Использование железосодержащих отходов металлургического производства для минимизации сернистых газовыделений при переработке доменных шлаков

• Автор: Лизогуб, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 127 с. : ил

Введение
СОДЕРЖАНИЕ

Г лава 1. Доменные шлаки и экология. Состояние вопроса и

постановка задачи исследования

1.1. Переработка и использования доменного шлака

1.2. Экологическая оценка переработки и хранения доменного шлака

1.3. Условия образования токсичных сернистых соединений

при переработке доменных шлаков

1.4. Опыт работы шлакоперерабатывающих цехов по устранению выделений серосоединений в атмосферу

1.5. Статистическая обработка результатов экологического мониторинга

Выводы к главе
Глава 2. Теоретический анализ поведения химических реакций в процессе
образования, отработки и переработки доменных шлаков
2.1. Основы методологического подхода к решению проблемы
2.2. Термодинамические расчёты
Выводы к главе
Глава 3. Выбор и обоснование корректирующих добавок. Полупромышленные эксперименты
3.1. Рекомендации по выбору добавок
3.2. Методика проведения эксперимента
3.3. Анализ полученных результатов
Выводы к главе
Глава 4. Промышленные эксперименты по снижению выбросов.
сернистых соединений при переработке доменных шлаков
4.1. План эксперимента и программа экологического контроля
4.2. Описание промышленного эксперимента
4.3. Обработка и анализ результатов эксперимента
4.4.Обобщение результатов и рекомендаций по статистической
обработке данных экологического мониторинга
4.5. Технико-экономическая эффективность работы
и предлагаемые варианты реализации
Выводы к главе
Заключение
Библиографический список
ВВЕДЕНИЕ
Проблема рационального и экономного использования вторичных материальных ресурсов в черной металлургии в настоящее время становится одной из центральных. Характерным примером целенаправленной деятельности по ресурсосбережению на предприятиях черной металлургии является переработка доменных шлаков. История доменного производства насчитывает сотни лет и несмотря на возникновение альтернативных (бездоменных) методов, судя по всему, данное производство останется конкурентноспособным, а значит, переработка побочного продукта - шлака будет рассматриваться с двух позиций:
- полной его утилизации с получением качественной продукции;
- реализации экологически чистых технологий его переработки.
Анализ доменного производства России показывает, что парк доменных
печей для страны достаточен, однако большая часть доменных печей морально и физически устарели и в ближайшем будущем основным направлением в технике и технологии доменного производства будет их реконструкция, модернизация оборудования, внедрение различных методов интенсификации плавки и АСУТП. С учетом сказанного, рассчитывать на строительство современных, экологически чистых установок по переработке доменного шлака (придоменная грануляция) не приходится и, следовательно, утилизация доменного шлака на открытых площадках еще долгое время будет существовать как отдельное производство. Проблема подавления и улавливания газов, содержащих сероводород и сернистый ангидрид при переработке шлака на открытых площадках давно привлекает к себе внимание исследователей и производственников, но к сожалению, имеющееся оборудование и применяемые методы дороги и громоздки, либо сложны и нетехнологичны. Отмеченные обстоятельства ставят во главу угла тезис о том, что эффективнее предотвратить образование вредных веществ в технологических процессах, чем очи-

гирования дутьем больших масс шлакового расплава, содержащего чугун. Преимуществами такой технологии является получение готовой продукции с влажностью 4-5 %, предотвращение коррозии металлоконструкций и оборудования, снижение вредных сернистых соединений [15, 58-60].
Надо заметить, что в большинстве доменных цехов из-за ряда причин не представляется возможным разместить припечную грануляцию. В связи с этим 90 % всего выпускаемого доменного шлака вывозится шлаковозными ковшами и в ближайшее время это соотношение не изменится. При перевозке шлака в ковшах образуются ковшевые остатки в виде коржей и корок. Количество их достигает 25-40 % [56, 57, 61] и зависит от времени транспортировки, физико-химических свойств, степени наполнения ковшей, а также угла наклона чаш на шлакоперерабатываемых установках. Действующие технологии переработки ковшевых остатков также предусматривают охлаждение их водой. При этом выделяются сернистые газы и пыль, концентрация которых превышает санитарные нормы.
Сбор пыли, газов и паров от приемных траншей площадью 3000-4500 м2 представляется технически трудно осуществимым. Охлаждение шлака водой с эффективным улавливанием вредных выбросов может быть осуществлено только в ковшах, колодцах, барабанах и т.д. Использование систем промежуточных емкостей представляется наиболее эффективным. Авторами работы [37] предложена следующая схема первичной переработки шлака. Из прибывшей партии шлаковозов ковшевые остатки сбрасываются в ковши - промежуточные емкости. На ковши опускаются крышки с системой подвода воды и отвода пара и газов; охлаждение шлака водой осуществляется в промежуточных емкостях. Затем крышки поднимаются и ковшовые остатки кантуются в траншею, где окончательно охлаждаются на воздухе, подвергаются предварительному дроблению слитком и отбору крупного магнитного металла. Здесь же при необходимости может быть осуществлено вылеживание шлака для протекания процессов распада. Охлажденный шлак подается на дробление и сортировку. Другим вариантом предотвращения