Указания и руководящие принципы по категориям источников: Категории источников в Части III Приложения C (стр. 2 )

При плавлении происходит отделение свинца от металлических и неметаллических загрязнителей, а также восстановление оксидов до элементарного свинца. Плавление производится в шахтных, отражательных и вращающихся печах. В составе исходного материала в шахтные печи загружается предварительно обработанный свинцовый лом, оборотный шлак, железный лом, кокс, утилизируемые дроссы, колошниковая пыль и известняк. Тепло, необходимое для плавления свинца, получается в результате реакции загруженного кокса с воздухом, вдуваемым в печь. Часть кокса сгорает, благодаря чему плавится загруженный исходный материал, а остальная часть расходуется на восстановление оксидов до элементарного свинца. При плавлении свинца известняк и железо всплывают на поверхность расплавленной ванны и образуют флюс, замедляющий окисление выплавляемого свинца. Расплавленный свинец почти непрерывно вытекает из печи в тигель.

Рафинирование и разливка расплавленного свинца из плавильных печей могут включать в себя смягчение, легирование и окисление, в зависимости от чистоты или желаемого состава сплава. Эти операции могут выполняться в отражательных печах, однако чаще всего для этого используются тигельные (kettle-type) печи. В печах для легирования происходит простое расплавление и смешивание слитков свинца и легирующих материалов. К наиболее широко используемым легирующим материалам относятся сурьма, олово, мышьяк, медь и никель. Окислительные печи, либо тигельные, либо отражательные, используются для окисления свинца и вовлечения оксидов свинца в поток воздуха, используемого для интенсификации горения, с целью последующего улавливания в высокоэффективных пылеуловителях.”

Рис. 1. Плавление вторичного свинца

Источник: EPA, 1986.

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

Образование химических веществ, перечисленных в Приложении C Стокгольмской конвенции, может быть результатом наличия несгоревшего топлива и органических соединений, реагирующих с хлорсодержащими соединениями в зонах, где температура колеблется в интервале 250°–450°C.

2.1 Общая информация о выбросах из плавильных печей для производства вторичного свинца

Выбросы в атмосферу из плавильных печей для производства вторичного свинца могут происходить из дымовых труб или в виде утечек, в зависимости от возраста печи или применяемой технологии. К основных загрязнителям относятся диоксид серы (SO2), другие соединения серы и пары кислот, оксиды азота (NOx), металлы (особенно свинец) и их соединения, пыль и ПХДД/ПХДФ. SO2 улавливают и перерабатывают в серную кислоту на сернокислотных заводах. Выбросы SO2 можно подавлять путем глубокого извлечения и герметизации печей. Выбросы NOx можно уменьшить использованием горелок с низким уровнем эмиссии NOx или кислородо-топливных горелок. Твердые частицы улавливают с помощью высокоэффективных средств удаления пыли, таких как тканевые фильтры, и возвращают в процесс (European Commission 2001, p. 359–368).

2.2 Выбросы в атмосферу ПХДД/ПХДФ

ПХДД/ПХДФ образуются в процессе плавления основных металлов в результате реакции продуктов неполного сгорания, несгоревших органических загрязнителей и хлорных соединений, обычно синтезом de novo в зоне охлаждения при температурах между 250° и 450° C.

Этот процесс описан в документе European Commission 2001, p. 133:

“ПХДД/ПХДФ или их исходные вещества могут присутствовать в некотором сырье. В таком случае есть вероятность протекания синтеза de-novo в печах или системах предотвращения загрязнения. ПХДД/ПХДФ легко абсорбируются и могут накапливаться в любых средах, таких как пыль, твердые частицы из газоочистителей и пыль из фильтров.

Присутствие масел и других органических материалов в ломе и других источниках углерода (в частности, продуктах сгорания топлив и восстановителях, таких как кокс), может привести к образованию мелких частиц углерода, вступающего в реакцию в неорганическими хлорсодержащими соединениями или органически связанным хлором в интервале температур 250 - 500°C с образованием ПХДД/ПХДФ. Этот процесс известен под названием синтеза de-novo. Он катализируется присутствующими металлами, такими как медь или железо.

Хотя ПХДД/ПХДФ разлагаются при высокой температуре (выше 850°C) в присутствии кислорода, синтез de-novo еще возможен при охлаждении газов в так называемом "окне преобразования". Это окно может существовать в системах предотвращения загрязнения и в относительно холодных зонах печи, например в зоне загрузки. При проектировании уделяется особое внимание системам охлаждения, чтобы свести к минимуму время нахождения в окне. Это один из методов, используемых для предотвращения синтеза de-novo.

2.3 Выбросы в другие среды

Использование мокрых скрубберов может привести к образованию жидкого фильтрата и твердого остатка, которые, скорее всего, содержат химические вещества, перечисленные в лавливаемые сухие частицы будут содержать химические вещества, перечисленные в се это должно быть переработано или ликвидировано надлежащим образом.

3. Рекомендуемые процессы

Качество исходного материала и желаемое качество продукции влияют на проект и технологическую схему процесса. В этих процессах должны быть предусмотрены эффективные средства контроля, системы отвода газа и предотвращения загрязнений. Наилучшим имеющимся методом считается использование шахтных печей (с эффективными средствами контроля), печей ISA Smelt/Ausmelt, вращающихся печей с подачей воздуха сверху, электропечей и вращающихся печей (European Commission 2001, p. 379).

Электропечь с погруженной дугой представляет собой герметизированный агрегат для плавления смеси материалов, содержащих медь и свинец. Этот процесс чище других, если система газоотвода правильно спроектирована и подобрана по размеру (European Commission 2001, p. 395).

“Успешно используется ввод тонкодисперсных материалов в шахтную печь через фурмы, благодаря чему снижается объем работ с пылящим материалом и расход электроэнергии, требуемой для возвращения тонкодисперсных частиц на агломерационную установку” (European Commission 2001, p. 404). Этот метод позволяет свести к минимуму выбросы пыли при загрузке и, таким образом, уменьшить выбросы ПХДД/ПХДФ благодаря адсорбции на поверхности твердой фазы.

Другой доступной информации об альтернативных процессах предотвращения загрязнений, связанных с плавильным производством вторичного свинца, нет.

4. Основные и дополнительные меры

Ниже обсуждаются основные и дополнительные меры уменьшения и предотвращения выбросов ПХДД/ПХДФ.

4.1 Основные меры

Основные меры считаются методом предотвращения загрязнений окружающей среды, используемым для уменьшения объема или предотвращения образования и выбросов стойких органических загрязнителей. Могут быть использованы следующие меры:

4.1.1.  Предварительная обработка и сортировка исходного материала

Лом следует отсортировать и предварительно обработать, удалив органические компоненты и пластмассу. Тем самым удается уменьшить объем образования ПХДД/ПХДФ из-за неполного сгорания или синтеза de novo. Нельзя допускать попадания в исходный материал неразобранных аккумуляторов или неполного разделения деталей. Методы хранения, перемещения и предварительной обработки будут определяться размером материала, распределением частиц, наличием загрязнителей и содержанием металла.

Для удаления пластмасс можно использовать измельчение и перемалывание, совместно с пневматическим и гравитационным разделением. Для удаления масел можно использовать нагрев. После удаления масел и покрытия нагревом должно следовать дожигание для разрушения остатков органических материалов в отходящем газе (European Commission 2001, p. 232).

4.1.2.  Эффективный контроль за процессом

Следует использовать системы контроля за процессом, чтобы обеспечить стабильность процесса и работать с параметрами, обеспечивающими минимальный объем образования ПХДД/ПХДФ. В качестве примера можно указать поддержание температуры в печи выше 850°C, благодаря чему разрушаются ПХДД/ПХДФ. В идеале, следует постоянно контролировать выбросы ПХДД/ПХДФ, чтобы обеспечить уменьшение выбросов. Уже известны технологии непрерывного отбора проб газа для определения содержания ПХДД/ПХДФ в некоторых секторах (например, сжигание отходов), и исследования в этой области продолжаются. При отсутствии постоянного контроля выбросов ПХДД/ПХДФ, нужно обеспечить постоянный контроль других параметров, таких как температура, время нахождения в окне преобразования, состав газа, работа средств управления отводом паров и положение заслонок, чтобы поддерживать оптимальные условия для уменьшения выбросов ПХДД/ПХДФ. Поскольку производственные установки могут значимо различаться, список контролируемых параметров должен определяться применительно к каждой конкретной установке.

“Требуется уделять особое внимание измерению температуры и контролю печей и тиглей, используемых для плавления металлов в данной группе, так чтобы предотвращалось или сводилось к минимуму образование паров” (European Commission 2001, p. 390).

4.2 Дополнительные меры

В дополнительным мерам относятся методы контроля загрязнений, позволяющие ограничивать и предотвращать выбросы.

Эти методы не предотвращают образование загрязняющих веществ.

4.2.1.  Отвод паров и газов

На всех этапах процесса плавления должен выполняться отвод паров и отходящих газов с целью предотвращения выбросов ПХДД/ПХДФ.

“Применяемая система отвода паров может предусматривать герметизацию печей. Она должна обеспечивать некоторое разрежение в печи, достаточное для предотвращения утечек и выбросов летучих веществ. Могут быть использованы герметизация печи или газоотводящие зонты. В качестве примера можно назвать размещение газоотводящего зонта в месте ввода исходного материала, ввод исходного материала через фурмы и использование герметичных поворотных клапанов в системах подачи исходного материала. Эффективная система отвода паров, способная улавливать пары от любого источника в любой период времени, будет потреблять меньше энергии. Наилучшие имеющиеся методы очистки газа и паров предусматривают охлаждение и регенерацию тепла, если это целесообразно, до поступления газа в тканевые фильтры. Исключение составляют случаи, когда они являются частью системы производства серной кислоты” (European Commission 2001, p. 397).