Techniki, które należy brać pod uwagę przy określaniu najlepszych dostępnych technik bat



Pobieranie 0,58 Mb.
Strona4/5
Data24.02.2019
Rozmiar0,58 Mb.
1   2   3   4   5
Rysunek 9.4: Schemat rozmieszczenia instalacji oczyszczania głównych gazów odlotowych z elektrycznego pieca łukowego o podwójnej osłonie – [Werner, 1997];

Ze względu na syntezę de novo polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów w rurowym wymienniku ciepła, urządzenie to zastąpione zostało przez wieżę gaśniczą dla szybkiego chłodzenia gazu odlotowego.


Dopalanie mające na celu dodatkowo minimalizację mikrozanieczyszczeń organicznych wymaga niezbędnego czasu retencji, turbulencji i temperatury (zasada trzech T – z ang. retention time, turbulence and temperature). Jeśli nie można zastosować komory spalania, odpowiednie dopalanie można również osiągnąć w rurociągu gazów odlotowych. (rysunek 9.18).


Rysunek 9.5: Dopalanie głównych gazów odlotowych wewnątrz układu rurociągu z elektrycznego pieca łukowego z wieżą gaśniczą szybkiego chłodzenia. [D-Rentz, 1997]
Ostatnie osiągnięcia to wydzielenie komór dopalania wraz z dodatkowymi palnikami w celu otrzymania niezbędnych “trzech T”.
Niezbędne jest szybkie chłodzenie dymów przed ich filtrowaniem w filtrze workowym w celu uniknięcia syntezy de novo polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów. W niektórych przypadkach uzyskuje się to przez rozpuszczenie w obiegu wtórnym, w innych przypadkach, tak jak przedstawiono to na rysunku 9.17, stosuje się wieżę gaśniczą.
Główne osiągane poziomy emisji: Przy właściwym dopalaniu z następującym dalej szybkim chłodzeniem (poprzez rozpuszczenie lub za pomocą wieży gaśniczej) można otrzymać emisję koncentracji polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów poniżej 0,5 ng równoważnika toksyczności /Nm3 (tabela 9.9).

Zakład

Elektryczny piec łukowy 1

Elektryczny piec łukowy 2

Elektryczny piec łukowy 3

Elektryczny piec łukowy 4

Cechy:













Waga spustu [t]

105

138

85/85

140

Zasilanie [MVA]

105

96

57/68

105

Wychwytywanie emisji

czwarty otwór, okap

czwarty otwór, okap

czwarty otwór,

okap


czwarty otwór,
obudowa pieca

Dopalanie (PC)

komora PC (powietrze)

PC w rurociągu

komora PC (powietrze)

PC w rurociągu

Chłodzenie spalin

wtłaczanie wody

obróbka wodna spalin

system chłodzenia natryskowego (gaszenie)

chłodzenie poprzez wymiennik ciepła chłodzony powietrzem

System oczyszczania gazu odlotowego

Filtr workowy

Wytrącanie elektrostatyczne

Filtr workowy (1 dla obu)

Dwa filtry workowe dla odpylania głównego i wtórnego

Koncentracja gazu: *

M 1 **

M 2

M 1

M 2

M 3

M 1

M 2

M 1

M 2

M 3

M 4

Pył w gazie surowym (p)

3398

14246

4200

12500

3600

-

-

-

-

-




Pył w gazie surowym (s)

148

273

p i s razem

-

-

-

-

-

-

Pył w gazie czystym (p)

0,76

1,05

15

15

18

1,45

1,1

<1

<1

<1

<1

Pył w gazie czystym (s)

średnio °

-

-

-

średnio °

<1

7

3

<1

Polichlorowane dibenzodioksyny/

dibenzofurany (p)



-

-

-

-

-

-

-

0,252

0,201

0,240

0,810

Polichlorowane dibenzodioksyny/

dibenzofurany (s)



-

-

-

-

-

-

-

0,027

0,010

0,023

0,057

Polichlorowane dibenzodioksyny/

dibenzofurany (mieszany, p i s)



0,016

0,021

0,01

0,02

0,01

0,13

0,1

0,087

0,061

0,081

0,259

*: stężenie w gazie surowym i czystym w mg/Nm3, polichlorowane dibenzodioksyny/

dibenzofurany stężenie w ng I-TEQ/Nm3

**: M #: Ilość pomiarów w zakładzie

(p): koncentracje po odpyleniu głównych gazów odlotowych

(s): koncentracje po odpyleniu wtórnych gazów odlotowych

°: średnia dwóch miejsc pomiarowych, -: nie istotne lub informacja niedostępna




Tabela 9.2: Dane eksploatacyjne dopalania w czterech niemieckich zakładach stosujących elektryczne piece łukowe – [D Rentz, 1997, Theobald, 1995]
Przy zastosowaniu oddzielnych komór dopalających z dodatkowymi palnikami stężenie emisji polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów  0,1 ng równoważnika toksyczności /Nm3 jest osiągalne, ale w praktyce występują problemy z utrzymaniem tego poziomu. Redukcja koncentracji polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów może być uważana za parametr wiodący. Stąd też można oczekiwać, że i inne mikrozanieczyszczenia organiczne zostaną również zniszczone.
Należy jednak zauważyć, że emisja polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów pochodzących z wtórnych gazów odlotowych (które nie są spalane, ale mieszane z głównym gazem odlotowym – patrz rysunek 9.18) może znacząco wpływać na wzrost koncentracji emitowanych polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów [Gerlafingen, 1998].
Możliwość zastosowania: W zasadzie dopalanie można zastosować zarówno w nowych, jak i istniejących zakładach, ale w istniejących zakładach w każdym konkretnym przypadku należy sprawdzić lokalne uwarunkowania i możliwości (dostępna przestrzeń, określony układ rurociągu gazów odlotowych itp.).
Skutki oddziaływania na środowisko: Dopalanie z dodatkowymi palnikami zużywa znaczne ilości energii (rzędu 30 kWh/t) lub nie pozwala na odzysk ciepła (patrz rysunek 9.17). Zastosowanie dopalania w połączeniu z efektywnym wstępnym podgrzewaniem złomu (patrz PI.2) może stanowić kompromisowe rozwiązanie w zakresie oszczędności energii i jej zużycia.
Przykładowe zakłady: ProfilARBED, L-Differdange; BSW, D-Kehl; Gerlafingen Stahl AG, CH-Gerlafingen

Cel wdrożenia: Głównym celem wdrożenia dopalania są surowe wartości graniczne emisji wymagane dla wartości granicznych emisji polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów na poziomie <0,5 ng równoważnika toksyczności /Nm3.
Dane eksploatacyjne i aspekty ekonomiczne: Instalacje dopalania w firmie ProfilARBED, L-Differdange i w BSW, D-Kehl działają bez istotnych problemów.

Koszty inwestycji dla wieży gaśniczej wynoszą około 1,2 mln. ecu1997. Nie są dostępne inne dane ekonomiczne.


Bibliografia: [Karcher, 1996; Werner, 1997, Knapp, 1996]
EP.3 Wtryskiwanie pyłu koksowego z węgla brunatnego przy obróbce gazów odlotowych
Opis: W celu obniżenia mikrozanieczyszczeń organicznych w całym gazie odlotowym (pochodzącym z emisji głównej i wtórnej), a w szczególności poziomu polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów, przed filtrami workowymi do rurociągu można dozować pył koksowy z węgla brunatnego. Niezbędna ilość pyłu koksowego z węgla brunatnego to 100 mg/Nm3 gazu odlotowego (patrz także EP.3 w punkcie 4.3). Pył koksowy z węgla brunatnego jest oddzielany w fazie gazowej w odpowiednich filtrach workowych. Należy zwracać uwagę na iskry i możliwość wyładowań jarzeniowych. Ocenia się, że ryzyko wybuchu jest niskie.

Główne osiągane poziomy emisji: W praktyce osiąga się szczątkowe koncentracje emisji polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów rzędu < 0,5 ng równoważnika toksyczności/Nm3; niektóre pomiary wykazują wartości < 0,1 ng równoważnika toksyczności/Nm3
Możliwość zastosowania: Możliwość zastosowania zarówno w nowych, jak i istniejących zakładach.
Skutki oddziaływania na środowisko: Ilość energii dla dozowania pyłu koksowego z węgla brunatnego nie jest znacząca. Pył z filtrów zawiera pył koksowy z węgla brunatnego i nieznacznie większe ilości polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów, ale nie ma to wpływu na recykling pyłu.
Należy zwrócić uwagę na zawartość węgla w mieszaninie pyłów osiadających w filtrach workowych, która wynosi średnio 3%, ale lokalnie może wynosić do 5%, co może prowadzić do zapłonu.
Przykładowe zakłady: ARES, L-Schifflange; Gerlafingen Stahl AG, CH-Gerlafingen (dozowanie pyłu koksowego z węgla brunatnego uruchomiono we wrześniu 1998 jako dodatek do instalacji dopalania)
Cel wdrożenia: Głównym celem wdrożenia dopalania są surowe limity wartości emisji wymagane dla wartości granicznych emisji polichlorowanych dibenzodioksyn/dibenzofuranów na poziomie <0,5 ng równoważnika toksyczności/Nm3.
Dane eksploatacyjne i aspekty ekonomiczne: Koszty inwestycji w przypadku oczyszczania wszystkich gazów odlotowych (gazy główne i wtórne) dla zakładu produkującego w elektrycznych piecach łukowych około 1 Mt stali/rok wynoszą około 300000 ecu1997.

Bibliografia: niedostępna
EP.4 Recykling żużlu z elektrycznych pieców łukowych
Opis: Elektryczne piece łukowe produkują około 100-150 kg żużlu na tonę produkowanej stali (patrz tabela 9.1). Żużel z elektrycznego pieca łukowego może być uważany za sztuczną skałę podobną do naturalnej skały, zawierającej tlenki żelaza (FeO), wapień (CaO), tlenek krzemu (SiO2), i inne tlenki (MgO, Al2O3, MnO) (patrz tabela 9.4). Żużle z elektrycznego pieca łukowego charakteryzują się wysoką wytrzymałością, dobrą odpornością na czynniki pogodowe, a także wysoką odpornością na polerowanie. Mają także cechy czyniące je przydatnymi w hydrotechnice [Heinen, 1997]. Ważnym kryterium wykorzystania żużli z elektrycznego pieca łukowego jest ogólnie stałość objętości, która zależy od obecności wolnego wapna.

Większość żużli pochodzących ze stali niskowęglowych ma względnie niski poziom wolnego wapna (patrz tabela 9.4) i znajduje wiele różnych zastosowań, jak np. budowa dróg, prace ziemne, hydrotechnika. Czynnikami decydującymi o ich użyciu jest brak szkodliwości dla środowiska i odpowiednia struktura. Jeżeli spełnione zostały wymagania prawne odnośnie zastosowania żużlu z elektrycznego pieca łukowego do celów budowlanych, przed użyciem musi on być poddany kruszeniu, przesiewaniu i sortowaniu. Te elementy żużlu, które zawierają żelazo są oddzielane za pomocą separatorów magnetycznych. Przetworzony żużel jest używany do różnych celów konstrukcyjnych, również w zależności od rozmiaru ziarna. Rysunek 9.19 przedstawia schemat procesu w niemieckim zakładzie przygotowania żużlu. W roku 1994, było używanych około 90% żużli z elektrycznych pieców łukowych, powstałych przy produkcji stali niestopowych i średniostopowych [Heinen, 1997]. Żużle powstające przy produkcji stali wysokostopowych są używane do tej pory jedynie w ograniczonym zakresie. Możliwe jest stosowanie ich do konstrukcji dróg, po wstępnej obróbce.





Rysunek 9.6: Schemat procesu zakładu przygotowania żużlu – [D Rentz, 1997]
Możliwości wykorzystania szerokiego zakresu żużli powstających w procesie obróbki pozapiecowej są ograniczone. Czynnikami decydującymi o użyciu żużli powstających w procesie obróbki pozapiecowej są rozmiar ziarna i stałość objętości. Żużle te czasami mogą być używane do prac budowlanych. Znaczna część powstających żużli musi być odstawiana na hałdy i rzadko występuje inna możliwość ich zabezpieczenia, redukcji lub utylizacji.

Główne osiągane poziomy emisji: Żużel z elektrycznych pieców łukowych produkujących stal węglową lub niskostopową może być przetwarzany, a następnie używany do budowy dróg.
Możliwość zastosowania: Technika ta może być stosowana zarówno w nowych, jak i istniejących zakładach.
Skutek oddziaływania na środowisko: Przetwarzanie żużli wymaga energii. Należy zwrócić uwagę na zasadowe dymy, jeśli żużel zawiera wolny CaO (9.2.2.1.3).
Przykładowe zakłady: BSW, D-Kehl (przetwarzanie żużlu używanego następnie do celów budowlanych);

Georgsmarienhütte GmbH, D-Georgsmarienhütte (sprzedają żużel do dalszego przetwarzania, który jest następnie używany do budowy dróg – żużel z elektrycznych pieców łukowych i rafinacji pozapiecowej jest mieszany); Preussag Stahl AG, D-Peine (przetwarzanie żużlu używanego następnie w sektorze budowlanym)

ARES, L-Schifflange; ProfilARBED, L-Differdange; ProfilARBED, L-Belval (nawierzchnie dróg o wysokiej jakości, hydrotechnika i inne zastosowania).
Cel wdrożenia: Głównym celem wdrożenia jest ograniczona powierzchnia składowania i aspekty kosztowe takie, jak opłaty za składowanie odpadów.
Dane eksploatacyjne i aspekty ekonomiczne: niedostępne
Bibliografia: [D Rentz, 1997]
EP.5 Recykling pyłu z elektrycznego pieca łukowego
Opis: W zależności od produkowanego gatunku stali, około 10-20 kg pyłu/t stali jest oddzielane od gazu odlotowego (patrz tabela 9.6). W przypadku złomu o bardzo niskiej jakości oddzielane jest nawet do 25 kg pyłu/t stali.

Pyły oddzielane w urządzeniach do oczyszczania gazów zawierają zwykle znaczną ilość metali ciężkich (patrz tabela 9.6). Są one toksyczne i mogą być wypłukiwane, co może wymagać specjalnego przetwarzania i składowania pyłów.

Generalnie istnieje kilka sposobów postępowania z pyłami z elektrycznych pieców łukowych, które można podzielić z grubsza na trzy kategorie [Kemeny, 1994]:


  • Stabilizacja chemiczna lub zeszklenie (nie mogą być uważane za właściwe ze względu na istnienie bardziej racjonalnych rozwiązań)

  • Recykling pyłów przez ich ponowny zwrot do elektrycznego pieca łukowego,

  • Hydrometalurgiczne lub pirometalurgiczne procesy odzyskiwania cynku i odzyskiwania lub usuwania innych metali ciężkich.

Rozwiązania te są pożądane w różnym stopniu w zależności od tego, w jakim stopniu pomagają one zapobiegać zanieczyszczeniom środowiska lub je ograniczać. Zamiast składowania preferowane jest wykorzystanie zawartości żelaza i metali ciężkich w pyle.
Recykling wytrąconych pyłów

Recykling pyłów wytrąconych z elektrycznego pieca łukowego ze względu na ich wzbogacenie w cynk przy ich przekazywaniu do pieca ma określony wpływ na proces stalowniczy. Z jednej strony recykling zmniejsza stopień objętości składowanych pyłów i zwiększa zawartość cynku (do 30-40%), a także zawartość żelaza w pyłach używanych ponownie w procesie elektrycznego pieca łukowego. Z drugiej strony recykling pyłów obniża wydajność pieca i zwiększa zużycie energii elektrycznej (o około 20-30 kWh/t). W zależności od konkretnego urządzenia wytwarzającego stal ponowne użycie pyłów do procesu ogranicza się ze względów technicznych jedynie do części pyłów powstających w procesie. Także metoda dodawania pyłu do pieca wpływa na jego wydajność. Aby zwiększyć wydajność stosuje się pewne formy obróbki wstępnej, takie jak peletyzacja lub brykietowanie zmniejszające jednocześnie ilość pyłu, który jest po prostu wydmuchiwany z pieca. Zgodnie z danymi liczbowymi podawanymi w literaturze, wzrost zawartości cynku w pyle i stopień zapylenia w filtrze może wynosić, w zależności od intensywności przedmuchiwania, od 27 do32%. [Kemeny, 1994]. Na przykład, w niemieckiej elektrostalowni z elektrycznym piecem łukowym 75% pyłu przy pierwotnym uzysku wynoszącym 20-22 kg/t stali jest poddawane recyklingowi, co daje w końcowym rezultacie wykorzystanie około 50% pyłu o średniej zawartości cynku 35%. Ogólnie pył jest dodawany na początku każdej fazy topienia. W zasadzie wykonalność recyklingu pyłu z elektrycznego pieca łukowego zależy od szeregu czynników i może się różnić w zależności od danego zakładu.


Odzyskiwanie cynku i usuwanie metali ciężkich

Proces odzyskiwania cynku lub odzyskiwania i usuwania metali ciężkich jest właściwym sposobem odzyskiwania wartościowych zasobów, które były co najmniej raz wydobyte i przetworzone. W zasadzie, do odzyskiwania cynku można stosować zarówno proces pirometalurgiczny, jak i hydrometalurgiczny. Dla pyłów powstających przy produkcji stali węglowych/niskostopowych istnieją różne sprawdzone techniki, takie jak proces Waelz’a (który jest najważniejszą techniką), proces ESINEX i inne [Hoffmann, 1997; Rentz, 1996].

Istnieją również procesy recyklingu dla pyłów powstających przy produkcji stali wysokostopowych (ScanDust plasma, proces B.U.S [Helgeson, 1995; Kola, 1996]).

Główne osiągane poziomy emisji: Można osiągnąć znaczące ilościowe ponowne zużycie pyłu.
Możliwość zastosowania: Techniki te mogą być stosowane zarówno w nowych, jak i istniejących zakładach.
Skutki oddziaływania na środowisko: Energia jest wykorzystywana w transporcie i recyklingu. W przypadku peletyzacji, przed transportem/recyklingiem niezbędna jest dodatkowa energia dla celów peletyzacji i mogą powstawać dodatkowe emisje pyłu.
Przykładowe zakłady: Zakłady poddające pył recyklingowi do elektrycznych pieców łukowych: Georgsmarienhütte GmbH, D-Georgsmarienhütte;

Zakłady przekazujące pył do recyklingu do zakładów zewnętrznych: wiele zakładów w państwach Unii Europejskiej


Cel wdrożenia: Głównym celem wdrożenia jest ograniczona powierzchnia na składowanie i aspekty kosztowe takie, jak opłaty za składowanie odpadów.
Dane eksploatacyjne i aspekty ekonomiczne: niedostępne
Bibliografia: [D Rentz, 1997; Rentz, 1996; Kemeny, 1994]


1   2   3   4   5


©operacji.org 2017
wyślij wiadomość

    Strona główna