Выберите язык

Спасибо

Евразийский патент

1. САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ                                      ВТОРИЧНОГО АЛЮМИНИЕВОГО СЫРЬЯ.

Цель переработки – получение готовых литейных сплавов с заданным химическим составом.

Технология переработки вторичного алюминиевого сырья (бытового и промышленного лома) как правило, сводится к следующим операциям:

-   разделка и сортировка сырья;

-   предварительная подготовка к переплавке (дробление или пакетирование, сушка и подогрев);

-   плавка и доводка сплава;

-   заливка и охлаждение изложниц;

-   маркировка и упаковка литых заготовок.

С точки зрения минимизации воздействия вредных факторов технологических переделов на санитарно-гигиеническую и экологическую ситуацию производственного участка, важным фактором является правильный выбор средств локализации и нейтрализации пылегазовыделений от технологических аппаратов и мест производства работ.

Соблюдение приемлемых санитарно-гигиенических и экологических условий труда является важнейшим фактором производства.

Рассмотрим основные технологические переделы технологии переработки вторичного алюминиевого сырья. В качестве особенных факторов следует отметить широкий спектр качества металлического лома как производственного, так и бытового происхождения.

Разделка и сортировка сырья.

Данный вид технологического передела не оказывает существенного влияния на санитарно-гигиенические условия труда и экологию производства, если отсутствует пламенная газорезка или резка лома с помощью абразивных инструментов.

Если последние имеют место, то необходимо предусматривать изолированный участок разделки лома оснащенный специальным укрытием вентсистемой и установкой пылегазоочистки, так как будут иметь место выделения пыли и аэрозольных возгонов.

При сортировке сырья важно отделить сухие и чистые материалы от влажных, замасленных, окрашенных, покрытых полимерами и загрязненных транспортной пылью.

Предварительная подготовка к переплаву

Правильно и качественно подготовленный для переплава лом напрямую влияет на производительность работ, качество готовой продукции, производственную санитарию и воздействие на окружающую среду.

Основными переделами предварительной подготовки лома к переплаву являются:

-   очистка от пыли и грязи;

-   механическая или термическая очистка от полимерных покрытий;

-   сушка от влаги и замасливателя;

-   дробление и пакетирование.

Механическая очистка от пыли, грязи и полимерных покрытий может успешно осуществляться в галтовочных барабанах или оттирочных машинах. Технологические агрегаты должны быть оснащены вентсистемой и пылеосадительным аппаратом, т.к. выделяется значительное количество пыли.

В некоторых случаях не обойтись и без ручного труда (например, при переработке отходов или отслужившей свой срок кабельной продукции).

Термическая очистка лома от полимерных покрытий, также как и сушка от влаги и замасливателей, предусматривает нагрев материалов в барабанных или шахтных сушилах до температуры полной деструкции и испарения загрязнителей (350-400°С). При этом выделяется значительное количество пыли, сажи, и масляного тумана, что предопределяет применение эффективной вентиляции и пылегазоочистки вентвоздуха.

Процессы дробления и пакетирования не оказывают существенного влияния на санитарную и экологическую ситуацию производственного участка, т.к. не имеют пылегазовыделений.

Плавка и доводка сплава

Плавка и доводка сплава до кондиции являются основными технологическими переделами. Производственную санитарию и экологическую обстановку определяют конструктивные и технологические особенности плавильных агрегатов.

При переплавке алюминиевого лома используется прямой электрический или индукционный нагрев и газопламенный нагрев. К технологическим особенностям можно отнести использование рафинирующих и покрывных флюсов.

Пылегазовыделения от плавильных агрегатов зависят от качества (чистоты, размерности, однородности, предварительного нагрева) переплавляемых материалов, состава и количества используемых флюсов.

Характерными пылегазовыделениями при переплавке алюминиевого лома являются пыль (Al2O3, SiO2), сажа (пироуглерод), пары хлора (Cl2), фтора (F2), сернистого ангидрида (SO2).

Очевидно, что плавильные агрегаты для обеспечения санитарной и экологической безопасности должны оснащаться эффективными средствами локализации пылегазовыделений, вентиляции и пылегазоочистки.

Заливка и охлаждение

При заливке и охлаждении изложниц пылегазовыделения практически отсутствуют, однако имеет место избыточное радиационное и конвективное тепло. С точки зрения производственной санитарии достаточно применения общеобменной вентиляции.

 Маркировка и упаковка литых заготовок

Данный технологический передел практически не влияет на состояние санитарно-гигиенической ситуации производственного участка.


          2. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВОК ПЫЛЕГАЗООЧИСТКИ НА                                 МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРЕДПРИЯТИИ «АДМ»


       Постановка и реализация задачи пылегазоочистки
       По состоянию производственной технологии была принята принципиальная схема абсорбционно-биохимической установки (АБХУ). Суть ее заключается в абсорбционной очистке вентвоздуха о пыли, сажи, маслянистых и органических возгонов в аппаратах интенсивного массообмена с последующей биохимической регенерацией абсорбента от уловленных органических загрязнителей с помощью специальных микроорганизмов.

Так как в вентвоздухе присутствуют пыль и сажа, были предусмотрены элементы для осветления абсорбционного раствора (шламоосаждение и шламоудаление). Разработанные системы аспирации и средства локализации пылегазовыделений показали удовлетворительную эффективность при оптимальных режимах эксплуатации и позволили значительно улучшить санитарно-гигиенические показатели рабочей зоны по запыленности и загазованности.
         Показатели эффективности очистки в АБХУ позволили достичь нормативов предельно-допустимых выбросов вредных веществ и получить разрешение государственных органов на эксплуатацию производственного участка сроком на 5 лет (максимально-возможный до переаттестации).
         Вместе с тем в процессе эксплуатации системы локализации, вентиляции и установок пылегазоочистки (АБХУ) выявилось несколько специфических (можно сказать негативных) факторов.
         1) Вентиляционные укрытия (колпаки и зонты) не обеспечивали полную локализацию пылегазовых выделений залпового характера при загрузке очередной порции (как правило, увеличенной) переплавляемого лома.
         2) Сложная, разветвленная система вытяжной вентиляции с общим коллектором не обеспечивала одинаково эффективное удаление выделяющихся при плавке пыли и газов от различных рабочих мест. Связано это с тем, что при шиберном регулировании вентиляционного потока от вентукрытия преимущество получали операторы рабочих мест, расположенных ближе к побудителю тяги (вентилятору).
        3) Не удалось добиться эффективного осветления абсорбционного раствора и шламоудаления с помощью запроектированных в АБХУ устройств. Связано это с тем, что значительная часть пыли и сажи оказалась мелкодисперсной с размером частиц 1-5 мкм. Кроме того, концентрация пыли и сажи в вентвоздухе оказалась значительно выше прогнозируемой (3-4 г/м3 против 0,3-0,5 г/м3).
          4) Аппараты установки пылегазоочистки были изготовлены из конструкционной углеродистой стали. После непродолжительного срока эксплуатации выявились коррозионные разрушения некоторых деталей (трубопроводов, форсунок, проточной части насоса, опорно-распределительных массообменных решеток).
         Тщательный анализ показал наличие в вентвоздухе и абсорбционном растворе таких соединений как соляная (HCl), плавиковая (HF) и серная (H2SO4) кислоты. Причина наличия этих соединений – это использование значительного количества покрывных и рафинирующих флюсов на основе вышеуказанных элементов (согласно ТУ поставщика флюсов выделения вышеуказанных соединений должны отсутствовать, однако практика показала обратное). Для снижения агрессивности абсорбционного раствора была применена каустическая сода (NaOH).
       Здесь следует отметить, что предварительная подготовка переплавляемых материалов, таких как сушка, удаление полимерных и окрасочных покрытий, очистка от других загрязнений, практически отсутствовала, что и предопределяло повышенный расход флюсов, и, тем самым, обильные пылегазовыделения. Вместе с тем не подтвердились данные о загрязнении вентвоздуха парами органических соединений и, прежде всего, углеводородами.
        Анализы ХПК абсорбционного раствора показали, что биохимическую регенерацию проводить нецелесообразно, т.к. прироста органики в растворе не наблюдалось. Очевидно, что замкнутое пространство, высокая температура и низкая концентрация кислорода в плавильных агрегатах превращает органические примеси в пироуглерод (т.е. сажу).
         В целом, как уже отмечалось выше, использование средств локализации (вентукрытия), интенсивной вентиляции и абсорбционной пылегазоочистки позволило значительно улучшить санитарно-гигиеническую и экологическую ситуацию производственного участка.

       3. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ САНИТАРИИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ                                                                     СИТУАЦИИ

       Учитывая опыт собственного производства, достижения современных технологий в области переработки вторичного алюминиевого литья были приняты и реализованы некоторые технические решения по технологии и организации процессов переработки материалов и пылегазоочистки вентиляционных выбросов.
        Прежде всего, было уделено большое внимание предварительной подготовке материалов, подлежащих переработке, в том числе разделка и сортировка, дробление или наоборот пакетирование, сушка и предварительный нагрев, модернизированы узлы загрузки шихты, усовершенствованы и оптимизированы плавильные агрегаты.

Это позволило значительно улучшить качество продукции, повысить производительность основного оборудования, снизить количество потребляемых флюсов, уменьшить расход энергии на единицу продукции и, как следствие, снизить количество выделяемых вредных веществ и побочных продуктов.
       Учитывая опыт эксплуатации вентсистем и установок пылегазоочистки, были приняты следующие решения:
       1. Разинтегрировать вентсистемы, т.е. применить отдельную схему аспирации от каждого источника пылегазовыделения, что позволит эффективно и оптимально использовать энергонасыщенные вентиляторы, упростить эксплуатацию и обслуживание вентсистем.
       2. В принципиальную технологическую схему пылегазоочистки внесены некоторые изменения:
         - предусмотрено предварительное обеспыливание вентпотока с помощью рукавных фильтров оригинальной конструкции;
          - в газоочистной аппарат (абсорбер) введена дополнительная ступень массообмена, что повысило его расчетную эффективность;
          - для эффективного осветления абсорбционного раствора предполагается применение коагулянта и последующей фильтрации (предварительные испытания показали высокую эффективность метода);
           - для нейтрализации кислых ионов (Cl-, F-, SO22-) используется раствор щелочи NaOH с поддержанием рН раствора в пределах 8-9, это также позволит повысить эффективность абсорбционной очистки вентвоздуха;
          - для снижения солесодержания абсорбционного раствора использовано частичное испарение абсорбционного раствора с помощью тепла вентиляционного воздуха, а выкристаллизованная таким образом соль используется после сушки и прокалки в качестве покрывного флюса, так как имеет химический состав схожий с используемым флюсом.
         3. Для повышения стойкости конструкции пылегазоочистной установки и увеличения срока ее службы при ее изготовлении применены современные полимерные материалы.
            Все строительно-монтажные работы по усовершенствованию и оптимизации производственного участка металлургического предприятия «АДМ» выполнены собственными силами и практически без остановки производства. Это стало возможным за счет четкой и тщательной проработки технических вопросов на стадии проектирования и принятия решений.

THE ABSORPTION-BIOCHEMICAL UNIT  FOR CLEANING VENTILATING AIR FROM HARMFUL ORGANIC SUBSTANCES

Dear sirs!

We hope to collaborate with your company and we will be glad to offer our investigations in the fields of gas cleaning. We attach the brief information concerning absorption-biochemical purification of ventilation air.

Purpose and applicability

The absorption-biochemical unit is intended for wet-cleaning ventilating air from harmful organic substances in foundry, painting, carpentry, furniture and chemical production.

The efficiency of the method in cleaning air from:

Thrietylamine, phenol, formaldehyde, furane spirit, furfuryl is 96-99,9 %.

Isocyanic substances, methanol, cyanides, acetone, white spirit, xylene, toluene, butyl-acetate, ethyl-acetate, acrolein is 70-96 %.

Tarry substances and suspended solids is 99,9 %.

Operational principles

1 – Absorber; 2 – Bioreactor; 3 – Fan; 4 – Pump; A – Absorbent; B – Ventilation air.

   The absorption-biochemical unit operates according to the following scheme. Air polluted with the harmful substances is transported for cleaning to the absorber 1 by the fan 4. The absorber includes several mass transfer grates with a layer of the movable spherical packing. The pump 4 continuously feeds the absorbent on the packing. The solution polluted with the harmful substances is carried to the bioreactor 2, where especially cultivated microorganism oxidizes them. The cleaned solution is transported back to the absorber where it is used again for mass transfer.

Control and maintenance

Permanent technical staff is not required to maintain the absorption-biochemical unit. A chemical laboratory according to the tested methods performs the efficiency control of the regeneration of absorbing solution in the bioreactor monthly.

Advantages

Economical benefits: low operational costs; Technological benefits: simplicity, reliability and stability when operated; The guarantee of environmental benefits due to use of the entrapped harmful organic substances in natural metabolic processes. There are no releases of the harmful substances to the environment. Reliability The absorption-biochemical units at Minsk tractor and Minsk automobile plants have been in operation since 1989. The numbers of putting into practice units in Russia, Ukraine and Belarus are 49.

Абсорбционная очистка вентиляционного воздуха прпоизводится в скруббере.

Скруббер англ. (англ. «scrubber», от англ. scrub — «скрести», «чистить») — устройство, используемое для очистки газов от пыли, от смолистых веществ, от газообразных составляющих, а также для охлаждения газов в различных химико-технологических процессах.

Очистка газов от различных примесей с помощью скрубберов относится к мокрым способам очистки.

Этот способ основан на промывке газа жидкостью (технической водой) при максимально развитой поверхности контакта жидкости с частицами аэрозоля и возможно более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью.

Данный метод позволяет удалить из газа частицы пыли, дыма, тумана и аэрозолей (обычно нежелательные или вредные) практически любых размеров.

Принцип работы скруббера основан на поглощении подаваемой среды жидкостью и очищением ее от частиц взвесей в технологическом блоке на массообменных решетках с подвижной шаровой насадкой. За счет давления восходящего потока вентвоздуха и сопротивления абсорбционного раствора шаровая насадка приводится в движение, создавая «кипящий слой». Высокотурболизированные встречные потоки вентвоздуха и абсорбционного раствора обеспечивают интенсивный массообмен между газовой и жидкой фазами, в результате чего загрязняющие вентвоздух вещества переходят в абсорбционный раствор, обеспечивая высокую эффективность очистки вентвоздуха.

Очищенная газовая среда транспортируется в атмосферу, а жидкая среда со шламом попадает в приемно-разделительную емкость скруббера через сливной патрубок. Из бачка с резервным содержанием рабочей жидкости пополняется запас, и процесс может быть осуществлен повторно.

Теоретические основы данного метода и конструкции скрубберов достаточно полно описаны в литературе.

Основным требованием, предъявляемым к скрубберу, является максимально развитая поверхность контакта фаз.

Это необходимо для более полного извлечения заданного компонента из газовой фазы.

Наиболее полно таким условиям отвечают скруббера с подвижной насадкой. Эти скруббера могут работать при больших нагрузках по температуре и объему газа, а также концентрациям извлекаемых компонентов, характеризуются высокой эффективностью, а также обладают важным свойством - подвижность насадки исключает образование отложений взвешенных частиц и забивание осадками эффективного сечения аппарата.

Высокая скорость газа (3-8 м/с) позволяет изготавливать аппараты достаточно компактными.

Имеются два основных принципиально отличающихся способа работы скрубберов с подвижной насадкой:

1 - насадка прижимается к верхней решетке подъемной силой газового потока, расширяется под воздействием жидкостного орошения, образуя при этом плавающий слой под верхней ограничительной решеткой. Такой аппарат называется скруббером с плавающей насадкой.

2 - насадка расширяется под действием газа, образуя псевдоожиженный слой, в котором происходит взаимодействие между жидкостью и газом, при этом жидкость стремиться прижать насадку к нижней ограничительной решетке. Такой аппарат называется турбулентно-контактным или скруббером с псевдоожиженной насадкой.

Современные скруббера с подвижной насадкой имеют различную форму и конструкционные особенности в зависимости от своего назначения, как то массобмена, теплообмена или тепло-массообмена. При этом тепло-массообменные процессы могут проходить в аппарате избирательно на разных массообменных элементах для различных веществ, и даже при использовании отличающихся по своим характеристикам абсорбентам.

Такие свойства и возможности скрубберов с подвижной насадкой и предопределили их широкое распространение и применение в различных областях промышленности.

Скруббера с подвижной насадкой широко применяются для улавливания и утилизации ценных компонентов при их товарном производстве в химической и нефте-химической отрасли, а так же для очистки вентиляционных выбросов в машиностроительной, металлургической, легкой и других отраслях промышленности.