Сжигание топлива в обрабатывающей промышленности (стр. 1 )

Сжигание топлива в обрабатывающей промышленности

SNAP-КОД: НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА: NOSE-КОД: NFR-КОД:

030106 СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА В БОЙЛЕРАХ, ГАЗОВЫХ ТУРБИНАХ И СТАЦИОНАРНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ Другое стационарное оборудование 1 A 2 a-f

Специальной методологии для данных источников не разрабатывалось, поскольку их доля в суммарных выбросах в национальном масштабе считается незначительной, т. е. менее 1% выбросов любого из загрязняющих веществ.

Если у вас есть другая информация, просим обращаться к нашим ведущим специалистам экспертной группы.

Ведущие специалисты группы экспертов по проблемам сжигания топлива и промышленности

Jozef Pacyna

NILU-Norwegian Institute of Air Research, PO Box 100, N-2007 Kjeller, Norway

Тел.: [phone]

Факс: [phone]

E-mail: jozef. *****@***no

Giovanni de Santi

JCR (Joint Research Centre), Via Enrico Fermi 1, 21027 ISPRA (VA), Italy

Тел.: [phone]

Факс: [phone]

E-mail: giovanni. *****@***it

Pieter van der Most

HIMH-MI-Netherlands, Inspectorate for the Environment, Dept for Monitoring and

Information Management, PO Box 30945, 2500 GX Den Haag, The Netherlands

Тел.: [phone]

Факс: [phone]

E-mail: pieter. *****@***nl

SNAP-КОД: НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА: NOSE-КОД: NFR-КОД:

030203 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА Кауперы доменных печей 104.12.01 1 A 2 a

1 ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В данной главе рассматриваются выбросы, источником которых является промышленное сжигание доменного газа в кауперах.

Другие виды выбросов доменных печей рассматриваются в следующих SNAP-кодах («Процессы в производстве чугуна и стали и на каменноугольных копях»):

·  загрузка доменных печей SNAP-код 040202, cм. главу В422

·  слив передельного чугуна SNAP-код 040203, см. главу В423

На рисунке 1 представлен план процесса, происходящего в доменной печи, включая каупер доменной печи.

Рисунок 1: Схема доменного процесса [ср. 9]

2 ВКЛАД В суммарнЫЕ ВЫБРОСЫ

В следующей таблице представлены данные о доле выбросов от доменных кауперов в суммарных выбросах в странах CORINAIR’90.

Таблица 1: Доля в суммарных выбросах по данным инвентаризации CORINAIR’90 (28 стран)

Категория источника	SNAP-код	Доля в суммарных выбросах [%]
SO2	NOx	НMЛOC	CH4	CO	СО2	N2O	NH3
Кауперы доменных печей	03 02 03	0,1	0,2	0	0	1,6	1,3	0,1	-

0 = выбросы зарегистрированы, но точная величина ниже допустимого предела округления (0,1%)

- = нет данных о выбросах

3 ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

3.1 Описание

Здесь доменная печь описывается как целое, чтобы показать роль кауперов доменной печи во всем процессе. Подробная информация относительно выбросов, которые не относятся к кауперам доменной печи, дается в главах В422 и В423.

Доменная печь работает на основе противоточного процесса. Железнорудный агломерат и отсортированная по размеру железная руда, а также уголь и известняк по мере необходимости подаются в печь сверху. Подогретый воздух подается через большое число отверстий, охлаждаемых водой, со дна печи (фурмы) и проходит через опускающуюся руду. Образуется оксид углерода, который вступает в реакцию с подогретой шихтой, при этом образуется расплавленное железо с высоким содержанием углерода, шлак и доменный газ [2,7]. Расплавленное железо и шлак периодически удаляются из печи через выпускные отверстия.

3.2 Определения

Доменная печь Печь с вытяжной трубой с огнеупорной обкладкой. Руда и предварительно нагретый воздух (поступающий из каупера) поступают противотоком (см. также раздел 3.3). В доменной печи железная руда восстанавливается до черного металла, в качестве восстановителя выступает СО, образующийся при реакции между коксом (с коксового завода) и кислородом в качестве источника энергии (более подробную информацию см. в главе В422 и В423).

Кауперы Технологические установки, в которых доменный газ используется в качестве топлива для непрямого подогрева воздуха

3.3 Технологии

Газ доменной печи (отходящий газ) выделяется из верхней части печи и собирается, поскольку используется как топливо для кауперов. Обычным топливом для кауперов является природный газ, газ коксовой печи и газ доменной печи. Может использоваться и жидкое топливо, для которого нужны горелки другого вида. В некоторых станах (например, в Швеции) в качестве топлива применяется смесь коксового и доменного газов [5].

Чтобы облегчить сжигание доменного газа необходимо удалять пыль. В большинстве случаев для этого используются одно - и двухступенчатые очистительные устройства. Первичная очистка осуществляется в мокрых скрубберах, где удаляется 90% частиц. Вторичная очистка осуществляется в высоконапорном мокром скруббере (обычно в скруббере Вентури) или в электрофильтре. Очищенный доменный газ содержит менее 0,05 г/м3 частиц [2,3].

3.4 Выбросы

Газ доменной печи содержит около 21-28% СО, инертные компоненты (50% N2, 23% CO2), некоторые соединения серы и большое количество пыли (из железной руды, акломерата и кокса) [см. 7, 8]. СО2 получается за счет полного окисления углерода в доменной печи. В некоторых кауперах доменной печи используется смесь из газа доменной печи и альтернативного топлива. Наиболее часто для этой цели используется коксовый газ, а также природный газ.

Основными загрязняющими веществами являются оксид углерода (СО) и диоксид углерода (СО2). Выбросы оксидов серы (SOx), оксидов азота (NOx), летучих органических соединений (неметановых ЛОС и СН4) и закиси азота (N2O) не столь велики. Выбросы пыли, которая может содержать тяжелые металлы, также незначительны [3]. Выбросы аммиака (NH3) не учитываются. Выбросы оксида углерода (СО) возникают вследствие неполного сгорания компонентов доменного газа.

3.5 Меры по снижению выбросов

Вследствие того, что объемы выбросов SO2 и NOx несущественны, специальных мер для снижения этих выбросов не предусматривается.

4/5 УПРОЩЕННАЯ И ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКИ

Обе методики относятся к расчетам выбросов на основе коэффициентов выбросов и данных по процессу, которые обсуждаются вместе. «Упрощенная методика» рассматривается как общий подход, где используются данные о производстве продукции. «Детализированная методика» рассматривается как рекомендованный подход, где используются данные потребления топлива в кауперах доменной печи. Обе эти методики охватывают все соответствующие загрязняющие вещества.

Годовые выбросы определяются по формуле (1), с использованием показателей производительности и коэффициента выброса:

Ei = EFi × A (1)

Ei годовые выбросы загрязняющего вещества i;

EFi коэффициент выброса загрязняющего вещества i;

A производительность.

Производительность А и коэффициент выброса EFi должны определяться на одном уровне агрегации с использованием доступных данных. Для метода CORINAIR’90 необходимы данные по работе кауперов доменной печи, связанные с потреблением топлива в [ГДж/г].

4.1 Упрощенная методика

Упрощенная методика учитывает производительность, полученную из сравнимых установок или из литературных данных. В настоящем документе предполагается, что нет необходимых данных по работе установки (по CORINAIR’90) (см. формулу (1)). На практике статистические данные (см. также раздел 6) содержат только величины производства чугунных чушек в (т/год). Чтобы аппроксимировать данные о производительности, относящиеся к подаче энергии на кауперы доменных печей в (ГДж/год), следует учитывать удельное потребление газа доменной печи и низшую теплоту сгорания, как представлено в формуле (2):

АCOR = F × Hu× AStat (2)

АCOR производительность в CORINAIR-совместимых единицах [ГДж]

F удельное потребление газа доменной печи (газ доменной печи/произведенные чугунные чушки [м3/т чугунных чушек])

Hu нижнее значение теплоты сгорания газа коксовой печи [ГДж/м3]

AStat данные о производительности полученные непосредственно из статистических данных (производство чугунных чушек [Мг])

Для определения величины подачи энергии следует принимать во внимание только потребление газа кауперами печи. Количество производства доменного газа определяется как ~ 1 300 до 2 000 м3/т нерафинированной стали. Около 25% этого газа используется для кауперов [4]. Необходимо также учитывать конкретные условия в стране, например, на одном из двух шведских сталелитейных заводов 46% доменного газа и 18% коксового газа сжигаются в каупере [5]. Доменный газ имеет низшую теплоту сгорания около 2 790 до 3 350 кДж/м3 [2].

4.2 Детализированная методика

При применении детализированной методики необходимо иметь как можно больше информации по конкретному предприятию. В этом случае совместные имеется прямой доступ к данным CORINAIR’90 по кауперам доменной печи (относящиеся к типу потребляемого топлива в [ГДж/год]) (формула (1)).

4.3 Коэффициенты выбросов

Коэффициенты выбросов SO2, NOx, НМЛОС и CH4, CO, CO2 и N2O, выраженные в массе загрязняющего вещества/масса продукта [г/т] и в массе загрязняющего вещества/подача энергии [г/ГДж] приведены в таблице 2 (см. раздел 8) и основаны на литературных данных.

6 СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

При определении количества производимого доменного газа можно использовать следующие статистические данные о производстве чугуна: