Экологические проблемы основных производств (стр. 19 )

Двери коксовых печей усовершенствованной конструкции с пружинными затворами и гибкими уплотняющими рамками, а также с газоотводящими каналами, позволяющими снизить давление газа под уплотняющей рамкой, обеспечивают постоянную передачу нагрузок на уплотняющую рамку и требуемую газоплотность. Эффективность таких дверей не менее 95%.

Использование газоотводящих стояков с пневматическим уплотнение крышек и комбинированным уплотнением раструбов клапанных коробок, с применением гидрозатворов, позволяет обеспечить требуемую герметичность и устранить утечки сырого газа (эффективность 98%).

Самоуплотняющиеся крышки загрузочных люков с заливкой специальным раствором зазоров между крышкой и корпусом рамы люков позволяют достичь требуемой герметичности и газоплотности. Эффективность таких крышек также составляет 98%.

Свечи газосборников новой конструкции с автоматическим зажиганием и сжиганием аварийно сбрасываемых газов исключают сброс сырого коксового газа в атмосферу.

Регулирование процесса сжигания газа в отопительных каналах обогревательных простенков с рециркуляцией продуктов горения с нисходящего потока на восходящий поток позволяет уменьшить содержание оксидов азота в продуктах горения, выбрасываемых через дымовую трубу в атмосферу, до величин ниже мировых нормативов.

При мокром тушении кокса выбросы в атмосферу зависят от крупности кокса, его прочности и качества воды, подающейся на тушение. При мокром тушении выделяется около 600 кг пара на 1 т кокса, а общий объем загрязненных газов составляет более 1000 м³/т кокса. Для уменьшения выброса мелких классов кокса при мокром тушении используют специальные отбойники-сепараторы. Примерно 90% частиц размером менее 10 мкм удаляется из потока пара скрубберами при тонком распылении воды. Чтобы уменьшить выбросы на территории коксохимического предприятия, на новых установках мокрого тушения высоту тушильной башни увеличивают до 30 и даже до 42 м. На 50% уменьшается выброс капель в атмосферу при импульсной подаче воды на тушильную башню.

Особое значение имеет сокращение выбросов при сухом тушении кокса. Запыленность дымовых потоков в этом случае может достигать 50 г/м³, при температуре отходящих газов 350°С. Тщательной организации местных отсосов требуют многие узлы установки сухого тушения кокса: загрузки в тушильную камеру и извлечения кокса из камеры, сортировки кокса, где пыли выделяется в 3 – 10 раз больше, чем при сортировке кокса мокрого тушения. Очистка от пыли в этом случае усложняется из-за ее плохой смачиваемости, что делает целесообразным применение рукавных фильтров.

Выдача кокса сопровождается залповыми выбросами (в течение 30 – 50 с) пыли (2,5 – 5,7 г/м³), оксидов углерода, серы и азота, аммиака, нафталина, бензола и цианистого водорода ( в пределах 1 – 100 мг/м³). При выгрузке такого кокса пылеунос увеличивается с 0,34 до 1,1 кг/т кокса. Для предотвращения поступления пыли в атмосферу используются разные кожухи, подвижные вытяжные колпаки и т. д. Кожухи располагаются над камерными печами с тем, чтобы при выгрузке кокса вредные выделения вместе с потоками газа удалялись через них.

Очистка газов от пылей при выгрузке происходит с помощью рукавных фильтров, скрубберов Вентури и мокрых электрофильтров.

Помимо указанных процессов, на коксохимическом предприятии возможно выделение сажи из дымовых труб. Образование сажи происходит в отопительных системах коксовых батарей при их разгерметизации и наличии подсоса сырого коксового газа в отопительные системы.

В сульфатных отделениях цехов улавливания химических продуктов коксования при сушке, транспортировании, затаривании и отгрузке сульфата аммония выделяется мелкокристаллическая пыль сульфата. Хорошая смачиваемость и растворимость в воде этой пыли обеспечивают достаточно полное (до 99%) ее улавливание в обычных мокрых циклонах.

В химических цехах источниками организованных газовых выбросов оказываются многочисленные воздушники, а также вентиляционные системы. Неорганизованные парогазовые выбросы возникают из-за недостаточной герметизации, протечки через сальники арматуры и насосов, разливы (испарение). Кроме того, значительные газовые выбросы возникают при сушке сульфата аммония и окислительной переработке каменноугольного пека. Очень крупным источником выбросов неорганизованного характера оказываются градирни конечного охлаждения при открытом цикле.

Дожигание выхлопных газов ряда предприятий и установок, в особенности содержащих полициклические ароматические углеводороды, осуществляется на катализаторах, например, на оксидах ванадия и меди, нанесенных на оксид алюминия (полнота очистки 97 – 100%). В реакторах дожигания с кипящим слоем катализатора даже при невысоком содержании кислорода (около 4%) в исходной смеси окисляются все органические соединения, включая и смолу, адсорбированную на поверхности частиц пыли.

В последние 10 – 15 лет, в связи с возросшим вниманием к проблемам экологии и необходимостью перехода на экологически чистые технологии, наибольшее значение приобрели процессы очистки коксового газа от сероводорода и получения на его основе товарных продуктов. В мировом промышленном производстве освоено достаточно большое число процессов улавливания сероводорода, что обусловлено как неодинаковым составом коксуемых шихт (и, следовательно, составом коксового газа), так и различными требованиями к глубине очистки, обеспечивающие остаточное содержание сероводорода в газе < 0,5 мг/м3.

В России, с целью совершенствования процесса вакуум-карбонатной сероочистки коксового газа, разработана и внедрена в промышленную практику новая схема регенерации поглотительного раствора с раздельными циклами поглотительного раствора и циркулирующего через первичные газовые холодильники парового обессоленного конденсата. Последний служит теплоносителем для нагрева регенерируемого поглотительного раствора и хладагентом в верхних секциях первичных газовых холодильников при охлаждении прямого коксового газа от 80 – 82 до 65°С. Использование тепла прямого коксового газа для регенерации поглотительного раствора вакуум-карбонатной сероочистки по данной схеме позволяет значительно сократить расход пара на десорбцию сероводорода, а при увеличении расхода поглотительного раствора на орошение газа снизить остаточное содержание сероводорода в очищенном газе. Приведенные ниже данные позволяют сравнить содержание сероводорода до и после очистки.

Состав косового газа после конечного охлаждения, объёмн. %:

1. Аммиак 0,001;

2. Пиридиновые основания 0,001;

3. Бензольные углеводороды 9,4;

4. Сероводород 3,2;

5. Цианистый водород 0,057;

6. Углекислый газ 2,0;

7. Водород 53,0;

8. Метан 22,0;

9. Кислород 0,33;

10.  Азот 3,0;

11.  Смола 0,001;

12.  Нафталин 0,01;

13.  СО 7,0.

Состав коксового газа после очистки от сероводорода, объёмн. %:

1. Водород 61,6;

2. Метан 25,7;

3. Углекислый газ 2,4;

4. СО 6,6;

5. Кислород 0,58;

6. Азот 3,0;

7. Смола 0,001;

8. Нафталин 0,01;

9. Цианистый водород 0,055;

10.  Сероводород 0,004;

11.  Бензол 0,05.

После сероочистки содержание сероводорода уменьшается в 800 раз.

Размещение пыле - и газоочистных сооружений по этапам технологической переработки исходных углей в кокс определяется технологией производства кокса.

Из новых технологических процессов производства кокса наиболее эффективны непрерывные схемы производства (получение формованного кокса, коксование в кольцевых печах и другие), при этом сводится к минимуму число зон загрузки и выгрузки.

На рис.12.4 представлена схема обезвреживания и использования парогазовых выбросов. В табл.12.4 показана последовательность обработки отходящих газов коксохимического производства.

 

Таблица 12.4

Последовательность обработки газа

Операции	Назначение	Примечания
Охлаждение до 80 – 100°С в газосборнике или другом аппарате непосредственного действия. Охлаждение в специальных холодильниках до 30 – 40°С и конденсация воды и смолы.	Прекращение реакции термического превращения. Выделение пыли и тяжелых смол. Выделение из газа смолы и воды, уменьшение объема газа, что создает благоприятные условия для транспортирования газа	-
Повышение давления газа в нагнетателе.	Откачивание газа из печей и управление их гидравлическим режимом, транспортирование через цех улавливания и выдача его потребителю	Операция часто совмещается с очисткой газа от тумана смол в электрофильтрах
Улавливание сероводорода и цианистого водорода.	Предотвращение коррозии и нарушений технологии в последующих отделениях цеха и у потребителей. Сокращение выбросов токсичных веществ.	Часто совмещается с очисткой газа от нафталина. При обработке продуктов термической переработки малосернистых топлив используется ограниченно.
Извлечение сырого бензола из газа.	Выделение ценных продуктов и создание благоприятных условий для дальнейшего транспортирования газа.	На большинстве заводов сырой бензол извлекают до сероочистки.

Основные проблемы очистки сточных вод и пути их решения. Сточные воды коксохимического производства – одни из наиболее опасных (как источник загрязнения окружающей среды) среди промышленных сточных вод и к тому же с трудом поддаются очистке. На рис.12.5 представлена схема очистки сточных вод.

Обработка коксового газа приводит к образованию значительных объемов сточных вод, отличающихся очень высоким содержанием токсичных веществ. Трудно утилизируемыми отходами являются концентрированные стоки сероочистных установок. На стадии переработки химических продуктов также образуются сточные воды.