайта өңделеді, не қалдықтар ағынына жіберіліп, кәдеге жаратылады. Осылайша, қоршаған ортаға қалдық түрінде қосымша эмиссия ағыны пайда болады.

Буланған көмірсутек келесі жағдайларды сақтай отырып өртелуі керек (оттек мөлшері 6 %-дан жоғары болған кезде 2 секундқа жуық 850 °C жоғары температурада).

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа зауыттарда, сол сияқты қолданыстағы зауыттарда да қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.1.2.7. ПХДД/Ф азайту, агломерациялық қоспаға азот қосу арқылы ПХДД/Ф түзілуін болдырмау

Сипаттау

ПХДД/Ф түзілуі негізінен агломераттың өзінде болған жағдайда, мұндай заттардың түзілуіне тежеуші әсер ететін заттарды қосу арқылы ПХДД/Ф түзілуін азайту.

Техникалық сипаттамасы

Бетіндегі каталитикалық реакцияларды тежеу мақсатында қатты агломерациялық қоспаға азот қосылыстарын қосу, оның құрамындағы ПХДД/Ф-ты азайтудың тиімді әдісі болып табылады. Осының негізінде, көптеген агломерациялық құрылғыларда триэтаноламинді (TEA), моноэтаноламинді (MEA) немесе несепнәрді қосып сынақ жүргізілді. Агломерациялық қоспаға қоспалағыштың және/немесе түйіршіктегіштің алдында несепнәрді қосу бірнеше зауытта толық өндірістік ауқымда қолданылды. Осылайша, шикі агломерациялық қоспаны таспаға жіберер алдында несепнәрдің бөлшектері тұтас қоспаға біртегіс жайылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Оңтайлы жағдайда қалдық оттектің 17 % кезінде 1 нг I-TEQ/м3 ПХДД/Ф Corus агломерациялық фабрикасында (Порт-Талбот, Ұлыбритания) несепнәрді пайдалана отырып, осындай көрсеткіштерге қол жеткізілді. Әдетте, тазалау жүйесі дәрежесінде тек қана электрсүзгілерді пайдаланған кезде ғана концентрацияны 40 - 60 %-ға азайтуға болады, сондықтан ПХДД/Ф шығарындыларының дербес соңғы деңгейі кірудегі ПХДД/Ф концентрациясына байланысты болады. Несепнәрді пайдалану да хлорлы және фторлы сутек шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Несепнәрдің түйіршіктерін өңдеу және мөлшерлеу осы материалға тән (гидроскоптық) біршама қиындықтар туғызады. Бір тәсіл ретінде сағатына 40 кг несепнәр қосты, мұның өзі 0,12 кг/т сұрыптық агломератқа сай келеді.

Кросс-медиа әсерлері

Несепнәр қосудың кейбір кемшіліктері бар: тозаңды кетіретін ЭС тиімділігіне айтарлықтай теріс әсер етеді; әдетте, аглофабриканың қою түтіні көзге түседі, оған жұртшылық шағымданады; несепнәрді қолданғанда аммиак бөлінеді; жоғарыда аталған бірнеше факторлардың әсерінен тозаң және микроластағышлардың шығарындылары іс жүзінде ұлғаяды.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа өндірістерде, сол сияқты қолданыстағы өндірістерде де қолдануға болады.

Экономика

Бұл әдісті қолданудың салыстырмалы түрде инвестициялық шығыны аз және пайдалану шығыстары аз жұмсалады. Пайдалану шығыстары шамамен бір тонна агломератқа 0,08 -0,14 евроны құрайды (2004 жылғы баға бойынша Ұлыбританияда 1 фунт стерлинг = 1,44 евро).

Осыған ұқсас құрылғы үшін құны шамамен баламалы, анағұрлым қарапайым жүйе де орнатылды.

Технология тұрақты негізде 2007 жылы екі агломерациялық зауытта: Сканторптағы және Тиссайдтағы Corus зауыттарында (Ұлыбртитания) орнатылды. 1999 және 2001 жылдары ArcelorMittal зауытында (Гент,Бельгия) және 2008 жылы Таранто зауытында (Таранто, Италия) несепнәр, триэтаноламин мен моноэтаноламинді қосып сынақ жүргізілді, онда 2009 жылы карбамидті сақтау және мөлшерлеу бойынша өндірістік қондырғы орнатылды.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары. Диоксин шығарындыларын азайту.

5.1.2.8. Күкірт диоксиді (SO₂)шығарындыларын азайту

5.1.2.8.1. Агломерация процесінде күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларын азайту шаралары

Сипаттау

Күйдіру процесінде түзілетін күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларын шығарылатын газдармен бірге қоршаған ортаға түскенге дейін (бастапқы шаралар) азайтуға бағытталған техникалар немесе техникалар жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Агломерация процесіндегі күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларын келесі төрт тәсілмен азайтуға болады:

құрамында күкірті аз шикізатты пайдалану;

отынды, негізінен кокс қоқырын тұтынуды барынша азайту;

агломератта күкірттің жұтылуын ұлғайту;

қатқылдау кокс қоқырын пайдалану, қапшық сүзгімен тозаңсыздандырар алдында аглотаспаның пайдаланылған газдарға арналған газарнасына тиісті сіңіргіш агенттерді енгізу.

Отынның құрамындағы күкірт жағу процесінде күкірт диоксидін (SO₂) түзе отырып оттекпен реакцияға түседі. Сондықтан жағу процесінде түзілетін күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларының мөлшері пайдаланылатын отынның құрамындағы күкіртке тікелей байланысты болады.

Күкірт қосылыстары негізінен кокс брикетімен жентектеу процесіне келіп түседі және кенмен жентектеуге аз мөлшерде түседі. күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларын құрамында күкірті аз шикізатты пайдалану есебінен азайтуға болады. Кокс қоспасының құрамындағы 0,8 % күкіртті және темір кеніндегі 0,08 % күкіртті төмен деп қарастыруға болады және күкірт диоксидінің (SO₂) анағұрлым төмен шығарындыларымен тікелей өзара байланысты болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Күкірт диоксиді (SO₂)/Нм³шығарындылардың <500 мг S концентрациясы орта есеппен бір күн ішінде жиналуы мүмкін.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Соңғы 30 жыл ішінде ЕО агломерациялық зауыттарында кокс брикетінің меншікті шығысы қолданыстағы 39 - 64 кг/т агломерат шығысына дейін шамамен 50 %-ға төмендетілді.

Агломератта күкірттің жұтылу деңгейі басқа маңызды фактор болып табылады. Агломераттың негізділігіне байланысты агломерациялық өнімде күкірт жартылай (13 - 25 %-ға жуық) қалады. Сондай-ақ қатқылдау кокс брикетін пайдалану күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларын айтарлықтай азайтуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

Агломерат құрамындағы қосымша қалдық күкірт құрамында күкірті аз шойын талап етілгенде, домна пешінің жұмысына теріс әсер етуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Қолданылуы күкірті аз қоқыр мен кенді пайдалануға байланысты шектелуі мүмкін.

Осы техника ArcelorMittal зауытында (Гент, Бельгия), Corus (Ұлыбритания), Thyssen Krupp (Германия) агломерациялық зауыттарында қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.1.2.8.2. Ылғалды күкіртсіздендіру

Сипаттау

Процестер жиналып қалған күкірт оксидтерін (SO_X) түтін газдарынан (екінші реттік шаралар) сілтілі ерітінділерді пайдаланып жоюға бағытталған.

Техникалық сипаттамасы

Ылғалды тазалау технологиясы кезінде түтін газы ең бірінші тозаңнан тазартылады, содан соң сілтілі қосылыстардың ерітіндісімен бүркіп жуылады. Күкірт диоксиді (SO₂) химиялық қасиеті пайдаланылатын сілтілі қосылысқа байланысты болатын жанама өнімдер түзе отырып, осы сілтілі қосылыстармен реакцияға түседі. Реагент ретінде төмендегілерді пайдалануға болады:

болат шлагы (болат шлагын (SSD) күкіртсіздендіру процесі). Құрамында 30 - 40 % СаО бар болат қожды ұнтақтап майдалап, сумен араластырады және құрамында Ca(OH)₂бар суспензия түрінде қосады.

сұйық әк (Ca(OH)₂); ылғалды күкіртсіздендіру кезінде – түтін газы абсорбер (скруббер) арқылы жіберіледі, ал абсорбердегі әк суспензиясы (әктас немесе сұйық әк) түтін газынан шыққан күкірт оксидтерімен реакцияға түседі.

кальций хлориді (CaCl₂) және кальций гидроксиді (Ca(OH)₂);

кальций гидроксиді (Ca(OH)₂) және кальций карбонаты (CaCO₃);

магний гидроксиді (Mg(OH)₂).

Шығарылатын газдарды суытқан соң күкірт диоксиді (SO₂)бүріккіш бағанада құрамында кальций (Ca) немесе магний (Mg) бар ерітіндіге сіңіріледі. Бұл ретте бағанадан суспензия түрінде жойылатын кальций сульфаты (CaSO₄) немесе магний сульфаты (MgSO₄) түзіледі.

Алынған гипсті сорғытады, сапасы алдын ала орнатылған тозаңды кетіруге арналған құрылғының тиімділігіне тікелей байланысты болады. Кейбір жағдайларда гипс цемент өндірісінде қайта пайдаланылуы мүмкін.

Гипсті суспензиядан бөлінген суды қайта пайдалануға болады.

Аммоний гидроксидін (NH₄OH) реагент ретінде пайдаланған кезде аммоний гидросульфаты (NH₄HSO₃) түзіледі, ол аммоний сульфатын ((NH₄)2SO₄) ала отырып, кокс пешінің газ дайындау құрылғысында ылғалды тотықтыру әдісімен өңделеді.

Ылғалды күкіртсіздендіру үшін скрубберлерді пайдаланып ақтап тазарту жүйесі де пайдаланылады (5.1.2.4 -тарауды қараңыз).

Белсендірілген қоңыр көмір коксын ПХДД/Ф-ны сіңіру үшін от жағу газына енгізуге болады. Осындай реакциядан кейін белсендірілген қоңыр кокс қапшық сүзгімен бөліп алынады (5.1.2.4 -тарауды қараңыз).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Процестің тиімділігі 85 - 90 %-ды құрайды. Қосымша күкіртсіздендіру процесінде HCl, HF және тозаңды жою жүргізіледі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Түтін газдарын күкіртсіздендірудің ылғалды тәсілдерін қолдана отырып Ca/S стехиометриялық арақатынасы кезінде 92 - 98 % диапазонындағы тиімділік көсреткіштеріне қол жеткізуге болады.

Кросс-медиа әсерлері

Құрамында гипс бар суспензия пайда болады, мұның өзі нарықта сұраныс болмаған жағдайда, кәдеге жаратуға жұмсалатын қосымша қаржы шығындарына әкеледі.

Егер қондырғы қатарлас тозаңды тазартуға қолданылатын болса, сарқынды суларды қосымша тазарту қажет.

Электр қуатын тұтыну 6,1–7,2 МДж/т агломерат деп бағаланады.

Оған қоса, тазартылған шығарылатын газ шығарындының тиісті деңгейіне жетуі үшін шығарылар алдында қайта қыздырылуы тиіс. Кей жағдайларда осындай мақсатта кокс газы, ал кейде аглофабрика қалдықтарының құрамында болатын көміртек оксиді (СО) пайдаланылады.

Сұйық әктің шығыны кірудегі күкірт диоксиді (SO₂)концентрациясына, шығарылатын газ мөлшеріне және қажетті тиімділікке байланысты.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа өндірістерде, сол сияқты қолданыстағы өндірістерде де қолдануға болады.

Экономика

Инвестиция көлемі салыстырмалы түрде көп және шығарылатын газ ағынына байланысты болғандықтан, күкіртсіздендіруді күкірт концентрациясы ең көп шығарылатын газ учаскелерімен шектеу тиімді болуы мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.1.2.8.3. Күкіртсіздендіру және азот оксидін (NO_X) азайту үшін белсендірілген көмірді (RAC) регенерациялау процесі

Сипаттау

Құрғақ күкіртсіздендіру әдістері белсендірілген көмірде SO₂адсорбциялауға негізделген.

Техникалық сипаттамасы

Күкірт диоксиді (SO₂) байытылған белсендірілген көмірді регенерациялаған кезде жоғары сапалы қымбат белсендірілген көмірді пайдалануға болады, жанама өнім ретінде күкірт қышқылы түзіледі (H₂SO₄). Қабат не сумен, не термиялық түрде регенерацияланады.

Осы әдіс қоқыс жағатын, мұнай өңдейтін, агломерациялық зауыттарда және электр станцияларында қолданылады.

Кей жағдайларда қоңыр көмір негізінде белсендірілген көмір пайдаланылады. Мұндай жағдайда әдетте күкірт диоксидімен (SO₂) байытылған белсендірілген көмірді бақыланатын жағдайда жағады, негізгі күкіртсіздендіру (алдын ала орнатылған күкіртсіздендіру құрылғысы) процесінен кейін, негізінен ақтап тазалау үшін қорытынды кезең түрінде қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Процестің (RAC) тиімділігі 95 % жетуі мүмкін, одан бөлек азот оксиді (NO_X) шығарындыларын азайту тиімділігі жұмыс температурасына, аммиак (NH₃)қосуға және конструктивтік ерекшеліктерге байланысты 80 - 90 % шегінде болуы мүмкін. Бұл тиімділік көрсеткіштерінде қондырғының тоқтап тұрған уақыты ескерілмеген және тәулігіне 24 сағаттық жұмыс көрсетілген. Осылайша, нақты тиімділік көрсеткіштері айтарлықтай төмен болар еді.

RAC процесі тозаң деңгейін 80 - 100 мг/Нм³деңгейінен 20 мг/Нм³жуық деңгейге түсіреді. Диоксин шығарындылары 3 нг/Нм³деңгейінен 0,3 мг/Нм³жуық деңгейге дейін төмендейді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Осы әдістің көмегімен шығарылатын газдардан күкірт диоксидінен (SO₂) басқа, хлоридті сутек (HCl), хлорлы сутек (HF), сынап (Hg), тозаң, ПХДД/Ф және қажетіне қарай азот оксидін (No_х) сияқты басқа заттарды кетіруге болады. Жүйе бір сатылы немесе екі сатылы процесс сияқты әзірленуі мүмкін. Бір сатылы процесте шығарылатын газдар белсендірілген көмір қабаты арқылы өтеді, ластағыш заттар белсендірілген көмірге сіңіріледі. Катализатор қабатының алдында газ ағынына аммиакты (NH₃) енгізген кезде ғана азот оксиді (No_х) жойылады.

Екі сатылы процесте шығарылатын газдар белсендірілген көмірдің екі қабаты арқылы өтеді. Аммиак қабат алдында азот оксиді (No_х) шығарындыларын азайту үшін енгізілуі мүмкін. Регенераторда ПХДД/Ф 400°C бастап 450°C дейінгі диапазондағы температурада ыдыратылады.

Кросс-медиа әсерлері

RAC процесін қолданған кезде бір тонна агломератқа жалпы энергия тұтыну шығыны ұлғаяды және біршама су шығыны орын алады. Біріктірілген металлургия зауытында су ағынын сарқынды суларды тазартатын қолданыстағы станцияда өңдеуге болады. Керісінше жағдайда сарқынды суларды қосымша тазартуға қосымша шығындар талап етіледі. Күкірт қышқылы жанама өнім ретінде түзіледі.

RAC процесінде қатты қалдықтар жиналмайды, себебі белсендірілген көмір регенерацияланады және жартылай жағылады. Электр энергиясын тұтыну 1200 кВт немесе 8,6 МДж/т агломератты құрайды (агломераттың жалпы энергия тұтынуының шамамен 0,4 %).

Регенерациялық емес процесті қолданған кезде бір тонна агломератқа жалпы энергия тұтыну ұлғаяды және тиісті дәрежеде өңдеуді қажет ететін ластанған қатты қалдықтар жиналады.

Газ тазарту процесінде бөлінетін тозаң өте майда болады және оның құрамында ауыр металдар кездеседі (сонымен қатар радиоактивті материалдар да пайда болуы мүмкін). Осыған сәйкес, құрамында темір бар басқа тозаң сияқты тозаң шойын қорыту процесінде оңай өңделмейді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа өндірістерде, сол сияқты қолданыстағы өндірістерде де қолдануға болады. Процесс әдетте шығарылатын газдардан бірнеше компоненттерді (мысалы, күкірт диоксидін (SO₂), фторлы сутекті (HF), хлоридті сутекті (HCl), азот оксидін (NO_X), сондай-ақ тозаңды және ПХДД/Ф-ны) бір уақытта жою үшін орнатылады.

Экономика

1991 жылы Voestalpine зауытының (Линц, Австрия) инвестициялық шығындары, RAC зауытының құны шамамен 73 млн евроға бағаланды. Пайдалану шығындары (техникалық қызмет көрсетуді және амортизацияны есепке алмағанда) 1991 жылы бір тонна агломератқа 0,75 евроны құрады. Техникалық қызмет көрсету шығындары бір тонна агломератқа 0,17 евроға бағаланды (жылына 750 000 евро).

Көмір қабатымен сүзу технологиясы Австралияда бір тәжірибелік қондырғыда (BHP Steel) тестілеуден өткізілді және Жапонияның кейбір агломерациялық зауыттарында жұмыс істеп тұр. Жапонияда, Кореяда және Австралияда ең аз дегенде сегіз аглофабрика осы белсендірілген көмірді пайдаланатын әдісті енгізді.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.1.2.8.4. Ылғалды катализ әдісімен күкірт диоксидін (SO₂) кәдеге жарату

Сипаттау

Газ тәрізді күкірт диоксидін бөліп алуға және тауарлық сапада күкірт қышқылын (H₂SO₄) алуға негізделген металлургия өндірісінің ылғалды технологиялық газдарын өңдеу.

Техникалық сипаттамасы

1980 жылдардың ортасында Haldor Topse A/S компаниясы әзірлеген күкірт диоксидін (SO₂)химикаттарды немесе абсорбенттерді қоспай концентрацияланған күкірт қышқылы түрінде тотықсыздандыратын ылғалды технологиялық газды өңдейтін каталитикалық процесті білдіретін процесс - кеңінен қолданылатын ылғалды катализ технологияларының бірі. Қорғасын өндірісінің күкіртті газдары температурасы 300–400°С құрғақ электрсүзгілерде негізгі тозаң көлемінен тазартылған соң қорғасын газдарын жуып-тазалағанға дейін коллекторға келіп түседі, ол жерден газ шайғыш жүйелерге таралады. Осыдан кейін газ талап етілетін температураға дейін суытылады және зиянды қоспалардан тазартылады. Газ тазалау процесінің мәні газ құрамынан технологиялық процестің барысына теріс әсер ететін және шығарылатын өнімнің сапасын нашарлататын қоспаларды бөліп алуды білдіреді. Ондай қоспаларға: аппаратураның гидравликалық кедергісін арттыратын тозаң, ванадий катализаторының уландырғышы болып табылатын күшән, фтор, селен, сынап жатады. Алдын ала қыздырған соң тазартылған газ осылай қолдануға арнап әдейі әзірленген ванадий катализаторы бар конвертерге келіп түседі. Катализатордың қатысуымен күкірт диоксиді (SO₂)SO_3 -ке түрленеді. Күкірт диоксидінің (SO₂)концентрациясына және талап етілетін конверсия деңгейіне қарай бір немесе бірнеше қабаты қолданылады. Бірнеше қабатын қолданған кезде қабаттардың арасын суыту қондырғының жылу балансына байланысты әртүрлі тәсілмен жүзеге асырылады. WSA конденсаторында өндірілетін ыстық ауа қондырғыға шайғыш бөлімшеден келіп түсетін бастапқы газды қыздыру үшін пайдаланылады. Конвертердің шығуында газ суытылады, мұның өзі түзілген күкірт оксидіне (SO₃)газ фазасында күкірт қышқылын түзе отырып су буымен реакцияға түсуге мүмкіндік береді.

6.	SO₃(г) + H₂O (г) → H₂SO₄(г) + 101 кДж/моль

Суытылған газ WSA конденсаторына келіп түседі, ол күкірт қышқылды газды сұйық өнім ала отырып конденсациялайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Күкірт диоксидінің триоксидке түрлену деңгейі көптеген жағдайларда 98 % құрайды. (WSA) процесі қышқылды (сіңіруге емес) конденсациялауға негізделген, ол әсіресе құрамында 1–4 % күкірт диоксиді (SO₂)бар газдарға жарамды. Технологиялық газды WSA қондырғысына жіберер алдында алдын ала құрғатудың қажетсіздігі, сарқынды сулардың жиналуына жол бермейді және күкірт шығынын болдырмайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Процестің негізгі ерекшеліктері:

күкіртті 95–99 % жою және тотықсыздандыру;

тауарлық сапада күкірт қышқылын өндіру;

технологиялық жылуды рекуперациялау;

суытуға арналған суды аз тұтыну;

сарқынды су қалдықтарының болмауы.

Процесс құрамында азот оксиді (NO_x) сияқты қоспалары бар газдармен жұмыс істеуге жеңіл бейміделеді. Күкірт диоксиді (SO₂)конвертерінің алдына азот оксидін (NO_x) өңдеу үшін селективті каталитикалық бейтараптандыру (SCR) реакторын орнатуға болады. Аммиак газ ағынына SCR реакторы алдында газдағы NOx қатынасы бойынша стехиометриялық мөлшерде енгізіледі. Азот оксиді (NO_x) келесі реакцияға сәйкес азотқа және суға түрленеді:

NO + NH₃+ ¼ O₂→ N₂+ 3/2H₂O + 410 кДж/моль

WSA технологиясы қорғасын және мырыш өндірісінің газдарын кәдеге жарату үшін Өскемен металлургия кешенінде 2004 жылы енгізілді. Түйістіру деңгейі 98 % төмен емес. Түйістіру аппаратының кіруіндегі күкірт диоксиді (SO₂)концентрациясы – 6,5 % көп емес, шығуында – 0,13 %. Қондырғы сұйылтқан соң 97,5 - 98 % және 92,5 - 94 % концентрацияда күкірт қышқылын алуға мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлері

Өңдеуді және/немесе кәдеге жаратуды талап ететін қатты немесе сұйық ерітінділердің (әлсіз қышқылдардың) жиналуы. Күкірт қышқылының бүркіндісінен және тұманынан тазалау қажеттігі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

WSA процесі күкірт диоксидінің (SO₂)3–5 % концентрациясы үшін автотермиялық болып табылады, алайда 3 % төмен газдар үшін әдетте газ қыздырғыштан берілетін қосымша жылу талап етіледі. 6 % жоғары күкірт диоксиді (SO₂)концентрациясы кезінде WSA процесі катализатор қабатында температураны бақылау үшін ауамен еселеуді талап етеді, мұның өзі қышқылды қондырғының көлемін ұлғайтады.

WSA қондырғысы өңдейтін газдың құрамында қатты бөлшектер болмауы керек. Құрамындағы тозаң катализатордағы тозаңның жиналуын азайту үшін 1 – 2 мг/Нм³төмен деңгейге дейін азайтылуы керек. Сондықтан WSA үшін қолданылуына қарай қосымша ылғалды газ тазарту жүйесі қажет болуы мүмкін.

Агломерация кезінде агломерациялық газ құрамындағы зат күкірт диоксидін (SO₂) бөле отырып қышқылданады. Темір кенінің құрамында күкірт көп болғанда, агломерациялық газдардың құрамына 0,5—1,5 % күкірт диоксиді (SO₂)кіреді. Кейбір ірі агломерациялық фабрикаларда бөлінетін газдардың мөлшері 5 млн-м %/с асады, ал онымен бірге шығарылатын күкірттің жалпы мөлшері жылына бірнеше мың тоннаға жетеді. Бірқатар қара металлургия кәсіпорындарында газдардан кейіннен шоғырландырылған күкірт диоксидін (SO₂)бөліп ала отырып күкірт диоксидін (SO₂)шығарып алу жоспарланып отыр. Темір кенін агломерациялау кезінде агломерациялық газдарда күкірт диоксиді (SO₂)концентрациясын арттыру үшін бірнеше рет кен арқылы өткізеді және осыдан кейін тікелей күкірт қышқылына қайта өңдейді [57].

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнаманың талаптары. Атмосфералық ауаға күкірт диоксидінің (SO₂)шығарындыларын азайту. Шикізат шығындарын азайту. Экономикалық пайда.

5.1.2.9. Азот оксидінің (NO_х) шығарындыларын азайту

5.1.2.9.1. Азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын азайту шаралары

Сипаттау

Азот тотығы шығарындыларын азайту үшін бастапқы шараларды қолдану.

Техникалық сипаттамасы

Жаққан кезде азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын аз мөлшерде шығаратын отын түріне көшу бастапқы шаралардың бірі болып табылады. Осылайша, антрацитті пайдалану азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын азайтуы мүмкін және кокс қоқырымен салыстырғанда құрамында азоты аз антрацитің болуына байланысты болады.

Құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды тұтату үшін пайдалану аса маңызды емес деп саналатын қосымша шара болып табылады. Азот оксидінің (NO_X) шығарындылары аз оттықтарда отын мен ауа/түтін газдары араластырылады, оның барысында сатылы жағу кезіндегідей әртүрлі аймақтар құрылады. Аймақтарды құру алау температурасын түсіруге және оттек концентрациясын азайтуға, сонымен қатар белгілі бір аймақтарда азот оксиді (NO_X) отынының химиялық тотықсыздандырылуынамүмкіндік береді. Азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын азайту үшін қолданылатын қағидатына байланысты оттықтарды сатылы ауа беру оттығы, түтін газдарын рециркуляциялайтын оттық және отынды сатылы жеберетін оттық деп бөлуге болады.

Азот оксидінің (NO_X) жалпы шығарындыларын азайтудың басқа нұсқасы шығарылатын газдарды рециркуляциялау әдістерінің біреуін қолдану, шығарылатын газдарды жартылай қайта өңдеу болып табылады [5.1.2.9.2 - тарауын қараңыз].

Құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды және түтін газдарының қосымша сыртқы редиркуляциясын пайдаланған кезде, бір күн ішінде қол жеткізуге болатын азот оксидінің (NO_X) термиялық орташа мәні 80 - 90 мг/Нм³құрайды. Коксты табиғи газбен бірге жаққан кезде бір күнгі азот оксидінің концентрациясы орта есеппен 90 мг/Нм³тең болады.

Құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды орнатқан кезде және түтін газдарын рециркуляциялаған кезде шығарындыларды шамамен 40 %, құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды ғана пайдаланған кезде – 30 %, ал түтін газдарын рециркуляциялауды ғана пайдаланған кезде – 15 % азайтуға болады.

Азот оксидінің (NO_X) шығарындыларына процестің басқа параметрлері де анағұрлым күрделі әсер етеді, олар:

от жағылатын аймақты (жартылай/толық жүктеу) жүктеу;

газды қосымша жағу (анағұрлым төмен жағу температурасы);

ауаны жоғарғы жақтан бүрку.

Ауаны жоғарғы жақтан бүрку құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды қолданғанда және түтін газдарын рециркуляциялағанда қалдық отынды жаққан кезде қосымша пайдаланылады.

Ауаны жоғарғы жақтан бүрку құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды қолданғанда және түтін газдарын рециркуляциялағанда балама шара ретінде де пайдаланылады. Бұл ретте қалдық түтін газын жағу бір оттықты субстехиометриялық жаққанда және толық жағу үшін қажет болатын келесі ауаны жіберген кезде іске асырылады. Бірінші нұсқамен салыстырғанда азот оксиді (NO_X) үштен бірі азайтылады. Оған қоса, түтін газдарын толық жағу үшін пешке ауаны тұрақты түрде айдаған кезде техникалық қиындықтар туындауы, қабырғаның жанында коррозия туғызатын СО мөлшері артуы мүмкін.

Азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын азайтудың басқа мүмкіндігі тотықсыздандырған отынды бүрку– мысалы, оттықтың соңғы деңгейі мен жоғарғы ауа арасында - қайта өңделген пайдаланылған газ бен табиғи газдың қоспасын бүрку болып табылады. Бірақ бұл құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды пайдаланған кезде тиімсіз.

Ауаны сатылы беруді пайдалану да бастапқы шараларға жатады. Ауаны сатылы беру екі аймақты ұйымдастыруды білдіреді: отынмен байытылған бірінші аймақ, мұнда бастапқы жағу жүргізіледі және екінші аймақ, мұнда жағуды аяқтау үшін ауа беріледі. Ауа беру тікелей оттықта немесе от жағу аймағында орындалуы мүмкін. Осылайша, жалынның айналасында оттек мөлшері әртүрлі бірнеше жағу аймағы пайда болады, осының нәтижесінде жағу аймағы үлкейеді, ал жалынның жану уақыты ұлғаяды. Ауаны сатылы беріп жағуды ұйымдастыру азот оксидінің (NO_X) шығарындыларының деңгейі төмен оттықтармен бірге жиі қолданылады.

Отынды сатылы беру ауаны сатылы беруге ұқсас, бірақ бұл схемада ауаның орнына отын пайдаланылады. Ауаны сатылы беру кезіндегідей отын от жағу аймағына әдетте екі кезеңмен жүктеледі. Азот оксиді (NO_X) азайту нәтижелері ұқсас.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

NO_х шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Мысалы, құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды пайдалану отты қарқынды жағу аймағында температураны және оттек мөлшерін азайтуға, сонымен қатар от жағу камерасында, жартылай жанатын өнімдер түзілетін азот оксидімен өзара әрекеттесе отырып, азот оксидін (NO_X) молекулярлық азотқа дейін тотықсыздандыратын тотықсыздандырғыш ортасы бар аймақты құруға негізделген.

Кросс-медиа әсерлері

Қосымша ресурстар қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа өндірістерде, сол сияқты қолданыстағы өндірістерде де қолдануға болады. Жылжымалы желтартқыш торы бар кесектегіш құрылғыға арналған тиімділігі жоғары төмен эмиссиялы Ferroflame™ LowNOx оттықтары оттықтың дәстүрлі конструкциясымен салыстырғанда NOx шығарындыларын 80 % азайта алады. Ferroflame LowNOx оттығы да пеш температурасы жетілдірілген біркелкі деңгейде болған кезде өнім сапасын арттыра алады және газ тәрізді және сұйық отынмен бірге пайдалануға жарамды. Жоғарғы жақтан ауа бүрку құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды пайдаланған кезде және қолданыстағы құрылғыда түтін газдарын рециркуляциялаған кезде қосымша шара ретінде тиімсіз.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.1.2.9.2. Селективті каталитикалық тотықсыздануды (СКТ) және селективті каталитикалық емес тотықсыздануды (СКЕТ) қолдану

Сипаттау

Азот оксидін (NO_X) химиялық тотықсыздандыруға негізделген, қоршаған ортаға түзілген азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын шектейтін технологиялық процестің соңындағы қосымша тазалау немесе тазалау технологиялары.

Техникалық сипаттамасы

Егер азот оксидінің (NO_X) шығарындылары бастапқы шаралардың көмегімен тиімді азайтылмаса, түтін газдарын тазалау талап етілуі мүмкін.

Қазіргі уақытта түтін газдарын азот оксидінен (NO_X)химиялық тазартатын екі технология әзірленді:

ұялы керамикалық катализаторларда азот оксидін (NO_X) аммиакпен селективті каталитикалық тотықсыздандыру (СКТ-технологиялар);

азот оксидін (NO_X) аммиакпен селективті каталитикалық емес тотықсыздандыру (СКЕТ-технологиялар).

Селективті каталитикалық тотықсыздандыру азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын азайтудың айтарлықтай тиімді құралы болып табылады. Бұл процесте шығарылатын газдардағы азот оксиді (NO_X) аммиакпен (NH₃) немесе несепнәрмен азотқа (N₂)дейін және суға (H₂O) дейін каталитикалық тотықсыздандырылады. СКТ жүйесінің құрамына каталитикалық реактор және реагентті беру жүйесі кіреді.

Каталитикалық газ тазалау тотықсыздағыш газбен қарапайым құраушыларға дейін химиялық тотықсыздандыру процестерін білдіреді. Қауіпсіз құраушылар – су буы, көмірқышқыл газы, азот реакцияның соңғы өнімі болып табылады. Тотықсыздағыш агент (реагент) катализаторға дейін түтін газдарының ағынына инжекцияланады. Катализатор беткейіне жуық тұста қарқындылық деңгейі әртүрлі тотықсыздандыру реакциялары жүреді, олардың нәтижесінде азот оксидтері молекулярлық азотқа ауысады. Тотықсыздағышты беру жылдамдығы және шығыны тазалау жүйесінің кіруі мен шығуындағы NOx концентрациясымен айқындалады. Аммиак инжекциясы көбінше алдын ала буланған және сусыз аммиакпен араластырылған ауа қоспасын үрлеу арқылы, сирек – аммиактың сулы ерітіндісін тікелей ағынға бүрку арқылы жүзеге асырылады. Карбамид инжекциясы көбінше түтін газдарының ағынына карбамид ерітіндісін тікелей бүрку арқылы жүзеге асырылады. Әлде аммиак-газ қоспасын ала отырып және кейіннен бүрку арқылы алдын ала газдандыру және карбамидті ыдырату арқылы жүзеге асырылады.

50 % несепнәр ерітіндісін пайдалана отырып азот оксидін (NO_X) тотықсыздандыру тиімділігі шамамен 60 % құрайды. Несепнәр ерітіндісін буландыру процесі қарқынды жүретіні анықталды, мұның өзі несепнәрдің ыдырай бастауын және сәйкесінше азот оксидін (NO_X) тотықсыздандыру реакциясын жылдамдатады. Ылғалды буландыру аймағындағы температураның түсуі 10–25 °С аспайды.

СКТ әдісінің тиімділігі келесі параметрлермен айқындалады:

жағу жүйесі — отын түрі;

катализатор құрамы;

катализатордың белсенділігі, оның селективтілігі және әрекет ету уақыты;

катализатордың формасы, каталитикалық реактордың конфигурациясы;

аммиак (NH₃) қатынасы: азот оксиді (NO_X) және олардың концентрациясы;

каталитикалық реактордың температурасы;

газ ағынының жылдамдығы.

Катализатор ретінде көбінесе ванадий оксидін (V₂O₅) немесе титан оксидінен тұратын тасығыштағы (TiO₂) вольфрам оксидін (WO₃) пайдаланады. Темір оксиді мен платина басқа болжамды катализаторлар болып табылады. Оңтайлы жұмыс температурасы 300 °C бастап 400 °C дейін.

СКТ-ға ұқсас селективті каталитикалық емес тотықсыздау (СКЕТ) кезінде NOx шығарындыларын азайту үшін тотықсыздағыш агент пайдаланылады (әдетте аммиак, несепнәр немесе аммиакты су), бірақ катализаторсыз және 850 – 1100 °C диапазондағы жоғарырақ температурада қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Азот оксидінің (NO_X) шығарындылары азайтылады. Агломерациялық қондырғыларда азот оксидінің (NO_X) шығарындылары пайдаланылатын катализатор түріне, жұмыс температурасына және қосылатын аммиак (NH₃)байланысты шамамен 80 % азайтылды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Осы әдісті пайдаланған жағдайда тазалау тиімділігі – 90 % астам. Құрғақ басу технологиясымен бірге қолданғанда, азот оксиді (NO_X) (20 мг/м³) бойынша еуропалық экологиялық нормативтердің төменгі шегін сақтауға мүмкіндік береді. Каталитикалық тотықсыздандыру 300–450 ^оС температура кезінде аса тиімді болады. Одан жоғары температура кезінде аммиактың қышқылдануы айқын байқалады, мұның өзі азот оксидінің (NO_X) көп бөлінуіне әкеледі, ал одан төмен температура кезінде реакция соңына дейін жетпеуі мүмкін және ("аммиактың тез өтуі" деп аталатын) аммиак бөлінуі мүмкін.

От жағу газында азот оксидін (NO_X) 80 % немесе одан көп мөлшерде тотықсыздандыру қажет болғанда, СКТ әдісі қолданылуы мүмкін жалғыз әдіс болып табылады. Оған қоса, бұл әдісті жетілдіру қажет; оны азот оксидінің (NO_X) мөлшерін азайтуға арналған жағу жүйелерін жетілдірумен табысты үйлестіруге болады.

СКТ-ны тозаңдылығы жоғары жүйе, тозаңдылығы төмен жүйе және таза газы бар жүйе ретінде қолдануға болады; олардың әрқайсысының өзіндік сипаттамасы бар.

Катализаторды қатерсіздендіруге, жарылысқа қауіпті аммоний нитратының (NH₄NO₃), аммиакты шыланқұрамның жиналуына және коррозиялық SO₃түзілуіне баса назар аудару керек.

Әдетте шығарылатын газдарды SCR құрылғысына келіп түсер алдында талап етілетін жұмыс температурасына жеткізу үшін қайта қыздыру керек.

Осы әдіс Еуропа, АҚШ және Оңтүстік Азия кәсіпорындарында пайдаланылады.

2009 жылы LKAB (Швеция) зауыты бірінші рет СКТ орнатты.

СКЕТ тазалау тиімділігі - 30–50 %. СКЕТ кезінде тотықсыздағышты енгізу әртүрлі кезеңдерде, атап айтқанда, оңтайлы температура байқалатын кездерде жүктеменің әртүрлі диапазоны кезінде жүргізілуі тиіс, мұның өзін процеске бейімделген мұқият жөнге салынған жүйелерсіз бақылау өте қиын. Аммиактың тез өтуі, әдетте, СКТ-ға қарағанда жоғары.

Кросс-медиа әсерлері

Екі техника да құрғақ тазалау әдістеріне жатады, мұның өзі сарқынды сулардың жиналмайтынын білдіреді. Жиналатын жалғыз қалдық (СКТ кезінде) өндіруші қайта өңдей алатын қатерсіздендірілген катализатор болып табылады. Екі әдісте де аммиак сұйық аммиак түрінде сақталады және пайдаланылады (міндетті түрде емес); несепнәрді немесе аммиак ерітіндісін де қайта пайдалануға болады.

СКТ-ны пайдаланған кезде энергия шығыны артады, себебі шығарылатын газдарды катализатормен түйістірер алдында қайта қыздыру керек. Оған қоса, құрылғы электр энергиясын тұтынады.

СКЕТ СКТ-ға қарағанда арзанға түседі, себебі катализаторды пайдалану қажет болмайды, осыған сәйкес оны шағын құрылғыларда қолдануға болады. Бірақ СКЕТ (аммиактың (NH₃) шамадан тыс тез өтуі және өткір иісіне байланысты) айнымалы жүктеме режимімен жұмыс істейтін құрылғыларға арналмаған.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Құрылғының құны жоғары, технологиялық процеске біріктіру қиын. Аглофабрикаларда тозаңсыздандырған соң және күкіртсіздендірген соң газ тазалау жүйесі ғана пайдалануға енгізілген. Құрылғылар Kawasaki Steel Corporation (Тибе, Жапония), Nippon, Keihin Works (Жапония) өндірістерінде қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Катализаторды пайдалану, аммиак шығыны және егер қолданылатын болса, шығарылатын газды алдын ала қыздыру шығындары шығындардың шешуші факторы болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Азот оксидінің (NОx) шығарындыларын азайту. Экологиялық заңнама.

5.1.2.10. Агломератты түсіретін, ұсақтайтын, суытатын, сұрыптайтын және конвейермен тасымалдайтын орындарда тозаң шығарындыларын тұту және азайту

Сипаттау

Келесі технологиялық операциялар кезінде пайда болатын тозаң шығарындыларын азайту және тұту: агломератты түсіру, ұсақтау, суытатын, сұрыптау және конвейермен тасымалдау. Шығарылатын газдар әдетте ЭС немесе қапшық сүзгі сияқты тозаңтұтушы қондырғыда өңделеді. Қосымша ұйымдастырылмаған шығарындыларды болдырмау және жинау үшін операциялар жабық ғимаратта жүргізіледі.

Техникалық сипаттамасы

Шығарылатын газдар әдетте ЭС немесе қапшық сүзгі сияқты тозаңтұтушы қондырғыда өңделеді. Қосымша ұйымдастырылмаған шығарындыларды болдырмау және жинау үшін операциялар жабық ғимаратта жүргізіледі.

Сипаттама 5.1.2.2, 5.1.2.3-тарауларда берілген.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ластағыш заттардың шығарындыларындағы тозаң концентрациясының азаюы.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Аглофабрикалардан және беру пункттерінен шығатын шығарылатын газ ағындарының басым бөлігі тазарту құрылғыларының көмегімен біріктіріліп, тозаңсыздандырылады. Мысалы, Германия зауытында қапшық сүзгілердің көмегімен агломерациялық цехта тозаң шығарындыларының <4 мг/Нм³мөлшерінде орташа жылдық деңгейіне қол жеткізілді. Екінші неміс зауыты үй-жайларды тозаңсыздандыруда <21 мг тозаң/Нм³деңгейіне және аглотоңазытқышты тозаңсыздандыруда <18 мг тозаң/Нм³деңгейіне қол жеткізді. Екі жағдайда да ЭС қолданылады және көрсетілген мәндер жарты сағат ішінде үздіксіз өлшенген мәндер болып табылады.

Австриялық зауытта агломератты түсіру, ұсақтау, елеу және тасымалдауды қоса алғанда, үй-жайды тозаңсыздандыру ЭС және қапшық сүзгінің көмегімен жүзеге асырылады. Шығарындылардың қол жеткен концентрациясы (жарты сағат ішінде орта есеппен) <16 мг тозаң/Нм³құрайды.

Кросс-медиа әсерлері

Қолданылатын әдіске байланысты 5.1.2.2, 5.1.2.3-тарауларда көрсетілген нәтижелер қарастырылады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Екінші реттік тозаң тұту атмосфераға ластағыш заттардың шығарындылары шығарылатын барлық дайындық және көмекші процестерге пайдаланылады. Техникалар Voestalpine Stahl Linz (Линц, Австрия), ArcelorMittal (Айзенхюттенштадт, Германия), Thyssen Krupp Stahl (Дуйсбург, Германия) өндірістерінде қолданылады.

Экономика

Әрбір жағдайға қарай қондырғы құны әртүрлі болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары. Агломератты араластыру, ұсақтау, суыту және елеу, сонымен қатар тасымалдау (әсіресе конвейерлік таспалар арасындағы беру нүктелерінде) және қайта өңдеу сияқты агломерациялық құрылғының әртүрлі операциялары осы әртүрлі операциялар арасында тозаң шығарындыларының көзі болып табылады.

5.1.3. Сарқынды сулардың жиналуын болғызбауға және азайтуға бағытталған техникалық шешімдер

5.1.3.1. Сарқынды сулардың жиналуын болғызбау

Сипаттау

Пайда болатын сарқынды суларды жабық циклда қайта пайдалану үшін немесе ластағыш заттардың су экожүйесіне шығарылуын болдырмау үшін тазалау керек.

Техникалық сипаттамасы

Төменде тізімделген әдістерді қолдана отырып, жиналатын сарқынды сулардың көлемін азайтуға болады:

тиімді су айналымы жүйелерін пайдалану;

технологиялық мақсаттарға салқындатқыш суды немесе конденсацияланған буды қайта пайдалану;

қондырғылардың сарқынды суларын, сондай-ақ шартты түрде таза сарқынды суларды одан әрі пайдалану үшін (мысалы, технологиялық жабдықты салқындату үшін) айналымдағы сумен жабдықтау жүйесінде қайта пайдалануға болады. Жиналған сарқынды сулар оған дейін салқындатылады (қажет болған жағдайда) және қоспалардан тазартылады;

тозаң-газ тазартқыш құрылғыларды суды пайдаланбай қолдану;

екінші жылу алмастырғыш ретінде ауа салқындатқыштары бар жабық контурды салқындатуды қолдану;

буландырғыш салқындатқыштан төгілетін суды азайту;

бөлек кәріз жүйесін пайдалану. 2 технологиялық желі - өндірістік сарқынды сулар және шаруашылық-тұрмыстық сарқынды сулар бойынша сарқынды суларды жинау және тарту;

технологиялық су ағындарынан бөлек ластанбаған су ағындарының (жаңбыр суы, түйіспейтін салқындатқыш су) кәрізін пайдалану Өндірістік сарқынды сулар ластанған сарқынды сулар және шартты таза (ластанбаған) сарқынды сулар болып екіге бөлінеді. Ластанған сарқынды сулар суды тікелей технологиялық циклдар мен процестерде қолданғаннан кейін, шартты таза сарқынды сулар - технологиялық жабдықтың элементтерін салқындатқаннан кейін пайда болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су тұтыну көлемін азайту. Суды айдау үшін пайдаланылатын энергия мөлшерін азайту. Сарқынды сулар үшін қолданылатын реагенттердің мөлшерін азайту. Ағызылатын сарқынды сулар көлемінің және олардағы ластағыш заттардың концентрациясының төмендеуі. Су қабылдағышқа берілетін процестің жылу сыйымдылығы.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

5.3-кестеде пайда болатын сарқынды суларды болдырмауға және/немесе көлемін азайтуға ғана емес, сонымен қатар су пайдалану көлемін азайтуға және осылардың нәтижесінде жалпы қоршаған ортаға жүктемені азайтуға бағдарланған шаралар ұсынылған. Жалпы және меншікті су тұтыну көлемін азайту тазартылған соң ағызуға жіберілетін сарқынды сулардың мөлшерін азайтады.

5.3-кесте. Сарқынды суларды болғызбау және/немесе көлемін азайту шаралары

Р/с №	Сипаттама	Қол жеткен артықшылықтар
1	2	3
1	Құрамында ластағыш заттар бар сарқынды суларды шартты түрде таза, нөсерлік немесе өзге де сулардан бөлу	Бастапқы су тұтыну мөлшерін және сарқынды сулардың жиналу көлемін азайту
2	Су айналымының тұйық жүйелерін (суды рециркуляциялау жүйесін) құру, сондай-ақ технологиялық процестерде беткейлерден бұрып әкелетін шартты таза суларды пайдалану.	Бастапқы су тұтыну көлемін азайту
3	Сарқынды суларды, оның ішінде нөсерлік және дренаждық суларды өңдеу және кейіннен пайдалану үшін өндірістік дренаждық коллекторларда жинау және бөлу жүйелерін құру.	Сарқынды сулардың пайда болуын азайту
4	Технологиялық суларды (мысалы, конденсат пен салқындатқыш суларды) бөлек бұруды пайдалану. Бұл ретте шикізаттың немесе өнімнің шығыны салдарынан пайда болатын ластағыш заттарды кейіннен пайдалану үшін сарқынды сулардан барынша бөліп алуға назар аудару қажет	Суды қайта пайдалану жүйелерінің тиімділігін арттыру
5	Бақылауға жататын көрсеткіштер туралы ақпарат, сондай-ақ кәсіпорынның ерекшелігіне, сондай-ақ сарқынды сулардың көлеміне, ластану түрлері мен мөлшеріне және оларды тазарту сапасына қойылатын талаптарға байланысты бақылау жиілігі көрсетілетін өндірістік экологиялық бақылау бағдарламаларын әзірлеу. Ағызылатын сарқынды сулардың сапасын бақылау коллекторда, құрама камерада немесе құдықта, тазарту құрылыстарынан ағызу кезінде жүзеге асырылады.	Сарқынды суларды өңдеу процесін оңтайландыру және сарқынды суларды өңдеу объектісінің тұрақты және үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз ету
6	Құбыр жүйелері мен сорғы қондырғыларын, сондай-ақ жылыстау пайда болатын болжамды жерлерді (тұндырғыштар мен суды өңдеудің басқа да тораптарын) қоса алғанда, жабдықтың тұтастығы мен герметикалығын бақылау жүйесін енгізу,	Бастапқы су тұтыну көлемін зайту

Айналымды сумен жабдықтау көптеген агломерациялық фабрикаларда, мысалы "АрселорМиттал Теміртау" АҚ-да біріктірілген.

Nippon Steel (Жапония) болат қорыту зауыттарында өнімдерді және өндірістік ғимараттарды суыту үшін және тазалау үшін пайдаланылатын судың 90 % қайта өңделеді және қайта пайдаланылады.

Кросс-медиа әсерлері

Қаржылай шығындар.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Кешенді су айналымы жүйесін айналым суы су шығыны, температурасы, құрамы және қышқылдығына қатысты кейіннен пайдалану үшін өндірістік процестің техникалық параметрлеріне сәйкес болған кезде енгізуге болады.

Шығарылатын газдарды суды пайдаланып тазалау технологиялары тазартылатын ағынның ылғалдылығы жоғары болғанда және құрамында қышқыл тұман немесе тұтқыр заттар түрінде қоспалары болған кезде қолданылады.

Екінші реттік жылу алмастырғыш ретінде ауалы салқындатқыштары бар жабық корпусты салқындатуды пайдалану үшін ауалы салқындатқыш құрылғыны орнатуға үлкен алаң қажет болады.

Экономика

Қолданыстағы зауыттарда бұл технологияларды енгізу жоғары инвестициялық шығындарға әкелуі мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары. Ағызылатын сарқынды сулардың көлемін азайту сарқынды суларды өңдейтін құрылғыны пайдалана отырып, тазалауға келіп түсетін сарқындарды азайтуға мүмкіндік береді.

5.1.3.2. Қайта пайдалану және рециркуляция

Сипаттау

Ағызылатын сарқынды суларды өндірістік циклда қайта пайдалану арқылы олардың көлемін азайту

Техникалық сипаттамасы

Суды қайта пайдалану техникалары мен әдістері сарқынды сулардың көлемін азайту үшін агломерат өндірісінде тиімді қолданылады. Сарқынды сулардың көлемін азайту да кейде экономикалық жағынан пайдалы болады, себебі ағызылатын сарқынды сулардың көлемін азайту кезінде табиғи су объектілерінен тұщы су алу көлемі азаяды.

Қайта өңдеу және екінші рет пайдалану процестері көптеген жағдайларда технологиялық процестерге біріктірілген. Қайта өңдеген кезде сұйықтық өзі пайда болған процеске қайтарылады.

Тазалағаннан кейін пайдалануға болатын сулар екіге бөлінеді:

тікелей өндіріс процесінде түзілетін сулар (мысалы, реакциялық су, шаятын су, сусүзінді);

жабдықты тазарту нәтижесінде пайда болатын сарқынды сулар (мысалы, техникалық қызмет көрсету, қоқымды жуып-тазалау, өнімнің өзгеруіне байланысты көп мақсатты жабдықты тазарту кезінде).

Сарқынды суларды қайта пайдалану суды басқа мақсатта пайдалануды білдіреді, мысалы жер үсті суларының ағындары салқындату үшін пайдаланылауы мүмкін.

Әдетте, циркуляциялық жүйеде базалық тазалау әдістері пайдаланылады немесе циркуляциялық жүйеде қалқыма қатты заттардың, металдар мен тұздардың жиналуын болдырмау мақсатында циркуляциялық сұйықтықтың шамамен 10 % мезгіл-мезгіл төгіледі. Өңдеген соң тазартылған суды суытуға, ылғалдауға және кейбір басқа процестерге қайта пайдалануға да болады. Тазартылған су құрамындағы тұздар суды қайта пайдаланған кезде белгілі бір қиындықтар туғызуы мүмкін, мысалы, жылу алмастырғышта кальций шөгуі мүмкін. Мұндай қиындықтар суды қайта пайдалануды айтарлықтай шектеуі мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бастапқы су пайдалану көлемін қысқарту. Сарқынды сулардың пайда болуын болдырмау/тазартылған сарқынды сулардың көлемін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тазартудың белгілі бір әдістерін қолдана отырып, сарқынды суларды тазарту рециркуляцияның тиімділігін арттыруға көмектеседі.

Өнеркәсіптік-нөсерлік сарқынды суларды тазарту қондырғысын ЧерМК коксаглодомна өндірісінде (Ресей) салды. Ол өндірістің су айналымдық циклына тазартылған суды қайтара отырып жұмыс істейді. Бұл КАДП-дан шығатын сарқынды суларың күл-шлам жинағышқа ағызылуын болдырмайды және бір сарқындағы ластағыш заттардың 2100 тонна массасын азайтады.

Кросс-медиа әсерлері

Кейіннен рециркуляциялау үшін сарқынды суларды тазарту мөлшері болжамды рециркуляциялау артықшылықтарын жоққа шығаратындай көп болуы мүмкін қосымша энергия және материал шығынын (мысалы, салқындатқыш суды дайындаған кезде тұндыру агентін) талап етеді. Тазарту жабдықтарының (градирнялардың) шуылы.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Судың рециркуляциясы немесе қайта пайдалану соңғы өнімнің сапасына әсер ететін қоспалар/тұздар болған жағдайда айналымдағы су параметрлерімен шектелуі мүмкін.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Су тұтыну көлемін азайту; сарқынды сулардың пайда болуын болдырмау; сарқынды суларды ағызатын орындардың болмауы, мысалы, заңнамамен немесе жергілікті шарттармен шектелген; экономикалық аспектілер (мысалы, таза суды пайдалану ақысының төмендеуіне немесе өнімді қалпына келтіруге және өнім шығымдылығын арттыруға байланысты).

5.1.3.3. Сарқынды суларды тазарту әдістері

Экологиялық заңнаманың қағидаттары табиғи орта және (немесе) оның жекелеген компоненттері үшін болуы мүмкін салдарлардың алдын алу жөнінде тиімді және барабар шаралар қабылдау қажеттігін көздейді. Атап айтқанда, сарқынды суларды су объектілеріне ағызу кезінде (қайта пайдалануға жатпайтын) ластағыш заттардың концентрациясын төмендетуге бағытталған тазарту әдістерін қолдану қажет.

Ол үшін өндірістік циклдың соңындағы химиялық тұндыру, тұндыру немесе флотация және сүзу сияқты тазалау технологиялары пайдаланылады. Әдетте, бұл әдістер сарқынды суларды тазартудың соңғы немесе орталық қондырғысында комбинацияда қолданылады, дегенмен, технологиялық сарқынды сулар басқа сарқынды сулармен араластырылғанға дейін металдарды тұндыру бойынша шаралар қабылдануы мүмкін.

Анағұрлым қолайлы тазалау әдісін немесе әртүрлі әдістер комбинациясын таңдау әрбір нақты жағдайда әрбір өндірістік объектіге тән нақты факторларды ескере отырып жүзеге асырылады. Ағындардың құрамы концентраттың/шикізаттың сапасына және ылғалды жүйелерде тазалаудан өткен кейінгі шығарылатын газдардың құрамына байланысты өзгеріп отыруы мүмкін. Оған қоса, материалдарды мөлшерлеп берудің әртүрлі көздері немесе нөсерлік ағындар пайда болатын ауа райының жағдайлары сарқынды сулардың әркелкі болуына әкеледі. Көбінесе өнімділікті оңтайландыру үшін технологиялық параметрлерді бейімдеу талап етіледі. Соңғы ағындардың көлемін және ластағыш заттардың концентрациясын азайтудың оңтайлы әдісін анықтау үшін келесі факторларды ескеру қажет:

сарқынды сулардың көзі болып табылатын процесс;

пайда болған сарқынды сулардың көлемі;

қайта пайдалану (рециркуляция) мүмкіндіктері;

су ресурстарының қолжетімділігі;

тазарту әдісінің негізі болуы мүмкін ластағыш заттардың түрі мен концентрациясы, қоспалардың немесе олардың химиялық қосылыстарының физика-химиялық қасиеттері.

Судың сапасын бағалау кезінде ескерілетін сипаттамалары:

жалпы көрсеткіштері: pH, минералдану (құрғақ қалдық), ОБТ, ОХТ, ОБТ арақатынасы:ОХТ, құрамындағы қалқыма заттар;

бейорганикалық көрсеткіштері: азот тобы (аммоний-ион, нитраттар, нитриттер, жалпы азот), жалпы фосфор, сульфидтер, хлоридтер, сульфаттар, фторидтер, металдар (Na, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cr, Cu, Zn);

органикалық көрсеткіштері: жалпы органикалық көміртек, ПХДД/ПХДФ.

Суды өңдеуге бағытталған технологиялық тәсілдерді, әдістерді, шаралар мен іс-шараларды таңдау сарқынды сулардың құрамымен және ерекшеліктерімен, нақты қолдану мүмкіндіктерімен анықталады. Төменде ұсынылған әдістер әртүрлі себептермен сарқынды сулардың пайда болуын болдырмау мүмкін болмаған немесе тиімсіз болған жағдайда қолданылатын "құбыр соңында" деп аталатын әдістерге жатады. Барлық әдістерді механикалық, химиялық, физика-химиялық және биологиялық немесе биохимиялық деп бөлуге болады. Сарқынды суларды тазарту әдістерінің біреуін немесе комбинациясын таңдағанда ластану сипатын ескеру қажет.

5.1.3.3.1. Тұндыру

Сипаттау

Тұндыру сарқынды сулардан гравитациялық күштің әсерінен тұндырғыштың түбіне шөгетін немесе оның бетіне қалқып шығатын ірі дипсерсиялық қоспаларды бөліп алатын ең қарапайым әрі тәжірибеде жиі қолданылатын тәсіл болып табылады. Сарқынды суларды биологиялық тазартуға арналған құрылыстың алдындағы тұндырғыштар бірінші деп аталады; екінші тұндырғыш – биологиялық тазартудан өткен сарқынды суларды түссіздендіруге арналған тұндырғыштар.

Техникалық сипаттамасы

Ірі дисперсті бөлшектерді жою үшін тормен және елекпен сүзілген соң сарқынды сулар келесі толық тазарту кезеңіне – тұндыруға жіберіледі. Тұндыруды әртүрлі тұндырғыштарда, мысалы, тұндырғыш бассейндерде, тоғандарда немесе ыдыстың төменгі жағына орнатылған шлам жоюға арналған құрылғысы бар мамандандырылған тұндырғыш ыдыстарда (қоюлатқышта, суды түссіздендіруге арналған бактарда) жүзеге асыруға болады. Көбінесе тікбұрышты, квадраттық немесе дөңгелек формалы тұнлдырғыштар пайдаланылады. Тұндыру кезеңінде жойылатын шлам, мысалы, вакуумды сүзгі-преспен сусыздандырылуы мүмкін. Пайда болатын сүзінді ағындарды тазалау процесінің бастапқы кезеңіне немесе тазалау технологиясына қарай өзі пайда болған технологиялық процеске қайтарылуы мүмкін. Тұндыру қожды түйіршіктендіру үшін пайдаланылған сарқынды сулардан қатты бөлшектерді бөліп алу үшін пайдаланылады.

Майда дисперсті ластауларды бөліп алу қажет болғанда тұндырар алдында коагуляциялауды және ірітуді қолданады. Мұндай жағдайда тұндырғыштың кострукциясында кейде үлпектегіш камера қамтылады.

Сарқынды суларды түссіздендіру үшін су мөлдірлеткішті пайдаланады.

Құм мен ірі дисперсті ластауларды жою үшін құмұстағышты пайдаланады.

Тұндырғыш шын мәнінде бөлшектердің тұну жылдамдығы болып табылатын белгілі бір гидравликалық мөлшердегі ластағыш бөлшектерді бөліп алуға есептеледі, оларды бөліп алу талап етілетін тазалау нәтижесіне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Су объектілеріне ағызылатын ластағыш заттардың төгінділерін азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Су мөлдірлеткіште ластағыш заттардың концентрациясы тұндыру, үлпектеу және сарқынды суларды қалқыма заттардың қабаты арқылы сүзу процестерін біріктіру арқылы есебінен қалқыма заттар бойынша – 70 % және ОБТ бойынша – 15 % азаяды.

Өндірістік жағдайларда қалқыма заттардың концентрациясын азайтудың қол жеткен нәтижесі 50–60 % аспайды.

Қара металлургия кәсіпорындарында тұндырғыштардың әртүрлі түрлері қолданылады, мысалы тұндырғыш-флокуляторлар Серовск металлургия зауытында, Новолипецк металлургия комбинатында, Енакиевск металлургия зауытында пайдаланылады.

Nippon Steel (Жапония) өзінің металлургиялық қондырғыларында сарқынды суларды коагуляциялық тұндыру жабдығын пайдаланады, оның жұмыс қағидаты – майда дисперсті ерімеген затты химиялық өңдеу арқылы үлкен массаларға коагуляциялайды, тұндырады, содан кейін жояды. Сондай - ақ, майлы бөлшектерді жою үшін қысыммен флотациялау жүйесі қолданылады - қалқымалы май шығарылған ауадан пайда болған ұсақ көпіршіктермен жойылады.

Кросс-медиа әсерлері

Көлденең тұндырғыштардың кемшілігі тұнбаны жинауға, әсіресе қысқы уақытта жинауға арналған арба немесе тізбек типті механизмнің жұмысының сенімсіздігі. Оған қоса, тікбұрышты құрылыс ретінде көлденең тұндырғыштардың басқа да тең жағдайда радиалды тұндырғышқа қарағанда құрылыс көлемінің бір бірлігіне шаққанда темірбетон шығыны (30 - 40 %) өте көп.

Вертикаль бірінші тұндырғыштардың кемшілігі құрылыс тереңдігі өте үлкен, осыған сай оның максималды диаметрі – 9 м шектеледі, сондай-ақ суды түссіздендіру тиімділігі төмен (әдетте қалқыма заттарды жою бойынша 40 % аспайды).

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Су объектілеріне ластағыш заттардың ағызылуын болдырмау. Экологиялық заңнаманың талаптары. Су объектілеріне төгінділерді азайту.

5.1.3.3.2. Сүзгілеу

Сипаттау

Сүзгілеу сарқынды сулардан тұндырылуы қиын майда дисперсті қатты және сұйық заттарды жою үшін қолданылады және кеуекті ортадағы түйіршікті минералдардан, жасанды полимерлерден және талшықты материалдардан түзілуі мүмкін ластағыш заттарды тұтуды білдіреді.

Техникалық сипаттамасы

Әдетте, сүзгілеу әдістері сұйықтықтан қатты заттарды сүзіп алу үшін, сонымен қатар сарқынды суларды тазарту процесіндегі соңғы түссіздендіру кезеңі ретінде пайдаланылады. Құрылғымен сүзгілеу алдыңғы тазалау кезеңінен қалған қатты бөлшектерді жою үшін тұндыру кезеңі мен қорытынды бақылау кезеңі арасында жүзеге асырылады. Сүзгілеу жойылатын қатты бөлшектердің түріне қарай әртүрлі сүзгілеу жүйелерін пайдалана отырып орындалады.

Қарапайым сүзгілеу құрылғысы сүзгіш материалдың немесе сұйық ағындарды өткізетін материалдың қабаттарынан тұрады. Сүзетін ортадан өтпейтін майда бөлшектерден сүзінді кегі пайда болады, бұл кекті қысымның түсіп кетуін болдырмау үшін, мысалы, кері жуу арқылы үздіксіз немесе мезгіл-мезгіл тазалап отыру керек. Қысым төмен деңгейге түсіп кеткен кезде гравитация әсерінен сарқынды сулар сүзгішке беріледі.

Құм сүзгілер тұнба немесе металл гидроксиді сияқты қалқыма қатты бөлшектерді немесе жартылай қатты материалдарды механикалық жоюға арналған. Сарқынды суларды құм сүзгімен тазалау сүзгілеу, химиялық сорбция және ассимиляция әсерлерінің комбинациясымен жүзеге асырылады. Құм сүзгілер кейде түйіршіктілігі тереңдігі артқан сайын жоғарылайтын құм қабаттарымен толтырылған қысымды ыдыс ретінде пайдаланылады. Сүзгілеу кегі сүзу тиімділігін арттыра алады, әсіресе майда бөлшектер жақсы сүзіледі. Біраз уақыт өткен соң сүзгіш құм қабатын кері жуу керек. Құм сүзгілер көбінесе кейіннен техникалық су ретінде қайта пайдалануға болатын жабық циклдан шығатын суды немесе ағындарды қосымша тазалау үшін пайдаланылады. Құм сүзгінің схемасы 5.3-суретте берілген.

5.3-сурет. Құм сүзгінің қағидалық схемасы

Майда бөлшектерді жою үшін гиперсүзгілеуді немесе кері осмосты пайдалануға болады. Гиперсүзгілеуде молекулярлық массасы шамамен 100 мкм бастап 500 мкм дейінгі бөлшектерді өткізу қарастырылады, ал ультрасүзгілеу 500 мкм бастап 100 000 мкм дейінгі бөлшектер үшін қолданылады.

Ультрасүзгілеу сарқынды суларды тазартудың қарапайым әрі тиімді әдісін білдіреді, алайда оны қолдану көп мөлшердегі энергияны талап етеді. Ағындар ультрасүзгілеу мембранасы арқылы өткізіледі. Ұсақ тесіктері бар бұл мембрана судың молекулярлық бөлшектерін өткізеді және одан ірілеу молекулярлық бөлшектерді өткізуге кедергі келтіреді. Өте толық тазалайтын мембрананы қолданған кезде металл иондары сияқты өте ұсақ бөлшектерді де сүзіп алуға болады. Мембрананы пайдаланып сүзу нәтижесінде әрі қарай тазалауды қажет етуі мүмкін таза сүзінді мен концентрат пайда болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға төгілетін төгінділерді азайту, тазарту тиімділігі 70 % дейін.

Экологиялық сипаттамалары және пайдалану деректері

Жүктеме ретінде пайдаланылған жасанды материалдарды регенерациялау мүмкіндігі.

2020 жылы "Aurubis Bulgaria" зауытында (Пирдоп) өнеркәсіптік сарқынды суларды тазалау станциясына жаңғырту жүргізілді: жерүсті суларына ерімеген заттардың шығарындыларын азайту үшін жаңа құм сүзгісі орнатылды.

"Aurubis Beerse" зауытында ультрасүзгілеу құрылғысын пайдалану жерасты суларын пайдалану көлемін 2018 жылғы 67 %-дан 2020 және 2021 жылдары 30 %-ға дейін азайтуға мүмкіндік берді. Nippon Steel (Жапония) металлургиялық кешендері сарқынды суларды екінші рет тазарту үшін сүзгі жабдығын пайдаланады, онда тазартылған сарқынды сулардағы ерімеген қалдықтар құм қабаты арқылы сүзіліп, жойылады.

Кросс-медиа әсерлері

Мәліметтер жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.1.3.3.3. Химиялық тұндыру

Сипаттау

Химиялық тұндыру деп реагенттерді (кальций гидрототығы, натрий гидрототығы, күкіртті натрий) немесе олардың бірнеше түрін бірге қоса отырып рН мәндерін түзету және еритін металдың шөгу қарқындылығын арттыру түсініледі.

Техникалық сипаттамасы

Химиялық тұндыру жойылуы тиіс иондарды ерімейтін және нашар диссоциацияланған қосылыстарға байланыстыруды білдіреді. Шөктіретін реактивтерді пайдалану металды жоюдың максималды тиімділігін қаматамасыз ететін аса маңызды фактор болып табылады. Судағы қоспаларды тұнба түрінде бөліп алуға арналған реагенттерді таңдаған кезде алынған қосылыстардың ерігіштігі туындыларының мәндеріне сүйену керек; осы мән қаншалықты төмен болса, суды тазалау деңгейі соншалықты жоғары болады. Су құрамында бөгде тұздардың болуы әдетте ерітіндінің иондық күшін арттыру салдарынан түзілетін тұнбаның ерігіштігінің жоғарылауына әкеледі. Су ерітіндісіндегі иондық реакциялардың жылдамдығы жоғары екенін және әдетте реакция өте шаптозаң жүретінін атап көрсеткен жөн.

pH мәндерін түзету. Сарқынды суларға реагенттерді (мысалы, кальций гидрототығы, натрий гидрототығы, күкіртті натрий немесе олардың комбинациясын) қосқан кезде тұнба түрінде металмен бірге ерімейтін қосылыстар түзіледі. Мәселен, қорғасын (Pb), хром (Cr (3+)), мырыш (Zn), кадмий (Cd) және мыс (Cu) иондары сілтімен өзара әрекеттескен кезде қиын еритін гидрототық түзеді. Судағы осы ерімейтін қосылыстар сүзгілеу және седиментация арқылы жойылады. Коагулянтты немесе флокулянтты қосқанда ірілеу үлпектер түзіледі, олар жылдам бөлінеді және көбінесе тазалау жүйесінің өнімділігін арттыру үшін пайдаланылады.

Тәжірибе көрсеткендей, сульфид негізді реагенттерді пайдалану кейбір металдардың анағұрлым төмен концентрациясына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Сілтілі ортадағы металл сульфидтерін жою үшін күкіртті натрий, натрий гидросульфиді және басқалары сияқты реагенттер пайдаланылады. Сульфидтерді тұндыру тазартылған ағындардағы (рН мәні мен температурасына қарай) белгілі бір металдардың концентрациясын азайтуға әкеледі. Металл сульфидтерін қорыту процесінде қайта пайдалануға болады. Осы әдістің көмегімен селен және молибден сияқты металдарды тиімді жоюға болады.

Кейбір жағдайларда металл қоспасын тұндыруды екі кезеңмен: алдымен гидроксид әсерімен, содан соң сульфидтерді тұндыру арқылы жүзеге асыруға болады. Тұндырған соң артық сульфидтерді жою мақсатында темір сульфатын қосуға рұқсат етіледі.

Сарқынды суларды тазарту процесінде қажетті рН мәнін сақтау да маңызды, өйткені кейбір металл тұздары рН мәндерінің өте аз диапазонында ғана ерімейді. Осы диапазон шегінен асып кеткен кезде металды жою тиімділігі күрт төмендейді. Металды жою тиімділігін барынша арттыру мақсатында тазалау процесін әртүрлі реактивтерді пайдалана отырып рН-тың әртүрлі мәндерімен жүргізген дұрыс. Реактивті таңдауға және рН мәніне қоса, ерігіштік деңгейі судағы металдың температурасына және валенттілік күйіне байланысты екенін де ескеру керек.

Қара металлургияда қалдық металдар ағыннан темірлі тұздарды қосу арқылы тиімді жойылуы мүмкін, осылайша күшәнді тұндырған кезде кальций арсенаты немесе темір арсенаты түзіледі. Сондай-ақ арсениттер де тұнуы мүмкін, алайда олардың қасиеттері жалпы арсенаттармен салыстырғанда өте ерігіш және тұрақтылығы төмен болуы мүмкін. Құрамында арсенит бар ағын, әдетте, арсенаттың көп болуын қамтамасыз ету үшін тұндырар алдында тотығады.

Ерімейтін темір арсенаттарын тұндыру селен сияқты басқа металдарды тұндырумен бірге жүреді, бұл металдардың әртүрлі түрлері мен темір гидроксиді шөгінділерінің өзара әрекеттесетінін білдіреді. Осының нәтижесінде темірлі тұздар аздаған концентрацияда кездесетін қоспаларды жойған кезде жоғары тиімділік көрсетеді.

Осылайша, әртүрлі металдарды тұндыру үшін оңтайлы рН мәндерінің қолданыстағы айырмашылықтарын ескере отырып, бір процесс шеңберінде әрбір металдың ең аз мөлшеріне қол жеткізу мүмкін емес.

5.4-кестеде реагентті таңдау, металлургия өнеркәсібінде сарқынды суларды тазарту кезінде металдарды тұндыруға арналған реакцияның барысы туралы ақпарат берілген.

5.4-кесте. Металдар мен олардың қосылыстарын тұндыру әдістері

Р/с №	Металл	Пайдаланылатын реагент	Түзілетін зат (тұнба)	Қосымша жағдайлар
1	2	3	4	5
1	Zn	Ca(OH)2 (сұйық әк)	Zn(OH)₂	Мырышты толық тұндыру үшін қажетті рН мәні 9 - 9,2 диапазонында болады.
		Na₂CO₃(натрий карбонаты)	ZnСОз·Zn(OH)₂·H₂O	Едәуір мөлшерде рагент қажет болады, сондықтан кейіннен мырышты күйдіргіш натриймен тұндыра отырып, күкірт қышқылын натрий карбонатымен алдын ала бейтараптандыруды көздейтін, суды мырыштан екі сатылы тазарту ұсынылады.
		Na2S (натрий сульфиді)	ZnS	Оңатйлы рН мәні 2,5–3,5 құрайды.
2	Pb	Ca(OH)₂(сұйық әк)	Pb(OH)₂	рН деңгейі = 8,0–9,5. Осы шектеулерден жоғары және төмен болса, гидроксидтің ерігіштігі артады.
3	Hg	Na₂S (натрий сульфиді)	Hg₂S	Құрамында тазартылған сумен салыстырғанда ерігіштігі Hg₂S жоғары басқа да тұздар бар нақты сарқынды сулар. Тұндыру нәтижесінде сынап сульфидінің коллоидті бөлшектері түзіледі, оларды судан жою алюминисй сульфатымен немесе темірмен коагуляциялау арқылы жүргізіледі. Мұндай тазалаудан кейін сынаптың қалдық концентрациясы 0,07 мг/дм3 аспайды.
4	As	NaHS (натрий сульфогидраты) Nа₂S (натрий сульфиді)	As₂S₃	Температураға байланысты және температураның мәні 50 - 60°C төмен болғанда барынша баяу жүреді. Үшвалентті күшән тұнбаға үшвалентті күшән сульфиді түрінде шөгеді (As₂S₃), оны судан pH мәні 4–5 төмен болғанда бөліп алу керек. pH мәні жоғарылаған кезде және As₂S₃бар болғанда күшәннің ерітіндіге қайту қаупі туындайды. Аздаған мөлшерде күшән сульфидінің (As₂S₅) түзілуі реакцияның кемшілігі болып табылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға сарқынды сулармен бірге төгілетін ластағыш заттардың төгінділерін азайту.

Сарқынды суларды химиялық тұндыру арқылы тазартудың тиімділігі ең бастысы келесі факторларға байланысты:

химиялық тұндырғыш реактивті таңдау;

қосылатын тұндырғыш реактивтің мөлшері;

тұндырылған металды кетірудің тиімділігі;

бүкіл тазалау процесінде қажетті рН мәнін сақтау;

белгілі бір металдарды кетіру үшін темірлі тұздарды қолдану;

флокулянттарды немесе коагулянттарды пайдалану;

сарқынды сулардың құрамын өзгерту;

құрамында кешен құрағыш иондардың болуы.

Экологиялық сиптамалары және пайдалану деректері

Әдістерді таңдағанда өндірістік процестердің ерекшеліктерін ескеру қажет. Оған қоса, қолданылатын әдістерді таңдаған кезде су қабылдағыш объектінің көлемі және ағынның жылдамдығы белгілі бір рөл атқаруы мүмкін. Анағұрлым жоғары концентрациясына бола көлемдік шығынды азайту тазалауға арналған энергия шығынын азайтуға әкеледі. Жоғары концентрациялы сарқынды суларды тазалау аз концентрацияланған ағындармен салыстырғанда коцентрациясы анағұрлым жоғары, бірақ тотығу жылдамдығы жоғары ағындардың жиналуына әкеледі, мұның өзі жалпы ластағыш заттарды жоюды жақсартады.

Кросс-медиа әсерлері

Реагент ретінде пайдаланылатын энергия мен шикізаттың қосымша шығыны. Кәдеге жарату қажет болатын қалдықтардың (шөгінділердің) пайда болуы.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы қондырғыларда жиі қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнаманың талаптары. Әлеуметтік-экономикалық аспектілер. Табиғи су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерін азайту.

5.1.3.3.4. Белсендірілген көміртекті қолдану арқылы адсорбциялау

Сипаттау

Сорбция әдісі сарқынды сулардың құрамындағы ластағыш заттарды сорбенттің кеуектерінде немесе бетінде жинауды білдіреді, адсорбент ретінде белсендірілген көмір пайдаланылады.

Техникалық сипаттамасы

Кеуекті көміртекті зат болып табылатын белсендірілген көмір, әдетте, сарқынды сулардан органикалық материалдарды кетіру үшін қолданылады және сынапты жою және бағалы металдарды қалпына келтіру үшін де пайдаланылуы мүмкін. Әдетте, активтендірілген көмір сүзгілері бірнеше қабаттар немесе картридждер түрінде қолданылады, осылайша материалдың бір сүзгі арқылы өтуі екінші сүзгіде тазалау арқылы өтеледі. Содан кейін пайдаланылған сүзгі ауыстырылады және қосымша сүзгі ретінде пайдаланылады. Бұл операция сүзгідегі серпілістерді анықтаудың дұрыс әдісіне байланысты.

Қол жеткен экологиялық артықшылықтар

Суға органикалық заттардың, сынаптың және бағалы металдардың шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Абсорбция әдісін қолданудың негізгі артықшылықтары:

процестің жақсы басқарылуы;

екінші реттік ластанудың пайда болмауы.

Кросс медиа әсерлері

Пайдаланылған адсорбентті кәдеге жарату қажеттілігіне байланысты қосымша шығындар. Белсендірілген көмірді регенерациялауға болады, алайда бұл процеске еңбек көп жұмсалады және тәулік бойы жұмыс істейтін тазарту құрылыстары жағдайында қолайсыз. Белсендірілген көмірді бір жолғы жүктеме ретінде пайдалану көбінесе экономикалық жағынан тиімсіз.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.1.3.3.5. Қышқыл ағындарды бейтараптандыру

Сипаттау

Құрамында әлсіз қышқылдары бар (күкірт қышқылы өндірісінің ағындары немесе әртүрлі қышқылды шаятын сулар) сарқынды суларды тиісті реагентті (әдетте темір гидрототығын) пайдаланып тазалау.

Техникалық сипаттамасы

Қышқылды сарқынды сулардың көпшілігінде ауыр металл тұздары бар, оларды оқшаулау қажет. Осы мақсаттар үшін сутегі мен гидроксид иондары арасындағы бейтараптандыру реакциясы қолданылады, бұл диссоциацияланбаған судың пайда болуына әкеледі. Реагенттер ретінде натрий және калий гидроксидін (NaOH, КОН), натрий карбонатын (Na2(CO)₃₎, аммоний гидроксидін (NH₄OH), кальций және магний карбонатын (Са(СО)₃, Mg(CO)₃), доломитті (C(CO)_3 -Mg(CO)₃) қолдануға болады. Көбінесе арзан болғандықтан кальций гидрооксидін (әк) қолданады. Бейтараптандыруға арналған әкті сарқынды суға кальций гидрооксиді ("ылғалды" мөлшерлеу) немесе құрғақ ұнтақ ("құрғақ" мөлшерлеу) түрінде қосады. Күкірт қышқылды сарқынды суларды сұйық әкпен бейтараптандыру кезінде әк шығынын (СаО бойынша) стехиометриялық есептеуден 5 - 10 % жоғары есептейді. Суды құрғақ ұнтақпен немесе әк пастасымен бейтараптандырған жағдайда кальций оксидінің мөлшері стехиометриялық есептеуден 140 - 150 % құрайды, себебі қатты және сұйық фазалар арасындағы өзара әрекеттестік баяу жүреді және аяғына жетпейді. Әкті реагент ретінде пайдалану процесі кейде әктеу деп аталады. Әктеу сонымен бірге мырыш, қорғасын, хром, мыс және кадмий (Zn, Pb, Cr, Cu және Cd) сияқты металдарды тұнбаға айналдыруға мүмкіндік береді. Кейде бейтараптандыру үшін кальций немесе магний карбонаттары суспензия түрінде қолданылады. Соданы және натрий мен калий гидрооксидтерін бағасы жоғары болғандықтан бір уақытта бағалы өнімді алатын жағдайда немесе егер олар өндіріс қалдықтары болған жағдайда ғана пайдаланған тиімді.

Қышқыл суларды бейтараптандыру үшін реагентті таңдау қышқыл түріне және олардың концентрациясына, сондай-ақ химиялық реакциялар нәтижесінде түзілетін тұздардың ерігіштігіне байланысты болады.

Құрамында қышқыл бар сарқынды сулар үшке бөлінеді.

Құрамында күкірт және күкірт қышқылдары бар сарқынды сулар. Тазарту кезінде баяу еритін кальций тұздары пайда болады, бұл қышқыл ерітіндісі мен қатты бөлшектер арасындағы реакция жылдамдығын төмендетеді. Тұздардың басым бөлігі тұнбаға шөгеді.

Құрамында күшті қышқылдар (мысалы, HNO₃) бар сарқынды сулар. Бұл қышқылдардың тұздары суда жақсы еритіндіктен, реагентті таңдауда қиындықтар болмайды.

Құрамында әлсіз қышқылдар (Н₂СО₃, СН₃СООН) бар сарқынды сулар. Тазалау үшін негізінен сұйық әк пайдаланылады. Сарқынды суларды сұйық әкпен араластырар алдында алдын ала қатты бөлшектерден тазартады (құмтұтқыш). Сұйық әкпен бірге флокулянт ерітіндісі қосылады. Бейтараптандыру және үлпек түзілу контактілік резервуарда жүргізіледі. Көмірқышқыл газын кетіру үшін сарқынды сулар контактілік цистерналарда ауамен желдетіледі. Бұл жағдайда тығыз құрылымды тұнба пайда болады. тұнбаның ылғалдылығын төмендету үшін қосымша тұндыруды пайдаланады.

Құрамында ең бастысы күкірт қышқылды кальций (CaSO₄) бар тұнба кейіннен қайта өңдеу үшін сүзіледі және сусыздандырылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Төгілетін сарқынды сулардың көлемін азайту. Су тұтыну көлемін азайту (тұнған суды процеске қайтару). Сарқынды сулардағы ластағыш сарқынды сулардың концентрациясын азайту. Таза күкірт қышқылды кальций өндіру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өндірілген кальций сульфатының құрамында 96 %-дан көп CaSO₄ -2H₂O болады. Қолданылатын реагенттердің салыстырмалы түрде арзандығына және жалпы қолжетімділігіне қарамастан, бірқатар кемшіліктерді, атап айтқанда бейтараптандыру алдында міндетті орталағыш құрылғысының қажеттілігін, бейтараптандырылған судың рН мәніне сәйкес реагент дозасын реттеудегі қиындықтарды атап өткен жөн.

Кросс-медиа әсерлері

Әкпен бейтараптандыру әдісінің елеулі кемшілігі гипстің аса қаныққан ерітіндісінің (CaSO₄) түзілуі болып табылады, бұл құбырлар мен жабдықтардың бітелуіне әкеледі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама. Экономикалық пайда (сатуға дайын тауарлық өнімді алу).

5.1.3.3.6. Сарқынды суларды ауыр металл иондарынан тазарту әдісі

Сипаттау

Белсендірілген алюмосиликатты адсорбентті қолдану арқылы сарқынды суларды тазартудың сорбциялық әдісі.

Техникалық сипаттамасы

Алюмосиликатты минералдарды адсорбенттерге негіз ретінде пайдалану ең қолайлы әдіс болып табылады, өйткені бұл адсорбенттің бетіне және қажетті қасиеттеріне қойылатын талаптарды қоя отырып, адсорбентке әртүрлі минералды және органикалық қоспаларды енгізуге қосуға мүмкіндік береді.

Мәселен, отандық металлургия кешендерінің бірінде алюмосиликатты адсорбентті бастапқы тазарту құрылғыларынан түсетін тазартылған өнеркәсіптік сарқынды суларды толық тазарту процесінде пайдаланады.

Технологияның мәні тазартылатын суды түйіршікті адсорбентпен жүктелген сүзгіден өткізуді (қалқыма заттар мен ауыр металдарды жою) білдіреді. Бұл ретте, сүзгі жүктемесінде адсорбенттің қасиетіне байланысты төмендегі процестер қатарлас жүреді:

механикалық сүзгілеу (ластаулар түйіршіктер арасындағы кеңістікте тұрып қалады);

жанасу коагуляциясы (сүзгі циклының басында түйіршіктердің бетіне шөккен ластағыш заттар үлпек түзу ортасына айналады);

физикалық сорбция (теріс зарядты металл бөлшектері оң зарядты адсорбент түйіршіктерінің бетінде тұтылып қалады және сумен жуған кезде оңай жойылады).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды сулардағы мырыш, кадмий, сынап, марганец концентрациясының төмендеуі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Адсорбентті пайдалану мерзімі шектелмеген, тазалау барасындағы үгілу шығыны (жылына 10 % дейін) сүзгілерді қайта жүктемей қайта салу арқылы толтырылады. Адсорбенттің белсенділігі төмендеген кезде оның сорбциялық қасиеттері 4 % сілті ерітіндісіміен немесе магний сульфатымен белсендіру арқылы қалпына келтіріледі. Адсорбентті белсендіру үшін пайдаланылатын ерітінділерді (NaOH және MgSO₄4 - 5 % ерітіндісі) көп рет пайдалануға болады.

Челябинск мырыш зауыты - ион алмастырғыш технологияларды қолдану.

Ион алмасу процесі Балқаш тау-кен металлургия комбинатында енгізілді.

Кросс-медиа әсерлері

Қосымша реагенттерді пайдалану қажеттілігі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындылардағы ластағыш заттардың концентрациясын төмендету және олардың қоршаған ортаға таралуын болғызбау. Экологиялық заңнама талаптары.

5.1.3.3.7. Иондық алмасу

Сипаттау

Ион алмасу процесі, әдетте, ион алмасу шайырының түйірлері толтырылған бағанда өтеді. Алмасу бағанның жоғарғы жағынан басталады, содан кейін ол арқылы өтеді, осылайша алмасу процесінің тепе-теңдік күйін сақтайды.

Техникалық сипаттамасы

Ион алмасу процесі кейде технологиялық сарқынды сулардан металдарды алу кезінде соңғы кезеңі ретінде қолданылады. Сарқынды сулардан ион алмастырғыш құрылымында сақталатын басқа иондарды бірдей мөлшерде бір уақытта беру кезінде қатты матрицаға тасымалдау арқылы қажетсіз металл иондары ион алмасу көмегімен алып тасталады.

Әдетте, ион алмасу процесі 500 мг/л аз металл концентрациясы кезінде пайдаланылады.

Ион алмастырғыштың сыйымдылығы ион алмастырғыштың құрылымында сақталатын иондар санымен шектеледі. Сондықтан ион алмастырғышты тұз қышқылы немесе каустикалық сода көмегімен қалпына келтіру қажет.

Сарқынды сулардан белгілі бір металдарды алу үшін кейбір арнайы ион алмастырғыштарды қолдануға болады. Ион алмасудың мұндай селективті процесі сарқынды суларды улы металдардан тазартуда әлдеқайда тиімді. Сонымен қатар баған аралас сарқынды сулармен жұмыс істеу кезінде өте жоғары тазарту мен тиімділікті қамтамасыз ете алады.

"Электросталь-Металлургический Завод" ААҚ-да (Ресей) 5 м³/с кешенді су дайындау станциясы орнатылған: аэрация, темірсіздендіру, пропорционалды мөлшерлеу кешені, кері осмос құрылғысы. Мысалы, Гейзер компаниясының сүзгілері.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Суға төгілетін шығарындыларды азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

ШРК талаптарына дейін тазалау мүмкіндігі, 95 % дейін тазартылған суды айналымға қайтару, ауыр металдарды кәдеге жарату мүмкіндігі.

Кросс-медиа әсерлері

Сарқынды суларды майлардан, беттік белсенді заттардан, еріткіштерден, органикалық заттардан алдын ала тазарту қажет. Иониттерді регенерациялауға және шайырларды өңдеуге арналған реагенттер көп шығындалады. Шайынды сулардың құрамындағы концентраттарды алдын ала айырып алу қажеттілігі. Қосымша өңдеуді қажет ететін екінші реттік қалдықтардың - элюаттардың түзілуі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Жобалық-сметалық құжаттамаға сәйкес есептеледі.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.1.4. Технологиялық қалдықтар мен өндірістік қалдықтардың әсерін басқаруға және азайтуға бағытталған техникалық шешімдер

5.1.4.1. Технологиялық қалдықтар мен өндірістік қалдықтарды қайта пайдалану

Сипаттау

Технологиялық қалдықтар мен өндірістік қалдықтарды, егер олардың сапалық сипаттамасы қайта пайдалануға мүмкіндік берсе, агломерацияға арналған шикізат ретінде пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Түзілетін қалдықтар негізінен илемдік орнақтың темір қағынан және кең спектрлі тозаң мен шламнан, соның ішінде шығарылатын газдарды тазартатын құрылғылардан тұрады. Құрамында темір немесе көміртек (немесе басқа минералдық заттар) мөлшері өте жоғары болса, оларды агломератқа шикізат ретінде пайдалануға болады.

Агломерациялық қондырғыда қоршаған ортаға көпжақты әсер ететін қалдықтардан ерекшеленетін қалдық материалдарды пайдалануға технологиялық шектеулер болуы мүмкін. Бұл шектеулер домна пешінің тоқтаусыз жұмысына әсер ететін кейбір элементтердің теріс әсерлеріне байланысты. Сондықтан домна шихтасының құрамына байланысты шектеулер, осы арқылы аглофабрикада қалдықтарды пайдалану деңгейін шектей отырып, агломерат құрамындағы мырыш, қорғасын және хлоридтерге қойылуы мүмкін. Құрамында әгі көп материалдарды, мысалы, көптеген болат қорытатын қождарды да өндірістік процеске қолдануға болады, мұның өзі әк пен әктасқа жұмсалатын қосымша шығындарды азайтады.

ЕО-ның көптеген зауыттарында агломерацияға осындай шикізаттың 5 - 6 % пайдаланылады, кей зауыттар 100 %-ға дейін қалдық материалдарды қайта пайдаланады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кәдеге жаратуды талап ететін қалдықтардың көлемін азайту. Шикізатты үнемдеу.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Үнемделген шикізаттың мөлшері пайдаланылған шлам, тозаң және отқабыршақ мөлшеріне тең.

Кросс-медиа әсерлері

Кейбір технологиялық қалдықтардың құрамында айтарлықтай мөлшерде май болады, мұның өзі кейбір ұшпа органикалық қосылыстардың (мысалы, көмірсутектің, ПХДД/Ф) көбеюіне әкеледі. Құрамында айтарлықтай мөлшерде ұшпа ауыр металдар (мысалы, сынап және кадмий (Hg, Cd)) бар қалдықтарды пайдалану осы металдардың шығарындыларының көбеюіне әкелуі мүмкін. Осындай проблемаларды болдырмау үшін қолданыстағы тазарту жабдығын жаңарту, мысалы, заманауи қапшық сүзгілерді немесе ЭС жетілдірілген/жақсартылған технологияларын пайдалану қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады. Әлемде аглофабрикалардың түгелге жуығы шламды, тозаңды және отқабыршақты кәдеге жаратады. DK Recycling аглофабрикасы (Дуйсбург, Германия) шойын мен болатты өндіру барысында өндірістік қалдықтарды өңдеу үшін арнайы жобаланды және түсті металлургияда пайдалануға болатын мырыш және қорғасын тозаңымен және шламмен бірге бағалы темір құрамды элементтерді алу үшін домна пешімен біріктірілді.

Экономика

Шикізатқа, кәдеге жаратуға жұмсалатын шығындарды үнемдеу.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2. Кокс өндірісіндегі ЕҚТ

5.2.1. Кокс-химия процесіндегі техникалық шешімдер

5.2.1.1. Көмірді дайындау

Сипаттау

Көмірді оңтайлы өңдеу кокс құрылғысының тиімді жұмыс істеуі үшін қажетті шарт болып табылады. Көмірді байыту (көмір шахтасында байытқан дұрыс) және араластыру процестері арқылы алдын ала өңдеуге болады. Кокс құрылғысы оңтайлы жұмыс істеуі үшін көмір қоспасының барынша біркелкі болуы талап етіледі.

Техникалық сипаттамасы

Көмірді алдын ала өңдейтін заманауи қондырғы араластырғыш бункерден, уатып-сұрыптағыш қондырғыдан, көлік құралдарынан, тозаңтұтушы қондырғыдан, жабық ғимараттағы конвейерлік таспадан және қосымша процестерден (көмірді кептіру немесе көмір қоспаларын қосу тұрады.

Ұсату және елеу процестері әдетте ғимараттарда жүргізіледі. Көмір дайындау процестерінен шығатын шығарындылар тазарту құрылғыларында тазартылуы тиіс (тазарту қондырғыларының толық сипаттамасы 5.1.2-бөлімде).

Қажет болғанда көмірді тасымалдау үшін жабық конвейерлерді пайдалануға болады. Көмірді сақтау үшін көтерілетін тозаңды басуға сепкіштер мен пластик эмульсияны пайдалануға болады. Жабық қоймаларда сақтаған кезде тазарту құрылғылары қолданылады (тазарту қондырғыларының толық сипаттамасы 5.1.2-бөлімде). Желдің жылдамдығын азайту үшін ық жағына желден қорғайтын қоршаулар жасауға немесе үйінді үйіп қоюға болады. Қажет болғанда жабық сақтау қолданылуы тиіс. Еркін түсу биіктігі қондырғының көлемі мен құрылымына қарай мейлінше азайтылуы керек. Егер мүмкін болса, ол 0,5 м аз болуы керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаң шығарындыларын азайту <10 - 20 мг/Нм³мәндеріне жетуі керек.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Көмір дайындау цехының аспирациялық құрылғылары, әдетте, тиімділігі 96 - 98 % құрайтын циклондармен және ылғалды тозаңтұтқыштармен жабдықталады.

Газ тазалау және аспирациялау жүйелерінде ортадан тепкіш инерциялық тозаңтұтқыштар – цилиндрлік және конустық циклондар кеңінен қолданылады (тазарту деңгейі 93 - 98 %). Бірақ, әсіресе ылғалды тозаңтұтқыштар көп таралған, олар әдетте аспирациялық ауа мен көмірді кептіргіш газды тозаңсыздандыру үшін қолданылады (бұл шлам суларын қайта өңдеу және кәдеге жарату мәселесін туғызады). Ылғалды тозаңтұтқыштардың ішінде көп таралғаны - кіру келтеқұбырында суармалы шыбықты торлары бар және кәдімгі ортадан тепкіш скрубберлер.

Ортадан тепкіш скрубберлердің көмір тозаңын тұту деңгейі 85 % бастап 98 % дейін (орта есеппен 90 %). Сұйықтық үлдірі бар циклондар да қолданылады (көмір тозаңын тұту деңгейі 89 - 97 %, жылдам жуғыштар немесе тура сарқынды ылғалды циклондар (көмір тозаңын тұту деңгейі 80 - 98 %). Көрсеткіштердің әркелкілігі зауыттарда аппараттарға көрсетілетін қызметтің әртүрлі деңгейіне байланысты.

Мәселен, "БерҰзовская" ОБФ АҚ-ның көмір қабылдайтын және көмір дайындайтын желдету жүйелерін техникалық қайта жарақтандыру атмосфераға ластағыш заттардың шығарындыларын 2019 жылмен салыстырғанда 2021 жылы 43 %-ға төмендетті. 2012 жылы "Кокс" ЖАҚ-та кокстанған көмірді сақтаудың және орташаландырудың механикаландырылған тиеу-түсіру кешені іске қосылды. Осы жобаны іске асыру нәтижесінде кәсіпорынның көмір дайындау цехы тозаң шығарындыларын 70 %-ға азайта алды.

Кросс-медиа әсерлері

Маңызды кросс-медиа әсерлері болмайды.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске (тазарту қондырғыларының түрі мен санына) байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.1.2. Пешті жүктеу кезінде шығарындыларды барынша азайту

Сипаттау

Пешті жүктеу әдісіне байланысты атмосфераға ластағыш заттардың шығарындыларын азайту.

Техникалық сипаттамасы

Пешті жүктеу көбінесе тиегіш машинаның көмегімен өздігінен орындалады. Осылайша, жүктеу барысында шығарындыларды азайту үшін келесі үш негізгі әдіс пайдаланылады:

1. Түтінсіз жүктеу – бұл жүйеде кокс пеші мен жүктеу машинасы арасындағы газ өтпейтін қосылыстар пайдаланылады. Камералар төрт немесе бес жүктеуші тесік арқылы жылдам толтырылады. Сорып алу тік құбырдың ұзын өңешіне буды немесе суды айдау арқылы жүргізіледі.

2. Жүйелі немесе кезең-кезеңмен жүктеу. Бұл процесте камералар бірінен соң бірі толтырылады. Мұндай жүктеу түріне көп уақыт кетеді. Сорып алу не екі тік құбырдың (бар болса) көмегімен, не тік құбыр мен көрші пешке жалғайтын құбырдың көмегімен пештің екі жағынан жүргізіледі. Тиегіш машина мен пеш арасындағы қосылыстар газ өткізбейтін қосылысқа жатпайды, бірақ атмосфераға шығатын бір ғана тесік болған кезде, іс жүзінде сорып алудың нәтижесінде шығарындылар шығарылмайды.

3. Телескоптық төлкенің көмегімен жүктеу, "жапондық жүктеу" деген атпен де белгілі бір уақытта (әдетте) төрт жүктеу тесігі арқылы жүктеледі.

Тиегіш машина мен кокс пеші арасындағы қосылыстар газ өткізбейтін қосылысқа жатпайды, бірақ "телескоптық қапшыққа" жиналады, ол жерден газдар шығарылып, коллекторға жіберіледі. Газ жағылады және осыдан кейін құрылғыдан тыс жерге орнатылған тозаңтұтқыш құрылғы арқылы өткізіледі. Кейбір жағдайларда тиегіш вагондар бөлінетін газдарды тазалау үшін тозаңтұтқыш құрылғылармен жабдықталады. Тегістеу есебінен жүктеу барысының өзінде пештің жоғарғы бөлігінде газға арналған бос кеңістік қалады, мұның өзі жүктеу кезінде және кокстау кезінде газды кедергісіз сорып алуға мүмкіндік береді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жүктеу кезіндегі ластағыш заттарлдың шығарындылары осы жүйелердің барлығында өте төмен болуы мүмкін. Пеш камерасындағы және тиегіш құрылғылардағы артық қысым айқындаушы фактор болып табылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бұл әдістің тиімділігі айтарлықтай деңгейде пеш құрылымына және осыған сәйкес тегістеу және жүктеу тәсіліне байланысты болады. Кейбір жүйелерде, басқаларына қарағанда пайдалану қиындықтары болады.

Барынша аз шығарындылармен жүктеу әлемде көптеген зауыттарда қолданылады. Мысалы, 2 кокс пеші Corus (Нидерланды), ArcelorMittal кокс зауыттары (Гент, Бельгия), ArcelorMittal (Дюнкерк, Франция), ArcelorMittal (Фос-сюр-Мер, Франция), Hihon (Испания) кокс пештерін өндіретін зауыты және басқалары түтінсіз әдіспен, АҚШ зауыттары, Hüttenwerke Krupp Mannesmann (Дуйсбург-Хукинген, Германия) кокс пеші, Prosper кокс пеші (Боттроп, Германия) кезең-кезеңмен жүктеу әдісімен жұмыс істейді. Телескоптық төлкенің көмегімен жүктеу Kawasaki Steel Corporation (Тибе, Жапония), Nippon Steel Corporation, Kimitsu Works (Жапония), Corus (Эймюйден, Нидерланды) және басқаларының кокс пештерінде қолданылады.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолдануға болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.1.2.3. Көтергіш құбырлар мен жүктеуші тесіктерді герметикалау

Сипаттау

Кокстау процесінде итеріп шығару және жүктеу операцияларынан кейін кокс пешінің тесігін тиімді герметикалау есебінен шығатын шығарындылар барынша азайтылуы керек. Алайда мұндай шаралар мұқият қызмет жасау және тазалау жұмыстарымен қатарлас жүргізілгенде ғана табысты болады.

Техникалық сипаттамасы

Жүктеуші тесіктердің герметикалығын сақтаудың үздік тәсілі – балшықпен немесе осыған ұқсас материалмен мұқият сылау. Көтергіш құбырлар мен жүктеуші тесіктердің тығыздауыштарының жұмысқа жарамдылығын бақылап отырған дұрыс.

Кокс пештерінен шығатын ұшпа шығарындыларды бағалаудың әртүрлі әдістері пайдаланылады. Көзге көрінетін жылыстауларды көрсететін көтергіш құбырлар мен жүктеуші тесіктердің жалпы санын алғанда жылыстау жиілігі пайызбен берілген немесе масса/уақыт арақатынасымен берілген қол жеткен шығарындылар деңгейі мониторинг әдісіне байланысты.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Герметикалық шектегіштері бар су өткізбейтін көтергіш құбырлар мен жүктеуші тесіктер тозаң, СО және көміртек шығарындыларын айтарлықтай азайтады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Перфорациялы қақпақтарды пайдаланған кезде көзге көрінетін жылыстаулары бар жүктеуші тесіктердің саны ең көбі 1 % құрайды. Көтергіш құбырды, гусакты және стационарлық жалғастырғышты қоса алғанда, кокс пештерінің батареясынан коллекторлық магистральға өтуді қамтамасыз ететін аппаратурада да жылыстау 1 % болуы мүмкін, ол бір аптадағы жиіліктің орта мәні ретінде айқындалады.

Бұдырлы қақпағы бар су өткізбейтін көтергіш құбырлар мен жүктеуші тесіктер тозаң, СО және көміртек шығарындыларын айтарлықтай азайтады.

Кросс-медиа әсерлері

Жүктеу тесіктерінің үйкелуі қоршаған ортаға айтарлықтай әсер етпейді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдіс жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолданылады. Жаңа зауыттарда шығарындыларды азайту үшін құбырлар мен жүктеуші тесіктердің құрылымын оңтайландыруға болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.1.4. Кокс қондырғысының үздіксіз жұмыс істеуі

Сипаттау

Техникалық қызмет көрсету режимімен және тазалау операцияларымен қатар, кокс пешінің үздіксіз жұмысы шығарындыларды бақылау үшін технологиялық процеске біріктірілген ең маңызды шаралардың бірі болып табылады. Бұл талапты орындамау температураның күрт өзгеруіне және престеу кезінде кокстың жабысу ықтималдығының жоғарылауына әкеледі. Бұл отқа төзімді материалға және кокс пешінің өзіне жағымсыз әсер етеді және жылыстаулардың артуына және қалыптан тыс пайдалану шарттарына әкелуі мүмкін.

Техникалық сипаттамасы

Пеш жабдықтары мен құрылғысының жоғары сенімділігі үздіксіз жұмыс істеу үшін қажетті шарт болып табылады. Бұл сонымен қатар өнімділікті арттыруға әкеледі. Жанама өнім өндіретін зауыттың үздіксіз жұмысы да батареялардан шығатын шығарындыларға оң әсер етеді.

Қыздыру беткейінің температурасын бақылай отырып (тығынжылды тақтайшадағы өлшегіш құрылғы), камерадағы температураның таралуын (жылыту жүйесінің тиімділігі) анықтауға болады. Осы нәтижелердің негізінде кокс пешін жөндеу немесе жұмысын оңтайландыру бойынша шараларды қабылдауға болады.

Кокс массасы толық коксталуын тексеру және қамтамасыз ету ҰОҚ шығарындыларын немесе кокс газдарының жапқышты ашқан кезде өздігінен тұтануы нәтижесінде бөлінетін шығарындыларды болдырмауы мүмкін. үшін

Кокс өндірісін автоматтандыру кокс қондырғысын оңтайлы тиімділікпен пайдалануға мүмкіндік береді.

Басқару нұсқаларының мысалдары: екі қыздыру қабырғасының беткі температурасын өлшеудің инфрақызыл жүйесі, жылыту түтіндіктерінде қолмен өлшеуге арналған кіріктірілген деректер жады бар инфрақызыл пирометр және т.б.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кокс пештерінен шығатын шығарындылардың басым бөлігі қыздыру камерасы мен пеш камерасы арасындағы жарықтар арқылы және деформацияланған есіктер және т.б. арқылы шығатын жылыстаулардан жиналады. Бұл шығарындылардың көп бөлігін кокс құрылғысының бірқалыпты әрі апатсыз жұмыс істеуі есебінен болдырмауға болады. Оған қоса, бұл әдіс кокс құрылғысының жұмыс істеу мерзімін айтарлықтай ұзартуы мүмкін.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Кокс пешінің модульдық конструкциясының арқасында кокс өндірісін автоматтандыруға арналған жабдықтың конструкциясы тапсырысшының нақты талаптарына сәйкес жеке шешімдер жасауға мүмкіндік береді. ArcelorMittal (Дюнкерк, Франция) зауытындағы кокс пешінің қондырғысы осындай техниканы енгізудің мысалы бола алады.

Кросс-медиа әсерлері

Қандай да бір маңызды кросс-медиа әсерлері туралы мәлімет жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолдануға болады.

Экономика

Жалпы, толық коксталмаған коксты пайдаланудан бас тарту кокс-химия зауытының өнімділігін арттырады.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.1.5. Кокс пештеріне техникалық қызмет жасау

Сипаттау

Кокс пештеріне техникалық қызмет жасау технологиялық процеске біріктірілген маңызды шаралардың бірі және олардың үздіксіз жұмыс істеуі үшін шешуші фактор болып табылады.

Техникалық сипаттамасы

ArcelorMittal (Гент, Бельгия) зауытында техникалық қызмет жасау бағдарламасы төменде мысал ретінде сипатталған: онда әрбір пешке әрбір бес жыл сайын пештің жағдайына қарай толық күрделі жөндеу жүргізіледі. Ол үшін пештің ішін бір аптаға босатып, келесі операцияларды орындайды: пештерді (мысалы, күніне бір пешті) мерзімді тексеру, камера ішіндегі (қабырғасындағы, төбесіндегі, көтергіш құбырларындағы) барлық шөгінділерді жою, отқа төзімді кірпіштен жасалған жарықтарды, тесіктерді және беттік зақымдарды оттегімен термиялық пісіру, цемент құю арқылы пеш камерасының еденін жөндеу, тозаңды ұсақ жарықтарға айдау, есіктерді толық күрделі жөндеу; барлық жеке бөлшектерді толық бөлшектеу, тазалау және қайта құрастыру; тығыздағыш элементтерді қайта конфигурациялау, зақымдалған есік кірпіштерін ауыстыру; көптеген жағдайларда есікті толық ауыстыру қажет.

Осы күрделі жөндеуге қосымша пешті бекіту жүйесі (серіппелері, бекітпелері және т.б.) тұрақты түрде тексеріледі және реттеледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Дұрыс техникалық қызмет көрсету отқа төзімді кірпіштің жарылып кетуіне жол бермейді және толық жанбаған шикі газдың ағып кетуін және шығарылуын азайтады. Бұл кокс пешін жаққанда шығатын түтін газдары жүретін құбырларда қара түтіннің пайда болуына жол бермейді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Техникалық қызмет көрсету науқандар шеңберінде немесе үздіксіз орындалуы мүмкін. Техникалық қызмет көрсетудің тіркелген немесе ең аз кезеңін белгілеу мүмкін емес. Техникалық қызмет көрсетуді жүйелі бағдарлама бойынша арнайы оқытылған қызмет көрсетуші персонал жүргізуі тиіс.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Үздіксіз немесе жоспарлы техникалық қызмет көрсету бағдарламалары міндетті түрде жаңа және жұмыс істеп тұрған объектілерде орындалады.

Экономика

Өнімділіктің артуына байланысты шығындарды үнемдеу.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары. Өнімділігі оңтайландырылған және шығарындылары азайтылған кокс қондырғысының барынша үздіксіз пайдаланылуын қамтамасыз ету.

5.2.1.6. Кокс пештерінің үлкен камералары

Сипаттау

Кокс пештерінің анағұрлым кең әрі биік камераларын әзірлеу екі негізгі қағидағатқа: күн сайын кокс шығаратын пештердің санын азайту және тығыздауыш беттердің ұзындығын азайту есебінен экологиялық көрсеткіштерді жақсартуға негізделген.

Техникалық сипаттамасы

Кәдімгі пештермен салыстырғанда пеш көлемінің үлкен болуы, биік немесе кең камералы кокс пештерінің негізгі сипаттамасы болып табылады. Осылайша, берілген өнімділік кезінде есіктің тығыздауышының ұзындығы мен жүктеу жиілігі азайтылады. Алайда герметикалауға ерекше назар аударған дұрыс, себебі мұндай пештердің газ өткізбеуін сақтау, әсіресе жоғарғы және төменгі шетжағында қиын.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Серіппеленген иілгіш тығыздауыш есіктерге тиісті деңгейде қызмет жасалғанда және пайдаланылғанда салыстырмалы пайдалану жағдайында өнім бірлігіне шаққандағы есік пен жақтау тығыздауышынан шығатын меншікті шығарындылар кәдімгі кокс пештерімен салыстырғанда тығңыздауыш ұзындығын азайтуға пропорционалды болады деп болжамданады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бір тонна коксқа түсіру бойынша операциялар азырақ талап етілетінін және шығарындылар түсіру санына тікелей пропорционалды екенін ескере отырып, шығарындылар азаяды деп жобалауға болады. Десек те, кокс пешінің көлемі үлкен камераларын пайдалану шығарындылардың коэффициентіне әсер етпейді.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Тек жаңа қондырғыларға қолданылады. Кейбір жағдайларда қондырғыны толық жаңғыртқан кезде ескі тірекке кокс пешінің көлемі үлкен камерасы салынуы мүмкін.

Кең әрі биік камерасы бар қондырғыларды орнатуға қатысты ешқандай ерекше қиындық болған жоқ. Қабырғаның беріктігіне жоғары талап қойылады. Кокс пештерінің үлкен камерасы Hüttenwerke Krupp Mannesmann зауытында (Дуйсбург-Хакинген, Германия), сонымен қатар Боттроп объектісінде (Германия) орнатылған.

Экономика

Инвестициялық және өндірістік шығындарды азайту.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.1.7. Пештің есігі (жапқыш) мен жақтауының (қаңқа) тығыздауыштарын жетілдіру

Сипаттау

Пештің конструкциялық ерекшеліктерінің қосылыстарын/бекіткіштерін жаңғырту, жақсарту.

Техникалық сипаттамасы

Пеш есігінің газ өткізбеуі аса маңызды және оған келесі әдістердің көмегімен қол жеткізуге болады: серіппеленген иілгіш тығыздауыш жапқышты пайдалану, кокс шығарылған сайын есікті және жақтауды, есік ішіндегі газ арнасын мұқият тазалау.

Жаңа серіппеленген иілгіш тығыздауыш жапқышты пайдалануға болады. Шағын және үлкен пештердегі жағдайдың бір-бірінен ерекшеленетінін айта кеткен жөн. Биіктігі 5 метрден аласа пештер үшін жіңішке жиектері бар жапқыштар тиісті түрде қызмет жасалғанда шығарындыларды болдырмау үшін жеткілікті болуы мүмкін. Пештің есігі мен жақтауының тығыздауыштарының жұмысқа жарамдылығын бақылау қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Иілгіш тығыздауышы бар есіктердің шығарындыларының меншікті мәні кәдімгі есікке қарағанда әлдеқайда төмен. Заманауи есіктер таза ұсталған жағдайда, кокс батареясының барлық есіктерінен шығатын шығарындылардың 5 % деңгейде сақталуына мүмкіндік береді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жақсы қызмет жасалатын шағын пештерде дәстүрлі есікті (жіңішке жиектері бар) пайдаланған кезде жақсы нәтижелердің болғаны және нашар қызмет жасалатын үлкен пештерде иілгіш тығыздауыш есіктерді пайдаланған кезде нашар нәтижелердің болғаны туралы деректер бар, бірақ, әдетте, әсіресе үлкен пештер үшін, иілгіш тығыздауыштардың герметикалықты қамтамасыз ету мүмкіндігі әлдеқайда жоғары.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады. Келесі жаңа және жаңғыртылған зауыттарда серіппеленген иілгіш тығыздауыштар қолданылады: Corus зауытындағы 1 кокс пеші (Эймюйден, Нидерланды), Hüttenwerke Krupp Mannesmann зауытындағы кокс пеші (Дуйсбург-Хакинген, Германия), Австралиядағы BHP Steel кокс пеші және басқалары.

Экономика

Кокс пештері батареяларының есіктерін ауыстыруға салынатын инвестициялар жылына 1,2 - 1,5 млн тонна кокс өндіретін және шамамен жүзге жуық пеші бар кокс пешін өндіретін зауыттарда 6 млн евроға жуық.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.1.8. Пештің есіктерін және жақтау тығыздауышын тазалау

Сипаттау

Тиімді тазалау жүйелері пештен шығатын шығарындыларды азайтуға және жабдықтың өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттамасы

Еуропаның кокс өндіретін көптеген ескі зауыттарында әлі күнге дейін серіппеленбеген жіңішке жиектері бар есіктер тұр. Бұл қондырғыларда, әсіресе биіктігі 5 м аспайтын пештерде есіктің тығыздалмауы күрделі мәселе болуы мүмкін. Алайда, жақсы техникалық қызмет жасалған жағдайда қолданыстағы есіктерден шығатын кез келген шығарындының мөлшері 10 % аз болуы мүмкін.

Техникалық қызмет көрсету жоспарының сәттілігі көбінесе тұрақты кокстау процесіне, техникалық қызмет көрсететін тұрақты персоналға, тұрақты монитроингке байланысты. Жапқыштарды тазалауға арналған заманауи құралдар, әрбір циклда пайдаланылатын қырғыштар да жақсы нәтиже беріп отыр. Кокс пештерінің жапқыштарын тазалаудың екіші әдісі – жоғары қысыммен су ағынын пайдалану. Алайда кокс пешінің есігін жоғары қысымды су ағынымен тазалауды әрбір циклда жүргізуге болмайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жоғары қысымды су ағынымен тазалау жүйесі шығарындыларды іс жүзінде жоюға мүмкіндік береді – 95 %-ға азайтуға болады (EPA әдісіне сәйкес). Қырғыштары бар есіктерді тазалау жүйесін пайдалану да есіктен шығатын шығарындыларды айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Кокс пештерінің есіктеріне қолданылатын техникалық қызмет жасау бағдарламаларында, мысалы, жапқышты тазалауға арналған жабдық және жапқышқа сервистік қызмет жасау стратегиясы қамтылады.

Кросс-медиа әсерлері

Жоғары қысымды су ағынымен тазалаған кезде ластанған сарқынды сулар пайда болады, оларды кокс пештерінің батареяларынан шыққан сарқынды сулармен бірге тазалауға болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады. Мысалы, Corus зауытының 2 кокс пешінде (Эймюйден, Нидерланды), BHP Steel объектісінде (Австралия) қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.1.9. Кокс пешінде бос газ ағынының болуы

Сипаттау

Пеш камерасының күмбезшесінің астында бос кеңістік болады, осы кеңістіктен газдар мен буға айналған қарамай тік құбырға өтеді, ол пештің конструкциясына қарай, әдетте не пештің итергіші жағына, не екі жағына орналастырылады. Газ ағыны пештің төбесіне дейін жүктелетін көмірмен жабылып қалуы мүмкін, не пештің жоғарғы бөлігі графитпен бітеліп қалуы мүмкін.

Техникалық сипаттамасы

Газ ағынының жүруі қиындағанда, кедергіге байланысты артық қысым жоғарылайтындықтан есіктен және жүктегіш тесіктен газ шыға бастайды.

Жүктелетін көмір қабатын тиісті деңгейде реттеу арқылы мұндай жағдайдың алдын алуға болады. Пеш қабырғасына жылуды тиісті деңгейде тарату және қабырғаның бетіндегі температураны төмендету есебінен камераның жоғарғы бөлігіндегі және пеш күмбезшесіндегі графит түзілімдерін барынша азайтуға болады. Дегенмен, егер графит қабаты өте қалың болса, тегістегіш кокс пешінің камерасында кептеліп қалуы мүмкін. Мұны болдырмау үшін, итергіш коксты итерген кезде камераның күмбезшесі мен жоғарғы бөлігіндегі қабырғасын тазалау үшін арнайы қырғыш құрылғымен жабдықталады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кокс пешінің камерасындағы қысымның дұрыс таралуы ұйымдастырылмаған шығарындыларды және жылыстауларды айтарлықтай азайтады. Оған қоса, итеру операциясы кезінде кокс шихтасының сыналану қаупі азаяды.

Коксты беруге дайындау кокс батареясы жұмысының ресурстық-экологиялық көрсеткіштеріне тікелей немесе жанама әсер етеді. "Итеру операциясы кезінде кокс шихтасының сыналану қаупі" құбылысы мүлдем орын алмауы керек, себебі кокс батареясының және кокс газын өңдеу бөлімдерінің ырғақты жұмысын бұзады, кокс бойынша өнімділікті күрт төмендетеді, кокс пешінің қабырғасын бұзады. Оның туындау механизмі қақтамның жоғарғы бөлігінің дайын болмауымен (қабаттың шөкпей қалуы) немесе толық жүктелмеген кокстау камерасының жоғарғы бөлігінде графиттің үйілуіне байланысты болуы мүмкін. Кокстау камерасын қыздырудағы бұзушылықтар: аралық қабырғалардың биіктігі бойынша температураның жетіспеуі және әркелкі болуы, кокстау камерасының жылыту жүйесінен жағылатын ауаның немесе құрамында оттек көп шығарылатын газдардың саңылаулық тартылуы мүмкін камерадағы қысымның түсіп кетуі.

Шихтаның құрамы мен дайындалу сапасын, температуралық және газдинамикалық режимдерді, сондай-ақ кокстеу кезеңін уақтылы реттеу тығыз жүруді толық жоюға ықпал етеді. Коксты беруге дайындау зиянды шығарындыларды едәуір азайтуға және пештердің тығыздығын сақтауға мүмкіндік береді. Осылайша, кокстың берілуіне байланысты газ-тозаң шығарындыларын шихтаның коксталуын жетілдіру жөніндегі технологиялық іс-шаралар мен коксты беру процесін ұштастыра отырып қысқартуға болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бұл әдіс пеш есігінен газ жылыстауын азайтуға бағытталған тиісті техникалық қызмет көрсету бағдарламасы бар барлық қондырғыларда қолданылады.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы нысандарда қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.1.10. Кокстау процесінде пештегі өзгергіш қысымды реттеу

Сипаттау

Қарапайым кокс пештері үшін анағұрлым күрделі экологиялық проблемалардың бірі кокс пештерінің есіктері, көтергіш құбырлардың қақпақтары және жүктеуші тесіктің қақпақтары сияқты кокс пешінің жабық бөліктерінде пайда болатын ұйымдастырылмаған газ тәрізді шығарындылардың алдын алу болып табылады.

Техникалық сипаттамасы

Шығарындылардың негізгі себебі кокстау процесінің барысында тазартылмаған газ түзілуінің нәтижесінде пеш камерасында пайда болатын қысым болып табылады. Осы қысымның әсерінен тазартылмаған газ кокс пешінің әртүрлі саңылаулары арқылы шығып кетеді.

Кокстау кезінде пеш камерасында әдетте оң қысым болады. Теріс қысым пеш камерасына ауаның өтіп кетуіне және кокстың жартылай жағылып кетуіне мүмкіндік туғызар еді, мұның өзі пештің бұзылуына әкелер екі. Әдетте, коллекторлық магистральдағы артық қысым пештің метрмен есептелген биіктігінен екі есе артық деңгейде ұсталады.

Қысымды реттеудің және шығарындыларды азайтудың қарапайым тәсілі жоғары немесе төмен қысымды белгіленген реттеу болып табылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кокс газындағы тозаң мен кокс бөлшектерінің мөлшері күрт төмендейді. Коллекторлық магистраль сорылатындықтан, жоғары қысымды сұйықтықты аспирациялаудың қажеті жоқ.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қарапайым әдістің пайдалану деректері жалпыға белгілі. Өзгергіш қысым әдісінің пайдалану сипаттамасымен жұмыс істеу тәжірибесі 1999 жылдан бері қолданылып келеді.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Өзгергіш қысымды реттеу технологиясы жаңа кокс зауыттарына қолданылады және қолданыстағы зауыттарға арналған нұсқалардың бірі болуы мүмкін. Қолданыстағы қондырғыларға осы әдісті қолдану мүмкіндігі мұқият айқындалуы тиіс және әр зауытта жеке жағдайға байланысты болады.

Өзгергіш қысымды реттеу жүйесіне Германияда ескі кокс зауытында сынақ жүргізілді, сондай-ақ 2023 жылы Дуйсбург жаңа кокс-химия зауытында (Германия) орнатылды (70 пеш бойынша әрқайсысының биіктігі 8,4 м екі батарея). Кейіннен бұл жүйе Бразилия, Қытай және Оңтүстік Кореяда кокс пештерінің өндірісі бойынша зауыттарда қолданылды.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.1.11. Жылуды рекуперациялап кокстау

Сипаттау

Шығарылатын жылу қолданылады, ал шығарылатын газ сульфидсіздендіріледі, мұның өзі жаңа конструкцияларға тән.

Техникалық сипаттамасы

Жылуды рекуперациялап кокстау процесінде кокстау барысында бөлінетін барлық қарамай мен газ іс жүзінде пеште және коксты батареяның пеш табанында жағылады. Жылуды рекуперациялап кокстау процесі дәстүрлі көлденең камералық жүйеден ерекшеленетін пеш конструкциясын талап етеді. Кокс газын және сарқынды суларды тазартуға арналған құрылғы талап етілмейді.

Қытайда әлі күнге дейін пайдаланылатын "омарта пеш" шығарылатын газдарды пайдаланбайтын және/немесе тазаламайтын дәстүрлі жылу рекуперациялау құрылғысы болып табылады. Жылуды рекуперациялайтын қондырғыға "Джевелл-Томпсон пеші" негіз болады, онда бір пеште бірнеше пеш бірге бір батареяны құрастыра отырып топтастырылған.

2005 жылы толық орнатылған кокс өндірісі бойынша дүниежүзілік қуаттылықтардың (жылына 556 млн тоннаға жуық кокс өндіретін) шамамен 6 % ғана жылуды рекуперациялау құрылғысы ретінде пайдаланылады. Осындай зауыттар АҚШ, Оңтүстік Америка, Азия және Австралияда орналасқан. АҚШ-тың Огайо штатындағы Хаверхиллде орналасқан жылуды рекуперациялау құрылғысы 2005 жылы пайдалануға берілді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кокс пеші теріс қысым кезінде жұмыс істейтіндіктен, кокстау процесі барысында газдың есіктен жылыстауынан болатын ұшпа шығарындылар аз. Осылайша, кокстау кезінде іс жүзінде канцерогенді заттардың шығарындыларының (мысалы, бенз(а)пирен) алдын алуға болады.

Қатты бөлшектердің, сол сияқты бенз(а)пиреннің шығарындылары көмірді жүктеу кезінде бөлінуі мүмкін.

Шығарындыларды жетілдірілген бақылауға пеш арқылы модификацияланған сору есебінен немесе тозаңсыздандыру жүйесін қоса алғанда, итергіш жағынан қосымша сору құрылғылары есебінен қол жеткізуге болады. Әдетте, көлденең камерада кокстауға қарағанда, кокс платформадан төмен қарай шынықтыру машинасына түсірілетін коксты сығымдау кезінде, аласа болғандықтан қатты бөлшектердің шығарындылары азырақ болады. Қатты бөлшектердің қалған шығарындыларын тұту үшін тиісті сорылатын құрылғысы бар ауа сорғыш және тозаңсыздандыру жүйесі кокс жағынан орнатылған.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жылуды рекуперациялау технологиясын экологиялық қауіпсіз пайдаланудың шарты шығарылатын газдардың жылуын және шығарылатын газдарды тазарту үшін шығарындыларды азайту (күкіртсіздендіру) жүйесін пайдалану болып табылады.

Азот оксидінің (NO_X) шығарындылары батареяны қалыпты қыздыру кезінде пайдаланылатын кезең-кезеңмен жағу кезінде типтік шығарындылардан асып кетуі мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

Жылуды рекуперациялап кокстаудың кемшілігі - кокс өндірісінің әдеттегі жүйелерімен салыстырғанда пештердің планшеттік конструкциясына байланысты олар үлкен алаңды қажет етеді. Кокстау барысында көмірдің жартылай жануы домна коксының азырақ бөлінуіне әкеледі.

Жылуды рекуперациялау тәсілінде кәдімгі қондырғымен алынатын кокспен сапасы бойынша баламалы коксты алу үшін сапасы төмен көмір пайдаланылуы мүмкін, мұның өзі нашар коксталатын көмірді және үлкейетін көмірді қоса алғанда, арзандау көмір дегенді де білдіреді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдіс пайдалану жағдайларына байланысты қондырғының мүлдем жаңа тұжырымдамасы ретінде ғана қолданылады.

Жылуды қалпына келтіру қондырғысының қолданылуы кеңістікті қажететуімен, кокс-химия зауытынан қолданыстағы болат құю зауытына қайта қолдану үшін жылуды берудің экономикалық орындылығымен шектелуі мүмкін. Бұл техника АҚШ пен Қытайдағы зауыттарда қолданылады.

Экономика

Пайдалану шығындары, әдетте, COG бөліп ала отырып кокстаумен салыстырғанда төменірек.

Ендірудің қозғаушы күші

Жылуды рекуперациялап кокстауды пайдаланудың негізгі артықшылықтары еңбек шығынының аз болуы және арзандау көмірді білдіретін сапасы төмендеу көмірді пайдалану мүмкіндігі.

5.2.2. Күйдіру кезінде атмосфералық ауаға бөлінетін ластағыш заттардың шығарындыларын азайту бойынша техникалық шешімдер

Газ тәрізді отынды қыздыру камераларында жаққанда қабырғасының оттөзімді кірпіші арқылы жылу өткізуі есебінен кокс пешінің камерасына берілетін жылу бөлінеді. Пеш камерасындағы температура неғұрлым жоғары болса, дайындау уақыты соғұрлым аз. Азот оксиді (NO_X), күкірт диоксиді (SO₂) және тозаң кокс пешінде күйдіру кезінде аса маңызды ластағыш болып табылады. Кокс пешінде күйдіру кезінде шығарындыларды азайту қаланған кірпішке тиісті күтім жасалуына байланысты, сондай-ақ әрбір ластағыш затқа арналған шығарындыларды азайтудың бірінші және екінші реттік шараларына байланысты.

5.2.2.1. Кокс пешінің камералары мен қыздыру камералары арасындағы жылыстауларды барынша азайту

Сипаттау

Болуы мүмкін жылыстауларды - күйдіру кезінде бөлінетін ластағыш заттардың шығарындыларының көздерін анықтау және жою бойынша өндірістік-профилактикалық жұмыстар және жөндеу жұмыстары (қажет болғанда).

Техникалық сипаттамасы

Кокс пешіне жүйелі және тұрақты қызмет жасай отырып (5.2.1.3-бөлімді қараңыз), қаланған кірпіш арқылы болуы мүмкін жылыстауларды айтарлықтай мөлшерде азайтуға болады.

Қаланған кірпіштердің арасындағы саңылаулар арқылы жылыстау тазартылмаған кокс газының кокс пешінің камерасынан шығатын түтін газдарына қосылып кетуіне мүмкіндік береді. Мұның өзі SO₂, тозаң және көмірсутектің қосымша шығарындыларына әкеледі. Күйдіру кезінде кос пешінің құбырынан шыққан қара түтін шығарындылары арқылы саңылаулардың бар екенін оңай анықтауға болады. Алайда, кокс пешінің қай камерасынан газ жылыстап жатқанын анықтау қиын. Коксты түсірген соң екі қыздырғыш аралық қабырғаны көзбен шолып тексеру және пешті жүктеген соң ошақ каналын көзбен шолып тексеру, саңылауларды табу үшін пайдаланылатын ең көп таралған әдісті білдіреді. Саңылаулардың орналасқан жерлері каналдардағы жалынмен анықталады.

Проблема анықталған соң, отқа төзімді кірпіштің сыртқы бетіндегі саңылаулар, жарықтар және басқа да зақымдаулар окистермиялық пісіру, кремниймен пісіру және отқа төзімді цементті ылғалды немесе құрғақ бүрку арқылы тиімді жойылады. Кейбір жағдайларда қаланған кірпішті жаңарту қажет болуы мүмкін.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Әдетте түтін құбырындағы қатты бөлшектердің шығарындылары 10 мг/Нм³аз болады. Саңылауларды дұрыс бүркіп бітеген кезде және бақылау жасаған кезде шығарындыларды нөлге жеткізуге болады. кокс пешінің отқа төзімді ққабырғаларының сапасы мен жағдайы да осы қатынаста өте маңызды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қабырғадағы саңылауларға байланысты қатты бөлшектердің шығарындылары уақыт өте келе пайдалану барысында артады да, 10 мг/Нм^3 -тен асады. Түтін құбырынан шығатын газ құрамындағы күйенің мөлшерін бақылау арқылы кокс пешінің персоналы түтін құбырынан шығатын күйе шығарындыларының кез келген заңдылығын анықтай алады және шығарындылардың нақты жүктелетін пешпен арақатынасын белгілей алады. Олар камера мен қыздыру қабырғасы арасындағы жылыстауды азайту үшін коксты дайындау процесін басқара алады.

"АМТ" АҚ-да кокс өндірісі алаңдарында кокс батареяларын қыздыру жүйелерінен бөлінетін шығарындыларды азайту үшін кірпіштің жағдайына жүйелі бақылау және ағымдағы жөндеулерді уақытында орындау, пештің қыздыру жүйесінде өнімдерді рециркуляциылау, ауаны вертикалдарға сатылап жіберу жүргізіледі. Газ бөлінуін барынша азайту үшін кокс пештерінің есіктерін, люктерін және тіреушелерін герметикалау қарастырылған.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдісті тек қолданыстағы қондырғыларға қолдануға болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

5.2.2.2. Бастапқы шаралармен азот оксиді (NO_X) шығарындыларын азайту

Сипаттау

Жағу процесінен бөлінетін азот оксидінің (NO_x) шығарындыларын шығарылатын газдармен бірге қоршаған ортаға түспей тұрып азайту үшін пайдаланылатын процестер.

Техникалық сипаттамасы

Түзілетін NO_X түгелдей дерлік жалын құрамындағы азот пен оттек (N₂және O₂) арасындағы реакцияның нәтижесінде түзілетін термиялық азот оксидінен (NO_x) тұрады. Азот оксидінің (NO_x) термиялық түзілуі жалынның шыңдық температурасына және O₂концентрациясына тығыз байланысты. Жанама түрде азот оксидінің (NO_x) шығарындылары отынға (байытылған домна газы немесе COG) және пайдаланылатын көмір түріне, шихтадағы көмірдің меншікті салмағына, кокстау уақытына және кокс пешіндегі камеранцың көлеміне байланысты.

Азот оксидінің (NO_x) шығарындыларының түзілуін азайтудың анағұрлым тиімді тәсілі қызыдру камерасындағы жалын температурасын азайту болып табылады. Осылайша, мақсат - "сұйық алауда" жағуды білдіреді. Келесі үш әдіс өзінің тиімділігін көрсетті:

шығарылатын газдарды рециркуляциялау: кокс пешінен шығатын шығарылатын газ отынмен және жағылатын ауамен араластырылады. O₂анағұрлым төмен концентрациясы және көміртек диоксиді (CO₂) анағұрлым жоғары концентрациясы жалынның температурасын төмендетеді, алайда, газдарды рециркуляциялау үшін оларды алдын ала қыздыру әсері температураны төмендету әсерін бейтараптандыруы мүмкін;

жағылатын ауаны кезең-кезеңмен жіберу: жағылатын ауаны бірнеше кезеңмен жіберген кезде жағу жағдайы бірқалыпты болады, ал азот оксидінің (NO_x) түзілуі азаяды;

кокстау температурасын түсіру: температура кокс пештерінің үнемділігіне және энергиялық тиімділігіне әсер етеді. Кокстаудың анағұрлым төмен температурасы қыздыру камерасының әлдеқайда төмен температурасын талап етеді, мұның өзі азот оксидінің (NO_x) аз түзілуіне әкеледі, бірақ сонымен бірге ұшпа заттардың мөлшері артады бұл металлургиялық кокстың сапасына стандарт талаптарын сақтамауға әкеледі.

Оған қоса, қыздыру камерасының температурасын (және сәйкесінше NO_х түзілуін) қыздыру камерасы жағынан пештің кокс жағына отқа төзімді кірпіш қабырғасының қалыңдығы бойынша температура градиентін төмендету арқылы қалыпты кокстау температурасын ұстап тұру арқылы төмендетуге болады. Ол үшін анағұрлым жіңішке кірпіш пен жылу өткізгіштігі жоғары отқа төзімді материал пайдаланылады. Бұрында қыздыру камерасының 1320 °C температурасы кокстау камерасының 1180 °C температурасына әкелетін. Қазіргі уақытта анағұрлым жіңішке кірпіштердің есебінен камераның дәл сондай температурасы кезінде кокс пеші камерасының 1200 °C температурасына қол жеткізіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сатылы қыздыру шығарылатын газдардың ішкі рециркуляциясымен үйлестіріле отырып ұзын және "суық" алаудың пайда болуын қамтамасыз етеді, мұның өзі шығарылатын газдардың құрамындағы NO_х концентрациясын барынша азайту үшін қажетті шарт болып табылады.

Азот тотығын жою бойынша біріктірілген шараларды технологиялық процеске енгізген зауыттар шамамен 340 г NO_X/т кокс бөледі (концентрациясы: 5 % O₂кезінде 322 - 414 мг/Нм³).

Бірнеше неміс зауыты көрсеткен шығарындылар келесі диапазонда: аралас газбен жағылады: азот оксидінің (NO_X) концентрациясы 322 – 358 мг/Нм³құрайды, кокс газымен жағылады: азот оксидінің (NO_X) концентрациясы 332 - 414 мг/Нм³құрайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Стандартты жағдайда және типтік жүктеме кезінде сипатталған шараларды қолданып шығарындылардың қажетті деңгейіне қол жеткізуге көп уақыт керек. Түтін газдарын тазалу жүйесінің шыңдық жүктемесі, іске қосу және тоқтату, сондай-ақ бұзылу кезеңдерінде жоғары болуы мүмкін қысқа мерзімді шыңдық мәндерді ескеру қажет.

Анағұрлым қолайлы шараны таңдау:

қолданылатын жағу технологиясын;

қондырғының пайдалану режимін;

жаңа немесе қайта жаңартылған қондырғыны;

түтін газдарының сипаттамасын (азот оксидінің (NO_X) концентрациясы, температурасы, ылғалдылығы, тозаң, басқа ластағышлар және т.б.);

түтін газдарының шығынын;

қол жеткізу талап етілетін шығарындылар деңгейін;

жанама әсерлері және басқа экологиялық компоненттерге әсерін;

пайдалану қауіпсіздігін және сенімділігін;

шығындарды жатқызуға болатын факторларға байланысты.

Азот оксидінің (NO_X) түзілуін басудың анағұрлым тиімді тәсілі қыздыру камерасындағы жалынның температурасын төмендету болып табылады. Сол себепті кокс пешінен шыққан азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын технологиялық шаралар арқылы барынша азайтқан дұрыс, дегенмен өндіріс циклының аяғында тазарту технологияларын да пайдалануға болады.

Кросс-медиа әсерлері

Кокс пешінде күйдіру кезінде азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын азайту нәтижесінде басқа орталармен өзара әрекеттесу нәтижелері анықталған жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа қондырғыларда технологиялық процеске біріктірілген азот тотығын жою бойынша шаралар қолданылады. Қолданыстағы қондырғыдағы температураны төмендету кокстау уақытын арттыруға және өнімділікті кесімді деңгейден төмендетуге әкеледі.

Анағұрлым жіңішке кірпіштер мен жылу өткізгіштігі жоғары отқа төзімді материалдарды тек жаңа зауыттарда пайдалануға болады.

Жаңадан салынған және қайта жаңғыртылған зауыттар құрамындағы азот оксиді (NO_X) төмен жағу жүйелерімен жабдықталған. Мысалы: Германияның Дуйсбург-Хакинген қаласындағы Hüttenwerke Krupp Mannesmann кокс пеші, Германияның Швельгерн-Дуйсбург қаласындағы KBS кокс пештерінің өндірісі бойынша зауыт және басқалары.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнама талаптары.

5.2.2.3. Екінші реттік шаралармен азот оксидінің (NO_X) шығарындыларын азайту

Сипаттау

Түзілген NO_x шығарындыларының қоршаған ортаға шығарылуын шектейтін екінші реттік шаралар (технологиялық процестің соңындағы қосымша тазалау немесе тазалау технологиялары ("құбыр соңындағы" әдістер)).

Техникалық сипаттамасы

СКТ процесінде түтін газдарының құрамындағы азот оксиді (NO_X) сутек (N₂) және суға (H₂O) дейін аммиакпен (NH₃) каталитикалық тотықсызданады. Катализатор ретінде көбінесе титан (TiO₂) тасығышындағы ванадий және вольфрам оксидтері ((V₂O₅немесе WO₃) пайдаланылады. Болуы мүмкін басқа катализаторларға темір оксиді мен платина жатады. Оңтайлы жұмыс температурасы 300 °C бастап 400 °C дейінгі диапазонда болады. Мұндай жоғары температуралар кокс пештерінің регенераторларындағы энергия рекуперациясын азайтады (180 –250 °C оңтайлы) немесе шығарылатын газдарды қосымша қыздыру қажет.

Катализаторды дезактивациялауға, жарылысқа қауіпті аммоний нитратының (NH₄NO₃) жиналуына, аммиактың (NH₃) тез өтіп кетуіне және коррозиялық күкірт оксидінің (SO₃) түзілуіне ерекше назар аудару керек. 5.1.2.9.2-бөлімді қараңыз.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қол жеткізуге болатын азот оксидін (NO_X) азайту тиімділігі 90 % құрайды. Кокс қондырғыларында тұрақты пайдалану тәжірибесі аса көп емес.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

1976 жылы Kawasaki Steel зауытында (Тибе, Жапония) кокс пешінде жағу процесінен бөлінетін шығарылатын газдарды тазалауға арналған СКТ қондырғысы пайдалануға енгізілді. Жұмыс температурасы 240 °C, ал тотықсыздандыру ортасы аммиак (NH₃) болды. Азот оксидін (NO_X) азайту тиімділігі 90 % құрады. Аммоний сульфатының түзілуі және тозаңның жиналуы шығарылатын газдарды >260 °C дейін қыздыру арқылы катализаторды күніне бір рет қалпына келтіруге тура келетінін білдіреді. 1992 жылы SCR 2 - 4 батареяларды тоқтатуға байланысты пайдаланудан шығарылды.

Кросс-медиа әсерлері

Энергия мен аммиакты тұтыну ұлғаяды. Катализатордың бір бөлігін тиімсіз болған кезде тұндыруға тура келеді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Тек жаңа қондырғыларға қолданылады. Қоршаған орта сапасының стандарттарын сақтамауға болатын жаңа қондырғыларды шектеулі санын есепке алмағанда, нитритсіздендірудің бағасы жоғары болғандықтан түтін газдарын (мысалы, СКТ) нитритсіздендіру қазіргі уақытта қолданылмайды.

Экономика

СКТ ұйымдастырған кезде каталитикалық реакторларды қондырғылардың қасына салу қиындықтарына байланысты реконструкцияға жұмсалатын шығындар көп болуы мүмкін. Оның үстіне, СКТ үшін келесі шығындар ең ауқымды шығын болып табылады: күрделі шығындар, аммиак шығындары, электр энергиясы шығындары, катализаторды ауыстыру шығындары және жұмыс күші. Осылай, мысалы, жалпы СКТ арналған шығындар 1996 жылы: 50 евро/(Нм³/с) ± 30 % көлеміндегі инвестициялық шығындарды құрады. Осылайша, батареяларының түтін газдарының шығыны 300 000 Нм³/с және жылына 1 млн тонна кокс өндіретін кокс пештері қондырғысы үшін шығын көлемі: инвестициялар - 15 млн евро ± 5 млн, бір тонна коксқа пайдалану шығындары - 0,17 – 0,51 құрады.

Әдетте, СКЕТ шығындары СТК-ге қарағанда азырақ, себебі бұл процесс катализаторға және каталитикалық реактордың қаптамасына жұмсалатын шығындарды талап етпейді. Жалпы алғанда, СКТ және СКЕТ шығындары, мысалы, шығарылатын газдың сипатына, температурасына және талап етілетін тазалау деңгейіне байланысты деп айтуға болады. СКТ кезінде катализаторды ауыстыруға жұмсалатын қосымша шығындарды СКЕТ-мен салыстырғанда аммиакты аз қолдану есебінен өтеуге болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

5.2.2.4. Кокс газын күкіртсіздендіру кезіндегі күкірт диоксидінің (SO₂)шығарындыларын азайту

Сипаттау

Процестер күкірт диоксидінің (SO₂)түзілуін болдырмауға немесе түзілген күкірт оксидтерін жоюға бағытталған (екінші реттік шаралар). Түтін газдарының құрамындағы күкіртті жою кезінде оларды ылғалды, құрғақ және жартылай құрғақ тазалау қолданылады.

Техникалық сипаттамасы

Күкірт диоксидінің (SO₂) шығарындыларының деңгейі отынның құрамындағы күкіртпен тығыз байланысты. Осылайша, отынның құрамындағы күкіртті азайта отырып, күкірт диоксидінің (SO₂) шығарындыларын барынша азайтуға болады. Әдетте (байытылған) домна газы немесе кокс газы кокс пешінде жағу үшін пайдаланылады. Кокс газының құрамындағы күкірт кокс газын күкіртсіздендіру бойынша құрылғының өнімділігіне байланысты болады.

Өңделген кокс газының құрамындағы H₂S пайдаланылатын күкіртсіздендіру түріне және тиісті тиімділігіне байланысты шамамен 0,001 г/Нм³бастап 1 г/Нм³дейін түрленіп отыруы мүмкін. Егер күкіртсіздендіру қолданылмаса, құрамындағы H₂S 8 - 12 г H₂S/Нм³жетуі мүмкін. Кокс газының құрамында күкіртті көміртек (CS₂), COS, меркаптандар және т.б. (барлығы 0,5 г/Нм³жуық) сияқты күкірттің әртүрлі органикалық қосылыстары да болады. Байытылған домна газының құрамында күкірт аз болады.

Пеш камераларынан шығатын тазартылмаған кокс газы кокс батареясының аралық қабырғаларындағы саңылаулар арқылы бірте-бірте өтіп кететін және отын газымен бірге жанып кететін жағдайда, тозаң мен күкірт диоксидінің (SO₂)шығарындыларының айтарлықтай ұлғайғаны байқалады. Бір мезгілде тозаң кокс газы, сонымен қатар құрамында тозаң бөлшектері бар төменгі қыздыру газы толық жағылмағандықтан жиналуы. Мұндай жағдайда коксты батареяның түтін құбырынан шыққан қатты бөлшектердің шығарындыларын (қара түтінді) көзбен шолып анықтауға болады. Төменгі қыздыру газының құрамында тозаң болған кезде де, қатты бөлшектердің шығарындылары бөлінеді.

Тазартылмаған кокс газы құрамында H₂S болғандықтан өнеркәсіпте қолдануға жарамсыз болады.

Кокс газын күкіртсіздендіру оны өнеркәсіптік мақсатта өткізуге мүмкіндік береді, осылайша кәсіпорынның қаржылай көрсеткіштерін (кірісін) арттырады. Кокс газын күкіртсіздендіру барған сайын кең таралуда. Күкіртсіздендірілген кокс газы кокс газы жағылатын орында күкірт диоксидінің (SO₂)шығарындыларын азайтады. Көптеген жағдайларда күкірт екі сатымен: төмен қысымды сатымен және жоғары қысымды сатымен жойылады.

Кокс газын күкіртсіздендіру процесінің екі негізгі түрі бар: ылғалды тотықтыру процестері және жеңіл фракцияларды кейіннен айыратын абсорбциялық процестер.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ылғалды тотықтыру процестерінің абсорбциялық процестерге қарағанда күкіртсіздендіру тиімділігі жоғарырақ.

Ылғалды тотықтыру процестерінің тиімділігі, кокс газының құрамындағы қалдық H₂S концентрациясын небары мг/Нм^3 -ке жеткізе отырып >99,9 % болуы мүмкін. CYCLASULF^®сияқты абсорбцияның/айырудың анағұрлым прогрессивті процестері, кокс газының құрамындағы қалдық H₂S концентрациясы әдетте 500 мг/Нм³аз болған кезде, ал құрамындағы аммиак (NH₃) 20 мг/Нм³аспайтын кезде >95 % күкіртсіздендіру тиімділігін қамтамасыз етеді (Thyssenkrupp Uhde кокс-химия зауыты, (Швельген, Германия)).

Оңтайландырылған OxyClaus процесінде 99,9 %-ға жуық аммиак (NH₃) крекингі тиімділігіне және күкіртсутек (H₂S) алуға қол жеткізуге болады. Бұл әдіс дәстүрлі Клаус әдістерімен салыстырғанда күкіртсутек (H₂S) алуды айтарлықтай ұлғайтады, бірақ анағұрлым жоғары температурада жұмыс істейді, алайда дәстүрлі әдістермен салыстырғанда күкіртсіздендіру тиімділігін 50 % дейін арттырады.

Қолжетімді әдістердің бір де біреуі күкірттің тиімділігі жоғары органикалық қосылыстарын жоймайды. Төмен қысымды газды тазалау сатысында құрамындағы күкірттің органикалық қосылыстары небары 0,5 г/Нм³бастап 0,2–0,3 г/Нм³дейін азаяды.

Кокс газын абсорбциялық күкіртсіздендіруді қолданатын екі неміс зауыты көрсеткен кокс пештерінің күйдіру кезіндегі шығарындылары мынадай шектерді көрсетті: аралас газбен күйдіру + кокс газын күкіртсіздендіру: күкірт диоксидінің (SO₂) концентрациясы 111 - 157 мг/Нм³, кокс газымен жағу + кокс газын күкіртсіздендіру: күкірт диоксидінің (SO₂)₂концентрациясы 118 – 128 мг/Нм³.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Абсорбциялық процестер күкіртсутек (H₂S) пен аммиакты (NH₃) жоюды және қайта өңдеуді қамтиды. Жойылған күкіртсутек пен аммиак тотықтырғышты/NH₃жою үшін бағандарда бу түрінде айырып алынады. Жібіткіш бу де-қышқылдандырғыш/NH₃жібіткіші үшін тікелей бағанға жіберіледі.

Құрамында H₂S/NH₃көп буларды не аммиак ыдырайтын, ал H₂S эементтік күкіртке (S) қайта өңделетін Клаус қондырғысына жіберуге болады, не натрий сульфаты ((NH₄)₂SO₄) үйлестіре отырып күкірт қышқылын (H₂SO₄) өндіретін зауытқа жіберуге болады.

Көптеген жылдар бойы күкіртті айыру процесінің тиімділігін арттыруға бағытталған Клаус процесі үздіксіз дамып отырды. OxyClaus процесі осындай әзірлемелердің бірі болып табылады. Бұл әдіс те Клаус процесіне ұқсас, бірақ ауаның орнына оттек пайдаланылады. Ең алдымен термиялық крекинг жолымен (1450°C кезінде) кокс пешінен амиак (NH₃) булары жойылады. Осыдан соң таза оттекпен (OxyClaus) өңдеу арқылы күкіртсутек (H₂S) жойылады, нәтижесінде сұйық күкірт пайда болады.

Күкіртсіздендіру бойынша қуаттылықтың кең диапазонында қолданылатын Stretford процесі ең көп қолданылатын ылғалды тотықтыру процесі болып табылады. Кокс газын күкіртсіздендіру бойынша мәлімделген жобалық қуаттылық 400 Нм³/с бастап110000 Нм³/с дейін өзгереді.

OxyClaus процесі ArcellorMitall кокс пештерінің өндірісі бойынша зауытында (Фос-Сюр-Мер, Франция) 2002 жылдан бастап пайдалануға берілді. Осы уақыт ішінде SO₂шығарындылары шамамен 1900 г/т кокстан бастап 500 г/т коксқа дейін азайтылды.

2022 жылы ArcellorMitall (Гент, Бельгия) зауытында күкіртті кетіруге және регенерациялауға арналған заманауи қондырғыны орнату арқылы қолданыстағы кокс газын тазарту қондырғысын жақсарту үшін күкіртсіздендіруге арналған жабдықты орнату бойынша жұмыс басталды. Осы жоба үшін күкіртсіздендіруге арналған CYCLASULF® процесі, сондай-ақ күкіртті жоғары тиімділікпен айыру үшін MONOCLAUS® процесі пайдаланылады. Жобаны іске асыру үшін белгіленген талаптарды орындау қажет болды. Мұндай жағдайда қолданыстағы газ дайындайтын қондырғыға қолданыстағы бөлік үшін жаңа резервтік жүйе қажет болды. Thyssenkrupp Uhde-ге CYCLASULF® процесінің қолданыстағы және жаңа тенологиялық желілерін байланыстыратын интеллектуалды шешім ұсынылды. Ұсынылған шешім кокс газынан күкіртсутек (H₂S) пен аммиакты (NH₃) тиімді жояды. Қышқыл газ ағыны концентрацияланады және әрі қарай не күкіртке, не күкірт қышқылына қайта өңдеу үшін дайындалады.

Заманауи масса ауыстырғыш элементтер шағын алаңға сиятын қажетті жабдықтың көлемін айтарлықтай кішірейтеді.

Күкіртті айырып алу және аммиакты ыдырату үшін дәл осы жағдай заманауи MONOCLAUS® процесіне де қатысты. Ол кәдімгі Клаус қондырғысына қарағанда жабдықтар мен құбырлардың ең аз санын пайдалана отырып сұйық таза күкіртті өндіруге, мұның өзі өте ықшамды шағын алаңға орнатуға мүмкіндік береді. MONOCLAUS ® қағидаты мынадай деп айтуға болады: неғұрлым қарапайым болса, соғұрлым жақсы, бірақ өнімнің сапасы мен процестің қауіпсіздігі бірдей. Бұл жобаны іске асыру техникалық қызмет көрсетуге немесе тексеруге тоқтатқан кезде, күкіртсіздендіру өнімділігі төмендеу бұрынғы регенерация зауытын іс жүзінде ауыстыра отырып, шығарындылары төмен күкіртсіздендіру зауытын пайдалануға мүмкіндік береді.

2016 жылдан бастап Shougang Changzhi Iron & Steel Company Limited (Қытай) зауытында кокс газының құрамында болатын аммоний тұздары ретінде тиянақтай отырып, күкіртсутек пен цианидті сіңіру және жою үшін пайдаланылатын ылғалды күкіртсіздендіруге арналған жабдық қолданылады. Өңделетін газдың мөлшері: 71 610 Нм³/с, абсорбциялық бағанның шығуында H₂S концентрациясы < 0,02 г/Нм³. Кокс газының құрамында болатын NH_3 -ті абсорбент ретінде пайдаланған кезде, сыртқы сілтілі химиялық заттарды қосудың қажеті жоқ. Күкіртсіздендірілген соң өңделген сұйықтық жаққаннан кейінгі концентрацияланған күкірт қышқылы түрінде кәдеге жаратылады, жүйеден пайдаланылған сұйықтық шықпайды. Сондай-ақ жабдықты концентрацияланған H₂SO₄орнына күкіртті (S) немесе тұзды тотықсыздандыру процестерімен біріктіруге болады. NIPPON STEEL CORPORATION компаниясы (Қытай) әзірлеген күкіртсіздендіру және азот тотығын жою әдісі күкірт тотығын (SOx), азот тотығын (NOx), тозаң және диоксиндерді белсендірілген кокспен бірге бір уақытта өздігінен жоя алады. Процесті сипаттау: адсорберге орналастырылған белсендірілген кокс тік бағытта төмен қарай баяу жылжиды, төмен қарай жылжу барысында көлденең бағытта жүріп бара жатқан түтін газы қосылады және қоршаған ортаға қауіп туғызатын SOx және басқа заттарды сіңіреді. Одан әрі заттарды адсорбтаған белсендірілген кокс регенераторда инертті атмосферада SOx бөлу (десорбциялау) үшін қыздырылады. Соңында концентрацияланған күкірт қышқылы, гипс жне басқа да пайдалы жанама өнімдер түрінде SOx алынады. Осыдан кейін заттарды десорбцилаған белсендірілген коксты белсендірілген кокс ұнтағын бөліп алу үшін елейді және қайта пайдалану үшін адсорберге кері жібереді. Құрғақ күкіртсіздендіру әдісі күкірт тотығын (SOx), азот тотығын (NOx), тозаң және диоксиндерді бір уақытта өздігінен жоя алады және ылғалды процесті пайдаланатын жүйеге қарағанда көп орын алмайды. Ол сондай-ақ күкірт қышқылы тұманын (SO₃) және қоршаған ортаға қауіп төндіретін басқа заттарды жоя алады. КОБЕ СТАЛЬ зауытында (Какогава, Жапония) тазалау өнімділігі: 1 500 000 Нм³/с; Тайюань Айрон энд Стил Ко. зауытында (Қытай) өнімділігі - 2 020 000 Нм³/с, Уган Чжунцзя Сталь зауытында (Қытай) пайдаланылады, өнімділігі - 750 000 Нм³/с.

Құрғақ күкіртсіздендіру кезінде су аз шығындалады, мұның өзі оны техникалық сумен қамтамасыз ету қиындық туғызатын аудандарда қолайлы етеді. Концентрацияланған күкірт қышқылы (H₂SO₄), гипс және басқа пайдалы жанама өнімдер түтін газдарының құрамында болатын SO_x-тен шығарып алынады.

Кросс-медиа әсерлері

Кокс газын күкіртсіздендіруге арналған кез келген ылғалды тотықтандыратын процесс кокс газының құрамындағы цианды сутектің көп бөлігін жояды және натрий тиоцианидін түзеді. Процестегі жанама реакциялар кезінде түзілген натрий тиоцианаті және аздаған мөлшердегі натрий сульфаты және тиосульфат регенерацияланбайды және айналымдағы ерітіндіде жиналады. Осы мақсаттарда химикаттардың тұзандырылуын болдырмау үшін сұйықтық ағынын үрлеу қажет. Stretford процесі жағдайында осы өту ағынының құрамында ванадий қосылыстары, хинон және гидрохинон қосылыстары (антрахинондисульфонды қышқылдан), тиоцианид және тиосульфат болады. Осы компоненттердің төгіндісі экологиялық және экономикалық тұрғыдан (судың ластануы және қымбат химиялық заттардың жоғалуы) қажет емес. Әдетте бұл материал көмірмен араластыру арқылы қайта өңделеді.

Химикаттардың шығынын азайту үшін HCN алдын ала жуғышта күкіртсіздендіру алдында натрий полисульфидінің немесе аммоний полисульфидінің ерітіндісін қолданып жоюға болады. HCN алдын ала тазалау жиналатын сарқынды сулардың жалпы көлемін азайтпайды.

OxyClaus процесіне энергия крекинг үшін қажет, бірақ катализатор аммиагын жоюға қажет емес. Процесс азот оксидінің (NO_х) шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

Сирек кездесетін жағдайларда, мысалы, кокс газының өндірісі сұраныстан асып түссе, артық кокс газы алауда жағылуы керек, мұның өзі өз кезегінде қосымша шығарындылар шығаруға әкеледі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Кокс газын ылғалды тотықтандыру арқылы, сол сияқты абсорбциялық типті күкіртсіздендіру жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолданылуы мүмкін. Тазартылатын кокс газының сипаттамаларына, экологиялық пайымға, газ тазарту қондырғысына интеграцияға және т.б. байланысты таңдап алынады.

Ылғалды тотықтандыру қоданылатын зауыттар: ArcellorMitall (Гамильтон, Канада), Метаром (Румыния). Абсорбциялық процестер KBS кокс пешінде (Дуйсбург-Швельгерн, Германия), Kawasaki Steel (Мидзусима, Япония) зауытында қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Газды күкіртсіздендіру технологияларын енгізуге шамамен жүзге жуық пеші бар кокс зауыты (ArcellorMitall) 30 млн евроға жуық қаражат (күрделі қаржы шығыны) жұмсайды. OxyClause қондырғысында аммиакты бумен жағу бойынша құрылғыны ауыстыру шығындары қуаттылығы жылына 1,5 млн тонна кокс пеші үшін 12 млн евроға жуық қаражатты құрады.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

5.2.3. Кокс өндірісінің өзге де процестері кезінде атмосфералық ауаға шығарылатын ластағыш заттардың шығарындыларын азайту жөніндегі техникалық шешімдер

5.2.3.1. Коксты беру кезіндегі шығарындыларды азайту

Сипаттау

Коксты беру кезіндегі шығарындыларды азайту үшін қолданылатын оқшаулау және залалсыздандыру (тозаңсыздандыру) сияқты шаралар.

Техникалық сипаттамасы

Коксты беру кезінде пеш камераларынан шығатын шығарындылармен күресу – аса күрделі мәселелердің бірі. Кокс сөндіргіш немесе кокс таситын вагондарға келіп түсетін шоқтанған кокстың үстінде қыздырылған ауаның қарқынды ағыны көтеріледі, ол осы қозғалысқа қоршаған атмосфералық ауаның едәуір массасын тартады. Осы атмосферадан сорылатын (ілестіруші ағынша) ағын кокс ыдыраған кезде түзілетін тозаң бөлшектерін қосып алып жоғарыға қарай тартады. Нәтижесінде көлемі айтарлықтай боялған тозаң бұлты пайда болады, оның құрамында тозаңнан басқа кокстан бөлінетін газ тәрізді қатты заттар болуы мүмкін; бұл газдардың көлемі салыстырмалы түрде үлкен емес және, әдетте, ондаған текше метрден аспайды.

Кокс беру кезінде тозаң бұлты өте жылдам түзіледі және осы ұйымдастырылмаған шығарындыны дүркінді шығарындыға жатқызады.

Коксты тозаңдатпай беру жүйесінің бірнеше нұсқасы бар: кокс таситын және кокс сөндіргіш вагондардың үстіндегі тозаңсорғыш зонттар; сөндіргіш вагонның рельсті жолының үстіндегі жабындар; коксты тозаңдатпай беру және сөндірудің құрама жүйелері. Зонттары, сорғыштары бар және берілетін газды тазартатын жүйелер көп таралған. Бұл ретте соратын және тозаң тұтатын жабдықтар жылжымалы жүйеде, сол сияқты стационарлық жүйеде жобаланады.

Ең көп таралған әдістерге төмендегілерді жатқызуға болады:

ағызу және тозаңсыздандыруды қоса алғанда, кокс батареясының кокс жағынан жаппа жасау. Тозаң кокс жағынан орнатылған жаппаның көмегімен ағызылады және қапшық сүзгінің көмегімен тозаңсыздандырылады;

вагон-контейнерді пайдалану. Кокс кокс пешінің камерасынан тікелей вагон-контейнерге жүктеледі. Кокс оттекпен жанаспайды және тек шамалы мөлшерде ғана тозаң пайда болады. Әдетте коксты құрғақ сөндірумен бірге қолданылады;

орнатылған сору жүйесі, стационарлық ауаарнасы және стационарлы газ тазарту жүйесі бар коксты тасымалдауға арналған машинаны пайдалану, қапшықпен сүзгілеу жүйесі құпталады. Кокс берудің біртұтас процесі барысында кокс сөндіргіш вагонды тозаң тұту жүйесін бұру аймағына орналастыру керек (коксты тасымалдауға арналған машинаға орнатылған сору жүйесі бар стационарлық немесе мобильдік кокс сөндіргіш вагонды пайдалану).

жеткілікті кокстау, біркелкі қыздыру және оны оңтайландыру уақытын ұстау.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шығарындылары азайтылмаған тозаң шығарындылары шамамен 500 г/т коксты құрайды. Жоғарыда көрсетілген төрт әдістің ішінде коксты тасымалдауға арналған машинаны пайдалану (кокс жағынан жаппа жасаумен салыстырғанда) операторлар үшін жақсы еңбек жағдайларымен бірге жинау тиімділігінің ең жақсы көрсеткіштерін қамтамасыз етеді. Қолданыстағы қондырғыларда >99 % тозаң тұту деңгейіне қол жеткізуге болады. Жүйе сондай-ақ стационарлық газарна арқылы айдауға негізделген.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ауа сору бойынша өнімділік көбінесе 200 мың Нм³/с құрайды, мұның өзі камераның көлеміне байланысты. Thyssen Krupp Stahl AG (Дуйсбург, Германия) зауытында экстракция көлемі шамамен 400 мың Нм³/с құрайды.

Қапшық сүзгілер көбінесе қатты бөлшек шығарындыларын мүмкіндігінше азайту үшін пайдаланылады. Мысалы, кокс беру кезінде қапшық сүзгісі үшін тозаң шығарындылары орта есеппен 95 -ші процентиль үшін (бақылау уақыты жарты сағатта алынған орташа мән болды) жылына 0,9 мг/Нм³және жылына 1,5 мг/Нм³құрады. Әлі күнге дейін қолданылатын ылғалды тазалау жүйелеріндегі тозаң концентрациясының мәні <20 мг/Нм³.

Сипатталатын шараларды қоса алғанда, жалпы 5 г/т кокстан аз (түтін құбырынан шыққан) тозаң шығарындылары коэффициентіне қол жеткізуге болады.

"Уральская Сталь" АҚ МК (Ресей) кокс батареяларынан атмосфераға кокс газының шығарылуын болдырмау үшін жаңа газ жинағыштар орнатылды. Ұзындығы 70 метрлік жаңа герметикалық конструкция газды 100 % жинайды, ал бұл шамамен жылына 8,8 млн м³құрайды және оны тұту цехына жібереді, цехта газ тазартылып ЖЭО-ның жылыту қажеттіліктеріне беріледі және жартылай бөлімшенің өзінде пайдаланылады.

Жобаның бірегейлігі - 250 құрамдас бөлікті монтаждау қолданыстағы өндіріс жағдайында жүзеге асырылады.

Өткен жылы кокс тозаңының шығарындыларын азайту және оны электр балқыту цехының қажеттіліктері үшін беру көлемін ұлғайту үшін кокс аккумуляторларының бірінде коксты тозаңсыз беру қондырғысында қапшық сүзгілер толық ауыстырылды. Іске асырылған іс-шаралар нәтижесінде кокс камераларының есіктерінен шығатын шығарындыларды 2021 жылғы көрсеткіштермен салыстырғанда 44 %-ға төмендетуге қол жеткізілді.

Кросс-медиа әсерлері

Тозаңтұтқыш құрылғының жұмысына сору жүйесіне арналған желдеткіштерді іске қосу үшін энергия қажет. Тұтылған қатты бөлшектер технологиялық процеске кері қайтарылуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Кокс пешінің кокс жағынан тозаңсыздандыру жаңа қондырғыларда, сол сияқты қолданыстағы қондырғыларда қолданылады. Көрсетілген әдістер келесі зауыттарда пайдаланылады: US Steel Clairton Works (Питтсбург, Пенсильвания, США); АрселорМиттал (Гент, Бельгия); АрселорМиттал (Дюнкерк, Франция) және басқалары.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығарындыларды азайту.

5.2.3.2. Коксты құрғақ сөндіру

Сипаттау

Коксты құрғақ сөндіру қондырғысы (бұдан әрі бөлімде – қондырғы) әдетте шахталық тоңазытқыш агрегаттан, кәдеге асыру қазанынан және газды рециркуляциялау жүйесінен тұрады.

Техникалық сипаттамасы

Қондырғы біртұтас қондырғы түріндегі екі немесе одан көп тоңазытқыш камерадан және олармен байланысты кәдеге асыру қазанынан және біртұтас қондырғы түріндегі тиеуші крандардан тұрады. Кокс осы камераларда айналма газбен салқындатылады. Айналма газ негізінен азоттан және басқа инертті газдардан тұратын қоспаны білдіреді. Бұл қоспа циклдің бастапқы кезеңінде оттегі жанып кеткен кезде түзіледі. Айналма газдың камерадан кейінгі температурасы 780 °C жуық болады, ал кәдеге асырушы қазаннан кейін шамамен – 150 °C болады. құрғақ сөндіру камерасына жүктелетін кокстың температурасы 1050 °C жуық болады, ал камерадан кейін – 180 °C жуық болады. Кокс камера арқылы шамамен бес сағат ішінде өтеді. Әдеттегі қондырғының кесімді өнімділігі 100 т/с/камерадан аз болады. Толық қуатпен жұмыс істейтін қондырғы 25 т/с жуық жоғары қысымды (93 бар) бу өндіреді. Кокс таспалы конвейермен қондырғыдан домна пеші үшін кокс сұрыптайтын станцияға тасымалданады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Заманауи қондырғылар тозаңды тиеу және түсіру жүйелерімен, сонымен қатар бастапқы және екінші реттік тозаң тұтқыштары бар кәдеге асыру қазандарымен жабдықталған. Қапшық сүзгілермен соңғы жинаған кезде тозаң шығарындыларының көрсеткіштері 20 мг/Нм³аз коксқа сәйкесетін 3 г/т аз коксқа жетеді. Күкірт диоксидінің (SO₂) шығарындылары 200 мг/Нм³деңгейінде болады. Жерүсті суларына іс жүзінде төгінділер төгілмейді. Жиналған кокс тозаңы отын түрінде агломерациялық қондырғыға келіп түседі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қондырғының көмегімен шамамен 0,5 тонна бу/т кокс шығарып алынуы және электр энергиясын өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін.

Құрғақ коксты өңдеу және елеу кезінде тозаң шығарындыларына қосымша суыту сатысы немесе 1 % ылғалдылыққа қол жеткізу үшін суды пайдалану қажет болуы мүмкін. Бу өнімділігі (93 бар) шамамен 470 000 т/жыл, ал бу өндірісі (8 бар) - шамамен 50 000 т /жыл болады. Қысымы 93 бар бу негізінен Raahe Steel Works (Раахе, Финляндия) электр станциясында пайдаланылады, мұның өзі шамамен 15 МВт электр энергиясы өндірілетінін білдіреді.

Жапонияда нақты пайдалану деректеріне сай бұл жүйенің қол жетімділігі жоғары, шамамен 97 %. Техникалық қызмет жасау әдетте кокс пештеріне мерзімді техникалық қызмет жасау кезінде жүргізіледі. Техникалық қызмет жасауға тек азғана қосымша уақыт талап етіледі.

Шамамен 2 - 5 % құрайтын коксты ылғалды сөндіру кезіндегі кокстың құрамындағы ылғалмен салыстырғанда, кокстың құрамындағы ылғал шамамен 0,05 % құрайды. Осылайша, кокс көбірек қолданылады және оның сапасы Домна пешінің жұмысына біркелкірек, ал құрғақ коксты тасымалдау/дайындау шығындары, әсіресе қыста төмен болады.

Nippon Steel & NIPPON STEEL ENGINEERING, LTD (Жапония) әлемдегі ең үлкен, өнімділігі өндіріс қажеттілігіне байланысты - 56 т/с бастап 280 т/с дейін бір камералы коксты құрғақ сөндіру жүйесін жасады. Әзірлеменің мәні: бұл әдіс болат өндірісінде артық газды қолдану арқылы өндірілетін бу мөлшерін арттырады, сонымен қатар жұмысты тұрақтандыруға көмектесетін автоматты басқару жүйесін ұсынады. Осы технологияны қолданатын үш ірі зауыттың мысалы: Shougang Jingtang Iron & Steel United Co., LTD (Китай), өнімділігі 260 т/с), Formosa Na Tinh Steel Corporation (Вьетнам), өнімділігі 200 т/с, Jinnang Science and Technology Co., LTD (Қытай) – 190 т/с.

Кросс-медиа әсерлері

Құрғақ сөндірілетін кокспен жұмыс істегенде, ылғалды сөндірілетін кокспен салыстырғанда көп мөлшерде тозаң шығарындылары шығарылуы мүмкін. Желдеткіштер, тозаңсыздандыруға арналған әртүрлі құрылғылардың жұмысы және т.б. көп мөлшерде электр энергиясын тұтынады. Дегенмен, пайдаланылған жылуды рекуперациялауға байланысты таза энергия балансы айтарлықтай оң болады, ол әдетте электр энергиясына айналады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Қондырғыны жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолдануға болады. Қондырғылардың үздіксіз жұмыс істеуі үшін екі нұсқа бар. Бірінші нұсқада қондырғы блогында 2 камерадан 4 камераға дейін болады. Бір қондырғы әрдайым күту тәртібінде болады. Осыған сәйкес, ылғалды сөндірудің қажеті болмайды, бірақ қондырғыға жоғары шығындары бар артық қуат қажет. Екінші жағдайда қосымша ылғалды сөндіру жүйесі қажет. Сөндіруге арналған қолданыстағы қондырғыларды жаңарту үшін қолданыстағы ылғалды сөндіру жүйелерін пайдалануға болады. Осындай қондырғының артық қуаты жоқ.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. 2008 жылғы наурызда қолданыстағы қондырғылардың CDQ (камера) саны: 104 – Шығыс Азияда, 12 - Орталық Азияда, 5 - Оңтүстік Америкада және 21 - Еуропада. Еуропадағы қондырғылардың 5 - Венгрияда, 3 - Финляндияда, 4 - Польшада, 4 – Румынияда және 5 - Түркияда.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық пайым, кокс сапасының тұрақтылығы қалыпты ылғалды сөндірумен (негізінен ылғалдылықпен байланысты) және энергия тиімділігімен салыстырғанда жақсарды.

5.2.3.3. Коксты ылғалды сөндіру

Сипаттау

Ылғалды сөндіру процесінде арнайы тамшықаққыштарды (шағылдырғыш пластина) не бүріккіш арқылы су бүркудің қосымша ярустарын пайдалана отырып қатты бөлшектердің шығарындыларын азайтуға бағытталған техникалар.

Техникалық сипаттамасы

Коксты ылғалды сөндіруді кәдімгі ылғалды сөндіру немесе коксты заманауи тұрақтандырып сөндіру арқылы жүргізуге болады. Коксты ылғалды сөндіру процесі (ылғалды шынықтыру) кәдімгі аппаратуралық ресімдеуде шығарылатын бу-газ қоспасын тазалау тұрғысынан тым күрделі. Заманауи кокс-химия зауытының сөндіргіш мұнарасынан 1 - 2 минут ішінде атмосфераға ауаны саңылаулық тартуға байланысты көлемі ұлғаятын шамамен 20 мың м³су буы шығарылады. Коксты сөндіру үшін ластанған суды пайдалану зиянды заттардың шығарындыларын көбеюіне әкеледі. 1 т коксқа тозаңның меншікті шығарындысы айналма судағы құрғақ қалдықты 0,1 г/с ұлғайтқан кезде 0,4 г ұлғаяды.

Кәдімгі ылғалды сөндіру. Коксты сөндіру мұнарасында сумен сөндірген кезде, шоқтанған кокстан салқындатқыш судың булануы нәтижесінде тозаң және су тұманы түзіледі, олар шығарылатын ағындармен бірге шығарылады. Тұтылған тозаңның мөлшері пайдалану жағдайына, кокстың қасиеттеріне және суды қосу тәсіліне байланысты болады.

Тозаң шығарындыларын азайтудың оңтайлы шешімдері түтін құбырында шағылдырушы арақабырғаны пайдалануды және кокс сөндіретін мұнараның қолайлы конструкциясын қамтиды. Оған қоса, суға батыру әдісімен және үстіңгі жақтан салқындатқыш суды жіберу арқылы сөндіру әдісін қолдануға болады. Судың бір жартысы кокс сөндіргіш вагонның төменгі бөлігінде құбыр жүйесі арқылы бүркіледі (коксқа төгіледі), ал екінші жартысы кокстың үстіне бүркіледі (сол мезгілде, ылғалды сөндірудің көп жағдайларында су кокстың тек үстінен бүркіледі). Әйтсе де, коксты сөндіру мұнарасының өзі бірдей тозаң тұту құрылғысы бар үстіңгі жақтан салқындату жүйесі болып табылады.

Кокс массасынан және кокстың ішінен кокс сөндіруші вагонда лезде будың түзілуі салдарынан, әсіресе кокстың жоғары деңгейімен жұмыс істегенде, кокс сөндіргіш вагоннан шығатын кокс бөлшектерінің шығарындылары кемшіліктердің бірі болып табылады. Салқындатқыш су қайта пайдаланылады.

Тозаңтұтқыш жабдық пердеше формасындағы пластик пластина салынатын жекелеген жақтаулардан тұрады. Кокс сөндіру мұнарасын бетонна жасайды.

Кокс сөндіру мұнарасы әрбір 15 минут сайын жұмыс істеп тұрады. Шығарындыларды азайту мақсатында техникалық қызмет жасауға айына шектеулі сағат саны (мысалы, 4 сағат) жоспарланады. Сөндіруге арналған резервтік (екінші) мұнараның болуы осы шығарындыларды азайтудың екінші тәсілі болып табылады. Коксты тұрақтандырып сөндіруге арналған анағұрлым жетілдірілген қондырғы да қолданылады. Мұндай сөндіру жүйелері сағатына алты рет кокс беруге есептелген және бір рет берілетін кокстың мөлшері 54 тонна. Бұл жүйеде коксты сөндіру мұнарасы, салқындататын суды тұндырғыш және кокс сөндіргіш вагон қамтылған. Бұл мұнаралар кәдімгі кокс сөндіруге арналған мұнарадан үлкен (мысалы, биіктігі 16 × 16 × 70 м). Шығарындыларды бақылаудың екі деңгейі шағылдырушы арақабырғадан және тозаң шығарындыларын азайтатын буларды салқындатуға арналған су бүріккіштерден тұрады. Бұл техниканың ерекшелігі бүркуді және суға батырып сөндіруді бір уақытта қолдану болып табылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шығарындыларды азайту бойынша шараларсыз ылғалды сөндіру кезіндегі тозаң шығарындылары шамамен 200 - 400 г/т коксты құрайды. Кәдімгі ылғалды сөндіру әдісінің көмегімен олардың саны ең аз дегенде 50 г/т коксқа дейін азайтылуы мүмкін (шығарындыларды 250 г/т көп емес коксқа дейін азайтқанға дейінгі шығарындылар коэффициенті кезінде және салқындатқыш су құрамындағы қатты бөлшектерді 50 мг/л төмен деңгейге азайтқанда).

Іс жүзінде әдетте 25 г/т кокстан аз шығарындыларға қол жеткізіледі. Шығарындылар көбінесе қолданылатын өлшеу әдісіне байланысты екенін айта кеткен жөн.

Коксты тұрақтандырып сөндірудің жетілдірілген әдістерін пайдаланған кезде тозаң шығарындылары 6 - 12 г/т коксты құрайды. Жоғары жылдамдықпен сөндіру процестің маңызды аспектісі болып табылады, себебі кокс температурасының төмендеуіне, реакция уақытының анағұрлым қысқа болуына, су газы мен күкіртсутектің азырақ түзілуіне, сонымен қатар салқындатылатын кокстың жоғары механикалық әсеріне және тұрақтандырылуына, түйірлердің біркелкі таралуына және сәйкесінше, кокс сапасының жақсаруына әкеледі. Мысалы, KBS (Дуйсбург-Швельгерн, Германия) кокс зауытында қолданылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бүкіл әлемде шығарындыларды азайтуға арналған арақабырғамен жабдықталған көптеген кокс сөндіру мұнаралары бар. Дуйсбург-Хукингендегі (Германия) металлургиялық зауытта көлемі 70 м³пештері бар кокс батареясы биіктігі 40 м болат қаптамасы бар бүйірлік ағаш сорғыш құбырды білдіретін сөндіргіш мұнарамен жабдықталған. Мұнараның көлденең қимасының алаңы сөндіру алаңынан төрт есе үлкен, мұның өзі шығудағы будың жылдамдығын түсіреді және шығарылатын тозаң мөлшерін азайтады.

Осы зауыттағы кокс сөндіргіш машина тозуға төзімді материалдан жасалған аспалы панельден құралған сыртқы қабырғалары мен ішкі сыйымдылығы көлемді қорапты (ашық беткейінің алаңы 36 м²) білдіреді. Ішкі сыйымдылықтың көлбеу түбінің төменгі бөлігінде су өткізбейтін жапқыштар бар, кокс сөндіргіш машинаның сыртқы жапқыштары герметикалық түрде жабылады. Кокстың көлемді массасын (43 т дейін) тиімді сөндіру үшін машинада су жоғары жақтан және төмен жақтан беріледі. Үстіңгі жақтан су бүйір жаққа орнатылған шүмектер арқылы, ал төменгі жақтан – екі қабатты түбіне орналасқан бүріккіштер арқылы беріледі.

Кросс-медиа әсерлері

Суды бүріккен кезде аздаған мөлшерде болса да, қосымша энергия шығындалады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Ылғалды сөндіру әдістері жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолданылады. Қолданыстағы сөндіруге арналған мұнаралар шығарындыларды азайтуға арналған арақабырғалармен жабдықталуы мүмкін. Жеткілікті деңгейде тұндыруды қамтамасыз ету үшін, мұнараның ең кіші биіктігі 30 м аз болуы керек. Шығарындыларды азайтуға арналған арақабырғалары бар салынған немесе жаңғыртылған градирнялардың үлгілері АрселорМиттал (Гент, Бельгия), Хюттенверке Крупп Маннесманн (Дуйсбург-Хакинген, Германия) объектілерінде орналасқан.

Экономика

Қолданыстағы градирняны шығарындыларды азайтуға арналған арақабырғалармен жабдықтау шығындары 200 мың евроны құрайды. Алайда, шынықтыру мұнарасы жарамды болған жағдайда ғана жаңғыртуға болады. Керісінше жағдайда жаңа мұнара орнату керек, ал шығындар өте жоғары.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.3.4. Коксты тасымалдаған кезде шығатын шығарындыларды азайту

Сипаттау

Майда коксты дайындау және тасымалдауға байланысты технологиялық операциялар кезінде ластағыш заттардың шығарындыларын азайтуға арналған шаралар.

Техникалық сипаттамасы

Коксты фракцияларға бөлу процесі уату, ұсақтау және елеу жұмыстарынан тұрады және қатты бөлшектердің түзілуіне әкеледі және бұл қосымша тазалауды қажет етеді.

Құрғақ сөндірілетін коксты тасымалдаған кезде ылғалды сөндірілетін коксты тасымалдаумен салыстырғанда көбірек тозаң шығарындылары шығады. Коксты фракцияларға бөлетін қондырғының ғимараты жабық болуы тиіс.

Коксты тасымалдау үшін жабық конвейерлерді пайдаланады. Коксты сақтау үшін беткейді сулау үшін және тозаң түзілуін басу үшін сепкішті пайдалануға болады. Желдің жылдамдығын азайту үшін ық жаққа қоршау қою немесе үйінді үю керек. Материалдардың еркін құлау биіктігі 0,5 м аз болуы қажет. Аспирациялық жүйелердің құрамына кіретін, коксты дайындау алаңдарында пайдаланылатын тазарту құрылғыларының толық сипаттамасы 5.1.2-бөлімде (қажет болған кезде көрсетілген кіші бөлімнің барлық тармақшаларын қосқанда) берілген.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қапшық сүзгілердің көмегімен қатты бөлшек шығарындыларының 0,5 – 4,5 мг/Нм³диапазондағы (орташа жылдық мәні) концентрациясына қол жеткізуге болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Циклондар үшін тозаңды тұту деңгейі айтарлықтай мөлшерде бөлшектердің көлеміне және циклонның конструкциясына байланысты және ластағыш заттың жүктемесі өскен сайын ұлғаяды: стандартты жекелеген циклондар үшін осы шама шамамен 70-90 % тең, қалқымалы бөлшектердің жалпы саны үшін 30-90 % тең.

Электр сүзгілерді пайдаланған кезде қоспаның құрамын, атап айтқанда шығарылатын газдың құрамындағы көмірсутекті бақылау қажет.

Қапшық сүзгінің өнімділігі құрылымдық ерекшелігіне байланысты және 99-99,9 % шегінде болуы мүмкін. Электростатикалық сүзгіден кейін орналасқан қапшықты камераны қосу қатты бөлшектердің шығарындыларының төмен деңгейіне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Шығарылатын газдарды қатты бөлшектерден тазалау өнімділігі ылғалды тазалау тәсілдерін пайдаланған кезде жабдықтың түріне байланысты болады және 50–99 % шегінде болады. Тозаңнан ылғалды тазартуды (абсорбция) (мысалы, қапшық сүзгілермен) сүзгілеу немесе электростатикалық тұндыру арқылы кейіннен өңдеумен үйлестіруге болады. Осыған сай тазалау тиімділігі 90 % бастап 99 % көп диапазонда болады.

Кросс-медиа әсерлері

Егер қайта пайдалану/рециркуляция мүмкін болмаса, барлық жағдайда тозаң қалдықтарын кәдеге жарату қажет болады.

Қапшық сүзгілерді пайдаланған кезде, егер оны регенерациялау мүмкін болмаса, сүзіндімен бітеліп қалмауын болдырмау үшін сүзгіш матаны әрбір 2 - 4 жыл сайын (қолданылу мерзімі әртүрлі факторларға байланысты) ауыстырып отырған жөн.

Абсорбция нәтижесінде (ағындар мен шлам түріндегі) пайдаланылған сұйықтық жиналады, оны қайта пайдалану мүмкін болмаса, әдетте әрі қарай қайта өңдеу немесе кәдеге жарату қажет болады.

Қосымша энергия шығындалады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады. Жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолдануға болады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Сүзгілердің құны жабдықтың тиімділігіне, сондай-ақ қолданылатын тазалау жүйелеріне (интеграцияланған немесе қосалқы) байланысты.

Әдетте құрамындағы қатты бөлшектердің концентрациясы төмен шығарылатын газдарды тазалау үшін қолданылатын дара конструкциялар концентрациясы жоғары пайдаланылған газ ағынын тазалауға арналған үлкен қондырғыға қарағанда қымбат тұрады (шығын бірлігіне және тазартылған ластағыш заттың мөлшеріне).

Шығарылатын газды тұтыну шығындардың маңызды факторы болып табылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Экологиялық заңнаманың талаптары. Ресурстарды үнемдеу. Регенерациялау мүмкіндігімен (шикізат ретінде қайта пайдалану) бөлшектердің шығарындыларын азайту, іске асырудың негізгі қозғаушы күші болып табылады.

5.2.3.5. Жабық таспалы конвейерлер

Сипаттау

Ластағыш заттардың шығарындыларын азайту үшін өндірістік алаң шегіндегі қондырғылар арасында материалдарды тасымалдайтын жабық жүйелерді пайдалану.

Техникалық сиапттама

Қоршаған ортаны ластағыш заттардың барлық түрлерінен қорғайтын жабық таспалы немесе құбыр конвейер майда түйірлі көмір немесе кокс сияқты жүктерді тасымалдау құралы болып табылады.

Құбыр конвейерлер арнайы құрылғылардың көмегімен герметикалық құбырдың ішіне орнатылатын иілгіш конвейерлік таспадан тұрады. Бас кезінде – материалды жүйтеу аймағында – таспа ашық болады және көмір немесе кокс қалыпты таспалы конвейердегідей беріледі. Бұл аймақ шамамен 12 м-ге созылып жатады және таспа жабылып, бүкіл тасымалдау жолында құбыр қалыптасады. Соңында – шамамен жүктеу нүктесіне дейін 12 м-ге дейін – таспа қайта ашылады. Жүкті түсірген соң таспа қайта жабылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тасымалдаушы таспаның жабық конструкциясы тасымалдау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болдырмайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қоршаған орта мен тасымалданатын материал арасындағы өзара аәрекеттестікке (мысалы, тозаң шығарындылары және жауын-шашынның немесе қар суын сіңіру) тасымалдау барысында материалды герметикалау есебінен жол берілмейді.

Әдеттегі таспалы конвейерлермен салыстырғанда құбыр конвейердің иілу радиусы өте аз және осындай құбыр түріндегі формасы конвейерге көлденең, сол сияқты тік иілуге мүмкіндік береді. Конвейердің өте иілгіш бағдарлауы төмендегілерді азайта отырып бір құбыры бар конвейерді бірнеше таспалы конвейердің орнына қолдануға болатынын білдіреді:

қайталанатын тарату нүктелерінде өнімді көтеру үшін үлкен шығындарды, кеңістікті және қуатты қажет ететін бірнеше тарату нүктелері мен жетектерге қойылатын талап;

ауыстырып тиеу нүктелерінде өнімнің деградациясы және тозаңның пайда болуы;

астаушаның қаптамасын қымбат материалмен ауыстырып қаптау.

Конвейердің құбыр формасы мен материал арасындағы жоғары үйкеліс тік көлбеу жасауы мүмкін – әдетте мүмкін болатын көлбеуден 50 % көлбеу болады. Мұның өзі:

конвейер жүйесінің жалпы ұзындығын қысқартуға болатынын;

конвейерді және осылайша зауыттың орналасатын орнын қосымша үнемдеу арқылы кішірейтуге болатынын білдіреді.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Құбыр конвейерлер, әдетте, кокс, майда түйірлі көмір немесе кеуекті темір сияқты тозаң шығаратын жүктерді тасымалдауға арналған жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолданылады. Германияның зауытында қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.3.6. Кокс пешінің герметикалық газ тазарту жүйесі

Сипаттау

Жабдықтардың қосылған тұстарының саңылауларынан шығатын ластағыш заттардың шығарындыларын болдырмау үшін кокс газын тазалауға арналған герметикалық жүйелерді пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Газ тазалау қондырғысында тазартылмаған кокс газы кейіннен отын ретінде пайдалану үшін бірнеше сатымен тазартылады.

Пайдаланылатын жабдықтың фланец, ілмекті-реттеу арматурасы, клапан, сорғы және т.б. сияқты қосылған тұстарының саңылаулары тазартылмаған кокс газының құрамындағы ұшпа қосылыстар шығарындыларының көзі болуы мүмкін. Белгілі бір деңгейде қоршаған ортаға теріс әсерлерді, қауіпсіз еңбек жағдайын қарастырған кезде, кокс газының кейбір қосылыстары (мысалы, КХК және бензол) канцерогенді болып табылатыны да маңызды фактор болып табылады. тазалау жүйесінің құрамдас бөлігі ретінде кокс газының ВТХ (бензол-толуол-ксилол) фракцияларын қайта өңдеуге арналған қондырғының болуы әсіресе маңызды сәт болып табылады. Мұндай қондырғыларда кокс газының ВТХ фракцияларын тазалау сұйықтық арқылы жүзеге асырылады. Осыдан кейін скрубберлік сұйықтық регенерацияланады, ал ВТХ-ны кәдеге жаратуға және сатуға болады.

Кокс газын тазалау жүйесінің герметикалық жағдайда жұмыс істеуі - бұл, тікелей, еңбекті қорғау және қауіпсіздік техникасы мәселесі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

КХК шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Газ тазарту жүйесінің герметикалығын қамтамасыз ететін барлық шаралар қарастырылуы керек, олар келесі пайымды қамтиды:

егер мүмкін болса, құбырларды пісіру көмегімен фланецтер санын барынша азайту;

герметикалық қайта айдау жүйесін пайдалану (мысалы, магниттік жетегі бар сорғы немесе екі қабатты тығыздағышы бар сорғы);

сақтау бактарының тиекті клапандарынан шығатын шығарындыларды болдырмау. Әдетте оған клапанды газ жинағышқа жалғау көмегімен қол жеткізеді (сондай-ақ, газ жинауды, содан кейін газ жастықшасын жағуды немесе қолдануды немесе шығарылатын газ скрубберін қолдануға болады);

ауаның ластануын болдырмау үшін фланецтер мен клапандарға арнайы тығыздағыштарды, сонымен қатар қалдық газдардың рециклингі бар Клаус процесі немесе қарамай қалдықтарының рециклингі бар қарамай мен сұйықтықты тазалау сияқты шығарындылары жоқ жабық процестерді пайдалану;

қарамайлы қалдықтармен жүйені қоршау. Механикалық тұндырғыштан герметикалық центрифугаға келіп түсетін тазартылмаған қарамайдан қатты бөлшектер бөлінеді. Қарамай центрифугадан қабылдау құрылғысы арқылы қарамайды сақтауға арналған бакқа беріледі. Центрифугадан шыққан қатты бөлшектердің бөлінген қарамайлы қалдығы оны сусымалы заттарға арналған жоғары қысымды сорғымен мұнарадағы салмақөлшеуіш бункерге айдар алдында сыйымдылыққа жиналады. Жүктелген өнім көмір мен қарамайлы қалдықтың сапалы қоспасы алынатындай етіп көмірмен араластырылады. Қажет болғанда қарамайлы қалдықты жылжымалы конвейермен жоюға болады.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолданылады. Мысалы, Voestalpine (Линц, Австрия); Corus (Эймюйден, Нидерланды) және ArcelorMittal, (Гент, Бельгия) зауыттарында қолданылады. Бельгияның барлық зауыттарында кокс газын тазалауға арналған іс жүзінде газ өткізбейтін тазалау құрылғылары жұмыс істеп тұр.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

КХК шығарындыларын болдырмау.

5.2.4. Сарқынды суларды тазалау бойынша техникалық шешімдер

5.2.4.1. Ағындардың құрамындағы қарамайды (және КХК) жою

Сипаттау

Сарқынды суларды қарамайлы қосылыстардан тазалауға арналған техника немесе техникалар жиынтығы.

Техникалық сипаттамасы

Құрамында аммиак жоқ сарқынды суларда әдетте қарамай болмайды, бірақ қарамай болатын жағдайда, суды биологиялық тазалау жұмысына теріс әсер етеді. Қарамайдың құрамында көпоралымды хош иісті көмірсутектердің (КХК) болуы белсенді тұнбаның құрамында болатын микроағзаларға уыттық әсер ететіндіктен қиындық туғызуы мүмкін. Себебі КХК өте қиын ыдырайды, мүмкіндігінше көмір суын биологиялық тазалар алдында ондағы қарамайды жойған дұрыс.

Қарамайды коагуляциялайтын химикаттарды қосу арқылы және кейіннен мынадай техниканы пайдалана отырып бөлшектеу арқылы жоюға болады:

гравитациялық тұндыру, кейде сүзілумен бірге жүреді;

көмір суын центрифугалау;

флотация;

құмды сүзу.

Мұндай өңдеу кезінде сарқынды сулардағы жоғары концентрацияланған сіңіргіш кек немесе шлам түрінде қарамайдың көп бөлігі жойылады, оны, мысалы, кокс пештеріне рециркуляциялау арқылы әрі қарай өңдеу керек.

Әдістердің сипаттамасы 5.1.3.3-бөлімде де берілген.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігінің деректеріне сәйкес құммен сүзгілеген кезде сарқынды судағы КХК концентрациясы 99 % тиімділікпен жойған кезде 700 - 800 г/л аз болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

5.1.3.3-бөлімді қараңыз.

Кросс-медиа әсерлері

Қарамайды кетірудің барлық көрсетілген әдістері қалдықтардың пайда болуына әкеледі. Алайда декантердің қарамайлы қалдығын қоса алғанда, құрамында қарамай бар қалдықтарды кокс пештеріне қайта өңдеуге болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Сарқынды суларды тазартар алдында қарамайды жою жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолданылады. Тұндыру және сүзгілеу Corus (Эймюйден, Нидерланды) зауытында қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.4.2. Сарқынды сулардың құрамындағы аммиакты жою

Сипаттау

Биологиялық тазартудың тиімділігін арттыру үшін сарқынды сулардың құрамындағы аммиакты жою кезінде сілтілі ерітінділерді пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Бумен жібіткіште және сарқынды сулардың құрамында аммиакты аз концентрацияда ұстау сарқынды суларды биологиялық тазалау қондырғысын пайдалануға қолайлы жағдай туғызады. Жою тиімділігі сілті мен буды қосуға, тазалағыштың құрылымына (деңгей санына) байланысты. Көп мөлшердегі NaOH және сатылар санының көбеюі сарқынды сулардағы аммиактың концентрациясын айтарлықтай азайта алады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды сулардың құрамындағы аммиак концентрациясын бу мен сілтіні мөлшерлеуге, сонымен қатар тазартқыш конструкциясына байланысты 20 мг/л бастап 150 мг/л дейін өзгертуге болады. 20 мг/л бастап 40 мг/л дейінгі мәндер қолжетімді, бірақ биологиялық тазарту алдында сарқынды сулардың құрамындағы БПК5/фосфор/азот арақатынасының тиісті балансын түзетуге байланысты қажет болмауы да мүмкін.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Зауыттың сарқынды суларды тазалау жүйесінде нитрификация және кейіннен денитрификация қамтылған болса, сарқынды сулардың құрамындағы аммиакты жою соншалықты маңызды болмайды. Мұндай жағдайда аммиакты жою және аммиакты сарқынды суларды биологиялық тазарту қондырғысында жою арасындағы экологиялық және экономикалық аспектілерге бағлау жүргізу қажет.

Кросс-медиа әсерлері

Тазарту қондырғысы энергияны бу (1 м³сарқынды суға 0,1 – 0,2 т бу) және сілті (NaOH; 6 - 22 л/м³) түрінде тұтынады. Бұрын натрий гидроксиді (NaOH) орнына әк қолданылтын. Бу мен сілтінің өте жоғары мөлшері сарқынды судың құрамындағы аммиак (NH₃) концентрациясын азайтады. Оған қоса, аммиакпен (NH₃) және күкірт сутегімен (H₂S) қаныққан бу түзіледі, оны, мысалы, күкірт қышқылын (H₂SO₄) өндіру бойынша құрылғыда, Клаус құрылғысында немесе аммоний сульфатын ((NH4)2SO4) кристалдау қондырғысында өңдеу керек.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолданылады. Бүкіл әлемде кокс зауыттарының барлығында дерлік аммиакты кетіретін құрылғы пайдаланылады.

Экономика

ArcelorMittal (Авилес, Испания) зауытының деректеріне сай 2005 жылы өнімділігі 120 м³/сағ аммиакты жоюға арналған қондырғыға 0,8 млн евро жұмсалды.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.2.4.3. Сарқынды суларды тазарту

Сипаттау

Кокс өндіру кезінде пайда болатын сарқынды суларды тазартуға бағытталған техникалар немесе техникалар жиынтығы. Биологиялық және химиялық әдістерді қамтуы мүмкін.

Техникалық сипаттамасы

Кокс зауытының сарқынды суларының құрамында салыстырмалы түрде жоғары концентрацияда көмірсутек, цианды қосылыс және азот қосылысының қоспасы болады. Барлық жағдайда сарқынды сулар кейіннен өңдер алдында аммиак тазартқыштан өткізіледі.

Биологиялық тазалау кезінде қрамайды көбінесе физика-химиялық процестің көмегімен жояды, ал сарқынды сулар көп жағдайда микроағзаларға уыттық әсерін болдырмау үшін, әсіресе нитрификациялайтын бактерияларды бәсеңдету үшін сұйылтылады. Кокс пештерінің сарқынды суларын тазартудың анағұрлым жиі қолданылатын биологиялық әдісі белсенді тұнбасы бар аэробты биологиялық жүйе болып табылады.

Белсенді тұнбасы бар аэробты жүйеде биоыдырайтын ластағыш заттар CO₂, H₂O және минералдарға дейін биологиялық түрде ыдырайды, ал ыдырамайтын бейполярлық компоненттер (КХК басым бөлігі және ауыр металдар) су фазасынан белсенді тұнбаға жартылай адсорбциялау арқылы жойылады. Тәжірибеде қауіпті фенол, цианид және хош иісті көмірсутектер сияқты ластағыш заттардың басым көпшілігі биологиялық ыдыратылады, ал металдар белсенді тұнбаға жартылай адсорбциялау арқылы жойылады.

Жұтаң құнарлы орта/микроағзалар (Қ/М) арақатынасы кезіндегі белсенді тұнба жүйелері экологиялық тұрғыдан қолайлырақ, онда жоғары биологиялық ыдырайтын органикалық қосылыстардың биодеградациясы да қамтамасыз етіледі. Қ/М арақатынасы аралас ерітіндідегі қалқыма заттар түріндегі органикалық заттардың белсенді тұнбаға қатынасын білдіреді және "кг ОХҚ/кг ВВСР/тәулік" деп беріледі, мұнда ОХҚ – оттегінің химиялық қажеттілігі.

Аэрация кезінде қоршаған ортадағы ауаның орнына оттекті пайдалануға болады, мұның өзі процесті бақылауға мүмкіндік береді және сарқынды сулардағы ұшпа компоненттердің "ұшпалылығын" төмендетеді. Мысалы, оттекті аэрация ArcelorMittal (Гент, Бельгия) зауытында қолданылады.

Аэробтық жүйелерден басқа нитрификациялау (оттексіз) және денитрификациялау әдістері қолданылады. Кей жағдайларда сарқынды суларды тазарту үшін псевдосұйылтылған қабатқа негізделген биологиялық жүйе пайдаланылады.

Нитрификация сарқынды сулардан аммонийді (NH₄+) жою үшін пайдаланылады. Аэробтық-белсенді тұнба жүйесінің дәстүрлі құрылымын нитрификация құрылғысына дейін пайдалануға болады. Бұл ретте жүйеде Қ/М арақатынасы өте төмен болуы және баяу өсетін нитрификациялайтын бактериялардың шайылып кетуін болдырмау үшін рециркуляциялау жылдамдығы жоғары болуы керек. Нитрификация процесінде бактериялар аммонийді нитратқа (NO_3 -) айналдырады. Мұндай жағдайда жылдам биоыдырайтын органикалық қосылыстар да жоғары жою тиімділігімен минералдануы мүмкін.

Сарқынды сулардың құрамындағы азот қосылыстарына қойылатын талаптарды (заңнама талаптары) қатаңдатқан кезде, олардың концентрациясын азайту бойынша сарқынды суларды оттексіз өңдеу сияқты қосымша шаралар талап етілуі мүмкін. Қондырғыларды құрастыру нұсқаларын таңдаған кезде алдын ала денитрификациялау/нитрификациялау тұжырымдамасы қолданылатын құрылғыларды таңдаған жөн. Алдын ала тазалау дәрежесінде дәстүрлі нитрификациялау процесіне ұқсас аэробты-белсенді тұнба жүйесі пайдаланылады, бірақ оның бір айырмашылығы бар. Сарқынды сулардың аэрациясы алдында нитрификация сатысында алынған нитраты көп суды қосады. Оттексіз жағдайда бактериялар нитратты молекулярлық оттектің (O₂) орнына электрондардың шеткі акцепторы дәрежесінде пайдаланады. Азот молекулярлық азот (N₂) түрінде бөлінеді.

Биомеханикалық тазалау процесінде бактериялар Hüttenwerke Krupp-Mannesmann в Дуйсбурге (Германия) болат қорыту зауытының кокс-химия зауытының сарқынды суларының құрамындағы барлық уытты заттарды жою үшін пайдаланылады. Қосымша өңдеген соң судың тап-таза болатыны осншалық, оны жақын жердегі Рейн өзеніне қауіптенбей төге беруге болады.

Ол үшін көп мөлшердегі зиянды заттардың концентрациясын жоя алатын бактерия өсінділері қолданылады, нәтижесінде ерітіндімен алдын ала сұйылту процесі қажет болмайды. Жаңа сүзгіш мембраналар процестің соңында сарқынды сулардағы биомассаны толық сүзіп, бактерия өсінділерінің сүзіліп алынатынына кепілдік береді. Процестің өнімділігі сағатына 30 м³дейінгі сарқынды суды құрайды.

Денитрификация – бактериялар нитратты газ тәрізді азотқа айналдыратын биологиялық процесс. Бұл процесс анаэробтық немесе оттексіз жағдайларда іске асырылады. Осылайша, қондырғыда еріген оттектің концентрациясы азды-көпті нөлге тең болатын арнайы бөлім болуы керек. Алайда, денитрификациялайтын бактериялар үшін де азық ретінде аздаған ХПК қажет. Құйылымды (бір бөлігін) қондырғының оттексіз бөлігіне құйған кезде және нитрификацияланған сарқынды суларды рециркуляциялаған кезде ХПК мен нитраттар түзіледі. Денитрификация қондырғының бірінші бөлігінде жүргізілетіндіктен, бұл процесс алдын ала денитрификациялау деп аталады.

Corus (Иджмуйден, Нидерланды) зауытындағы БОС, "әткеншек" типті қондырғы 1999 - 2000 жылдары салынған су тазартудың жаңа жүйесі болып табылады. "Әткеншек" типті қондырғылар Батыс Еуропада кең таралған, ол жерде бұл қондырғылар көбінесе тұрмыстық сарқынды суларды тазарту үшін қолданылады.

Сыртқы аэраторлары бар үлкен резервуарлар және салыстырмалы түрде жоғары жылдамдығы бар қондырғы толық араластырылатын реакторға ұқсас болады. Аэраторлар еріген оттекті үздіксіз өлшеу және оны белгіленген 1,5–2 мг/л мәнімен салыстыру арқылы басқарылады. Биологиялық тазартудан кейін тоқтаусыз кері жуып-шаятын құм сүзгілер орнатылды. Сарқынды сулардың комбинациясын тазалау оңай болғанымен, кейде соңғы тұндырғыштағы суда өте майда биологиялық шоғыр кездеседі. Артық шөгінді алдымен қойылтқышқа айдалады, сосын оны сусыздандырады және пешке арналған шикізат ретінде пайдаланылатын көмірмен араластырады.

Флотациялау және құм сүзгілер немесе егер оған қажетті жағдайлар болса тұрмыстық сарқынды сулармен бірге сарқынды суларды тазарту сияқты қалқыма қатты заттарды жоюдың басқа әдістері балама бола алады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Меншікті жүктемесі төмен жүйелердің өнімділігі жоғары болады және аммиакты нитрификация арқылы ыдыратуға мүмкіндік береді. Төмен меншікті жүктеме ыдырау жылдамдығы төмен органикалық қосылыстардың да ыдырауын күшейтеді. Нитрификациялау қондырғысын пайдаланған кезде, сарқынды суларда концентрациясы 200 мг/л жетуі мүмкін нитрат түзіледі.

Нитрификация-денитрификация жүйелерін пайдаланған кезде құрамындағы азот Қ/М арақатынасы жоғары немесе тек нитрификациялайтын жүйелермен салыстырғанда едәуір аз болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Белсенді тұнбамен бірге аэробтық жүйені пайдаланған кезде фосфат пен күйдіргіш соданы қосады. Күйдіргіш сода рН реттеу үшін пайдаланылады. Тұндыру FeCl₃және полимерді қосып күшейтіледі. Қоспа барлық зауытттарда пайдаланылмайтынын атап өткен жөн.

Кросс-медиа әсерлері

Белсенді тұнба сарқынды суларды тазарту құрылғыларында түзіледі. Артық белсенді тұнбаны кокс құрылғысының көмірлі шикізатына қосуға болады.

Кокс құрылғысының көмірлі шикізатына қосуға болатын артық белсенді тұнбаның түзілуі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады. Көрсетілген әдістер ArcelorMittal (Гент, Бельгия), ArcelorMittal (Сереманж, Франция), ZKS (Диллинген, Германия), Hüttenwerke Krupp Mannesmann (Дуйсбург-Хакинген, Германия), Rivagroup (Таранто, Италия) зауыттарында қолданылады.

Экономика

Нитрификация жүйесін алдын-ала тазарту жүйесіне дейін кеңейту үшін салынған инвестициялар 1994 жылы 0,6 млн еуроны құрап, инвестициялардың жалпы көлемі 4,6 млн еуроны құраған жағдай белгілі. 1996 жылы есептелген пайдалану шығындары сарқынды суларға төленген төлемдерді қосқанда, жылына 345 000 евроны құрады (0,57 евро/т кокс).

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары. Төгілетін сарқынды сулардың құрамындағы азот қосылыстарын азайту.

5.3. Кальций карбиді өндірісіндегі ЕҚТ

5.3.1. Пеш газын толық жинау

Сипаттау

Кальций карбидін өндіру барысында шығарылатын газдармен бірге ластағыш заттардың шығарындыларын болдырмауға арналған құрылмалық ерекшеліктерді (пештерді жабу) пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Пеш газы (CO) пеш газын толық жинауды қарастыратын үш фазалы жабық пештерді пайдаланатын зауыттарда кальций карбидін (CaC₂) өндіруден бөлінетін жанама өнімді білдіреді. ЕО елдерінде не жабық (мысалы, Австрия, Германия), не жартылай жабық (мысалы, Швеция) немесе ашық типті (мысалы, Испания, Словения) пештер пайдаланылады. Соңғы жылдары әзірлеулер нарықтық жағдайға және қолжетімді шикізат талаптарына сай келетін орта көлемді сенімді жабық пештер бағытында жүргізілді.

Жабық пештердің артықшылықтары — атмосфераға тозаң шығарындылары айтарлықтай аз шығады және көміртек оксиді толық тұтылады, мұның өзі энергетикалық балансты недәуір жақсартады. Қуатты жабық пештердің (40 МВА-дан биік) қосымша артықшылықтары бар - 1 т өнімге жұмсалатын күрделі салымдар азырақ, жылу азырақ бөлінеді, газ анағұрлым толық тұтылады және карбидтің құны төмендейді. Бірақ пештің талап етілетін деңгейдегі өнімділікпен жұмыс істеуі үшін мұндай пештерге шикізатты анағұрлым мұқият дайындау керек [61].

Ашық және жабық пештер арасындағы аралық түрі — электродтар аймағы герметикаланбаған жартылай жабық пеш. Мұндай пештерде сумен салқындатылатын газ жинағыш болатындықтан, реакциялық газды 70—80 % тұтып алуға болады. Көрсеткіштері бойынша бұл пештерді жабық типті пештермен салыстыруға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Заманауи электр пештердің құрылымы толық жабық болады, мұның өзі құрамында жанама өнім – көміртек оксиді (СО) бар тозаңмен қаныққан пеш газын алауда жақпай, жинауға, тазалауға және осыдан кейін пайдалануға мүмкіндік береді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ашық типті пештерді қолданған кезде көмуртегі оксиді (СО) жиналмайды және тиісінше кальций карбиді (CaC₂) өндірісінің жанама өнімімен бірге пайдалануға жарамсыз болады. Сонымен бірге бұл процестің қолданылатын шикізаттың кең ассортиментін таңдау мүмкіндігі және процестің өте жоғары икемділігі сияқты басқа да артықшылықтары бар.

Жабық типті пештер Қытайдың Hatch 90 MW/типті жүйені пайдалануға негізделген Qinghai Dongsheng Chemical Co., Ltd., Inner Mongolia baiyanhu Chemical Co., Ltd. және Ningxia Dadi metallurgical Co., Ltd. зауыттарында қолданылады. Жетілдірілген құрылымға қолданыстағы процестермен салыстырғанда өте көп қауіпсіздікті жақсартулар енгізілді, атап айтқанда, әлеуетті және қауіпті ауа өтіп кетуін болдырмайтын толық герметикалық жүйе, жылыстауларды анықтай отырып фланецтерді тығыздау, көміртек оксиді (СО) газын жоюға арналған тозаңды жуып-шаю жүйесі, сондай-ақ барлық іске қосу, сөндіру, үрлеу және жұмыс істеу жүйелілігін қоса алғанда, процесті толық автоматты басқару енгізілді. Пештің шығарылатын газдары (негізінен CO) басқа процестерде қайта пайдалану үшін қысымды таза суық газ ағыны түрінде толық рекуперацияланады.

Пештің шығарылатын газдарының тозаңында кокс пен шихта қоспасынан шыққан әк, сондай-ақ пеште түзілген тотыққан түтін және көміртек болады. Оны кальций оксидін (СаО) тотықсыздандыру және кез келген көміртекті немесе басқа зиянды заттарды жағу үшін цемент немесе әк пеште қайта өңдеуге болады.

Су аз шығындалады және жабық контурға бірінші рет су толтырумен және жылыстаған жағдайда сумен толықтырумен шектеледі. Жылу ауа салқындатқышы бар жылу алмастырғыштың көмегімен тікелей атмосфераға немесе ашық контурға шығарылуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

Шикізатқа қойылатын өте жоғары талаптар.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Кальций карбидін өндіретін зауыттарда қолдануға болады. Зауыттардың мысалдары: Австрияның Ландеке зауыты (жабық пеш), Германияның Тростберге зауыты (жабық пеш), Словенияның Руше зауыты (ашық пеш).

Экономика

1 т өнімге жұмсалатын күрделі салымдарды азайту, алынатын өнімнің құнын төмендету.

Ендірудің қозғаушы күші

Ластағыш заттардың атмофераға шығарындыларын азайту. Пайда болатын энергияны қайта пайдалану.

5.3.2. Пеш газын тазартуға арналған құрғақ тозаңсыздандыру жүйесі

Сипаттау

Алауда жағудың орнына кейіннен кәдеге жарата отырып, құрамында көміртек оксиді (СО) сияқты жанама өнімі бар пеш газын тозаңнан тазалау.

Техникалық сипаттамасы

Құрғақ тозаңсыздандырған кезде пеш газы сүзіледі, мысалы, автономды керамикалық талшықтан жасалған сүзгілеу бағанасының көмегімен сүзіледі. Олардың беткейлері алдын ала тазартылған газдың немесе азоттың ағыншалы импульстарымен автономды режимде тазартылады. Пайдалану барысында қол жеткізуге болатын тозаң көрсеткіштері 1 мг/Нм³аз болады. Соңында ыстық пеш газы жылу алмастырғышта салқындатылады.

Ашық типті пештерді пайдаланған жағдайда тозаңның ең көп рұқсат етілген құрамы <3 мг/Нм³. Бұл ретте пайдаланылған газдың едәуір мөлшерде сұйылтылатынын ескерген жөн.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Құрамында көміртек монооксиді сияқты жанама өнімі бар тозаңмен қаныққан пеш газы қайта пайдалану үшін сүзіледі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Пеш газының пайдаланылатын шикізаттың сапалық сипаттамасына байланысты типтік құрамы: 80 - 90 % көміртек оксиді (CO), 1 % метан (CH₄), 6 - 15 % сутек (H₂), 2 - 7 % азот (N₂) және 0,5 – 3 % көміртек оксиді (CO)₂. Көміртек оксидімен (СО) байытылған пеш газы, әдетте, тазартқан соң отын ретінде пайдаланылады.

Кросс-медиа әсерлері

Тозаңды кәдеге жарату құрамында еритін цианидтердің болуына байланысты қиындық туғызады. Сүзгіде қалған қалдықтарды цианидті ыдырату үшін күйдіру қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Не тазартылған пеш газы пайдаланылатын соңынан тұрған басқа құрылғылармен бірге біріктірілген, не отын газын беру желісіне қосылған кальций карбидін өндіру бойынша құрылғыларда қолданылады. Австрияның Ландеке (жабық пеш), Словенияның Руше (ашық пеш) кальций карбидін өндіру бойынша зауыттарында қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Ластағыш заттардың атмофераға шығарындыларын азайту. Пайда болатын энергияны қайта пайдалану.

5.3.3. Пеш газын тазартуға арналған гидротозаңсыздандыру жүйесі

Сипаттау

Пеш газын гидротозаңсыздандыру әдісімен тазарту.

Техникалық сипаттамасы

Гидротозаңсыздандырған кезде газ бірқатар шаю мұнараларынан өткізіледі және айналма сумен суландырылады. Соңғы кезеңде жуғыштар (дезинтеграторлар) газдың құрамындағы тозаңды шамамен 5 мг/Нм³дейін азайтады.

Газды тазарту үшін ылғалды өңдеу әдісін қолдануға болады. Мысалы, отын ретінде пайдаланылатын көміртек оксидімен (СО) қаныққан газ әк күйдіру пешіне келіп түскенге дейін екі сатылы шаю мұнарасының ішінде тазартудан өтеді. Содан соң осы пештен шығатын пештің түтінді газы Вентури скрубберінің көмегімен тазартылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Құрамында көміртек оксиді (СО) сияқты жанама өнімі бар тозаңмен қаныққан пеш газы тозаңын жою үшін сұйықтықпен жуылады. Тазартылған газды қайта пайдалануға болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жоқ.

Кросс-медиа әсерлері

Газды ылғалды тазалау тәсілін қолдану пеш газының тозаңмен қаныққан құрамында болатын цианидтерді жою үшін пайдаланылған суды тазартуды қосымша талап етеді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Кальций карбидін өндіретін зауыттарда қолдануға болады. Мысалы, Ландеке кальций карбидін өндіру зауытында (Австрия) қолданылады.

Экономика

Инвестициялар нақты объектіге байланысты болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Ластағыш заттардың атмофераға шығарындыларын азайту.

5.3.4. Пайдаланылған суды (гидротозаңсыздандыру процесі үшін) өңдеу

Сипаттау

Пеш газын ылғалды тазарту нәтижесінде пайда болатын скруббер суының құрамында химиялық өңдеу әдісімен жойылатын цианид болады.

Техникалық сипаттамасы

Тұндырғыш резервуардағы сарқынды сулардың шламы (құрамындағы магнийді азайту) жуылады, содан кейін сүзгі-престе механикалық түрде, содан соң кептіргіш аппаратта термиялық түрде сорғытылады. Осыдан кейін қуыс электродтар арқылы жартылай қайта енгізуге болады, алайда, магний буландыру және қабыршықтану бойынша қиындық туғызады. Қалған сорғытылған шлам төгіледі. Қолда бар деректерге сүйенсек, шламның құрамындағы цианид темір кешені түрінде шөгуі мүмкін, ал шлам қоюлатқышпен (мысалы, гидроциклондармен) бөліп алынады. Ландеке зауытында (Австрия) пайдаланылған суларды өңдеу цианидті ыдыратуға арналған хлорды (Cl2) қосу арқылы химиялық тазалауды қамтиды. Хлорды мөлшерлеу және бақылау цианид концентрациясын ескере отырып тотықтыру-тотықсыздандыру электродының көмегімен жүзеге асырылады. Содан соң шлам әрі қарай өңделеді және жартылай (20 % дейін) қайта өңделеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Пеш газын ылғалды тазарту нәтижесінде пайда болатын скруббер суының құрамында қоршаған ортаға CaC2 өндірісінің әсерін азайта отырып, химиялық өңдеу кезінде ыдырайтын цианид болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жоқ.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Пеш газын тазалауға арналған гидротозаңсыздандыру процесінде пайдаланылатын қондырғыларда қолданылады. Ландеке кальций карбидін өндіру зауытында (Австрия) ендірілген.

Экономика

Инвестициялар нақты объектіге байланысты болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары. Сарқынды суларды қайта пайдалану.

5.3.5. Пеш газын пайдалану

Сипаттау

Пеш газы ресурстарын қайта пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Пеш газының құрамында шикізаттың сипаттамасына байланысты 80 - 90 % көміртек оксиді (CO), 1 % метан (CH₄), 6 - 15 % сутек (H₂), 2 - 7 % азот (N₂) және 0,5 - 3 % көміртек диоксиді (CO₂) болады. Көміртек оксидімен (СО) қаныққан пеш газы тазартқан соң, әдетте, отын ретінде пайдаланылады. Құрамында көміртек оксиді (СО) шамадан тыс газ артылған газ алауда жағылады. Пеш газын қолданатын әртүрлі салалар белгілі. Ландеке зауытында (Австрия) тазартылған пеш газы әк күйдіретін пеште пайдаланылады.

Тростберге зауытында (Германия) тазартылған және нығыздалған пеш газы таяудағы өнеркәсіп объектісіне жіберіледі, онда газ қыздыруға және шикізатқа арнаған технологиялық газ ретінде пайдаланылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Құрамында көміртек оксиді (СО) сияқты жанама өнімі бар тозаңмен қаныққан пеш газы тозаңсыздандырылады және содан кейін алауда жағудың орнына қолданылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Көміртек оксиді (СО) пеш газы кальций карбиді өндірісінің жанама өнімі болып табылады. Әлемнің кейбір елдерінде карбид өндірушілер екі өнімді де барынша тиімді пайдалану мақсатында қосымша химиялық процестерді әзірледі.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Тазартылған пеш газы пайдаланылатын кайта өңдеу және өткізу бойынша басқа зауыттармен біріктірілген кальций карбидін өндіретін біріктірілген зауыттарда, не отын газына қосылған зауыттарда қолданылады.

Ландеке кальций карбидін өндіретін зауыты (Австрия). Тростберге кальций карбидін өндіретін зауыты (Германия) [67, 68].

Экономика

Инвестициялар нақты объектіге байланысты болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары. Пеш газының құрамындағы энергияны қайта пайдалану.

5.3.6. Қорыту кезінде шығарылатын түтін газдарын жинау және өңдеу

Сипаттау

Шығарылатын газдарды, мысалы, тығыз тоқылған немесе киіз мата арқылы өткізіп тозаңнан тазалау, нәтижесінде қатты бөлшектер елеу арқылы немесе басқа тәсілмен матада сүзіліп қалады.

Техникалық сипаттамасы

Түтін газдарын бұру және кейіннен тазалау үшін аспирациялық жүйелерді пайдалану түтін газдарына қолданылатын типтік процесс болып табылады. Шығарындыларды азайту үшін қапшық сүзгі пайдаланылады (5.1.2.3-ті де қараңыз). Осылайша мысал ретінде келтірілген Ландеке зауытында (Австрия) тозаң шығарындылары бұру нәтижесінде құрғақ тазалау жүйесін орнату есебінен 76 г/т кальций карбидінен (CaC₂) бастап 9 г/т кальций карбидіне (CaC₂)дейін азайды.

Өндірістің басқа кезеңдерінде тозаң шығару деңгейін төмендету мақсатында (вагондарды аудару бойынша құрылғы, коксты уатқыш, кептіргіш, шикізатты тозаңсыздандыру, кальций карбидін сақтау, сарқынды сулардың шламын рециркуляциялау) қапшық сүзгілер қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бұру процесінде кальций карбидінің тозаң шығарындыларын айтарлықтай азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өнімділік қолданылатын тазалауға арналған жабдықтың түріне байланысты және 99–99,9 % дейінгі шекте болуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

Тұтылған бөлшектерді қайта пайдалану мүмкін болған жағдайда қосымша кәдеге жарату қажет болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске (пайдаланылатын сүзгіш қапшықтардың түріне және санына) байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.4. Шойын өндірісіндегі ЕҚТ

5.4.1. Домна цехтарынан атмосфералық ауаға шығарылатын ластағыш заттардың шығарындыларын азайту жөніндегі техникалық шешімдер

5.4.1.1. Құю ауласында (сұйық шойынды тасымалдауға арналған астау, науа, шөміш, шойын шығарылатын арық) тозаңсыздандыру

Сипаттау

Құю цехында шойын балқыту кезінде шығарылатын ластағыш заттардың шығарындыларын азайтуға бағытталған шараларды немесе шаралар кешенін пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Қорытылған шойын мен қож домна пешінен ағызылып, науамен ағып келіп шөмішке және сәйкесінше қожды өңдеуге арналған қондырғыға құйылады. Ағызу/құю кезінде сұйық шойын атмосфералық оттекпен байланысқа түседі (O₂). Шойынның жоғары температурасының нәтижесінде (1300 – 1500 °C) ол темір оксидін (мысалы, Fe₂O₃), "көк түтін" түзе отырып оттекпен реакцияға түседі. Қож атмосфералық оттекпен реакцияға түспейді, себебі оның компоненттерінің көп бөлігі тотығады. Алайда сілтілік оксидтер (мысалы, Na₂O және K₂O) қождан қатты бөлшектердің шығарындыларын шығара отырып булануы мүмкін.

Құю ауласын тозаңсыздандырғна кезде түтін газдарының өлшемдері тозаң басу шаралары қолданылмаған кезде 100 - 400 мг/Нм³(бірлік өлшемдер) диапазондағы тозаң шығарындыларын көрсетеді.

Құю кезінде тозаң шығарындыларын азайтуға арналған шараларды қолдану:

науаларды мобильді жылжымалы қақпақтармен жабу;

шойынды құю кезінде азоттың (N₂) жабын қабатымен оттекті сейілту. Осылайша, темір оксидінің түзілуіне жол берілмейді (5.4.3.2 - бөлімдегі сипаттаманы қараңыз).

Тозаң мен түтіннің ұйымдастырылмаған шығарындыларын тұту тиімділігін оңтайландыру электр сүзгісі немесе қапшық сүзгі арқылы шығарылатын газдарды кейіннен тазартудан көрінеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бұрылатын газдың (шығарылатын газ) меншікті шығыны 1200 – 3300 Нм³/т ыстық металды құрайды. Тозаңды жинау және одан әрі тазалаудың (мысалы, қапшық сүзгі) тиімді жүйесінің көмегімен шығарындылардың 10 г/т аз ыстық металға тең меншікті коэффициентіне қол жеткізуге болады. Тозаң жинаудың, сондай-ақ қапшық сүзгілер қолданылатын тозаң шығару жүйелерінің тиімділігі 99 %-дан асуы мүмкін.

Voestalpine A (Линц, Австрия) домна пешінде (шойын өндіру көлемі жылына 3,5 млн т жуық) 700 мың м³/с өңдейтін қапшық сүзгісі бар құю ауласының тозаңсыздандыру жүйесі орнатылды. Тозаң шығарындылары тоқтаусыз өлшенеді. 2004 жылдың аяғында домна пешінің қаптамасын ауыстырған соң және құю ауласының тозаңсыздандыру жүйесін енгізген соң, жылдық орташа шығарындылар 11,0 мг/нм³(2004) және 2,2 мг/Нм³(2005) құрады. Шығарындылардың соңғы тәуліктік орташа мәні 3–10 мг/Нм³диапазонында болды.

Қапшық сүзгілерді қолданған кезде неміс қондырғыларының шығарындылары 0,3–1 мг/Нм³(жылына орта есеппен) және 0,38 – 0,49 мг/Нм³(тәулігіне орта есеппен) деңгейді құрайды. Тозаңсыздандыру техникаларының сипаттамасы 5.1.2-бөлімде берілген.

Магнитогор металлургия комбинатының домна пештерінің бункерлік эстакадаларында 2021 жылы тозаң басу жүйесі орнатылды. Бұл жүйе бастапқы шикізатты хопперлерден қабылдау бункерлеріне түсіріп-тиеген кезде, сондай-ақ шихта беру учаскесімен пешке дейін тасымалдаған кезде тозаңмен күресуге көмектеседі. Тозаң басу жүйесінің тиімділігі 80 % кепілдікті көрсеткішімен 83 % құрайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Егер ластағыш заттармен күресу шаралары қолданылмаса, ағызу/құю кезінде бір тонна қорытылған шойынға шаққанда шамамен 400 - 1500 г тозаң шығады. Науаларды жабу аймағынан ауаны шығару, оттегінің қолжетімділігінің жоғарылауына байланысты тозаңның көбірек пайда болуына әкеледі.

Науалар қақпақпен жабылып, ал тозаң айдалып, өңделетін жағдайларда тозаңды жою тиімділігі ең маңызды параметр болып табылады. Науалардың жабындарына ерекше назар аударған жөн. Науалардың жабындары жүйенің герметикалығын қамтамасыз ету үшін тығыз жабылуы тиіс.

Құю ауласындағы негізгі айдау пункттері: шығару ойығы, шойынды шығару кезіндегі арықтар, көлбеу науа (сұйық шойынды тасымалдауға арналған миксерлік шөмішке құйған кезде).

Кросс-медиа әсерлері

Газды жоюға және тазалауға қосымша энергия қажет болады, себебі оған қуатты желдеткіштер талап етіледі. Жиналған тозаңның құрамында темір өте көп болады және оны, мысалы, агломерациялық құрылғыда қайта өңдеуге болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады. Әдістер тәжірибеде көп қиындық туғызбай қолданылады, мысалы, Corus (Эймюйден, Нидерланды) зауытының 7 домна пешінде; Вестальпайн (Линц, Австрия) зауытында 5, 6 және А домна пештерінде.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

"Северсталь" АҚ (Ресей) 2022 жылы Череповецк металл комбинатының (ЧерМК) металлургия өндірісінде күрделі жөндеу кещенін аяқтады, атап айтқанда, металлургиялық тізбектегі басты агрегаттардың қуаттылықтарын - үлкен домна пештерін, шойын құю машиналарын, конвертер мен иілгіш агрегатты – доғалық болат қорыту пешін жаңартты.

Домна пештерін күрделі жөндеу кешені шеңберінде жүктеу құрылғыларының, материал беру және газ тазарту жүйелерінің жабдықтары қалпына келтірілді.

Оған қоса, күрделі жөндеу кезеңінде шлам құбыры тазартылды, мұның өзі конвертердің бұрынғыдан тиімдірек және экология талаптарына сай жұмыс істеуіне мүмкіндік берді. Инвестициялар 141,315 млн рубльді құрады.

Ендірудің қозғаушы күші

Қоршаған ортаға шығарындыларды азайту. Экологиялық заңнама талаптары. Ресурстарды үнемдеу.

5.4.1.2. Сұйық шойынды құю кезінде түтін шығуын болдырмау

Сипаттау

Оттектің кіруін және оның балқыған металмен өзара әрекеттесуін болдырмайтын жабын жүйелерінің көмегімен түтін шығуын болдырмау.

Техникалық сипаттамасы

Балқытылған шойынның атмосфералық оттекпен реакцияға түсуін болдырмау (түтін шығуын болдырмау) үшін балқытылған шойынды тасымалдаудың астаудан бастап әртүрлі тарату және тиеп-түсіру пукнттері арқылы жүретін миксерлік шөмішке дейінгі тұтас бағыты мұқият жобаланған жабындау жүйесінің көмегімен жабылады. Балқытылған шойын мен жабын арасындағы кеңістік барынша аз болуы керек және қажет болғанда, азотпен (инертті газбен) толтырылуы қажет. Толық циклді металлургиялық зауыттарда осындай мақсатта азот оттек өндірісі кезіндегі ауаны бөлу блоктарында өндіріледі.

Осы жаңа әдісті қолданғанда бұрын қарастырылған күрделі әрі қымбат тұратын сору және сүзу жүйелерін орнатудың және пайдаланудың қажеті болмайды және осылайша, едәуір қаражат үнемделеді. Сонымен қатар сүзілген тозаңды қайта өңдеуге жұмсалатын шығын да азаяды. Бұл әдіс шығару ойығында (қорыту пештеріндегі астауларда), сол сияқты сигар тәрізді шөмішке жүктеу нүктесінде болатын жабдық көлемі ықшамды болған кезде өте жақсы жұмыс істейді.

Мұндай жағдайда осы әдістің қолданылуын жеңілдететін көлемі шектеулі жабық корпустар құрастырылуы керек. Дегенмен, шығару ойығы ауданында соратын желдеткіштер жүйесін пайдалану қажеттігі және миксерлік шөміштің көлемі үлкен болғанда, мысалы, тербелме науаны (ерітінді төгілетін батпалы типті науаға қарағанда) қолданған кезде азотпен түтінді болдырмау жүйесінің тиімділігі жеткіліксіз болатыны және классикалық сарқынды-сорғылы жүйеге көшу керек екені белгіленген. Астауға, сол сияқты құятын шөмішке соратын желдеткіш жүйесіне арналған ортақ сүзгіні пайдалануға болады. Сұйық шойынды құю кезінде (миксерлік шөміш деңгейінде) азот қолданылатын және азот қолданылмайтын тозаң шығару процестері сұйық шойынның шығынына байланысты әртүрлі болады. Азотты пайдаланған кезде кейбір көрсеткіштер шамамен 100 есе төмен болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кәдімгі құю кезінде бір тонна ыстық металға шаққанда 0,4 - 1,5 кг тозаң шығарылады. Бұл мөлшер тозаңды басу есебінен бір тонна ыстық металға шаққанда шамамен 0,012 кг тозаңға дейін азайтылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

ArcelorMittal, (Бремен, Германия) кәсіпорнындағы түтінді болдырмау жүйесімен жұмыс істеу тәжірибесі пайдалану жағдайларының өзгеріссіз қалғанын, айтарлықтай қиындығы жоқ екенін көрсетті.

Кросс-медиа әсерлері

Жүйені кәдімгі тозаңсыздандыру жүйелерімен салыстырғанда, маңызды кросс-медиа әсерлері байқалмайды. Осыншалықты көп мөлшердегі азотты пайдаланған кезде, азоттың құю цехында шоғырланбауын қадағалау қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Ол жаңа және қолданыстағы өндірістерде қолданылады. Қолданыстағы өндірістерде қолдану көп мөлшерде түзілетін газдардың көлемімен шектелуі мүмкін.

Экономика

Осы түтінді болдырмау әдісі айтарлықтай арзан. Электр энергиясына жұмсалатын шығындар да кәдімгі жүйелерге қарағанда әлдеқайда аз. Алайда азот шығындары жергілікті жағдайға байланысты өзгеріп отыруы мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.4.1.3. Науаларға құрамында қарамайы жоқ қаптаманы пайдалану

Сипаттау

Науаларды қаптаған кезде отқа төзімді материалдарды пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Домна пешінің құю ауласындағы науалар жүйесінің сыртқы қабаты отқа төзімді материалдардан (мысалы, бетоннан) жасалған. Науалар көміртекті матрицаға кіріктірілген сазбалшық негізіндегі отқа төзімді материалмен қапталған. Тас көмірлік пекті (қарамай) байланыстырушы зат ретінде қолдануға болады.

Қаптама сыртқы қабатты сұйық шойынның және (әсіресе) сұйық қождың жылулық әсерінен қорғайды. Қаптама жылдам тозады және әрбір бірнеше апта сайын жаңартылады. Көміртекті матрицаның сапасы науа қаптамасының ұзаққа жарамдылығының маңызды факторы болып табылады. Нашар матрицада сазбалшық тұрмайды және сондықтан қаптама жылдам ескіреді.

Қоспаның қажетті беріктігі жанарғының көмегімен бірнеше сағат бойы қыздырған соң ғана қалыптасады. Қыздырған кезде қарамайдың ыдырауы көмірсутектің (және КХК) бөлінуіне әкеледі. Шығарындылардың аздаған бөлігі қожды және сұйық шойынды құйған кезде пайда болады.

Науа қаптамасының құрамында қарамайы жоқ жаңа түрі әзірленді және ойдағыдай қолданылып жүр. Жаңа қаптаманың арқасында ұшпа органикалық қосылыстар (ҰОҚ) және полициклді хош иісті көмірсутектер (КХК) айтарлықтай азайтылды. Жаңа материалдың қожға беріктігі де дәл осындай, ал төзімділігі дәстүрлі қаптамалардан да жоғары.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Құрамында қарамайы жоқ қаптаманы пайдалану нәтижесінде ҰОҚ және КХК шығарындылары 99 %-ға азайтылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Әдіс Corus (Нидерланды) зауытында пайдаланылады, қаптаманың қолданылу мерзімі ұзартылды.

Кросс-медиа әсерлері

ҰОҚ және КХК концентрациясын азайту персоналдың еңбек етуіне қолайлы жағдай жасайды.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын материалға байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

ҰОҚ және КХК шығарындыларын азайту, еңбек жағдайын жақсарту.

5.4.1.4. Домна газын тазарту

Сипаттау

Газбен жабдықтау (газ бөліп тарату жүйесінің) талаптарына сәйкес домна газын тазарту.

Техникалық сипаттамасы

Домна пешінің шығуында домна газының ("мойындық газдың") құрамында тозаң, цианид (HCN), аммиак (NH₃) және күкірт қосылысы болады. Домна газын әдетте үш кезеңмен тазартады: ірі тозаңды тазарту үшін алдын ала қаралап тазарту (қапшық сүзгілерді, электр сүзгілерді пайдалануға болады); тазарту жұмыстарының бөлігі болып табылатын салқындату және майда тозаңды, күкірт диоксидін (SO₂) және цианды қосылыстарды тазалау үшін соңғы терең тазалау.

Алдын ала тазарту кезінде ірі бөлшектер жойылады, мұның өзі кейінгі терең тазартуды жеңілдетеді және темірлі тозаңды кері шихтаға қосуға немесе оны агломерациялық қондырғыға қайтаруға мүмкіндік береді. Қаралап тазарту дефлектордың (желдету жүйесінің ауаарнасы), құрғақ циклонның немесе тозаңтұтқыштың көмегімен жүргізіледі. Газдың жылдамдығы ауаарнасымен/желдеткіш каналмен төмен түсу барысында азаяды және газдың құрамындағы тозаң бөлшектері ауырлық күшімен тозаңтұтқыштың төменгі бөлігіне шөгеді. Содан соң газ тозаңтұтқыштан шығарылады және терең тазалау жүргізілетін жабдыққа құбырмен жіберіледі.

Екінші кезеңде тозаң, оның ішінде мырыш оксиді (ZnO) және көміртек (C), цианид пен аммиак (NH₃) ылғалды тазартумен жойылады. Ол үшін Вентури типті шайғыш торлары бар немесе сақиналы саңылаулары бар жалғастырмалы скрубберлер пайдаланылады. Кейбір жағдайларда ылғалды электрсүзгі қолданылады. Заманауи қондырғыларда газ тазалау жүйесіндегі қысымның түсіп кетуіне ерекше көңіл бөлінеді, себебі қысымның қатты түсіп кетуі мойындықтағы газ қысымының кәдеге жарату турбинасының энергиялық тиімділігіне теріс әсер етеді. Осылайша, мұндағы мақсат – қысымның түсіп кетуі аз және газ тазалау тиімділігі жоғары газ тазалау жүйесін құру болып табылады. Ылғалды әдістердің толығырақ сипаттамасы 5.1.2 -бөлімде берілген.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Домна газын тазалау жүйесінің тиімділігі, әдетте, тозаңның 1–10 мг/Нм³қалдық концентрациясына жете отырып, жоғары болады. Газ тазалау жүйесінде тұтылмаған тозаң тасталады немесе газ тәрізді отынды жағу кезінде өртеледі.

Газ тазалау жүйесіндегі қысымның түсіп кетуі пайдаланылатын жабдықтың түріне байланысты. Екі заманауи жүйедегі тіркелген қысымның түсіп кетуі 0,07 бар бастап 0,14 бар дейін болды. Ескі жүйелердегі қысымның түсіп кетуі 0,15–0,5 бар шегінде түрленеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Заманауи қондырғыларда газ тазалау жүйесіндегі қысымның түсіп кетуіне ерекше көңіл бөлінеді, себебі қысымның қатты түсіп кетуі газдың жоғарғы қысымын рекуперациялайтын турбинаның энергиялық тиімділігіне теріс әсер етеді. Осылайша, мұндағы мақсат – қысымның түсіп кетуі аз және газ тазалау тиімділігі жоғары газ тазалау жүйесін құру болып табылады.

Кросс-медиа әсерлері

Скрубберлер ластанған сарқынды су шығарытынын ескерген жөн. Құрамында едәуір көп тұз болатын шикізат газ тәрізді отынды тазалау үшін қажетті шығынды ұлғайтуы мүмкін. Пайда болатын су ағынының құрамында қалқыма қатты заттар, мысалы көміртек пен ауыр металдар (Zn, Pb), цианды қосылыстар және аммиак (NH₃) болады. Әдетте сарқынды сулар ауыр металдарды тұндыру арқылы тазартылады және қатты қалдықтар (шлам) пайда болады.

Домна пешінің осындай шламының құрамында салыстырмалы түрде жоғары концентрацияда мырыш (Zn) пен қорғасын (Pb) болады. Бұл тұнбаны өндірістік процеске қайта өңдеуге қиындық туғызады. Мырыш, атап айтқанда, домна пеші үшін "у" болып табылады. Сондықтан кейбір қондырғыларда тұнба ағынын екі ағынға бөлу үшін гидроциклондау қолданылады; біреуі – агломерациялық қондырғыға қайтаруға болатын, құрамында мырыш аз ағын және екіншісі – сақтауға немесе кәдеге жаратуға болатын, құрамында мырыш көп ағын.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бүкіл әлемде домна пештерінде домна газын тазалау жүйелері қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.4.1.5. Домна пешін жүктеу кезінде газды рекуперациялау жүйесі

Сипаттау

Домна пешінің шихтасы (кокс пен темірлі материалдар) домна пешіне үстіңгі жағынан пеш газын атмосферадан оқшаулайтын герметикалық жүктеу жүйесі арқылы келіп түсетін жүктеу жүйесін пайдалану. Мұндай жүйе қажет, себебі домна пешінің ішіндегі қысым атмосфералық қысымнан (0,25–2,5 бар) асып түседі.

Техникалық сипаттамасы

Жүктеу жүйесі екі конустық көмілетін аппарат түрінде немесе заманауи домна пештерінде кеңінен таралған (мысалы, Paul Wurth компаниясы) конуссыз жүйе болуы мүмкін.

Көмілетін аппаратты толтыру атмосфералық қысыммен жүргізіледі. Домна пешін жүктеу үшін көмілетін аппараттағы газ қысымы домна пешінің ішіндегі қысымға сәйкес болуы тиіс. Мұндай жоғары қысымға жеткізудің әртүрлі тәсілдері бар; ең көп таралғаны домна пешінің газ жүйесінен ірі тозаңды жойған соң келіп түсетін жартылай тазартылған домна газын пайдалану және оны бірінші теңестіру клапаны арқылы жинақтағышқа беру болып табылады. Қысымның аздап жоғалуы азоты бар қосалқы теңестіру клапанының көмегімен өтеледі. Кейбір қондырғыларда көмілетін аппарат үрлеп тазартылады және онда азот бере отырып жоғары қысым ұсталады. Көмілетін апппараттың ішіндегі зат домна пешіне түсіріле салысымен, оны пештен оқшаулайды және қысым әдетте шу басқыш арқылы газды атмосфералық ауаға айдау арқылы атмосфералық қысыммен теңестіріледі. Осылайша, домна пешінің көлеміне байланысты бір жүктеу кезінде 40 м³бастап 80 м³дейін лас домна газы шығарылуы мүмкін. Газдар газды кәдеге жарату клапаны арқылы скрубберден кейінгі таза газ жүретін газ құбырына қайта бағытталатын газ тұту жүйесінің көмегімен, көмілетін аппаратта қысымды теңестіру кезінде домна газының шығарындыларының атмосфераға шығарылуына жол бермеуге болады. 2010 жылы Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) компаниясының 5 және 6 домна пештерінде орнатылған көмілетін аппаратта газдың көмегімен, мысалы, азоттың немесе будың көмегімен қысым жасау қалыпты қысыммен жұмыс істейтін домна пештеріне арналған баламалы жүйе болып табылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Домна пешінің жұмысы, мысалы, техникалық қызмет жасау үшін тоқтатылатын, домна пешінің үстіңгі бөлігінен шығатын ұйымдастырылған шығарындыларды болдырмауға мүмкіндік болмайтын сәттер болады. алайда, Австрияның Линц қаласындағы Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) компаниясы домна пешінде осы жүйені қолданып, үстіңгі газдың ұйымдастырылмаған шығарындыларын 70 - 95 %-ға азайтты.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жүктеу кезінде үстіңгі газ (көміртек оксиді (CO) және сутек (H₂)) бен тозаң шығарындыларын азайту жүктеу құрылғысының көлемі, жүктеу құрылғысын тәулігіне төменге түсіру саны және мойындықтағы газ қысымы сияқты факторларға байланысты.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Пеш конуссыз жүйктеу жүйесімен жабдықталған жағдайда жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады. Ол пештің көмілетін аппараттарында домна газынан ерекшеленетін газды (мысалы, азот) пайдаланып қысым жасауға арналған құрылғыларға жарамайды. Алайда пештің үстіңгі бөлігін толық қайта құрастырғанда немесе конуссыз қақпақты бірінші рет орнатқан кезде күрделі салымдар барынша азайтылады.

Еуропаның түгелге жуық домна пештерінде қолданылады.

Экономика

Техникалық қызмет жасауға жұмсалатын шығындарды қоса алғанда, пайдалану шығындары бір тонна ыстық металға шаққанда 0,01 евроны құрайды. Он жылдық кезеңдегі тозаң шығарындылары тұрғысынан, бұл инвестициялар 62 тонна тозаң шығарындыларын болдырмайды.

Ендірудің қозғаушы күші

Домна пештеріндегі тотықсыздандырылған көміртек оксидін (СО) және сутекті (H₂)пайдалануға байланысты тозаң шығарындыларын азайту, энергия үнемдеу.

5.4.1.6. Қожды өңдеу кезіндегі түтін конденсациясы

Сипаттау

Қожды қайта өңдеу кезінде иіс шығару деңгейін азайтуға бағытталған шаралар.

Техникалық сипаттамасы

Қожды қайта өңдеген кезде жағымсыз иісі пайда болатын күкіртсутек (H₂S) және күкірт диоксиді (SO₂)шығарындылары бөлінеді. Иісті азайтуға байланысты міндеттерді шешу үшін кейбір түйіршіктеуге арналған қондырғылар түтін конденсациясымен жұмыс істейді.

Егер тұщы су пайдаланылса, конденсат пен қожды сусыздандырған су салқындатқан соң айналымға жіберіледі. Қожды түйіршіктеу және түтін конденсациясы үшін теңіз суын пайдаланған кезде, суды қайта пайдаланбайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Түтін конденсациясы кезінде күкіртсутек (H₂S) шығарындылары бір тонна өндірілген ыстық металға шаққанда 1–10 г H₂S шегінде болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Осы қондырғыларды жобалаған кезде қауіпсіздік мәселелерін, әсіресе сутекке қатысты мәселелерді ескерген жөн.

Кросс-медиа әсерлері

Айналымдағы суды салқындату айтарлықтай энергия шығынын қажет етеді. Энергия өндірудің өзі көп жағдайда күкірт шығарындыларымен байланысты. Түтін конденсациясы кезінде тотықсыздандырылған күкірттің абсолюттік мөлшері салыстырмалы түрде аз болады және энергия өндіру кезінде бөлінетін мөлшермен байланысты болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолданылады. Германияда қожды түйіршіктеу бойынша бірнеше қондырғы түтін конденсациясы жүйесімен, мысалы Thyssen AG (Дуйсбург, Германия) зауыты, сондай-ақ Порт-Талботтағы және Сканторпедегі Corus (Финляндия) зауыттары жабдықталды.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Күкірт қосылыстарының шығарындыларын азайту, еңбек жағдайларын жақсарту.

5.4.2. Ластағыш заттардың төгінділерін азайту бойынша техникалық шешімдер

5.4.2.1. Шаятын суды тазарту және қайта пайдалану

Сипаттау

Газ ағындарын "ылғалды" тазарту тәсілдерін қолданған кезде пайда болатын ластаған суларды тазалау.

Техникалық сипаттамасы

Сұйылтылған газ әдетте тосқауыл типті скрубберлерде, Вентури скрубберлерінде немесе сақиналы саңылауы бар скрубберлерде тазартылады. Нәтижесінде ластанған су ағыны пайда болады, оның құрамында қалқыма ластағыш заттар (1–10 кг/т шойын), ауыр металдар, цианидтер және фенолдар болады. Төгілетін сарқынды суларды азайту үшін, сондай-ақ су тұтыну көлемін азайту үшін төменде сипатталған әдістерді пайдалануға болады.

Домна газынан бөлінетін ластағыш заттарды жою үшін шамамен 0,3–4,0 л су/Нм³қажет болады, мұның өзі бір тонна ыстық металға 0,4 - 8 м³тең суды жалпы тұтынуға сәйкес келеді. Осы судың айтарлықтай мөлшерін тазартуға және қайта пайдалануға болады.

Сарқынды суларды тазарту әдетте дөңгелек тұндырғыштарда жүргізіледі. Тұнбаның седиментациялық қасиеттері көп жағдайда, флокуляциялайтын заттарды (анионды полиэлектролиттер, аралас полимерлер немесе белсендірілген кремний қышқылдары) мөлшерлеу немесе түйіспелік камера арқылы жақсартылады. Бұл ретте судың pH мәніне және кермектігіне назар аудару керек.

Артылған тұнба әдетте су температурасын реттеу үшін салқындатқыш құрылғыға (мысалы, градирняға) жіберіледі, содан соң әрі қарай қайта пайдалану үшін тазалау блогына қайтарылады. Салқындатқыш құрылғыдан кейінгі таза сумен толықтыру еріген заттардың байытылуын болдырмау үшін қажет.

Пайдалану жағдайына қарай домна пешін цианидпен өңдеу, әсіресе үрлеп тазарту операциялары кезінде өңдеу талап етілуі мүмкін.

Домна пештерінде шаятын суды цианидпен өңдеу процесі тұндырар алдында су контурына формальдегид қосу арқылы жүзеге асырылады. Формальдегидті қосу седиментациялық құрылғының алдында су ағынына қосылған реттеуші контурмен (тотығу-тотықсыздану потенциалы) тұрақты түрде бақыланады. Процесті жүргізуге арналған оңтайлы pH 8 – 9 шегінде болады, 7-ден төмен болса реакция жүрмейді, гликонитрилді цианид пен формальдегидке ыдырату үшін 12-ден жоғары pH талап етіледі.

Ұсақ дисперсиялы бөлшектерді тұндырғаннан кейінгі тұнбаның құрамында мырыш өте көп болады және гидроциклонның көмегімен өңдеуге болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Небары 0,1 м³/т ыстық металды құйып алғанда, тазартылатын судың қайта айналымының тиімділігі жоғары болады. Бұл су жүйеден домна пешінің шламымен бірге кетіріледі және кейіннен тазартуға болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

ArcelorMittal (Бремен, Германия) зауытында тазарту контурынан төгілетін су кейіннен өңдеу үшін тұндырғышқа келіп түседі. pH натрий гидроксиді ерітіндісінің көмегімен рН 10.2 -ге дейін түзетіледі және гликонитрилді гликольді қышқылға дейін тотықтыру үшін сутегінің асқын тотығы (H₂O₂) ерітіндісі қосылады. pH жоғары деңгейі төгілетін судағы ауыр металдың тиімді бөлінуін қамтамасыз етеді.

Corus (Иджмюйден, Нидерланды) зауытында кокс зауытының, домна пештерінің және аглофабриканың сарқынды суларын ХПК шығарындылары мен азот қосылыстарын барынша азайту мақсатында алдын ала денитрификациялау және нитрификациялау арқылы белсенді тұнба жүйесінде құрама тазартудан тұратын сарқынды суларды тазартудың жаңа тұжырымдамасы пайдаланылады. Сонымен қатар сипаттамасы 5.1.3.3-бөлімде берілген.

Енакиевск металлургия зауытының (Украина) № 4 және 5 домна пештерінің газ тазарту жүйесін сумен жабдықтайтын айналмалы циклдың ықшамды тұндырғыш-флокуляторларын шектелген аумақта су тұтыну агрегаттарынына қатарлас орналастыру айналма суды айналдыруға арналған суағары бар эстакада салудан бас тартуға және осы процеске тұтынылатын энергия шығынын азайтуға мүмкіндік берді.

Новолипецк металлургия комбинатының №7 домна пешінің жобасында диаметрі 30 м үш радиалды тұндырғышты үш тұндырғыш-флокуляторға ауыстыру тазарту құрылғылары құрылысының құнын 2 есе төмендетуге және жабдықтың орналасатын аумағының алаңын азайтуға мүмкіндік берді [62].

Кросс-медиа әсерлері

Көп мөлшердегі суды айналдыру кезінде тиімді су өңдеу жүйесін пайдалану қажет, себебі скрубберлерді қолдану қиындығы туындауы мүмкін (ластану және т.б.), мұның өзі өз кезегінде тазалау процесінің жалпы өнімділігін азайтуы мүмкін.

Суды тазалау және қайта айналдыру кезінде (құрамында мырыш көп) тұнба пайда болады. Минералдардың/тұздардың жиналуын болдырмау үшін контурдан аздап асып тұруы қажет. Шаятын суды қайта айналдыру үшін едәуір мөлшерде энергия қажет. Оған қоса, флокуляциялайтын агенттерді мөлшерлеуді ескерген жөн.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады. Мысалы, ArcelorMittal (Бремен, Германия), Corus (Эймюйден, Нидерланды) зауытында қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.4.3. Қалдықтарды басқару бойынша техникалық шешімдер и

5.4.3.1. Домна пешінің шламын гидроциклондау

Сипаттау

Сұйықтықты пайдаланып, шикізат ретінде кейіннен қайта пайдалану үшін шығарылатын газдарды тазалаған соң пайда болатын домна шламынан мырышты бөліп алу.

Техникалық сипаттамасы

Мойындық газының құрамында көп мөлшерде тозаң болуы мүмкін (7 – 40 кг/т сұйық шойын). Бұл тозаңның басым бөлігі құрғақ әдістердің көмегімен домна (мойындық) газын тазалау жүйесінің бірінші сатысында жойылады. Бұл бөлік негізінен құрамында темір (Fe) мен көміртек (C) салыстырмалы түрде көп ірі түйіршікті материалдан тұрады және аглофабрикада қайта өңделеді. Қалған бөлігін (1 - 10 кг/т сұйық шойын) домна газынан ылғалды тазалау әдісімен тазалайды.

Тұндырған соң бір тонна сұйық шойынға 3 - 5 кг шлам пайда болады. Бұл шламның құрамында мырыш (Zn) салыстырмалы түрде көп болады, мұның өзі шламды аглофабрикада қайта пайдалануға кедергі келтіреді. Шламның гидроциклонажы (гидроциклондау) арқылы құрамында мырышы көп және мырышы аз шлам алуға болады. Құрамында мырыш негізінен мырыш оксиді (ZnO) түрінде болады, ол өте майда бөлшектерден тұрады. Гидроциклонаж осы майда бөлшектерді үстіңгі ағынға шоғырландырады, ал мырышы аз фракция циклондардан төменгі ағын арқылы шығады. Гидроциклондау тиімділігі шламның сипаттамасына байланысты екенін атап көрсеткен жөн. Төменгі ағынның шламы (құрамында мырыш аз) агломерациялық қондырғыда қайта пайдаланылады. Осы қайта пайдалануды мырыштың домна пешіндегі жалпы шығынына байланысты қарастыру қажет екенін атап өту керек. Төккіш камерадан шыққан құрамында мырыш көп шлам жиналады немесе тұрақты сақтауға жіберіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кәдеге жаратуға жататын қалдықтар санын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Төменгі ағыннан алынған тұнба агломерациялық қондырғыда қайта пайдаланылады. Құрамында мырышы көп тұнба сақталады немесе кәдеге жаратылады. Материалдың бір бөлігі құрамындағы мырыш бойынша, мысалы, екінші рет қайта өңдеу арқылы тиімді тотықтырылды. Майда фракцияларда қалып қоюы мүмкін радиоактивті компоненттеріне байланысты қосымша қиындықтар тууы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

Циклондардың жұмысына біршама мөлшерде энергия жұмсалады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады. Осы әдісті пайдалану мысалдары: Corus (Эймюйден, Нидерланды), Thyssen Krupp Stahl AG (Дуйсбург, Германия).

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.4.3.2. Сыртқы пайдалану мақсатында қожды өңдеу

Сипаттау

Домна қождары - белгілі бір әдіспен дайындаған кезде әртүрлі өндірістік секторларда қолдануға болатын металлургия өнеркәсібінің қалдықтары. Домна пешінің шлагын жаңа құрылыс материалдарының құрамдас бөлігі ретінде орынды пайдалану экологиялық жағдайды жақсартуға және олардың өндірісінің экономикалық тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттамасы

Домна қожының пайда болу деңгейі бастапқы шихтаның құрамындағы темірге және шойын қорытуға жұмсалатын қатты отынның (яғни, кокстың және көміртозаңды отын) меншікті шығынына байланысты.

Цемент өнеркәсібі домналық түйіршіктелген қождың едәуір ірі тұтынушысы болып табылады, ол қожпортландцемент өндірісінде белсенді минералдық қоспа ретінде және аз мөлшерде цемент клинкері өндірісінде шикізат компоненті ретінде пайдаланылады, осыған сай отын мен карьерде өндірілетін минералдық шикізат үнемделеді.

Домналық түйіршіктелген қождар әкті тұтқыр затта аз клинкерлі тұтқыр заттарды, құрылыс ерітінділерін және клинкерсіз цемент бетондарын, суға төзімді гипсбетонды, автоклавты клинкерсіз газқожбетоннын жасалған ірі қабырға панельдерін, құрама көтеруші темірбетонды конструкцияны дайындау үшін пайдаланылады.

Біздің өңірде пайдаланылатын, домналық түйіршіктелген қождар негізінде алынған тұтқыр материалдарға әк-қожды, гипс-қожды және қожды клинкерсіз цемент жатады, олардың өзіндік құны әк пен гипстен арзанырақ.

Домналық сұйық қождар жеңіл кеуекті толтырғышты – қожды кеуектасты әзірлеу үшін құнды шикізат болып табылады. Қож мынадай төрт тәсілмен қожды кеуектасқа қайта өңделеді: траншеялық-тамшылаулы, сусарқынды, төңкерме бассейнде пемза өндіру, гидроэкрандық.

Теміртау қаласында орналасқан домна шлагынан минерал мақта және минерал тақта өндіру жөніндегі цех "АМТ" АҚ домна цехының қож өңдейтін учаскесінің аумағында орналасқан. Қалдық температурасы 1350 – 1400 °С домнадан тікелей шығарылған, қажет болғанда қорытпаның жалпы қышқылдық модулін 1,3 - 1,5 мәніне дейін жеткізу үшін құрамына қышқылдық модулі жоғары заттар қосылатын қорытылған домналық металлургиялық қож өндірісіне арналған шикізат ретінде қолданылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кәдеге жаратуға жататын қалдықтар санын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Домна қождарын құрылыс материалдарының өндірісінде бетондар мен құрылыс ерітінділері технологияларында цементтің бір бөлігін (30 % дейін) алмастыратын ұнтақталған белсенді минерал қоспа ретінде қолдануға болады.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.4.4. Домна процесіндегі энергия тиімділігі бойынша техникалық шешімдер

5.4.4.1. Жоғары сапалы кендерді пайдалану

Сипаттау

Өнімділік пен энергиялық тиімділікті арттыруға байланысты шикізаттың сапалық сипаттамасы мен ілеспе ресурстарының өзара байланысы.

Техникалық сипаттамасы

Құрамында темір көп және бос жыныстар аз болатын агломератты немесе жентектерді шикізат ретінде пайдаланудың артықшылығын білдіретін тәсіл. Құрамында 61–63,5 % темір бар агломерат және құрамында 66,6 – 66,8 % диапазонда темір бар жентек пайдаланылады. Кокстың біркелкі күлділігі және жүктелетін көмірдің төмен күлділігі басқа маңызды фактор болып табылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жоғары сапалы кендерді пайдалану шойын қорыту процесінің өнімділігін және энергиялық тиімділігін арттырады. Көміртек диоксиді (CO₂) шығарындыларын азайтуға әкелетін тотықсыздағыштардың шығыны төменде берілген. Өнімділігі 3,4 тонна/м³/тәулік және 15–80 кг/т ыстық металға CO₂шығарындыларын азайтуға болады. Оған қоса, қож көлемі шамамен 150 – 200 кг/т шойынға дейін азайтылады, мұның өзі қожды қайта өңдеу кезіндегі шығарындыларды азайтады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Құрамында темір өте көп агломерат пен жентектерді шикізат ретінде пайдалану негізінде кез келген зауытқа жарамды, бірақ бұл әзірлемелерді және әртүрлі темір кендерінің домна пешіне әсерін түбегейлі түсінуді қажет етеді, яғни, құрамында қож аз болатын тәжірибемен байланысты әсерінің бірі домна пешінің отқа төзімді материалының қолданылу мерзімін қысқарту болуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Қолданылуы құрамында темір көп кендердің қолжетімділігімен шектеледі. Жоғары сапалы шикізат келесі объектілерде пайдаланылады: Финляндиядағы Рууки, SSAB (Окселосунн, Швеция), SSAB (Лулео, Швеция).

Экономика

Экономикалық пайда өнімділіктің жоғарылауына, энергияны тұтынудың төмендеуіне және тотықсыздағыштарға деген қажеттіліктің төмендеуіне байланысты. Құрамында темір көп кендердің қолжетімділігі шектеулі. Еуропалық домна пештерінде мұндай тәжірибені енгізу құрамында темір кені өте көп шахталарда монополия ашуға әкеледі, мұның өзі еркін нарықтың және өтімді әрі әділ бәсекелестіктің қағидаттарына қайшы келеді. Туындаған қиындық бүкіл әлемде сапасы осындай темір кендерінің бағасының өсуіне әкелетін еді.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімділік пен энергиялық тиімділікті арттыру осы әдісті іске асыру үшін қозғаушы күш болып табылады.

5.4.4.2. Домна пештерінің энергиялық тиімділігін арттыру

Сипаттау

Домна пештерінің энергиялық тиімділігін арттыру үшін қолданылатын әдістер.

Техникалық сипаттамасы

Домна пешіндегі қаптаманың тозуын бақылау үшін әртүрлі схемаларды пайдалануға болады. Екі бөлек схема пайдаланылады:

1. Соңғы элементтер әдісін (СЭӘ) қолданып қаптаманың отқа төзімді материалының жылу өткізгіштігі және термобумен өлшеу негізінде 1150 °C изотерманың орналасқан орнын бағалайтын схема.

2. Жылу өткізгіштікке сәйкес ошақтың ең жоғары шегіне сәйкес келетін схема.

Салқындатқыш су беретін жабық цикл пешті тиімді басқаруға мүмкіндік береді және белгіленген режимде бірқалыпты тоқтаусыз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Осы әдістің көмегімен энергиялық тиімділіті арттыруға және көміртек диоксиді (CO₂)шығарындыларын азайтуға, сондай-ақ (мысалы, отқа төзімді материалдар) техникалық қызмет жасауға жұмсалатын шығындарды азайтуға болады. Тотықсыздағыштардың шығыны ұзақ мерзімді келешекте шамамен 5 кг/т ыстық металға азаяды. Мұның өзі көміртек диоксиді (CO₂)шығарындылары шамамен 15–20 кг/т ыстық металға азаятынын білдіреді. Бірқалыпты тоқтаусыз жұмыс істеу әдісі шығарындыларды азайтуға және шихтаның шөгу мүмкіндігін төмендетуге көмектеседі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Домна пеші өте жақсы бақыланады. Алынатын шойынның сапасы, мысалы процесс бақыланатын жағдайда, құрамындағы C, Si- және Ss қатысты тұрақты әрі қажетті деңгейде ұсталады.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Энергиялық тиімділікті арттыру жүйелері әдетте бүкіл Еуропаның домна пештерінде қолданылады, мысалы: Рууки (Финляндия), SSAB (Лулео, Швеция), Овако (Коверхар, Финляндия).

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергияны үнемдеуге және шойын сапасын жақсартуға әкелетін технологиялық басқаруды жақсарту артықшылығы болып табылады .

5.4.4.3. Домна газын шығарып алу және пайдалану

Сипаттау

Домна газын отын ретінде қайта пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Әдеттегі домна пеші бір тонна ыстық металға шаққанда шамамен 1200 – 2000 Нм³ сұйылтылған газ өндіреді. Түтін газы 20–28 % көміртек оксидінен (CO) және 1 - 5 % сутектен (H₂) тұрады. Көміртек оксиді (СО) домна пешінде көміртек (С) тотыққан кезде түзіледі. Көміртек оксидінің (CO) көп бөлігі домна пешінде қосымша көміртек диоксидіне (CO₂)дейін тотығады. Көміртек оксиді (CO) мен сутек (H₂) әлеуетті энергия көзін білдіреді және бүкіл әлемде барлық домна пештерінде осы энергияны рекуперациялау бойынша шаралар қабылданады.

Осылайша, домна пешінің от жағу газы тазартылады және кейіннен отын ретінде пайдалану үшін газгольдерлерде буферленеді. Домна газының құрамында Нм³энергияның аз болуын ескере отырып, оны көбінесе отын ретінде пайдаланар алдында кокс газымен, сұйылтылған газбен немесе табиғи газбен байытады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Домна пешінен шыққан экспорттың жалпы көлемі шамамен 5 ГДж/т ыстық металды құрайды, мұның өзі домна пешінің жалпы энергия тұтыну көлемінің 30 % құрайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Сұйылтылған газдың құрамындағы энергия ондағы көміртек оксидінің (СО) концентрациясына байланысты әдетте 2,7–4,0 МДж/Нм³шегінде болады. Бұл табиғи газдың құрамындағы энергияның небары 10 % құрайды. Дегенмен, түзілетін сұйылтылған газдың көп бөлігі энергияны рекуперациялау әлеуеті өте жоғары екенін білдіреді.

Кросс-медиа әсерлері

Жанған оттың газ тәрізді өнімдерін тазарту сөзсіз жүргізіледі және сарқынды сулар мен қатты қалдықтардың жиналуына әкеледі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Әлемдегі барлық жаңа және қолданыстағы домна пештерінде қолданылады.

Экономика

Энергияны үнемдеу арқылы айтарлықтай экономикалық пайдаға қол жеткізіледі.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергияны тиімді пайдалану және үнемдеу арқылы пайда табуға болады.

5.4.4.4. Тотықсыздандырғыштарды тікелей бүрку

Тотықсыздандырғыштарды тікелей енгізу кокстың бір бөлігін пешке мойнақ деңгейінде енгізілетін көмірсутектің басқа көзіне ауыстыруды білдіреді. Бұл көмірсутек мазут, мұнай қалдықтары, тотықсыздандырғыш пайдаланылған май, түйіршіктелген немес ұсақталған көмір, табиғи газ немесе кокс газы және пластмасса қалдықтары түрінде болуы мүмкін. Фурма деңгейінде үрленетін ең жиі пайдаланылатын агенттер - көмір мен мұнай өнімдері. Коксқа қажеттілікті азайту есебінен қоршаған ортаны жалпы ластау деңгейі және энергия деген қажеттілік төмендейді.

Көмірді жүктеу кезінде энергияны таза үнемдеу жүктелетін көмірдің 3,76 ГДж/т деңгейінде есептелді. Көмір беру жылдамдығы 180 кг/т ыстық металл болған кезде, энергия үнемдеу 0,68 ГДж/т ыстық металды немесе домна пешінің жалпы энергия тұтыну көлемінің 3,6 % құрайды. Мұндай энергия үнемдеуге жанама түрде кокс тұтынуды азайту нәтижесінде қол жеткізіледі. Енгізудің одан да жоғары көрсеткіштері одан да жоғары энергия үнемдеуді қамтамасыз етеді.

Тотықсыздандырғыштарды тікелей бүрку жаңа және қолданыстағы домна пештерінде қолданылады.

5.4.4.4.1. Көмір тозаңын (көміртозаңды отынды) үрлеу

Сипаттау

Көмір тозаңын үрлеу есебінен коксты алмастыру өнімділік, кокстың қасиеті, сұйық шойынның қажетті сапасы, домна пешінің қысымы, түрі (мысалы, антрацит) мен жағдайы (ылғалдылығы) және т.б. сияқты факторларға байланысты [5].

Техникалық сипаттамасы

Домна пешінің өнімділігі тұрақты болған кезде көмір жүктеудің жоғары жылдамдықтарын енгізу кокс пен шихтаның домна пешінде болу уақытын "толық кокссыз" режиммен салыстырғанда ұлғайтуға әкеледі.

Мәселен, кокс пен құрамында темір бар шихталық материалдар домна газындағы галогенделген сілтілі металл қосылыстарының ұзақ мерзімді әсеріне ұшыратылады.

Көмір тозаңын ауа мойнақтары деңгейінде домна пешіне үрлеу айналым аймағының (кокстың) температурасын түсіреді. Температураны түсіру деңгейі (шамасы) көмір тозаңының үрленетін (берілетін) мөлшеріне байланысты және мұндай температура түсіру домна пешінің жұмысына зиянды әсер етуі мүмкін. Сұйық фазалы тотықсыздандырылатын дәстүрлі пештерде көмір тозаңын үрлеудің рұқсат етілген шамасы 150 кг/т сұйық шойынмен шектелген, мұның өзі пештің тұрақты жұмысымен қамтамасыз етеді. Көмір тозаңын ауа мойнақтары деңгейінде үрлеудің теориялық максимумы 270 кг/т ыстық металды құрайды. Бұл шек кокстың тасымалдаушы қабілетімен және пештегі термохимиялық жағдайлармен анықталады. Айналым аймағында тиісті жағдайды ұстап тұру үшін және көмір берудің 260 кг/т сұйық шойынға дейінгі анағұрлым жоғары жылдамдығына бір уақытта қол жеткізу үшін ыстық ауа үрлеуді оттекпен байыту және домна пешінің мойнағы деңгейінде көміртозаңды отынмен бірге оттек үрлеу (6.1.3.1 -бөлімді қараңыз) ЕО домна цехтарында қолданылады. Corus (Нидерланды) зауытында көмір тозаңы өнеркәсіптік масштабта жүктеледі. Бір тонна шойынға 250 кг көмір шығынының стандартты нормасы қолданылады.

Көмір тозаңын үрлеу жүйесі бір тонна шойынға 200 кг бастап 202 кг дейінгі көрсеткіштермен NIPPON STEEL SUMITOMO METAL CORPORATION компаниясының (Жапония) көптеген зауыттарында орнатылған.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Өте қолжетімді және талаптары барынша төмен болғандықтан техникалық қызмет жасауға барынша аз шығын жұмсалады және 99 % қолжетімді болады. Көбінесе оған түрпілі болатын көмірмен түйісетін қозғалмалы немесе модуляциялаушы бөліктерінің болмауы есебінен қол жеткізіледі. Көмірді сақтау және беру жүйелерін, таратқышты жуырдағы жетілдірулер жүйеге беру жылдамдығын бұрынғыдан да тұрақтандырды, бұл өз кезегінде жүйеге жүктеу жылдамдығын қосымша тұрақтандырды.

Қазіргі уақытта ең жоғары жүктеу жылдамдығы 200 кг/мың м көп көлемді құрайды, мұның өзі металлургиялық коксты тұтыну мөлшерін 300 кг/т.м дейін азайтады. Домна пешінің рекордтық өнімділігі 4 мың м³/м³в.с.д дейін.

Тотықсыздандырғыштарды тікелей енгізу кокс өндірісіне деген қажеттілікті төмендетеді. Осылайша, кокс қондырғысынан шығарындылар шығарылмайды. Жүктелетін көмірдің әрбір кг шамамен 0,85–0,95 кг кокс түзілуін болдырмауға мүмкіндік туады. Оттекті-көмір жүктеуді қолдану жүктеу жылдамдығын шамамен 20 %-ға ұлғайтты және сәйкесінше кокс мөлшерін азайтты. Электростатикалық сүзгіні пайдалану газ тазалауды жақсартты. Домна пешінің өткізгіштігінің жақсарған оң әсерімен және көмірдің жақсы таралуымен бірге домна пешінің өнімділігі жақсарды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Көмір тозаңын үрлеген жағдайда екі домна пешіне ыстық ауа үрлеу температурасына және ыстық ауа үрлеуді оттекпен байытуға қатысты шектеулер қойылады. Сәйкесінше, процесс көмірді газдандыруды жақсарту үшін құйындық типті коаксиалды оттекті-көмірлі мойнақ арқылы қолданылады. Оттекті-көмірлі мойнақ бұрын мойнақтың бітелуінен туындаған қиындықтарды жойды және осы арқылы домна пештерінің мойнақтары арасында көмірдің таралуын жақсартты.

Пешке үрлеу жылдамдығы жоғары болған кезде қабырғаларды өңдеудің төмендігі және домна пешінің кедергісінің жоғарылауы байқалады. Бұл кокстау жылдамдығы төмен болған кезде және қабырғалық және орталық газ ағындары арасындағы баланс кезінде шихтаны таратуды мұқият бақылау қажет екенін көрсетеді.

Жалпы алғанда, көмір үрлеудің ең жоғары деңгейіне тұрақты қол жеткізу үшін толық дайындалған шихта керек.

Домна пешінің өнімділігі тұрақты деңгейде болған кезде көмір жүктеудің жоғары жылдамдықтарын енгізу кокс пен шихтаның домна пешінде болу уақытын "толық кокссыз" режиммен салыстырғанда ұлғайтуға әкеледі. Осылайша, кокс пен темір құрамды шихталық материалдар домна газындағы сілтілі металдардың галогенденген қосылыстарының ұзақ мерзімді әсеріне ұшыратылады. Алайда, көмір үрлеуді енгізу оттекті бірге жүктеу есебінен домна пешінің өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Көмір мен оттекті үрлеудің абсолюттік деңгейіне және пеш өнімділігін ұлғайтуға байланысты, түтін құбыры арқылы өтетін кокстың жылдамдығы коксты пайдаланудың кез келген жағдайына қарағанда төмен болуы мүмкін.

Тас көмірдің құрамында газ шығармайтын бөлшектердің болуы балқыған қара металдың сипаттамасын өзгертеді, осы арқылы домна пешіндегі қорыту аймағының орыны мен формасына әсер етеді.

Кросс-медиа әсерлері

Өлшеулер жүктелетін көмірдің 1 % аз мөлшері домна пешінің жоғарғы бөлігінен шығатынын көрсетті.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдіс көміртозаңды отын бүркумен және оттекпен байытумен жабдықталған барлық домна пештерінде қолданылады. Тотықсыздандырғышты тікелей бүрку жаңа және қолданыстағы домна пештерінде қолданылады.

Домна пешіне көмірді немесе мұнайды үрлеу - қазіргі уақытта Еуропада және бүкіл дүниежүзінде кеңінен қолданылатын әдіс (мысалы, мынадай зауыттарда домна пештеріне көмір жүктеледі: ArcelorMittal, Corus (Эймюйден, Нидерланды), Rivagroup (Таранто, Италия), Thyssen Krupp Stahl AG (Дуйсбург, Германия). Оттекті көмірді жүктеу Швецияның SSAB Oxelösund AB зауытында пайдаланылады.

Экономика

Керісінше жағдайда кокс пештерін қайта құрылымдауға жұмсалатын күрделі шығындарға ұшырауы мүмкін немесе коксты көмуге мәжбүр болатын зауыттарда шығындарды көбірек үнемдеуге қол жеткізу үшін көмір жүктеудің жоғары жылдамдығын пайдалануға арналған экономикалық ынталандырмалар бар. Оған қоса, көмірді жүктеу кокстенген көмірмен салыстырғанда сапасы анағұрлым төмен көмірді пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл да шығындарды төмендетуі мүмкін.

Көп мөлшердегі тұрақты оттекпен қамтамасыз ететін, қолданыстағы қондырғылардағы бүріккіштерге қосымша сұраныс туғызатын және инжекциялық құрылғыға техникалық қызмет жасауға қойылатын қосымша талаптарды қажет ететін ауаны байытуға қосымша шығындар жұмсалуы мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығындарды үнемдеу, өнімділікті арттыру және күкірт оксиді (CO₂) шығарындыларын азайту, сонымен қатар қазанның жетілдірілген жұмысының нәтижесінде экологиялық пайда түсіру осы әдісті енгізудің қозғаушы күші болып табылады.

5.4.4.4.2. Мазутты оттекпен бірге (домна пешіне) үрлеу

Сипаттау

Майларды немесе басқа сұйық көміртекті бүрку (айдау) көмір тозаңын үрлейтін жағдай сияқты айналым аймағының температурасын түсіреді. Дәстүрлі сұйық фазалы тотықсыздандырғыш домна пештерінде майды бүрку (айдау) айналым аймағындағы температураны түсіру пеш тұрақтылығының айтарлықтай шығынына әкелгенге дейін шамамен 65 кг/т сұйық шойынмен шектеледі.

Техникалық сипаттамасы

Айналым аймағын тиісті жағдайда ұстау үшін және сонымен бірге май берудің анағұрлым жоғары жылдамдығына қол жеткізу үшін 130 кг/т сұйық шойынға дейінгі шығынымен мазутты оттекпен бірге үрлеу қолданылады. Мұндай жағдайда оттекті мойнақтар мазутты ғана пайдалануға есептелген барлық ауа мойнақтарына орнатылады. Май мен оттек бөлек беріледі және май алдын ала 220 °C дейін қыздырылуы керек. Оттекпен байыту деңгейі 7 – 9 % құрайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Оxy-oil технологиясының арқасында бүркілетін майдың мөлшері екі еселенеді. Коксты тұтыну азайтылуы мүмкін, сондай-ақ көміртек диоксиді (CO₂)шығарындылары азайтылуы мүмкін. Май көміртек (С) пен сутектен (H₂) тұрады және 1:1,2 (1 кг май 1,2 кг кокстың да орнын толтырады) арақатынаста кокстың орнын толтырады.

Оттекті-майлы жабдықтың көмегімен майдың мөлшері 130 кг/т ыстық металл деңгейіне дейін екі еселенеді. Осылайша, коксты үнемдеу шамамен 15 кг/т ыстық металды құрайды, ал көміртек диоксиді (CO₂) шығарындыларын азайту шамамен 50 кг/т ыстық металды құрайды. Мәселен, қол жеткізілетін экологиялық пайда мен энергия тиімділігі маңызды болып табылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тәжірибеде оттекті майды бүрку өте сенімді жұмыс істейді.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Май мен оттекті беруге арналған жабдық өте қолжетімді. Оттекті майды бүркуді қолдану тәжірибесі жақсы жағынан танылды. Тотықсыздандырғыштарды тікелей бүрку жаңа және қолданыстағы домна пештерінде қолданылады, Овако (Ковехар, Финляндия) Финляндияның Ковехар қаласындағы Овако зауытында 2000 жылдан бері пайдаланылады.

Экономика

Май бүркуді пайдалану өнімділікті арттыру есебінен шығындарды үнемдеуге әкеледі. Көп мөлшердегі тұрақты оттекпен қамтамасыз ететін, инжекциялық құрылғыға техникалық қызмет жасауға қойылатын қосымша талаптарды қажет ететін ауаны байытуға қосымша шығындар жұмсалуы мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Шығындарды үнемдеу, өнімділікті арттыру және көміртек диоксиді (CO₂)шығарындыларын азайту экономикалық, сол сияқты экологиялық жағынан әдісті енгізудің қозғаушы күші болып табылады.

5.4.4.4.3. Газ үрлеу

Сипаттау

Газ және мазут айдайтын пештерді пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) компаниясы 70 % мазутты кокстаушы газбен алмастыра отырып, стандартты жұмыс рәсімі ретінде тотықсыздандырғыш газ бен мазутты қатарлас айдайтын өзінің шағын №5 және №6 домна пештерін 2002 жылдан бастап пайдаланып отыр. 2004 жылы домна пешіне үрленетін мазуттың орташа шығыны 45,5 кг/т ыстық металды құрады, ал кокстың жалпы эквиваленттік шығыны 477,8 кг/т ыстық металл болғанда, кокс газы бойынша шығын - 46,9 кг/т ыстық металды құрады. Көміртек оксиді CO/көміртек диоксиді CO₂арақатынасы (коэффициент Eta-CO) домна газының құрамындағы Н₂8 %-ға жуық болғанда 43,5 құрады. Ауа мойнағының деңгейінде кокс газын берудің (coke-oven gas) барынша жоғары деңгейі 100 кг/т сұйық шойынды құрайды деп жобаланып отыр. Бұл шек пештегі термохимиялық жағдайлармен қойылады. Кокс газының құрамында қалдық H₂S және күкірттің органикалық қосылыстары болады. Осы күкірт қосылыстары концентрациясының деңгейі көмірдің құрамындағы күкіртке және/немесе қондырғыны күкіртсіздендіру тиімділігіне байланысты. Кокс газын басқа өндіріс орындарында отын ретінде пайдаланудың орнына домна процесінде тотықсыздандырғыш ретінде пайдалану кәсіпорындарда күкірт шығарындыларын азайтуға әкелуі мүмкін, себебі күкірттің бір бөлігі домна шлагымен тұтылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Күкірт қосылыстарының шығарындыларын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Кокс газын алмастыру коэффициенті шамамен 0,98 кг коксқа 1 кг газды немесе 0,81 кг ауыр мұнайды құрайды. Оған қоса, домна процесіндегі кокс және ауыр мұнай сияқты құрамында көміртек көп тотықсыздандырғышты кокс газы сияқты құрамында көміртек аз тотықсыздандырғышқа алмастыру домна процесіндегі көміртек диоксиді (CO₂)шығарындыларын абсолюттік азайтуға әкеледі. Кокс газы домна пешінде пайдаланған кезде, әдетте қайта қыздыру пештерінде және т.б. пайдаланылатын бұл газды домна газына немесе табиғи газға алмастыру керек. Мұның өзі кейбір кокс газын тұтынушыларда кейінгі күкірт диоксидін (SO₂) шығарындыларын 70–90 %-ға азайтуы мүмкін.

Ыстық металдың құрамындағы күкірт те азаюы мүмкін, себебі ауыр металға немесе коксқа қарағанда кокс газының құрамында күкірт аз болады. Алдын ала өңдеген соң ыстық металды күкіртсіздендіру процесінде күкіртсіздендіруге арналған қаражат шығыны (мысалы, әк, кальций карбиді (CaC₂), магний (Mg)) азайтылуы мүмкін.

Кокс газын бүрку үшін компрессорлық құрылғы қажет, мұның өзі (2005 жылы эталондық қондырғыда тұтынуды негізге ала отырып) 204 кВт*с/т COG жуық мөлшерде қосымша энергия тұтынуға әкеледі.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Кокс газын мойнаққа инжекциялау жаңа және қолданыстағы домна пештерінде қолданылғанымен, ол сондай-ақ интеграцияланған болат зауыттарында басқа жерлерде тиімді пайдалануға болатын газдың болуына қатты тәуелді. Тотықсыздандырғыштарды тікелей бүрку жаңа және қолданыстағы домна пештерінде қолданылады. Мысалы, Еуропада Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) компаниясында пайдаланылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Экономикалық және экологиялық тиімділігі.

5.4.4.4.4. Пластикті бүрку

Сипаттау

Мойнақ деңгейінде пластик берудің ең жоғары деңгейі 70 кг/т шойынды құрайды деп саналады. Бұл шек (кокстың) айналым аймағындағы термохимиялық және кинетикалық жағдайлармен белгіленеді.

Техникалық сипаттамасы

Пластмасса материалдардың құрамында сынап, кадмий, қорғасын және мырыш (Hg, Cd, Pb және Zn) сияқты хлор (Cl) және ауыр металдар болуы мүмкін. Бұл элементтердің пластмассадағы концентрациясының деңгейі газ тәрізді қосылыстардың және домна пешінің газындағы қатты бөлшектермен байланысты қосылыстардың құрамына және домна пешінің газ талазау жүйесіндегі тозаң айыру сипатына әсер етеді. Нәтижесінде осы элементтерге арналған белгілі бір кіру критерийлеріне сәйкес болуы тиіс. Скруббер параметрлерінің аздап өзгеруі домена газындағы концентрацияның осы деңгейлерін пластмасса материалдары құйылмаған кездегі стандартты жұмыс жағдайларымен салыстыруға мүмкіндік береді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Пластмассаны жаққан кезде кокс сияқты тотықсыздандырғыштарды алмастырады және осылайша кокс өндірісіне байланысты шығарындылар болмайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Пластик құрамына қойылатын белгілі бір талаптарға сай болуы тиіс. Пластмасса бүрку бойынша зауыттар Германияда орналасқан ArcelorMittal (Бремен) және ArcelorMittal (Айзенхюттенштадт) зауыттарының жұмыс істеп тұрғанына бірнеше жыл болды. 2004 жылы Бремендегі №3 пеш орта есеппен 52,3 кг/т ыстық металл өндірді, сол уақытта Айзенхюттенштадттағы №1 пеш орта есеппен 67,4 кг/т ыстық металл пластик бүркуді іске асырды.

Кросс-медиа әсерлері

Пластмассаға арналған ара қатынас бүркілетін пластиктен алуға болатын C мен H₂салыстырмалы санына байланысты. Бір килограмм пластик 0,75 килограмға жуық коксты алмастыра алады. Ал пластмассаның құрамында ауыр мұнайға немесе коксқа қарағанда күкірттің аз болуына байланысты ыстық металдың құрамындағы күкірт азайтылуы мүмкін. Алдын ала өңдеу кезінде десульфатты агенттің шығыны, ыстық металды күкіртсіздендіру процесі қысқаруы мүмкін.

Пайдаланылатын қалдықтардың құрамына байланысты (мысалы, ұсақтағыштың жеңіл фракциясы) домна газының құрамындағы хромның, мыстың, никельдің және молибденнің (Cr, Cu, Ni және Mo) мөлшері өсуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Тотықсыздандырғыштарды тікелей бүрку жаңа және қолданыстағы домна пештерінде қолданылады. Бұл әдіс жергілікті жағдайларға және нарық жағдаятына тәуелді болады. Пластмассаның домна пешіне инжекциясы - Еуропада Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) зауытында қолданылатын технология. Төрт домна пешінде ұсақталған жеңіл фракцияны қайта өңдеу тәжірибесі бар екені хабарланды (жылына ~ 200 мың тонна). Salzgitter Flachstahl GmbH (Зальцгиттер, Германия) компаниясы бүркуге арналған пластмасса өндірісін 2008 жылы наурызда бастады.

Экономика

Бүрку блогына техникалық қызмет жасауға қосымша шығындар пайда болады.

Ендірудің қозғаушы күші

Қалдықтардың кейбір түрлерін құрамындағы көмірсутекке енгізілген шектеулерге байланысты бұдан былай үйіндіге көмуге рұқсат жоқ.

5.4.4.4.5. Пайдаланылған майды, қалдық майды және эмульсияларды тотықсыздағыш және темірдің қатты қалдықтары дәрежесінде тікелей үрлеу

Сипаттау

Өнеркәсіпте пайдаланылған май мен судан пайдаланылған май, қалдық май және эмульсия жиналады. Осы қалдықтарды домна пешіне кокс пен көмірді жартылай алмастыру дәрежесінде ауа үрлегіш деңгейінде енгізуге болады. Химиялық және термиялық ыдырату балама әдіс болып табылады.

Осы рәсімнің ең маңызды тұсы - домна пешіне су берілуін қатаң бақылау үшін эмульсяиынң құрамындағы суды, май мен тозаңды айыру. Осы операцияны орындау үшін табақшалы сепараторлар (дискілі центрифуга) пайдаланылады. Центрифугалаған кезде бөлінген суды домна пешіне берілетін ауыр майға (мазутқа) қосу осы процестің ажырамас бөлігі болып табылады. Осы суды қосу деңгейін үрлегіштердің алдындағы от жағу аймағындағы адиабаттық температураны бақылау үшін пайдалануға болады, яғни, су қосу деңгейін көтеру үрлегіштердің алдындағы от жағу аймағының адиабаттық температурасын төмендетеді.

Осы қайтарылатын материалдарды пайдаланудың бір артықшылығы оттың температурасын пештің белгілі бір нақты жұмыс істеу режиміне реттеуге болатынына байланысты. Илем отқабыршағының майлы қалдықтары құрамында темір көп, 20 % дейін көмірсутекпен ластанған қатты материалдан тұрады. Майдың құрамындағы темірі көп қатты бөлшектерді бөліп алу (майсыздандыру), көбінесе материалдың осы түрін пайдалануда бірінші қадам болып табылады. Осы жүйеде майлы илем отқабыршағы және осыған ұқсас қалдықтар майдаланады (мысалы, ұсақтау арқылы) және центрифугада эмульсиядан айырып алынған пайдаланылған маймен және майлы фазамен араластырылады. Алынған суспензия үрлегішке жекелеген (дискретті) үрлегіштердің көмегімен бүркіледі. Көмірсутек тотықсыздағыш сияқты әрекет етеді, темір оксиді темірге дейін тотықтырылады және балқытылған болат бөлшектерімен бірге балқытылған шойынға ауысады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бөлінген майлы фаза мен ауыр мұнай арасындағы алмасу арақатынасы 1 - ден біршама төмен, себебі судың майлы фазадан толық бөлінуі мүмкін емес.

Домна пешіндегі кокс шығынын азайту айдалатын қалдықтардың мөлшеріне қарай 3 кг/т бастап 8,5 кг/т дейінгі ыстық металл болуы мүмкін. Домна пешіне прокаттық отқабыршақты тікелей бүрку темір кенін бірге бір ауыстыруға мүмкіндік береді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Материалды (мысалы, майлы илем отқабыршағын) үрлегіш деңгейінде бүрку, домна пешінің центрифугалау аймағында майдың толық реакциясына қол жеткізу мүмкіндігін растай отырып, диоксиндер мен ПХК шығарындылары екі жағдайда да рұқсат етілетін шекте қалғанын көрсетті.

Кросс-медиа әсерлері

Мазутты пайдалану ұқсас мөлшердегі бөлінген майлы фазамен ауыстырылуы мүмкін. Кокс шығыны 3 - 8,5 кг/т шойынға төмендеуі мүмкін, осылайша, осынша мөлшердегі кокс өндірісімен байланысты шығарындыларға жол берілмейді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Қалдықтарды тікелей бүрку жаңа және қолданыстағы домна пештерінде қолданылуы мүмкін. Бұл жүйенің үздіксіз жұмысы қалдықтарды тасымалдау және сақтаудың логистикалық тұжырымдамасына байланысты екенін атап көрсеткен жөн. Өндірістік қалдықтарды тікелей енгізу, жоғарыда сипатталғандай, Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) 5 және 6 домна пештерінде орнатылған.

Экономика

Қалдықтарды айдаудың табыстылығына кокс пен темір кенін алмастыру және кәдеге жарату шығындарын азайту есебінен қол жеткізіледі.

Ендірудің қозғаушы күші

Ресурс үнемдеу.

5.4.4.5. Мойындық газының максималды қысымы есебінен энергияны рекуперациялау

Сипаттау

Мойындықтағы қысымы жоғары домна пеші өзі өндіретін жоғары қысымды мойындық газының үлкен көлемінен энергияны рекуперациялауға өте ыңғайлы мүмкіндік береді.

Техникалық сипаттамасы

Энергия мойындық газын тазартудың жоғарғы құрылғысынан кейін орнатылатын газ кеңейткіш турбинаның көмегімен рекуперацияланады.

Мойындық газының жоғарғы қысымынан алуға болатын энергия мөлшері мойындық газының жоғарғы көлеміне, қысым градиентіне және кіру температурасына байланысты болады. Энергияны осындай тәсілмен рекуперациялау газ тазартқыш пен тарату желісінің қысымы төмен болған кезде мүмкін болады.

Заманауи домна пештеріндегі мойындық газының максималды қысымы шамамен 0,25 – 2,5 бар. Домна газын жинау магистраліндегі қысым 0,05 – 0,1 барға жуық. Мойындық газының жоғарғы қысымының бір бөлігі газды тазалауға арналған құрылғыда "пайдаланылады".

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жоғарғы газ қысымы 2,2,5 бар заманауи домна пешінде 15 МВт дейін электр қуаты өндіріледі. Энергия үнемдеу қуаттылығы 15 МВт турбина үшін 0,4 ГДж/т ыстық металл деп бағаланады. Үнемдеу домна пешінің жалпы энергия қажеттілігінің 2 %-ын құрайды. Домна пештерінде жоғарғы газ қысымын рекуперациялауды қолдану жоғарғы қысымы жоғары пештерде кең таралған.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Мойындық газының жоғары қысымынан энергияны рекуперациялау технологиясы әдетте еш қиындықсыз автоматты түрде жұмыс істейді. Радиалды турбиналарға қарағанда анағұрлым тиімді өстік турбиналарды пайдалануға болады.

Газды тазарту құрылғысына және/немесе коллекторлық магистральға зақым келтірмеу үшін (турбинаны тоқтату және қысым градиентін газды тазарту құрылғысына беру кезінде) арнайы қауіпсіздік шаралары қолданылады.

Турбиналарды пайдалану шығарылатын газдарды мұқият тазартуды қажет ететінін атап көрсеткен жөн. Ең алдымен, құрамында сілтінің көп болуы техникалық қиындық (коррозия) туғызуы мүмкін.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Газдың максималды қысымын рекуперациялауды жаңа қондырғыларда және кейбір жағдайларда кейбір қиындықтарға және қосымша шығындарға қоса қолданыстағы қондырғыларда қолдануға болады. Бұл әдісті қолданудың негізі жеткілікті жоғарғы қысым болып табылады, ол манометр бойынша 1,5 бардан асуы керек.

Жаңа қондырғыларда мойындық газымен жұмыс істеуге арналған турбина мен домна газын тазалауға арналған қондырғыны тазалау, сол сияқты энергия рекуперациялаудың жоғары тиімділігіне қол жеткізу үшін бір-біріне бейімдеуге болады.

Мойындық газының максималды қысымын рекуперациялау бүкіл әлемде жоғары қысымды және газ көлемі жоғары заманауи домна пештерінде қолданылады.

Экономика

Мойындық газының көлемі мен қысымының төмендеуіне, сондай-ақ электр энергиясының қымбаттауына байланысты турбинаның тиімділігі арта түседі. Қазіргі заманғы домна пешінде өтелу мерзімі үш жылдан аз болуы мүмкін, бірақ жергілікті жағдайларға және газдың жоғарғы қысымына байланысты ол 10 жылдан астам болуы мүмкін.

Ендірудің қозғаушы күші

Мойындық газының қысымын рекуперациялау үшін турбинаны орнатудың негізгі қозғаушы күші экономикалық жарамдылығы болып табылады.

5.4.4.6. Ауа жылытқыштарда энергияны үнемдеу

Сипаттау

Ауа жылытқыштар (көбінесе байытылған) домна газымен жағылады. Ауа жылытқыштардың энергия тиімділігін оңтайландырудың бірнеше әдістері бар.

Техникалық сипаттамасы

Энергия тиімділігін оңтайландыру әдістеріне мыналар жатады:

энергиямен жабдықтауды нақты сұранысқа бейімдеу арқылы қажетсіз қорлардың алдын алатын және қосылатын (байыту жүргізілетін жағдайларда) байытатын газдың мөлшерін азайтатын автоматтандырылған жылыту жүйесін пайдалану;

құбыржолды суықтай үрлеуді және шығарылатын газдарға арналған түтіндікті оқшаулай отырып, отынды немесе жағылатын ауаны алдын ала қыздыру. Түтін газдарынан бөлінетін едәуір жылуды отындық ортаны алдын ала қыздыру үшін пайдалануға болады. Мұның іске асырылуы пештердің тиімділігіне байланысты, себебі шығарылатын газдардың температурасы осыған байланысты (мысалы, шығарылатын газдардың температурасы 250°C-дан төмен болса, жылуды рекуперациялау техникалық немесе экономикалық жағынан тиімсіз болуы мүмкін). Жылу алмастырғыш экономикалық себептерге байланысты мазутты жылыту тізбегінен тұрады. Кейбір жағдайларда импортталатын жылу, мысалы агломерациялық салқындатқыштың жылуы пайдаланылуы мүмкін. Алдын ала қыздырылған отындық орта тұтынылатын энергияны азайтады. Байытылған домна газын пайдаланатын зауыттарда отынды алдын ала қыздыру байытудың қажеті жоқ екенін білдіреді.

өртеуді жақсарту үшін анағұрлым жарамды оттықтарды пайдалану;

O_2 -ні жылдам өлшеу және кейіннен өртеу жағдайларын бейімдеу.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Отынды немесе жағылатын ауаны алдын ала қыздыру шамамен 0,3 ГДж/т шойын мөлшерінде энергияны үнемдеуге әкеледі. Энергияны айтарлықтай үнемдеуге домна газын алдын ала қыздыру үшін жағылатын газды пайдалану арқылы қол жеткізіледі. Осы әдістен 170 МДж/т шойынға жуық мөлшерде энергия үнемделеді. Қол жеткізуге болатын шығарындылар деңгейі келесідей: азот оксиді (NO_X) 20 - 25 г/т шойын, күкірт диоксиді (SO₂) 70 - 100 г/т ыстық металл, көміртек диоксиді (CO₂) 0,4 – 0,5 г/т шойын.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Автоматты түрде басқарылатын ауа жылытқыштарды пайдалану жұмыс тиімділігін 5 %-дан көп мөлшерге арттыруға мүмкіндік береді. Бұл энергияны шамамен 0,1 ГДж/т шойын көлемінде үнемдеуді қамтамасыз етеді.

3 және 4-тәсілдер оттың жануын жақсарту және жану шарттарын бейімдеу есебінен қосымша 0,04 ГДж/т шойынды үнемдеуге мүмкіндік береді.

Әдістерді біріктіріп пайдалану кезінде үнемдеуге болатын жалпы энергия шамамен 0,5 ГДж/т шойынды құрайды.

Кросс-медиа әсерлері

Отын ортасын алдын ала қыздыру және түтін газының температурасының жоғарылауы кейбір жағдайларда ыстық пештерден шығатын азот оксидінің (Nox) шығарындыларының көбеюіне әкелуі мүмкін. Заманауи оттықтарды қолдану азот оксидінің (Nox) шығарындыларын азайтуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолдануға болады. Мысалы мынадай объектілерде қолданылады: Thyssen Krupp Stahl AG (Дуйсбург, Германия), Corus № 7 домна пеші (Эймюйден, Нидерланды), ArcelorMittal (Гент, Бельгия), ArcelorMittal (Хихон, Испания), Руукки (Финляндия) және басқалары.

Экономика

Бұл шаралар экономикалық тұрғыдан тартымды болуы мүмкін, өйткені энергия шығыны азаяды. Рентабельділік үнемделген энергия мөлшеріне, сондай-ақ іс-шараларға арналған инвестициялық және пайдалану шығындарына байланысты. 1997 жылы жылуды рекуперациялау қондырғысына жұмсалған әдеттегі шығындар пештер жиынтығына, яғни бір домна пешіне 6 млн еуроны құрады.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімділіктің жоғарылауына және энергия тұтынудың төмендеуіне байланысты экономикалық пайда осы технологияларды енгізудің қозғаушы күші болып табылады.

5.5. Конвертерлік болат өндірісіндегі ЕҚT

5.5.1. Атмосфералық ауаға әсерді азайту бойынша техникалық шешімдер

5.5.1.1. Бастапқы тозаңсыздандыру

Сипаттау

Тозаң бөлшектерін жою үшін қолданылатын техникалар немесе олардың комбинациясы.

Техникалық сипаттамасы

Оттекпен үрлеу кезінде негізгі оттекті-конвертерлік газы (бұдан әрі – ОКГ газы) түзіледі. Бұл газдың құрамында тозаң мөлшері көп болады.

Тозаңды тазарту үшін қолданылатын тазалау әдістері:

толық жағу процесін пайдалану;

құрғақ сепарациялау әдісінің мысалы, дефлектор, циклон) немесе ылғалды сепараторлардың көмегімен ірі тозаң түйірлерін жою үшін алдын ала тозаңсыздандыру;

жаңа және қолданыстағы қондырғыларға арналған құрғақ тозаңсыздандыру (мысалы, электрсүзгі) және қолданыстағы қондырғыларға аррналған ылғалды тозаңсыздандыру (мысалы, ылғалды электрсүзгі немесе скруббер) есебінен тозаңсыздандыру.

Қазіргі уақытта қондырғылардың басым көпшілігі конвертерлік газды отын ретінде қайта өңдейді.

Толық жағу әдісіне тән шығарылатын газдың азайтылған шығыны тазартылмаған газдың жоғары массалық концентрациясына әкеледі, сондықтан таза газға тозаңды бірдей мөлшерде жүктеген кезде, тозаң тұту жүйесінің тиімділігі артуы тиіс. Осылайша, тозаң тұту тұрғысынан азырақ көлемді шығынға есептелген отты азайту қағидаты тозаңсыздандыру жүйесін пайдалануға мүмкіндік береді, ол одан да жоғары тозаң тұту көрсеткіштерімен қамтамасыз етуге тиіс.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Құрғақ тозаңсыздандыру және толық жағуды азайту кезінде: электрсүзгілерді қолданған кезде конвертерлік газдағы тозаңның қалдық концентрациясы кез келген 50 мг/Нм^3 -тен төмен шығын кезінде, 10 мг/Нм^3 -ке дейін азайтылуы мүмкін. Электрсүзгідегі газды өңдер алдында тозаңның ірі түйірлері ауытқу аймағында жойылады, ал газ буландыратын суытқышта кондицияланады.

Құрғақ тозаңсыздандыру және толық жағуды азайту: сұйылтылған газды жаққан кезде тозаң шығарындылары 20 – 50 мг/Нм³дейін азайтылуы мүмкін.

Ылғалды тазарту және отты азайту: ірі түйірлер ең алдымен ылғалды скрубберде жойылады, содан соң әдеуір ұсақтау түйірлер Вентури скрубберлерінде жойылады. Шығарылатын газдағы тозаңның концентрациясы тазартқан соң, әдетте, 15 мг/Нм³бастап 50 мг/Нм³дейінгі мөлшерді құрайды, бірақ 10 мг/Нм^3 -тен де аз мөлшерді құрауы мүмкін.

Ылғалды тазарту және ашық жағу: сұйылтылған газ түтін газдарын бұруға арналған каналда жағылған кезде және Вентури скрубберлерінің көмегімен тазартылған кезде тозаңның қалдық құрамы 10 мг/Нм³бастап 50 мг/Нм³дейін болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бастапқы тозаңсыздандыру әдетте Вентури типті скрубберлермен (шамамен 60 % қондырғы) немесе құрғақ және ылғалды электрсүзгілермен жүргізіледі. Вентури немесе электрсүзгі алдында ірі қатты бөлшектер әдетте дефлектордың және т.б. көмегімен жойылады.

Оттекті үрлегіштің саңылауы арқылы шығатын тозаң шығарындыларына ерекше назар аудару керек. Осы саңылаудан шығатын шығарындылар 50 г/т сұйық болатқа жетуі мүмкін. Шығарындыларды үрлегіш саңылауына тозаңды сейілту үшін оттекті үрлеу және/немесе инертті газды (N₂/CO₂) немесе буды айдау кезінде саңылауды жабатын жылжымалы "диірмен тасының" көмегімен азайтуға болады. Үрлегіш саңылауына арналған тығыздағыштың басқа конструкциялары да үрлегішті тазалауға арналған құрылғылармен оңтайлы құрамдасады.

Челябинск металлургия комбинатында ("ЧМК" ЖАҚ, "Мечел" тобына кіреді) (Ресей) 2021 жылы тозаң тұтқышқа су беруге және түтін газдарын қатты бөлшектерден тазалау үшін су бүркуге арналған құбырлар мен сорғылар ауыстырылды. Осыдан кейін тозаң бөлшектерін сіңірген су арнайы резервуарларға келіп түседі, сүзіледі және сумен жабдықтайтын тұйық циклды құра отырып ылғалды газ тазартуға қайта беріледі. 2020 жылы жаңартылған №1 конвертер газ тазалайтын үш сатылы жүйемен жабдықталған, ол болат қорыту процесінде түзілетін, атмосфераға шығатын шығарындыларды мүмкіндігінше азайтады. Олардың мөлшері шамамен 30 %-ға азайтылды.

Кросс-медиа әсерлері

Алынған тозаң мен шламның құрамында көп мөлшерде мырыш болуы мүмкін, мұның өзі қайта пайдалануды қиындатады. Құрамында мырыш аз сынықтарды пайдалану шламды/тозаңды аглофабрикада кәдеге жаратуға мүмкіндік береді. Құрғақ электрсүзгілерді пайдаланатын қондырғылар қатты қалдықтарды ыстықтай жентектей алады және жентектерді тікелей болат қорыту процесінде қайта өңдей алады.

Оған қоса, ылғалды тозаңсыздандыру кезінде ластанған сарқынды сулардың ағыны жиналады. Тозаң тұту құрылғысының жұмысы энергия тұтынады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бастапқы тозаңсыздандыруды жаңа және қолданыстағы өндірістерде қолдануға болады. Әртүрлі тозаңсыздандыру құрылғыларына арналған қондырғының мысалы: ThyssenKrupp Steel AG (Дуйсбург, Германия), ArcelorMittal Ruhrort GmbH (Дуйсбург, Германия) және басқалары.

Экономика

Бастапқы тозаңсыздандыруға арналған инвестициялық шығындар болат балқыту зауытының жылына 1 млн тоннасы үшін 24 млн нан 40 млн еуроға дейінгі қаражатты құрайды. Пайдалану шығындары бір тоннаға 2 евродан 4 евроға дейінгі қаражатты құрайды.

Ендірудің қозғаушы күші

Отты азайту арқылы ОКГ газын шығарып алу үшін тиімділігі жоғары тазарту қажет. ОКГ газын жағу арқылы тотықсыздамаған немесе рекуперациялаған жағдайда, шығарындылардың қолданыстағы шектеулі мәндеріне сәйкес болуы үшін өңдеу керек.

5.5.1.2. Қожды өз орнында қайта өңдеу

Сипаттау

Тиеу-түсіру жұмыстары және тасымалдау кезінде тозаң шығарындыларын болдырмау және/немесе азайту үшін болат қорыту қождарын цехта қайта өңдеу.

Техникалық сипаттамасы

Егер қож электрдоғалы пеште қож шөмішіне жиналса, оны қатыру үшін сыртқы қож тұндырғыштарға төгу керек. Қождың қатуын су себу арқылы жылдамдатуға болады, мұның нәтижесінде түтін шығуы мүмкін. Егер қождың құрамында СаО болса, бұл түтіннің сілтілігі жоғары болуы мүмкін.

Егер қатқан қож еденге төгілсе, экскаваторларды немесе шөмішті тиеуішті пайдаланып алдын ала уатылады және осыдан кейін сыртқы сақтау учаскесіне жіберіледі. Белгілі бір уақыт өткен соң қож металды қождан бөліп алу және одан әрі құрылыста пайдалану мақсатында қажетті консистенцияны алу үшін уатқыш құрылғының және елеуіштің көмегімен қайта өңделеді.

Қожды уатқан кезде және металды кәдеге жаратқан кезде шығарындылар шығарылуы мүмкін. Тозаң шығарындыларын азайту үшін уатуға және елеуге арналған құрылғыларды жауып қоюға және ауа сорғышпен жабдықтауға болады. Уатудан және елеуден шығатын шығарындылар кейіннен қапшық сүзгінің көмегімен тазартылады. Конвейерлік таспаның үсті жабылуы тиіс, ауыстырып тиеу пункті суландырылуы тиіс. Егер қайта өңделген қож сақталатын болса, қож партиялары суландырылуы тиіс. Уатылған қожды жүктеген кезде сулы тұман тозаң шығарындыларын азайту үшін пайдаланылуы мүмкін.

Қожды қыздыру және қыздыру соңында тотықтыру барысында, шығарар алдында жою қажет болуы мүмкін. Пеш артқа қож терезесіне қарай еңкейтіледі және қож төгіледі немесе шөмішке немесе пештен төмен тұрған алаңға құйылады, нәтижесінде тозаң мен түтін түзіледі. Арнайы болат үшін, ең бастысы қосындыланған болат үшін металлургиялық себептер бойынша қож сұйық болатпен бірге шөмішке шығарылады. Қождың көп бөлігі қожды қож шөмішіне төгуге арналған алаңда болаттан бөліп алынады. Осы кезде пайда болатын түтін ауа сорғыштың көмегімен тұтылуы тиіс.

Қорытпаны түйіршіктеуді қожды тостағандармен тасымалдау арқылы балқыту агрегатында немесе орталық қондырғыда жүргізуге болады. түйіршіктеу тәсілдері салыстырмалы түрде шамалы күрделі шығын жұмсап, әдеуір мөлшердегі қожды жылдам қайта өңдеуге мүмкіндік береді.

Пеш жанындағы түйіршіктеу бу-газ шығарындыларын шектеуге және зиянсыздандыруға, сұйық күйдегі қожды толық өңдеуге мүмкіндік береді. Ол шоқтанған қождың термиялық кернеудің әсерінен шытынап кету қасиетіне, сонымен қатар қорытпаға су тиген кезде қож түйірлерін түзе отырып, микрожарылыс есебінен жан-жаққа шашырап кету қасиетіне негізделген. Қожды қайта өңдеудің ылғалды тәсілдері қожды қайта өңдеудің бассейндік және науалық тәсілдеріне жатады. Жартылай құрғақ тәсілдерге барабанды және гидронауалы тәсілдер жатады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Осы технологияны пайдалана отырып <10 - 20 мг/м³деңгейіндегі тозаң концентрациясына қол жеткізуге болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жоқ.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.5.1.3. Екінші реттік тозаңсыздандыру

Екінші реттік шығарындыларды тозаңсыздандыру келесі операциялардың барысында іске асырылады:

сұйық шойында миксерлі шөміштен (немесе сұйық шойынға арналған миксерден) құю шөмішіне ауыстырып құю;

конвертерді жүктеген кезде және конвертерден және шөміштен және болатты пештен тыс өңдейтін жадбықтан сұйық болат пен қожды ағызған кезде шығатын екінші реттік шығарындыларды тұту және азайту;

шөміштен шөмішке ауыстырып құю, қожды айдау және сұйық шойынды күкіртсіздендіру сияқты сұйық шойынды алдын ала дайындау;

қоспалармен жұмыс істеу;

кесектерге тарата құю және үздіксіз тарата құю.

5.5.1.3.1. Екінші реттік шығарындыларды жинау және азайту

Сипаттау

Болат өндіру кезінде шығарылатын екінші реттік шығарындыларды азайтуға бағытталған техникалар немесе техникалар комбинациясы.

Техникалық сипаттамасы

Шығарылатын газдарды толық техникалық жинауға арналған оңтайлы конструкция мен шығарылатын газдардың жоғары жылдамдығының өзі конвертерлік болат өндірісінің тұтас процесі барысында ұзақ мерзімді негізде тұрақты түрде 100 %-дық тұту деңгейімен қамтамасыз етілетініне кепілдік бере алмайды. Өндірістік ғимараттардағы ауа ағыны сияқты өзгермелі әрі әдеттен тыс пайдалану жағдайлары мен қоршаған орта факторлары шатырдағы шамдар арқылы екінші реттік шығарындылар түрінде шығатын кәдеге жаратылмаған сөзсіз тозаң шығарындыларының пайда болуына әкелуі мүмкін.

Екінші реттік шығарылатын газдар орталық желдеткіш және тозаңсыздандыру жүйесінің көмегімен жойылады. Кейде сұйық шойынды алдын ала өңдеу, оттекті конвертерді және ағызғышты жүктеу, сонымен қатар болатты пештен тыс өңдеу жүйелерінен шығатын шығарындылар бұрылады және бөлек тазартылады, олар көбінесе екінші реттік тозаң тұту жүйесінің бір бөлігі болып табылады.

Сұйық шойынды құю және қожды ауыстырып құю сияқты сұйық шойынды алдын ала өңдеу: Сұйық шойынды миксерлі шөміштен тиегіш шөмішке ауыстырып құю жабық стендіде жүргізіледі. Сұйық шойын құйылған шөміш шойынтасығышпен цех еденінің деңгейінен төмен деңгейде қозғалады. Осы шойынтасығыштың қорғаныш экраны болады, ол мойынды оқшаулап, жабық камера құрайды. Толық жабу мүмкін болмаған жағдайда, шөміштің үстіне түтін тартқыш камин орнатуға болады.

Қожды ауыстырып құю процесі үшін балқыған металды тасымалдайтын шөміш қожды ағыздыру позициясына еңкейтіледі, дәл осы уақытта кран немесе аударғыш ұстап тұрады. Каминдердің еркін көлденең қимасы берілістің едәуір жоғары жылдамдығына қол жеткізу үшін тиісті ішкі элементтермен шектеледі. Камин жылжымалы типті болуы, осылайша қож ағыздырудың бірнеше позициясына қызмет жасай алатын болуы мүмкін. Қожды ауыстырып құюға арналған стенд әдетте арақабырғамен бөлінеді, бұл операция үшін жеткілікті қозғалысты қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Саңылаулар шөмішке бекітілген тығыздағыш экрандармен жабылады.

Конвертерлерден және шөміштерден шыққан сұйық болат пен қожды конвертерлерге жүктеу және шығару: сұйық шойынды құйған кезде және сынықтарды жүктеген кезде және конвертерден болатты шығарған кезде тозаң шығарындылары шығады. Пайдаланылатын сынықтардың сапасына қарай ПАУ, ПХД және ПХДД/Ф сияқты әртүрлі органикалық ластауыштар жүктеу кезінде шығарындылардың құрамында болуы мүмкін органикалық материалдардың (майлар, бояулар, майлау материалдары немесе пластмассалар) термиялық ыдырауы кезінде пайда болуы мүмкін. Конвертерге жүктеу және шығару кезінде пайда болатын шығарындылар екінші реттік тұту жүйесімен тұтылады.

ККП-ның жұмысын қамтамасыз ететін екінші реттік желдеткіш, әдетте тікелей конвертердің көлбеу күйдегі мойнының үстіне орнатылған сорғы шатырдан және конвертердің қалған ¾ бөлігінің айналасындағы қаптамадан тұрады. Сорғы шатырды конвертердің корпусына барынша жақын орналастырған дұрыс. Кейбір қолданыстағы құрылғыларда аспалы шатырды сақтау камерасына жақын орнатуға мүмкіндік болмайды. Мұндай жағдайда шатыр төбенің қасына орнатылады, мұның өзі шатырдың көлеміне және жойылатын көлемге немесе ғимараттағы ағынның жергілікті жағдайына қарай тиімділікті төмендетеді.

Тазарту әдетте қапшық сүзгінің көмегімен жүргізіледі, десек те құрғақ электрсүзгілер де қолданылады.

Болатты пештен тыс өңдеуден шығатын шығарындылар келесі процестердің барысында пайда болуы мүмкін: шығару операциялары (мысалы, шөміштер, "шөміш-пеш" құрылғылары, пештен тыс өңдеуге пайдаланылатын конвертерлер және басқа жабдық, болат), газсыздандыру, отқа төзімді материалдарды алдын ала қыздыру (болат құятын шөміш, аралық шөміш, газсыздандырғыш), қоспалармен жұмыс істеу.

Металды пештен тыс өңдеу процестерінен шығатын шығарындылар бөлек жойылады және қапшық сүзгілердің көмегімен тазартылады, тозаң шығарындыларының өлшенген концентрациясы кемінде 10 мг/Нм³/с құрайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ыстық металды қайта өңдеу және күкіртсіздендіру кезіндегі сияқты, сондай-ақ конвертерді үрлеу кезіндегі сияқты ыстық металды алдын ала өңдеу процедурасы үшін тиімділік толық шығарып алғанға дейін өте жоғары болуы мүмкін. Керісінше, сынықтар мен ыстық металды жүктеу, сонымен қатар қалдықтар мен қожды бұру кезінде шығарындыларды жинаудың тиімділігі әлдеқайда төмен.

Кейбір зауыттардың (мысалы, Жапонияда) төбесі тұтас жабық болады және шығарындылар жалпы 100 % тиімділікке қол жеткізе отырып жойылады.

5.5-кесте. Әртүрлі процестер кезіндегі тиімділік көрсеткіштері

№ р/р	Сұйық шойынды алдын ала өңдеу		Конвертердің жұмысы
№ р/р	Шөміштерді дайындау бөлімі	Сұйық шойынды алдын ала өңдеу	Сынықтар-ды жүктеу	Сұйық шойынды құю	Үрлеу	Сұйық шойын мен қожды шығару
1	2	3	4	5	6
1	94 – 99 %	94 – 99 %	24 – 64 %	89 – 94 %	89 – 99 %	49 – 55 %

Ескертпе: 100 % - конвертердің жұмысы кезінде бөлінетін (техникалық жағынан қолжетімді деңгейге тең) тозаңды білдіреді деп жобалайық; бұл ретте анағұрлым төмен мәндер әдеттегі қолжетімді тиімділікке, ал жоғарырақ мәндер – максималды қолжетімді нәтижеге жатады.

5.6-кесте. Әртүрлі құрылғылармен тазалау көрсеткіштері

№ р/р	Параметр	Электрсүзгі	Қапшық сүзгі
1	2	3	4
1	Тозаң	6	<2 – 13
2	Pb, Cr, Cu, Mn, V	0.1
3	ПХДД/Ф	0.03

Ескертпе: мәндер нг I-TEQ/м³пайдаланылатын ПХДД/Ф қоспағанда, мг/Нм³берілген.

Барлық мәндер жылдық орташа болып табылады.

Электрсүзгілердің және қапшық сүзгілердің көмегімен нүктелік көздерден шығатын шығарындылар атмосфераға шығарылатын жеке шығарындылардың әрқайсысы үшін кемінде 5 г/т құрауы мүмкін. Мұның өзі 2 тозаң/Нм³бастап 13 мг тозаң/Нм³дейін шығарындылар концентрациясына сай келеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Екінші реттік тозаңсыздандырудың ең күрделі аспектілері ағызу тиімділігі, ауаарналардағы жарылысты болдырмау және пайда болатын қаттық алдықтарды өңдеу болып табылады.

"Уральская Сталь" АҚ металлургия кешенінің (Ресей) ірі габаритті құймаларды өңдеу учаскесіндегі тор үстіндегі жаңа аспирациялық қондырғы жылына 60 т тозаң ұстайды.

Кросс-медиа әсерлері

Екінші реттік тозаңсыздандыру кезінде бір тонна сұйық шойынға есептегенде 0,5 кг қатты қалдық пайда болады. Құрамында темір көп қатты қалдықтарды қайта пайдалану құрамындағы мырышқа айтарлықтай деңгейде байланысты болады. Кейбір зауыттар оны қайта пайдалана алады, егер қайта пайдаланбаса, оны кәдеге жарату керек.

Желдеткіш құрылғының және тозаңнан тазартуға арналған құрылғының жұмысы энергияны қажет етеді. Желдеткіштерге арналған бетонды корпус, сүзгідегі қосымша оқшаулау және құбырдағы жапқыш сияқты шудан қорғау бойынша қосымша шаралар қажет болуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолданылады. Еуропада және әлемде көптеген зауыттарда қолданылады (Voestalpine Stahl GmbH, Линц, Австрия, шығарындылардың орташа тәуліктік мәндері 0,3 – 10 мг/Нм³диапазонында болады). ауыр мтелдардың шығарындылары мен ПХДД/Ф мерзімді түрде өлшеніп тұрады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты. Тазарту құрылғыларына (қапшық сүзгілер және электрсүзгілер) техникалық қызмет жасауға қосымша шығындар қажет болады.

"Уральская Сталь" АҚ (Ресей) жаңа аспирациялық қондырғысын орнату жобасын іске асыруға орындау шеңберінде 30 млн рубль инвестиция жұмсалды.

Ендірудің қозғаушы күші

Екінші реттік шығарындыларды болдырмау және конвертерлік бөліктегі жақсартылған еңбек жағдайлары негізгі қозғаушы күш болып табылады, бұған қоса тиегіш крандардың сенімділігін арттыруға мүмкіндік туғызу қосымша қозғаушы күш болып табылады.

5.5.1.3.2. Сұйық шойынды алдын ала өңдеу кезінде тозаңды жою

Сипаттау

Сұйық шойынды тасымалдау және өлшеу, қожды бөліп алу және күкірт қосылыстарынан тазарту кезінде тозаң шығарындыларын болдырмауға және/немесе азайтуға арналған техникалық шешімдер.

Техникалық сипаттамасы

Тозаң шығарындыларының меншікті коэффициенті (шығарындылар азайғанға дейін) 110 г/т бастап 830 г/т болатқа дейін түрленеді. Осы шығарындылар тұтылады және әдетте қапшық сүзгінің көмегімен өңделеді. Күкіртсіздендіруге арналған қондырғылар негізінен жабық болады. Тозаң тұту бойынша негізгі шараларға шөміш қақпақтарын пайдалану, күкіртсіздендіргіштерді бақылап енгізу, қожды жоюдың кешенді операциялары, сорғыш жүйесі бар корпусты пайдалану және процесте қозғалатын қақпақтарды орнату жатады. Кейбір жағдайларда құрғақ электрсүзгілер қолданылады.

Желдеткіш жүйесінің жою тиімділігі маңызды ерекшелік болып табылады. сору жүйелерінің орналасу күйі сорудың жоғары тиімділігіне қол жеткізетіндей етіп оңтайландырылуы тиіс.

Автономды тозаңсыздандыруға арналған түтін газдарының шығыны 30 000 бастап 1 млн Нм³/с дейінгі диапазонда болады. Автономды тозаңсыздандыру жүйесінің көмегімен тозаң тұту өнімділігін толық бақылауға және жиналатын тозаңның әртүрлі түрлерін қайта пайдалануға болады. Бүгінгі күні кейбір зауыттарда тозаңсыздандыру, күкіртсіздендіруге арналған құрылғылар екінші реттік тозаңсыздандырудың орталықтандырылған жүйесінің бір бөлігі болып табылады және бөлек сипатталмайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қапшық сүзгілерді немесе электрсүзгілерді пайдалану 1 - 10 мг/Нм³аз шығарындыларға қол жеткізуге мүмкіндік береді. Corus (Иджмюйден, Нидерланды) зауытында қожды жою және күкіртсіздендіру жабық үй-жайда жүзеге асырылады. Шығарындылар қапшық сүзгіге жіберіледі. Тозаң шығарындыларын нүктелік өлшеу нәтижелері 2001 жылы 2 мг/Нм³және 2004 жылы 1 мг/Нм³құрады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қапшық сүзгілер сияқты электрсүзгілер де еш қиындықсыз пайдаланылады. Канбара реакторы механикалық араластырғышы бар шойынды күкіртсіздендіруге арнғалан құрылғыны білдіреді. Бұл әдіс қалақты аспапты ыстық металға батырып, айналдыру есебінен және кейіннен ыстық металлмен күкіртсіздендіруші агентті механикалық араластыру есебінен күкіртсіздендіру реакциясын жылдамдатумен сипатталады. KR процесі қалақты аспаптың жоғары жылдамдықпен айналдыру (120 айн/мин жуық) есебінен күкіртсіздендіру реакциясын тиімді жылдамдатады. Нәтижесінде бағасы қымбат магнийді қолданбай, тек қана арзан әкті пайдалана отырып, шойын құрамындағы күкірт концентрациясы бір млн ға бірнеше ондаған бөлік шегіндегі төменгі деңгейге дейін азайтылады.

Қондырғылар келесі зауыттарда қолданылады: JSW Steel Ltd. (Виджаянагар зауыты, Үндістан) 2016 жылдан бастап, Kobe Steel, Ltd (Какогава зауыты, Жапония) 2014 жылдан бастап, NIPPON STEEL көміртек оксиді (CO) RPORATION (Явата зауыты, Жапония) 2002 жылдан бастап.

Кросс-медиа әсерлері

Энергияны тұтыну, қақтау процесінде қайта өңдеуге болатын (құрамында темір көп) қатты қалдықтардың пайда болуы. Алайда, бұл қақтау процесінде күкірт шығарындыларының жоғарылауына әкеледі. Ыстық металды күкіртсіздендіру қондырғысындағы тозаңның құрамы көбінесе қолданылатын күкіртсіздендіру агентіне байланысты болады. Сонымен қатар жиналған тозаңды суықтай жентектеуден кейін бункерге қайтаруға немесе басқа өндірістерде қайта пайдалануға болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады. Ыстық металды алдын ала өңдеу кезінде тозаңды жою бүкіл әлемдегі көптеген зауыттарда қолданылады.

Экономика

Бұл әдісті қолдануға салынған инвестиция шамамен 10 млн евроны құрайды. Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.5.1.3.3. Ұйымдастырылмаған екінші реттік шығарындыларды болдырмаудың немесе бақылаудың жалпы әдістері

Сипаттау

Шикізатты алдын ала дайындау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болдырмауға және/немесе азайтуға бағытталған техникалық шешімдер.

Техникалық сипаттамасы

ОКҚ процесінің тиісті екінші реттік көздерінен шыққан ұйымдастырылмаған шығарындыларды болдырмаудың жалпы әдістері:

1) конвертерлік цехтың әрбір ішкі процестері үшін дербес тұту және тозаң жою құрылғыларын пайдалану;

2) ауаға шығатын шығарындыларды болдырмау үшін күкіртсіздендіру қондырғысын тиісті деңгейде пайдалану;

3) күкіртсіздендіру қондырғысын жалпы герметикалау;

4) сұйық болатқа арналған шөміш қолданылмаған кезде қақпақты қолдану, сұйық болатқа арналған шөмішті тұрақты түрде таза ұстау;

5) егер төбедегі ауа сорғыш жүйе қолданылмаса, конвертерге шойын құятын шөмішті конвертердің алдында шойынды құйған соң шамамен екі минуттай ұстау;

6) болат қорыту процесін компьютермен басқару және мысалы, қож шығарындысын (яғни, қож көпіршіктеніп, конвертерден асып кететін жағдайларды) болдырмау немесе азайту үшін оңтайландыру;

7) шығарындыларды туғызатын элементтерді шектей отырып және көпіршіктенуге қарсы агенттерді қолдана отырып, қорытпаны шығару кезіндегі шығарындыларды болдырмау;

8) оттекті үрлеген кезде конвертерлік бөлімнің үй-жайында есіктерді жабу;

9) көзге көрінетін шығарындыларды анықтау мақсатында төбедегі видеокамераның көмегімен тұрақты түрде бақылау жасау;

10) шатырдың астындағы шығарындыларды сору жүйесін пайдалану.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Жергілікті басқару жүйелерін пайдалану тұту тиімділігін оңтайландыруға және қайта пайдалану мүмкіндігін ынталандыруға көмектеседі. Екінші жағынан, көптеген болат қорыту зауыттарында пайдаланылатын құрама екінші реттік тозаңсыздандыру жүйелерінің, сол сияқты бөлек жүйелерінің экологиялық көрсеткіштері бірдей. Құрама жүйелердің энергия тұтыну жағынан артықшылықтары бар.

Күкіртсіздендіру процесінде кальций карбидінің (CaC₂) орнына реагенттерді, кальций оксидін (СаО) пайдалану қатты қалдықтардың шығарындыларын азайтуға, жағымсыз иістің жайылуын азайтуға, сондай-ақ басқа да сипаттамалары бар (анағұрлым пайдалы) қожды алуға мүмкіндік береді.

Күкіртсіздендіру жүйесінің герметикалығы тозаң жинау жүйесі арқылы ауаны толық жоюға мүмкіндік береді.

Конвертер алдында шойын құятын шөмішті ұстаған кезде шөміш баяу салқындайды және сәйкесінше, шөміш түтіндемейді, мұның өзі тозаң шығарындыларын азайтады.

Компьютерлік басқару жүйелері шатыр астындағы сору жүйесі қолданылмаған жағдайда шығатын түтінді жоюға көмектеседі.

Шаралар кешенін пайдаланған кезде (мысалы, 4, 5, 6 және 8) тозаңның қалдық концентрациясы 10 г/т болатты құрауы мүмкін

Өндірістік ғимараттардың шатырында пайда болуы және шығарындылардың көбеюіне әкелуі мүмкін көзге көрінетін шығарындыларды бақылау үшін видеобақылауды пайдалану стандартты пайдалану жағдайынан ауытқуларды тіркеуге мүмкіндік береді және шығарындыларды болдырмау бойынша тиісті шараларды қолдануға көмектеседі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жоқ.

Кросс-медиа әсерлері

Деректер жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады. Қолданыстағы қондырғылар үшін қолданылуы құрылымдық ерекшеліктерімен шектелуі мүмкін. Пайдалану мысалы - Corus (Иджмюйден, Нидерланды).

Экономика

Үздіксіз мониторинг жүргізу экономикалық пайдасы да болуы мүмкін тиісті түзетуші шараларды қабылдау үшін мүмкіндіктер ұсынады.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.5.2. Ластағыш заттардың төгінділерін азайту бойынша техникалық шешімдер

5.5.1.1. Ылғалды тозаңсыздандырудан шыққан сарқынды суларды тазарту

Сипаттау

Ылғалды тәсілдермен тозаңнан тазартуды қолданған кезде жиналатын жуынды суларды тазарту.

Техникалық сипаттамасы

Болат қорыту зауыттарының көптеген оттекті конвертерлерінде ОКӨ бастапқы газ ағынынан атмосфераға шығарылатын шығарындыларды азайту үшін скрубберлерді пайдалану нәтижесінде сарқынды сулар жиналады.

Жиналған сарқынды сулар әдетте қайта өңделеді және төгер алдында өңделеді. Скрубберлерден шықан судың құрамында негізінен қалқымалы қатты заттар болады; мырыш пен қорғасын су құрамындағы негізгі ауыр металдар болып табылады.

Қалқымалы қатты заттардың басым бөлігін су тазарту контурында гидроциклонның көмегімен және/немесе тұндыру арқылы жоюға болады. рН түзетілген соң судың көп бөлігін қайта өңдеуге болады.

Ағындарды ағызар алдында тұндыру және/немесе сүзгілеу арқылы өңдеуге болады (техникалардың толық сипаттамасы 5.1.3.3-бөлімде берілген).

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Сарқынды суларды барынша азайтудың ең тиімді шаралары тазартқыш судың айналу жылдамдығын арттыру болып табылады. Жуынды су ағынында карбонаттардың шөгуін күшейту үшін тұндырудың екінші сатысында көміртек диоксидін (CO₂) бүрки отырып екі сатылы тұндыру процесі арқылы жоғары рециркуляцияға қол жеткізуге болады. Көміртек оксидін (CO₂)бүркуді оты азайтылып жұмыс істейтін жүйелерде ғана қолдануға болады.

Оған қоса, ағындарды тазарту әдістері қолданылады. Төгінділердің құрамында (мырышты (Zn), қорғасынды (Pb) және т.б. қоса алғанда) қалқымалы заттар болуы мүмкін. Тұндыру және сүзгілеу әдістері қолданылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Corus IJmuiden өндірістік объектісінде келесі көрсеткіштерге қол жеткізілді: су тұтыну – 0,52 м³/тонна болат, қалқымалы заттардың көрсеткіш мәндері – 20 г/тонна болат, Zn – 73 мг/тонна болат, Pb – 31 мг/тонна болат.

Кросс-медиа әсерлері

Тұнба гидроциклондау кезінде және/немесе су тазарту контурында қалқымалы қатты заттары тұндыру кезінде пайда болады. Бұл тұнбаны шойын мен болатты өндіру процесінде 100 % қайта өңдеуге болады. Дүниежүзінде көптеген басқа болат қорыту зауыттарында шлам пайдалануға жарамайды, не цемент өнеркәсібінде сырттан пайдаланылады, не сақталады немесе кәдеге жаратылады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Рециркуляцияның жоғары тиімділігі және қосымша өңдеу жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолданылуы мүмкін. Қолдану мысалдары: Corus (Эймюйден, Нидерланды), ArcelorMittal (Гент, Бельгия), AlcelorMittal (Кливленд, Құрама Штаттар).

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Су тұтынуды азайту. Сарқынды сулардың сапасына қойылатын заңнама талаптары.

5.5.1.2. Үздіксіз құю процесінен шыққан сарқынды суларды тазарту

Сипаттау

Дайындамаларды үздіксіз құю кезінде жиналатын сарқынды суларды тазартуға арналған шараларды немесе олардың жиынтығын пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Су алынған өнімді тікелей салқындатуға арналған дайындамаларды үздіксіз құятын машиналарда пайдаланылады. Осылайша, ластанған технологиялық су ағыны пайда болады. Көптеген жағдайларда осы сарқынды сулар ыстықтай илемдеу орнагыған шыққан сарқынды сулардың ағындарымен бірге өңделеді. Өңдеген соң су рециркуляцияланады.

Құю формасы және білікшелердің ішкі бөлігі әдетте жабық контурда сумен салқындатылады және мұнда қарастырылмайды. Негізгі ластағышлар қалқымалы заттар мен майлар болып табылады. Төгінділерді азайту бойынша негізгі шаралар төгілетін заттарды тұндырумен және/немесе сүзгілеумен қатар рециркуляцияның жоғары жылдамдығы болып табылады.

Майды жою үшін бак-сепараторларды пайдалануға болады. Себілетін су әдетте буландырғыш градирняда салқындатқанға дейін және салқындатқаннан кейін құммен сүзгілеу арқылы тұндырылады. Дайындамаларды үздіксіз құю машинасының екінші реттік салқындату аймағының шүмектері ұзақ уақыт бойы ойдағыдай жұмыс істеуі үшін құммен сүзгілеу қатты бөлшектер мен майдың төмен деңгейімен қамтамасыз етеді. Еріген қатты бөлшектердің деңгейін бақылау үшін, қатты бөлшектердің шығарындыларын және кез келген маймен ластануды барынша азайту үшін ашық контурдан ағызуды құммен сүзгілеу қондырғысынан кейін орындау керек. Құм сүзгі бітеліп қалмауы үшін құм сүзгілердің алдына май айырғышты орнату керек.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ластағыш заттардың концентрациясын азайту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Үздіксіз құю кезінде келесі көрсеткіштерге қол жеткізуге болады: су тұтыну – 0,04 м³/тонна болат, қалқымалы заттардың көрсеткіштерінің мәндері – 0,8 г/тонна болат, мырыш – кемінде 1 мг/тонна болат, қорғасын – кемінде 1 мг/тонна болат, майлар және мұнай өнімдері – 20 мг/тонна болат.

Кросс-медиа әсерлері

Тұндыру сатысында құрамында темір бар шлам жиналады, ол агломерациялық қондырғыда қайта өңделеді немесе үрлегіш арқылы тікелей бүрку әдісімен домна пешіне жіберіледі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады. Мысалы, мынадай зауыттарда қолданылады: АрселорМиттал (Индиана, Құрама Штаттар), Corus (Эймюйден, Нидерланды), ArcelorMittal (Гент, Бельгия), Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия).

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Су тұтынуды азайту. Сарқынды сулардың сапасына қойылатын заңнама талаптары.

5.5.3. Қалдықтарды басқару бойынша техникалық шешімдер

5.5.3.1. Ыстықтай жентектеуден шыққан тозаң және сыртқы қайта пайдалану үшін құрамында мырыш көп жентек өндіре отырып қайта өңдеу

Сипаттау

Құрғақ тозаңтұтқыштарды тазалау кезінде шығатын қатты тозаң бөлшектерін қайта пайдалану мүмкіндігі үшін өңдеу.

Техникалық сипаттамасы

Оттекті үрлеу нәтижесінде пайда болатын конвертерлік газды тазалау құралы ретінде құрғақ электрсүзгілерді пайдалану тозаң жиналуына әкеледі. Бұл тозаңның құрамында темір көп болады (40 - 65 %) және тозаңды жентектерге сығымдаған кезде шикізат ретінде пайдалануға болады.

Ірі және майда дисперсті тозаң бірдей құрылғыларда жентектеледі, бірақ әртүрлі қасиеттеріне байланысты бөлек жүктеледі. Ірі тозаңнан жасалған жентектердің құрамында 70 %-ға жуық металл темір болады және конвертерде сынықтарды алмастырушы ретінде пайдалануға болады. Майда дисперсті тозаңнан жасалған жентектердің құрамында 7 % – 20 %-ға жуық металл темір болады және қорытпаны салқындатуға арналған қоспа ретінде пайдалануға болады.

Ыстықтай жентектеу ыстықтай жентектеуге арналған қондырғыда жүргізіледі. Ең алдымен тозаңды ыстық ауаның және автотермиялық реакциялардың көмегімен қозғалмалы қабаты бар реакторда 750 °C дейін қыздырады. Екінші кезеңде жентектер цилиндрлік сыққышта жасалады.

Қайта пайдаланатын тозаң мырыш концентрациясын бірте-бірте көбейтеді. Тозаңды жентектерде мырыштың орташа құрамы массасы бойынша 17 %-дан көп болғанда, оны қайта өңдейтін кәсіпорын мырыш алу үшін тасымалдайды. Мырыш алу үшін және техникалық және экономикалық жағынан жүзеге асыру үшін, яғни бастапқы материалдарды араластыра отырып, мырыштың құрамы 20 % бастап 24 % дейін болуы керек. Тозаң құрамындағы мырыш өте бірқалыпсыз болатындықтан, құрамындағы мырыш массасы бойынша 17 %-дан асатын тозаң осы жерде сипатталған циклға жатады.

Мұның өзі циклда едәуір мөлшердегі қажетсіз мырыштың тасымалдануына әкеледі, ол әрбір келесі циклда бірнеше рет тотықсызданады, буланады, тотығады және жентектеледі, мұның өзі бункерге жентектерді тиеген кезде айтарлықтай ауытқуларға әкеледі. Бұл, өз кезегінде, металлургиялық жұмысқа (пайдаланылған газдарды бұру каналында қождың, тозаңның жиналуы) әсер етіп қана қоймай, сонымен бірге жылу балансына да (ыстық металл/сынықтар) айтарлықтай әсер етеді. Тұрақты аналитикалық бақылау өндірілетін болат пен қождың сапасы құрамындағы мырыштың қандай да бір мөлшерде артуына байланысты нашарламайтынына кепілдік беру үшін қажет.

Процесті оңтайландыру үшін тозаңның құрамындағы мырыштың деңгейін нақты уақыт тәртіптемесінде онлайн анықтау әдістемесі әзірленді. Бұл технология LIBS деп аталады. Құрылғы конвейердегі тозаңның құрамындағы мырышты үздіксіз өлшеп отырады.

Майда дисперсиялы тозаңды түйіршіктеу себебі тіпті байланыстырушы заттарды пайдаланғанның өзінде оны жентектеу мүмкін емес екенін білдіреді. Оған қоса, түйіршіктер, әдетте, тапсырысшының талдау, сақтау кезіндегі тұрақтылық, тозаңның жоқтығы, тасымалдауға жарамдылығы және жұмыс істеуге қолайлылығы сияқты талаптарына толық сай болады. Сонымен қатар, тозаң түйірлерін одан әрі қайта өңдеу үшін тотықсыздандырғыштарды, басқа қоспаларды және т.б. қосу арқылы оңтайландыруға болады. Ыстықтай жентектеу және сыртқы қайта пайдалану үшін құрамында мырыш көп түйірлерді өндіру сипатталған. Техникалық тұрғыдан осы шлам мен тозаңнан түсті металл өндіруге болады, осыдан кейін құрамында темір бар тазартылған қатты бөлшектерді шойын өндіру процесінде қайта пайдалануға болады. Алынған түсті металды түсті металл өндірісі бойынша өнеркәсіпте қосымша қайта өңдеуге болады.

Келесі әдістер қолданылды: айналмалы түбі бар пештегі процестер; псевдосұйылтылған қабаттағы процестер; айналымды псевдосұйылтылған қабаты бар реакторлар; турбуленттігі жоғары араластыру процестері; плазмалық процестер; көп мақсатты оттекті күмбезді пештер.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тозаңды ыстықтай жентектеуді және екінші реттік қайта өңдеуді қолданған кезде қатты қалдықтардың көмілуін болдырмауға және бағалы шикізатты үнемдеуге болады. Қайта өңделетін тозаңның мөлшері шамамен 10 - 20 кг на тонна өндірілетін сұйық болатты құрайды. Темірдің жалпы шығымы шамамен 1 %-ға артады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тозаң рециркуляциясының 100 %-ды құрайтын деңгейіне қол жеткізуге болады.

Тазарту жабдығынан (тозаң жинағыштан) шыққан тозаңды және (өнеркәсіптік сарқынды сулардан алынған немесе сарқынды суларды тазартудан шыққан жартылай қатты суспензия) шойын мен болатты өндіру барысында жиналатын шламды қайта өңдеу үшін, оларды шикізат ретінде пайдалану үшін Nippon Steel (Жапония) (RC: Resource циркуляциялық пеші) East Nippon Works Kashima Area зауытында және East Nippon Works Kimitsu, Setouchi Works Hirohata және Hikari (NIPPON STEEL Stainless Steel Corporation) зауыттарының айналмалы пеш табандығында (RHF) тозаңсыздандыруға арналған пеш пайдаланылады, мұның өзі барлық жиналатын тозаңды өндірістің өз ішінде қайта өңдеуге мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлері

Ыстықтай жентектеуге арналған қондырғы энергияны қажет етеді, бірақ шикізатты үнемдейді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Осы әдіс сұйылтылған газды тазалау үшін құрғақ электростатикалық тұндыру пайдаланылатын жағдайда қолдануға жарамды. Тұндырғыштағы (металл мырыш пен судың реакциясы нәтижесінде) сутектің түзілуінен орын алатын тұрақсыз шөгінділерге байланысты мырышты жентектеп бөліп алу ылғалды тозаңсыздандыру жүйелерінде дұрыс шешім болып табылмайтынын кейбір тәжірибе көрсетті. Осы қауіпсіздік ұғымы тұрғысынан тұнбағады мырыштың құрамы 8 - 10 %-бен шектелуі керек.

Келешекте Вентури скрубберлерінен шыққан шламды да өңдеу мүмкіндігі пайда болатын шығар, бірақ ол үшін суды буландыруға қосымша энергия қажет болады.

Осы әдіс Австрияның Линц қаласындағы Voestalpine Stahl GmbH (Линц, Австрия) LD 3 болат қорыту зауытында (бұл зауытта мырышты сыртқы қайта пайдалану үшін түйіршіктер түрінде алу тәжірибесі бар), Gwangyang Works, POSCO Iron and Steel Company (Корей Республикасы) болат қорыту зауытында және басқаларында табысты қолданылып отыр.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Осы әдісті іске асырудың негізгі қозғаушы күші тозаңды жою мүмкіндіктерінің шектеулілігі және шығынының көптігі болып табылады.

5.5.3.2. Сынықтардың құрамындағы мырышты азайту

Сипаттау

Конвертерлік пештерді оңтайлы пайдаланудың бір шарты ретінде құрамында мырыш аз шикізатты (сынықтарды) пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Мырыштың көп болуы пештің дұрыс жұмыс істеуіне теріс әсерін тигізеді. Сондықтан құрамында мырыш көп материалды қайта өңдеуге шектеу қойылады.

ОКҚ конвертерлік газын тозаңсыздандыруға арналған құрылғыдан шыққан тозаң мен шламның құрамында ауыр металдардың, әсіресе мырыштың (Zn) концентрациясы салыстырмалы түрде жоғары болуы мүмкін. Осы мырыш негізінде конвертерге жүктелетін сынықтардан шығады. Мырыштың бөлінуі жүктелетін сыртқы сынықтардың түріне және үрлеу шартына қарай бір қорытпадан екіншісіне қатты өзгеріп отыруы мүмкін. Дәл соындай қиындық, бірақ азырақ деңгейде қорғасынға (Pb), кадмийге (Cd) қатысты болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Конвертерлік газды тозаңсыздандырудан шыққан тозаңның құрамында 0,1 – 0,3 %-ға жуық мырыш болады, мұның өзі тозаңды аглофабрикада 100 % қайта өңдеуге мүмкіндік береді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Кейбір зауыттарда құрамында мырыш аз сынықтарды пайдалану бойынша қатаң саясат қолданылады.

Кросс-медиа әсерлері

Конвертерден шыққан мырыш негізінен оттекпен үрлегеннен кейін алғашқы бірер минутта буға айналады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолдануға болады. Алайда бұл шара құрамында Zn, Pb және Cd аз сынықтардың болуына байланысты және осы сынықтар түрін пайдаланудың экономикалық тиімділігіне байланысты болады. Сол себепті ол барлық жағдайда қолданылады және металл сынығы нарығына өте тәуелді болады. Corus (Иджмюйден, Нидерланды) зауытында бұл процесс мырыш құрамы аз сынықтарға негізделген. Сондай-ақ осы әдіс British Steel (Сканторп, Біріккен Корольдік) зауытында қолданылады.

Экономика

Құрамында мырыш аз сынықтардың бағасы жоғары және өндірілген бір тонна өнімнің өзіндік құнын арттырып жібереді. Құрамында мырыш аз сынықтарды кәдеге жарату қиындатылады деп болжамданып отыр. Екінші жағынан, құрамында мырыш аз қалдықтарды пайдалану ОКҚ газ тазарту құрылғысынан шыққан шлам мен тозаңды қайта өңдеуге мүмкіндік береді.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.5.4. ОКҚ өндірісіндегі энергия тиімділігі бойынша техникалық шешімдер

5.5.4.1. Сұйылтылған газдан шыққан энергияны рекуперациялау

Сипаттау

Сұйылтылған газдан шыққан энергияны рекуперациялау сұйылтылған газдағы едәуір жылуды, сол сияқты химиялық энергияны тиімді пайдалануды білдіреді. Бұрын химиялық энергияның басым бөлігі алауда жаққан кезде ыдыратылатын.

Оттекпен үрлеген кезде түзілетін конвертерлік газ конвертердің алқымы арқылы шығарылады және кейіннен бірінші және екінші газ тазарту құрылғысымен тұтылады. Бұл газдың температуратурасы шамамен 1200 °C және шығыны шамамен 50 - 100 Нм³/т болатты құрайды. ОКҚ-дан шыққанда газдың құрамында шамамен 70 – 80 % көміртек оксиді (CO) болады және оның жылу шығару қабілеті шамамен 8,8 МДж/Нм³болады.

Сұйылтылған газдан шыққан энергияны рекуперациялау үшін екі жүйені пайдалануға болады:

1. Конвертерлік газды конвертердің газарнасында жағу және кейіннен алынған жылуды буды алу үшін кәдеге асыру қазанында кәдеге асыру. Атмосфералық ауаны бірінші желдеткіш жүйесінің газ тазарту құрылғысына жіберіп, осы конвертерлік газды толық және жартылай жағуға болады. Мәселен, едәуір жылу және газдың жалпы шығыны бірінші желдеткіш жүйесінде ұлғайтылады және кәдеге асыру қазанында көбірек бу шығарылуы мүмкін.

ОКҚ газымен араласқан ауаның мөлшері шығатын будың мөлшерін айқындайды. Болатты балқытудың толық циклінде (шамамен 30 - 40 минут) оттегімен үрлеу шамамен 15 минутқа созылады. Осылайша, оттек үрлеумен тікелей байланысты будың шығуы үзік-үзік болады.

2. Сұйылтылған мұнай газының отын азайту және сұйылтылған мұнай газын кейіннен пайдалану үшін газгольдерде буферлеу.

Бірінші желдеткіш жүйесінде сұйылтылған газдың жануын қоршаған ауаның жүйеге кіруін болдырмай бәсеңдетуге болады. Бұл әдетте сумен салқындататын жылжымалы етекті конвертердің алқымының үстіне түсіру арқылы іске асырылады. Осылайша, көміртек оксиді (СО) тұтылады және сұйылтылған газды басқа жерлердегі энергия көзі ретінде пайдалануға болады. Газ желілік газға қойылатын талаптарға сәйкес тазартылады және газгольдерде буферленеді. Кәдеге асыру қазанын ОКҚ жанбаған газының құрамында болатын едәуір жылуды рекуперациялау үшін орнатуға болады ОКҚ газы құрамында көміртек оксиді (СО) өте аз болғандықтан үрлеудің басында және аяғында жиналмайтынын атап көрсеткен жөн. Бірнеше минутқа созылатын осы кезеңдер барысында ол жағылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кәдеге асыру қазаны бар толық жағу жүйесінен шыққан энергияны рекуперациялау шығарылатын жылудың жалпы мөлшерінің 80 % құрайды деп мәлімденді. Бәсеңдетілген от пайдаланылатын кезде жалпы энергия өндіру көлемінің тек 10 - 30 % (0,1 - 0,3 ГДЖ/т LS) кәдеге асыру қазанында кәдеге асырылады. Тағы 50 - 80 %-ы ауа беру коэффициентіне байланысты химиялық энергия (көміртек оксиді (CO)) түрінде өндіріледі. Газ алауда жағылған кезде және осылайша шығарылмайтын кезде, бұл энергия жоғалып кетеді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Бәсеңдетілген отты, сұйылтылған газды рекуперациялауды және жылуды пайдалану үшін кәдеге асыру қазанын пайдаланған кезде энергияны жалпы рекуперациялау 90 %-ға жетуі мүмкін.

Сұйылтылған табиғи газды рекуперациялаған кезде энергия үнемдеу алауда жағумен салыстырғанда 0,35 - 0,7 ГДж/т LS құрайды. Nippon Steel Corporation әзірлеген жылыстау болмайтын жүйе 0,98 - 1,08 ГДж/т LS көлемде энергия үнемдейді және балқытылған болат өндірісін алауда жағумен салыстырғанда 0,4 %-ға ұлғайтады.

Кросс-медиа әсерлері

Сұйылтылған мұнай газын алу желілік газ талаптарына сай болу үшін шикі газды дұрыс тазартуды қажет етеді. Толық жанған кезде түтін газдары тікелей атмосфераға шығарылады. Атмосфераға шығатын шығарындылар бәсеңдетілген жағуды қолданған кезде төмендейді. Толық жағу жүйесінен шыққан түтін газдарының көлемді шығыны қымбат әрі салыстырмалы түрде тиімділігі төмен тозаңмен күресуді білдіреді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы қондырғыларға шығарылатын жылуды кәдеге жарату сияқты, жағуды бәсеңдету арқылы сұйылтылған газды рекуперациялау да қолданылуы мүмкін. Кейбір жағдайларда бұл экономикалық жағынан тиімсіз болуы мүмкін немесе энергия тұтыну тиісті деңгейде басқарылмауы мүмкін, ОКҚ газын жағуды бәсеңдету арқылы рекуперациялау мүмкін емес. Мұндай жағдайларда ОКҚ газы бу шығара отырып жағылуы мүмкін. Жағу түрі жергілікті энергия тұтынуды басқаруға байланысты болады.

Толық жағу жүйесінің немесе жағуды бәсеңдету жүйесінің көмегімен энергияны рекуперациялау дүниежүзінде оттекті металлургия зауыттарында кеңінен пайдаланылады.

Экономика

2007 жылы қажетті инвестициялар көлемі 80 000 м³ газгольдерден, ауаарналы желдеткіштерден, газарналарынан, шығарылатын газды бұру жүйелеріндегі үш жүрісті клапандардан, қауіпсіздік шараларынан, монтаждан және инжинирингтен және т.б. тұратын ағымдағы жоба үшін 30,5 млн евроны құрады. Сұйылтылған газдың 80 %-ға жуығы шығарып алынады, нәтижесінде жылдық энергия үнемдеу 2600 ТДж/жылды құрайды = шамамен 12 евро/ГДж инвестиция. Өтелімділігі табиғи газды сатып алу арқылы үнемдеуді, CO₂ шығарындыларына алынған кредиттерді, алауда жағу кезіндегі шығындарды азайтуды, газды электр энергиясын өндірушіге сатуды және бу шығуын азайтуды ескере отырып, шамамен бес жылды құрайды.

Ендірудің қозғаушы күші

Ресурс үнемдеу.

5.5.4.2. Сынамаларды онлайн іріктеу және болатты талдау

Сипаттау

Болатты оттекті-конвертерлік қорыту - кезеңді процесс. Ыстық металдың әрбір партиясы болаттың қажетті сапасына қол жеткізгенге дейін тазартылуы тиіс. Нәтижені қадағалау мақсатында сұйық болат құйылған ваннадан талдауға арналған сынамалар алынады. Талдау нәтижелері болаттың қажетті сапасына қол жеткізу үшін қажетті оттекпен үрлеудің қосымша уақытын анықтау үшін пайдаланылады.

Техникалық сипаттамасы

Динамикалық модельдеудің және мониторинг жүргізудің жаңа жүйелері үрлеу кезінде сынама алуды қажетсіз ететін дәлдікті көрсетеді. Кейіннен құю кезеңі барысында бақылау сынамасы алынады. Бұл технология сынама іріктеуге байланысты шығарындыларды жояды.

Онлайн тәртіптемемен сынама іріктеу сүңгінің немесе осыған ұқсас құрылғының көмегімен оттекті үрлеу кезінде жүргізіледі. Бұл сынамаларға талдау жасау кезінде тазалау процесін жалғастыруға мүмкіндік береді. Бұл өндірістік циклдың уақытын қысқартады және сәйкесінше өнімділікті арттырады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бір партияны дайындау уақыты қысқарады, мұның өзі өнімділікті арттырады. Атмосфераға шығарылатын шығарындылар азайтылады, себебі корпустың орналасу күйін өзгерту қажет болмайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Нақты уақыт тәртіптемесімен онлайн сынама алудың және болатты талдаудың артықшылығы болаттың қажетті сапасына қол жеткізу үшін қажетті талдау нәтижелерін қадағалауға мүмкіндік берілуі болып табылады. Сынама іріктеу барысында көміртек оксидінің (CO₂) шығарындылары шығарылмайды.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдісті барлық жаңа зауыттарда қолдануға болады. Осы іріктеу жүйесін орнату үшін қолданыстағы қондырғыларды жаңарту қажет. Еуропалық зауыттардың көпшілігі онлайн сынама алуды және динамикалық модельдеуді қолданады.

Экономика

Өнімділіктің жоғарылауы нәтижесінде шығындар азаяды.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімділікті жақсарту.

5.5.4.3. Автоматтандыру есебінен болат қорыту цехының энергиялық тиімділігін арттыру

Сипаттау

Бұл әдіс болат қорыту цехында автоматтандырылған құрылғыларды қолдануға байланысты.

Техникалық сипаттамасы

Осы бөлімде болат цехын автоматтандырудың екі нұсқасы қамтылды:

шөміш қақпағын басқарудың автоматтандырылған жүйесі;

қорытпаны конвертерден шығарудың автоматты жүйесі.

Шөміш қақпағын басқарудың автоматтандырылған жүйесі. Болат қорытатын шөміш үздіксіз құюға арналған оттекті конвертерлерден шыққан сұйық болатты екінші реттік өңдеу және тасымалдау үшін пайдаланылады. Қарапайым тәжірибеде шөміштер өңдеу және тасымалдау кезінде жабылмайды, бірақ үздіксіз құю барысында шамадан тыс жылу шығынын болдырмау үшін қақпақты тұрақты түрде пайдаланады. Болатты үздіксіз құйған соң және шөмішке техникалық қызмет жасалған соң жұмыс істеп тұрған шөміштер оларды келесі қыздырғанға дейін ыстық күйде ұстау үшін оттықтың көмегімен, әдетте кокс газымен немесе табиғи газбен қыздырылады.

Raahe Steel Works металлургиялық зауытында бір уақытта сегіз шөміштен бастап он шөмішке дейін жұмыс істейді. Шөміштер қақпақтармен жабдықталған, олар конвертерден шығарған кезде және шөміштерді өңдеген кезде ғана ашылады. Техникалық қызмет жасаған соң шөміштерді ыстық күйде ұстап тұру үшін оттықтар талап етілмейді. Оттекті конвертерлер және болатты пештен тыс өңдеу алаңдары қақпаққа арналған тұғырықпен жабдықталған, процестің сатысына қарай тұғырыққа қақпақ автоматты түрде қойылады және алынады. Жүйе "қайырмалы қақпағы" бар жүйені білдіреді, ол сондай-ақ қожды құйған соң қақпақты ашпай құйып алуға мүмкіндік береді.

Конвертерден қорытпаны автоматты түрде шығару жүйесі. Қолданыстағы қосалқы үрлегіштер жүйесін пайдалана отырып, конвертерді көлденең қалыпқа еңкейтпей-ақ болаттың температурасын және көміртек (С) құрамын бағалауға болады. Сәйкесінше, қорытпаны шығаруды келесі араластыру уақытына байланысты үрлеу аяқталған соң 2 - 3 минут ішінде бастауға болады.

Болат пен қожды ажырату үшін қолдануға болатын инфрақызыл камера қождың құйылатын ағынға қашан түскенін және болатты шығаруды автоматты түрде қашан тоқтату керек екенін көрсетеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия тиімділігі артады (температураны бақылау жақсартылады) және тозаң шығару азайтылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Шөміш қақпағын басқарудың автоматтандырылған жүйесі. Шөміштің жұмыс істеу циклында жылу аз жоғалатындықтан, шығарудың орташа температурасы 10 °C төмендейді. Қорытпаны шығарудың төмен температурасы конвертердегі сынықтар үлесін қосымша жылу қоспай 8 кг/т-ға арттыруға мүмкіндік береді және сәйкесінше өнімділік те артады. Тағы бір мүмкіндік 8 кг/т сұйық шойыннан аз болат өндіруден тұрады, бұл көміртек диоксидінің (CO₂) шығарындыларын 15 кг/т-ға азайтуға тең болады. Шығару температурасының ауытқуы 4°C-ға төмендейді, мұның өзі технологиялық процесті тұрақты басқару үшін маңызды. Болаттың температурасы тұтас болат қорыту процесінің барысында тұрақты болады, мұның өзі үздіксіз құю кезінде құйманың төгілу санын азайтады. Шөміштерде іс жүзінде болат кесектері және қож болмайды. Шөміштерге қызмет жасау аймағында қосымша энергия талап етілмейді, мұның өзі кокс газын болат қорыту зауыттарында басқа мақсаттарда пайдалануға мүмкіндік береді. Қақпақтар тозаң шығарындыларын және тасымалдау барысында болат шөміштерден тікелей жылу бөлінуін азайтады. Конвертерлер мен шөміштердің отқа төмізді материалдары көп тозбайды.

Қорытпаны конвертерден шығарудың автоматты жүйесі. Бұл әдіс бірнеще негізгі экологиялық артықшылықтарды көрсетеді: бұл болатты шығарудың мақсатты температурасын шамамен 15 °C-ға төмендетеді. Бұл сынықтардың санын ұлғайтуға, сәйкесінше, шихтадағы сұйық шойынның құрамын азайтуға мүмкіндік береді. Шығарудың 15 °C-ға төмен температурасы кезінде бір тонна тазартылмаған болатқа сұйық шойын шығынын шамамен 9 кг-ға азайтуға болады, мұның өзі зауытта бір тонна тазартылмаған болатқа шамамен 16 кг-ға көміртек диоксидін (CO₂) өндірісін жалпы азайту мөлшеріне тең болады. Бұған қоса, конвертерді үрлеу аяқталған соң сынама алу үшін көлденең қалыпқа еңкейтпегендіктен, ыстық газ бен тозаңның шығарындылары азайтылады. Сондай-ақ, конвертердегі болатты шығарудың аяқталу уақытын дәл таңдаған кезде қожпен бірге қож жинағышқа құйылатын болат та аз қалады. Қож шөмішіндегі болаттың аз мөлшері технологиялық процесті тұрақтандырып қана қоймай, сонымен бірге шөміштерді босатқан кезде шығатын тозаң шығарындыларын да азайтады.

Қож жабынының анағұрлым жоғары деңгейі қаптаманың қолданылу мерзімін ұзартады және оттөзімді материалға деген қажеттілікті төмендетеді. Болжамды бағалалаулар бойынша, автоматтандырылған шығару қаптаманың қолданылу мерзімін 20 %-ға ұзартты.

Энергия тиімділігі болат шығару арасындағы анағұрлым қысқа уақыт есебінен жалпы өнімділікті ұлғайту есебінен ғана емес, сонымен қатар сынықтардың рециркуляциясын ұлғайту үшін пайдалануға болатын шығару температурасын төмендету есебінен, сондай-ақ болаттың шығымын арттыру есебінен арттырылады.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Шөміштің қақпағын басқарудың автоматтандырылған жүйесін қолданыстағы қондырғылардың сипаттамаларын ескере отырып барлық металлургиялық зауыттарда қолдануға болады. Қақпақтар өте ауыр болуы мүмкін, себебі олар отқа төзімді кірпіштен жасалады. Крандардың жүк көтергіштіктері және тұтас ғимараттың құрылымы қолданыстағы қондырғылардың қолданылуын шектейді. Жүйені зауыттағы нақты жағдайларды ескере отырып іске асыруға әртүрлі техникалық жобалық шешімдер бар.

Болатты конвертерден шығарудың автоматтандырылған жүйесін үрлеу соңында болат құрамындағы С-ны және температурасын жылдам әрі дәл тіркейтін жүйемен, сондай-ақ қожды анықтау жүйесімен жабдықталған кез келген конвертерлік цехта қолдануға болады.

Екі техника бойынша Финляндияның Рууки зауытын мысалға келтіруге болады. Швецияның Лулео қаласындағы SSAB Tunnplåt AB болат қорыту зауытында автоматтандырылған болат қорыту технологиясы әдісі 1990 -шы жылдары біртіндеп енгізілді. Кейіннен қожды шығаруды қоса алғанда, барлық шығару жүйелілігін автоматтандыра отырып жылдам және тікелей шығаруды енгізу бірінші қадам болды.

Экономика

Шөміштің қақпағын автоматтандыру жүйесі болат өндірушіге өндірістік шығындарды едәуір азайтуға мүмкіндік береді.

Автоматтандырылған технология негізінен өнімділікті арттырумен, техникалық қымзет жасауға жұмсалатын шығындардыы азйтумен және отқа төзімді материалдардың тозуын төмендетумен байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Технологияны енгізудің қозғаушы күштері өнімділікті арттыру, өнімділікті жоғарылату процесін жақсы бақылау, энергияны пайдалану тиімділігін арттыру және шығындарды үнемдеу болып табылады.

Процесті автоматтандыру деңгейін арттырудың қозғаушы күші: болат өндірісін тұрақтандыру және ұлғайту және уақытты пайдалануды ұлғайту, технологиялық процесті жетілдірілген басқару, жетілдірілген жұмыс ортасы, қаптаманың ұлғайтылған қолданылу мерзімі болып табылады.

5.5.4.4. Болатты конвертерден тікелей шығару

Сипаттау

Әдетте алынған сынамалардың химиялық талдауын күтпестен сынама алу үшін (тікелей іріктеу) сынама алғыштар немесе датчиктер жүйесі сияқты қымбат құрылғылар қолданылады.

Техникалық сипаттамасы

Финляндияда осындай құралдарсыз тікелей шығару тәжірибесі әзірленді. Тәжірибеде үрлеу кезінде көміртек концентрациясы 0,04 %-ға дейін төмендейді және сұйық шойын ваннасының температурасы берілген мәнге дейін төмендейді. Қорытпаны шығарар алдында температурасы және әрі қарайғы іс-қимылдарды орындау үшін (оттекті концентрациялық элементті қолданып) болаттағы оттектің белсенділігі өлшенеді.

Қазіргі уақытта Финляндияның Коверхар қаласындағы Овако зауытында қосымша үрлеу коэффициенті шамамен 5 %-ды құрайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тікелей шығарудың арқасында жоғары энергия тиімділігіне қол жеткізіледі және қоршаған ортаға оң әсері байқалады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тікелей шығару тәжірибесінің артықшылығы ең бастысы энергия тиімділігін арттыруды білдіреді. Үрлеуден кейін ваннаны салқындату 20°C-ға азайтылды. Сонымен қатар шығарулар арасындағы уақыт 20 %-ға қысқарады. Мұның өзі өнімділікті едәуір арттыруды білдіреді. Жетілдірілген жылу үнемдеуге байланысты сынықтар көлемі тікелей емес шығару әдісімен салыстырғанда 5 %-ға ұлғайды. Бұл CO₂шығарындыларының шамамен 15 кг/т-ға азайғанын білдіреді.

Қаптаманың қолданылу мерзімі шамамен 10 %-ға ұлғаяды. Қаптаманың қолданылу мерзімін ұлғайтудың және рециркуляцияланатын материалдың (сынықтардың) санын арттырудың нәтижесінде қоршаған ортаға әсерді төмендетуге қол жеткізіледі.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл тәжірибе негізінен алдын ала шарттары бар ОКҚ қондырғыларына қолдануға жарамды. Дұрыс тікелей бұру үшін ыстық металдың жарамды анализаторы және қожды жоюға арналған құралдар сияқты кейбір алдын ала жағдайлар керек. Пеш шөміштің болуы осы тәжірибені іске асыруды жеңілдетеді. Ойықты тікелей кесу Ovako (Коверхар, Финляндия) зауытында 2001 жылдан бастап іс жүзінде болаттың барлық маркаларына пайдаланылады және кейбір ерекше болаттарды қоспағанда, іс жүзінде болаттың барлық маркаларына қатысты жүргізіледі. Тікелей шығару үлесі бүгінде барлық қорытпаның 99 %-ын құрайды.

Экономика

Экономикалық пайда өнімділіктің жоғарылауымен, энергия тұтынудың төмендеуімен және отқа төзімді өнімдердің азаюымен байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Энергия тиімділігінің жоғарылауы бұл әдісті енгізудің қозғаушы күші болып табылады. Басқа қозғаушы факторлар өнімділікті арттыру, шығындарды үнемдеу және қоршаған ортаға әсерді азайту болып табылады.

5.5.4.5. Жолақтарды ақырғы формаға жақын формада үздіксіз құю

Сипаттау

Берілген параметрлерге жуық формада тілкемдерді құю қалыңдығы 15 мм-ден аз жолаққа болат құюды білдіреді. Құю процесі тікелей ыстықтай илемдеумен және дәстүрлі құю әдістерінде пайдаланылатын, мысалы, үздіксіз қаңылтақ құю немесе жұқа қаңылтақ құю әдістерінде пайдаланылатын қайта қыздыратын аралық пешсіз жолақтарды ораумен бірге жүргізіледі. Мәселен, осындай құю ені әртүрлі және қалыңдығы 2 мм-ден аз жалпақ болат жолақтарды алу әдісін білдіреді.

Техникалық сипаттамасы

Құю процесін әртүрлі әдістерге бөлуге болады. Олардың бәрі құю ұнтағы пайдаланылмайтын жылжымалы кристаллизаторлармен сипатталады. Тігінен тік құю түріндегі екі білікті жолақ құю және жолақты тікелей көлденең құю (бұрын тікелей жолақ құю деп аталатын) өнеркәсіптік қызығушылық туғызады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия үнемдеуге байланысты CO₂ шығарындылары азайтылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Энергия үнемдеудің қолжетімді әсері қайта қыздыру, сонымен қатар ыстықтай илемдеудің деңгейін төмендету талап етілмейтініне байланысты. Қарапайым қаңылтақ құюмен салыстырғанда ыстықтай илемдеуге қажетті температураға жеткізуге арналған қосымша энергия талап етілмейді.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жолақтарды құю технологиясы жаңа және қолданыстағы болат зауыттарында қолданылады. Қолданылуы болаттың маркасына (мысалы: осы процестің көмегімен қалың темір табақ өндіруге жарамайды) және бөлек болат құю зауыты өнімдерінің сұрыптамасына байланысты. Таспалы роликтер (екі білікті роликтер) ThyssenKrupp Nirosta (Бохум, Германия) (жылына 400 мың тонна); Nucor Crawfordsville (Индиана, АҚШ) (жылына 400 мың тонна) және Nippon Steel (Жапония) зауыттарында пайдаланылады.

Экономика

Жолақтарды құю технологиясын енгізудің үш негізгі экономикалық ынталандырмасы бар: күрделі шығындар, энергия үнемдеу және талап етілетін алаң. Оған қоса, осы әдіс болаттың кең спектрлі маркаларына қолдануға жарамды, ал құю-илемдеу машинасының өндірістік қуаттылығы жылына шамамен 1,5 млн тоннаны құрайды.

Ендірудің қозғаушы күші

Жолақтарды көлденең құю өнімді июге және түзетуге байланысты әсерлерді болдырмайды. Атап айтқанда, осы әдісті қолдану жоғары температурада созымдылықтың сындарлы қасиеттері бар маркаларды алу үшін қолайлы. Болаттың жоғары қоспаланған маркасын өндіруге болады (атап айтқанда, құрамында алюминий (Al) көп), себебі құймалық ұнтақпен өзара әрекеттеспейді. Экономикалық және экологиялық факторлар.

5.6. Электрдоғалы пеште (ЭДП) болат өндіру кезіндегі ЕҚТ

5.6.1. ЭДП-да болат өндіру процесіндегі техникалық шешімдер

5.6.1.1. ЭДП-да болат өндіру процесін оңтайландыру

Сипаттау

ЭДП-да болат өндіру процесі өнімділікті оңтайландыру және арттыру мақсатында тұрақты түрде жетілдіріліп отырады, осының өзі меншікт іэнергия тұтынудың төмендеуімен өзара байланысты мәселе.

Техникалық сипаттамасы

Ең маңызды әдістер: жұмыстың (аса) жоғары қуаттылығы; сумен салқындататын бүйірлік қабырға мен күмбез; оттекті-отынды оттық және оттекті үрлегіш; түптен шығару жүйесі; қожды көпіршіктендіру тәжірибесі; болатты шөмішпен немесе пештен тыс өңдеу; автоматтандырылған сынама іріктеу және қоспалауыш элементтерді қосу; жоғары энергия тиімділігі; технологиялық процестерді компьютермен басқару және автоматтандыру.

Жұмыстың аса жоғары қуаттылығы анағұрлым қуатты пеш трансформаторларын пайдалануға негізделген. Қуаттылығы аса жоғары пештердің шешуші сипаттамасы кесімді белгіленген қуаттылық, орташа энергетикалық ПІК (≥ 0,7) және трансформаторды пайдалану уақыты (≥ 0,7) болып табылады. Осы әдісті енгізу өнімділікті арттыруға, электродтардың меншікті шығынын азайтуға және шығарылатын газдың меншікті көлемін азайтуға әкеледі, бірақ пештің қаптамасы да жылдам тозады.

Пештің сумен салқындататын бүйірлік қабырғасы мен күмбезі. 1980 жылдан бастап пештердің қабырғалары мен күмбезі сумен салқындатылатын панельдермен қапталады, мұның өзі отқа төзімді материалды қорғауға, қуаттылығы аса жоғары пештер технологиясын пайдалануға, сондай-ақ энергияны рекуперациялау бойынша шараларды қолдану арқылы шығарылатын жылуды қайта пайдалануға мүмкіндік береді. Алайда энергияны рекуперациялаудың экономикалық тиімділігін әрбір кәсіпорында тексерген жөн.

Оттекті-отынды оттық және оттекті үрлегіш сынықтарды біркелкі қорытуға мүмкіндік береді. Бұл сонымен қатар электрмен жабдықтаудың максималды қажеттілігін бақылау әсерін ішінара өтейді. Әдетте оттекті-отынды оттықтар мен оттекті үрлегіштің қосымша энергиямен қамтамасыз етілуі жалпы қажетті энергия шығынының төмендеуіне әкеледі.

Осы қорытпа шығару жүйесі 1983 жылдан бастап қолданылады және бүгінгі күнге дейін кеңінен пайдаланылады, себебі бұл қорытпаны шығару кезінде шөмішке жіберілетін тотыққан қождың (шығару) мөлшерін барынша азайтуға мүмкіндік береді. Бұл сонымен қатар тезірек ағызу және энергия шығынын азайту үшін қажетті отқа төзімді материалдың мөлшерін азайту шығындарын үнемдейді. Оған қоса, бұл әдіс түтін тұтуды жеңілдетеді. Әдетте көміртекті болатқа арналған жаңа ЭДП-ның көпшілігі түптік шығару жүйесімен жабдықталады. Алайда кейбір ескі пештер, сонымен қатар тот баспайтын болатты өндіруге арналған көптеген пештер доғалы пештің ағызу тұмсығымен жабдықталған (қорытпаны тұтас және жартылай шығаруға мүмкіндік береді, процесс жақсы бақыланады, ал қызмет жасау қарапайым болып табылады).

Қожды көпіршіктендіру тәжірибесі. Пештің ішіндегі көпіршікті қож шихтаның жылу беруін жақсартады, сонымен қатар пеш ішіндегі отқа төзімді материалды қорғайды. Доғаның тұрақтылығын жақсарту және жылу шығару әсерін азайту нәтижесінде қожды көпіршіктендіру энергия тұтынуды, электродар шығынын, шу деңгейін азайтуға және өнімділікті арттыруға әкеледі. Бұл сонымен қатар кейбір (мысалы, қож пен қорытпа арасындағы) металлургиялық реакцияларға оң әсерін тигізеді.

Қожды пайдалану мүмкіндігі бойынша көпіршіктенген қожды алу тәжірибесінің жағымсыз әсері туралы ақпарат болған жоқ. Тот баспайтын болат және басқа да жоғары қоспаланған болат сияқты болаттың кейбір маркаларына қожды көпіршіктендіру әдісін пайдалану мүмкін емес екенін атап көрсеткен жөн.

Болатты шөмішпен немесе пештен тыс өңдеу. Кейбір өндірістік кезеңдерді (күкіртсіздендіру, қоспалау, температуралық және химиялық гомогендеу сияқты) басқа агрегаттарда анағұрлым тиімді орындауға болады. Арнайы операцияларды шөміштерге, шөмішті пештерге немесе басқа ыдыстарға ауыстыру технологиясы 1985 жылы енгізілді. Осы әзірлеменің мәлімденген артықшылығы энергия үнемдеуді (таза үнемдеу 10 - 30 кВт*с/т), бірінші қорытудан екінші қорытуға дейінгі уақытты 15 - 20 минутқа қысқартуды, өнімділікті арттыруды, үздіксіз құюға жіберілетін болатты қыздырған кезде оның температурасын дұрыс бақылауды, электрод шығынын болжамды төмендетуді (0,1 - 0,74 кг/т дейін), қоспалауыштарды үнемдеуді және осы ЭДП процесінің өзінен шығатын шығарындыларды азайтуды білдіреді. Ауаны ластауға қарсы күрес жүргізуге арналған шөмішті немесе басқа агрегаттарды пайдаланудың болуы мүмкін кемшілігі шығарынды көздерінің санының артуы болып табылады, мұның өзі ауаны ластауға қарсы күрес жүргізуге арналған ауа сорғыш сияқты түтін тұтуға арналған қосымша құрылғылар түріндегі жабдықтарға әлдеқайда көп инвестиция салуды талап етеді.

Жоғары энергия тиімділігі. ЭДП-ның электр энергиясына деген қажеттілігі 1995 жылдан бастап өсті, мұның өзі электр желілерінің жұмысының бұзылуына әсер етті және электр энергиясының шығынына әкелді.

Тиімді күштік электрониканың көмегімен электрмен жабдықтауды жақсарту өнімділікті арттыруға және жалпы энергияға деген қажеттілікті төмендетуге мүмкіндік береді. ArcelorMittal (Эш-Бельваль, Люксембург) кәсіпорнында қуаттылығы 100 МВт тұрақты тоқпен істейтін ЭДП есебінен электр энергиясын 360 кВтч/т меншікті тұтынуға қол жеткізілді.

Технологиялық процестерді компьютермен басқаруға және автоматтандыруға қажеттілік туындады және 1982 жылдан бастап кеңінен қолданыла бастады, себебі жоғары өнімділік шикізатты, пешті, шөмішті пешті және ДҮҚМ таңдаған кезде пайда болатын материалдар мен деректердің ағындарын тиімді басқаратын жүйені қажет етеді. Тиімді басқару жүйелері, атап айтқанда, пеште энергия тұтынуды оңтайландырады және өнімділікті арттыруға, сонымен қатар тозаң шығарындыларын азайтуға мүмкіндік береді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Әр әдістің сипаттамасында көрсетілген.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Әр әдістің сипаттамасында көрсетілген. "KSP Steel" ЖШС ӨФ-де өндіріске қатысатын негізгі жабдық алдыңғы қатарлы талаптарға сай келетін компьютерлік мониторинг жүйелерімен жабдықталған. Компьютерлік жабдықпен Siemens, Toshiba, CAS фирмалары және басқа әлемдік өндірушілер қамтамасыз етті. Компьютерлік мониторинг жүйесі технологиялық жабдық жұмысының барлық параметрлерін және технологиялық процесті жүргізудің қажетті параметрлерін қадағалауға мүмкіндік береді. ФРО және ФРС типті сүзгілердің газ тазарту қондырғыларының негізгі бақыланатын параметрлерін жүйелі бақылау және реттеу ең төменгі орта статистикалық шығарындылар деңгейімен қамтамасыз ететін тозаң тұту процесінің оңтайлы тәртіптемесімен байланысты.

Кросс-медиа әсерлері

Оттекті-отынды оттықтар шығарылатын газдардың шығынын арттырады, бірақ екінші жағынан олар жалпы энергия тұтынуды азайтады.

Пештің сумен салқындататын бүйірлік қабырғасы мен күмбезі шамамен 10 - 20 кВт*с/т қосымша энергия тұтынуды қажет етеді, бірақ қол қондырғының қолжетімділігі және техникалық қызмет көрсету саласындағы артықшылықтармен өтелуі мүмкін. Сумен салқындататын бүйірлік қабырға мен күмбез басқасына қоса, қуаттылығы жоғары немесе аса жоғары қысымды пештер сияқты заманауи технологияларды қолдануға мүмкіндік берді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Сипатталған әдістер жаңа және қолданыстағы қондырғыларға қолданылады. ЕО-дағы көптеген зауыттар сипатталған технологиялармен жабдықталған және оңтайландырылған жағдайда пайдаланылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімділікті арттыру қажеттілігі.

5.6.1.2. Сынықтарды алдын ала қыздыру

Сипаттау

Шығарылатын газдың физикалық жылуын (шамамен 140 кВт*с/т болат) пайдалану кеңінен дамытылып отыр. Сынықтарды алдын ала қыздыру үшін физикалық жылуды пайдалану нұсқалардың бірі болып табылады. Сынықтарды алдын ала мерзімді жүйелердің көмегімен шамамен 800 - 1000 °C дейін және ЭДП қорыту процесінің алдында үздіксіз жұмыс істейтін жүйенің көмегімен 300 - 400 °C дейін қыздыруға болады, мұның өзі жалпы энергия тұтынуды 100 кВт*с/т сұйық болатқа дейін азайтады. Мұндай қыздыру тиегіш қауғада немесе электр доғалы пешке қосымша болып табылатын тиегіш шахтада (шахта пешінде) немесе бүкіл қорыту процесінде үздіксіз тиеуге мүмкіндік беретін сынықтарды тасымалдайтын арнайы жобаланған жүйеде орындалады. Кейбір жағдайларда қосымша отын энергиясы қыздыру процесіне қосылады.

Техникалық сипаттамасы

Шахталық технология кезең-кезеңмен әзірленді. 1988 жылы Fuchs Systemtechnik GmbH компаниясы (Германия), қазіргі SIEMENS VAI Metals Technologies сынықтардың шөмішті қыздырғыштарының кемшіліктерін жоюға бағытталған әзірлемеге кірісті және сынықтарды ЭДП күмбезіне орналасқан шахтаға тікелей тиеуді таңдап алды. Бір шахта пешінің көмегімен 100 % сынықтарды алдын ала қыздыруға болады.

Бір-бірімен қатарлас орналасқан және электродұстағыштың бір жинағымен қызмет көрсетілетін (екі корпусы бар құрылым) екі бірдей шахта пешінен тұратын екі шахта пеші тағы бір модификациясы болып табылады. Сынықтар шығарылатын газбен жартылай алдын ала қыздырылады, ал екінші жартысы – бүйірлік қабырғадағы оттықпен қыздырылады.

"Тістермен" жабдықталған шахтасы бар электр доғалы пеш шахта пешінің өте тиімді құрылымы болып табылады. Құрылымда тістердің көмегімен сынықтарды ұстаудың ерекше жүйесі пайдаланылады, ол сынықтарды 100 % алдын ала қыздыруға мүмкіндік береді. Сынықтар салынған бірінші кәрзеңке алдыңғы қорытпаны тазалау барысында, ал екіншісі бірінші кәрзеңкені қорыту барысында қыздырылады. 1994 жылы Hylsa в Монтеррее (Мексика) зауытында бірінші тісті шахта пеші іске қосылды. Пешті, жылу циклы кезінде шығарылатын газды пайдалану нәтижесінде сынықтарды пеш ішінде қорытынды қорыту алдында 1000 °C-ға жуық температураға дейін алдын ала қыздыруға болады. Бұл бір қорытудан екінші қорытуға дейінгі уақытты айтарлықтай қысқарту кезінде энергия мен шығынды едәуір үнемдеуді білдіреді.

Сынықтарды алдын ала қыздыру жүйесінен шығатын барлық шығарындыларды қосымша орнатылған бөлек ошақта өртеуге болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Шахта қондырғыларының көмегімен сынықтарды алдын ала қыздырудың 800 - 1000 °C дейінгі өте жоғары температурасына қол жеткізуге болады. Сынықтарды алдын ала қыздырудың сипатталған әдістерінің көмегімен 70 - 100 кВт*с/т болат мөлшеріндегі энергияны үнемдеуге болады, мұның өзі жалпы электр энергиясы шығынының шамамен 10 - 25 %-ын құрайды. Энергиямен жабдықтау тиімділігін ескере отырып, бірінші энергия негізінде есептелген үнемдеу жоғарырақ болуы мүмкін. Бұған қоса, сынықтарды алдын ала қыздыруға арналған екі шешім бірінші шығарудан екінші шығаруға дейінгі уақытты қысқартады, себебі жүктеуге аз электр энергиясы қажет және жүктеу кезіндегі іркіліс уақыты қысқарады.

Шығарылатын газдарды жетілдірілген тазарту жүйесі мен сынықтарды алдын ала қыздыруды біріктіріп қолдану ЭДП-да болат қорыту процесін оңтайландыруда маңызды рөл атқарады, мұның өзі өнімділікпен ғана емес, сондай-ақ шығарындыларды барынша азайтумен де байланысты болады.

Жанама әсер ретінде сынықтарды алдын ала қыздыру тазартылмаған тозаң шығарындыларын шамамен 20 %-ға азайтады, себебі шығарылатын газ сүзгі ретінде қолданылатын сынықтар арқылы өтуі керек. Бұл екінші реттік қайта өңдеуді қажет ететін тозаңдағы мырыш құрамының көбеюімен өзара байланысты.

Үздіксіз беру жүйесінің көмегімен сынықтарды 300 °C орташа температураға дейін қызыдруға болады, осылайша, пештің ПІК жоғарылайды және энергия тұтыну төмендейді. Бірақ үздіксіз берудің едәуір төмен шу деңгейін қоса алғанда, бірқатар қосымша артықшылықтары бар.

Барлық көміртек оксиді (CO) және сутек (H₂₎ қорыту процесінде бөлінді деп және қыздырғыштың ішінде көміртек диоксиді (CO₂) және H₂O дейін жағылады деп саналады. Процестің үздіксіздігі оттектің 8 - 10 % артықтығы кезінде шығарылатын газдардың шығудағы 800 °C бастап 1100 °C дейінгі тұрақты температурасына қол жеткізуге мүмкіндік береді, мұның өзі ПХДД/Ф-ны толық ыдыратады. Дегенмен, үздіксіз зарядтаудың ең кемі екі қондырғысы бойынша тәжірибе 0,1 нг I-TEQ/Нм³ мәнінен айтарлықтай артылатын ПХДД/Ф шығарындыларының жоғары концентрациясын көрсетті. Бұл шығарындылардың құрамында 0,1 нг I-TEQ/Нм^3 -тен төмен концентрациясын қаматамасыз ету үшін ПХДД/Ф-ны азайту бойынша қосымша шаралар нақты жағдайға байланысты үздіксіз зарядтау әдістері үшін де талап етілуі мүмкін екенін білдіреді.

2008 жылы Mo i Rana ЭДП-да CONSTEEL пеші іске асырылды. Тозаң шығарындыларын, диоксиндер мен сынапты азайту үшін қапшық сүзгіден кейін көмір сүзгісі орнатылды. Consteel пешін қолданғанға дейін және қолданғаннан кейін жүргізілген өлшемдер қоспалар мен сынаптың 90 %-ға азайтылғанын көрсетті.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Іске қосқан сәттен бастап бір де бір CONSTEEL пешінің жұмысы тоқтатылған жоқ.

Кросс-медиа әсерлері

Сынықтарды алдын ала қыздыру энергия тұтынуды басқару тұрғысынан өте қызықтырады, бірақ сынықтардың құрамында органикалық заттардың болуы мүмкін болғандықтан органикалық ластағышлардың едәуір көлемде жиналуына әкелуі мүмкін. Бояумен, пластмассамен, майлау материалдарымен немесе басқа органикалық қосылыстармен ластанған металл сынықтарынан көп мөлшердегі ПХДД/Ф шығарындылары, хлорбензолдар, полихлорланған дифенилдер (ПХБ), сондай-ақ көпциклді хош иісті көмірсутектер (КХК) және басқа да жанған жартылай өнімдер пайда болуы мүмкін.

Қазба отынмен жұмыс істейтін оттықтармен жабдықталған арнайы құрылымданған толық жағу камерасында шығарылатын газды толық жағу арқылы осы шығарындыларды мүмкіндігінше жоюға болады. Шығарылатын газдардың құрамында кездесетін ТОЛ-ды (тұрақты органикалық ластағышлар) жою үшін қажетті жоғары температураға байланысты қажетті энергияның мөлшері көп және сынықтарды алдын ала қыздырып қамтамасыз етілетін энергия үнемдеу мөлшерінен біршама асып түседі.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы қондырғыларға қолданылады. Қолданыстағы зауыттарда бос орын болуына және конвейерді орнату шектеулеріне және осындай жабдықты орнатуға кедергі келтіруі мүмкін қоқыс тастайтын жердің орналасуына байланысты жергілікті жағдайларды ескерген жөн. Сынықтарды алдын ала қыздыру жүйесіне қарапайым ЭДП-ға қарағанда арнайы мөлшердегі көп сынықтар қажет болмайды. Әдіс алдын ала қыздыру жүйесі қоса орнатылған екі контурлы шахта пешінде ASW (Монтеро, Франция) шахтасында екі тісті шахта пешінде және Чжанцзяган, П.Р. (Қытай) бір шахталы пешінде қолданылады.

Экономика

Өтелімділік мерзімі қысқа (шамамен 1 жыл). Өнімділігі жылына млн тонна қорыту цехы үшін CONSTEEL процесінің көмегімен шығындарды жалпы үнемдеу шамамен 9,5 евро/тонна болатты құрайды.

Ендірудің қозғаушы күші

Өнімділікті арттыру, жоғары шихта өнімділігіне қол жеткізу және қоршаған ортаға аз әсер ете отырып конверсия шығындарын азайту негізгі қозғаушы күш болып табылады. Тағы бір негізгі фактор - электрмен жабдықтау желісінде ақауы бар зауыттардағы электр кедергілерінің төмендеуі.

5.6.2. Атмосфералық ауаға әсерді азайту бойынша техникалық шешімдер

5.6.2.1. Қожды өңдеу кезіндегі тозаң шығарындыларын азайту

Сипаттау

Егер қож ЭДП-да қож шөмішіне жиналатын болса, оны қатыру үшін сыртқы қож жинағышқа салады. Қожды суытуды бу шығаратын суды шашыратып күшейтуге болады. Егер қожды еденге төксе, онда ол қатқан соң экскаватордың немесе қалақты тиегіштердің көмегімен уатылады және кейіннен сыртқы қоймалық үй-жайға шығарылады.

Белгілі бір уақыт аралығынан кейін қож уатып-сұрыптағыш қондырғыда қождан металды бөліп алу үшін қажетті консистенцияға жеткізу және оны кейіннен құрылыста пайдалану мақсатында қайта өңделеді. Қожды уату және металды майдалау процестерінен тозаң шығарындылары шығуы мүмкін.

Техникалық сипаттамасы

Тозаң шығарындыларын барынша азайту үшін уатып-сұрыптағыш қондырғы жабық болуы керек. Уатудан және елеуден шығатын шығарындылар кейіннен қапшық сүзгімен тазартылады. Конвейерлік таспалар жабық болуы тиіс; өнім берілетін жерлерді ылғалдандыруға болады. Өңделген қожды сақтаған кезде тозаңсыздандыру мақсатында ылғалдандыру қажет. Уатылған қожды жүктеген кезде тозаң шығарындыларын барынша азайту үшін су себу қажет.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Осы әдістің көмегімен тозаңның <10 - 20 мг/м³ қалдық концентрациясына қол жеткізуге болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жоқ.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде де қолданылады. Осы әдісті пайдалану мысалы: BSW, Кель, Германия, Георгсмариенхютте, Оснабрюк, Германия, Лех-Штальверке (LSW), Майтинген, Германия.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Қатты бөлшектердің шығарындыларын азайту.

5.6.2.2. Шығарындыларды жинаудың жетілдірілген жүйелері

Сипаттау

Электр доғалы пештердің көмегімен болат өндіру кезінде шығатын шығарындыларды болдырмауға және азайтуға арналған оңтайлы шешімдер.

Техникалық сипаттамасы

Бірінші және екінші шығарындылар мүмкіндігінше тұтылуы, ең дұрысы – шығарындылар көзінде тұтылуы тиіс, келесі – тазарту кезеңі. Ең озық жүйе 4 -ші (үш электрод, мысалы, айнымалы тоқ жағдайында) немесе 2 -ші саңылаудың (үш электрод, мысалы, айнымалы тоқ жағдайында) комбинациясы, аспалы ауа сорғыш жүйесінің көмегімен тікелей сору немесе шығарындыларды толық тұту болып табылады. 4 -ші немесе 2 -ші саңылаудың көмегімен қорыту және үрлеу кезеңінде түзілетін бірінші шығарындыларды толық жинап алуға болады. Осы тікелей шығарып алу технологиясы бірінші шығарындыларды жинауға арналған заманауи ЭДП процесіндегі алдыңғы қатарлы әдіс болып табылады. Оны екінші реттік металлургия агрегаттарына қолдануға болады.

Аспалы ауа сорғыш жүйесінде пештің үстіндегі бір немесе бірнеше ауа сорғыш қожды тиеу, қорыту, жою және шығару кезінде пештен шығатын буларды жанама түрде (бірінші шығарындыларды, сондай-ақ екінші шығарындыларды 90 %-ға дейін) жинайды. Ауа сорғыш жүйелер ЭДП-да болат өндіру процесінде кеңінен қолданылады. Тікелей шығарып алу жүйелерімен бірге қолданған кезде бірінші шығарындыларды, сондай-ақ екінші шығарындыларды жинау тиімділігі 98 %-ға дейін ұлғаяды. Екінші реттік металлургия агрегаттарында, бункерлерінде және конвейерлік таспаларында жиналатын шығарындыларды жинауға арналған ауа сорғыштар да орнатылады. Болат қорыту пешінің қаптамасы деп аталатын пеш қоршаулары әдетте пешті, оның қайырмалы қақпағын жауып тұрады, сонымен қатар пештің есігінің айналасында шағын жұмыс кеңістігі қалдырылады. Әдетте, шығарылатын газдар корпустың бір қабырғасының жоғарғы бөлігіне жақын жерге бұрылады, ал толықтырылатын ауа операциялық пештегі саңылау арқылы беріледі. Уақыт шығындауға әкелетін және көбірек инвестициялар жұмсалуы мүмкін күрделірек өңдеу кезеңдері (мысалы, жұмыс терезесінің есіктерін ашатын және жабатын қосымша механизмдердің және пешті жүктеуге және босатуға арналған процедуралардың қажеттілігі) жинау технологиясының осы түрінің кемшілігі болып табылады. Қаптамаларда жинау көрсеткіштері ұқсас болады немесе күмбезшенің қосымша саңылаулары комбинациясына қарағанда, әдетте одан жоғары болады. Пеш қоршауларының оң әсері, егер олар тиісті деңгейде құрылымданған болса, шу деңгейін азайту болып табылады. ЭДП қондырғысында дыбыстан қорғайтын корпустардың көмегімен шу деңгейін төмендету дыбыс қысымының 10 және 20 дБ(A) аралығындағы орташа деңгейін төмендете алады.

Екінші реттік металлургияда пеш корпустарын да қолдануға болады.

Пештен және басқа қондырғылардан шыққан екінші реттік шығарындыларды жинаудың басқа тәсілі барлық қондырғыларды бір герметикалық ғимараттың ішінде қойып қоршау болып табылады. Толық тозаңсыздандыруға қол жеткізу үшін осындай ғимараттарды салу және қосымша қажетті үлкен тозаң тұтқыш қондырғыларды орнату көп қаражат жұмсауды талап етеді. Осы шараның қосымша әсері сыртағы шу деңгейін төмендету болып табылады. әдетте қоршаушы ғимараттағы қысым есіктердің ойықтарынан будың шығып кетуін болдырмау үшін атмосфералық қысмынан төмен болады. Жоғары жинау жылдамдығы үшін экстракция көлемі жеткілікті болуы тиіс. Жинау жүйесіне байланысты шығару көлемі көбінесе 600 000 бастап 1,2 млн м³/с дейінгі диапазонда болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Түтінді тікелей бұру және ауа сору жүйесінің комбинациясы бірінші шығарындыларды шамамен 98 % жинауға мүмкіндік береді. Оған қоса, өнімді тиеп, төккен кезде көп мөлшерде екінші шығарындыларды жинауға болады. Тікелей ауа сору құрылғысы мен пеш корпусының комбинациясы тозаң шығарындыларының жалпы көлемінің 97 %-дан бастап 100 %-ға дейін жинау көрсеткішіне қол жеткізуге мүмкіндік береді.

"Кастинг" ЖШС ӨФ-де газдың пештен электродтарға арналған саңылаулар арқылы шығып кетуін болдырмау үшін электродтар мен пештің күмбезшесі арасындағы тесіктерді арнайы тығыздағыштармен бітейді. Тозаңнан тазартуға жіберер алдында тозаңданған газ арнайы камераға беріледі, онда көміртек оксиді (СО) жартылай жағылады және газ суытылады. Пешті жүктеу және металды болаттаратқыш шөмішке құю кезеңінде пештен шығатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды бұру үшін пештің үстіне фурмааралық кеңістікте төбе астындағы шатырлар түрінде ауа сорғыш аспирациялық жүйелер орнатылады, олардан шыққан тозаңданған газ көміртек оксидін (СО) толық жағу камерасын айналып өтіп, тозаңнан-газдан тазарту құрылғысына беріледі. "Пеш-шөміш" қондырғысы ауа сорғыш шатырлармен жабдықталған, олардан шыққан тозаңданған газ тозаңнан-газдан тазарту құрылғысына беріледі.

НЛМК-Калуга (НЛМК тобына кіреді) (Ресей) электрметаллургиялық зауытында ауа тазарту жүйесіндегі 1,5 мыңнан астам сүзгі ауыстырылды. НЛМК-Калуга электрлік болат қорыту цехының орталықтандырылған газ тазарту жүйесі тозаңның 5 мг/м³деңгейдегі қалдық концентрациясымен қамтамасыз етеді. Жүйе болат қорыту кезінде шығатын 99 %-дан көп тозаңды тұтады. Сүзгілермен тұтылған тозаң НЛМК-Калуга зауытында жентек өндірісі үшін қайта өңделеді және одан әрі болат немесе құрылыс материалдары өндірісінде пайдалану үшін тұтынушыларға жіберіледі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жоқ.

Кросс-медиа әсерлері

Қосымша энергия қажет.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолданылады. Еуропадағы көптеген зауыттарда шығарылатын газдарды тікелей бұру құрылғылары мен ауа сорғыштардың комбинациясы бар. (Люксембургтегі ArcelorMittal және басқалары).

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Негізгі қозғаушы күш қатты бөлшектердің шығарындыларын азайту болып табылады.

5.6.2.3. Электр доғалы пештерден атмосфераға шығарылатын бірінші және екінші шығарындылармен күрес жүргізу әдістері

Атмосфераға шығарылатын бірінші және екінші шығарындылармен күрес жүргізу әдістері жалпы бірінші және екінші шығарындыларға жатады. Сәйкесінше, егер бірінші және екінші шығарындылар бөлек өңделеді, көрсетілген концентрацияны қолжетімді өнімділік ретінде тозаң жинау жүйесінен кейін өлшенген бірінші және екінші шығарындылардағы орташа өлшемді концентрация мәнімен салыстыруға болады.

5.6.2.3.1. Қапшық сүзгінің және электрсүзгінің көмегімен тозаңды жою

Сипаттау

Қатты бөлшектердің шығарындыларын болдырмауға және/немесе азайтуға арналған құрғақ тазарту әдістерін пайдалану.

Техникалық сипаттамасы

Қапшық сүзгілер әсіресе адсорбциялық агенттерді қолданған кезде бөлшектермен байланысты барлық ластағыш заттарды, мысалы, ауыр металдарды, сонымен қатар ПХДД/Ф-ны тұтқан кезде өте тиімді. Әдетте ЭДП болат қорыту зауыттарында талап етілетін үлкен қапшық сүзгілер үшін ұзындығы шамамен 6 м және диаметрі шамамен 200 мм түтікше формалы мата қапшықтар таңдап алынады. Қапшық сүзгілердің өте маңызды құрылымдық параметрі ЭДП процесінің жағдайында көбінесе 1 (м³/мин/м²) бастап 1,3 (м³/мин/м²) дейін болатын ауаның матаға қатынасы болып табылады.

Шоққа төзімді полиэстер немесе ПТФЭ-мен жабындалған киіз ЭДП-да қолдануға арналған типтік сүзгілеуші материал болып табылады. Алайда дыбыстық қапшық сүзгіні пайдаланған кезде сүзгілеу ортасына шоқтанған бөлшектердің түсіп кетуін және шоқтың сүзгіні тесіп кетуін болдырмау маңызды қиындық болып табылады. Осы мақсатта шикі газ беру каналдарында көбінесе циклондар сияқты шоқ сөндіретін құрылғылар орнатылады.

Матаны тазалау, яғни матаға жиналған тозаңды мерзімді түрде жойып отыру үшін сүзгіні механикалық түрде қағып-сілкиді немесе нақты уақыт тәртіптемесінде импульстік ағынмен (сығылған ауамен) тазартатын үздіксіз толық автоматтандырылған жүйенің көмегімен тазалайды, мұның өзі технологиялық процестің техникалық қызмет жасау кезінде жалғастырылатынын білдіреді. Қаптан шығып қалған тозаң шөгінділері қапшықтардың астындағы қоқыс багына жиналады және тасымалдаушы жүйемен сүзгіден тыс жерге шығарылады.

ЭДП-ның кейбір сирек қондырғыларында ЭС пайдаланылады, бірақ оның шығарындыларды азайту тиімділігі төмен болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Дұрыс жобаланған және пайдаланылатын қапшық сүзгілер кезінде қол жеткізуге болатын тозаң шығарындыларының жылдық мәні 1 мг/Нм³, құрайды, қалдық шығарындылар кемінде 5 мг/Нм³ (тәулігіне орта есеппен) құрайды.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Анағұрлым көбірек шығарындылар, мысалы қапшық сүзгінің бөліктері бұзылған кезде пайда болуы мүмкін. Тозаң шығарындыларына үздіксіз мониторинг жүргізуді және кейіннен барлық бұзылған қапшық сүзгілерді ауыстыруды білдіретін дұрыс пайдалану арқылы осындай шығарындылардың пайда болуына жол бермеуге болады. Қолайлы конструкция тиісті өлшемдері бар камерадан тұрады, мұның өзі ұшқын сөндіргіш пен температура бақылаудың механикалық тозуын, сонымен қатар шамадан тыс тозаң жиналуын барынша азайтады.

Сүзгіш қаптарды әзірлеу үшін пайдаланылатын маталардың әртүрлі типтері болады. Кейбіреуі 125 – 130 ° C температураға жарамды, ал басқа түрлері 250 °C дейінгі температурада қолдануға жарамды. Шығарылатын газ ағыны жарамды температураға дейін салқындатылуы тиіс. Бұл көбінесе бірінші және екінші сарқынды араластыру арқылы жүргізіледі. Егер қорытқы температура әлі де жоғары болса және бірінші және екінші сарқынды бөлек сүзгілеген жағдайда, бірінші шығарылатын газдың ағынында қосымша салқындатқыш құрылғы орнату керек.

Электр энергиясын тұтыну қапшық сүзгілер үшін және тұтас ғимараттың эвакуациясы үшін шамамен 20 - 28 кВтс/т сұйық болатты құрайды.

"KSP Steel" ЖШС ӨФ электр доғалы пештері аспирациялық қондырғымен жабдықталған, ол атмосфералық ауаға шығатын тозаң шығарындыларын 95 % азайтуға мүмкіндік береді. Шығарылатын газдарды тозаңнан тазалау үшін циклондар мен қапшық сүзгілер пайдаланылады.

"Кастинг" ЖШС ӨФ электр доғалы болат қорыту пештерінен шығатын түтін газдары тікелей пеш күмбезшесінің астындағы арнайы (төртінші) саңылау арқылы бұрылады, ол жерден тозаңданған газдар ауа арнасы жүйесі арқылы түтінтартқымен тозаңнан-газдан тазарту жүйесіне жіберіледі, ол жерде тазалау тиімділігі 82,59 - 83,56 % ФРО- 6300 типті және ПӘК 95,73 % маркалы (Италия) қапшық сүзгілер орнатылған.

Кросс-медиа әсерлері

Қапшық сүзгілер шын мәнінде сүзгілеу температурасы кезінде тозаңның құрамында қатты бөлшектер түрінде болатын барлық ауыр металдарды қоса алғанда, тозаңды, сондай-ақ тозаңда адсорбцияланатын органикалық заттарды, оның ішінде ПХДД және ПХДФО-ны тұтады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Шығарылатын газдарды қапшық сүзгімен тазалау жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолданылады. ЭДП еуропалық болат қорыту зауыттарының көпшілігі тозаңды жою үшін мата сүзгілерді пайдаланады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

"Ижсталь" зауыты (Ресей) 2022 жылы ДСП- 25 -ті Техникалық сипаттамалары қатаң экологиялық талаптарды қанағаттандыратын ДСП- 40 болат балқыту кешенінің заманауи газ тазарту жүйесіне қосу бойынша жобаны іске асыруды аяқтады. Жұмыс барысында ДСП- 25 пешін заманауи газ тазарту қондырғысымен байланыстыратын диаметрі 3 метрге дейін және ұзындығы 200 метрге жуық газ құбыры орнатылды, цехтың төбесінде қалдық газдарды ұстау үшін ауа сорғыш шатыр орнатылды, ірі қалқымалы бөлшектерді тұту үшін тозаң жинайтын камера салынды. Барлығы 500 тоннадан астам түрлі металл конструкциялары орнатылды. Сонымен қатар, зауыт жаңа сорғы-аккумулятор станциясы мен түтін сорғысын іске қосты, су дайындау учаскесі қосымша жабдықтармен жабдықталды. Жобаны іске асыру құны шамамен 300 млн рубльді құрайды.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.6.2.3.2. Қапшық сүзгіні бірге қолдана отырып толық жағу және сөндіру арқылы ПХДД/Ф құрамын азайту

Сипаттау

Жағу камерасында толық жағу бірінші кезекте газ тазартуға арналған жабдықтың бақыланбайтын реакцияларын болдырмау үшін шығарылатын газдың құрамында қалып қоятын көміртек оксиді (CO) мен сутекті (H₂)толық жағуға бағытталған.

Дұрыс оңтайландырылған (яғни температура мен қалдық уақыт жеткілікті болатын) толық жағу КХК, ПХД немесе ПХДДД/Ф сияқты органикалық және хлорорганикалық қосылыстардың шығарындыларын азайтады. Органикалық ластағышлардың микросанын қосымша барынша азайту мақсатында кейіннен жағу жеткілікті ұстау уақытын, турбуленттік деңгейін және температураны талап етеді.

Егер салқындатқыш суды рекуперациялау мүмкін болмаса, мұндай жағу кезінде бөлінетін жылу әдетте рекуперацияланбайды.

ПХДД/Ф синтезін болдырмау үшін, 250 °C төмен температураға дейін толық жаққан соң будан шыққан жылуды барынша жылдам салқындату керек, сол кезде кез келген бірінші синтез қаупі болмайды. Кейбір жағдайларда оған екінші контурды сұйылту арқылы қол жеткізуге болады; алайда негізінен мұндай салқындатуға сөндіргіш мұнарада су бүрку арқылы қол жеткізіледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Кейіннен жағылатын және жылдам сөндірілетін екі ЭДП-да өлшенген ПХДД/Ф концентрациясы 0,102 бастап 0,7 нг I-TEQ/Нм³дейінгі мәнді құрайды.

Осы әдістің сенімділігінің жеткілісіз болуының негізгі себептері: пештен өте көп мөлшерде органикалық ластағышлар шығарылуы мүмкін болған уақытта ЭДП қорыту процесінің алғашқы бірер минутында көтерілген температураның жеткіліксіз деңгейі; толық жағу камерасы мен сөндіргіш мұнараның арақашықтығы, осы нақты жағдайда қосымша жабдықтау жағдайына байланысты ұзақ болды және осылайша бірінші синтезге қолайлы тұрақты жағдай орын алды.

Кейіннен жылдам салқындата отырып тиісті дәрежеде толық жаққан жағдайда (ауамен немесе сумен сұйылту арқылы) ПХДД/Ф шығарындыларының <0,1 нг I-TEQ /Нм³төмен концентрациясына қол жеткізуге болады. Кейбір жағдайларда жоғарыда ескертілген себептер бойынша әлдеқайда жоғары ПХДД/Ф концентрациялары байқалуы мүмкін.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Сөндіруге арналған су шығыны сағатына 40 тонна болуы мүмкін. Сөндірер алдындағы жағу жылуына толық жағу камерасындағы табиғи газбен жанатын оттықтардың көмегімен қол жеткізуге болады.

Кросс-медиа әсерлері

Қосымша оттықтардың көмегімен толық жағу едәуір мөлшерде энергияны қажет етеді (біршама 30 кВт*с/т). ПХДД/Ф бірінші синтезін болдырмау үшін шығарылатын ыстық газдарды сөндіру қажет болғандықтан, энергияны қалпына келтіру мүмкін емес.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Толық жағуды жаңа және қолданыстағы қондырғыларда қолдануға болады. Осы әдіс мына зауыттарда қолданылады: ArcelorMittal (Гамбург, Германия), Gerlafingen Stahl AG (Герлафинген, Швейцария) және т.б.

Экономика

Сөндіргіш мұнараға жұмсалған инвестициялық шығындар 1997 жылы шамамен 1,2 млн евроны құрады. Қосымша экономикалық деректер жоқ. Бұл адсорбция процесімен салыстырғанда әлдеқайда жоғары инвестицияларды білдіреді.

Ендірудің қозғаушы күші

ПХДД/Ф шығарындыларын азайту.

5.6.2.3.3. Қапшық сүзгіні бірге қолдана отырып адсорбциялайтын материалдың көмегімен құрамындағы ПХДД/Ф-ны азайту

Сипаттау

Шығарылатын газдардың жалпы көлеміндегі (бірінші және екінші шығарындылар) тұрақты органикалық ластағышларды, әсіресе ПХДД/Ф-ны азайту үшін адсорбенттерді (мысалы, белсендірілген көмір, ұсақталған белсендірілген қоңыр кокс немесе олардың әкпен қоспасы) тозаңды жоюға арналған құрылғының алдында ауа сорғыш каналға мөлшерлеп беруге болады. Қажетті мөлшері адсорбенттің түрі мен мөлшеріне байланысты болады. Әдетте бұл шығарылатын газдың 20 мг/Нм^3 -тен бастап 150 мг/Нм^3 -ке дейінгі мөлшерін құрайды. Ұсақталған белсендірілген қоңыр кокстың көлемі 0 мм-ден 0,4 мм-ге дейін, орта есеппен 0,63 мкм-ді құрайды. Ұсақтаған кезде орташа көлемі шамамен 24 мкм-ді құрайды, мұның өзі мөлшерлеу жылдамдығын азайтуға әкеледі. Пайдаланылатын күкірт құрамдас адсорбент түйірлерінің орташа көлемі шамамен 25 мкм болады.

Адсорбция үш кезеңмен жүреді; біріншіден адсорбциялайтын агенттің ағыны шикі газ ағынына түседі, екіншіден адсорбентпен байытылған шикі газ сүзгілеу құрылғысына түседі және үшіншіден (әсіресе қапшық сүзгілерді пайдаланған кезде) газ фазасы сүзгілеу ортасындағы адсорбентпен байытылған тозаң жабынының қабатынан өтеді.

ПХДД/Ф молекулалары адсорбцияланатын көміртек газ фазасынан кейінгі қапшық сүзгілерде шикі газдың құрамында болатын ЭДП тозаңымен бірге бөлінеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Тәжірибеде 0,01 – 0,1 нг I-TEQ/Нм³ПХДД/Ф қалдық шығарындыларына қол жеткізуге болады. Жою тиімділігі тұрақты әрі сенімді. ПХДД/Ф адсорбциясына қоса, белсендірілген көмір мен ұсақталған белсендірілген қоңыр кокс ауыр металдардың жоғары тиімділікпен бөлінетінін және газ фазасынан сынаптың белгілі бір жоғары тиімділікпен бөлінетінін көрсетті.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қапшық сүзгіде жойылатын тозаң қоспасының құрамындағы соңғы көміртек құрамына назар аударған жөн. Тұтанып кету қаупін болдырмау үшін ЭДП тозаңының құрамындағы көміртек 4 %-дан аз болуы керек.

Белсендірілген көмірді немесе қоңыр коксты пайдалану түйірлерінің көлемімен және сыртқы беткейінің сіңіру қасиетімен және сәйкесінше қажетті бүрку санымен ерекшеленеді. Белсендірілген көмірдің меншікті бос кеңістігі кең болады және сіңіру қасиеті өте жақсы болады. Белсендірілген қоңыр кокс белсендірілген көмірге қарағанда әлдеқайда үнемді баламасы болып табылады, ал диаметрі 0,024 мм майдаланған қоңыр кокс та өте жақсы адсорбциялық тиімділігін көрсетті және стандартты қоңыр кокспен салыстырғанда екі есе аз мөлшерлемемен қамтамасыз етеді.

Қапшық сүзгілерге шоқтың шашырап кетпеуі үшін шара қабылдау керек.

Кросс-медиа әсерлері

Ұсақталған белсендірілген қоңыр көмірді мөлшерлеу үшін қажетті энергия көлемі көп емес. Сүзілетін тозаңның құрамында қоңыр кокс ұнтағы және біршама жоғары мөлшерде ПХДД/Ф болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдіс жаңа және қолданыстағы қондырғыларға қолданылады. Әдіс ArcelorMittal, Esch-Belval, Дифферданж және Шиффланж зауыттарында, Люксембургтегі өндірістерде және басқаларында қолданылады.

Экономика

Жылына 1 млн тонна болат өндіретін ЭДП зауытының шығарылатын газдарының (бірінші және екінші шығарылатын газдар) жалпы ағынына жұмсалған инвестициялар шамамен 500 000 евроны құрады.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфералық ауаға әсерлерді азайту, сонымен қатар, Германияның Риза қаласындағы Feralpi зауытындағыдай, өндірістік қуаттылықты ұлғайту.

5.6.3. Ластағыш заттардың төгінділерін азайту бойынша техникалық шешімдер

5.6.3.1. Үздіксіз құюдан шығатын сарқынды суларды тазарту

Сипаттау

Дайындамалары үздіксіз құю машиналарында су қаңылтақтарды, блюмдерді және басқа дайындамаларды тікелей салқындату үшін пайдаланылады.

Осылайша, ластанған технологиялық су ағыны пайда болады. Көптеген жағдайда осы сарқынды сулар ыстықтай илемдеу орнағынан шыққан сарқынды сулармен бірге өңделеді. Су өңделген соң рециркуляцияға жіберіледі.

Техникалық сипаттамасы

Кристаллизатордың және аунақшалардың ішкі бөлігі әдетте жабық контурда сумен салқындатылады және осы жерде қарастырылмайды.

Негізгі ластағышлар қалқымалы заттар және май болып табылады. Суға төгілетін төгінділерді азайту бойынша негізгі шараларға бұрылатын заттарды тұндыру және/немесе сүзумен бірге рециркуляциялаудың жоғары жылдамдығы жатады. Майларды (мұнай өнімдерін) жою үшін бак-сепараторларды пайдалануға болады.

Мұнай өнімдерін жою үшін арнайы резервуарларды пайдаланған дұрыс. Бүркілетін су әдетте буландырғыш градирняда салқындатқанға дейін және одан кейін құммен сүзу арқылы тұндырылады. Құммен сүзу екінші реттік бүріккіш форсункалардың ұзақ уақыт бойы қанағаттанарлық жұмыс істеуі үшін бөлшектермен және мұнай өнімдерімен ластанудың төмен деңгейімен қамтамасыз етуге көмектеседі. Қалқымалы қатты бөлшектердің және мұнай өнімдерінің шығарындыларын барынша азайту үшін еріген қатты бөлшектердің деңгейін бақылау үшін ажыратылған контурдан ағызуды құммен сүзетін құрылғыдан кейін орындаған дұрыс. Құм сүзгінің ластануын болдырмау үшін құм сүзгілердің алдына май айырғышты орнату керек.

Үздіксіз құю кезінде сарқынды суларды тазарту әдістерін 5.5.2-бөлімде сипатталған әдістерге балама деп санауға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Толығырақ 5.5.2-бөлімде берілген.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Толығырақ 5.5.2-бөлімде берілген.

Кросс-медиа әсерлері

Толығырақ 5.5.2-бөлімде берілген.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Толығырақ 5.5.2-бөлімде берілген. Германияның: BSW, Кель, TSW, Трир зауыттарында қолданылады.

Экономика

Толығырақ 5.5.2-бөлімде берілген.

Ендірудің қозғаушы күші

Толығырақ 5.5.2-бөлімде берілген.

5.6.3.2. Жабық контурлы сумен салқындату жүйесі

Сипаттау

Әдетте су түйіспесіз салқындатуға байланысты ЭДП болат қорыту процестерінде ғана және шығарылатын газдарды ылғалды тазарту әдістері пайдаланылған жағдайда ғана пайдаланылады. Ылғалды тазарту кей-кейде ғана қолданылатындықтан, бұл тақырып осы бөлімде қосымша қарастырылмайды.

Техникалық сипаттамасы

Осы жерде қарастырылатын суды пайдаланудың ең маңызды түрі пеш элементтерін салқындату үшін пайдаланылатын су болып табылады. Қосымша біраз мөлшердегі су шығарылатын газды салқындатуға немесе екінші реттік металлургия сатысында пайдаланылуы мүмкін. Салқындатқыш элементтерге арналған су көлемі 5 - 12 м³/м²/сағатты құрайды.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Бұл әдісті қолданған кезде сарқынды сулар төгілмейді.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Су ресурстарын екінші рет пайдалану.

Кросс-медиа әсерлері

Жабық контурлы жүйе суды айдау үшін және оны қайта салқындату үшін қосымша энергияны қажет етеді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдісті жаңа және қолданыстағы зауыттарда қолдануға болады. ЕО-дағы барлық EAF қондырғыларында жабық контурлы сумен салқындату пайдаланылады. Preussag Stahl AG (Пайне, Германия), BSW (Кель, Германия) және көптеген ЕО зауыттары.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қарастырылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Ресурс үнемдеу.

5.6.4. Қалдықтарды басқару бойынша техникалық шешімдер

5.6.4.1. Ауыр металдарды бөліп алу үшін ЭДП тозаңын өңдеу

Сипаттау

Өндірілетін болаттың түріне байланысты шығарылатын газдан шамамен 10 - 30 кг/т болат тозаңы бөлінеді. Газ тазарту қондырғыларынан шығатын тозаңның құрамында әдетте едәуір мөлшерде ауыр металл болады. Көміртекті болатта, шын мәнінде мырыш және біршама мөлшерде қорғасын болады және тот баспайтын болатта мырыштан басқа едәуір мөлшерде хром мен никель болады.

Техникалық сипаттамасы

Мырышты бөліп алу және басқа да ауыр металдарды бөліп алу немесе жою процестері бағалы ресурстарды кәдеге жаратудың қолайлы нұсқалары болып табылады.

Негізінде мырышты бөліп алудың пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық нұсқалары болады. ЭДП-дан тозаңды бөліп алу ауыр металл концентрациясының деңгейі жоғары болған кезде, экономикалық тұрғыдан анағұрлым тиімді. ЭДП-ның өз тозаңының құрамындағы мырышты ұлғайту үшін кейбір операторлар жиналған тозаңның бір бөлігін пешке қайта жүктейді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Құрамында темір мен ауыр металдар бар тозаңды кәдеге жаратумен салыстырғанда, пайдалану тиімдірек.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Ауыр металдар улы болады және оларды сілтісіздендіруге болады, мұның өзі одан әрі қайта өңдеу үшін және кәдеге жарату үшін ерекше жұмыс істеу тәртібін талап етеді.

Кросс-медиа әсерлері

Тұндырылған ЭДП тозаңын мырышпен байыту үшін оны процеске қайтару арқылы қайта өңдеу энергия тұтынуды ұлғайту сияқты болат қорыту процесіне белгілі бір әсерін тигізеді.

Бұған қоса, пешке тозаңды қосу тәсілі пештің өнімділігіне әсер етуі мүмкін. Тозаңды тасымалдау/рециркуляциялау алдында түйіршіктеуге қосымша энергия қажет болады, себебі түйіршіктеу барысында қосымша тозаң шығарындылары шығарылуы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдіс жаңа және қолданыстағы қондырғыларға қолданылады. ЕО-да тозаңды сыртқы қондырғыларда кәдеге жарату мысалдары бар көптеген зауыттар бар. Австрияның Грац қаласындағы Мариенхютте ЭДП ссының бір мысалы болып табылады, мұнда шығарылатын газдарды өңдеу нәтижесінде жылына шамамен 6,9 тонна тозаң пайда болады. Құрамында шамамен 38 % мырыш бар тозаң мырышты бөліп алу үшін өңделеді.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Қалдықтармен жұмыс істеу қағидаттарына сәйкес болуы.

5.6.4.2. ЭДП шлагын қайта өңдеу

Сипаттау

Металлургиялық жұмыстарды орындау мақсатында қатаң техникалық талаптарға сәйкес ЭДП жұмысының процесінде бір тонна болатқа шамамен 60 - 270 кг қож жиналады. Көміртекті болат өндірісі кезінде қатқан қожды табиғи жынысқа ұқсас темір оксидінен (FeO), әктен (CaO), кремний диоксидінен (SiO₂) және басқа оксидтерден: магний, алюминий, марганец оксидтерінен (MgO, Al2O₃, MnO) тұратын жасанды жыныс ретінде қарастыруға болады. Қож өте қатты, атмосфералық әсерлерге төзімділігі жоғары, сонымен қатар бұзылмайтын берік материал. Оның гидротехникаға пайдалануға жарамды ететін қасиеті де бар. Жалпы қожды пайдаланудың маңызды өлшемшарты құрамында бос әктің болуына байланысты көлемі бойынша консистенциясы болып табылады.

Техникалық сипаттамасы

Болаттың төмен көміртекті маркаларынан тұратын қождың көбісінің құрамында бос әк аз болады және жол құрылысы, жер қазу жұмыстары және гидротехника сияқты әртүрлі мақсатта қолдануға жарамды болады. Осындай қолдану түрлеріне қатысты шешуші факторлар экологиялық тиімділігі және конструктивтік жарамдылығы болып табылады. Егер құрылыста пайдалану үшін заңда талап етілетін шарттар сақталса, қож пайдалану үшін уатылуы, еленуі және калибрленуі тиіс.

Темірлі қождың құрамдас бөлшектері магнитті сепараторлардың көмегімен бөлінеді. Өңделген қож әртүрлі құрылыс мақсаттарында пайдаланылады.

Жоғары сапалы болат өндіру барысында жиналатын қож әзірше тек шектеулі деңгейде пайдаланылады. Алдын ала өңделген соң жол құрылысында пайдаланылуы мүмкін.

Мысалы, Böhler Edelstahl, Капфенберг (Австрия) зауытында бір тонна өндірілген болаттан шамамен 270 кг қож жиналады.

Бұл домна-болат қорыту пешінен шыққан қож қождың құрамы мен қасиетіне байланысты (мысалы, қождың өсуі) құрылыс өнеркәсібі үшін жарамсыз болып саналады. Осыған қарамастан, атап айтқанда, конструкциясына қойылатын талаптар төмен болған жағдайда (мысалы, шудан қорғайтын үйінді) тот баспайтын болаттан қалған қождың бір бөлігі немесе жалпы мөлшері құрылыс материалы ретінде пайдаланылатын жағдайлар да кездеседі.

Екінші реттік металлургияның кең спектрлі қождарын пайдалану шектелген. Екінші реттік металлургия шлагын пайдаланған кезде сипаттамалары шешуші фактор болып табылады. Кейде олар құрылыс саласында пайдаланылуы мүмкін. Бірақ жиналатын қождың маңызды үлесі әдетте кәдеге жаратылады.

Қожды өңдеу әдістеріне мыналар жатады (басқа әдістер де қолданылуы мүмкін):

алюминий оксиді (Al₂O₃) құрамды қалдықтары бар металды өндірген кезде сұйық қожды өңдеу.

алюминийлі металды өндірген кезде қожды азайту;

оттек үрлеуді оңтайландыру және кейбір тотықсыздандырғыштарды пайдалану;

қож табақшасын босатқан кезде тозаң жиналуын болдырмау.

Тот баспайтын болат өндіретін зауыттардың жоғары негізді шлагының құрамында Ca₂S болады, ол салқындаған кезде фазалық өзгеріске ұшырайды. Трансформация кезінде белгілі бір мөлшерде көлемі ұлғаяды. Қожды суару (сөндіру) арқылы фазалық өзгерісті басуға және тозаң шығармауға болады. Sandvik Materials Technology (Сандвикен, Швеция) компаниясында тозаң жиналу мәселесі ыстық және жартылай сұйық қож толтырылған қож табақшаларын (ұстап тұру үшін) тіреу бөгетімен қоршалған жәшікке босату арқылы шешілді. Осыдан кейін қожға 12 м³су құяды. Ұсақ бөлшектерін сумен байланыстырумен бірге температураның жылдам түсуі тозаңның үлкен алаңдарға таралуына жол бермейтіні дәлелденді. Судың өзі резервуар (су жинайтын қойма) арқылы қайта пайдаланылады.

Тот баспайтын болаттан шыққан қожды өңдеу әдістері келесідей: уатылып кетуін болдырмау үшін тұрақтандырушы агентті пайдалана отырып қожды тұрақтандыру; қождың құрамын бақылау; қож материалдарынан шыққан хромды сілтісіздендіруді барынша азайту; элюаттың құрамында іс жүзінде хром (Cr) болмайды (шектеулі сезгіштік мәнінен 0,01 мг/л төмен); уату, елеу, гравитациялық және магниттік сепарация арқылы қожды суытқан кезде металдың бөлінуін бақылау.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қождарды қайта өңдеу және қайта пайдалану.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өңдеу әдістері хромды қождың тұрақты торына бекіту арқылы қождың қасиетін жақсартуы және элюаттағы Cr құрамын азайтуы мүмкін. Тозаң жиналуын болдырмау әдісі үшін тозаңдату 90 %-дан көбірек мөлшерде азайтылды.

Кросс-медиа әсерлері

Қождарды өңдеуге энергия қажет болады. Қождың құрамында бос кальций оксиді (СаО) болған кезде сілтілік буларға назар аударған жөн. Кейбір әдістерде рециркуляцияланатын судың мөлшерінің артқаны байқалады, ал басқа әдістерде – қосымша тұрақтандырғыш агент қажет болады.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдіс жаңа және қолданыстағы көміртекті болат зауыттарына қолданылады. Әрі қарай өңдегенде, құрылыс материалы ретінде пайдалану үшін өте жарамды болуы мүмкін. Мысалы, BSW (Кель, Германия) зауытында қожды кейіннен құрылыс мақсаттарында пайдалану үшін өңдеу қолданылады, Georgsmarienhütte GmbH (Георгсмариенхютте, Германия) зауытында кейіннен жол құрылысына пайдалана отырып сыртқы дайындауға арналған қожды сату қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Қалдықтармен жұмыс істеу қағидаттарына сәйкес болуы. Сондай-ақ, қалдықтарды өңдеу әдістері үшін енгізудің қозғаушы күштері энергияны тұтынуды азайту және қоршаған ортаға жалпы әсер ету болып табылады.

5.6.5. Энергиялық тиімділік бойынша техникалық шешімдер

5.6.5.1. Қорытынды формаға ұқсас формада жолақтарды құю

Сипаттау

Электр доғалы болат өндірісіне арналған торлы формаға ұқсас жолақтарды үздіксіз құю технологиясы оттекті конвертерді пайдаланып болат өндіруге арналған 5.5.4.5-бөлімде сипатталған әдістерге баламалы болады.

Техникалық сипаттамасы

Құю процесін әртүрлі техникаларға бөлуге болады. Олардың бәрі құймалық ұнтақ пайдаланылмайтын жылжымалы кристаллизаторлармен сипатталады. Тігінен тік құю түріндегі жолақтарды екі білікті құю және тік көлденең құю (бұрын жолақтарды тік құю деп аталатын) ең көп өнеркәсіптік қызығушылық туғызады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия үнемдеуге байланысты көміртек диоксидінің (CO₂) шығарындылары азайтылады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Қол жеткен энергия үнемдеу әсері қайта қыздыру қажет болмайтынына, сондай-ақ ыстықтай илемдеудің еңбек сыйымдылығының төмендеуіне байланысты. Қарапайым қаңылтақтарды құюмен салыстырғанда, ыстықтай илемдеу үшін қажетті температуға жеткізу үшін қосымша энергия қажет болмайды.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жолақты құю технологиясы жаңа және қолданыстағы болат қорыту зауыттарында қолданылады. Толығырақ 5.5.4.5 -бөлімде берілген.

Экономика

Жолақты құю технологиясын енгізудің үш негізгі экономикалық ынталандыруы бар: күрделі шығындар, энергияны үнемдеу және қажетті аймақ. Сонымен қатар, бұл әдіс болат маркаларының кең спектріне қолданылады, ал бір сызықты құю-илемдеу машинасының өндірістік қуаты жылына шамамен 1,5 млн тоннаны құрайды.

Ендірудің қозғаушы күші

Толығырақ 5.5.4.5-бөлімде берілген.

5.6.6. Шу шығарындыларын болдырмау әдістері

Сипаттау

Шу әсерлерін азайту және/немесе болдырмау мақсатында конструкциялық және пайдалану әдістерін қолдану.

Техникалық сипаттамасы

Шу шығарындыларын болдырмау үшін қолданылатын кейбір конструкциялық және пайдалану әдістеріне мыналар жатады: кейбір шулы процестерді түнгі уақытта шектеу (мысалы, металл сынықтары қоймасы, металл сынықтарын қондырғыларға тасымалдау); персоналға арналған шуды азайту бойынша арнайы ақпарат пен оқытуларды ұйымдастыру; металл сынықтары қоймасындағы шуға мониторинг жүргізу; ғимараттың құрылысында және жабдықтарды орнатқанда шуды жұту қажеттілігін ескеру; ЭДП ғимаратының шуылын болдырмау үшін қабырғалар мен шатырларға арналған ішкі акустикалық оқшаулау; ЭДП ғимаратынан шығатын құрылымдық шуды болдырмау үшін пешті сыртқы қабырғадан бөлектеу; физикалық тосқауылдар орнату; металл сынықтарын тиеген кезде шу мен шығарындыларды азайту мақсатында металл сынықтарының жоғарыдан құлау биіктігін азайту; металл сынықтарының штабельдерін қоршау; сынықтарды үздіксіз беру және балқыту.

Тозаңсыздандыру жүйелері шуды азайту бойынша жоғары талаптарға сәйкес болуы тиіс. Бұл әдістің мысалдары мыналарды қамтиды: шудан оқшаулағышы, қосымша фиксациясы бар желдеткіштерді орнату, темірбетонды камералардағы желдеткіштерді қосымша қамту, жаңа сүзгі корпусына шуды сіңіретін көп қабатты элементтерді орнату, қолданыстағы сүзгі корпусының гофрленген тақтасын көп қабатты элементтермен ауыстыру, жеке қондырғылар үшін шудың максималды деңгейін анықтау, қолданыстағы тозаң сүзгісіндегі шуды азайту шаралары.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

CONSTEEL сияқты сынықтарды үздіксіз беру және қорыту жүйелерінің арқасында шу деңгейін азайтуға болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Жоғарыда сипатталған әдістердің көмегімен 37 дБ(A) бастап 50 дБ(A) люменге (1сағат) дейінгі мәндерге қол жеткізуге болады. ЭДП ғимаратынан 150 м қашықтықта жүргізілген өлшеулер 34 дБ(A) люменнен (1 сағат) төмен.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жаңа және қолданыстағы өндірістерде жиі қолданылады. Мысалы: Арбед (Эш-Бельваль, Люксембург), Феральпи (Риза, Германия).

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қолданылатын әдіске байланысты.

Ендірудің қозғаушы күші

Ендірудің қозғаушы күші зауытқа іргелес аймақтағы шу шығарындыларының алдын алу болып табылады.

5.7. Индукциялық пештерде болат өндіру кезіндегі ЕҚТ

5.7.1. Индукциялық пештерде болат өндіру процесіндегі техникалық шешімдер

5.7.1.1. Шикізатты қыздыруға арналған пештің оңтайлы конструкциясы

Сипаттау

Мерзімді және жартылай үздіксіз құю қағидатымен жұмыс істейтін болат қорытуға арналған индукциялық пештер болады. Осы құрылымдарда белгілі бір айырмашылықтар бар. Мерзімді қағидатпен жұмыс істейтін пештерде шихтаны жүктеу, дайын шикізатты түсіру, материалдарды өңдеу ауа массасы толтырылған ашық тигельмен орындалады.

Жартылай үздіксіз құю қағидатымен жұмыс істейтін қондырғыларда осыған ұқсас процестер вакуумдық ортаны бұзбай жүргізіледі. Олар автоматтандырылған. Нәтижесінде жоғары сапасы металл алуға болады.

Техникалық сипаттамасы

Индукциялық пештің конструкциясы индуктормен жабдықталған. Ол жұмыс камерасында орналасқан. Индуктор тигельді қамтиды. Кейбір конструкцияларда басқа құрастыру қолданылады: индуктор жабдықтың жұмыс кеңістігіне орнатылмайды. Онда тікелей индуктор мен тигельдің ортасына орнатылған вакуумдық камера магниттік өріс әсер етуі үшін мөлдір болуы тиіс екенін ескерген жөн.

Соңғы нұсқадағы пеш конструкциясының артықшылығы бар. Біріншіден, оның жұмыс кеңістігінің ауданы кішірейтілген. Осының нәтижесінде оны жылдам қыздыруға болады. Екіншіден, камераның беткейлері кішірейтілген. Мұның өзі ауа массасының ағу көрсеткішін төмендетеді. Сәйкесінше, сору жүйесінің құны төмендейді, сонымен қатар индукторлық жүйенің оқшаулағыш қасиеттеріне қойылатын талаптар жеңілдейді.

Жартылай үздіксіз құю қағидатымен жұмыс істейтін индукциялық қондырғылардың конструкциялық ерекшеліктері осыған ұқсас. Айырмашылығы - құю науасын автоматты түрде немесе қолмен алып тастауға болады.

Әдетте, жартылай үздіксіз құю қағидатымен жұмыс істейтін индукциялық пештер еңкейтілетін тигельмен жабдықталады. Шлюз камерасымен - қорыту камерасына формаларды беру үшін жабдықталады.

Шихта арнайы ыдыста – тигельде қыздырылады. Ол үшін жабдықтың жұмыс кеңістігінде қыздыру құрылғылары орнатылады. Олардың максималды қыздыру температурасы +900 ° құрайды. Осындай әсер етудің нәтижесінде өңделетін шикізатты газсыздандыру жүргізіледі.

Барлық индукциялық қондырғылар қажетті мөлшерде қосым (металдың сапасын арттыруға арналған заттар) беру үшін арнайы мөлшерлегіштермен, сонымен қатар қортыпа сынамасын алуға арналған құрылғылармен жабдықталған. Кейбір конструкцияларда кедергі жасау арқылы ерітінді төгілетін шүмектерді немесе жыраларды қыздыру көзделген. Барлығы жабдықтың конструкциялық ерекшеліктеріне және оның модификациясына байланысты.

Магниттік ағынның жайылуын азайту үшін қаптаманың қалыңдығы барынша жіңішке болуы тиіс және осыған қарамастан механикалық тұрғыдан өте берік [63] болуы, металды құйғаннан кейін температура өзгерген кезде және суық шихтаны үйген кезде шытынамауы, отқа төзімділігі жоғары және қожға төзімді болуы керек. Әсіресе жоғары жиілікті пештерде пайдаланылатын отқа төзімді материалдарға өте қатаң талаптар қойылады. Тізімделген талаптардан басқа, пешке арналған отқа төзімді материалдарда тоқ өткізетін магниттік қоспалар болмауы тиіс, себебі мұндай қоспалардың бөлшектері жоғары жиілікті өрісте тигельді күйдіре отырып, қызады, қаптаманы балқытады және ерітеді.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Ластағыш заттардың шығарындыларын азайту. Индукциялық пештерде болатты қорытқан кезде сұйық болаттың әрбір тоннасынан жиналатын газ бен тозаңның мөлшері электр доғалы пештермен салыстырғанда 5 есе аз [64].

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Пештердің кішігірім өлшемдері оларды кез-келген атмосфера немесе вакуум жасауға болатын камераларға орналастыруға мүмкіндік береді.

Кросс-медиа әсерлері

Қаптаманың беріктігі төмен, бұл жиі техникалық қызмет көрсетуге әкелуі мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Жалпы қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қарастырылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Ресурс үнемдеу. Алынған өнімнің қажетті параметрлерге сәйкес болуы.

5.7.1.2. Ластағыш заттардың шығарындыларын басқару жүйесі

Сипаттау

Тоқ жиілігі өнеркәсіптік деңгейдегі индукциялық пештер үшін, шойын қорытуға арналған тигельдік және каналдық пештер үшін және болат қорытуға арналған тоқ жиілігі жоғары тигельдік пештер үшін тозаң бөлінудің орташа меншікті көрсеткіші 0,75 - 1,50 кг/т металды құрайды, газ тәрізді ластағыш заттардың массасы шамалы.

Қорыту агрегаттары жұмыс істеп тұрғанда ұйымдастырылған шығарындылардан басқа, технологиялық жабдықтың саңылауларынан және өндірістік процестің кейбір операцияларын орындаған кезде (мысалы, қорытылған металды шөмішке шығарған кезде) шығатын ұйымдастырылмаған шығарындыларды да ескерген жөн. Олар қорыту агрегаттары бөлетін заттардың массасының орта есеппен 40 %-ын құрайды.

Техникалық сипаттамасы

Ластағыш заттардың шығарындыларын алдын ала және кейіннен тазалау әдістері дефлекторларды, тозаң жинағыштарды, циклондарды, электр сүзгілерді, тосқауылдық скрубберлерді және басқаларын пайдалануды қамтиды, толық сипаттамасы 5.1.2 -бөлімде берілген.

Техникалық сипаттамасы

Толық сипаттамасы 5.1.2-бөлімде берілген.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Қапшық сүзгілердің көмегімен қатты бөлшектердің шығарындыларының 20 мг/Нм^3 -ке дейінгі диапазондағы концентрациясына қол жеткізуге болады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

5.1.2-бөлімді қараңыз.

Кросс-медиа әсерлері

5.1.2-бөлімді қараңыз.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

5.1.2-бөлімді қараңыз.

Экономика

5.1.2-бөлімді қараңыз.

Ендірудің қозғаушы күші

5.1.2-бөлімді қараңыз.

5.7.1.3. Процесті оңтайландыру: жүктелетін материалдарды, жүктеуді және пайдалануды оңтайландыру

Сипаттау

Процесті оңтайландырудың сипаттамасы ұсынылған.

Техникалық сипаттамасы

Өзекшесі жоқ индукциялық пештерге арналған процесті оңтайландыру нұсқалары:

бастапқы шикізаттың жай-күйін оңтайландыру: тоттанған және лас шикізаттың болмауын, көлемі мен тығыздығы қолайлы бастапқы материалды/сынықтарды пайдалануды, сонымен қатар тазарақ көміртектендіргіштерді пайдалануды қамтиды. Бұл шаралар қорыту уақытын қысқартады, қорытуға қажетті меншікті энергияны азайтады және/немесе жиналатын лак мөлшерін азайтады;

пештің қақпағын жабу: егер жылдам жүктеу арқылы немесе қорытпаның (N₂) үстінде қорғаныш атмосфераны пайдалану арқылы тығыз жабылмайтын қақпақтар және қажетсіз саңылаулар болмаса, тотығу азаяды. Ашу уақыты энергия шығындарын барынша азайтады. Қожды жүктеу, жою, температураны өлшеу, сынама алу және тарата құю үшін қажетті қақпақты ашу уақыты қорыту уақытының 50 % бастап 25 % дейін түрленеді. Соңғы сан оңтайландырылған жағдайда жұмыс істейтін жаңа пештер үшін қолданылады. Қиюластырып тығыз жабылатын қақпақ тұтынылатын қуаттылықтың 1 %-ына дейін жылу шығынын шектейді. Ашық күйде жылу шығыны 10 тонналық қондырғыда 130 кВт ч/тоннаға жетуі мүмкін. Жабық қақпақ астында қорытқан кезде пештің қатты қызып кетпеуін қадағалау керек;

тұтынылатын қуаттылықтың максималды деңгейімен жұмыс істеу: пештер тұтынылатын қуаттылықтың максималды деңгейінде жұмыс істеген кезде энергияны анағұрлым тиімді пайдаланады және қолжетімді қуаттылыққа қорыту циклының көп бөлігіне пайдалануға болатын жағдайда үздік нәтижелерге қол жетеді. Бұл сондай-ақ суық іске қосу кезінде балқуды азайтуды (өндірістік бағдарламаны оңтайландыру) және бақылау мен компьютерлік басқаруды қолдана отырып, бақылауды қамтамасыз етуді қамтиды;

қожды жою үшін жоғары температуралы қортыпаларды оңтайландыру (тиімді баланс): қорыту температурасы төмен қождың жиналуын пешті жоғары температураға дейін (нормада 1450 °C-ға қарсы 1580 °C) қыздыру арқылы азайтуға болады. Бұл энергияны көп тұтынуға әкеледі және балқыманың металлургиялық сипаттамасына әсер етуі мүмкін. Егер қож пештің қаптамасына жиналатын болса, ол пештің электрлік ПІК әсер етуі мүмкін. Қожды жою пеш қақпағын ашуды талап етеді, мұның өзі жылу шығындарына әкеледі. Қорытпа температурасының жоғарылауы және қожды жою тәжірибесі арасында тиімді баланс табу керек;

қождың пайда болуын болдырмау: қорыту температурасының жоғарылауы орын алатын жағдайлар ең көп таралған және анағұрлым проблемалы болып табылады. Негізінен бұл құмды жүктеу нәтижесінде және темірді, металды алюминийді қорытпаға балқытқан кезде орын алады. Кейбір пеш операторлары қосынды қосып және тазалау процесін жүргізіп көрді, бірақ бұл қатынаста алдын ала шараларды жүргізген жөн. Оған шикізат құрамындағы құм мен алюминийді барынша азайту жатады;

оттекті сарқынды бүрку: кәдімгі көміртексіздендірудің орнына;

отқа төмімді қабырғалардың тозуын барынша төмендету және бақылау: оттөзімділердің қолданылу мерзімі қождың химиялық қрамына (қышқылды немесе негізгі) қарай таңдалған материалға, жұмыс температурасына (болат, шойын, түсті металл) және қолданылатын шараларға (жентектеу) байланысты болады. Қолданылу мерзімі 50 (болат, шойын) бастап 200 - 300 (шойын) қорытуға дейін өзгеруі мүмкін. Оттөзімділердің тозуын жедел бақылау шаралары қабылданады. Оларға көзбен шолып тексеру, физикалық өлшеулер және құралдық мониторинг жүргізу жатады. Тиісті жүктеу тәжірибесінің шаралары физикалық дроссельдер мен механикалық жүктемеге жиынтық әсер етулерді болдырмайды. Оларға автоматты жүктеу жүйесін пайдалану, ыстықтай жүктеу, биіктен құлатуды болдырмау және ықшамды әрі құрғақ сынықтарды пайдалану жатады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Балқыту уақытын қысқарту және іркіліс уақытын қысқарту арқылы пештің тиімділігін арттыру.

Кросс-медиа әсерлері

Жоқ.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Өзекшесі жоқ типтік пеш 600 кВт с аз электр қуатын пайдалана отырып, бір тонна темірді қорыта алады және сұйық металдың температурасын 1450 °C-ға дейін көтере алады. Алайда тәжірибеде бірнеше болат құю кәсіпорны ғана апта сайын меншікті тұтынудың осындай деңгейіне қол жеткізіп отыр. Кейбір құю зауыттары сырықсыз пештер өндірген әр тонна шойынға шамамен 1000 кВт с тұтынады. Көптеген құю өндірістеріндегі жағдайлар энергияны дұрыс басқарудың мүмкіндіктерін шектеуі мүмкін, бірақ шын мәнінде, қайта өңделетін шойынның бір тоннасына жұмсалатын электр энергиясының мөлшерін айтарлықтай үнемдеу үшін өзекшесіз балқытудың барлық дерлік операцияларын қандай да бір жолмен жақсартуға болады.

Бұл әдіс барлық жаңа және қолданыстағы индукциялық пештерге қолданылады. Процесті оңтайландыру шаралары әдетте индукциялық пештерді пайдаланатын Еуропадағы құю өндірістерінде қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қарастырылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Пеш жұмысының тиімділігін арттыру.

5.7.1.4. Шығарылатын газдарды жинау

Сипаттау

Түтін мен тозаңды тұту – өзекшесіз индукциялық пеште шығарылатын газдарды жинау жүйесін орнату кезіндегі анағұрлым күрделі проблема, себебі мұнда сору шахтасы жоқ.

Техникалық сипаттамасы

Газды бұру пештің қақпағы арқылы жүргізіледі. Бұл әдіс өте тиімді. Оны пеш өндірушілердің көбі пайдаланады. Ауа сору пештің тәртіптемесіне: қорытуға, жүктеуге, тарата құюға сәйкес жүзеге асырылады.

Тағы да осы жағдайда металл сынықтарының тазалығы маңызды рөл атқарады. Металлургия өндірісінің қалдығында органикалық заттар болады, жиналған газдардың температурасы материалдың жағылуына байланысты көтерілуі мүмкін, мұның өзі қызуға берік болатты немесе тіпті отқа төзімді қаптаманы пайдалануды қажет етеді. Ауа өткізгіштегі майлы булардың конденсациясы нәтижесінде түзілетін майлы шөгінділер тозаң жинайды және егер оларды тұрақты жойып отырмаса, өрт қаупін туғызуы мүмкін. Таза сынықтарды пайдаланған кезде тазалау үшін қолжетімді болуы талап етілмейтін жұмсақ болаттан жасалған конструкция жеткілікті.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Түтін газдарын тұту түтін газдарының ағынын бақыланатын ағызуды және өңдеуді жүзеге асыруға мүмкіндік береді және ұйымдастырылмаған, сол сияқты бағытталған шығарындыларды барынша азайтады.

Кросс-медиа әсерлері

Пайдаланылған газды тұтуды қолдану энергияны тұтынуды арттырады. Сонымен қатар, ол пайдаланылған газдарды тазартуға мүмкіндік беретіндіктен, қайта өңдеуге немесе қайта пайдалануға арналған тозаңды шығарады.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Неміс шойын құю зауытында пайдалану тәжірибесі пештің қақпағы орта есеппен пештің жұмыс уақытының 25 % бойы ашық тұратынын көрсетті. Қақпақ ашылған кезеңде қоспа қосу, қожды жою және тарата құю сияқты тозаң жиналу процестерінің кезеңдері орындалады. Пештің қақпағына орнатылған жиектердегі ауа сору жүйесі жиналған буды жоюға мүмкіндік бермейді. Телескопиялық ауа сору қалпағын орнату ошақтың қақпағын ашқан кезде пайдаланылған газды тиімді тұтуға мүмкіндік береді.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Пайдаланылған газдарды тұтуға арналған жабдықты орнату қара және түсті металл зауыттарындағы сияқты индукциялық пештердің барлық жаңа және қолданыстағы қондырғыларына қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қарастырылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Атмосфераға шығарылатын шығарындыларға қатысты қағидалар. Бұл әдістер әдетте Еуропада индукциялық пештерде қолданылады. Нақты мысалы - Walter Hundhausen GmbH & co KG (Германия).

5.7.1.5. Шығарылатын газдарды тазалау

Сипаттау

Индукциялық пештердің түтін газдарын газдан тазарту жүйелерінің тиімділігі жоғары болуы керек, себебі тұтылуы тіһиіс түйірлердің көлемі өте кіші. Пайдаланылған газдарды тозаңсыздандыру үшін мата сүзгілер кеңінен пайдаланылады. Электростатикалық сүзгілердің орнына мата сүзгілер пайдаланылады, себебі олар газ температурасының ауытқуына және пайдаланылған газдардағы қатты бөлшектердің концентрациясына қолайлырақ болады.

Техникалық сипаттамасы

Мата сүзгілерді пайдаланған кезде қалдықтардың құрамындағы майға қатысты сақтық таныту қажет, себебі майлы булар сүзгілеу матасында тұрып қалып, тесіктерін бітеп тастауы және жабысқан тозаңды жою қиынға соғуы мүмкін. Сонымен қатар өрт қаупі туындауы мүмкін. Тесіктер бітеліп қалған кезде жүйедегі қысымның жылдам түсіп кетуі, жүйеден шығарып алу жылдамдығын тез түсіреді. Сәйкесінше, жұмыс орнының ластануын болдырмау үшін сүзгілеу материалын металлургия өндірісінің қалдығын пайдаланумен салыстырғанда жылдам ауыстыру және регенерациялау (тазарту) қажет. Осы проблеманың шешімі жабындалған матаны пайдалану немесе ауаарнаға әк жіберу болуы мүмкін. Бұған қоса, егер ауаарналарда майлы булардың тұтанып кетуі мүмкін болса, процесте бу сүзгінің корпусына түскенге дейін жағу процесін аяқтау үшін жеткілікті уақыт болуы керек. Газдың температурасы матаның есептік температурасынан асып кетпеуі керек, сондықтан газдарды салқындату қажет болуы мүмкін.

Әдетте пайдаланылатын ылғалды скрубберлер жоғары энергетикалық типті (Вентури) болуы керек, себебі көміртекті және металлургиялық түтін өте ұсақ түйірлерден тұрады. Ол үшін бөлшектерді жинау үшін скрубберде жеткілікті турбуленттік жасау үшін желдеткіштің қуаттылығы қажет болады. Осылайша, пайдаланылған газдардың шығыны қоршаған ортаны барынша аз қамти отырып, пайдаланылған газдарды тұту жүйесін пайдалану арқылы барынша азайтылады. Қалыпты жағдайда коррозия проблема болып табылмайды. Егер пешке майлау-салқындату сұйықтықтары бар ссаңылаулар тиелетін болса, осы сұйықтықтардың кейбіреуінің құрамында күкірт болуы мүмкін екенін, мұның өзі SO₂ түзілуіне әкелетінін айта кеткен жөн. Бұл жабдықта қиындықтар туғызуы мүмкін, себебі скруббердегі SO₂абсорбциясы судың қышқылдануына және нәтижесінде, егер суды тазарту қолданылмаса, жабдықтың коррозиясына әкеледі.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Индукциялық балқыту пештерінен шығатын қатты бөлшектердің шығарындылары мен қышқылды шығарындыларды азайту.

Кросс-медиа әсерлері

Пайдаланылған газдарды тазарту энергия тұтынуды ұлғайтады. Пайдаланылған газдарды тозаңсыздандырған кезде кәдеге жаратуға немесе қайта пайдалануға арналған тозаң жиналады. Ылғалды тозаңсыздандыру әдістерін қолдану энергияның көбірек тұтынылуына, төгер алдында суды тазарту қажеттілігіне және сүзгілердің ылғалды тұнбаларын кәдеге жарату немесе қайта пайдалану қажеттіліліктеріне әкеледі.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Тұтылған газдарды тазарту әдетте сүзгілерді көмегімен жүргізіледі. Тозаң шығарындыларының орташа тәуліктік мәні 10 мг/Нм³-тен әлдеқайда төмен.

Бұл әдіс қара және түсті металл зауыттарындағы сияқты индукциялық пештердің барлық жаңа және қолданыстағы қондырғыларына қолданылады.

Экономика

120 000 Нм³/сағ. қайта өңдеуге қабілетті, өнімділігі 15 т/сағ. тигельді индукциялық пештердегі қорыту агрегатына қапшық сүзгі орнату құны және шығыны туралы деректер 4.44 -кестеде берілген.

5.7-кесте. Тозаң шығарындыларының соңғы деңгейі әртүрлі индукциялық пештердегі қапшық сүзгілерге жұмсалған инвестициялық шығындар және тұтынылатын қуаттылық, Португалия бойынша 2003 жылғы деректер.

Р/с №	Тозаң шығарындыларының деңгейі (мг/Нм³)	Инвестициялардың құны (ЕВРО)	Тұтынылатын қуаттылық (кВт)
1	2	3	4
1	<5	350000	250
2	<20	200000	150

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Түтін газдарын тазарту индукциялық пештерді пайдаланатын көптеген қара металл құю зауыттарында және саны шектеулі түсті металл құю кәсіпорындарында қолданылады. Metalodlew Foundry (Краков, Польша), Metso Lokomo Steels және Sulzer Pumps Karhula Foundry (Финляндия) зауыттарында енгізілді.

Ендірудің қозғаушы күші

Ластағыш заттардың шығарындыларын азайту.

5.7.1.6. Индукциялық пештен шығарылатын жылуды кәдеге жарату

Сипаттау

Индукциялық қорыту пешіне келіп түсетін электр энергиясының көп бөлігі шығарылатын жылуға түрленеді. Қондырғыға келіп түсетін барлық энергияның шамамен 20 - 30 %-ы салқындату жүйесі арқылы таралып кетеді. Пештің салқындату контуры индукциялық катушкадағы электр шығынын жойып қана қоймай, сонымен бірге катушканы тигельдегі ыстық металдан пештің қаптамасы арқылы берілетін жылудан қорғайды. Пешті салқындату жүйесіндегі жылу үй-жайды жылытуға, бүркілетін суды ысытуға және шикізатты кептіруге арналған кейбір қондырғыларда пайдаланылады.

Техникалық сипаттамасы

Сынықтарды кептіру: егер металл шихта индукциялық қорыту пешіндегі металдың балқытылған бөлігіне қосылса, сынықтардың құрамында судың болуы өте қауіпті болуы мүмкін. Пештің салқындатқыш суының жылуын ауа-су жылу алмастырғышына бұруға болады, ал желдеткішті қойма бункерінің негіздеріне қыздырылған ауа жіберу үшін пайдалануға болады.

Үй-жайды жылыту және ыстық сумен жабдықтау: осыған ұқсас жоғарыда қарастырылған жүйені үй-жайды жылыту үшін құю цехына ыстық ауа жіберу үшін пайдалануға болады. Балама ретінде радиаторлардың сулы контурын қыздыруға немесе ыстық сумен жабдықтауға арналған су-ауа жылу алмастырғышы пайдаланылады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия тиімділігін арттыру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Индукциялық пештердегі салқындатқыш майды пайдалана отырып жылуды рекуперациялау жүйесі бельгиялық құю өндірісінде орнатылды. Құю цехында шойын балқытқышпен дуплекспен қосылған екі индукциялық тарата құю пеші жұмыс істейді.

Электр пештерінің индукторлары термомаймен салқындатылады. Термомай 200 – 300 ºC дейін қыздырылады және сыртқы май-ауа жылу алмастырғышы арқылы жылу береді. Жылуды ауаға рекуперациялау жүйесін орнатар алдында 1 МВт жылу бұрылды. Үй-жайларды жылыту үшін қолданылатын пайдаланылған жылуды қолдануға арналған баламалы жүйе орнатылды. Қыздырылған ауа өзекті цехқа енгізіледі. Бұл 1/3 жайылған жылуды рекуперациялауға мүмкіндік береді және бастапқы газбен жылыту жүйесін алмастырады. Енгізуге көп шығын жұмсалған жоқ, себебі май-ауа жылу алмастырғышы негізгі цехтың қасына орнатылған. Құю цехының басқа бөліктеріндегі үй-жайды жылыту кейінірек қарастырылуы мүмкін, бірақ ол үшін қосымша құбырлар қажет болады (мұның өзі нәтижесінде қосымша шығындарға әкеледі).

Үй-жайды ыстық ауамен жылыту: Proferro, Oudenaarde (Бельгия), Ювяскюлядағы Metso Paper құю зауыты (Франция).

Кросс-медиа әсерлері

Жылуды рекуперациялау алдында бірқатар өлшемшарттарды орындау қажет:

пайдаланылған жылуды орынды қолдану ақылға қонымды шектерде болуы керек және осы рекуперацияланған жылуды пайдалануға болатын уақыт пештің жұмыс істейтін уақытына сәйкес келуі керек. Алайда, қолжетімді жылудың температурасы әдетте төмен болады. салқындатқыш судың температурасы 70 ºC-дан аспауы тиіс;

осыған байланысты салыстырмалы түрде төмен температура жылу алмастырғыштардың әдетте қолданылатын түрлеріне қарағанда әлдеқайда үлкен болуы керек екенін білдіреді;

пештің суын температурасы 30 ºC-дан төмен болғанда пештерге қайтаруға болмайды, әйтпесе бұл конденсация проблемаларын туғызуы мүмкін;

салқындату контурларының тұтастығын абсолютті түрде ұстап тұру қажет. Салқындатқыш контур иректүтікті қорғауға арналған.

Жоғарыда ескертілген аспектілердің, әсіресе пештің тұтастығы мәселесінің салдарынан операторлар салқындатқыш контурдан шыққан жылуды пайдалану мүмкіндігін тіпті қарастырмайды.

Экономика

Салқындатқыш контурдан шыққан жылуды пайдаланғысы келген құю өндірісіне пайданы толық бағалау, содан кейін оны қосымша жабдықтың құнымен және пештің және операторлардың қауіпсіздігімен салыстыру керек.

Ендірудің қозғаушы күші

Құю өндірісінің энергиялық тиімділігін арттыру.

5.7.1.7. Дуплекс-процесс

Сипаттау

Дуплекс-процеспен шойын қорыту барынша аз шығын жұмсай отырып белгіленген құрамы бар қатты қыздырылатын шойын алуға мүмкіндік бере отырып, бірқатар технологиялық және ұйымдастыру артықшылықтарын ұсынады. Шихтаны қыздыру аймағындағы шойын балқытқыштың пайдалы әсер коэффициенті максималды, 50 - 60 %-ды құрайды, қорыту аймағында 30 - 40 %, ал сұйық металл тамшыларын қыздыру (қатты қыздыру) аймағында небары 5 - 10 %, ал индукциялық каналды пеш қатты қыздырғанда - 60 %, тигельдік пеш — 55 % пайдалы әсер коэффициентіне ие болады. Сол себепті шойынды шойын балқытқышта балқыту, электр пештерде қатты қыздыру тиімдірек.

Техникалық сипаттамасы

Дуплекс–процесс жүйелі түрлі әртүрлі металлургиялық процестер іске асырылатын, бірін-бірі толықтыратын екі қорыту агрегатын пайдалана отырып шойын қорыту процесін білдіреді: біріншісінде шихтаны қорытады, ал екіншісінде сұйық шойында химиялық құрамы бойынша жетілдіреді және температуралық-уақыттық өңдеу жүргізіледі. Бірінші агрегат ретінде әдетте шойын балқытқышты, доғалы және индукциялық тигельді пешті, ал екінші агрегат ретінде – индукциялық каналды немесе тигельді пешті, сондай-ақ доғалы пешті пайдаланады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Энергия тиімділігін арттыру, кокс тұтынуды азайту, қалдықтарды қысқарту.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Минималды энергия шығыны және кокс шығынын азайту; екінші қорыту агрегаты – араластырғыштың көлемі неғұрлым үлкен болса, соғұрлым тұрақтылығы жоғары болатын шойынның химиялық құрамының тұрақтылығын қамтамасыз ету мүмкіндігі; шойын балқытқыштың оңтайлы режимдегі жұмыс жағдайының тұрақтылығын қамтамасыз ету; сұйық металдың буферлік дайындамасын жасау; металды берілген қыздыру температурасында араластырғышта ұзақ уақыт ұстаған кезде шихталық материалдардың түпнегіздік зиянды әсерін азайту; шойын балқытқышта қорытылатын біртұтас базалық металдан маркасы әртүрлі шойын алу мүмкіндігі; жоғары маркалы сұр шойынды, беріктігі жоғары немесе қақтауға төзімді шойынды алған кезде дуплекс-процеске жұмсалатын шығындар қуаттылығы бірдей электр пештерін орнатуға жұмсалатын шығындармен салыстырғанда әлдеқайда аз.

Кросс-медиа әсерлері

Сұр шойынды коксты шойын балқытқышта қорытқан кезде қанықтыру. Алайда коксты шойын балқытқыштың орнына газды шойын балқытқыштың бірінші агрегаты дәрежесінде қолдану осы кемшілікті жояды.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Қара металл құю зауыттарында каналды индукциялық пеш негізінен шойын жинағыш пеш ретінде пайдаланылады. Ыстықтай үрлегіші бар шойын балқытқышпен бірге дуплексті жұмыс істеуге арналған пеш қолайлы болып табылады. Мұндай жағдайда оның функциясы не металдың химиялық құрамын ұстап тұруды, не гамогендеуді, не құюға арналған қорытылған металдың резервуары ретінде жұмыс істеуді білдіреді. Пештің рөлі металдың температурасын көтеру емес, қажетсіз суып кетуін болдырмау болып табылады.

Экономика

Коксты шойын балқытқыштардың құрамында көп мөлшерде тозаң және көміртек оксиді (CO) және SiO₂сияқты уландырғыш газ болатын вагранка газын тазалауға жұмсалатын шығындар_.

Ендірудің қозғаушы күші

Заңнама талаптары.

5.7.1.8. Орташа жиілікті индукциялық пештер

Сипаттау

Орташа жиілікті пештердің меншікті қуаттылығы (250 Гц) желілік жиіліктегі пештерге (50 Гц) (300 кВт/тонна) қарағанда әлдеқайда жоғары (1000 кВт/тоннаға дейін). Бұл анағұрлым кіші көлемді (үш есе кіші) тигельді пайдалануға мүмкіндік береді, мұның өзі жалпы жылу шығынына әкеледі.

Техникалық сипаттамасы

Орташа жиілікті пештердің жылулық пайдалы әсер коэффициенті желілік жиіліктегі пештерге қарағанда 10 %-ға жоғары. Оған қоса, желінің жиілік блоктары энергияның меншікті тұтынылуын оңтайландыру үшін тигельдің 2/3 -ге дейінгі сыйымдылығын құрайтын балқытылған тірекпен жұмыс істеуі керек, сондай-ақ суықтай іске қосу үшін арнайы іске қосу блоктары талап етіледі. Орташа жиілікті пештерді суықтай тиелетін заттармен жеңіл іске қосуға болады және жұмыс ауысымының соңында немесе қорыту аяғында босатуға болады.

Қол жеткізілген экологиялық пайда

Балқытудың энергиялық тиімділігін арттыру.

Экологиялық көрсеткіштер және пайдалану деректері

Анағұрлым аз газ-тозаң шығарындылары; металл мен қоспалауыш элементтердің иісі әлдеқайда аз; балқыту цикліндегі жүктеменің әркелкі сипатына, сондай-ақ жиі қысқа тұйықталудың болмауына байланысты қуат беру жүйелеріне төмен әсер ету.

Кросс-медиа әсерлері

Желілік жиілікпен қорытудан орташа жиілікті қондырғының жұмысына ауысқан кезде, қызмет жасайтын персоналдың қайта даярлықтан өткені жөн. Осы уақытқа дейін формалды пайдаланылатын әдістерді қолданыстан шығаруға және дұрыс меншікті энергия тұтынумен қамтамасыз етуге арналған арнайы жаңа рәсімдерді бейімдеуге тура келеді. Егер персоналды қайта оқытуға көңіл бөлінбесе, энергияны пайдаланудағы жақсартулар толық іске асырылмауы мүмкін.

Қолданылуына қатысты техникалық пайым

Бұл әдіс, әдетте, жаңа пеш орнататын цехтарда қолданылады.

Экономика

Әрбір нақты жағдайда қарастырылады.

Ендірудің қозғаушы күші

Өндірістің энергиялық тиімділігін арттыру.

6. Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша тұжырымдар қамтылған қорытынды

Осы бөлімде санамаланған және сипатталған техникалар нормативтік сипатта емес және толық болып табылмайды. ЕҚТ бойынша қорытындыда сипатталған бір немесе бірнеше ЕҚТ-ны қолдана отырып, объектіні пайдаланудың қалыпты жағдайларында ЕҚТ қолдануға байланысты эмиссиялар деңгейлеріне және технологиялық көрсеткіштерге қол жеткізуді қамтамасыз ететін басқа да техникалар пайдаланылуы мүмкін.

Ең үздік қолжетімді техниканы қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштер ең үздік қолжетімді техниканың бір және (немесе) бірнше комбинациясын пайдалана отырып, объектіні пайдаланудың қалыпты жағдайларында қол жеткізуге болатын эмиссиялар деңгейлерінің диапазоны ретінде айқындалады.

Осы ЕҚТ бойынша қорытындыда:

атмосфераға шығарылатын шығарындылар бойынша технологиялық көрсеткіштер мг/Нм³берілген су буының құрамын шегергендегі стандартты жағдайларда (273,15 к, 101,3 кПа) шығарылатын газ көлеміне шаққандағы шығарындылардың массасы ретінде берілген;

су объектілеріне төгілетін төгінділер бойынша технологиялық көрсеткіштер мг/л-мен берілген сарқынды сулардың көлеміне шаққандағы төгінділердің массасы ретінде берілген;

маркерлік ластағыш заттардың эмиссиялары деңгейлерінің нақты мәндері ЕҚТ қолдануға байланысты көрсетілген технологиялық көрсеткіштер диапазонынан төмен болса немесе сол диапазон шегінде болса, осы бөлімде айқындалған талаптар сақталды деп саналады.

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың осы жобасында ЕҚТ қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштердің диапазондарын, оның ішінде энергетикалық, су және өзге де ресурстарды тұтыну деңгейлерін айқындау орынсыз болып табылады

ЕҚТ-ны қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштер уақыт бірлігіне немесе өндірілетін өнімнің (тауардың), орындалатын жұмыстың, көрсетілетін қызметтің бірлігіне шаққандағы ресурстарды тұтыну мөлшерімен көрсетіледі. Тиісінше, өзге технологиялық көрсеткіштерді белгілеу қолданылатын өндіріс технологиясына негізделген. Бұдан басқа, "Жалпы ақпарат" бөлімінде жүргізілген энергетикалық, су және өзге де (шикізат) ресурстарды тұтынуды талдау нәтижесінде көптеген факторларға: шикізаттың сапалық көрсеткіштеріне, қондырғының өнімділігі мен пайдалану сипаттамаларына, дайын өнімнің сапалық көрсеткіштеріне, өңірлердің климаттық ерекшеліктеріне және т.б. байланысты бірқатар вариативтік көрсеткіштер алынды.

Ресурстарды тұтынудың технологиялық көрсеткіштері ЕҚТ, оның ішінде прогрессивті технологияны енгізуге, өндірісті ұйымдастыру деңгейін арттыруға, ең төменгі мәндерге (тиісті ресурсты тұтынудың орташа жылдық мәнін негізге ала отырып) сәйкес келуге және үнемдеу және ұтымды тұтыну жөніндегі сындарлы, технологиялық және ұйымдастырушылық іс-шараларды көрсетуі тиіс.

ЕҚТ қолдануға байланысты өзге де технологиялық көрсеткіштер, оның ішінде тиісті көрсеткіш және (немесе) сала үшін энергетикалық, су және өзге де ресурстарды тұтыну деңгейлері қолданыстағы ұлттық нормативтік құқықтық актілерге сәйкес айқындалады.

Орташалау кезеңдері үшін келесі анықтамалар қолданылады (6.1 -кестесін қараңыз)

6.1-кесте. ЕҚТ-ға байланысты шығарындылар/төгінділер деңгейлерін орташалау кезеңдері

Р/с №		Шығарындылар	Төгінділер
1	2	3	4
1	Орташа есеппен бір тәулікте	Үздіксіз бақылау кезінде бір тәуліктегі ЛЗ концентрациясының орташа сағаттық және жарты сағаттық мәндері	Орташа пропорционалды сынама ретінде (немесе ағынның жеткілікті тұрақтылығы көрсетілген жағдайда уақытқа пропорционалды орташа сынама түрінде) алынған 24 сағат ішінде іріктеу кезеңінің орташа мәні *
2	Іріктеу кезеңіндегі орташа мән	Егер басқаша көрсетілмесе, ұзақтығы бойынша әрқайсысы кемінде 30 минут қатарынан үш өлшемнің орташа мәні **

Ескертпе:

*- мерзімді процестер үшін жалпы сынама алу уақытында алынған өлшемдердің орташа мәнін немесе бір жолғы сынама алу нәтижесіндегі өлшем нәтижесін пайдалануға болады;

**- айнымалы ағындар үшін репрезентативті нәтижелер беретін басқа іріктеу процедурасын қолдануға болады (мысалы, нүктелік іріктеу). Сынама алу немесе талдау бойынша шектеулер салдарынан 30 минуттық өлшеуге жол берілмейтін кез келген параметр үшін тиісті сынама алу кезеңі қолданылады.

6.1. Жалпы ЕҚТ бойынша қорытынды

Егер өзгеше көрсетілмесе, осы бөлімде ұсынылған ЕҚТ бойынша қорытындылар жалпы қолданылады деп танылады.

6.2-6.7 -бөлімдерде көрсетілген нақты процестерге арналған ЕҚТ осы бөлімде келтірілген жалпы ЕҚТ-ға қосымша қолданылады.

6.1.1. Экологиялық менеджмент жүйесі

ЕҚТ 1

ЕҚТ жалпы экологиялық тиімділігін жақсарту мақсатында мынадай барлық функцияларды қамтитын ЭМЖ іске асыру және сақтау болып табылады:

жоғары басшылықты қоса алғанда, басшылықтың мүдделілігі мен жауапкершілігі.

басшылық тарапынан қондырғыны (өндірісті) тұрақты жетілдіруді қамтитын экологиялық саясатты айқындау.

қаржылық жоспарлаумен және инвестициялармен үйлесімде қажетті рәсімдерді, мақсаттар мен міндеттерді жоспарлау және іске асыру.

ерекше назар аударылатын рәсімдерді енгізу:

құрылымы мен жауапкершілігі;

кадрларды іріктеу;

қызметкерлерді оқыту, хабардар ету және құзыреттілігі;

коммуникация;

қызметкерлерді тарту;

құжаттама;

технологиялық процесті тиімді бақылау;

техникалық қызмет көрсету бағдарламалары;

төтенше жағдайларға дайындық және олардың салдарын жою;

табиғатты қорғау заңнамасының сақталуын қамтамасыз ету.

Өнімділікті тексеру және ерекше назар аударылатын түзету шараларын қабылдау:

мониторинг және өлшеу;

түзету және алдын алу шаралары;

жазбаларды жүргізу.

ЭМЖ-ның жоспарланған іс-шараларға сәйкестігін айқындау үшін тәуелсіз (мұндай мүмкіндік болған кезде) ішкі немесе сыртқы аудит, оны енгізу және іске асыру.

ЭМЖ-ны және оның заманауи талаптарға сәйкестігін, жоғары басшылықтың тиімділігі мен тиімділігін талдау.

Экологиялық таза техникалардың дамуын бақылау.

Қондырғыны пайдаланудан шығару кезінде, жаңа зауытты жобалау сатысында және оны пайдаланудың барлық мерзімі ішінде қоршаған ортаға ықтимал әсерді талдау.

Тұрақты негізде сала бойынша салыстырмалы талдау жүргізу.

Сонымен қатар ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары бойынша іс-шаралар жоспарын әзірлеу және іске асыру (ЕҚT 11-ді қараңыз) және тозаңды азайту жүйелерінің тиімділігіне қатысты техникалық қызмет көрсетуді басқару жүйесін пайдалану (ЕҚT 8, 9, 10-ды қараңыз) ЭМЖ құрамына кіреді.

Қолданылуы

ЭМЖ көлемі (мысалы, талдап-тексерілген деңгейі) және сипаты (мысалы, стандартталған немесе стандартталмаған), әдетте, орнатудың сипатына, масштабына және күрделілігіне, сондай-ақ қоршаған ортаға әсер ету деңгейіне байланысты.

6.1.2. Энергия тұтынуды, энергия тиімділігін басқару

ЕҚТ 2

Төменде тізімделген техникалардың біреуін немесе бірнешеуін құрамдастырып қолдану арқылы жылу және электр энергиясын тұтынуды азайту ең үздік қолжетімді техника болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Энергияны тиімді пайдалануды басқару жүйесін пайдалану (мысалы, ISO 50001 стандартына сәйкес)	Жалпы қолданылады
2	Процестің берілген мәндеріне жуық мәндермен жұмыс істейтін бірқалыпты әрі тұрақты өңдеуге арналған жетілдірілген және оңтайландырылған жүйелер	Жалпы қолданылады
3	Процестерден, әсіресе олардың суыту аймақтарынан шығатын жылуды рекуперациялау	Жалпы қолданылады
4	Бу мен жылуды оңтайландырылған басқару	Жалпы қолданылады
5	Процеске максималды біріктірілген физикалық жылуды қайта пайдалану	Жалпы қолданылады
6	Барлық жанама газдарға және қысқа мерзімді сақтау және қысымды сақтау құралдары үшін газгольдерлерді пайдалану	Жалпы қолданылады
7	Тиісті пайдалану коэффициентін арттыра отырып технологиялық газдарды көбірек кәдеге жарату үшін алауларда энергия шығыны кезінде қысымды арттыру	Жалпы қолданылады
8	Газдарды әртүрлі тұтынушыларға арналған жану жылуы әркелкі технологиялық газдармен қанықтыру	Жалпы қолданылады
9	Технологиялық газбен жылыту оттықтары	Жалпы қолданылады
10	Жылу шығару қабілетін бақылаудың компьютерлік жүйесін пайдалану	Жалпы қолданылады
11	Кокс және түтін газдарының температурасын тіркеу және пайдалану	Жалпы қолданылады
12	Технологиялық газдарға арналған энергияны рекуперациялау қондырғысының қуаттылығын, атап айтқанда технологиялық газдардың өзгергіштігін ескере отырып адекватты анықтау	Жалпы қолданылады

6.1.3. Эмиссияларға мониторинг жүргізу

ЕҚТ 3

ЕҚТ процестерді онлайн режимді үздіксіз түзету және оңтайландыру, тұрақты әрі тоқтаусыз өңдеу мақсатында процестерді заманауи компьютерлік жүйелердің көмегімен диспетчерлік бөлімде басқару үшін қажетті барлық тиісті параметрлерді өлшеуді немесе бағалауды білдіреді, мұның өзі энергия тиімділігін арттырады және өнімді барынша жақсартады және техникалық қызмет жасау әдістерін жетілдіреді.

ЕҚТ 4

ЕҚТ барлық процестердің негізгі шығарындылар көздерінің түтін құбырларынан шыққан, ЕҚТ қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштері көрсетілген ластағыш заттардың шығарындыларын өлшеуді, сонымен қатар технологиялық газбен жұмыс істейтін электр станцияларындағы, металлургиялық зауыттардағы өлшеулерді білдіреді.

Егер деректер сериясы тазалау процесінің тұрақтылығын дәл көрсетсе, мониторинг жүргізудің мерзімділігін бейімдеуге болады.

Үздіксіз мониторинг Қазақстан Республикасының қолданыстағы заңнамасының талаптарына сай ұйымдастырылған көздердегі автоматтандырылған мониторинг жүйесі арқылы жүргізіледі.

Р/с №	Процесс	Параметр	Төмендегілерге қатысы мониторинг:	Мониторингтің минималды мерзімділігі ^{, *}	Ескертпе
1	2	3	4	5	6
1	Агломерация	Тозаң	ЕҚТ 20, 21	Үздіксіз	Маркерлік зат
		Азот тотығы (NО_x)	ЕҚТ 24
		Күкірт диоксиді (SO₂)	ЕҚТ 23
		Сынап (Hg)^***	ЕҚТ 22	Тоқсанына кемінде бір рет	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес
		ПХДД/Ф^***	ЕҚТ 25,26	Тоқсанына кемінде бір рет	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес
2	Кокс өндірісі	Тозаң	ЕҚТ 36 – 41	Үздіксіз	Маркерлік зат
		Азот оксиді (NО_x)	ЕҚТ 45	Үздіксіз^****	Маркерлік зат
		Азот оксиді (NО_x)	ЕҚТ 45	Тоқсанына бір рет^****	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес
		Азот оксиді (NО_x)	ЕҚТ43, 44	Үздіксіз^****	Маркерлік зат
		Азот оксиді (NО_x)	ЕҚТ43, 44	Тоқсанына бір рет^****	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес
		Күкіртсутек (H₂S)	ЕҚТ 42	Тоқсанына бір рет	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес
3	Кальций карбиді өндірісі	Тозаң	ЕҚТ 53	Үздіксіз	Маркерлік зат
3	Кальций карбиді өндірісі	Көміртек тотығы (СО)	ЕҚТ 51, 52	Тоқсанына бір рет	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес
4	Шойын өндірісі	Тозаң	ЕҚТ 62,63,66,67	Үздіксіз	Маркерлік зат
		Азот тотығы (NО_x)	ЕҚТ 69
		Күкірт диоксиді (SO₂)	ЕҚТ 68
5	Оттекті тәсілмен болат өндіру	Тозаң	ЕҚТ 79 – 81	Үздіксіз	Маркерлік зат
6	Болатты (оттекті тәсілді қоспағанда) өзге тәсілдермен өндіру	Тозаң	ЕҚТ 86, 87	Үздіксіз	Маркерлік зат
		Сынап (Hg)^***	ЕҚТ 88	Тоқсанына бір рет	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес
		ПХДД/Ф^***	ЕҚТ 89
		Азот тотығы (NО_x)^*****	ЕҚТ 9, 10
		Күкірт диоксиді (SO₂)^*****	ЕҚТ 9, 10
		Көміртек оксиді (СО)^*****	ЕҚТ 2, 9, 10

* үздіксіз өлшеулер жүргізген кезде, егер өлшеу нәтижелерін бағалау төменде көрсетілген шарттардың күнтізбелік жылда сақталғанын көрсетсе, шығарындылардың шекті мәндері сақталды деп есептеледі:

1) Рұқсат етілген орташа айлық мән шығарындылардың тиісті шекті мәндерінен аспайды;

2) рұқсат етілген орташа тәуліктік мән шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 110 % - ынан аспайды;

3) бір жылдағы барлық рұқсат етілген орташа сағаттық мәндердің 95 % - ы шығарындылардың тиісті шекті мәндерінің 200 %-ынан аспайды;

Егер құзыретті органдар белгілеген қағидаларға сәйкес айқындалған өлшемдердің әрбір сериясының немесе өзге де рәсімдердің нәтижелері шығарындылардың шекті мәндерінен аспаса, үздіксіз өлшеулер болмаған кезде шығарындылардың шекті мәндері сақталды деп есептеледі.

** мониторинг жиілігі қондырғы тек қана шығарындыларды өлшеу мақсатында пайдаланылатын жағдайларда қолданылмайды.

*** өлшеу қажеттілігі өлшем құралдарын және өлшем бірлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесінің тізілімінде өлшемдерді орындау әдістемелерін тіркегеннен кейін 1 (бір) жыл өткен соң қолданылады. Өлшеу кезеңділігі ӨЭБ бағдарламасында не тоқсанына кемінде бір рет айқындалады.

**** үздіксіз өлшеулер атмосфераға ең көп шығарынды шығаратын көздер үшін қолданылады (өндірістік экологиялық бақылауды жүргізу кезінде қоршаған ортаға эмиссия мониторингінің автоматтандырылған жүйесін жүргізу тәртібінде көзделген талаптарға сәйкес).

***** өлшеу қажеттілігі оттекті болат өндірісін және электр доғалы пештердегі болат өндірісін қоспағанда. болат өндірісі үшін қолданылады.

ЕҚТ 5

ЕҚТ ЕҚТ 4-ке жатпайтын, бірақ 3 -бөлімде қарастырылған барлық көздерден шыққан ластағыш заттарының шығарындыларын өлшеуді, сонымен қатар технологиялық газбен жұмыс істейтін электр станцияларындағы, металлургиялық зауыттардағы өлшеулерді білдіреді. Өлшеулер ӨЭБ бағдарламасында көзделген мерзімділікпен жүргізіледі.

ЕҚТ 6

ЕҚТ су объектілеріне тазарту құрылғыларынан сарқынды сулар төгілетін жерлерде маркерлік ластағыш заттардың төгінділеріне эквивалентті сапада деректер ұсыну регламенттелген ұлттық және/немесе халықаралық стандарттарға сәйкес мониторинг жүргізуді білдіреді.

Р/с №	Процесс	Параметр^*	Мониторинг мерзімділігі
1	2	3	4
1	Агломерация	Қалқымалы заттар	ӨЭБ бағдарламасына сәйкес
		ХПК
		Ауыр металдар: күшән (As), кадмий (Cd), хром (Cr), мыс (Cu), сынап (Hg), никель (Ni), қорғасын (Pb) және мырыш (Zn) қосындысы
2	Кокс өндірісі	ОХТ
		ОБТ
		Ұшпа сульфидтер
		Тиоцианаттар (SCN)
		Цианидтер (CN), ұшпа
		ПХК (флуорантен, бензофлуорантен, бензофлуорантен, бензопирен, инденопирен және бензоперилен қосындысы)
		Фенолдар
		Аммонийлі азоттың (NH4+-N), азота нитратты азоттың (NO3 --N) және нитритті азоттың (NO2 --N) қосынды құрамы
3	Кальций карбиді өндірісі	Қалқымалы заттар
4	Шойын өндірісі	Қалқымалы заттар
		Темір
		Қорғасын
		Мырыш
		Цианид жеңіл босатылатын
5	Болат өндірісі	Қалқымалы заттар
		Темір
		Мырыш
		Никель
		Жалпы хром
		Жалпы көміртек құрамы

* өлшеу қажеттілігі заттар технологиялық процесте болған/пайда болған жағдайда және (немесе) өлшем құралдары мен өлшем бірлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесінің тізілімінде өлшемдерді орындау әдістемелері тіркелгеннен кейін 1 (бір) жыл өткен соң қолданылады.

Сарқынды сулардың төгінділеріне мониторинг жүргізу үшін сулардан және сарқынды сулардан сынама алу және талдау жасаудың көптеген стандартты процедуралары бар.

құрама сынама – белгілі бір кезең бойы үздіксіз алынатын сынама немесе үздіксіз алынған немесе белгілі бір кезең ішінде үздіксіз немесе мерзімді түрде алынған, сосын араластырылған бірнеше сынамадан тұратын сынама.

квалификациялы кездейсоқ сынама – ұзақтығы максимум екі сағат ішінде араға екі минут салып алынған және кейіннен араластырылған кемінде бес кездейсоқ сынамадан тұратын құрама сынама.

ЕҚТ 7

ЕҚТ тиісті көздерден шығатын ұйымдастырылмаған шығарындылар шамасын төмендегі әдістердің көмегімен анықтау болып табылады:

шығарындылар көздің өзінде өлшенетін тікелей өлшеулер, концентрациясы мен массасы өлшенуі және анықталуы мүмкін;

шығарындыларды анықтау көзден белгілі бір қашықтықта жүргізілетін жанама өлшеулер;

коэффициенттерді пайдалана отырып есептеу әдістерін пайдалану.

Мүмкіндігіне қарай шығарындылар коэффициенттерін қолдана отырып есептеуге негізделген жанама әдістерге немесе бағалауға қарағанда тікелей өлшеу әдістерінің артықшылығы бар.

Сипаттау. Тікелей өлшеу мысалдарына қаптамасы бар аэродинамикалық құбырлардағы өлшеулер немесе басқа әдістер жатады. Соңғы әдісте шатырдағы желдеткіш саңылауының алаңы өлшенеді, сонымен қатар ағынның жылдамдығы есептеледі. Шатырдағы желдеткіш саңылауын өлшеу жазықтығының көлденең қимасы алаңдары (торларының өлшемдері) бірдей учаскелерге бөлінген.

Жанама өлшемдер мысалдарына индикаторлық газдарды өлшеу, кері дисперсияны модельдеу әдістері және лазерлік іздеу жүйесін және қашықтық өлшеуді қолдана отырып массасын баланстау әдісі жатады.

Есептеу әдістері сусыма материалдарды сақтаған кезде және тасымалдаған кезде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын, сонымен қатар көлік қозғалысы нәтижесінде жиналатын тозаңды бағалау үшін шығарындылар коэффициентін қолдану бойынша ұсынымдар негізінде пайдаланылады.

6.1.4. Технологиялық процесті басқару

ЕҚТ 8

ЕҚТ технологиялық процесті басқару мен бақылауды, өндірістік-технологиялық байланыстарды пайдалану, кеңейту және тереңдетуді оңтайландыруды, ресурстарды пайдалануды – өндірістік процестерді интеграциялауды бірге пайдалануды білдіреді.

ЕҚТ 9

ЕҚТ ластануды болдырмау, тозуды болдырмау, бастапқы материалдардың тиісті деңгейдегі сапасымен қамтамасыз ету, қайта пайдалану және қайта өңдеу мүмкіндігі, сондай-ақ процестің тиімділігін арттыру және металл шығымын оңтайландыру мақсатында материалдардың ішкі ағынын басқару және бақылауды оңтайландыруды білдіреді.

Сонымен қатар ластануды болдырмау, тозуды болдырмау, бастапқы материалдардың тиісті деңгейдегі сапасымен қамтамасыз ету, қайта пайдалану және қайта өңдеу мүмкіндігі, сондай-ақ процестің тиімділігін арттыру және металл шығымын оңтайландыру мақсатында материалдардың ішкі ағынын басқару және бақылауды оңтайландыру мақсатында ресурстарды басқару әдістері пайдаланылады.

Кіру материалдарын және өндіріс қалдықтарын тиісті дәрежеде сақтау және олармен жұмыс істеу ауыстырып тиеу нүктелерін қоса алғанда, қоймалар мен конвейерлік таспалардан шығатын тозаңның ауамен тасымалданатын шығарындыларын барынша азайтуы мүмкін, сонымен қатар топырақтың, жерасты суларының және сарқынды сулардың ластануына жол бермейді (ЕҚТ 11-ді де қараңыз).

Басқа қондырғылар мен секторлардан шығатын қалдықтарды қоса алғанда, біріктірілген метуаллургиялық зауыттар мен қалдықтарды тиісті деңгейде басқаруды қолдану шикізат ертінде ішкі және/немесе сыртқы қолдануды барынша арттыруға мүмкіндік береді (сонымен қатар ЕҚТ 13, 14, 15-ті қараңыз).

Материалдық ағындарды басқару металлургиялық зауыттың қалдықтарының жалпы көлемінің экономикалық маңызы жоқ бір бөлігін бақылау жасап кәдеге асыруды қамтиды.

ЕҚТ 10

Тиісті ластағыш заттардың шығарындыларының төмен дегңейіне қол жеткізу үшін ЕҚТ сапасы тиісті деңгейдегі сынықтар мен басқа шикізатты таңдауды білдіреді. Металл сынықтарына қатысты ЕҚТ құрамында ауыр металдар, атап айтқанда сынап болуы мүмкін немесе полихлорланған дибензодиоксиндер/фурандардың (ПХДД/Ф) және полихлорланған бифенилдердің (ПХБ) түзілуіне әкелуі мүмкін көзге көрінетін ластағыш заттардың болуына тиісті тексеру жүргізуі тиіс.

6.1.5. Материалдарды сақтау, тиеу-түсіру жұмыстары және тасымалдау кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды басқару

ЕҚТ 11

Атмосфераға шығатын ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын болдырмау үшін, егер ол мүмкін болмаса, азайту үшін ЕҚТ төменде көрсетілген әдістерді пайдалануды білдіреді.

Шығарындыларды тұту және тазалу жүйелерін пайдаланған кезде ЕҚТ тиісті шараларды қолдану арқылы тұту және кейіннен тазалау тиімділігін оңтайландыру болып табылады. Тозаң шығарындыларын шығарынды көзіне жақынырақ жинау ең қолайлы әдіс болып табылады.

Жалпы техникалар:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Экологиялық менеджмент жүйесінің бөлігі ретінде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындылары бойынша іс-шаралар жоспарын әзірлеу және іске асыру	Жалпы қолданылады
2	Егер белгілі бір операциялар қоршаған ортаның жоғары көрсеткіштерін тудыратын PM10 көзі ретінде анықталса, оларды уақытша тоқтатуды қарастыру	Жеткілікті деректері бар (мысалы, желдің бағыты мен күші) мониторинг жүйесі қажет

Сусымалы шикізатты өңдеу және тасымалдау кезінде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының алдын алу үшін қолданылатын әдістерге мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Қатарланған ұзын тосқауылдарды желдің басым бағытына бағдарлап қою	Жалпы қолданылады
2	Желден қорғайтын экрандарды орнату немесе ықтасын ретінде табиғи ландшафтты пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Жеткізілетін материалдың ылғалдылығын бақылау	Жалпы қолданылады
4	Материалдардың қажетсіз шамадан тыс жүктелуін және қорғалмаған жерлерде ұзақ уақыт тұрып қалуын болдырмау үшін технологиялық регламенттердің талаптарын сақтау	Жалпы қолданылады
5	Жабық қоймаларды пайдалану, жабық конвейерлер мен бункерлерге орналастыру және т. б.	Жалпы қолданылады
6	Жабдыққа техникалық қызмет жасаудың қатаң стандарттары	Жалпы қолданылады
7	Тұрақты тазалау, атап айтқанда жолдарды тазалау және ылғалдау	Жалпы қолданылады
8	Мобильді және стационарлық тозаң жинағыш жабдықты пайдалан	Жалпы қолданылады
9	Тозаңды басу немесе тозаңды жою, сонымен қатар көп мөлшерде тозаң жиналатын көзді жою үшін қапшық сүзгілерді тазалауға арналған қондырғыны пайдалану	Жалпы қолданылады
10	Қатты жабынды жолдарды жоспарлы тазалаған кезде шығарындылар деңгейі төмен сыпырып-жинағыш машинаны қолдану	Қатты жабынды жолдар кезінде қолданылады

Материалдарды жеткізу, сақтау және кәдеге асыру кезінде ұйымдастырылмаған шығарындыларды болдырмау үшін қолданылатын әдістерге мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Тозаң шығаратын материалдарға арналған сүзілген ауаны сорғышпен жабдықталған ғимараттағы жүк түсіретін бункерлерді толық қоршау немесе бункерлер тозаң жою және тазалау жүйесіне қосылған ара қабырғалармен және жүк түсіретін торлармен жабдықталуы керек	Жалпы қолданылады
2	Егер мүмкін болса, жүк түсіру биіктігін максимум 0,5 м дейін шектеу	Жалпы қолданылады
3	Тозаңды басу үшін су бүріккішті пайдалану ( (айналым суын пайдалану құпаталады)	Жалпы қолданылады
4	Қажет болғанда тозаңдылығын бақылау үшін сүзгіш элементтері бар сақтауға арналған бункерлерді орнату	Жалпы қолданылады
5	Бункерлерден материалдарды шығару үшін толық жабық құрылғыларды пайдалану	Жалпы қолданылады
6	Қажет болғанда жердің ластануын болдырмау үшін металл сынықтарын төбесі жабылған үй-жайларда және қатты жабынды алаңдарда сақтау (қойманың көлемін үлкейтпеу үшін және сәйкесінше шығарындыларды көбейтпеу үшін уақтылы жеткізуді пайдалану)	Жалпы қолданылады
7	Қойма қорларының бұзылуын минимумға жеткізу	Жалпы қолданылады
8	Қатарланған тосқауылдардың биіктігін шектеу және жалпы формасын бақылау	Жалпы қолданылады
9	Егер сақтау масштабы жарамды болса, сыртқы қоймада емес, ғимаратта сақтауды пайдалану	Жалпы қолданылады
10	Ұзақ уақыт бойы зиян келтірмей тозаң тұтуы және сіңіруі үшін ашық алаңдарда табиғи рельефтен, топырақ қайраңдарынан желден қорғайтын жолақтар жасау немесе биік шөп және мәңгі жасыл ағаш отырғызу	Жалпы қолданылады
11	Үйінділер мен қож үйінділерін гидроүю	Жалпы қолданылады
12	Пайдаланылмаған учаскелерге құнарлы топырақ қабатын төгу және шөптерді, бұталарды және басқа да жер жамылғыларын отырғызу арқылы учаскені көгалдандыруды жүзеге асыру	Жалпы қолданылады
13	Беткейлерді берік тозаң байланыстыратын заттармен ылғалдау	Жалпы қолданылады
14	Беткеййлерді брезентпен немесе (мысалы, латекстік) жабынмен жабу	Жалпы қолданылады
15	Ашық беткейлерді азайту үшін тіреуіш қабырғасы бар қоймаларды пайдалану	Жалпы қолданылады
16	Қажет болғанда бетонды және дренажды өткізбейтін беткейлерді қолдану	Жалпы қолданылады

Жүк түсіру жұмыстары кезінде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларының алдын алу үшін қолданылатын әдіске мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Қажет болғанда тозаң шығаруына байланысты арнайы жүк түсіретін жабдықты, әдетте, жабық типті жабдықты пайдалану	Жалпы қолданылады

Қожпен жұмыс істеу және қайта өңдеу әдістеріне мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Қожды тасымалдау және қайта өңдеуге арналған қож түйіршіктерінің қорларын дымқыл күйде ұстау, себебі домна шлагы мен болат құятын қож тозаң шығаруы мүмкін	Жалпы қолданылады
2	Тозаңы шығаруын бәсеңдету үшін тиімді тозаң жоятын және қапшық сүзгілері бар жабық қож ұсақтағыш жабдықты пайдалану	Жалпы қолданылады

Сынықтармен жұмыс істеу әдістеріне мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Көлік құралдарының қозғалысынан шығатын тозаңды минимумға жеткізу үшін металл сынықтарының жаппаның астында және/немесе бетонды еденде сақталуын қамтамасыз ету	Жалпы қолданылады

Материалдарды тасымалдау кезінде ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын болдырмау үшін қолданылатын әдістерге мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Көпшілік қолданатын автомобиль жолдарынан кіру нүктелерін барынша азайту	Жалпы қолданылады
2	Көпшілік қолданатын жолдардың топырағымен және тозаңымен ластануды болдырмау үшін доңғалақ тазалауға арналған жабдықты пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Материалдарды тасымалдағанда және жолдарды тазалаған кезде көп мөлшерде тозаң бөлінуін азайту үшін көлік жолдарына қатты жабын (бетон немесе асфальт) төсеу	Жалпы қолданылады
4	Көлік құралдарының белгіленген бағыт бойынша қозғалысын шарбақтармен, арықтармен немесе қайта өңделген қож банкаларымен шектеу	Жалпы қолданылады
5	Қожпен жұмыс істеген кезде тозаңданған трассаларды су ағынымен ылғалдау	Жалпы қолданылады
6	Кез келген ағып-төгуді болдырмау үшін көлік құралдарын шамадан тыс толтырмау	Жалпы қолданылады
7	Көлік құралдарының тасымалданатын материалды жабуы үшін брезентпен жабылуын қамтамасыз ету	Жалпы қолданылады
8	Тасымалдау санын барынша азайту	Жалпы қолданылады
9	Жабық немесе жаппамен жабылған конвейерлерді пайдалану	Жалпы қолданылады
10	Учаскелердегі бағыттарды өзгерту есебінен, әдетте материалдарды бір таспадан екіншісіне ауыстырып тиеу есебінен материалдың шығындарын барынша азайту үшін, егер мүмкін болса, құбырлы конвейерлерді пайдалану	Жалпы қолданылады
11	Қорытылған металды тасымалдаудың және шөмішпен жұмыс істеудің алдыңғы қатарлы әдістері	Жалпы қолданылады
12	Конвейерлік беру нүктелерін тозаңсыздандыру	Жалпы қолданылады

6.1.6. Су ресурстарын басқару

ЕҚТ 12

Су ресурстарын тиімді басқаруға арналған ЕҚТ сарқынды суларды болдырмауды, жинауды және түрлерге бөлуді, ішкі рециркуляциясын ұлғайтуды және әрбір ағынға адекватты тазалауды пайдалануды білдіреді. Келесі әдістерді қолдануға болады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Өндірістік желілер үшін ауыз суды пайдаланудан бас тарту	Жалпы қолданылады
2	Жаңа зауыттарды салған кезде немесе қолданыстағы зауыттарды жаңартқан/реконструкциялаған кезде айналысм суымен жабдықтау жүйесінің санын және/немесе қуаттылығын арттыру	Жалпы қолданылады
3	Келіп түсетін суды орталықтандырылған бөлу	Қолданылуы қолданыстағы су контурларының конфигурациясымен шектелуі мүмкін
4	Жекелеген парметрлері белгілі бір шектерге жеткенге дейін суды қайта пайдалану	Жалпы қолданылады
5	Егер судың тек жекелеген параметрлері қарастырылатын болса және одан әрі пайдалану мүмкін болса, суды басқа қондырғыларда пайдалану	Жалпы қолданылады
6	Тазартылған және тазартылмаған сарқынды суларды бөлу	Жалпы қолданылады
7	Нөсер суын пайдалану	Жалпы қолданылады

6.1.7. Қалдықтарды басқару

ЕҚТ 13

ЕҚТ ішкі пайдалану немесе мамандандырылған (ішкі немесе сыртқы) қайта өңдеу процестерін қолдану есебінен қалдықтарды азайту үшін біріктірілген және операциялық әдістерді пайдалануды білдіреді.

ЕҚТ 14

ЕҚТ ЕҚТ 13-ке сәйкес пайдалануға немесе қайта өңдеуге болмайтын қатты қалдықтарды максималды сыртқы пайдалануды немесе қайта өңдеуді білдіреді.

ЕҚТ 15

ЕҚТ барлық қатты қалдықтарды жинау, өңдеу, сақтау және тасымалдау үшін, сонымен қатар эмиссияларды болдырмау үшін беру пункттерін жабу үшін пайдаланудың және техникалық қызмет жасаудың алдыңғы қатарлы әдістерін білдіреді.

6.1.8. Шу

ЕҚТ 16

ЕҚТ жергілікті жағдайларға байланысты келесі әдістердің біреуін немесе бірнешеуін пайдалану арқылы шойын және болат өндіру процестерінде тиісті көздерден шығатын шу деңгейін азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Шуды азайту стратегиясын іске асыру	Жалпы қолданылады
2	Шулы операцияларды/агрегаттарды қоршау	Жалпы қолданылады
3	Операцияларды/агрегаттарды виброоқшаулау	Жалпы қолданылады
4	Соққы сіңіретін материалдан жасалған ішкі және сыртқы қаптама	Жалпы қолданылады
5	Материалдарды түрлендіруге арналған жабдықтарға байланысты кез келген шулы операциялардан қорғау үшін ғимаратты дыбыстан оқшаулау	Жалпы қолданылады
6	Шудан қорғауға арналған қабырғалар салу, мысалы, ғимарат салу немесе қорғалатын аумақ пен шулы қызметтер тұрған орын арасында өсіп тұрған ағаш және бұта сияқты табиғи тосқауылдар жасау	Жалпы қолданылады
7	Газ шығаратын түтікке шу бәсеңдеткіш орнату	Жалпы қолданылады
8	Дыбыс өткізбейтін ғимараттарғ орнатылған ауаарналар және ауа үрлегіштер	Жалпы қолданылады
9	Төбесі жабық үй-жайлардың есік-терезесін жабу	Жалпы қолданылады

6.1.9. Иіс

ЕҚТ 17

Иіс деңгейін азайту мақсатында ЕҚТ бір немесе бірнеше техниканың комбинациясын пайдалануды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Өткір иісі бар материалдарды болдырмау немесе барынша азайту	Жалпы қолданылады
2	Қатты иіс шығаратын материалдар мен газдарды жайылғанға дейін және сұйылтқанға дейін тұту және жою	Жалпы қолданылады
3	Егер мүмкін болса, толық жағу және сүзу арқылы материалдарды өңдеу	Жалпы қолданылады

6.2. Агломерация процесіндегі ЕҚТ бойынша қорытынды

6.2.1. Энергия тиімділігі және ресурс үнемдеу

ЕҚТ 18

Агломерат өндірісіндегі энергия тиімділігі бойынша ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе бірнешеуінің комбинациясын пайдалану есебінен аглофабрикаларда жылу энергиясын тұтынуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Агломерат салқындатқыштың шығарылатын газдарынан шыққан физикалық жылуды рекуперациялау	Жалпы қолданылады
2	Егер мүмкін болса, желтартқыш тордың шығарылатын газдарының физикалық жылуын рекуперациялау	Қолданыстағы қондырғылар үшін қолданылуы орын алуымен шектелуі мүмкін
3	Шығарылатын газдарды жартылай рециркуляциялау	Қолданыстағы қондырғылар үшін қолданылуы орын алуымен, сонымен қатар қолданыстағы техникалық параметрлерімен шектелуі мүмкін

6.2.2. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

ЕҚТ 19

Араластыру/езу процестеріне арналған ЕҚТ құрамындағы ылғалды реттеу арқылы ұсақ материалдарды агломерациялау жолымен тозаңның ұйымдастырылмаған шығарындыларын болдырмауды немесе азайтуды білдіреді (ЕҚТ 11-ді де қараңыз).

6.2.3. Ұйымдастырылған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

Төменде ұсынылған техникалар және олардың көмегімен қол жеткізілетін технологиялық көрсеткіштер (бар болса) еріксіз желдету жүйелерімен жабдықталған көздер үшін белгіленген.

6.2.3.1. Тозаң шығарындылары

ЕҚТ 20

Агломерат өндірісінде түсіруге, ұсақтауға, суытуға, сұрыптауға, конвейермен тасымалдауға байланысты процестер кезінде шығатын шығарындыларды азайту мақсатында ЕҚТ жалпы әдістерді, алдын ала тазарту техникаларын пайдалануды және (немесе) электр сүзгіледі, қапшық сүзгілерді, керамикалық және майда көзді металл сүзгілерді және (немесе) олардың комбинациясын пайдалануды білдіреді.

Алдын ала тазалау әдістері:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Циклондарды қолдану	Жалпы қолданылады
2	Ылғалды газ тазартқыштарды қолдану	Жалпы қолданылады

Тазалау әдістері:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Электрсүзгі	Жалпы қолданылады
2	Қапшық сүзгі	Жалпы қолданылады. На действующих установках применение может быть ограничено местом для установки
3	Керамикалық және майда көзді металл сүзгілер	Жалпы қолданылады

6.2-кесте. Агломерат өндірісінде түсіруге, ұсақтауға, суытуға, сұрыптауға, конвейермен тасымалдауға байланысты процестердегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20^**

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

** ұсақтауға және жіктеуге (елеуге) байланысты процестердегі қолданыстағы қондырғыларға арналған технологиялық көрсеткіш 20 – 100 мг/Нм³.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

ЕҚТ 21.

Агломерация процесіндегі тозаң шығарындыларын азайту мақсатында ЕҚТ қапшық сүзгілерді немесе электрсүзгілерді пайдалануды білдіреді.

6.3-кесте. Агломерация процесіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
Тозаң	5 – 20, *

*іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

**электрсүзгіні пайдалану кезіндегі технологиялық көрсеткіш 20 - 40 мг/ Нм³;

***қолданыстағы қондырғылар үшін электр сүзгісін пайдаланған кездегі технологиялық көрсеткіш 20 - 50 мг/Нм³

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.2.3.2. Сынап

ЕҚТ 22

Агломерациялық таспалардан шыққан бастапқы шығарындыларға арналған ЕҚТ құрамында сынабы аз шикізатты таңдау есебінен сынап шығарындыларын болдырмауды (ЕҚТ 10-ды қараңыз) немесе азайтуды немесе белсендірілген көмірді немесе белсендірілген қоңыр көмірлі коксты бүрку арқылы шығарылатын газдарды тазартуды білдіреді (толығырақ 5.1.2.3-бөлімде берілген).

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.2.3.3. SO_X шығарындылары

ЕҚТ 23

Агломерациялық қондырғылардан шыққан бастапқы шығарындыларға арналған ЕҚТ төмендегі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып SO_X шығарындыларын азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Құрамында күкірті аз кокс қоқырын пайдалану есебінен күкірттің шығарылуын азайту	Жалпы қолданылады
2	Кокс қоқырының шығынын барынша азайту есебінен күкірттің шығарылуын азайту	Жалпы қолданылады
3	Құрамында күкірті аз темір кенін пайдалану есебінен күкірттің шығарылуын азайту	Жалпы қолданылады
4	Қапшық сүзгімен тозаңсыздандырар алдында аглотаспадан шыққан пайдаланылған газдарға арналған газжолына тиісті адсорбциялайтын агенттерді қосу (ЕҚТ 20 -ны қараңыз)	Жалпы қолданылады
5	Ылғалды күкіртсіздендіру немесе регенеративті белсендірілген көмір (RAC) процесі	Кеңістікке қойылатын талаптар маңызды болуы мүмкін және қолданылуын шектеуі мүмкін. RAC әдісін қолданған кезде тозаң тұтқышты орнату қажет
6	Күкірт қышқылын өндіру	Кеңістікке қойылатын талаптар маңызды болуы мүмкін және қолданылуын шектеуі мүмкін

6.4-кесте. Агломерация процесіндегі күкірт диоксиді (SO₂)шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Күкірт диоксиді (SO₂)	350 - 500 ^{, *}

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

** "Ылғалды күкіртсіздендіру процесі немесе регенеративті белсендірілген көмір (RAC)" техникасын қолдану кезінде 100 мг/Нм³.

*** қолданыстағы қондырғылар үшін 500 - 1000 мг/Нм³.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.2.3.4. Азот оксидтерінің (NO_X) шығарындылары

ЕҚТ 24

Агломерациялық таспалардан шыққан бастапқы шығарындыларға арналған ЕҚТ төмендегі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып азот оксидтерінің (NO_X) шығарындыларын азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Шығарылатын газдардың рециркуляциясы	Қолданылуы агломераттың (өнімнің) параметрлерімен, сонымен қатар орын алуымен шектелуі мүмкін.
2	Антрацитті қолдану немесе тұтату үшін құрамында азот оксиді (NO_X) аз оттықтарды пайдалану сияқты басқа бастапқы шаралар	Қолданылуы отынның Сипаттамасымен шектелуі мүмкін.
3	Регенеративті белсендірілген көмір (RAC) процесі	Жалпы қолданылады.
4	Селективті каталитикалық тотықсыздандыру (СКТ)	Жалпы қолданылады. Газдарды алдын ала тазарту қажет.

6.5-кесте. Агломерация процесіндегі NO_x шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Азот оксиді (NO_X)	120 - 500 ^{, *}

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

** регенеративті белсендірілген көмірді (RAC) пайдаланған кезде 250 мг/Нм³.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.2.3.5. ПХДД/Ф шығарындылары

ЕҚТ 25

Агломерациялық таспалардан шыққан бастапқы шығарындыларға арналған ЕҚТ төмендегі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып полихлорланған дибензодиоксиндердің/фурандардың (ПХДД/Ф) және полихлорланған бифенилдердің (ПХБ) шығарындыларын болдырмауды және/немесе азайтуды білдіреді:

Р/с №		Техникалар		Қолданылуы
1	2		3
1	Мүмкіндігінше құрамында полихлорланған дибензодиоксиндер/фурандар (ПХДД/Ф) және полихлорланған бифенилдер (ПХБ) немесе олардың прекурсорлары бар шикізатты қолданбау (ЕҚТ 10 -ды қараңыз)		Жалпы қолданылады
2	Азот қосылыстарын қосу есебінен полихлорланған дибензодиоксиндер/фурандардың (ПХДД/Ф) түзілуін болдырмау		Жалпы қолданылады
3	Пайдаланылған газдардың рециркуляциясы (ЕҚТ 24 қараңыз).		Қолданылуы агломераттың (өнімнің) параметрлерімен, сонымен қатар орын алуымен шектелуі мүмкін

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 26

Агломерациялық таспалардан шыққан бастапқы шығарындыларға арналған ЕҚТ қапшық сүзгімен немесе жетілдірілген электростатикалық сүзгімен тозаңсыздандырар алдында аглофабриканың шығарылатын газдарының газжолына тиісті адсорбциялайтын агентті қосу арқылы полихлорланған дибензодиоксиндердің/фурандардың (ПХДД/Ф) және полихлорланған бифенилдердің (ПХБ) шығарындыларын азайтуды білдіреді.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

6.2.4. Су пайдалануды, сарқынды суларды жою және тазартуды басқару

ЕҚТ 27

ЕҚТ аглофабрикаларда егер тік сарқынды салқындатқыш жүйелер пайдаланылмаса, салқындатқыш суды мүмкіндігінше қайта пайдалану есебінен суды пайдалануды барынша азайтуды білдіреді.

ЕҚТ 28

ЕҚТ салқындатқыш суды есепке алмағанда, шаятын су пайдаланылатын немесе шығарылатын газдарды ылғалды тазарту жүйесі қолданылатын аглофабрикалардағы сарқынды суларды төмендегі әдістердің комбинциясын пайдалана отырып тазартуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Тұндыру/шөктіру	Жалпы қолданылады
2	Сүзгілеу	Жалпы қолданылады
3	Адсорбция	Жалпы қолданылады
4	Бейтараптау	Жалпы қолданылады
5	Ион алмасу	Жалпы қолданылады

6.6-кесте. Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/л) ^{, , **}
1	2	3
1	Қалқымалы заттар	≤ 30
2	ОХТ	≤100
3	Ауыр металдар (күшән (As), кадмий (Cd), хром (Cr), мыс (Cu), сынап (Hg), никель (Ni), қорғасын (Pb) және мырыш (Zn) қосындысы	≤ 0,1^***

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

** сарқынды суларды тазарту қондырғыларынан тазартылған ағындарды шығару орындарында қолданылатын көрсеткіштер;

*** өндірістік процесте ластағыш заттар болған /түзілген жағдайда, сондай-ақ Қазақстан Республикасында өлшеу құралдары мен әдістері болған кезде.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 5 -ті қараңыз.

6.2.5. Қалдықтарды басқару

ЕҚТ 29

ЕҚТ төмендегі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып аглофабрикаларда қалдықтардың жиналуын болдырмауды білдіреді (ЕҚТ 13-ті қараңыз):

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Ауыр металдарды, сілтілерді немесе хлоридтермен байытылған майда дисперсиялы тозаң фракцияларын есепке алмағанда, қалдықтарды өз орнында агломерация процесіне ішінара рециркуляциялау (мысалы, электростатикалық тозаң тұтқыштан шыққан тозаң)	Жалпы қолданылады
2	Өз орнында қайта өңдеу мүмкін болмаса, әрдайым сыртқы қайта өңдеу	Қолданылуы сыртқы жағдайлармен шектелуі мүмкін

ЕҚТ агломерациялық өндірістің болдырмауға да, қайта өңдеуге де болмайтын қалдықтарын бақыланбалы басқаруды білдіреді.

ЕҚТ 30

ЕҚТ агломерациялық өндірістен және біріктірілген болат қорыту зауыттарының басқа процестерінен шыққан құрамында темір (Fe) мен көміртек (C) бар қалдықтарды мүмкіндігінше агломерациялық таспаға қайта рециркуляциялауды білдіреді.

ЕҚТ 31

ЕҚТ рециркуляцияланатын тхнологиялық қалдықтарды тиісті деңгейде іріктеу және алдын ала өңдеу арқылы агломерациялау үшін шикізаттағы көмірсутек құрамын азайтуды білдіреді.

Қайта өңделген технологиялық қалдықтардағы көмірсутек құрамы барлық жағдайда < 0,5 % болуы, ал шихтаның құрамында < 0,1 % болуы керек.

Тозаң және прокат отқабыршағы арқылы көмірсутектің шығарылуын барынша азайту әдістеріне мыналар жатады:

құрамында көмірсутегі аз тозаңның және прокат отқабыршағын бөліп алу және кейіннен іріктеу арқылы көмірге келіп түсуін шектеу;

оңтайландырылған менеджмент әдістерін пайдалану прокат отқабыршағының құрамындағы ластағыш көмірсутектерді барынша азайтуға әкелуі мүмкін;

прокат отқабыршағын майсыздандыру;

прокат отқабыршағын шамамен 800 °С-ға дейін қыздыру, мұнай көмірсутектері ұшып кетеді және таза прокат отқабыршағы қалады; ұшпа көмірсутектерді өртеуге болады.

еріткіштің көмегімен прокат отқабыршағынан майды бөліп алу.

6.3. Кокс-химия процесіндегі ЕҚТ бойынша қорытынды

Егер өзгесі көрсетілмеген болса, осы бөлімде ұсынылған ЕҚТ бойынша тұжырымдарды барлық кокс зауыттарына қолдануға болады.

6.3.1. Энергиялық тиімділігі және ресурс үнемдеу

ЕҚТ 32

Кокс-химия процесіне арналған ЕҚТ кокстау кезінде кокс газын максималды бөліп алуды білдіреді.

6.3.2. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

ЕҚТ 33

Тозаң шығаратын көмірді сақтауға және онымен жұмыс істеуге арналған ЕҚТ бір немесе бірнеше әдісті пайдалана отырып ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын болдырмауды немесе азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Шикізаттар мен материалдарды сақтау кезінде жабық қоймаларды немесе силостарды/контейнерлерді пайдалану	Общеприменимо для пылящих материалов
2	Конвейерлердің үстін жабуды пайдалану (тасымалдау қажет болғанда)	Жалпы қолданылады
3	Материалды төгу биіктігін шектеу	Жалпы қолданылады
4	Тиеу жұмыстарының процестерінен шығатын шығарындыларды азайту	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 34

Кокс-химиялық зауыттарға арналған ЕҚТ келесі әдістерді пайдалана отырып үздіксіз тоқтаусыз кокс өндірісімен қамтамасыз ету есебінен шығарындыларды азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Пеш камерасына, пеш есіктеріне және жақтау тығыздағыштарына, көтергіш құбырларға, жүктеуші тесіктерге және басқа жабдықтарға уақтылы әрі толық техникалық қызмет жасау	Жалпы қолданылады
2	Температураның шектен тыс ауытқуларын болдырмау	Жалпы қолданылады
3	Кокс пешіне кешенді бақылау және мониторинг жүргізу	Жалпы қолданылады
4	Тиеу-түсіру жұмыстарынан кейін есіктерді, жақтау тығыздағыштарын, жүктеуші тесіктерді, жапқыштарды және көтергіш құбырларды тазалау	Жаңа қондырғыларда және кей жағдайларда қолданыстағы қондырғыларда пайдаланылады
5	Кокс пештеріндегі газ ағынын реттеу	Жалпы қолданылады
6	Кокстау кезінде қысымды реттеу және иілгіш тығыздағышпен серіппеленген есіктерді немесе (биіктігі ≤ 5 м және жақсы жұмыс күйіндегі пештер болғанда) сына тәрізді ілмегі бар есіктерді қолдану	Биіктігі ≤ 5 м және жақсы жұмыс күйіндегі пештер болғанда қолданылады
7	Тұтас аппараттан шығатын көзге көрінетін шығарындыларды азайту үшін кокс батареясынан коллекторлық магистральға, иілістерге және стационарлық жалғастырғыштарға жалғанатын герметикалық көтергіш құбырларды пайдалану	Жалпы қолданылады
8	Барлық саңылаулардан шығатын көзге көрінетін шығарындыларды азайту үшін жүктеуші тесіктерді отқа мөзімді балшықпен (немесе басқа жарамды герметикалайтын материалмен) сылап бекіту	Жалпы қолданылады
9	Адекватты технологияларды қолдану есебінен толық кокстауды қамтамасыз ету (шикі кокстың сығылуын болдырмау)	Жалпы қолданылады
10	Кокс пештерінің анағұрлым үлкен камераларын орнату	Жаңа қондырғыларда немесе кей жағдайларда қондырғыны ескі іргетасқа толық ауыстырған жағдайда қолданылады
11	Мүмкін болса, кокстау кезінде пеш камераларындағы қысымды реттеуді пайдалану	Жаңа қондырғыларда қолданылады және қолданыстағы қондырғылар үшін опция болуы мүмкін; бұл технологияны қолданыстағы қондырғыларға орнату мүмкіндігін мұқият бағалау керек және әр зауыттың жеке жағдайына байланысты қолданылады

ЕҚТ 35

Газ тазалау қондырғысына арналған ЕҚТ келесі әдістерді пайдалану есебінен шығарындыларды болдырмауды және азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Мүмкін болса, барлық жерде құбыр қосылыстарын дәнекерлеу арқылы фланецтердің санын азайту	Жалпы қолданылады
2	Фланецтер мен клапандарға тиісті тығыздағыштарды пайдалану	Жалпы қолданылады
3	Герметикалық сорғыларды пайдалану	Жалпы қолданылады
4	Сақтауға арналған резервуарларда жапқыш клапандардан шығатын шығарындыларды болдырмау (клапанның шығуын кокс газының коллекторына жалғау немесе газдарды жинау және кейіннен жағу)	Жалпы қолданылады

6.3.3. Ұйымдастырылған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.3.3.1. Тозаң шығарындылары

ЕҚТ 36

Көмірді ұсақтау (көмірді уату, жіктеу және елеуді қоса алғанда, көмір дайындау) бойынша қондырғының ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып тозаң шығарындыларын болдырмауды немесе азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Жабық ғимараттар және құрылыстар, тозаң шығаратын материалдармен жұмыс істеген кезде жабық жабдықтарды пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Тозаңды тиімді тұтатын қондырғыларды және құрғақ тозаңсыздандыру жүйелерін пайдалану	Жалпы қолданылады

6.7-кесте. Көмірді ұсақтау (көмірді уату, жіктеу және елеуді қоса алғанда, көмір дайындау) бойынша процестердегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20^**

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

** қолданыстағы қондырғылар үшін технологиялық көрсеткіш 20 - 100мг/ Нм³.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 37

Тозаң шығаратын көмірді тасымалдауға, сақтауға және коксты сұрыптауға және онымен жұмыс істеуге арналған ЕҚТ тозаңды тиімді тұтатын қондырғыларды және құрғақ тозаңсыздандыру жүйелерін пайдалана отырып тозаң шығарындыларын азайтуды білдіреді.

6.8-кесте. Кокс өндірісінде көмірді сақтау және коксты сұрыптау кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

ЕҚТ 38

ЕҚТ бір немесе бірнеше әдісті пайдалана отырып кокс пештерінің камераларын шығарындыларды азайтып жүктеу жүйелерімен жабдықтауды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	"Түтінсіз" жүктеу	Жалпы қолданылады
2	Жүйелі және кезең-кезеңмен жүктеу	Жалпы қолданылады
3	Бірнеше жүктеу бункерлеріне бір уақытта жүктеу	Жалпы қолданылады
4	Тозаңды тиімді тұтатын қондырғыларды пайдалану, кейіннен тазарту (қапшық сүзгі)	Жалпы қолданылады

6.9-кесте. Кокс өндірісінде көмірді жүктеген кездегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 50

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 39

Кокс пешінің күйдіру процесіндегі ластағыш заттардың шығарындыларын азайтуға арналған ЕҚТ төменде ұсынылған әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалануды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Кокс пешінің тұрақты жұмыс істеуі есебінен пеш камерасы мен қыздыру камерасы арасындағы жылыстауларды болдырмау	Жалпы қолданылады
2	Пеш камерасы мен қыздыру камерасы арасындағы жылыстауларды жою	Қолданыстағы қондырғыларға ғана қолданылады
3	Күкіртсіздендірілген кокс газын пайдалану	Жалпы қолданылады
4	Жаңа батареяларды салған кезде кезең-кезеңмен жағу және анағұрлым жіңішке кірпіштерді және жылуды жақсы өткізетін оттөзімділерді пайдалану сияқты құрамында азот оксидтері (NO_X) аз әдістерді пайдалану	Жаңа қондырғыларға ғана қолданылады

6.10-кесте. Кокс пешінің күйдіру процесіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20

* Іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 40

Кокс беруге арналған ЕҚТ келесі әдістерді пайдалану есебінен тозаң шығарындыларын азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Шатырмен жабдықталған, алынатын есігі бар машинамен беру	Қолданыстағы зауыттарда орынның жетіспеуі қолданылуын шектеуі мүмкін
2	Қапшық сүзгінің немесе басқа тазалау жүйелерінің көмегімен экстракциялық газды тазартуды пайдалану
3	Бір нүктелік немесе мобильді қондырғыны – кокс сөндіруге арналған машинаны пайдалану

6.11-кесте. Кокс беру процесіне арналған тозаң шығарындыларының технлогиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20^**

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

** қолданыстағы қондырғылар үшін технологиялық көрсеткіш 5 - 40 мг/ Нм³.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

ЕҚТ 41

Коксты сөндіру кезіндегі ЕҚТ келесі әдістердің біреуін пайдалану есебінен тозаң шығарындыларын азайту болып табылады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Жылудың едәуір мөлшерін рекуперациялай отырып және жүктеу, тасымалдау және елеу кезінде қапшық сүзгінің көмегімен тозаңды жою арқылы коксты құрғақ сөндіруді пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Шығарындылары минималды әдеттегі ылғалды сөндіруді пайдалану	Қажетті орнату параметрлерімен шектелуі мүмкін (биіктік)
3	Коксты тұрақтандырып сөндіру	Бос орынға байланысты шектелуі мүмкін

6.12-кесте. Коксты сөндіру процесіне арналған тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5- 20

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

6.3.3.2. Күкірт қосылыстарының шығарындылары

ЕҚТ 42

ЕҚТ келесі әдістердің біреуін пайдалана отырып кокс газының құрамындағы күкіртті азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Абсорбциялық жүйелермен күкіртсіздендіру	Жалпы қолданылады
2	Ылғалды тотықтандырып күкіртсіздендіру	Жалпы қолданылады

Кокс газындағы күкіртсутектің (H₂S) қалдық концентрациясына ЕҚТ 4 -пен байланысты мерзімді мониторинг жүргізілуі тиіс.

ЕҚТ 43

Астыңғы жеткізу газы бар кокс пештеріне арналған ЕҚТ келесі әдістерді пайдалана отырып шығарындыларды азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Кокс пешінің тұрақты жұмыс істеуі есебінен пеш камерасы мен қыздыру камерасы арасындағы жылыстауларды болдырмау	Жалпы қолданылады
2	Пеш камерасы мен қыздыру камерасы арасындағы жылыстауларды болдырмау (қолданыстағы қондырғыларға ғана қолданылады)	Қолданыстағы қондырғыларға ғана қолданылады
3	Күкіртсіздендірілген кокс газын пайдалану	Жалпы қолданылады

6.13-кесте. Астыңғы жеткізу газы бар кокс пештеріне арналған күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Күкірт диоксиді (SO₂)	200 - 500

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 44

Құрамында күкірт диоксиді (SO₂) өте жоғары шығарылатын газдардан бөлінетін күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларын азайтуға және түтін газдарын тазарту жүйесінен шығатын қалдықтардың жиналуын болдырмауға арналған ЕҚТ күкірт қышқылын немесе басқа күкірт құрамдас өнімдерді өндіру арқылы күкіртті рекуперациялауды білдіреді. Күкірт қышқылы өндірісінде пайдаланылатын техникалық шешімдер:

бір контактілі қонырғылар;

ылғалды катализ қондырғысы.

6.14-кесте. Күкірт қышқылын және басқа өнімдерді өндіру кезінде балқыту пештерінен шығарылатын газдардың құрамындағы күкіртті рекуперациялау кезіндегі ЕҚТ-мен байланысты күкірт диоксидінің (SO2) технологиялық көрсеткіштері

Р/с №	Параметр	НДТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Күкірт диоксиді (SO₂)	800 - 1000

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

6.3.3.3. NOx шығарындылары

ЕҚТ 45

Астыңғы жеткізу газы бар кокс пештеріне арналған ЕҚТ келесі әдістерді пайдалану арқылы шығарындыларды азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Кокс пешінің тұрақты жұмыс істеуі есебінен пеш камерасы мен қыздыру камерасы арасындағы жылыстауларды болдырмау	Жалпы қолданылады
2	Пеш камерасы мен қыздыру камерасы арасындағы жылыстауларды болдырмау (қолданыстағы қондырғыларға ғана қолданылады)	Қолданыстағы қондырғыларға ғана қолданылады
3	Жаңа батареяларды салған кезде кезең-кезеңмен жағу және анағұрлым жіңішке кірпіштерді және жылуды жақсы өткізетін оттөзімділерді пайдалану сияқты құрамында азот оксидтері (NO_X) аз әдістерді пайдалану	Жаңа қондырғыларға ғана қолданылады

6.15-кесте. Астыңғы жеткізу газы бар кокс пештеріне арналған NO_x шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	NO₂	350 - 500^**

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

** қолданыстағы қондырғылар үшін 500 - 650 мг/Нм³.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

6.3.4. Су пайдалануды, сарқынды суларды жою және тазартуды басқару

ЕҚТ 46

ЕҚТ кокс өндірісінде су пайдалануды барынша азайтуды, сонымен қатар мүмкіндігінше максималды қайта пайдалануды білдіреді.

ЕҚТ 47

ЕҚТ құрамында органикалық заттардың концентрациясы көп технологиялық суды (мысалы, кокс пештерінің тазартылмаған сарқынды сулары, құрамында көміртек көп сарқынды сулар және т.б.) салқындатқыш су ретінде қайта пайдалануды болдырмауды білдіреді.

ЕҚТ 48

ЕҚТ кокстау және кокс газын тазалау процестерінен шыққан сарқынды суды тазарту құрылыстарына ағызар алдында келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып алдын ала тазартуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Флокуляциялау және кейіннен флотациялау, тұндыру және сүзуді жеке-жеке немесе құрамдастырып пайдалана отырып қарамайды және полициклді хош иісті көмірсутектерді (ПКХ) тиімді жоюды пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Сілті мен буды пайдалана отырып аммиактың тиімді десорбциясын пайдалану	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 49

Кокстау және кокс газын тазалау процестерінен шыққан алдын ала тазартылған сарқынды суларға арналған ЕҚТ сарқынды суларды біріктірілген денитрификация/нитрификация сатыларымен бірге биологиялық тазартуды пайдалануды білдіреді.

6.16-кесте. Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр^***	ЕҚТ-ТП (мг/л)^{, , **}
1	2	3
1	ОХТ	≤220
2	ОБТ	≤20
3	Ұшпа сульфидтер	≤0,1
4	Тиоцианаттар (SCN)	≤4
5	Цианидтер (CN), ұшпа	≤0,1
6	Полициклді хош иісті көмірсутектер (ПХК)	≤0,05
7	Фенолдар	≤0,5
8	Аммонийлі азоттың (NH₄+-N), нитратты азоттың (NO_3 --N) және нитритті азоттың (NO_2 --N) қосынды құрамы	≤15 - 50

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 5 -ті қараңыз.

6.3.5. Қалдықтарды басқару

ЕҚТ 50

ЕҚТ су-көмір суспензиясынан шыққан қарамай, сонымен қатар сарқынды суларды тазарту қондырғысынан шыққан артық белсенді лай сияқты өндірістік қалдықтарды кокс зауытына арналған көмір шикізаты ретінде қайта пайдалануды білдіреді.

6.4. Кальций карбиді өндірісіндегі ЕҚТ бойынша қорытындылар

Электртермиялық пештерді пайдалана отырып кальций карбидін өндіру кезіндегі процестерге жатады.

ЕҚТ 51

ЕҚТ жағымсыз жанама реакцияларды және энергия шығынын мүмкіндігінше болдырмау үшін сапасы мен сипаттамасы сәйкес келетін шикізатты пайдалануды, мысалы, темір (FeO), кремний (SiO₂), аллюминий (Al₂O₃), магний (MgO) және азот оксидтері (NO_X), күкірт (S), фосфор (P) сияқты қоспалардың шикізат құрамында артық мөлшерде болуына жол бермеуді білдіреді.

Қолданылатын әдістерге мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Құрамындағы ылғалы 2 %-дан аз, күлділігі 15 %-дан аз (оңтайлысы 10 %), сонымен қатар (тұйық пештер үшін) түйірлерінің мөлшері 3 мм-ден 25 мм-ге дейін болатын кептірілген коксты пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Әк құрамындағы магнийдің 2 % шегінде болуын және түйірлерінің мөлшері 6 мм-ден 50 мм-ге дейін болуын қамтамасыз ету. Құрамындағы CO_2 -ні 2 %-дан аз деңгейге дейін азайту үшін барынша жұмсақ әкті (әдетте сөндірілмеген) пайдалану	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 52

ЕҚТ шикізат пен энергияны үнемдеу және кальций карбиді (CaC₂) өндірісінің қоршаған ортаға әсерін азайту мақсатында кальций карбидін өндіретін зауытты жобалауды, жұмыс істеуін қамтамасыз етуді және тиісті деңгейде пайдалануды білдіреді. Атап айтқанда, келесі әдістер қолданылады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Кальций карбидін өндіретін жабық пеші бар зауытта сәйкесінше бір тонна CaC_2 -ге930 кг әк (94 % СаО), 550 кг кокс (құрғақ, 10 % күл), 20 кг электродты материал және 3200 квтс электр энергиясын пайдалану және пеш газының көміртек оксидінің энергиялық қорын немесе технологиялық шикізат ретінде пеш газын пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Кальций карбидін өндіретін (СО газын жиналмайтын) ашық пеші бар зауытта шикізат пен энергияны үнемдеу және өндірістің қоршаған ортаға әсерін төмендету, сонымен қатар қолданылатын шикізаттың кең сұрыптамасын таңдау мүмкндігін және процестің икемділігін пайдалану	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 53

Жабық пештер пайдаланылатын кальций карбидін өндіретін зауыттарда ЕҚТ ластағыш заттардың шығарындыларын азайтуға бағытталған әдістерді пайдалануды білдіреді. Қолданылатын әдістерге мыналар жатады:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Пеш газын толық жинау	Кальций карбдін өндіретін зауыттарда қолданылады
2	Пеш газын тазалауға арналған құрғақ тозаңсыздандыру жүйесі
3	Пеш газын тазалауға арналған гидротозаңсыздандыру жүйесі
4	Қорытпаны шығарған кезде түтінді жинау және өңдеу	Жалпы қолданылады

6.17-кесте. Кальций карбиді өндірісінің дайындауға, қорытуға және қаптауға байланысты процестеріндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	1 - 5^{, *}

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

** кальций карбидін өндіруге арналған жабық және ашық пештер үшін;

** қолданыстағы қондырғылар үшін 5 - 20 мг/ Нм³.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 54

ЕҚТ пеш газын тазалау үшін гидротозаңсыздандыру жүйесі пайдаланылатын кальций карбидін өндіретін зауыттардың сарқынды суларын әдістерді немесе әдістер комбинациясын пайдалана отырып тазартуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Тұндыру/шөктіру	Жалпы қолданылады
2	Бейтараптандыру	Жалпы қолданылады

6.18-кесте. Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/л)^{, *}
1	2	3
1	Қалқымалы заттар	30

* іріктеу кезеңіндегі орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

** сарқынды суларды тазарту қондырғыларынан тазартылған ағындарды шығару орындарында қолданылатын көрсеткіштер.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 5 -ті қараңыз.

ЕҚТ 55

Энергиялық тиімділігі бөлігіндегі ЕҚТ пеш газын отын ретінде қайта пайдалануды білдіреді.

6.5. Шойын өндірісі процесіндегі ЕҚТ бойынша қорытындылар

Егер өзгесі көрсетілмесе, осы бөлімде ұсынылған ЕҚТ бойынша тұжырымдарды барлық домна пештеріне қолдануға болады.

6.5.1. Энергиялық тиімділігі және ресурс үнемдеу

ЕҚТ 56

Домна пештерінің ресурстарын тиімді пайдалануға арналған ЕҚТ тозаң тәрізді көмір, мазут. Ауыр мұнай өнімдері, гудрон, мұнай қалдықтары, кокс газы, табиғи газ сияқты тотықсыздандырғыштарды және металл қалдықтары, пайдаланылған май және эмульсиялар, майлы қалдықтар, жеке-жеке немесе біріктірілген қалдық майлар мен пластмасса қалдықтары сияқты қалдықтарды бүрку арқылы коксты тұтынуды азайтуды білдіреді.

Газ бүркудің қолданылуы металлургия зауытының басқа жерлерінде тиімді пайдалануға болатын газдың болуына байланысты болады.

Пластикті қосудың қолданылуы жергілікті және нарықтық жағдайларға, пайдаланылатын қалдықтардың құрамына байланысты болады.

ЕҚТ 57

ЕҚТ шығарындыларды азайту және шихта тұнбасының жиналу мүмкіндігін төмендету үшін домна пешінің тұрақты режимде үздіксіз тоқтаусыз жұмысымен қамтамасыз етуді білдіреді.

ЕҚТ 58

ЕҚТ бұрылатын домна газын отын ретінде пайдалануды білдіреді.

ЕҚТ 59

ЕҚТ мойындық газдың қысымы жеткілікті деңгейде болғанда және сілтілік металдардың концентрациясы төмен болғанда мойындық газ қысымының энергиясын рекуперациялауға арналған.

ЕҚТ 60

ЕҚТ ауа жылытқыштағы жану процесін оңтайландыру үшін ауа жылытқышқа арналған отын газдарын немесе ауа жылытқыштағы жағуға арналған ауаны алдын ала қыздыруды білдіреді.

Отынды алдын ала қыздырудың қолданылуы пештердің тиімділігіне байланысты болады.

6.5.2. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

ЕҚТ 61

Құю ауласына (астау, науа, шойын тасығыш және миксер типті шөміштерді жүктеу пункттері, скиммерлер) арналған ЕҚТ бір немесе бірнеше әдісті пайдалана отырып ұйымдастырылмаған тозаң шығарындыларын болдырмауды немесе азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Науалардың бетін жабу	Жалпы қолданылады
2	Кейіннен шығарылатын газдарды тазалау арқылы тозаң мен түтіннің ұйымдастырылмаған шығарындыларын тұту тиімділігін оңтайландыру	Жалпы қолданылады
3	Қолданылатын жерде және өнімді шығару кезінде шығарындыларды жинау және тозаңсыздандыру жүйесі орнатылмаған жерде азотты пайдалана отырып түтінді басу	Жалпы қолданылады

6.5.3. Ұйымдастырылған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.5.3.1. Тозаң шығарындылары

ЕҚТ 62

Шихтаны дайындауға (араластыру, илеу, ұсақтау, жіктеу), шихтаны тасымалдауға, жинақтауыш бункерден түсіруге, көмір тозаңын үрлеу қондырғысынан түсіруге арналған ЕҚТ тозаң шығарындыларын барынша азайтуды және қажет болғанда келесі әдістердің көмегімен кейіннен тозаңсыздандыруды білдіреді.

Алдын ала тазарту әдістері:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Циклондарды қолдану	Жалпы қолданылады
2	Ылғалды газ тазартқыштарды қолдану	Жалпы қолданылады

Тазарту әдістері:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Электрсүзгі	Жалпы қолданылады
2	Қапшық сүзгі	Жалпы қолданылады. Қолданыстағы қондырғыларда қолдану қондырғыға орын қажет болатынымен шектелуі мүмкін

6.19-кесте. Шойын өндірісінде шихтаны дайындауға тасымалдауға, жинақтауыш бункерден түсіруге, көмір тозаңын үрлеу қондырғысынан түсіруге байланысты процестердегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20^**

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

** ұсақтауға және жіктеуге (елеуге) байланысты процестердегі қолданыстағы қондырғыларға арналған технологиялық көрсеткіш 20 - 100мг/ Нм³.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 63

Құю ауласына арналған ЕҚТ (астаулар, науалар, шойын тасығыш және миксерлік шөміштерге жүктеу пункттері, скиммерлер) келесі әдістерді пайдалану есебінен тозаң шығарындыларын азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Электрсүзгі	Жалпы қолданылады
2	Қапшық сүзгі	Қолданылуы орын қажет болатынымен шектелуі мүмкін

6.20-кесте. Құю цехына (астаулар, науалар, шойын тасығыш және миксерлік шөміштерге жүктеу пункттері, скиммерлер) арналған ЕҚТ-ны қолдануға байланысты тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 64

ЕҚТ құрамында қарамайы жоқ қаптаманы пайдалануды білдіреді.

ЕҚТ 65

Өнімді жүктеу кезінде домна газының шығарындыларын төмендегі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып барынша азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Қысымды бірінші және екінші жөндеу құрылғысы бар конуссыз жүктеу қондырғысы	Жалпы қолданылады
2	Газды рекуперациялау немесе желдету жүйесі	Жаңа қондырғыларда қолданылады. Қолданыстағы қондырғыларда пештің конуссызжүктеу жүйесі болған жағдайда қолданылады
3	Жүктеу жүйелеріндегі жоғарғы бункерлерде қысымды көтеруге арналған домна газын пайдалану	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 66

ЕҚТ бір немесе бірнеше әдісті қолдану есебінен домна газынан шығатын тозаң шығарындыларын азайтуды білдіреді:

Алдын ала тазалау әдістері

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Дефлекторлар	Жалпы қолданылады
2	Тозаң жинағыштар	Жалпы қолданылады
3	Циклондар	Жалпы қолданылады
4	Электр сүзгілер	Жалпы қолданылады

Кейіннен тазалау әдістері:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Кедерлігі скрубберлер	Жалпы қолданылады
2	Вентури скрубберлері	Жалпы қолданылады
3	Сақиналы саңылауы бар скрубберлер	Жалпы қолданылады
4	Ылғалды электрсүзгілер	Жалпы қолданылады
5	Дезинтеграторлар	Жалпы қолданылады

6.21-кесте. Шойын өндірісінде домна газын тазалауға байланысты процестердегі тозаңның технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 10

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 67

Домналық ауа қыздырғыштарға арналған ЕҚТ десульфатты және тозаңсыздандырылған артық кокс газын, тозаңсыздандырылған домна газын, тозаңсыздандырылған конвертер газын және табиғи газды жеке-жеке немесе құрамдастырып пайдалану есебінен шығарындыларды азайтуды білдіреді.

6.22-кесте. Шойын өндірісінде домналық ауа қыздырғыштарға арналған тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5- 10

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

6.5.3.2. Күкірт диоксидінің (SO₂) және азот оксидінің (NO_Х) шығарындылары

ЕҚТ 68

Домналық ауа қыздырғыштарға арналған ЕҚТ десульфатты және тозаңсыздандырылған артық кокс газын, тозаңсыздандырылған домна газын, тозаңсыздандырылған негізгі оттекті домна газын және табиғи газды жеке-жеке немесе құрамдастырып пайдалану есебінен шығарындыларды азайтуды білдіреді.

6.23-кесте. Шойын өндірісінде домналық ауа қыздырғыштарға арналған күкірт диоксиді (SO₂) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Күкірт диоксиді (SO₂)	100 - 200

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ 69

6.23-кесте. Шойын өндірісінде домналық ауа қыздырғыштарға арналған азот диоксиді (NO_x) шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Азот оксиді (NO_x)	50 - 100

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

6.5.4. Су пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазалау

ЕҚТ 70

Домна газын тазалау кезінде суды пайалануға және ағызуға арналған ЕҚТ шаятын суды пайдалануды барынша азайтуды және мысалы, қожды түйіршіктендіру үшін, қажет болғанда қиыршықтас қабаты бар сүзгімен өңдеген соң мүмкіндігінше қайта пайдалануды білдіреді.

ЕҚТ 71

Домна газын тазалаған кезде жиналатын сарқынды суларға арналған ЕҚТ флокуляциялауды (коагуляция) және тұндыруды пайдалануды, сонымен қатар қажет болғанда жеңіл бөлінетін цианидті азайтуды білдіреді.

6.24-кесте. Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/л) ^,^
1	2	3
1	Қалқымалы заттар	≤30
2	Темір (Fe)	≤5
3	Қорғасын (Pb)	≤0,5
4	Мырыш(Zn)	≤2
5	Жеңіл бөлінетін цианид	≤0,4

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 5-ті қараңыз.

6.5.5. Қалдықтарды басқару

ЕҚТ 72

ЕҚТ болдырмауға да, қайта өңдеуге де болмайтын домна пешінің қалдықтарын бақыланатын басқаруды, яғни келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып домна процесінде қалдықтарды жиналуын болдырмауды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Нақты қайта өңдеуді жеңілдету үшін тиісті дәрежеде жинау және сақтау	Жалпы қолданылады
2	Домна пешінің (ДП) газын тазалаған кезде жиналатын ірі тозаңды және құю ауласын тозаңсыздандырған кезде жиналатын тозаңды өз орнында, осы тозаңдар қайта өңделетін зауыт шығарындыларының әсерін ескере отырып қайта өңдеу	Жалпы қолданылады
3	Шламды қалдықтарын жою үшін гидроциклонның көмегімен кейіннен ірі фракцияларын өз орнында қайта өңдей отырып қайта өңдеу	Применяется во всех случаях, когда влажного обеспыливания, а также с учетом содержания цинка
4	Қожды қайта өңдеу, түйіршіктеу арқылы қайта өңдеу оңтайлырақ	Применимо при наличии внешнего спроса

ЕҚТ 73

Қожды қайта өңдеген кезде шығарындыларды барынша азайтуға арналған ЕҚТ, егер иісті азайту қажет болса, түтінді конденсациялауды білдіреді.

6.6. Конвертерлік болат өндірісіндегі ЕҚТ бойынша тұжырымдар

Егер өзгесі көрсетілмеген болса, осы бөлімде ұсынылған ЕҚТ бойынша тұжырымдарды барлық оттекті-конвертерлік процестерге және болат құюға қолдануға болады.

6.6.1. Энергиялық тиімділігі және ресурс үнемдеу

ЕҚТ 74

ЕҚТ отын ретінде кейіннен пайдалану үшін конвертерлік газды жинауды, тазалауды және сақтауды білдіреді. Қолданылуы экономикалық аспектілермен, сонымен қатар кейбір жағдайларда отты бәсеңдету арқылы кәдеге жаратудың орынсыздығымен шектелуі мүмкін.

ЕҚТ 75

ЕҚТ болат қорыту цехында автоматтандырылған құрылғыларды пайдалану есебінен энергия тұтынуды азайтуды білдіреді.

ЕҚТ 76

ЕҚТ қорытпаны үрлеуден соң тікелей шығару процесін пайдалану арқылы процесті оңтайландыруды және энергия тұтынуды азайтуды білдіреді. Сынамаларды онлайн-іріктеу және болатты талдау әдістері қолданылады.

Қолданылуы тиісті талдағшы/құрылғының болуына байланысты, шөміш-пештің болуы технологияны енгізуді жеңілдетеді.

ЕҚТ 77

ЕҚТ егер бұл өндірілетін болат маркасының сапасымен және номенклатурасымен негізделген болса, берілген формаға жуық жолақтарды үздіксіз тарата құюды пайдалану есебінен энергия тұтынуды азайтуды білдіреді.

Қолданылуы жекелеген болат құю зауытының өндірілетін болат маркасына және өнім сұрыптамасына байланысты болады. қолданыстағы зауыттарда қолданылуы жабдық пен кеңістікті үйлестірумен шектелуі мүмкін.

6.6.2. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

ЕҚТ 78

ЕҚТ:

төмендегі әдстердің біреуін немесе комбинациясын пайдалану есебінен оттекті ауа үрлегіштің саңылауынан тозаң шығарындыларын барынша азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Оттекті үрлеген кезде ауа үрлегіштің саңылауын жабу	Жалпы қолданылады
2	Тозаңды сейілту үшін ауа үрлегіштің саңылауына инертті газды немесе буды үрлеу	Қолданыстағы қондырғыларда қолданылады
3	Ауа үрлегішті тазалау құрылғысымен бірге тығыздағыштың басқа баламалы конструкциясын пайдалану	Жалпы қолданылады

шойынды ауыстырып құйған кезде екінші реттік тозаңсыздандыру үшін: ұйымдастырылмаған шығарындыларды болдырмаудың немесе бақылаудың жалпы әдістері сияқты технологиялық процеске біріктірілген әдістердің көмегімен барынша азайту:

Р/с №

Техникалар

Қолданылуы

1	2	3
1	Конвертерлік цехтағы әрбір ішкі процестер үшін тозаң тұтқыш құрылғыларды тәуелсіз бұру және пайдалану	Қолданылуы қолданыстағы қондырғылар үшін шектеулі
2	Атмосфераға шығарындыларды болдырмау үшін күкіртсіздендіру қондырғысын тиісті деңгейде басқару	Қолданылуы қолданыстағы қондырғылар үшін шектеулі
3	Күкіртсіздендіру қондырғысынжалпы герметикалау	Қолданылуы қолданыстағы қондырғылар үшін шектеулі
4	Шөміш шойын құюға пайдаланылмайтын уақытта қақпағын дұрыс күйде ұстау және шойын құюға арналған шөміштерді тазарту және тұрақты түрде қақтарын тазалау немесе шатыр астындағы бұру жүйесін қолдану	Қолданылуы қолданыстағы қондырғылар үшін шектеулі
5	Егер шатырдан ауа сору жүйесі қолданылмайтын болса, шойын құюға арналған шөмішті сұйық шойынды конвертерге құйған соң конвертердің алдында шамамен екі минуттай ұстау	Қолданылуы қолданыстағы қондырғылар үшін шектеулі
6	Болат өндірісі процесін, мысалы шығарындыларды болдырмау немесе азайту үшін (яғни, қождың көпіршігені сонша, ол конвертерден асып төгіледі) компьютерлік басқару және оңтайландыру	Қолданылуы қолданыстағы қондырғылар үшін шектеулі
7	Асып төгілуді туғызатын өнім шығару кезінде шектеуші элементтер есебінен асып төгілуреді азайту және төгілулерді шектейтін құралдары пайдалану	Қолданылуы қолданыстағы қондырғылар үшін шектеулі
8	Оттекпен үрлеген кезде конвертер тұрған үй-жайлардың есіктерін жабу	Жалпы қолданылады
9	Көзге көрінетін шығарындыларды бақылау үшін шатырда үздіксіз видеобақылау жүргізу	Қолданылуы қолданыстағы қондырғылар үшін шектеулі
10	Шатыр астындағы ауа сору жүйесін пайдалану	Жалпы қолданылады

6.6.3. Ұйымдастырылмаған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.6.3.1. Тозаң шығарындылары

ЕҚТ 79

Отты бәсеңдету арқылы оттекті конвертердің газын кәдеге асыруға арналған ЕҚТ үрлеу кезінде конвертерлік газды максималды түрде шығарып алуды және келесі әдістерді үйлестіріп пайдалана отырып оны тазалауды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Отты бәсеңдету процесін пайдалану	Жалпы қолданылады
2	Құрғақ сепарациялау әдісінің (мысалы, дефлектор, циклон) немесе ылғалды сепараторлардың көмегімен ірі тозаңды алдын ала тозаңсыздандыру	Жалпы қолданылады
3	Мыналар арқылы тозаңды жою:
3.1	Құрғақ тозаңсыздандыру (мысалы, электрсүзгі)	Жалпы қолданылады
3.2	Ылғалды тозаңсыздандыру (мысалы, ылғңалды электрсүзгі немесе скруббер)	Қолданыстағы қондырғыларды қолданылады

Толық жағылатын жағдайда оттекті үрлеу кезінде конвертерлік газды кәдеге асыруға арналған ЕҚТ келесі әдістердің біреуін пайдалана отырып тозаң шығарындыларын азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Құрғақ тозаңсыздандыру (мысалы, ЭСФ немесе қапшық сүзгі)	Жалпы қолданылады
2	Ылғалды тозаңсыздандыру (мысалы, ылғалды ЭСФ немесе скруббер)	Қолданыстағы қондырғыларды қолданылады

6.25-кесте. Конвертерлік болат өндірісі кезінде оттекті конвертердің газын кәдеге асыру кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 50

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 80

Сұйық шойынды алдын ала өңдеу процестеріндегі екінші реттік тозаңсыздандыруға арналған ЕҚТ шығарылатын газдарды кейіннен ЭСФ немесе қапшық сүзгінің көмегімен тазарту арқылы тиісті жабық корпустарды және тиімді желдетуді пайдалануды білдіреді.

6.26-кесте. Сұйық шойынды алдын ала өңдеу процестеріндегі екінші реттік тозаңсыздандыруға арналған тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 – 20

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 81

Қожды өз орнында қайта өңдеуге арналған ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалану есебінен тозаң шығарындыларын азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Шығарылатын газдарды қажет болғанда кейіннен тазалау арқылы қож уатқышты және елеуіш құрылғыны тиімді қашықтыққа орналастыру	Жалпы қолданылады
2	Қайта өңделген қожды шөмішті тиегіштермен тасымалдау	Жалпы қолданылады
3	Конвейерді қайта жүктеу орындарында қалдықтарды жою немесе ылғалдау	Жалпы қолданылады
4	Қож үйінділерін сақтаған кезде ылғалдау	Жалпы қолданылады
5	Уатылған қожды жүктеген кезде су тұманын пайдалану	Жалпы қолданылады

6.27-кесте. Қожды өз орнында қайта өңдеген кездегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

6.6.4. Суды пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазалау

ЕҚТ 82

ЕҚТ конвертерлік газды бірінші реттік тозаңсыздандыру нәтижесінде ЕҚТ 79-да мазмұндалған келесі әдістердің біреуін пайдалана отырып су тұтынуды және сарқынды сулардың шығарындыларын болдырмауды немесе азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Шаятын суды барынша азайту және ылғалды тозаңсыздандыруды қолданған жағдайда оны максималды түрде (мысалы, қожды түйіршіктеу үшін) қайта пайдалану мүмкіндігі	Жалпы қолданылады

ЕҚТ 83

ЕҚТ келесі әдістердің үйлесімін пайдалану есебінен үздіксіз құю кезінде сарқынды сулардың төгінділерін барынша азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Флокуляциялау, тұндыру және/немесе сүзгілеу арқылы қатты бөлшектерді жою	Жалпы қолданылады
2	Майды скиммингтік құрылғыда немесе кез келген басқа тиімді құрылғыда жою	Жалпы қолданылады
3	Салқындатқыш суды және вакуум жасаудан шыққан суды максималды түрде рециркуляциялау	Жалпы қолданылады

6.28-кесте. Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгніділерінің технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/л) ^,^
1	2	3
1	Қалқымалы заттар	≤ 20
2	Темір (Fe)	≤5
3	Мырыш (Zn)	≤2
4	Никель (Ni)	≤0,5
5	Жалпы хром (Cr)	≤0,5
6	Көмірсутектердің жалпы мөлшері (C_nH_m)	≤5

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

6.6.5. Қалдықтарды басқару

ЕҚТ 84

ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып қалдықтардың жиналуын болдырмауды білдіреді (ЕҚТ 13 -ті қараңыз):

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Қайта өңдеуді жеңілдету үшін тиісті деңгейде жинау және сақтау	Жалпы қолданылады
2	Конвертерде газ тазарту кезінде жиналатын ірі тозаңды, екінші реттік тозаңсыздандыру тозаңын және үздіксіз тарата құюдан шыққан прокаттық отқабыршақты осылар қайта өңделетін зауыттың шығарындыларының әсерін ескере отырып кері болат қорыту процестеріне қайта өңдеу	Жалпы қолданылады
3	Конвертерлік қожды және конвертерлік қождың қоқырын өз орнында әртүрлі мақсатта қолдану үшін қайта өңдеу	Жалпы қолданылады
4	Қожды (мысалы, материалдардағы толтырғыш ретінде немесе құрылыс үшін) қайта өңдеу	Қолданылуы сұраныстың болуымен шектеледі
5	Түсті металлургиядағы мырыш сияқты темірді және түсті металдарды сыртқы шығарып алу үшін сүзгілеу тозаңы мен шламын пайдалану	Қолданылуы конвертер газын құрғақ электростатикалық тұндыру әдісімен тазарту процесіне байланысты
6	Гранулометриялық құрамы оңтайлы бөлуге мүмкіндік беретін жағдайда, аглодомналық немесе цемент өнеркәсібінің ірі фракцияларын кейіннен рециркуляциялай отырып шламға арналған тұндырғышты пайдалану	Жалпы қолданылады

ЕҚТ болдырмауға да, қайта өңдеуге де болмайтын негізгі оттегі процесінің қалдықтарын бақыланатын басқаруды білдіреді.

6.7. Электрдоғалы, индукциялық және 6.6 -бөлімге енгізілмеген басқа пештердегі болат өндірісіндегі ЕҚТ бойынша тұжырымдар.

Егер өзгесі көрсетілмеген болса, осы бөлімде ұсынылған ЕҚТ бойынша тұжырымдарды барлық электр доғалы, индукциялық және 6.6 -бөлімге енгізілмеген басқа пештердегі болат қорыту және құю өндірісінде қолдануға болады.

6.7.1. Энергиялық тиімділігі және ресурс үнемдеу

ЕҚТ 85

6.7.2. Ұйымдастырылған көздерден шығатын ластағыш заттардың шығарындылары

6.7.2.1. Тозаң шығарындылары

ЕҚТ 86

ЕҚТ төменде тізімделген әдістердің біреуін пайдалану, сонымен қатар кейіннен тазалау арқылы тиімді тозаң жоюға қол жеткізуді білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Шығарылатын газдарды тікелей жою (4 -ші немесе 2 -ші саңылау) мен ауа сору жүйелерін үйлестіру	Жалпы қолданылады
2	Газды тікелей шығарып алу және шудан-тозаңнан қорғайтын қаптама жүйелері	Жалпы қолданылады
3	Газды тікелей бұру және ғимараттағы жүйені жалпы бұру (қуаттылығы аз электр доғалы пештер (ЭДП) дәл сондай жою тиімділігіне қол жеткізу үшін газды тікелей бұруды талап етпеуі мүмкін)	Жалпы қолданылады
4	Қапшық сүзгі	Жалпы қолданылады

6.29-кесте. Болат өндірісіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4 -ті қараңыз.

ЕҚТ 87

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Шығарылатын газдарды қажет болғанда кейіннен тазалау арқылы қож уатқышты және елеуіш құрылғыны тиімді қашықтыққа орналастыру	Жалпы қолданылады
2	Қайта өңделген қожды шөмішті тиегіштермен тасымалдау	Жалпы қолданылады
3	Конвейерді қайта жүктеу орындарында қалдықтарды жою немесе ылғалдау	Жалпы қолданылады
4	Қож үйінділерін сақтаған кезде ылғалдау	Жалпы қолданылады
5	Уатылған қожды жүктеген кезде су тұманын пайдалану	Жалпы қолданылады

6.30-кесте. Қожды өз орнында қайта өңдеу кезіндегі тозаң шығарындыларының технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/Нм³)^*
1	2	3
1	Тозаң	5 - 20

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні.

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.7.2.2. Сынап және ПХДД/Ф шығарындылары

ЕҚТ 88

ЕҚТ құрамында сынап бар шикізатты және қосымша материалдарды болдырмау арқылы сынап шығарындыларын болдырмауды білдіреді (ЕҚТ 9 және 10-ды қараңыз). ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

ЕҚТ 89

ЕҚТ құрамында ПХДД/Ф және ПХД немесе оларың прекурсорлары (ЕҚТ 9 және 10-ды қараңыз) бар шикізатты мүмкіндігінше болдырмау арқылы және тиісті тозаң тұту жүйесімен бірге келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалана отырып полихлорланған дибензодиоксиндерді/фурандарды (ПХДД/Ф) және полихлорланған бифенилдерді (ПХБ шығарындылары) болдырмауды және азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Тиісті толық жағу	Қолданылуы бос кеңістіктің болуымен, қолда бар газ жолы жүйесімен байланысты
2	Тиісті жылдам сөндіру	Жалпы қолданылады
3	Тозаңсыздандырар алдында ауаарнасына адекватты адсорбенттерді бүрку	Жалпы қолданылады

ЕҚТ-мен байланысты мониторинг: ЕҚТ 4-ті қараңыз.

6.7.3. Суды пайдалануды басқару, сарқынды суларды жою және тазалау

ЕҚТ 90

ЕҚТ егер тік сарқынды салқындату жүйелері қолданылмайтын болса, пеш құрылғыларын мүмкіндігінше максималды салқындату үшін сумен салқындатудың тұйық жүйелерін пайдалану есебінен ЭДП процесінде суды пайдалануды барынша азайтуды білдіреді.

ЕҚТ 91

ЕҚТ үздіксіз құю кезінде келесі әдістерді үйлестіре пайдалана отырып сарқынды сулардың төгінділерін барынша азайтуды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Флокуляциялау, тұндыру және/немесе сүзгілеу арқылы қатты бөлшектерді жою	-
2	Майды скиммингтік құрылғыда немесе кез келген басқа тиімді құрылғыда жою	-
3	Салқындатқыш суды және вакуум жасаудан шыққан суды максималды түрде рециркуляциялау	-

6.31-кесте. Су объектілеріне төгілетін ластағыш заттардың төгінділерінің технологиялық көрсеткіштері:

Р/с №	Параметр	ЕҚТ-ТП (мг/л) ^,^
1	2	3
1	Қалқымалы заттар	≤ 20
2	Темір (Fe)	≤5
3	Мырыш (Zn)	≤2
4	Никель (Ni)	≤0,5
5	Жалпы хром (Cr)	≤0,5
6	Көмірсутектердің жалпы мөлшері (C_nH_m)	≤5

* іріктеу кезеңінің орташа тәуліктік мәні немесе орташа мәні;

6.7.4. Қалдықтарды басқару

ЕҚТ 92

ЕҚТ келесі әдістердің біреуін немесе комбинациясын пайдалану есебінен қалдықтардың жиналуын болдырмауды білдіреді:

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	Мамандандырылған өңдеуді жеңілдету үшін тиісті деңгейде жинау және сақтау	Жалпы қолданылады
2	Әртүрлі процестерден және ішкі пайдаланудан шыққан оттөзімді материалдарды, мысалы, доломитті, магнезитті және әктасты алмастыру үшін өз орнында шығарып алу және рециркуляциялау	Жалпы қолданылады
3	Қажет болғанда сүзгілеу тозаңын байытқан соң электр доғаоы пешке (ЭДП) рециркуляциялау арқылы түсті металлругиядағы мырыш сияқты түсті металдарды сыртқы шығарып алу үшін сүзгілеу тозаңын пайдалану	Қолданылуы сұраныстың болуымен шектелуі мүмкін
4	Су дайындау процесінде үздіксіз тарата құюдан шыққан отқабыршақты, мысалы, аглодомна немесе цемент өнеркәсібінде бөліп алу және кейіннен рециркуляциялай отырып шығарып алу	Применимость может быть ограничена наличием спроса
5	Егер нарықтық жағдайлар жол беретін болса, электр доғалы пештерден (ЭДП) шыққан оттөзімді материалдар мен қождарды екінші реттік шикізат ретінде сыртқы пайдалану	Применимость может быть ограничена наличием спроса

ЕҚТ болдырмауға да, қайта өңдеуге де болмайтын ЭДП процесінің қалдықтарын бақыланатын басқаруды білдіреді.

6.7.5. Физикалық әсерлер

ЕҚТ 93

ЕҚТ жоғары дыбыстық энергия шығаратын қондырғылардан және электр доғалы пештердің (ЭДП) процестерінен шыққан шу деңгейін жергілікті жағдайларға қарай келесі құрылыс және пайдалану технологияларының комбинациясын пайдалану арқылы төмендетуді білдіреді (ЕҚТ 16 -да тізімделген әдістерге қосымша):

Р/с №	Техникалар	Қолданылуы
1	2	3
1	ЭДП ғимаратын ЭДП пеші жұмыс істеген кезде болатын механикалық соққылардан шыққан шуды жұтатындай етіп салу	Жалпы қолданылады
2	Механикалық соққыларды болдырмауды ескере отырып, жүктеу кәрзеңкелерін тасымалдауға арналған крандарды қолдану және орнату	Жалпы қолданылады
3	Электр доғалы пештің ғимаратының ішкі қабырғалары мен төбелерінде арнайы дыбыс оқшаулағышты қолдану	Жалпы қолданылады
4	Шуды азайту үшін ЭДП пешінің корпусы мен ғимараттың сыртқы қабырғасын бөлектеу	Жалпы қолданылады
5	Жоғары дыбыстық энергия шығаратын процестерді (яғни, ЭДП-ны және көміртексіздендіру қондырғысын) негізгі ғимаратқа орналастыру	Жалпы қолданылады

6.8. Ремедиация бойынша талаптар

Шойын және болат өндіру кезінде атмосфералық ауаға әсер етудің негізгі факторы ұйымдасқан шығарындылар көздері болып табылады.

Шойын және болат өндірісінің өндірістік объектілері қызметінің грунттық және жерасты суларына әсер ету мөлшері су тұтыну мен су бұру көлеміне, тазарту құрылыстары жұмысының тиімділігіне, сарқынды суларды сүзу алқаптарына ағызудың сапалық сипаттамасына және жер бедеріне байланысты болады. Ағызылатын сарқынды сулардың сапалық құрамы кәсіпорынды сумен қамтамасыз ету үшін пайдаланылатын суларың құрамына, пайдаланылатын шикізаттың құрамына, технологиялық процестердің ерекшеліктеріне, аралық өнімдердің құрамына немесе дайын өнімдерің құрамына, сарқынды суларды тазартудың қолданыстағы жүйелеріне байланысты.

Өндірістік және технологиялық процестер нәтижесінде пайда болған қалдықтар шарттық негізде бөгде ұйымдарға кәдеге жаратуға/қайта өңдеуге берілуі мүмкін, өндірілген кеңістікті толтыру кезінде өз қажеттіліктері үшін ішінара пайдаланылуы мүмкін, бір бөлігі өндіріске қайтарылады.

Қазақстан Республикасының Экология кодексіне сәйкес экологиялық залал келтірілген табиғи ортаның құрамдас бөлігін қалпына келтіру, молықтыру немесе егер экологиялық залал толық немесе ішінара орны толмас болып табылса, табиғи ортаның мұндай құрамдас бөлігін алмастыру арқылы экологиялық залалды жою жөніндегі іс-шаралар кешені ремедиация деп танылады.

Осылайша, шойын және болат өндіретін кәсіпорындар қызметінің нәтижесінде атмосфералық ауаның ластануы және ластағыш заттардың табиғи ортаның бір компонентінен екіншісіне ауысуы нәтижесінде келесі жағымсыз салдарлар туындайды:

атмосфералық ауадан топырақ бетіне ластағыш заттардың түсуі және олардың одан әрі жерүсті және жерасты суларына инфильтрациясы нәтижесінде жер мен топырақтың ластануы;

жануарлар мен өсімдіктер әлеміне әсері.

Өндірістік және (немесе) мемлекеттік экологиялық бақылау нәтижелері бойынша табиғи орта компоненттеріне антропогендік әсер ету нәтижесінде келтірілген экологиялық залал фактілері анықталған кезде қызметтің салдарын жабу және (немесе) жою кезінде базалық есепте немесе эталондық учаскеде белгіленген жай-күйге қатысты табиғи орта компоненттері жай-күйінің өзгеруіне бағалау жүргізу қажет.

Іс-әрекеттері немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға Кодекстің (5-бөлімнің 131-141-баптары) нормаларына және Ремедиация бағдарламасын әзірлеу жөніндегі әдістемелік ұсынымдарға сәйкес учаскенің жай-күйін қалпына келтіру үшін осындай залалды жою үшін тиісті шаралар қолдануға тиіс.

Бұдан басқа, іс-әрекеті немесе қызметі экологиялық залал келтірген тұлға экологиялық залал келтірген тұлға тиісті ластағыш заттардың эмиссияларын жою, тежеу немесе қысқарту үшін, сондай-ақ олардың ағымдағы немесе болашақта бекітілген нысаналы мақсатын ескере отырып, учаске енді адам денсаулығы үшін елеулі қауіп төндірмеуі және табиғи орта компоненттерінің ластануына байланысты қоршаған ортаға қатысты оның қызметінен залал келтірілмеуі үшін мерзімдерде және кезеңділікте бақылау мониторингі үшін қажетті шараларды қабылдауы тиіс.

7. Перспективалы техникалар

Осы бөлімде ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар жүргізілетін немесе оларды тәжірибелік-өнеркәсіптік енгізу жүзеге асырылатын жаңа техникалар туралы ақпарат қамтылады.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу процесінде құрастырушылары мен ТЖТ мүшелері шетелдерде, сол сияқты Ресейде талқыланып жатқан бірқатар жаңа технологиялық, техникалық және басқарушылық шешімдерге талдау жасады. Бұл шешімдер өндірістің тиімділігін арттыруға, қоршаған ортаға теріс әсерлерді азайтуға, ресурстарды тұтынуды оңтайландыруға бағытталған. Олар әлі кең таралмаған және анықтамалықты құрастырушыларда олардың екі кәсіпорында енгізілгені туралы сенімді ақпарат жоқ.

Бұдан әрі мәтінде бұл шешімдер шойын және болат өндірісі процестеріне қатысты сипатталған.

7.1. Темірді тікелей тотықсыздандыру

Темірді әртүрлі тотықсыздандырғыштарды – газдарды, қатты С-ны, газдар мен қатты С-ны бірге пайдалана отырып темір кенді шикізаттан (қорытпай, салыстырмалы төмен температурада) тотықсыздандыру.

Процесс 1000 - 1200°С төмен температурада жүргізіледі, бұл процесте бос кен жынысы қожтауға жеткізілмейді, кремний (Si), марганец (Mn), фосфор (P), күкірт (S)) қоспалары тотықсызданырылмайды және металл кеуекті темір деп аталатын кеуекті материал түрінде таза күйде өндіріледі. Кеуекті темір алу процестері әртүрлі агрегаттарда: шахталық, құбырлы, туннельдік, муфельдік, шағылдырғыш, электр қыздырғыш пештерде, мерзімді жұмыс істейтін реторталарда, конвейерлік машиналарда, қайнау қабаты бар реакторларда және басқаларында жүргізіледі. Кейде бұл агрегаттар бір кешенге біріктіріледі, онда көбінесе сұйық металл (шойын және болат) алу үшін (электр домналық немесе доғалы) электр пешпен үйлестіріледі. Тікелей тотықсыздандырылатын темір (кеуекті темір) негізінен металданған жентек түрінде: суық СDRI (Сool Direct Reduced Iron) немесе ыстық HDRI (Hot Direct Reduced Iron), сонымен қатар ыстықтай брикеттелген темір НBI (Hot Briquetted Iron) түрінде өндіріледі. Кеуекті темірді көбінесе болат сынықтарына өте таза қоспа ретінде қолданады. Кеуекті темірге деген едәуір тұрақты сұраныс домна өндірісі қуаттылықтары мен болат сынықтарды жеткізу жетіспейтін елдерде байқалады. Шойынды немесе көміртекті жартылай өнімді тотықсыздандырғышы қатты отын болып табылатын тотықсыздағыш пешпен тікелей байланысты айналмалы пештерден немесе электр пештерден алады. Домнадан тыс әдістермен алынған шойынның кәдімгі домнадан айырмашылығы жоқ; бірқатар жағдайларда шойынға қарағанда құрамында біршама қоспалары бар жартылай өнім алынады. Шойынды және жартылай өнімді болатқа қайта балқыту белгілі болат қорыту агрегаттарында жүргізіледі, ал жартылай өнім жағдайында — домналық шойынды қайта балқытуға қарағанда шығын біршама аз болады.

Тікелей тотықсыздандырылатын темірді пайдалану болат өндірісінің тізбегінен аглококсдомна циклінің шығарындыларын болдырмауға, металлургиялық өндірістің қоршаған ортаға теріс әсерін азайтуға, оның ішінде көмірқышқыл газының шығарындыларын және басқаларының атмосфераға шығарындыларын азайту арқылы теріс әсерлерді азайтуға мүмкіндік береді.

Темір кенін сутекті (H-DRI) пайдаланып темірге дейін тікелей тотықсыздандыру, осының нәтижесінде қазба отынды пайдалану толық қажетсіз болады.

ЕО-да ЕО-дағы барлық дерлік болат құю кәсіпорындары, сонымен қатар сектордың кейбір жаңа қатысушылары бастама етіп көтерген 18 жоба шеңберінде H-DRI әзірлеп жатыр.

DRI-EAF сутекті технологиясының басқа баламасы DRI технологиясын батырмалы доғалы пешпен үйлестіру болып табылады. Бұл болатты негізгі оттекті пеште дайындар алдында DRI балқытуға мүмкіндік береді. Бұл бағыт болат құю кәсіпорындарына өздерінің қолда бар активтерінің бір бөлігін - әртүрлі материалдарды алуға болатын негізгі оттекті пешті сақтап қалуға мүмкіндік береді. ArcelorMittal компаниясы өзінің Дюнкерк зауытында (ArcelorMittal, 2021) және Thyssenkrupp өзінің Дуйсбургтегі (thyssenkrupp, 2020) зауытында сутекті пешті оттекті пешпен біріктіру бойынша жоспарлары туралы жариялады. 2021 жылы Қытайда "Energiron" технологиясы бойынша сутекті газбен жұмыс істейтін қондырғы іске қосылды, ол үшін сутегі концентрациясы 70 %құрама газ пайдаланылады, көмірқышқыл газының шығарындылары 125 кг/тонна шикізатқа дейін азайтылады.

Темір кені жоғары температурада (балқытылған оксид электролизі) немесе төмен температурада (электрсүзгілеу) тек қана электр қуатымен тотықсыздандырылатын электролиттік процестер.

Болат қорыту кезінде тікелей тотықсыздандырылатын темірді пайдалану (негізінен электр доғалы пештерде) анағұрлым жоғары сапалы, (салыстырмалы түрде төмен энергия сыйымдылығымен) экономикалық жағынан тиімді және құрамында күкірт (S) және фосфор (P) қоспалары жоқ экологиялық таза металл алуға мүмкіндік береді. Электр доғалы пештерге (ЭДП) DRI-HBI өнімдерін жүктеу тұжырымдамасы пештің өнімділігін арттырған кезде анағұрлым жоғары қорыту энергиясын пайдалануға мүмкіндік береді. Алайда оны мартен пештеріне және конвертерлік пештерге де (металл сынықтарының орнына) жүктеуге болады. Домна процесі мұндай өндірісте толық алып тасталды.

Тасымалдаған кезде қышқылдануы DRI технологиясының маңызды кемшіліктерінің бірі болып табылады. Сондықтан дүниежүзінде барлық өндірілетін тікелей тотықсыздандырылатын темірдің 20 - 25 % ғана сатылады. Қалған DRI зауыттардың өз өндірісінде пайдаланылады. Әлеуетті DRI технологиясын болат өндірілетін кез келген нарықта пайдалануға болады.

Қазіргі уақытта әлемде ең көп таралған технологияға қондырғылары 1971 жылдан бастап көптеген елдерде жұмыс істеп жатқан Midrex (АҚШ) компаниясының темірді тікелей тотықсыздандыру әдісі жатады. Бұл компания DRI технологиялары бойынша әлі күнге дейін көшбасшы болып отыр (Оскольск электрметаллургиялық комбинаты, 1983–1987 жылдары төрт Midrex модулін салып, іске қосты, жалпы қуаттылығы жылына 1,67 млн тонна DRI металданған жентегі және Лебединск ТКБК, 1999 жылдан бастап қуаттылығы жылына 0,9 млн тонна HRI брикеттерін шығарады). Тікелей тотықсыздандырылатын темір толықтай дерлік электрметаллургияда пайдаланылады. Мұндай өндірісте домна процесі толық алып тасталды.

7.2. Агломерациядағы перспективалы техникалар

7.2.1. Жоғарғы қабатты жентектеу

Жоғарғы қабатты жентектеу құрамында мұнай/көмірсутек бар жанама өнімдердің/қалдықтардың белгілі бір қоспасының құрамындағы суды шамамен 7 %-ға дейін жеткізеді, осыдан кейін агломераттың негізгі қабатына беретін барабанның көмегімен тұндырады. Осы екінші қабатты тұтату үшін негізгі оттықтың шығу энергиясының 25 %-ынан бастап 35 %-ына дейінгі шығу қуаттылығы бар екінші тұтатқыш қалпақ пайдаланылады. Құрамында көмірсутектер бар жанама өнімдердің/қалдықтардың екінші қабатынан алынған агломераттың жоғары сапасына қол жеткізу үшін процестің физика-химиялық шарттарын сақтау керек.

7.2.2. Газды агломерация технологиясын қолдану

Газды агломерация технологиясын қарапайым әдістермен дайындалған және кесектелген, қатты отын қосылмаған шихтамен жұмыс істейтін (реконструкциялаған соң) кез келген агломашинада жоғары калориялы газды пайдалана отырып жүргізуге болады. Төмен калориялы домна газымен жұмыс істеген кезде шихта (С) құрамындағы көміртек ~ 2 %-ға дейінгі қатты отынды қосу қажет. Бұл тәсіл агломашинаның ұзындығы бойынша жентектелетін шихтаның үстіне арнайы оттықтарды орнату арқылы жүзеге асырылады.

Қатты отын пайдаланылмайтын газды агломерация технологиясы беріктігі, тотықсыздануы, құрамындағы күкіртті азайту бойынша агломерат сапасын арттырумен қамтамасыз етеді. Жентектелетін қабатта қатты отынның болмауы тозаң, көміртек оксиді (СО), күкірт (SOx) және азот (NOx) шығарындыларын едәуір азайтуға әкеледі. Тәжірибе-өнеркәсіптік режимде калориялығы 930 ккал/Нм³домна газымен, ауданы 50 м²агломашинада сынақтан өтті, меншікті өнімділігі сағатына 1,6 т/м²жетті.

7.2.3. Белсенді әкті қолдану

Агломерациялық шихтаға белсенді әкті енгізу технологиясы жентектеудің және агломераттың сапасын арттыру есебінен әкті пайдалану тиімділігін арттыруға, жентектелетін қабаттың биіктігін өсіруге, агломашинаның өнімділігін арттыруға, тозаң шығарындыларын азайтуға көмектеседі. Белсенді әкті алу үшін аглофабрикада әк күйдіретін учаске салу қажет. Өнеркәсіптік ауқымда сынақтан өтті.

7.2.4. Агломерациялық шихтаны жентектеуге дайындау: мөлшерлеу, араластыру, кесектеу

Шихтаны араластыру және жентектеу үшін жаңа заманауи жабдықты (белсенділігі жоғары араластырғыш) қолдану агломерат сапасын арттыруға, кокс қоқырының шығынын азайтуға, тозаң, СО, SOx, NOx шығарындыларын азайтуға кепілдік береді. Өнеркәсіпте игерілген техника.

7.2.5. Агломераттың химиялық құрамына (оның ішінде агломерат құрамындағы FeO) онлайн-мониторинг жүргізу

Лазерлік-ұшқынды спектрометрия (LIBS) техникасын дамыту деңгейі агломераттағы темір кенді шикізатқа және FeO онлайн элементтік талдау ұйымдастыруға мүмкіндік береді. SuPerMagnag және Laser Distance Analyzer Spectrometry MAYA талдамалық-бағдарламалық блоктары домна йехына берілетін ағындағы агломерат құрамын (темір оксидтерін (FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄), негізділігін және агломераттағы басқа да химиялық компоненттерді) анықтауға мүмкіндік береді. Шихтаны онлайн бақылау негізінде домнада қорытуды басқарудың технологиялық схемасы. Онлайн-мониторинг жүйесі нақты уақыт режимінде агломераттың химиялық құрамын қадағалауға, түзету әсерінің уақытын 4 сағаттан 1 сағатқа дейін қысқартуға, агломерат жүтклеген әр вагондағы нақты Fe, Si, Ca, Mg, негізділігін, темір оксидтерін анықтауға мүмкіндік береді. Қазіргі кезеңде әлемдік нарықта стандартты жабдық жоқ, енгізулер Dillingen Rogeza (Германия) және "НЛМК" ЖАҚ (Ресей) зауыттарында жүргізіліп жатыр.

7.2.6. Аглошихтадағы флюстерді автоматты мөлшерлеу

Агломерат өндірісіндегі шикізат материалдарының химиялық қүрамы түрленіп отырады. Бұл - құрамы бойынша тұрақты темірді және негізділігі бойынша тұрақты агломератты алу ісіндегі ең басты проблемалардың бірі. Laser Distance Analyzer Spectrometry MAYA лазерлік талдағышының көмегімен, оны шихта құрамын оперативті түзету үшін пайдалана отырып, нақты уақыт режимінде шикізаттың химиялық құрамын автоматты бақылау агломерациялық шихтаның осындай параметрлері туралы оn-line режимде ақпарат алуға мүмкіндік береді. "НЛМК" ЖАҚ-та (Ресей) MAYA лазерлік талдағышының базасында әзірленген флюстерді мөлшерлеуді автоматты жүйесі агломераттың негізділігін тұрақтандыруға мүмкіндік береді, мұның өзі домна пештеріндегі кокс шығынын азайтуға әкеледі. "НЛМК" ЖАҚ-та енгізілді. MAYA лазерлік талдағышын темір кенді қоспаны беру конвейерінде флюстерді мөлшерлеу алдында қолдану темір кенді қоспаның химиялық құрамының (темір (Fe), кальций іоксиі (CaO), кремний диоксиді (SiO₂), магний оксиді (MgO)) нақты уақыт режимінде өзгеру тренділерін көруге және флюстерді автоматты түзетуге мүмкіндік береді.

7.2.7. Жентектеуге арналған полимерлік (және минералдық) біріктірмені қолдану

Қазіргі уақытта Anyonic Polimer Dispersant (APD) полимерлік қоспаларын қолдану Жапонияның (NSC, JFE), Еуропаның және Бразилияның кейбір кәсіпорындарында енгізілген. Ресейде кейбір аглофабрикаларда әртүрлі полимерлік қоспаларға ауқымды зерттеу жүргізілді және оң нәтижелерге қол жеткізілді. Агломерациялық шихтаға полимерлік қоспаларды енгізу агломашинаның өнімділігін арттыруға, атап айтқанда шихтаны жентектеу сапасын (орташа диаметрі, түйірлердің беріктігі және басқалары) арттыру есебінен қол жеткізілетін жентектеудің вертикалды жылдамдығын арттыруға әсер етеді,

7.2.8. Заманауи тұтандырғыш көріктерді қолдану

Қазіргі уақытта әлемнің әртүрлі компаниялары ұсынатын тұтандырғыш көріктердің бірнеше конструкциясы бар. Өнеркәсіпте оттықтары әртүрлі: көрікке шихтасы бар арбалар кіретін жақтағы қапталдық қабырғада; бүйіржақ қабырғада; күмбезде орналасқан тұтандырғыш көріктер пайдаланылады. Тұтандырғыш көрікті заманауи вертикалды конструкцияға ауыстыру: - көріктің ұзындығын қысқартуға (2–5 м) –агломашинаның өнімділігін арттыруға (сағатына кемінде 3 тонна); - көрік жұмысына жұмсалатын отын (жылу) шығынын 2 - 3 есе азайтуға (жаңа көріктердің стандартты мәндері 40–70 МДж/м³); - газ шығынын азайтуға (на 20–50 % и выше); - қыздырған кездегі жылуды біркелкі тарату есебінен 3–5 % жарамды жылудың шығымын ұлғайтуға; - оттөзімді материалдарға және жөндеу қызметтеріне шығындарды азайтуға, уақытты үнемдеуге, жөндеу (немесе техникалық қызмет жасау) арасындағы (қаптаманы ауыстыру 6 жылда 1 рет, жекелеген конструкцияларда 8 жылға дейін) аралықты ұлғайтуға мүмкіндік береді.

7.2.9. Агломератты суытқыштан кейінгі ауаның жылуын пайдалану

Агломератты суытқан ауаның жылуын кәдеге асыру технологиясын қолдану агломерат өндірісіне жұмсалатын энергия шығынын азайтуға мүмкіндік береді. Суытқыштардан қыздырылған ауаны жинау үшін ұстағыш шатыр орнатылады, осы шатыр арқылы абразивті тозаңды жою үшін қыздырылған ауа циклондарға жіберіледі және осыдан кейін құбыр арқылы: - кейіннен электр энергиясын өндіру мүмкіндігімен бу немесе ыстық су өндіру үшін; - газ тәрізді отынның шығынын азайту үшін тұтандырғыш көріктің оттығына; - тұтандырғыш көріктен кейін орнатылатын агломерациялық машинаның қорғаныш қалпағына жіберілуі мүмкін.

7.2.10. Қыздыратын (тұтандырғыш көліктің алдына) және температураны ұстап тұратын (тұтандырғыш көріктен кейін) көріктерді орнату

Қыздыратын және температураны ұстап тұратын көріктерді орнатудың мақсаты агломератты суытқыштан берілетін қыздырылған ауаның жылуын пайдалану, тұтандырғыш көріктен шығарылатын, шихтаның балқыған жоғарғы қабатынан бөлінетін жылу шығындарын азайту және осының нәтижесінде агломерация процесіне жұмсалатын газ тәрізді және қатты отынның шығынын азайту болып табылады. Агломерациялық шихтаны қыздыру агломерат суытқыштан бұрылатын қыздырылған ауаның есебінен жүзеге асырылады. Қыздыру көрігінде шихтаны қыздыру 200 ^оС (20–25 МДж/т агломерат) жетеді. Бұл ретте қыздыру көрігін орнату шихтаны жағуға жұмсалатын энергия шығынын 25 МДж/т агломератқа дейін және газ тәрізді отын шығынын 40–50 %-ға азайтуға мүмкіндік береді. Температураны ұстап тұратын көрік тұтандырғыш көріктің артына орналастырылатын түбі жоқ металл қорапты білдіреді. Оның міндеті агломерациялық шихтаның балқыған жоғарғы қабатынан бөлінетін, тұтандырғыш көріктен шығарылатын жылу шығынын азайту. Осы жағдайда жылуды үнемдеу шамамен 35 МДж/т агломератты және осы жылу үнемдеуге тең отын шығынын құрайды.

7.2.11. Агломератты жентектеуді оңтайландыру үшін сараптамалық жүйелерді қолдану

Заманауи аглофабриканың ең басты артықшылығы - жоғары деңгейлі ТП АБЖ және 2 -деңгейден төмен емес сараптамалық жүйемен жабдықталуы. Қазіргі уақытта дүниежүзілік аглофабрикаларда келесі сараптамалық жүйелер кеңінен қолданылады: VAiron Sinter optimizer, SinterХpert. Мұндай жүйелер бірнеше басқарушы модульдарды және сараптамалық жүйенің өзін қамтиды, олар аглофабриканың жұмыс параметрлеріне автоматты талдау жүргізуге, персоналға ұсыныстар беруге, процестердің математикалық модельдерін негізге ала отырып жұмыс параметрлеріне болжам жасауға, автоматты түзету жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл жүйелер агломерат өндлірісі процестерін жоғары деңгейде визуалдайды. Соңғы буынды VAiron Sinter optimizer сараптамалық жүйесі № 1 Dragon Steel (Тайвань) аглофабрикасында енгізілді. Агломерация процесінің материалдық және жылу балансына сүйене отырып, шихта материалдарын орташалаудан дайын агломератты шығаруға дейінгі технологиялық процесті оңтайландыруға мүмкіндік береді. Тиімді алгоритмдерді пайдалану нәтижесінде жүйе аглофабриканың жалпы жұмыс параметрлеріне және агломашиналарға, атап айтқанда: агломераттың негізділігін тұрақтандыруға, қайтару режиміне, агломашинаның жылдамдығына, қабаттың биіктігіне, тұтату көрсеткіштеріне және басқаларына реттеу жүргізеді. VAiron Sinter optimizer жүйесін енгізудің негізгі техникалық нәтижелері: - негізділік көрсеткішін (орташа квадраттық ауытқу (ОКА) 15 %-ға азайту есебінен агломерат сапасын тұрақтандыру; - кокс қоқырының шығынын 3 %-ға азайту; - өнімділікті 5 %-ға дейін арттыру.

Sinter Optimization жүйесі шикізаттың, материалдардың рецептісін, физикалық және химиялық қасиеттерін, жентектеу процесінің оң жағдайы және сонымен бірге теріс жағдайлары сияқты жан-жақты талдау үшін процестің өлшемдерін қоса алғанда, процесс параметрлерінің технологиялық процестерінің толық тарихымен қамтамасыз етеді. Агломерация бойынша сараптамалық жүйенің жалпы функциясы оператормен өзара әрекеттестікті барынша азайта отырып агломерациялық машина жұмысының оңтайландырылуын қамтамасыз етуден тұрады. Бұл шешім процестің ауытқуларына, мысалы, шикізаттың құрамы мен сапасының өзгерістерінен, адами факторлардан және технологиялық процестердің жағдайларынан туындаған технологиялық ауытқуларына қарсы әрекет етеді.

Агломерат құрамын оңтайландыру үшін агломерат құрамын оңтайландыруға (SCORN) арналған регрессивті үйірткілі нейронды (RCNN) жүйені пайдалану мәселесін де қарастыруға болады. SCORN бір кіруі және бірнеше шығуы бар регрессиялық модельді білдіреді. Агломерациялық қондырғының өнімі SCORN моделінің кіру деректері дәрежесінде, ал шығу деректері ретінде оңтайландырылған агломерациялық құрамдар пайдаланылады. SCORN моделі шикізатты тұтынуды азайту, шығындарды азайту және кірісті арттыру үшін жентектеуге арналған оңтайлы құрамды болжамдай алады. Жаңа нейронды желіні құра отырып RCNN моделі жентектеу өндірісіне арналған белгілерді анықтау мүмкіндігін арттыруға бейімделіп жатыр. Осы болжамалы модельді тәжірибеде қолдану материал берілмейтін тиісті өндірістік жоспарларды қалыптастырып қана қоймай, сонымен бірге жентектеу процесінде жентектелген шикізаттың озық кіру параметрлерін де бере алады.

7.3. Кокс өндірісіндегі перспективалы техникалар

7.3.1. Шихтаны ішінара брикеттеу технологиясы

Көмір шихтасы 3 мм-ден ұсақ мөлшерде ұсақталады және кептіргіш-жіктеуішке келіп түседі, онда шихта кептіріледі және екі класқа бөлінеді: ұсақ және ірі. Осыдан кейін ірі көмір түтікті қыздырғышта ауа ағынымен 350 °C-қа дейін жедел қыздырылады. Көмірдің температурасы ~160 °C ұсақ кластары кептіргіш-жіктеуіштен кейін екі білікті баспаққа келіп түседі, осыдан соң ірі кластармен біріктіріліп, кокс пешіне жүктеледі.

Технологиялық процестің келесі басты ерекшелігі бар:

шихтаны жедел қыздыруды пайдалану кокстау ұзақтығын қысқартуға, кокстауға жұмсалатын энергия шығынын азайтуға және кокстың беріктігін арттыруға мүмкіндік береді;

пештерде азот оксидтерінің (NOx) шығарындылары аз қыздыру жүйесі қолданылады: жағылатын өнімдерді рециркуляциялаумен бірге үйлестіріп бір сатылы газ жеткізу схемасы пайдаланылды. Жаңа технология шихтадан беріктігі DI15150 көрсеткіші бойынша 84 %-дан жоғары 50 %-дық нашар жентектелетін кокс көмірін алуға мүмкіндік береді, мұның өзі алынатын кокстың домна пешінде пайдалануға жарамдылығын айқындайды.

7.3.2. Коксты Кress/КIDC жанама беру және сөндіру технологиясы

Технология коксты берген кезде және сөндірген кезде шығарындыларды болдырмауды қамтамасыз ететін коксты тозаңсыз беру және жанама құрғақ сөндіру тәсілін білдіреді. КIDC деп аталатын осы тәсілге сәйкес формасы мен көлемі пеш камерасымен бірдей болат вагон-контейнерге кокс беріледі. Контейнер осыдан кейін сөндіру станциясына тасымалданады және суландырылады, осыдан кейін коксты сумен жанастырмай жұмсақ суыту жағдайы қамтамасыз етіледі. Осы тәсілді "Нэшнл стил" фирмасының (АҚШ) "Грэнит Сити" зауытында 1987 жылы сынақтан өткізу оның коксты берген кезде, сол сияқты сөндірген кезде шығарындыларды болдырмауү шін қағидалық жарамдылығын көрсетті. "Бетлихем стил" фирмасының "Спарроус Пойнт" зауытында енгізілді.

7.3.3. Пеш камераларының есіктерін өңдеген кезде шығарындыларды тұту және тазалау технологиясы

Есіктерді және пештерді (пеш камераларының есіктерін өнім берер алдында шешіп алу, оларды тазалау, шашындыны жинап қайта салу, үйілген өнімнің бетін тегістеу және есіктерді орнына орнату) өңдеудің негізгі технологиялық операциялары кезінде жиналатын шығарындыларды азайту мақсатында батареяның кокс жағында аспирациялау және тазалау қондырғысы көзделген.

Қондырғы екі шатырдан, газжолынан, қапшық сүзгіден және түтінтартқыдан тұрады. Бір шатыр пештен шыққан шығарындыларды тұтуға арналған және пештің бағыты бойынша бір уақытта стационарлы орналасқан газжолына қосыла отырып қозғала алады. Екінші шатыр есік тазалау механизмдерінің үстіне орнатылған.

Шатырлардан шыққан газжолдары қапшық сүзгіге және одан әрі түтінтартқыға бағытталған жалпы газжолына қосылады. Газжолында ұшқын сөндіргіш бар, ол шоқтанған бөлшектердің қапшық сүзгіге түсуін болдырмайды. Қапшықтардың материалы 550 °C-ға дейінгі ыстыққа төзімді. Шығарындылардың көлемі 93,8 %-ға азайтылады. Қондырғы "Кокс" ЖАҚ-да (Ресей) енгізілген.

7.4. Кальций карбиді өндірісіндегі перспективалы техникалар

7.4.1. Кальций карбиді өндірісінің технологиясы, пештер мен жабдықтардың түрлері

CaC₂– кальцийдің көміртекпен бинарлық бейорганикалық қосылысы. Таза күйінде ақ түсті қатты кристалдық затты білдіреді. Сумен әрекеттесткен кезде кальций карбиді ацетиленді және көп мөлшерде жылуды қарқынды бөле отырып ыдырайды. Құрамындағы қоспаларына байланысты су қосқан кезде жағымсыз иіс шығарады. Кальций карбиді атмосфералық ылғал әсер кеткен кезде де ыдырайды:

CaC₂+ 2H₂O → C₂H₂+ Ca(OH)₂

Кальций карбиді өндірісіне екі элемент қатысады: CaO сонымен қатар сөндірілмеген әк ретінде белгілі және кокс (антрацит, тас көмір) түріндегі көміртекті қосылыстар:

CaO + 3C = CaC₂+ көміртек оксиді (CO)

Кальций карбидін алу процесін тікелей қыздырылатын үздіксіз жұмыс істейтін қуатты кенді-термиялық пештерде жүргізеді. Мұндай пештерде электр энергиясы тікелей қыздырылатын материалда жылуға түрлендіріледі. Электр энергиясы реакциялық кеңістікке электродтардың көмегімен енгізіледі, реакциялық аймақтың өзі электрлік өткізгіш болып табылады.

Кальций карбидін өндіруге арналған пештер конструктивтік ерекшеліктері бойынша төмендегідей бөлінеді:

ваннаның формасы бойынша: дөңгелек, тікбұрышты және алдыңғы қабырғасы қиғашталған дөңгелек;

мойындықтың формасы бойынша: ашық, жартылай жабылған және жабық;

электродтардың түрі бойынша: дөңгелек электродтары бар пештер және тегіс электродтары бар пештер;

электродтардың орналасуы бойынша: электродтар сызық бойынша орналасқан пештер және электродтар үшбұрыштың бұрыштарында орналасқан пештер.

Кез келген карбидтік пештің негізгі тораптары: ванна, электродтар, электрұстағыш (электродты бағаналар), электродтарды қайта іске қосатын механизмдер, қысқа желі, шихта беретін күрежол, қорытпаны құйып алу тораптары, шатыр.

Пештің ваннасы. Карбидтік пештердің ваннасы дөңгелек, эллипстік, квадраттық және тікбұрышты болады. Пеш ваннасының формасын электродтардың орналасуы айқындайды. Үш фазалық пештерде электродтар не үшбұрыштап, не бір қатарға орналастырылады. Үшбұрыштап орналастырылған жағдайда электродтардың дөңгелек қимасы болады, ал бір қатарға орналастырылған жағдайда олардың дөңгелек немесе тікбұрышты қимасы болуы мүмкін.

Кальций карбиді ірі электртермиялық пештерде әктің көміртекті компоненттермен реакцияға түсуі нәтижесінде өте көп энергия жұмсайтын процестердің шеңберінде жоғары температурада әзірленеді және осының салдарынан электр энергиясының құны карбид өндірісінде шешуші мәнге ие болады. Жылу шығынын азайту үшін ваннаның суытылатын беткейі барынша шағын болуы керек, сол себепті дөңгелек форма ең қолайлысы болып табылады. Осыған байланысты барлық заманауи карбидтік пештер үш фазалы пешті білдіреді, онда электродтар центрдің айналасында симметриялы орналастырылады. Дұрыс жобаланған дөңгелек пештердің артықшылығы қуаттылықтың жоғары коэффициенттеріне қол жеткізу мүмкіндігі болып табылады, сонымен қатар желі жүктемесінің электрлік ("өлі фазаның" пайда болуын) асимметриясын болдырмайды.

Пеш қаптамасы. Ванна перифериясы бойынша қаланатын оттөзімді кірпіштермен (қышқақ, балқыған корунд) қапталады және қаптаманың қорытпамен түйісетін аймақтарында көмірлі блоктар қойылады.

Қаптаманың конструкциясында барлық қаптаманың жылумен деформациялану мүмкіндігі көзделеді. Ол үшін қаптама мен пештің сыртқы қабатының тік қабырғалары арасындағы саңылауды майда дисперсті электркорундпен және жалпақ асбестпен толтырады, ал көміртекті қаптама мен оттөзімді кірпіштер арасындағы саңылауды - иілгіштігі жоғары көміртекті толтырғыш массамен толтырады.

Карбидтік пештің ваннасының қаптамасы ваннаның сыртқы қабатын қорытпамен химиялық әрекеттестіктерден қорғауға ғана емес, сонымен бірге оны термиялық бұзылудан қорғауға және жоғары температуралық реакцияларды жүргзген кезде жылу шығынын азайтуға арналған. Бұл мәселені қажетті көлемдегі қаптамамен қаптау және қаптама конструкциясында термиялық қарсылығы жоғары аймақтардан тұратын температуралық кедергілер қарастыру арқылы шешуге болады.

Пештің жабуы. Жартылай және толық жабулар болады. Жартылай жабулардың бірнеше түрі пайдаланылады.

Бірінші түріне газды құйғыш және ваннаның периметрі бойынша салынған перифериялық жабу жатады, осылардың көмегімен 80 %-ға дейін реакциялық газды тұтуға болады.

Жабудың екінші түрі пештің орталық тұсына орнатылады және электродаралық аймақты және электродтардан кейінгі мойндықтың бір бөлігін жабады. Осындай конструкцияның нәтижесінде реакциялық газдарды тұту деңгейі 95 %-ға жетеді, мойындыққа қызмет жасау мүмкіндігі сақталады, пеш газын эвакуациялау жүйесі аздаған артық қысыммен жұмыс істейді.

Үшінші түрі мойындықтың барлық беткейі жабық болуымен, ал шихта әрбір электродтың айналасына орнатылған ерекше құйғышқа берілетінімен сипатталады. Құйғыштың биіктігі әдетте 1 м аспайды, құйғыш қабырғасы мен электрод қабырғасы арасындағы саңылаудың ені шихталық материалдардың ең үлкен кесектерінің үш есе диаметрінен кем емес. Жабудың астында аздаған артық қысым ұсталады.

Герметикалық жабу центрге бекітілмеген өзін көтеруші қатты конструкция жасауға мүмкіндік беретін дөңгелек пеште қолайлырақ. Оған қоса, дөңгелек пештерде тұтас күмбезді 1,0 - 1,2 метрге көтеру мүмкіндігі қарастырылған, мұның өзі жөндеу жұмыстарын белсенді жүргізуге мүмкіндік береді.

Соңғы жылдары нарықтық жағдайға және қолда бар шикізат материалдарына қатысты талаптар бойынша анағұрлым қолайлы орта көлемді сенімді жабық пештерді дамыту бағытында жұмыс жүргізіліп жатыр. Толық жабық конструкцияның нәтижесінде жанама өнім - көміртек оксидін (CO) рекуперациялауға болады. Пештен шыққан пайдаланылған газ қабаттардан шыққан қатты бөлшектерді жою үшін сүзіледі немесе тазартылады. Пештен шыққан газдың бір бөлігі шихтаның көміртекқұрамдас компоненттерін кептіру үшін, жылыту жүйелеріне және басқаларына арналған энергия көзі ретінде қолдану үшін отын ретінде пайдаланылуы мүмкін. Пайдаланылған газдың артық бөлігі жағылады.

Жабық типті пештер жылу шығынын төмендетумен қатар жұмыс күшінің шығынын едәуір азайтады, осыған сәйкес цехта жұмыс істеу жағдайын жақсартуға мүмкіндік береді.

Электродтар. Карбидтік пештерде өздігінен бірігетін дөңгелек немесе тікбұрышты қималы электродтар пайдаланылады. Электрод кожухтан және толтырғыш массадан тұрады. Кожух толтырғыш электродты массаны кокстау процесінде электродтың қалыбын қалыптастыруға арналған. Электрод қажалып кеткенде кожухты үстінен қабаттап жаңартады.

Кальций карбидін алудың перспективалық технологияларының бірі қуыс электродтарды қолдану және майда шихтаның қуыстары арқылы беру болып табылады.

Электродтар толық тұйық болып, шихтаға терең батып тұратындықтан электродтардың тесіктері арқылы кокстың және әктің ұсақ бөлшектерін тікелей реакция аймағына бере отырып тасығыш газ (көміртек оксиді (CO)) түріндегі жанама өнімді рекуперациялауға болады.

Қазіргі уақытта пештің қуаттылығын, ваннаға шихта толтыру жылдамдығын, пештегі электродтардың орналасу ретін автоматты реттейтін құрылғы әзірленді. Кальций карбидін қорыту процесін басқару бағдарламалары, алгоритмі және схемалары әзірленді.

Компьютерлік схема электродтардың орналасу ретін, берілетін қуаттылықты реттеудің көмегімен, сонымен қатар әк пен кокс беруді және олардың арақатынасын басқарудың көмегімен процестің оңтайлы температурасын есептейді және ұстап тұрады. Шихта реакциялық аймаққа тасығыш газдың көмегімен уатылған түрде қуыс электрод арқылы беріледі. Мұндай басқару жүйесі құрамында шығындалатын әк бірлігіне шаққанда СаС₂өте көп кальций карбидін алуға мүмкіндік береді.

Өздігінен бірігетін электродтардың тағы бір артықшылығы (көмірмен салыстырғанда 2 есе және графиттелгенмен салыстырғанда 5 есе) арзан бағамен жеңіл дайындалуы және үлкен тоқтарды енгізу үшін үлкен қималы электродтарды қалыптастыру мүмкіндігі.

Электродұстағыш екі негізгі тораптан: мантелден және бастиектен тұрады. Мантел электродтық массаны кокстаудың температуралық режимін қамтамасыз ету үшін, бастиек – электродты қысқа желіге электрлік жалғау үшін қолданылады.

Электродтарды жылжыту механизмі реакциялық аймақтың электрлік кедергісін берліген шекте ұстап тұру мақсатында электродтарды көтеру және түсіру үшін қолданылады. Гидрокөтергіштің жүрісі 1000–1200 мм.

Электродтарды қайта іске қосу механизмі электродтар істен шыққан кезде тұрақты жұмыс ұзындығын сақтауға және арттыруға арналған.

Шихта беру пешінің тракті: пеш мойындығының біркелкі әрі үздіксіз толықтырылуымен; трактінің ішіндегі шихта қабатының өзіндік гидравликалық кедергісі есебінен пешті герметикалаумен; шихтаның минималды сегрегациясымен; шихтаның минималды қажалуымен қамтамасыз етуі тиіс.

Жабық карбидтік пештің шихта беру трактісінің схемасы бункерлерден, газ және шихта бөлгіштен, инертті газ үрлеу жүйесінен тұрады.

Әктің құрамында майда фракциялардың болуы тасымалдау және сақтау процесінде әктің ауа құрамындағы ылғалмен ұзақ уақыт бойы әрекеттесуі нәтижесінде туындайды. Майда фракция бөлек бөліп алынуы және түзеткіш ретінде пайдаланылуы қажет. Шихталық әк – құрамында 0–6 миллиметрлік фракциясы жоқ әк. Осыған байланысты заманауи технологиялық процестерде әкті пешке берер алдында майда фракцияны елеу арқылы бөліп алу қарастырылады.

Кокс ылғалды сіңіру есебінен өз массасын 20 %-ға дейін үлкейте алатын өте гигроскопиялық материал болып табылады. Құрамында ылғалдың болуы шикізат материалдары мен электр энергиясының қосымша шығындалуына әкеледі. Ылғалды коксты пайдалану шикізат материалдары мен электр энергиясының қосымша шығындалуына қоса (әсіресе пештің қуаттылығын арттырған кезде) қауіпсіздікке де әсер етеді. Төмендегі реакциялар бойынша:

СО + Н₂О = Н₂+ СО₂және

Н₂О = Н₂+ 0,5О₂

сутек түзіледі, ол пешті жарып жіберуі мүмкін. Сонымен қатар,

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

реакциясы жүруі мүмкін және шихтаның майда фракциясы бірігіп қалуы мүмкін (Са(ОН)₂, SiO₂, Al₂O₃, MgO, С) және кейіннен оксидтер массалық тотықсызданып пештің ыстық аймағына құлауы мүмкін және кейіннен қызмет жасаушы персоналдың жұмыс алаңына балқыған шихта және ыстық газдар шығарылуы мүмкін.

Кокс теміржолмен вагон-хопперлермен немесе ашық вагондармен тасымалданатындықтан жауын-шашын кезінде өте қатты ылғалданған кокс келіп түсуі ықтимал. Алайда, коксты пешке берген кезде оның ылғалдылығы 2 %-дан көп болмауы керек.

Жоғарыда айтылғандарға байланысты заманауи кешендерде коксты кептіргіш барабанда кептіру қарастырылған. Коксты кептіру үшін отын ретінде қорыту процесінде бөлінетін және пештің шатырымен тұтылатын шығарылатын газдарды пайдалануға болады. Кокс кептірілген соң дірілдеткіш електе еленуі тиіс, онда 3 мм кіші фракциялар еленеді, ал қажетті фракция әапен араластырылып, пеш мойындығына беріледі.

Кальций карбидін құйып алу тораптары. Электродтар бір қатарға орналастырылған, ваннасының формасы эллипстік немесе тікбұрышты үш фазалы пештерде шығару тесіктері пештің бір жағында орналасқан. Электродтар ұшбұрыш бойынша орналастырылған дөңгелек үш фазалы пештерде шығару тесіктері әрбір электродқа қарама-қарсы шеңбер бойынша орналасқан.

Кальций карбидінің қорытпасын шығару үшін пешті механикалық ашу немесе шығару үшін электрлік доғамен күйдіріп тесік тесу қарастырылған. Күйдіру электроды диаметрі 10 - 12 см күйдірілген электроты білдіреді. Гидравликалық манипулятормен жабдықталған шығаруға арналған заманауи қондырғылар қорытпаны құйып алуға арналған барлық операцияларды (ашу, көсеу, жабу) орындай алады, осыған сәйкес шығару функцияларын орындайтын персоналдың санын қысқартады. Кальций карбидінің сұйық қорытпасы пештен мерзімді түрде шығарылады.

Қазіргі уақытта кальций карбиді өндірісінің өнеркәсіптік технологиялары қорытпаны пештен не суытқыш барабанға, не құймақалыпқа шығарады. Екі жағдайда да өнімнің литражы шығындалады. Алайда, бірінші жағдайда кальций карбиді литражының шығындары 5 л/кг бастап 30 л/кг дейінгі мөлшерді құраса, екіншісінде – карбидтегі СаС₂құрамына қарай 2 л/кг бастап 3 л/кг дейінгі мөлшерді құрайды. Бұл қорытпаның және кристалдық материалдың оны шығарған кезде және суытқан кезде ауамен әрекеттесуінен болады.

Қорытпаны барабанға шығарған кезде түзілетін түйірлердің ауамен әрекеттесетін беткейі үлкен болады және литражы көп шығындалады. Нәтижесінде дайын өнім шығымы азаяды.

Құйып алынған кальций карбидін суыту мақсатында карбид өндіретін көптеген заманауи зауыттар блокты құю әдісін пайдаланады. Бұл жағдайда сұйық кальций карбиді құймақалыптарға немесе шойын тигельдерге құйылады және блок түрінде қатырылады. Шамамен 400 °C-ға дейін суытылған соң блокты, әдетте, <100 мм өлшемге дейін уатады. Бұдан әрі елеу, әрі қарай уату немесе майдалау арқылы қажетті градациялық құрам қалыптасады. Уату процесінде орнатылған магниттік сепараторлар барлық магниттік қоспаларды жоюға мүмкіндік береді. Бұл тәсіл суытқыш барабанды пайдаланумен салыстырғанда анағұрлым қолайлы, себебі кальций карбиді жоғары литражбен алынады, сондай-ақ пайдалану және қызмет жасау оңай болады. Бұл ретте өнімді суытуға көп уақыттың жұмсалуы осы әдістің кемшілігі болып табылады.

Кальций карбидін уату, фракциялау және қаптау

Кальций карбиді жақтаулы ұсатқышпен уатылады. Кесектердің өлшемін жақтаулы ұсатқыштың төменгі ұштарының арасындағы аралықты тиісті деңгейге өзгерту арқылы реттеуге болады.

Уатуға сапасы бойынша сұрыпталған және 50 - 60С температураға дейін суытылған блоктар жіберіледі. Блоктарды осыдан төмен температураға суытпаған дұрыс, себебі одан төмен температурада кальций карбиді ацетилен бөле отырып ауа ылғалымен ыдырай бастайды. Бұл ретте карбид кесектері опырыла бастайды және карбидтік тозаң пайда болады, оның тауарлық өнім ретінде құны жоқ және сол себепті өндіріс шығыны болып табылады.

Уатылған карбид сұрыптау бөліміне жіберіледі, ол жере кесектерінің өлшемі бойынша сұрыпталады және металл барабандар салып қапталады.

Кальций карбидінің құрамында әрқашан ферросилиций қоспасы болады, ол карбидтің сапасын төмендетеді. Ферросилицийді жою үшін уатылған кальций карбидін ұсатқыштан сұрыптау барабанына жеткізу жолында резеңкелі тасымалдағыштың таспасы өткізілген айналып тұратын барабанды білдіретін электрмагниттік сепаратор орнатылады. Барабан ішіндегі электрмагнит электрмагниттік өріс әрқашан қабылдаушы құйғышқа бұрылған барабанның жартысына ғана тура келетіндей етіп орналастырылады. Өрісті осылай орналастырған кезде, кальций карбидінің кесектері сұрыптау барабанының қабылдаушы құйғышына түсіп жатқан кезде, ферросилиций кесектері таспада қалады. Ферросилицийдің қалып қалған кесектері бар таспа әрі қарай жүрген кезде электрмагниттік өрісі жоқ аймаққа кіреді және ол жерде ферросилиций кесектері арнайы құйғышқа түседі.

Уатылған кальций карбидін сұрыптау айналмалы барабандарда жүргізіледі, онда кесектерінің өлшеміне қарай сұрыпталады. Әр сұрып жекелеген желілер арқылы тиісті бункерге бағытталады. Осы бункерлерден сұрыпталған кальций карбиді металл барабандарға төгіледі, сол жерде қапталады. Кальций карбидін толтыру үшін барабандар бункерлердің астына қоса орнатылған арнайы дірілдеткіш алаңдарға орнатылады. Бұл кальций карбидінің кесектерін барабанды толтырған кезде тығыздап жинауға мүмкіндік береді.

Шығарылатын газдарды тазалау жүйесі

CaC₂өндірісіндегі негізгі шығарындыларға негізінен құрамында көміртек оксиді (СО) көп пеш газын жаққан кезде түзілетін тозаң, көміртек диоксиді (CO₂) және азот оксиді (NO_X) жатады. Көміртек оксидінің пеш газы (CO) кальций карбиді өндірісінің жанама өнімі болып табылады.

Тозаң шығарындылары барлық өндірістік процестің әртүрлі кезеңдерінде байқалуы мүмкін. Тозаң шығарындыларының негізгі көзі тозаңмен қаныққан пеш газы болып табылады. Тозаң шығарындыларының басқа көздеріне шикізатты өңдеу, коксты кептіру, шикізатты тозаңсыздандыру, сұйық кальций карбидін пештен бұру және кальций карбидін сақтауға жібергенге дейін кейіннен өңдеу жатады.

Заманауи электр пештердің конструкциясы толық жабық болады, мұның өзі құрамында жанама өнім – көміртек оксиді (СО) бар тозаңмен қаныққан пеш газын жинауға, тазалауға және содан кейін пайдалануға мүмкіндік береді.

Ашық типті пештерді қолданған жағдайда СО жиналмайтынын және осыған сәйкес кальций карбиді өндірісінің жанама өнімі ретінде пайдалануға жарамсыз болып табылатынын атап көрсеткен жөн. Десек те, бұл процестің пайдаланылатын шикізаттың өте көп сұрыптамасынан таңдау мүмкіндігі және процестің шамадан тыс икемділігі сияқты басқа да артықшылықтары бар.

Құрғақ тозаңсыздандырған жағдайда пеш газы, мысалы, керамоталшықтан жасалған автономды сүзгілеу бағанасының (қапшық сүзгілердің) көмегімен сүзіледі. Олардың сыртқы беткейлері алдын ала тазартылған газдың немесе азоттың автономды сарқынды импульстары режимінде тазартылады. Осыған сәйкес тозаңның қорытынды құрамы <1 мг/Нм³жетуі мүмкін. Соңында ыстық пеш газы жылу алмастырғышта суытылады.

Ашық типті пештерді пайдаланған жағдайда тозаңның қорытынды құрамы <3 мг/Нм³құрайтынын атап көрсеткен жөн. Бұл ретте пайдаланылған газды сұйылту керек.

Басқа өндірістердің тәжірибесі көрсеткендей – қапшық сүзгілерді пайдалану бұрыннан-ақ қалыпты тәжірибеге айналды.

Көміртек оксидімен (CO) қаныққан пеш газы тазартқан соң, әдетте, отын ретінде пайдаланылады. Құрамында көміртек оксиді (CO) өте көп артық газ алауда жағылады. Пеш газын қолданудың әртүрлі салалары белгілі.

7.4.2. Кальций карбиді өндірісінде көмір өндіру қалдықтарын пайдалану

Кальций карбидін алу тәсілі, бұл тәсілге сай құрамында: кальций оксиді (СаО) - 4.75, көміртек (С) - 34.5, темір оксиді (Fe₂О₃) - 6.6, кремний диоксиді (SiO₂) - 5.0, магний (Mg) - 3.3, алюминий оксиді (Al₂О₃) - 1.6, күкірт (S) - 0.1, қалғандары 0,5 тотыққан қоңыр көмірді термиялық қайта өңдеуден шыққан кокс-күл қалдығы әк түріндегі кальций карбонаты қоспасы массасының 12,9 - 28,3 % араластырады, 2000 - 2100°С жоғары температурада қыздырады, суытады, кальций карбиді мен ферросилицийді бөліп алады, литражбен және құрамында 0,1 - 0,2 масс. % ферросилиций бар кальций карбидін алады. Көмір өндіру қалдықтарын пайдалану кальций карбидінің өзіндік құнын 30 %-ға төмендетуге мүмкіндік береді.

Өндірісті пайдалану кезіндегі технологиялық қиындықтар және құрамында қоспалардың (темір, кремний, магний) көп болуына байланысты процестің техникалық-экономикалық және экологиялық көрсеткіштерінің нашарлауы тәсілдің кемшілігі болып табылады.

7.4.3. Кальций карбиді өндірісінде пластмасса қалдықтарын пайдалану

Кальций карбидін өндіру тәсілі электр доғалы пеште құрамында көміртек пен CaO бар қосылыстарды алмасу реакциясын пайдаланудан тұрады. Құрамында көміртек бар қосылыстар дәрежесінде құрамында майда дисперсті CaO (пластмасса қалдықтарына шаққанда CaO массалық қатынасы 1:0,5 - 3 құрайды) болған кезде айналмалы құбырлы пеште өңдейтін пластмассаның ұсақталған қалдықтарын пайдаланады. Кальций карбиді өндірісі үшін бастапқы материалды (шихтаны) алу процесі екі сатыдан тұрады: алдымен 400 – 800 °С кезінде пиролиз жүргізеді, ал содан кейін өнімнің бірінші сатысында түзілген, кальций оксиді мен пиролизді кокстың қоспасына 1000 – 1300 °С кезінде кальцийлеу жүргізеді. 500 °С дейін суытқан соң кальций карбиді мен кокс қоспасының майда фракциялары (3 мм кіші) бөліп алады, ал ірілерін (3 мм үлкен) кальций карбидін алуға арналған бастапқы материал ретінде жабық карбидтік пешке береді. Полученный карбид кальция содержит 82 % карбид кальция (CaC₂).

Бұл тәсіл пластмасса қалдықтарын кәдеге асыруға мүмкіндік береді және кальций карбидін өндіру процесіне арналған шығыны аз көміртекті компонентті ұсынады, алайда оның кальций карбидін алу технологиясына қолдану тиімділігі төмен, себебі бірнеше сатымен орындалады, мұның өзі технологиялық процестің ұзақтығына және нысаналы өнімнің сапасына қатты әсер етеді.

7.5. Шойын өндірісіндегі перспектикалы техникалар

7.5.1. Оттек пен табиғи газ ("оттекті қорыту") көп шығындалатын домналық қорыту

Оттекті үрлеп және табиғи газбен домналық қорыту үрлегіш ауа қыздырғыштардан бас тартуға әкеледі, пештегі газдың тотықсыздандыру әлеуетін арттырады, оның ішінде сутектің көп үлесіне байланысты тотықсыздандыру процестерін жылдамдатаы, домна пешінің биіктігін аласартуға және кокс беріктігіне қойылатын талаптарды азайтуға мүмкіндік береді, оның қажеттілігін азайтады. Домна газының құрамында балластық азот болмайды, мойындық газын көміртек диоксидінен (СО₂) азырақ шығындармен тазалауға болады.

7.5.2. ДП науасында немесе шойын тасығыш шөміште шойынды силиконсыздандыру

Силиконсыздандырудың негізгі мақсаттары:

қождың мөлшері мен флюс шығынын азайту;

темір мен марганец шығымын арттыру;

қожға байланысты жылу шығынын едәуір азайту;

оттөзімділердің шығыны мен ысырабын азайту;

шойынды фосфорсыздандыру және күкіртсіздендіру үшін жағдай жасау;

конвертерде шойын қорыту процесін тұрақтандыру және болаттың сапасын арттыру.

7.5.3. Домна пештерінде пештің жағдайын үздіксіз автоматты бақылау және технологиялық параметрлерін талдау жасай отырып өлшеу және пештің жылулық күйін оңтайландыру және болжамдау бойынша ұсыныстар беру арқылы домнада қорыту тиімділігін арттыратын ТП АБЖ-ны қолдану

КЖҚ бар пештерде домнада қорытуды бақылау, оңтайландыру және болжамдау модульдері бар автоматтандырылған бақылау, оңтайландыру және болжамдау жүйесін қолдану домнада қорытуды техникалық-экономикалық жоғары көрсеткіштерге қол жеткізу және кокс шығынын азайту үшін қатесіз жүргізуге кепілдік береді. КЖҚ бар пештерде пештің жылулық күйін оңтайландыратын математикалық модельдердің көмегімен қорыту аймағын автоматтандырылған үздіксіз бақылау және оңтайландыру жүйелерін қолдану, Ол қорыту аймағының параметрлеріне тұрақты автоматты бақылау жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл жұмыс тиімділігін арттырады, оның ішінде кокс шығынын үнемдейді және кокс пештерінің қолданылу мерзімін ұзартады.

7.6. Конвертердегі болат өндірісі кезіндегі перспективалы техникалар

7.6.1. Сұйық болаттың (конвертердегі және "шөміш-пеш" қондырғыларындағы) температурасын жаңа (контактілі оптикалық талшықты) бақылау жүйесі

Бұл жүйені кез келген оттөзімді конструкцияға, оның ішінде қолданыстағы оттөзімді бұйымдарға орнатуға болады. Осыған сәйкес шығындалатын бөлік - оптикалық талшық болып табылады. Өлшеуді үздіксіз де, дискретті түрде де жүргізуге болады. Бұл жүйені қолдану: конвертердегі және "шөміш-пеш" қондырғыларындағы температураны үздіксіз режимде жүзеге асыруға; "шөміш-пеш" қондырғыларында пештен тыс өңдеу кезінде қорытпа температурасы туралы дәл ақпарат есебінен ферроқорытпа шығынын 5 – 10 %-ға азайтуға мүмкіндік береді.

7.6.2. Ыстық қаңылтақтың жылуын кәдеге жарату

Технология қалыңдығы 355 мм қаңылтақтарды баяу суытуға арналған қапталған термос-жинақтағыш салуды жобалайды, мұның өзі шығарылатын өнім сапасын арттыруға, қоршаған ортаға шығатын жылу шығынын азайтуға және қаңылтақ қоймасындағы жұмыс жағдайын жақсартуға мүмкіндік береді.

7.7. Электр доғалы пештердегі болат өндірісі кезіндегі перспективалы техникалар

7.7.1. Пеш трансформаторларының қуаттылығын арттыру

Максималды екінші реттік кернеуді 1000 В бастап 1350–1600 В дейін арттыру пеш трансформаторларының қуаттылығын электродтар шығынын бұрынғы деңгейде сақтай отырып электродтардағы тоқтың тығыздығын күшейтпей арттыруға мүмкіндік береді.

7.7.2. Сынықтарды қыздыру технологиясы

Цехтың үй-жайында кәрзеңкелерде сынықтарды қыздыру процесінде ластағыш заттар бөлінеді. Әдетте, металл сынықтарының құрамында май, пластмасса және басқа да жанғыш заттар болады. Қыздырған кезде бұл материалдар гәз тәрізді күйге өтіп, газ тәрізді химиялық қосылыстарды түзе отырып жанады. Газды рециркуляциялайтын қондырғыда сынықтарды қыздыру технологиясы - осы мәселені шеше алады. Сынықтар салынған кәрзеңкені қыздырған соң суытылған газдар пештің жұмыс кеңістігінен газдарды тікелей соратын күрежолға орнатылған толық жағу камерасына қайтарылады. Осы камерада газдар пештен бұрылатын жоғары температуралы газдармен араластырылады және қосымша жанарғылармен қыздырылады, мұның өзі сынықтардан шығатын шығарындылардың толық ыдырауына және жанып кетуіне әкеледі. Толық жағу камерасынан шыққан газдың шамамен 60 %-ы кәрзеңкедегі сынықтарды қыздыру үшін камераға қайтарылады. Қалған газдар газжолымен газ тазалау жүйесіне жіберіледі. Мәселен, пештен шығарылатын газдардың басым бөлігі қосымша түтінтартқының көмегімен толық жағу камерасы және сынықтарды қыздыру қондырғысы арасында айналып жүреді.

7.8. Индукциялық пештерде болат өндіру кезіндегі ЕҚТ

7.8.1. Шахталық электрлік болат қорыту пештері

Шахталық электрлік болат қорыту пештерінің конструкциясының бір ерекшелігі – пешке жүктер алдында металл сынықтары қыздырылатын шахтасының болуы. Мұндай шахта әдеттегі доғалы пештің күмбезінің үстіне орнатылады. Шахта біреу не екеу болуы мүмкін. Металл сынықтарын қыздыруға болатын температура 800 °С құрайды. Металл сынықтарын осылайша алдын ала қыздыру есебінен электр энергиясын үнемдеу 70…100 кВт·с/т құрайды. Шахта арқылы 60 %-ға дейін металл сынықтары жүктеледі, қалғаны (мысалы, ірі габаритті) пеш ваннасының өзіне жүктеледі, ол үшін шахта бір жағына қарай ысырылады. Қорыту циклы бір шығарудан екінші шығаруға дейін 35…50 минутты құрайды. Электр энергиясын үнемдеуге қоса, электродтардың шығыны 30 %-ға азайтылады және өнімділік 40 %-ға арттырылады.

SIMETAL EAF Quantum – металл сынықтарын қыздыратын ең заманауи конструкторлық шешім. Қазіргі уақытта мексикалық Talleres y Aceros S.A. de C.V. (Тиаса қ.) компаниясының зауытында бір пеш орнатылды. Шығару бойынша қорыту массасы 100 тоннаны құрайды, бірақ бұл ретте (алдыңғы шығарудан қалған металл және қож) массасы 70 тоннаны құрайды.

7.8.2. Екі корпусты пештер

Екі корпусты пештер бірінші кезекте жоғары өнімділігімен сипатталады. Мұндай пеш екі ваннадан (корпустан) және бір ваннадан екіншісіне ауыстырылатын бір (тұрақты тоқ пеші) немесе үш (айнымалы тоқ пеші) электроды бар бір толықтырушы жүйеден тұрады.

Бір корпуста электродтардың көмегімен металл қорыту жүріп жатқан кезде, екінші корпуста бірінші корпустан шыққан шығарылатын газдармен немесе газды жанарғылармен шихтаны қыздыру жүргізіледі. Бұл ретте қорыту уақыты 40 %-ға қысқарады, ал шихтаны қыздыру есебінен электр энергиясының шығыны 40…60 кВт·с/т азайтылады. Электродтары екі ваннаға орнатылған пештер де кездеседі, алайда мұндай жағдайда агрегат құрылысына жұмсалған күрделі шығындарды қысқарту нәтижесі жойылады.

Мысалы, CONARC (СONverter + electric ARC furnance) агрегаты. Бұл агрегаттың да екі пеш корпусы бар, бірақ мұнда электродтардың бір жиынтығына қоса (конвертердегідей) оттек беруге арналған үрлегіш орнатылған. Бұл агрегаттың артықшылығы сұйық шойын мен металл сынықтарынан (немесе DRI) іс жүзінде кез келген пропорцияда болат қорыту мүмкіндігі болып табылады.

Көміртектің, кремнийдің, марганецтің және фосфордың (С, Si, Mn және P) тотығу процестеріне ауа үрлеген кезде орын алуы мүмкін ваннаның тым қызып кетуін болдырмау үшін, пешке металл сынықтары немесе DRI түріндегі суытқыштарды қосады. Ауа үрлеу аяқталған соң, оттекті үрлегішті екінші корпусқа ауыстырып салады (немесе бір жағына ысырып қояды), ал бірінші корпусқа электродтарды орналастырады. Бұл сатыда пешке қатты шихтаның қалған мөлшерін қосады және оны электродтардың көмегімен қорытуды бастайды.

Қажетті температураға жеткізген соң металды шөмішке шығарады. Осыдан кейін процесс қайта қайталанады. Осылайша, болат қорыту пештің екі корпусында бір уақытта жүргізіледі, ал электродтар мен үрлегіш оларға кезекпен ауыстырылып қойылады, осының өзі (осыған ұқсас сыйымылығы бар екі бөлек агрегатқа қарағанда 30 %-ға жоғары) агрегаттың жоғары өнімділігімен қамтамасыз етеді. Қорыту уақыты 40 минуттан бастап 60 минутқа дейін болады.

8. Қосымша түсініктемелер мен ұсынымдар

Анықтамалық Кодекстің 113 -бабына сәйкес 044 "Технологиялар мен ең үздік практикаларды ілгерілету, бизнес пен инвестицияларды дамыту арқылы Қазақстанның "жасыл" экономикаға жылдам көшуіне жәрдемдесу" бюджеттік бағдарламасы бойынша мемлекеттік тапсырма шеңберінде әзірленді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты технологтардан, экологтардан, энергия тиімділігі жөніндегі мамандардан және экономика жөніндегі сарапшыдан құралған тәуелсіз сарапшылар тобы әзірледі.

Осы анықтамалық Орталық Басқармасы Төрағасының бұйрығымен құрылған ТЖТ-ның қатысуымен әзірленді. ТЖТ құрамына ЕҚТ бойынша анықтамалық қолданылатын тиісті салалар бойынша өнеркәсіп субъектілерінің, өнеркәсіптік қауіпсіздік және халықтың санитариялық-эпидемиологиялық саламаттылығы саласындағы мемлекеттік органдардың, ғылыми және жобалау ұйымдарының, экологиялық және салалық қауымдастықтардың өкілдері кірді.

Анықтамалықты әзірлеудің бірінші КТА жүргізілді - шойын мен болат өндіретін кәсіпорындардың ағымдағы жай-күйіне сараптамалық баға, бұл өндірісті басқарудың тиімділігін, қолданылатын автоматтандыру құралдарын, технологиялық мүмкіндіктерді талдауды және кәсіпорындардың қоршаған ортаға әсер ету дәрежесін анықтауға мүмкіндік берді.

Шойын және болат өндіру кәсіпорындарында іске асырылған технологиялардың ЕҚТ қағидаттарына сәйкестігін бағалау Ұйымдардың технологиялық процестерінің ЕҚТ қағидаттарына сәйкестігіне сараптамалық бағалау жүргізу әдістемесіне сәйкес орындалды.

Сараптамалық бағалаудың мақсаты шойын және болат өндіретін кәсіпорындардың қазіргі технологиялық жай-күйін анықтау және олардың ЕҚТ параметрлеріне сәйкестігін бағалау болып табылады.

ЕҚТ өлшемшарттарына сәйкестігін бағалау Кодекстің 113 -бабына, "Өнеркәсіптік шығарындылар және/немесе төгінділер туралы (ластанудың кешенді алдын алу және бақылау туралы)" 2010/75/ЕО директивасына, сондай-ақ осы анықтамалықтың 2 -бөлімінде көрсетілген ЕҚТ-ға жатқызу әдіснамасына сәйкес белгіленді.

Әдеби деректерді пайдалана отырып, нормативтік құжаттаманы және экологиялық есептерді зерделеу арқылы шойын және болат өндірісі саласының тұтастай алғанда, салада қолданылатын технологиялар, жабдықтар, ластағыш заттардың төгінділері мен шығарындылары, өндіріс қалдықтарының түзілуі, энергия және ресурстық тұтыну, қоршаған ортаға әсер етудің басқа да факторлары туралы ақпаратқа талдау және жүйелеу жүргізілді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты әзірлеу кезінде ЕҚТ-ны ендірудің еуропалық тәсілі зерттелді.

ЕҚТ бойынша анықтамалықтың құрылымы жүргізілген КТА нәтижелері және ҚР-дағы шойын және болат өндірісі бойынша сала құрылымының ерекшеліктерін талдау бойынша, сондай-ақ озық әлемдік тәжірибеге сүйене отырып әзірленді.

Перспективалы технологияларға практикада және тәжірибелік-өнеркәсіптік қондырғылар ретінде қолданылып жүрген ҒЗЖ және ҒЗТКЖ сатысындағы озық технологиялар жатқызылды.

ЕҚТ бойынша анықтамалықты дайындау қорытындылары бойынша осы анықтамалықпен әрі қарай жұмыс істеуге және ЕҚТ ендіруге қатысты мынадай ұсынымдар тұжырымдалды:

кәсіпорындарға анықтамалықты әзірлеудің келесі кезеңдері үшін қажетті талдау жүргізу мақсатында, оның ішінде маркерлік ластағыш заттардың тізбесін және ЕҚТ-ны қолдануға байланысты технологиялық көрсеткіштерді қайта қарау мақсатында қоршаған ортаға, әсіресе маркерлік ластағыш заттар эмиссияларының деңгейлері туралы мәліметтерді жинауды, жүйелеуді және сақтауды жүзеге асыру ұсынылады;

қоршаған ортаға эмиссиялардың АМЖ енгізу маркерлік ластағыш заттардың эмиссиялары бойынша нақты деректерді алудың және маркерлік ластағыш заттардың технологиялық көрсеткіштерін қайта қараудың қажетті құралы болып табылады;

технологиялық және табиғатты қорғау жабдықтарын жаңғырту кезінде жаңа технологияларды, жабдықтарды, материалдарды таңдаудың басым өлшемшарты ретінде энергия тиімділігін арттыруды, ресурс үнемдеуді, тау-кен өндіру және тау-кен байыту салалары объектілерінің қоршаған ортаға теріс әсерін азайтуды пайдалану қажет.

9. Библиография

1. Қазақстан Республикасының Экология кодексі. Қазақстан Республикасының 2021 жылғы 2 қаңтардағы № 400 -VI ҚРЗ кодексі. - Қазақстан Республикасының Парламенті. - Нұр-Сұлтан. – 2021. – 549 б.

2. "Ең үздік қолжетімді техникалар бойынша анықтамалықтарды әзірлеу, қолдану, мониторингтеу және қайта қарау қағидаларын бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Үкіметінің 2021 жылғы 28 қазандағы № 775 қаулысы - Нұр-Сұлтан. - 2021. – 17 б.

3. Қазақстан Республикасы Экология, геология және табиғи ресурстар министрінің 2021 жылғы 25 маусымдағы № 212 бұйрығы. "Эмиссиясы экологиялық нормалауға жататын ластағыш заттардың тізбесін бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Әділет министрлігінде 2021 жылғы 3 шілдеде
№ 23279 болып тіркелген – Нұр-Сұлтан. – 2021. – 4 б.

4. "Энергия үнемдеу және энергия тиімділігін арттыру туралы" Қазақстан Республикасының 2012 жылғы 13 қаңтардағы № 541 -IV Заңы. - Нұр-Сұлтан. - 2012. – 24 б.

5. Best Available Techniques Reference Document for Iron And Steel Production, JRC Reference report - 2013. – 627 c.

6. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques in the Ferrous Metals Processing Industry, JRC Reference report 2022. – 852 c.

7. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals - Solids and Others industry. – 2007. – 666 c.

8. Көміртек оксиді (CO)M, Reference Document on Economics and Cross-Media Effects (ECM REF), European Commission, JRC IPTS EIPPCB – 2006. – 175 c.

9. Best Available Techniques Reference Document for Waste Treatment – 2018. - 851 c.

10. Best Available Techniques Reference Document on Best Available Techniques for Energy Efficiency- 2009. – 430 c.

11. ЕҚТ бойынша ЭЫДҰ жобасының есебі – 4 -кезең - ЕҚТ негізінде экологиялық рұқсат алу шарттарын орындау үшін ЕҚТ анықтау және экологиялық тиімділік деңгейлерін белгілеу жөніндегі нұсқаулық – 2020.

12. Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық. АТА26–2021 "Шойын, болат және ферроқорытпа өндірісі" - 2021. – 577 б.

13. Ең үздік қолжетімді технологиялар бойынша ақпараттық-техникалық анықтамалық. 48 - 2017 "Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезінде энергетикалық тиімділікті арттыру" - 2017.

14. Регенеративтік оттық: анықтамалық. 2 т. /Г.М.Дружинин, И.М.Дистергефт; техн. ғыл. докторы, проф. Г.М.Дружининнің жалпы редакциясымен шығарылған- Екатеринбург: АМК "День РА", 2019. - 1128 б.

15. Д.В. Валуев, Р.А. Гизатулин. Металлургиялық қалдықтарды қайта өңдеу технологиялары. Оқу құралы. — Томск: Юргинск технология институты, Томск политехникалық университетінің баспасы, 2012. - 196 б.

16. Д. Мұқанов. Қазақстан металлургиясы: жай-күйі, инновациялық әлеуеті.

17. "Адамға әсер ететін физикалық факторлардың гигиеналық нормативтерін бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Ұлттық экономика министрінің 2015 жылғы 28 ақпандағы № 169 бұйрығы. – 2015.

18. Д.О. Скобелев, М.В. Степанова. Энергетикалық менеджмент: 2020. Өнеркәсіптік кәсіпорындарға арналған энергияны басқару жөніндегі нұсқаулық. Москва: "Колорит" баспасы, 2020. 92 -б.

19. Я.М. Щелоков. Шаруашылық қызметті энергетикалық талдау. Екатеринбург: УрФУ. 2010. 390 -б.

20. ҚР СТ ISO 50001 - 2019: Энергетикалық менеджмент жүйелері. Талаптар және пайдалану жөніндегі нұсқаулық.

21. ИТС 48 - 2017. Шаруашылық және (немесе) өзге де қызметті жүзеге асыру кезінде энергетикалық тиімділікті арттыру - Москва: ЕҚТ бюросы, 2017. – 165 -б.

23. World Bureau of Metal Statistics (WBMS)

24. ILA, ILA comments on D3, 2013

25. Industrial NGOs, NFM data collection, 2012.

26. VDI 3790 part 3, Emission of gases, odours and dusts from diffuse sources - Storage, transhipment and transport of Bulk Materials, 2008.

27. AP 42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors

28. Көміртек оксиді (CO)M, Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the

29. US EPA, Air Pollution Control Technology Fact Sheet - Cyclones, United States Environmental Protection Agency, 2003.

30. CEN, ISO 14001:2015 Environmental management systems — Requirements with guidance for use, 2015.

31. ISO 50001:2018 Energy management systems. Requirements with guidance for use, IDT

32. Technical Instructions on Air Quality Control-Luft,2021

33. А.М. Вохмяков. Жоғары жылдамдықты рекуперативтік оттықтармен жабдықталған пештің жұмыс кеңістігінде газ динамикасын компьютерлік модельдеу / А.М. Вохмяков, М.Д. Казяев // Білім берудегі, ғылымдағы және өндірістегі жылу техникасы және информатика: I Бүкілресейлік студенттер, аспиранттар мен жас ғалымдардың ғылыми-практикалық конференциясының баяндамалар жинағы (ТИМ’2012). – Екатеринбург: УрФУ, 2016. - 25 - 28 -б.

34. А.Н. Смольков. BICR типті рекуперативтік оттықтарды қолдана отырып, пештерді тікелей және жанама жылыту жүйелері/А.Н. Смольков, G. Wohlschlaeger//Пеш құбырын салу: жылу режимдері, конструкциясы, автоматтандыру және экология: халықаралық конгресс еңбектері. – М: "Теплотехник", 2004. –118 - 125 -б.

35. С.М. Тинькова, А.В. Прошкин, Т.А. Веретнова, В.А. Востриков. Металлургиялық жылу техникасы: оқу құралы (лекциялардың электронды нұсқасы)//Түсті металл және алтын институты". "Сибирский Федеральный Университет" ЖКБ ФМБМ. – Красноярск, 2007. – 193 -б.

36. А.В. Бурокова, Ю.А. Рахманов. Металл бұйымдарды термоөңдейтін пештердің газдарының жылуын рекуперациялау мәселесіне қатысты/НМОИ ҒЗУ ғылыми журналы. "Экономика және экологиялық менеджмент" сериясы, №1, 2014.

37. Регенеративті оттықтарды пайдаланудың жылу техникалық тиімділігін болжау әдістемесі /А.Б. Бирюков, П.А. Гнити?в, Я.С. Власов//"Вестник ИГЭУ", 1 -шығарылым, 2018 ж. - 13 - 19 -б.

38. https://www.metalinfo.ru/ru/news/136659

39. https://ugmk.com/press/news/na-sumze-ustanovili-naduvnoy-angar-dlya-khraneniya-mednogo-kontsentrata/

40. https://www.sumz.umn.ru/ru/press/news/tonkoy-ochistki/

41. https://www.metalinfo.ru/ru/news/130405

42. https://elessentct.com/technologies/mecs/technologiestechnologies-mecsdupont-clean-technologies-mecs-processes/mecsr-solvrr-technology-for-regenerative-so2 -recovery/

43. https://www.ugmk.com/press/corporate_press/ummc_newspaper/na-ppm-zavershen-ocherednoy-etap-stroitelstva-livnenakopitelya/

44. https://www.eng.nipponsteel.com/english/whatwedo/steelplants/ironmaking/dry_desulfurization_and_denitrification_system/

45. Ульманның өнеркәсіптік химия энциклопедиясы, 2001 ж.

46. Ю. Мишин. Тау-кен металлургия кешенінің жаһандану үрдістері/Ұлттық металлургия №12006.

47. Д. Мұқанов. Қазақстанның индустриялық-инновациялық дамуы: іске асырудың әлеуеті мен тетіктері. -Алматы: Дайк-Пресс, 2004. - 274 б.

49. "2021 жылдың 1 қаңтарына қоршаған ортаға ластаушы заттардың жиынтық шығарындылары бойынша неғұрлым ірі, I санаттағы елу объектінің тізбесін бекіту туралы" ҚР Үкіметінің 1/04/2022 жылғы №187 қаулысы.

50. ҚР Салық кодексі. 4-параграф. "Қоршаған ортаға теріс әсер еткені үшін төлемақы" 576-бап, 68-тарау, 18-бөлім. "Бюджетке төленетін төлемдер".

51. 328-бап "Қоршаған ортаға рұқсат етілген антропогендік әсер ету нормативтерін бұзу" ҚР Әкімшілік құқық бұзушылық туралы кодексі

52. https://www.ugmk.com/press/news/na-baze-sumza-postroyat-zavod-po-proizvodstvu-sulfata-ammoniya/

53. https://pstu.ru/files/2/file/kafedra/mtf/kafedry/MTO/MU/Metallurgicheskie_tehnologii.pdf

54. Г.М.Глинков, В.А. Маковский. Металлургия, 1999 ж.

55. https://tgstat.ru/channel/@severstal/1345

56. Қара металлургияда шығарылатын газдарды тазарту бойынша инновациялық кешенді шешімдер. Тозаңды газ ағындарын тазартуға арналған техникалық шешімдер. Д. А. Серебрянский, техн. ғыл. канд, газ тазарту зертханасының басшысы; М. Н. Королев, бас директордың орынбасары; М. В. Антонов, инженер-конструктор; И. О. Тяпкова, инженер ("Бакор" ҒТО" ЖШҚ, Ресей, Москва қ., Щербинка қ.)

57. https://library.tou.edu.kz/fulltext/buuk/b1190.pdf

58. https://web.p.ebscohost.com/abstract?direct=true&profile=ehost&scope=site&authtype=crawler&jrnl=20712227&AN=155608860&h=NrOnAkp%2fvAIEfJ1MTimPgxfRPyFhi04ldwEC5o62Re6i3 %2fQMSJ1e46oucnQKfzxgxmd83XmtTfG9eNf9C%2b169g%3d%3d&crl=c&resultNs=AdminWebAuth&resultLocal=ErrCrlNotAuth&crlhashurl=login.aspx%3fdirect%3dtrue%26profile%3dehost%26scope%3dsite%26authtype%3dcrawler%26jrnl%3d20712227 %26AN%3d155608860

59. https://studref.com/521750/ekologiya/metod_selektivnogo_nekataliticheskogo_vosstanovleniya_snkv

60. https://www.vstnews.ru/ru/archives-all/2010/2010 - 2/300 -razrabotka-i-primenenije-otstojnikov

61. https://e-him.ru/?page=dynamic&section=55&article=722

62. https://www.vstnews.ru/ru/archives-all/2010/2010 - 2/300 -razrabotka-i-primenenije-otstojnikov

63. http://cms.arsu.kz/api/elibrary/open-file?rid=3660&fid=3617

64. http://nf.misis.ru/download/mt/Ekology_metallurg_proizvodstva.pdf

65. Ең үздік қолжетімді технологиялар. Өнеркәсіптің әртүрлі салалардағы маркерлік заттарды анықтау. Мақалалар жинағы 8. – М.: "Перо" баспасы, 2017. – 220 б.

66. Ең үздік қолжетімді технологиялар. Өнеркәсіптің әртүрлі салалардағы маркерлік заттарды анықтау. Мақалалар жинағы 5. – М.: "Перо" баспасы, 2016. – 68 б.

67. Австрияның қоршаған ортаны қорғау агенттігі, 2004 ж.

68. Еуропалық химия өнеркәсібі федерациялары одағы, 2002 ж.

69. https://adilet.zan.kz/rus/docs/V14M0009585#z239

70. "Энергия тұтынудың нормативтерiн бекіту туралы" Қазақстан Республикасы Инвестициялар және даму министрінің 2015 жылғы 31 наурыздағы № 394 бұйрығы.;

71. Фролов Ю.А. Агломерация. Технология. Теплотехника. Управление. Экология. М.: Металлургиздат.2016. 672 с.

Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production, European IPPC Bureau, Seville, 2012: Электронный ресурс: http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF

Об утверждении справочника по наилучшим доступным техникам "Производство чугуна и стали"

Справочник

по наилучшим доступным техникам

"Производство чугуна и стали"

Оглавление

Список рисунков

Список таблиц

Глоссарий

Термины и их определения

Аббревиатуры и их расшифровка

Химические элементы

Химические формулы

Единицы измерения

Предисловие

Область применения

Принципы применения

1. Общая информация

3.1.6. Производство стали в электродуговых печах

3.1.6.1. Энергоэффективность, факторы воздействия на окружающую среду

3.1.7. Производство стали в индукционных печах

3.1.7.1. Энергоэффективность, факторы воздействия на окружающую среду

4. Общие наилучшие доступные техники для предотвращения и/или сокращения эмиссий и потребления ресурсов

4.2. НДТ Система экологического менеджмента

4.3. НДТ Внедрение системы энергетического менеджмента

4.4. НДТ Снижение потребления тепловой и электрической энергии

4.5. НДТ Мониторинг эмиссий

4.5.1. Мониторинг выбросов загрязняющих веществ

4.5.2. Мониторинг сбросов загрязняющих веществ в водные объекты

4.6. НДТ Управление технологическим процессом

4.7. НДТ при неорганизованных выбросах при хранении, погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке материалов

4.8. НДТ Управление водными ресурсами

4.9. НДТ Управление отходами

4.10. НДТ Снижение физических воздействий

5. Техники, которые рассматриваются при выборе наилучших доступных техник

5.1. НДТ при производстве агломерата

5.1.1. Технические решения при процессах агломерации. Энергосбережение, ресурсосбережение

5.1.1.1. Рекуперация тепла в процессе спекания и охлаждения агломерата

5.1.1.2. Частичная переработка отходящего газа

5.1.2. Технические решения по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух

5.1.2.1. Циклоны

5.1.2.2. Электрофильтр (ЭСФ)

5.1.2.3. Рукавный фильтр

5.1.2.4. Мокрый скруббер

5.1.2.5. Керамические и металлические мелкоячеистые фильтры

5.1.2.6. Сокращение выбросов ЛОС, снижение содержания летучих углеводородов в агломерационном сырье

5.1.2.7. Сокращение ПХДД/Ф, предотвращение образования ПХДД/Ф путем добавления соединений азота в агломерационную смесь

5.1.2.8. Снижение выбросов диоксида серы (SO2)

5.1.2.8.1. Меры по сокращению выбросов диоксида серы (SO2) в процессе агломерации

5.1.2.8.2. Мокрая десульфурация

5.1.2.8.3. Процесс регенерации активированного угля (RAC) для десульфуризации и уменьшения оксидов азота (NOX)

5.1.2.8.4. Утилизации диоксида серы (SO2) методом мокрого катализа

5.1.2.9. Снижение выбросов оксидов азота (NOX)

5.1.2.9.1. Меры по сокращению выбросов оксидов азота (NOX)

5.1.2.9.2. Применение селективного каталитического восстановления (СКВ) и селективного некаталитического восстановления (СНКВ)

5.1.2.10. Улавливание и сокращение выбросов пыли в местах выгрузки, дробления, охлаждения, сортировки и конвейерной транспортировки агломерата

5.1.3. Технические решения, направленные на предотвращение и сокращение образования сточных вод

5.1.3.1. Предотвращение образования сточных вод

5.1.3.2. Повторное использование и рециркуляция

5.1.3.3. Методы очистки сточных вод

5.1.3.3.1. Отстаивание

5.1.3.3.2. Фильтрация

5.1.3.3.3. Химическое осаждение

5.1.3.3.4. Адсорбция с применением активированного углерода

5.1.3.3.5. Нейтрализация кислых стоков

5.1.3.3.6. Метод очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

5.1.3.3.7. Ионный обмен

5.1.4. Технические решения, направленные на управление и сокращение воздействия технологических остатков и производственных отходов

5.1.4.1. Повторное использование технологических остатков и производственных отходов

5.2. НДТ при производстве кокса

5.2.1. Технические решения в коксохимическом процессе

5.2.1.1. Подготовка угля

5.2.1.2. Сведение к минимуму выбросов при загрузке печи

5.2.1.3. Герметизация подъемных труб и загрузочных отверстий

5.2.1.4. Бесперебойная работа коксовой установки

5.2.1.5. Техническое обслуживание коксовых печей

5.2.1.6. Большие камеры коксовой печи

5.2.1.7. Усовершенствование уплотнений дверцы печей (заслонки) и рамы (каркас)

5.2.1.8. Очистка дверей печей и уплотнений рамы

5.2.1.9. Поддержание свободного потока газа в коксовой печи

5.2.1.10. Переменное регулирование давления в печах в процессе коксования

5.1.2.8. Снижение выбросов диоксида серы (SO₂)

5.1.2.8.1. Меры по сокращению выбросов диоксида серы (SO₂) в процессе агломерации

5.1.2.8.3. Процесс регенерации активированного угля (RAC) для десульфуризации и уменьшения оксидов азота (NO_X)

5.1.2.8.4. Утилизации диоксида серы (SO₂) методом мокрого катализа

5.1.2.9. Снижение выбросов оксидов азота (NO_X)

5.1.2.9.1. Меры по сокращению выбросов оксидов азота (NO_X)

5.2.2.2. Сокращение выбросов оксидов азота (NO_X) с помощью первичных мер

5.2.2.3. Сокращение выбросов оксидов азота (NO_X) с помощью вторичных мер

5.2.2.4. Уменьшение выбросов диоксидов серы (SO₂) при десульфуризации коксового газа