Процессы и аппараты очистки газов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

________________________________________________________________________________________________________________________

 

Институт Экотехнологий  и Инжиниринга

 

Кафедра  Теплофизики  и Экологии Металлургического Производства

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

 по курсу: «Процессы и аппараты очистки газов»

 

Очистка газов  в агломерационном производстве

 

 

 

                                                                    Выполнила: Попова Лилия

                                                     Группа:  ЭО-08-01    

                                                                          Проверил: доц. Тюшкова Н.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва   2011 г.

 

Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………………..…..3

1. Агломерационное производство……………………………………………….4

2. Вредные выбросы агломерационного производства и загрязнение атмосфер…………………………………………………………………………….7

3. Очистка газов в агломерационном производстве………………

4. Грубая очистка……………………………………………………

5. Тонкая очистка…………………………………………………………………

Заключение……………………………...………………………………………….12

Список использованной литературы………………………………………...……1

 

Введение

 

Защита окружающей среды от вредных выбросов является одной из острейших проблем современности. Загрязнение атмосферы и мирового океана уже сейчас угрожает существованию растительной и животной жизни. Неизбежный рост промышленного производства и, следовательно, дальнейшее увеличение выбросов вредных веществ в атмосферу могут повлечь за собой самые серьезные последствия, которые в настоящее время трудно предвидеть.

Черная и цветная металлургия  относится к самым загрязняющим природную среду отраслям. На долю металлургии приходится около 40% общероссийских валовых выбросов вредных веществ, из них по газообразным веществам — около 34%. по твердым — около 26%.

В среднем на 1 млн т годовой  производительности заводов черной металлургии выделение пыли составляет 350 т/сут, сернистого ангидрида—200, оксида углерода—400, оксидов азота—42 т/сут.

Концентрация вредных веществ  в атмосфере и водной среде  круп- , ных металлургических центров  значительно превышает нормы.

 

Таблица 1. Распределение основных выбросов по видам производств.

	Пыль	SO2	CO	NOх
Агломерационное	31,1	61	77,8	26,0
Коксохимическое	2,0	1	7,8	9,1
Доменное	17,3	0,3	3,5	3,0
Сталеплавильное	19,7	0,02	5,4	6,5
Прокатное	1,2	0,2	—	10,5
Ремонтное	1,0	0,02	4,9	1,5
Огнеупорное и известковое	18,4	0,4	0,4	5,4
Энергетическое	7,4	36,7	—	36,6
Прочие	1,9	0,36	0,2	1,4

 

Крупнейшим источником загрязнения  окружающей среды в черной металлургии  является агломерационное производство. Аглофабрики выбрасывают в атмосферу  около 50% всего количества оксида углерода (СО) и сернистого ангидрида (SO2), более 20% оксидов азота (NOх) и пыли.

В своей работе я рассмотрю агломерационное  производство, его воздействие на окружающую среду, а так же очистку газов в данном производстве.

 

1. Агломерационное производство.

 

Агломерация - в металлургии, термический процесс окускования мелких материалов (руды, рудных концентратов, содержащих металлы отходов и др.), являющихся составными частями металлургической шихты, путем их спекания с целью придания формы и свойств (химического состава, структуры), необходимых для плавки.

 

Спекание происходит непосредственным слипанием отдельных нагретых частиц шихты при поверхностном их размягчении  либо в результате образования легкоплавких соединений, связывающих частицы  при остывании агломерируемого  продукта. Тепло, необходимое для спекания, получается от горения углеродистого топлива, прибавляемого к агломерируемому материалу, либо от окисления сульфидов, если агломерации подвергаются сернистые рудные концентраты.

На практике агломерация чаще всего  осуществляется на колосниковых решётках, с просасыванием воздуха сверху вниз сквозь лежащую на решётке шихту. При этом происходит последовательное горение топлива в лежащих один под другим её слоях. Шихта должна быть максимально однородной. Для равномерного окисления горючего в процессе спекания и получения прочного и пористого агломерата соответствующего химического состава требуется, чтобы шихта обладала необходимой газопроницаемостью, что зависит в первую очередь от размера зёрен и степени начального увлажнения.

Основные исходные материалы агломерации: мелкая сырая руда (8—10 мм) и её концентрат, а также топливо (коксовая и антрацитовая мелочь до 3 мм), флюс (известняк и доломит до 3 мм), в отдельных случаях — мелкие отходы (колошниковая пыль, окалина и др.).

Конечный продукт — агломерат (Агломерат в металлургии, спекшаяся в куски мелкая (часто пылевидная) руда размерами 5—100 мм с незначительным содержанием мелочи). Более 95 % агломерата используется в чёрной металлургии; в цветной металлургии агломерат применяется в алюминиевом, никелевом и свинцовом производствах. Промышленное производство агломерата освоено в начале 20 в. (США).

Агломерация включает: подготовку шихты (дозировка отдельных компонентов, смешивание, увлажнение и окомкование), спекание подготовленной шихты на агломерационных машинах, обработку горячего спека (дробление, рассев с удалением кусков до 5-10 мм, охлаждение до 100 °С, сортировка). Процесс спекания тесно связан с работой узлов и агрегатов, обеспечивающих подготовку сырых материалов для А. Поэтому первостепенное значение имеет стабилизация основных входных параметров процесса (усреднение и дозировка материалов, химический состав, влажность и т.д.), которые открывают пути к комплексной автоматизации агломерационного процесса.

 Рис. 1. Технологическая схема агломерационной фабрики:

1 — конвейер для  подачи шихтовых материалов со  склада или из приёмных бункеров; 2 — бункера шихтового отделения; 3 — конвейер; 4 — весы; 5 — смесительный барабан; 6 — бункера шихты спекательного отделения; 7 — бункера топлива; 8 — смеситель-окомкователь; 9 — бункер постели; 10 — распределитель-укладчик шихты; 11 — агломерационная машина; 12 — эксгаустер; 13 — горн; 14 — камера горячего воздуха; 15 — дробилка; 16 — грохот; 17 — охладитель; 18 — приёмные бункера возврата; 19 — дымососы; 20 — мультициклоны; 21 — дымовая труба; Г — газ; ГВ — горячий воздух; П — материал для защиты колосников от действия высокой температуры (постель); В — возврат.

 

На современных агломерационных фабриках приём сырья, дозировка и подготовка шихты, укладка её на агломерационные машины, а также обработка готового агломерата полностью механизированы и в значительной степени автоматизированы.        

 Руда, концентрат, колошниковая  пыль, а также другие добавки, не требующие дробления, подаются в шихтовое отделение из приёмных бункеров или со склада конвейерами. Коксовая мелочь и известняки поступают в отделение измельчения, а затем в шихтовое отделение. Сюда же направляется возврат (мелочь, отсеянная от готового агломерата). Шихтовое отделение оборудовано бункерами, ёмкость которых обеспечивает работу агломерационных машин а течение 8-10 час. Из шихтовых бункеров заданные количества каждого из компонентов шихты дозировочными питателями выдаются на сборный конвейер, который передаёт шихту в барабаны первичного смешивания и затем в бункера шихты агломерационных машин, расположенные в спекательном отделении. Перед загрузкой на агломерационную машину шихта подвергается вторичному смешиванию, увлажнению и частичному окатыванию в окомковательных барабанах.        

 При разгрузке с машины  агломерат дробится и сортируется  с удалением из него мелочи (возврата), вновь используемой в  шихте. Затем агломерат охлаждается  и сортируется. Отходящие газы через газовый тракт и газоочистительное устройство отсасываются эксгаутером и через дымовую трубу удаляются в атмосферу.

 

 

Корпус агломерации  и отделение охлаждения и сортировки для ленточной агломерационной  машины с площадью спекания 252 м²:   1 — окомкователь шихты; 2 — питатели шихты; 3 — зажигательный горн; 4 — арломерационная машина АКМ-252/312; 5 — дробилка; 6 — грохот; 7 — барабан для охлаждения возврата; 8 — охладитель агломерата прямолинейный; 9 — батарейный циклон; 10 — скруббер; 11— эксгаустер.

 

Агломерационные машины являются наиболее производительным  оборудованием  для окусования (спекания) рудной шахты  в цветной и чёрной металлургии.

Ленточная агломерационная  машина представляет собой замкнутую  цепь движущихся спекательных тележек-паллет, перемещающихся по рельсам верхней горизонтальной рабочей ветви машины под действием звездочек 12 привода, а по рельсам нижней наклонной (2—3°) холостой ветви агломашины в перевернутом положении под действием горизонтальной составляющей собственного веса.

Рисунок 1. Схема, иллюстрирующая ход процесса спекания на агломерационной  машине ленточного типа

1 — спекательные тележки-паллеты; 2 — укладчик постели; 3 — челноковый  питатель ленты шихтой; 4 — газовый зажигательный горн; 5 — постель; 6 - зона сырой шихты; 7 — зона сушки и подогрева шихты; 8 — зона горения твердого топлива; 9 — зона готового агломерата; 10 — разгрузочный конец машины; 11 — вакуум-камеры; 12 — ведущая звездочка привода ленты; 13 — сборный газопровод

 

Тележка проходит под питателем, которым  на неё укладывается шихта слоем 250—400 мм, а затем под зажигательным горном, где твёрдое топливо, содержащееся в поверхностной зоне спекаемого слоя, зажигается.

 Эксгаустером через слой сверху вниз просасывается воздух (80—100 м³/мин на 1 м² площади спекания), и зона горения (толщиной 15—20 мм) перемещается вниз по слою со скоростью 20—40 мм/мин.

В зоне горения твёрдого топлива  при t 1200—1500 °С значительная часть шихты плавится. По мере перемещения зоны горения вниз полурасплавленная масса вышележащей части слоя застывает, образуя спекшийся пирог агломерата (спек).

Газы, отходящие из зоны горения, подсушивают  и нагревают нижележащие слои шихты, из которой удаляются гигроскопическая и гидратная вода, углекислый газ и прочие летучие, а также сера, мышьяк и другие вредные примеси.

 

2. Вредные выбросы  агломерационного производства  и загрязнение атмосферы.

 

Агломерационные фабрики загрязняют атмосферу главным образом пылью  и оксидом углерода, а при агломерации сернистых руд — сернистым ангидридом. Источником пылегазовых выделений является технологическое оборудование: агломерационные машины, охладители агломерата и возврата, обжиговые печи, а также многочисленные аспирационные системы от дробилок измельчения, грохотов, транспортеров, бункеров и т.п. кроме того, пылегазовыделения поступают в окружающую среду из внешних источников, к которым относятся погрузочно-разгрузочные устройства исходных материалов и др.

Пылеобразование в агломерационном производстве начинается с момента поступления сырых материалов на завод — при их выгрузке, перегрузках и транспортировке (до спекания шихты с образованием агломерата и возврата). Отсос газов на всем тракте движения материалов и очистка их осуществляются с помощью различных аспирационных систем. Общее количество вентиляционных выбросов значительно и на крупных аглофабриках может достигать 1—2 млн. м3/ч.

Основными источниками неорганизованных выбросов являются рудный двор, отделение  дробления топлива, руды и известняка, шихтовое отделение и спекательный корпус. В последние годы наметилась тенденция объединения ряда аспирационных и технологических выбросов и обеспыливания их в центральной газоочистке, включающей несколько крупных электрофильтров и дымососов, рассчитанных на пропуск газов в количестве 1—2 млн. м3/ч.К неорганизованным выбросам относятся пылегазовыделения при погрузке и разгрузке сырых материалов, а также выходы газов через фонари зданий. Пылеулавливающих устройств для этой группы выбросов обычно не предусматривается.