Раздел V Указания и руководящие принципы по категориям источников: Категории источников в Части II Приложения C (стр. 10 )

Тем не менее, там, где проводится вторичная выплавка алюминия на малых и ремесленных предприятиях, можно внедрять некоторые меры для сокращения объемов загрязняющих веществ, выбрасываемых в окружающую среду. Такие меры по сокращению выбросов СОЗ и иных загрязнителей ремесленными и малыми предприятиями включают предварительную сортировку лома, подбор более подходящего топлива (нефть или газ вместо угля), надлежащую вентиляцию, фильтрацию дымовых газов, надлежащее управление отходами и адекватный подбор дегазаторов. Такие меры могут претворяться в жизнь посредством просветительских и информационно-пропагандистских программ для сообществ ремесленников и городских властей.

Эффективная предварительная сортировка может привести к значительным сокращениям выбросов СОЗ. В некоторых экономиках экономически более оправданной может быть ручная, а не механическая сортировка, что зависит от соотношения между стоимостью рабочей силы и наличием денежных средств. При надлежащей подготовке и должном контроле такая ручная сортировка может быть вполне эффективной и потенциально может привести к снижению энергопотребления и улучшению качества продукции, а также уменьшению объемов шлака, подлежащего удалению. Сушка загружаемых материалов и предварительное подогревание огнеупоров, хотя и влекут за собой большее потребление топлива, снижают производство водорода в расплаве, улучшая таким образом качество продукта без использования химикатов.

Надлежащая вентиляция рабочего места снижает угрозу здоровью работников. Удаление дымов и отходящих газов через трубу и вытяжной колпак над плавильным тиглем посредством естественной тяги улучшит вентиляцию и обеспечит некоторое рассеяние газов, но не снизит объем выбросов, разве лишь за счет улучшения качества сгорания. Использование нефти и газа в качестве топлива снижает объем образуемых стойких органических загрязнителей.

На крупных предприятиях возможно отведение дымовых газов трубопроводами и оснащение надлежащим оборудованием по очистке газов. Эффективными средствами очистки газов могут быть фильтры, сухие и мокрые скрубберы для улавливания твердых частиц, но такое оборудование требует надежного электроснабжения для работы вентиляторов. Мокрые скрубберы требуют надлежащих систем сбора, обработки и безопасного удаления стоков. До монтажа всяких очистных устройств необходимо разработать и внедрить процедуры обращения с остатками от очистки и пути удаления этих остатков. При отсутствии оборудования для обработки сточных вод следует предпочесть сухие системы воздухоочистки. Однако, требования к хранению мелкодисперсного материала во многих случаях весьма жесткие и требуется обустройство хранилищ для хранения улавливаемого фильтрами материала до определения безопасного пути его удаления. Полезным в этих целях является региональное сотрудничество и совместное использование объектов такого назначения.

Есть мнение, что использование гексахлорэтана в качестве дегазатора в расплаве приводит к значительным выбросам СОЗ. Использование фторида калия или фторида алюминия в качестве дегазирующих агентов оказалось успешным на ряде крупных предприятий. На других крупных предприятиях столь же успешно использовался в качестве дегазатора хлор. Но на этих предприятиях внедрены надлежащие системы обращения с материалами и обеспечения безопасности, и большое внимание уделяется надлежащей подготовке персонала.

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

Образование химических веществ, перечисленных в Приложении С к Стокгольмской конвенции, вероятно объясняется неполным сгоранием и наличием загрязнителей в загружаемом материале, а также добавлением химикатов для удаления магния и технологическими условиями, способствующими образованию стойких органических загрязнителей.

2.1.  Общая информация о выбросах из печей для выплавки вторичного алюминия

Возможные выбросы в атмосферу включают в себя пыль, соединения металлов, хлориды, оксиды азота (NOx), диоксид серы (SO2) и органические соединения, например такие, как ПХДД/ПХДФ и монооксид углерода (СО). Возможно также выделение аммиака при нарушении правил хранения, обработки и транспортировки металлургических шлаков. Соединения хлора можно удалить, используя мокрые или сухие скрубберы, а их образование свести к минимуму строгим контролем и правильным применением смесей хлора и инертных газов. Для уменьшения выбросов NOx и SO2 можно применять горелки с низким выходом оксидов азота и низкосернистые топлива (European Commission, 2001, стр. 294–300).

«Дожигание применяется для разрушения органических веществ, улетучивающихся из зоны горения; вместе с тем можно практиковать впрыск очищающих веществ, например извести, бикарбоната натрия и углерода. В большинстве установок для удаления пыли используют (высокоэффективные) рукавные фильтры или керамические фильтры; при этом концентрация пыли в выбросах может находиться в пределах от 0,6 до 20 мг/нм3. Перед фильтрами для их защиты часто устанавливают искрогаситель или камеру охлаждения. Существует возможность регенерации энергии, и обычно для этой цели используют рекуперативные горелки» (European Commission, 2001).

Рисунок 2. Входные параметры и потенциальные выбросы производства по выплавке вторичного алюминия

Примечание: В дыме и пыли могут также находиться летучие органические соединения и диоксины (European Commission, 2001).

2.2.  Выбросы в атмосферу ПХДД/ПХДФ

ПХДД/ПХДФ образуются в процессе плавки алюминия в числе продуктов неполного сгорания или возникают путем de novo синтеза при наличии в загружаемом материале органических и хлорсодержащих веществ, например таких, как флюсы, гексахлорэтан, хлор, несгоревшее топливо, масла и пластмассы. Вторичное сырье часто состоит из загрязненного лома.

«В присутствии масел и других органических материалов на ломе или при наличии иных источников углерода (частично выгоревшие топлива и восстановители, например кокс) могут образовываться мелкие частицы углерода, способные реагировать с неорганическими хлоридами или органически связанным хлором в диапазоне температур 250-500° С с образованием ПХДД/ПХДФ. Этот процесс, получивший название «de novo синтез», катализируется в присутствии таких металлов, как медь или железо.

Несмотря на то, что ПХДД/ПХДФ разрушаются при высокой температуре (выше 850° С) в присутствии кислорода, процесс de novo синтеза по-прежнему возможен, так как газы при охлаждении проходят через так называемое «окно преобразования». Это окно может существовать в системах термического обезвреживания выбросов и относительно холодных частях печи, а именно в зоне загрузки. Чтобы свести к минимуму время пребывания реагирующих веществ в зоне температур, где возможны явления de novo синтеза, необходимо обеспечить надлежащую конструкцию систем охлаждения» (European Commission, 2001, стр. 133).

«Неполное сгорание топлива или органических компонентов загружаемого материала может стать причиной выброса органических веществ. Для оптимизации процесса горения применяют эффективные средства автоматического регулирования горелок и печи. Если с сырьем в печь попадают органические вещества, следует обеспечить максимальную интенсивность их горения. Сообщается, что предварительная очистка лома с удалением большей части органического материала повышает скорость плавления. Применение смесей хлорсодержащих соединений для дегазации и удаления магния, как и применение хлоридов (соляной флюс), создает источник хлора для возможного образования ПХДД/ПХДФ» (European Commission, 2001, стр. 297).

Согласно имеющимся данным по производству вторичного алюминия в Японии, выбросы варьировались в зависимости от типа используемой печи. Из включенных в исследование печей самые высокие уровни выбросов были характерны для отражательных печей с открытой шахтой. Эмиссии таких печей составляли в среднем 0,38 нг I-TEQ/нм3. По-видимому, это связано с тем фактом, что только в эти печи можно загружать крупноформатный лом, который часто бывает загрязнен органическими компонентами, способствующими образованию ПХДД/ПХДФ (Government of Japan 2005).

2.3.  Сбросы загрязняющих веществ в другие среды
(European Commission, 2001, стр. 294–300)

«Производство алюминия из вторичных сырьевых материалов является принципиально сухим процессом. В объем стоков рассматриваемого производства обычно входят только охлаждающая вода, часто направляемая на рециркуляцию, и дождевые стоки с промышленной площадки и крыш. Дождевые стоки могут быть загрязнены при открытом хранении таких сырьевых материалов, как замасленный лом, и твердые сырьевые компоненты.

При использовании хлоридов калия и натрия на поверхности расплавленного металла формируется защитный слой, препятствующий окислению, повышающий выход металла и термический кпд процесса, но при этом образуются соляные шлаки. Такие шлаки, обычно получаемые во вращающихся печах, могут оказывать неблагоприятное влияние на окружающую среду при захоронении в землю. Металлургические шлаки используют в качестве сырья в других цехах предприятий по производству вторичного алюминия и иногда подвергают предварительной обработке (размолу и воздушной классификации) для отделения алюминия от глинозема. Отработанные фильтры металлургического производства обычно идут в отходы. В некоторых случаях, при использовании бикарбоната натрия для очистки газа, твердые остатки можно регенерировать с помощью соляного флюса. Альтернативный метод обработки пыли, уловленной фильтрами, состоит в ее прокаливании для разрушения диоксинов. Материалы футеровки печей и пыль можно регенерировать, применяя процесс обработки соляным шлаком, либо удалять для захоронения».

3.  Рекомендуемые технологические процессы

Технологическая подготовка производства и структура технологического процесса могут варьироваться в зависимости от характеристик загружаемого материала и методов контроля качества. Наилучшими известными технологическими процессами производства вторичного алюминия признаны процессы, основанные на использовании вращающейся печи, поворотной вращающейся печи, индукционной печи и шахтной печи системы Мелтауэра (Meltower). Все технологии должны предусматривать применение надлежащих систем сбора и очистки отходящих газов.