Коксохимическое производство является источником образования вредных газообразных, жидких и твердых отходов и выбросов. Поэтому в первую очередь следует направить усилия на сокращение или подавление образования вредных веществ техническими и технологическими способами, снижать потери и расход сырья и топлива, широко практиковать повторное использование отходов производства взамен минерального сырья, использовать вторичное тепло и т. п. Это обеспечивается при строительстве коксохимических заводов вблизи шахт, когда основное количество отходов обогащения углей можно закладывать в подземные выработки. Кроме того, при кооперировании производств, например строительстве коксохимических заводов в черте металлургических предприятий, не только сокращаются пути перевозки продукции, но и появляется возможность использовать коксовый газ в доменном и других производствах, а доменный — в коксовом. Кооперирование коксохимического производства с азотно-туковым позволяет полностью использовать ценные компоненты коксового газа: водород для синтеза аммиака, этилен для получения этилбензола, дихлорэтана и др.
ОЧИСТКА ГАЗОВ ЦЕХА УГЛЕПОДГОТОВКИ
В цехе углеподготовки осуществляют такие операции, как прием и хранение угля, обогащение, шихтовка (дозирование и смешивание), окончательное измельчение; до заданной крупности, транспортировка и хранение шихты. В этом цехе в процессе подготовки угля образуется; угольная пыль, количество которой зависит от влажности и степени измельчения угля.
Значительное количество вредных газов и пыли образуется при сушке шихты. Уголь в сушильных барабанах сушат продуктами сгорания топлива, разбавленными воздухом. Температура дымовых газов при входе в сушильный барабан составляет 800°С, при входе в дымовую трубу 60—70°С. Ниже приведены величины вредных выбросов из агрегатов сушильного отделения при сушке флотоконцентратов:
Выбросы...................................... СО S02 N0x
Удельный объем газов после
сушильных барабанов, м3/т су
хого концентрата..................... 2700
Концентрация вредных веществ в газах после сушильных барабанов, г/м3:
максимальная................... 0,25 0,55 0,07
минимальная....................... 0,08 0,017 0,00
средняя................................. 0,10 0,07 0,02
Средние удельные выбросы, г/т
сухого концентрата.... 270 190 55.
Угли, измельченные до 3 мм, целесообразно сушить в кипящем слое топочными газами с температурой до 900° С. Удельный расход тепла при этом составляет примерно 3500 кДж/кг испаренной влаги. Температура сухой шихты около 100° С.
Рекомендуется шихту в печь загружать пневмотранспортом (по трубам с помощью пара или инертного газа). Отсос пылегазовых выбросов необходимо осуществлять дымососами, размещенными на углезагрузочных вагонах через кольцевые зазоры газораспределительных устройств с подачей их в орошаемые водой абсорберы. Для очистки выбросов от СО и органических примесей их дожигают с помощью горелочного устройства. Обеспыленные газы можно также направлять в газосборники. В табл. 13 приведены состав и количество выбросов, которые могут наблюдаться при термической подготовке шихты без использования газоочистки. Глубокая сушка шихты до влажности 1—2% обеспечивает также сокращение выхода надсмольных вод на 0,08 мэ/т кокса.
Источником загрязнения окружающей среды могут быть и углеобогатительные фабрики. Обогащение углей чаще осуществляется на месте их добычи и входит в комплекс угледобывающих предприятий. В ряде случаев эту операцию выполняют на коксохимических заводах.
Обогащение углей заключается в удалении части золы, количество которой до обогащения составляет от 18 до 14%, а также серы и влаги. Содержание серы в углях для коксования не должно превышать 2%, влаги 7—9%. Сера в угле находится в виде пиритной Ре8, сульфатной Са8Од и связанной с органическими веществами угля связями типа К—8Н. Пиритная сера при обогащении удаляется сравнительно легко, сульфатная и органическая переходят в кокс и коксовый газ в среднем на 30— 50%. Степень обессеривания угля, например донецкого, составляет только 15—25%. В результате обогащения получают продукты с различным составом минеральных примесей: концентрат, промежуточный продукт (сростки угля с породой) и хвосты (пустая порода).
Обогащение крупного угля на обогатительных фабриках проводят или в отсадочных машинах, или в магнетитовой суспензии, мелкого — отсадкой, а шламов — флотацией. Такие вредные примеси, как фосфор, количество которого в угле составляет 0,01—0,16%, и незначительные количества ртути, обогащением не отделяются
В доменном процессе при переводе сернистых соединений в шлак на каждые 0,1% серы затрачивается до 1,5% флюсов и кокса, что наряду с увеличением расхода сырья и топлива повышает загрязнение среды продуктами переработки этих материалов. Поэтому повышение степени удаления серы из углей для коксования является хотя и трудной, но весьма важной задачей. Этого можно достигнуть применением усовершенствованных концентрационных столов типа СКГТУ, а также СКПМб. До 35% серы можно перевести из угля в шлам при обогащении угля в тяжелых средах (растворах неорганических солей, тонких взвесях минеральных суспензий и др.). Разделение в гидроциклонах-сепараторах проходит при этом за счет плотности жидкости, большей плотности угля и меньшей, чем порода. Частицы угля всплывают, порода тонет. Схема обогащения угля типовая.
11
рис.1. Схема обогащения угля
При термической подготовке шихту нагревают, до 150—250°С. Схема установки приведена на рис.1. Влажная шихта ленточным транспортером 1 и дозатором 2 подается в бункера-хранилища 3, откуда дозаторами 4 по ленточному конвейеру 5 поступает на цепной забрасыватель 6, с помощью которого шихта загружается в вертикальный сушильный агрегат - трубу 7. Сыпучий продукт подхватывается потоком восходящих газов, поступающих из топки 18, и выносится в зону отделения 8. Здесь шихта отделяется от газа-теплоносителя и выгружается через питатели 9 на скребковые конвейеры 13, которые распределяют шихту по бункерам 14. В бункера подают также азот от кислородной станции для предотвращения самовозгорания угля. Отработанный теплоноситель из отделителя вентилятором рециркуляции 19 отсасывается и подается в топку для явления горячих газов и снижения их температуры до 800—900° С. Теплоноситель получают путем сжигания коксового газа. Отработанный теплоноситель подают на двухступенчатую газоочистку, где он орошается водой в абсорберах 20 и 21. Затем обеспыленные газы через дымовую трубу поступают в атмосферу.
Для уменьшения каплеуноса скорость газов в последнем абсорбере необходимо; поддерживать на уровне 1-1,5 м/с или устанавливать каплеотделитель для дополнительной очистки газов от пыли. Шламовая вода и абсорберов стекает в сборник 22 и насосом 23 подается на разделение 25. Осветленную воду возвращают в цикл на орошение газов. Угольный шлам фильтрации и сушки используют в производстве.
Для очистки газов от пыли и химических примесей необходимо применять электрические и тканевые фильтры мокрое пылепоглощение и щелочно-абсорбционные методы очистки газов от SO2, NОx, каталитические методы дожигания СО и органических примесей.