Глава 31

БОРЬБА С ВЫБРОСАМИ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕХОВ

Из вспомогательных цехов наиболее значительные выбросы дают огнеупорные и литейные цехи, а также котельные агрегаты.

§ 1. Обеспыливание отходящих газов в огнеупорных цехах

Запыленные газы выделяются в огнеупорных цехах при обжиге огнеупорного сырья и огнеупорных изделий, а также при сушке огнеупорных материалов. Наибольшее количество пыли выделяется при обжиге огнеупорного сырья - шамота, доломита, магнезита, извести. Обжиг ведут в основном во вращающихся и шахтных печах, реже в вагранках. Некоторые данные по процессам обжига различных материалов в печах разного типа приведены в табл. 31.1.

Таблица 31.1. Основные характеристики процессов обжига огнеупорного сырья при температуре сгорания 600—800 °С

Характеристики	Глина(на шамот)		Доломит		Магнезит		Известь
	вращаю- щиеся печи	шахт- ные печи	вращаю- щиеся печи	шахтные печи	вращаю- щиеся печи	шахтные печи	вращаю-щиеся печи	шахтные печи
Расход условного топлива, кг/т	110-140	90	435-450	350	450-500	450-500	250	600-800
Выход продуктов сгорания, г/м3	2-2,5	1,2	4,8-5,0	3,5	7(16)	7(16)	3	3,3-3,5
Влагосодержание продуктов сгорания, г/м3	73	73	63	63	60	60	70	70
Удельный выход ,кг/т пыли	35-200	35-200	170-400	170-400	70(160-200)	70(160-200)	42,3-84,6	42,3-84,6
сернистого газа	0,9-7,5	0,9-75	_	_	_	_	_	_
оксидов азота	0,72	0,72	3,7-4,2	3,7-4,2	4,5-6,0	4,5-6,0	2,1-2,4	2,1-2,4
Концентрация в газах, г/м3 пыли	15-85	<60	40-70	40-70	8	10,0(10-12)	12,1-24,2	12,1-24,2
сернистого ангидрида	0,4-3,5	0,4-3,5	-	-	-	-	-	-
оксидов азота	0,3	0,3	0,7-0,24	0,7-0,24	0,7-1,0(0,1)	0,7-1,0(0,1)	0,6-0,7	0,6-0,7

Продолжение таблицы 31.1

Характеристики	Глина(на шамот)		Доломит		Магнезит		Известь
	вращаю- щиеся печи	шахтные печи	вращаю-щиеся печи	шахтные печи	вращаю-щиеся печи	шахтные печи	вращаю-щиеся печи	шахтные печи
Содержание частиц пыли, %, размером, мкм
<0,5	6	6	-	-	-	-	-	-
05-10	7	7	13,5	5	19	-	-	-
10-20	12	12	18,5	18	30	13	3	3
20-40	20	20	29	42	28	27	21	21
40-60	20	20	19	19	10	17	-	-
60-80	15	15	20	8	6	10	76	76
›80	20	20	20	8	7	33	-	-
Средне медианный диаметр dm, мкм	40	40	32	32	22	46	57	57
Стандартное отклонение σч	3,3	3,3	2,8	1,9	2,3	2,1	3,7	3,7
Удельное электросопротивление пыли,Ом·см	2*1012	1*1012	4*1012	4*1012	-	-	5*1012	5*1012
Плотность пыли, г/см3	2,1	2,1	2,5-2,8	2,5-2,8	3,4	-	2,7-2,9	2,7-2,9
Насыпная плотность пыли, г/см3	0,7-1,1	0,7-1,1	0,9	0,9	1,05	-	0,9-1,1	0,9-1,1
Угол естественного откоса, град.	32-44	32-44	-	-	31	-	35-43	35-43
Примечания: I. Пропуски цифр в таблице объясняются отсутствием надежных данных в литературе. 2. При использовании в качестве топлива сернистых мазутов количество сернистого газа в продуктах сгорания увеличивается до 20—22 кг/т готового продукта. 3. Приведенные данные получены при применении для вращающихся печей природного газа, для шахтных печей — твердого топлива. 4. Цифры в скобках относятся к искусственному сырью (рапный гидроксид магния), которое получают из морской воды, цифры без скобок — к природному магнезиту. 5. Удельные количества топлива, продуктов сгорания и вредных выбросов отнесены к 1 т готового продукта. 6. Подсосы воздуха в га­зовом тракте увеличивают объемы газов перед газоочисткой в 2—2,3 раза.

При обжиге огнеупорных изделий вредные выбросы обусловлены только химическим составом топлива (наличием серы) и несовершенством организации процесса горения (наличием оксида углерода). По практическим данным, количество оксида углерода в дымовых газах печей не превышает 5 кг/т готового продукта. Концентрация оксидов азота за высокотемпературными туннельными печами находится в пределах 120 мг/м³. Пыль при сжигании газообразного топлива в продуктах сгорания отсутствует.

Огнеупорные материалы осушают обычно в сушильных барабанах. Унос пыли при сушке глины зависит от конечной влажности и характеризуется при нормальном режиме сушки следующими данными:

Конечная влажность, %	3—4	8—10	14	18
Унос пыли, % от количества загружаемой глины	7,5	3,5—4,0	2	0,3

При сушке магнезита и хромитовой руды унос пыли не превышает 1 % массы материала, загружаемого в барабан.

Для очистки газов в огнеупорном производстве чаще всего применяют циклоны различных, типов и сухие электрофильтры. Ввиду того что пыли огнеупорных материалов присущи вяжущие свойства, не рекомендуется применять мокрые способы очистки газов. Тканевые фильтры в производстве огнеупоров также почти не применяют из-за высокой абразивности пыли, особенно шамота и доломита.

Несмотря на сравнительно крупную пыль, циклоны и бата­рейные циклоны, устано за вращающимися обжиговыми печами, работают с низкой эффективностью, не превышающей 70-75 %. Основными причинами неудовлетворительной работы батарейных циклонов являются большие присосы воздуха из-за быстрого износа выхлопных труб и образования отложений в направляющих аппаратах. Одиночные циклоны также не обеспечивают санитарной нормы вследствие ухудшения эффективности с увеличением размеров и малой плотности пыли огнеупорных материалов.

На предприятиях огнеупорной промышленности за обжиговыми печами установлены электрофильтры устаревших ныне конструкций типа АП, ПГД, ГПК, ДГПН, Ц, а также типа ПГДС (УГ). Последние характеризуются наибольшей степенью очистки, однако вследствие высокой начальной запыленности газа, и они не очищают газ до санитарной нормы.

Работа электрофильтров в производстве огнеупоров осложняется высоким удельным сопротивлением пылей, что обусловливает потерю части рабочего напряжения на слое и возникновение режима обратной короны.

Оптимальными условиями работы электрофильтров за обжиговыми печами при сжигании природного газа являются: скорость газа в активной зоне 0,6-0,8 м/с, температура газа 110-120 °С, влажность 70—80 г/м³.

Снижение удельного электрического сопротивления пыли достигается кондиционированием дымовых газов. Наиболее простым и дешевым способом, не требующим сложного аппаратурного оформления (дозирующих устройств, приборов контроля), является кондиционирование водяным паром, при котором повышаются влажность газа, электропроводность пыли, электрическая прочность разрядного промежутка и уменьшается вязкость газа. В качестве кондиционирующих присадок применяют также серный ангидрид, аммиак, хлористый натрий, углекислый калий и др.

В настоящее время при обжиге доломита, извести и глины на шамот во вращающихся печах предусматривают двухступенчатую систему очистки (рис. 31.1, а) с предварительной очисткой в группе циклонов и тонкой очисткой в электрофильтре типа ЭГА с применением кондиционирования дымовых газов.

Рис. 31.1. Схемы газоочисток, применяемых в производстве огнеупоров: а — при обжиге доломита, магнезита и глины на шамот во вращающихся трубчатых печах; б — при обжиге доломита на шамот в шахтных печах; в — при обжиге известнее шахтных печах. 1 — печь; 2 — группа циклонов; 3— электрофильтр; 4 — дымосос; 5 — дымовая труба.

В шахтных печах при обжиге доломита и глины на шамот вследствие пониженной начальной запыленности удовлетворительные результаты дает одноступенчатая очистка в электрофильтре типа ЭГА (рис. 31.1, б), а при обжиге извести можно ограничиться только группой циклонов (рис. 31.1, в).