Материал: Санитарно-защитные_зоны_для_промышленных_источников_загрязнения_атмосферного_воздуха

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

тывающего трехфазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 10–15 тысяч вольт.

На предприятиях теплоэнергетики характер загрязнения атмосферного воздуха продуктами сгорания минерального топлива определяется следующими основными факторами: видом топлива, условиями его сжигания в различных топочных устройствах, наличием очистных сооружений. При этом наихудшими и по энергетическим, и по гигиеническим соображениям являются молодые, так называемые бурые, угли, отличающиеся высокой влажностью, в ряде случаев значительной зольностью и содержанием серы при низкой теплотворной способности.

При полном сгорании твердого топлива в дымовых газах содержатся конечные продукты горения: углекислый газ (CO2), сернистый ангидрид (SO2), двуокись азота (NO2), пары воды и летучая зола. В топке остается шлак. Нарушение топливного режима приводит к появлению в дыме продуктов неполного сгорания: окиси углерода (CO), окиси азота (NO), сажи, смолистыхвеществ.Визуальноэто,какправило,проявляетсявизменении цветавыбрасываемогодымовогооблака.Еслипринормальнойработекотлов и при наличии высокоэффективной очистки цвет дыма, поступающего из труб ГРЭС и ТЭЦ в атмосферу, сероватый с различными оттенками, то изменение процесса горения вызывает появление черных клубов дыма. Нарушения топливного режима имеют место в период растопки котла, а при слоевом сжигании топлива – в период шуровки и загрузки топлива.

Вкрупных энергетических установках в нашей стране также широко применяется в качестве топлива высокосернистый мазут марки 100 с теплотворной способностью 9170 ккал/кг, серосодержанием 3,5% и незначительной зольностью – до 0,3%. Основными продуктами полного

сгорания мазута различной сернистости являются: углекислый газ (CO2), сернистый ангидрид (SO2), двуокись азота (NO2), пары воды, пятиокись ванадия (V2O5). Содержание SO2 в дымовых газах, частично преобразованного в SO3, и V2O5 прямо пропорционально количеству серы или ванадия, содержащихся в мазуте. Продуктами неполного сгорания жидкого топлива следует считать: окись углерода (CO), окись азота (NO), альдегиды, сажу и ряд веществ, относящихся к углеводородам.

Вусловиях бурного развития газодобывающей промышленности все более существенное место в теплоэнергетике и в несколько меньшей степени в электроэнергетике занимает природный газ. Это наиболее экологически чистый вид топлива, хотя процесс работы котлоагрегатов и на

нем сопровождается образованием окислов азота (NO2, NO и др.) и небольшого количества углеводородов. Основным компонентом дымовых выбросов при сжигании природного газа является двуокись азота (NO2).

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

Черная металлургия

Черная металлургия является одной из ведущих отраслей промышленности, определяющих экономический потенциал страны. Технический и экономический уровень развития государства определяется в значительной мере развитием металлургической промышленности и размерами потребления металла. Продукты металлургической промышленности – чугун, сталь, прокат, трубы, метизы и другие изделия – служат основным конструкционным материалом для производства средств производства.

Сущность металлургического процесса заключается в получении чугуна изрудыипревращенияеговстальипрокат.Еслиметаллургическийкомбинат расположеннабаземесторожденияруды,товсоставеговходитгорнорудный цех, добывающий железную руду, с агломерационной фабрикой. Назначение агломерационной фабрики заключается в том, чтобы путем спекания получить из рудной мелочи крупные и пористые куски руды (агломерат). В процессе агломерации происходят и некоторые химические изменения в шихте, например выгорание серы с образованием сернистого газа. Агломерация производится на особых ленточных спекальных машинах. Шихта располагается на движущихся решетках, на которых она подвергается нагреву за счет горения кокса при просасывании сверху вниз воздуха. Образующиеся газы отсасываются и удаляются затем через трубу в атмосферу. На некоторых металлургических комбинатах, не имеющих горнорудных цехов, агломерационные фабрики служат для утилизации уловленной колошниковой пыли.

Агломератпоступаетвдоменнуюпечьввидешихты,всоставкоторой, кроме него, входит кокс и флюсы. Флюсы служат для удаления из руды некоторых примесей, которые образуют вместе с флюсами легкоплавкий шлак, скапливающийся поверх металла и выпускаемый из доменной печи через специальное отверстие – шлаковую летку. Получившийся в доменной печи чугун отливают в земляные формы на имеющемся при доменном цехе литейном дворе или в расплавленном виде в особых ковшах подают в мартеновский цех, где его перерабатывают в сталь.

Для превращения чугуна в сталь его подвергают в мартеновских печах нагреву до высокой температуры в присутствии флюсов. Мартеновская печь представляет собой закрытую ванну из огнеупорного кирпича и две пары так называемых регенераторов, служащих для нагрева дутьевого воздуха. В мартеновской печи наряду с выгоранием углерода происходит переход в шлакнекоторыхпримесей–кремния,марганца,фосфора,серы.Получаемую в мартеновских печах сталь отливают в изложницы для получения слитков, которые для дальнейшей переработки направляют в прокатные цехи.

В прокатных цехах стальную болванку, нагретую в специальной печи, прокатывают между вращающимися валами прокатных станов до нуж-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

ного профиля. Разные станы, в зависимости от формы валов, дают различный профиль проката (листовая сталь, полосовая сталь, рельсы и т.д.).

Для производства качественных, специальных жароустойчивых и нержавеющих сталей также широко применяется марганец. Этот химический элемент обладает свойствами раскислителя, способствующего при выплавке металла удалению кислорода, газов и серы из расплавленного металла. Но самое главное свойство его заключается в сообщении металлу повышенных механических качеств – твердости, ковкости, вязкости, стойкости против износа.

Наиболее крупными источниками загрязнения воздушного бассейна пылью и газами на предприятиях черной металлургии являются: 1) энергетические установки – теплоцентрали, электрические и воздуходувные установки; 2) цехи подготовки сырьевых материалов – обогащения и агломерации; 3) производство кокса и переработка коксового газа; 4) доменное производство; 5) производство стали (конвертерные, мартеновские и электросталеплавильные цехи); 6) прокатные и трубопрокатные цехи; 7) ремонтные и вспомогательные цехи; 8) производство огнеупоров; 9) производства, перерабатывающие отходы – цементное, шлаковатное и т.п.; 10) внутризаводской транспорт и др.

Технологические отходы от цехов и отдельных агрегатов на металлургических заводах поступают в атмосферный воздух организованным и неорганизованным путем. Основное количество выбросов поступает организованным путем через дымовые трубы технологических агрегатов. Часть выбросов удаляется через вентиляционные каналы, люки, воздушные клапаны и т.п. Количество этих выбросов поддается учету и при необходимости их можно подвергать очистке и утилизации. Неорганизованные поступления технологических отходов в воздушный бассейн происходят через конструктивные неплотности, дверные и оконные проемы, вентиляционные фонари, от открытых мест разгрузки материалов, при транспортировке пылящих материалов и т.п. Учесть количество этих выбросов трудно; считают, что неорганизованный выброс составляет в среднем около 10% по отношению к общему выбросу. Борьба с этими выбросами связана с большими трудностями.

Наибольшее загрязнение из основных цехов дают доменный и мартеновский. Во время плавки в доменной печи образуется большое количество колошникового (доменного) газа, представляющего собой продукт неполного сгорания углерода. Содержание окиси углерода (CO) в доменном газе достигает 28,8–45%. Количество пыли и окиси углерода, выбрасываемого из межкорпусного пространства доменной печи, зависит от его объема и объема самой печи. Мартеновский цех дает небольшое

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

количество пыли, но много окиси углерода, образующейся при выгорании некоторого количества углерода, содержащегося в чугуне. Значительное количество пыли и сернистого газа (SO2) дает агломерационная фабрика. При наличии коксохимического производства к этому добавляются фенолы и бенз(а)пирен.

Главным источником загрязнения атмосферного воздуха марганцевыми соединениями является производство ферромарганца, а также шпигеля, силикошпигеляимарганцовистогочугуна.Навторомместенеобходимопоставить производство стали, которое является главным потребителем всего вырабатываемого ферромарганца, шпигеля, марганцовистого и передельного чугуна.

Производство цветных металлов

Территория Дальнего Востока страны, особенно Приморского края, богата месторождениями руд, содержащих свинец, цинк, олово, вольфрам, бор и др. Многие месторождения до сих пор не освоены, что предполагает развитие цветной металлургии в регионе на ближайшую перспективу.

Предприятия цветной металлургии являются источниками загрязнения атмосферного воздуха. Они загрязняют его полиметаллической пылью и газообразными соединениями, в том числе сернистым газом, окисью углерода, окислами азота, фенолом и др.

Основными способами получения цветных металлов из руд или концентратов являются пирометаллургия, электрометаллургия и гидрометаллургия. При пирометаллургическом способе рудные соединения подвергают огневому расплавлению с последующим разрушением химических связей металла с другими элементами и получением их в чистом виде. В электрометаллургии металл получают электроплавкой руды и концентратов, а также электролизом расплавов или растворов. Гидрометаллургия основана на получении металла из рудной массы путем гидрохимического растворения с последующим осаждением его из раствора.

Наиболее неблагоприятными с точки зрения загрязнения атмосферного воздуха являются пирометаллургический и электрометаллургический способы получения цветных металлов.

Рассмотрим особенности технологии получения свинца и цинка, расширение производства которых ожидается в Дальневосточном регионе.

Производство свинца. Свинец в природных условиях встречается в виде сернистых, углекислых и сернокислых соединений. Используют сульфидные руды с содержанием свинца до 4%. После обогащения методом флотации получают концентрат с содержанием свинца до 40–78%. Концентрат подвергают окислительному обжигу на агломерационных машинах, при этом сульфид свинца окисляется (2PbS + 302 = 2PbO + 2S02), а порошкообраз-

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

ный концентрат превращается в прочный пористый агломерат. Агломерат плавят в кессонированных шихтных печах с коксом; получается черный свинец – сплав сульфидов меди, свинца, железа и отвального шлака. Черный свинец содержит от 1 до 8% примесей. Очистка свинца от примесей (рафинирование) проводится в несколько стадий. Медь удаляют ликвацией и вмешиванием серы; олово, мышьяк и сурьму – расплавлением с едким натрием и селитрой; золото и серебро – вмешиванием цинка; висмут удаляют с помощью кальция и магния.

В свинцовой металлургии пыль, выбрасываемая агломерационными машинами, может содержать до 14% свинца, а выброс на одну машину составляет 25 т в год. При агломерации свинцовой руды также выделяется сернистый газ (SO2). Он поступает в атмосферный воздух из ватержакетных печей при плавке руды и из отражательных печей при рафинировании свинца. Содержание сернистого газа в отходящих газах свинцовой промышленности колеблется от 8 до 28%, т.е. составляет 230–800 г/м3. На 1 т свинца при плавке выделяется 0,54 т сернистого газа.

Производство цинка. Цинк находит широкое применение в экономике страны. Для получения цинка обогащенный концентрат подвергают обжигу, при этом выгорает сера, а сам цинк превращается в окись. Последняя подвергается восстановительной плавке в роторных печах. Полученный цинк рафинируют в отражательных печах.

Без очистки выброс пыли с отходящими газами цинковой промышленности составляет 62,5–77,5 кг на 1 т цинка. При обжиге оловянных руд на 1 т олова выбрасывается 14 кг пыли, в составе которой есть цинк. Содержание цинка в пыли из пылеуловителей тонкой очистки составляет 40–45%. Запыленность газов на входе в циклон достигает 60–130 г/м3.

В цинковой металлургии сернистый ангидрид (SO2) выделяется при обжиге концентратов, при восстановительной плавке в ретортных печах и при рафинировании в отражательных печах. При обжиге цинковых концентратов в отходящих газах содержится 4–7% двуокиси серы или 0,75 т на 1 т цинка. Газы ретортных печей на 1 т цинка дают 0,126 т двуокиси серы; газы же отражательных печей – лишь 0,002 т, так как основная масса серы выгорает при обжиге. Общий выброс, если сернистый газ не используется, может достигать 0,878 т на 1 т цинка.

Нефтепереработка

Нефтеперерабатывающая промышленность – одна из важнейших отраслей экономики страны. Большое внимание уделяется развитию этой отрасли на востоке страны, что дает возможность выхода отечественных нефтепродуктов на рынок стран Тихоокеанского региона.