34) Выбросы пыли и газов в процессе выплавки чугуна

Доменное производство сопровождается выделением больших количеств пыли и газов в процессе загрузки шихты, выпуска шлака и чугуна из доменной печи. При загрузке шихты в доменную печь выделяется большое количество пыли (десятки кг/ч, размер частиц 0,2-100 мкм). Выпуск чугуна и шлака из печи сопровождается выделением оксида углерода, диоксида серы, различных углеводородов, цианистых соединений. Источниками газовыделения могут быть также трещины в кладке и кожухе доменной печи, неплотности соединений отдельных элементов конструкций.

Вместе с доменным газом из печи выносится пыль, внесенная вместе с шихтой, и пыль, образующаяся при трении столба шихты в самой доменной печи (механическая пыль). Пыль состоит из оксидов железа, кремния, алюминия, магния, кальция, марганца, может быть и сера. Основные составляющие доменного шлака (CaO, MgO, SiO2, Al2O3) обладают очень высокой температурой плавления.Часть оксидов цинка и цинк в пылеобразном состоянии удаляются вместе с газами в газопровод. В доменной печи создаются условия для перехода оксидов и силицидов калия и натрия в карбонаты, цианиды, иногда в сульфиды и хлориды. Карбонаты и цианиды образуются в зоне высоких температур, могут вступать в реакции со шлаком и чугуном и частично уноситься газами.

35) Выбросы пыли и газов в сталеплавильном производстве.

В сталеплавильном производстве образование токсичных выбросов связано в основном с выплавкой стали в конверторах, в мартеновских и электросталеплавильных печах. Сюда же следует отнести и вспомогательные отделения сталеплавильных цехов.

Кислородно-конверторный способ

В современных конверторных цехах содержание газов в воздушной среде незначительно, токсичные газы (СО, SO2) в основном выделяются при продувке конвертора, при выпуске чугуна и стали. В конверторных газах до 90 % СО, поэтому его направляют после очистки от пыли в котлы-утилизаторы, а оставшийся газ сжигают или используют как топливо или химическое сырье.

Среднее количество пыли, содержащейся в конверторных газах, составляет 25-30 кг/т. Около 80 % пыли имеет размер до 5 мкм, 5-15 % ‑ 1 мкм. Образующаяся в период продувки бурая пыль почти на 100 % состоит из оксидов железа. В небольшом количестве в ней содержатся следующие соединения: Na2O, CaO, MnO, ZnO, PbO, Cr2O3. Пыль также выделяется при перегрузке шихтовых материалов, кладке конверторов и ковшей, при ремонте.

Мартеновский способ

При выплавке стали выделяются значительные количества пыли и газа в производственное помещение. Высокая температура в рабочем пространстве мартеновской печи приводит к испарению металла и шлака и последующей конденсации с образованием пыли мелких фракций. В печи создается постоянное избыточное давление, поэтому часть газов, а следовательно, пыли выходит через различные неплотности. При заливке чугуна в печь, выпуске, раскислении и разливке стали также выделяется много пыли. Пыль в основном состоит из оксидов железа. В составе пыли, выносимой из печи, до 50 % оксида цинка. Кроме этого в пыли обычно содержатся SiO2, CaO, MgO, Al2O3, MnO, реже P2O5, CuO, Cr2O3, SnO2, SbO3, TiO2, CaF2. В пыли и газах могут присутствовать и соединения серы, содержащиеся в мазуте, применяемом для отопления печей. Выделение газов происходит при открывании окон печи, при выпуске и раскислении стали в ковше, а также в результате неплотностей огнеупорной кладки, нарушения целостности газовых коммуникаций. Газы содержат: 14-18 % СО2, 2-5 % О2, 0,5 % СО, 70 % N2. Наиболее опасный газ СО образуется в результате неполного сгорания топлива, химических реакций в процессе плавки, а также является составной частью коксового газа, идущего на отопление мартеновской печи.

Производство стали в электропечах

Высокая температура дуги в период плавлениия приводит к образованию мелкодисперсной пыли. Независимо от технологии плавки в пыли всегда присутствует оксид железа (3+).

В период плавки в результате окисления углерода образуется оксид углерода. Увеличение объема газов в рабочем пространстве и увеличение температуры приводит к выделению газообразных продуктов через неплотности в кладке и арматуре. Запыленность газов низкая, колеблется в пределах 0,04-5 г/м3, что объясняется большим избытком подсасываемого воздуха.