Производство кокса и связанное с ним загрязнение окружающей среды

Производство  кокса и связанное с ним  загрязнение окружающей среды

               " Техногенная безопасность производства  кокса "

      В последние   годы  объемы  выбросов,  сбросов   и  образования  отходов

существенно  уменьшились,  что  в   большей   степени   объясняется   спадом

производства и в меньшей  степени осуществлением природоохранных  мер.  Из-за

разнообразия   технологических   процессов   коксохимическое    производство

является одним из самых  трудных  для  снижения  негативного  воздействия  на

окружающую среду. Основными  источниками  вредных  выбросов  в  атмосферу  в

коксохимическом   производстве   является   получение   кокса,   переработка

отходящих газов и т.д.

       Решение  экологических проблем осложнено   эксплуатацией  значительного

числа  морально  и  физически  устаревшего  оборудования,  из  которого  60%

эксплуатируется более 10 лет, до 20% свыше 20 лет,  10%  -  30  лет.  Состав

выбросов характеризуется  следующими  данными:  диоксид  серы,  сероводород,

сероуглерод, оксид  углерода,  оксид  железа,  марганец  и  его  соединения,

свинец и его соединения,  диоксид  азота,  аммиак,  оксид  азота,  цианистый

водород, серная кислота, сажа, сварочный аэрозоль, углеводороды  предельные,

различные виды пыли, углеводороды ароматические, оксид  железа,  марганец  и

его  соединения,  свинец  и  его  соединения,  и  др.  Сброс   сточных   вод

представлен такими загрязнителями:  взвешенные  вещества,  кальций,  магний,

нефтепродукты, фенолы, хлориды, сульфаты, сухой  остаток,  железо,  нитриты,

нитраты, роданиды, фосфаты, цианиды, СПАВ и др.

       Отходы  представлены следующими  компонентами:  фусы  каменноугольные,

кислая смолка, химически  загрязненный  грунт,  песок,  промасленная  ветошь,

отработанные масляные фильтры, отработанные  нефтепродукты,  смолы  и  масла

механической очистки, отработанная  серная  кислота,  кислотный  остаток  из

хранилища  серной   кислоты,   отработанные   кислотные   аккумуляторы,   ил

карбидный, полимеры бензольного  отделения, лом  огнеупоров  (динас,  шамот),

лом цветных и черных металлов, нафталин  после  очистки  аппаратуры,  отходы

абразивов, бытовые отходы, шлам известнякового  отстойника,  шлак  литейный,

коксовая мелочь, отработанные формовочные смеси, отходы упаковки, шлам  ПГУ,

отсев угля, породные  отвалы,  просыпи  угля,  шихты,  промасленные  опилки,

кислая смолка цеха ректификации, кубовые остатки  цеха  ректификации  и  др.

Также источником загрязнения  является  Украина,  где  развито  производство

черных и цветных металлов.

      В настоящее  время  ситуация  в области техногенной безопасности  на

Украине такова, что особую  тревогу  вызывает  высокий  уровень  аварийности

существующих технических  объектов  и  недостаточные  возможности  в  решении

проблемы в  решении  проблемы  инженерной  экологии.  Если  в  сфере  оценки

вредных  воздействий  на  воду,  почву,  воздух,  и  в   целом   в   области

экологической экспертизы производств  и мониторинга среды, статическом  учёте

количества промышленных и бытовых, а также в  создании  полигонов  и  свалок

отходов имеются определённые достижения, то в направлении  разработки  новых

экологически  чистых  и  безопасных   технологий   переработки   отходов   ,

достижения и научно-техническая  активность явно недостаточны.

       Поэтому  требуется  разработка  научного  подхода к вопросам  охраны

труда, экологичности и  техногенной  безопасности.  Заметим,  что  известные

подходы к проблеме техногенной  безопасности  разрознены,  порой  отсутствуют

научно  обоснованные  методики  оценки  и  количественные  критерии   уровня

опасности,   слабо   используются   возможности   в   области   компьютерных

технологий,    современных    методов    исследования    и    математическое

моделирование.

      При  обосновании   выбора  методов  и  средств   к   разработке   систем

обеспечения  техногенной  безопасности  промышленных  производств  одним  из

важных  этапов  является  разработка   количественной   оценки   техногенной

безопасности. Необходима разработка комплексных критериев  с  использованием

системного подхода  к их  формированию.  Эти комплексные критерии  должны

отвечать  ряду  требований  и,  в  первую  очередь,  отображать   физическую

сущность  технологических  процессов,  происходящих  в  объекте,   как   при

нормальном, так  и  при  аварийном  функционировании.  Используя  лишь  один

критерий  невозможно  учесть   все   вышеперечисленные   требования.   Таких

критериев может  быть  несколько,  каждый  из  которых  позволял  бы  учесть

наиболее характерную  особенность.

      На  многих  промышленных  предприятиях   Украины,   и   в   частности,

коксохимического профиля  сложился низкий  уровень  техногенной  безопасности

Это проявляется в  частых  выбросах  вредных  веществ  в  окружающую  среду,

увеличение  количества  промышленных  отходов,  снижение  уровня  надёжности

объектов, ухудшение здоровья населения, проживающего  вблизи  производств  и

т.д. Причинами такой ситуации являются старение основных фондов,  отсутствие

или  медленные  темпы   их   восстановления,   низкое   качество   проектной

документации,  отсутствие  должного  контроля  состояния  объектов,  средств

автоматизации и защиты. Очень  важной  причиной  является  также  отсутствие

единых научных методов  оценки и анализа  техногенной  безопасности  объектов

на  стадии  проектирования,  что  приводит  к созданию  техногенно  опасных

объектов.

      Описание  коксового цеха  Авдеевского коксохимического  завода

      Технологическая  схема производства кокса

      Шихта из  углеподготовительного цеха N-2 подаётся  на угольную башню  N-

4, ёмкостью 5000 тонн, состоящую из  двух  отсеков.  Нижняя  часть угольной

башни разделена на 12 рядов.

      Из угольной  башни шихта  набирается  в   углезагрузочный  вагон.  После

набора шихты и переезда вагона к пустой печи  производится  её  загрузка.  В

цехе применяется метод бездымной загрузки при  закрытых  стояках.  Бездымная

загрузка обеспечивается гидроинжекцией аммиачной  воды  цикла  газосборника.

Время загрузки печей фиксируется  в момент подачи планирной штанги в печь.

      После загрузки  шихта подвергается процессу  коксования  -  нагреву  до

заданных температур без  доступа  воздуха.  За  время  коксования  происходят

физико - химические превращения,  харак-тер  которых  зависит  от  различных

факторов. Для обеспечения  хорошего качества кокса,  конечная  температура в

осевой   плоскости   коксового   пирога   поддерживается   1050    градусов.

Продолжительность коксования составляет 15 часов. Выдача кокса  производится

по циклическому графику.

      Коксовый  газ через стояки и клапанные  коробки  из  печей  поступает  в

газосборники. На КБ N-7,8 расположены  два газосборника с  машинной  стороны.

Для орошения газа в стояках  и гидроинжекции на КБ N-7,8 применены  сдвоенные

форсунки.

      Из подсводового  пространства коксовых печей   коксовый  газ  выходит  с

температурой 700-800 градусов и содержит большое количество  паров,  воды  и

смолы.  В  клапанных  коробках  стояков   и   в   газосборниках   происходит

интенсивное охлаждение газа  до  80-90  градусов  путём  орошения  аммиачной

водой.

      Охлаждённый газ из газосборника поступает в сепаратор, где  происходит

отделение коксового газа от  воды  и  смолы.  Коксовый  газ  по  газопроводу

поступает на  первичные  газовые  холодильники  цеха  улавливания  N-2,  где

охлаждается до температуры  не ниже 35  градусов.  Эта  температура  является

оптимальной для улавливания  из  коксового  газа  бензольных  углеводородов,

сероводорода, и аммиака.

 

Технологический процесс  производства  кокса  заканчивается  выдачей  его  из

печей. Чтобы предотвратить  горение  расколённого  кокса  после  выгрузки  из

печи,  нужно  снизить  его  температуру  до  250-100  градусов.   При   этих

температурах нет самовозгорания и  тления  кокса.  В  цехе  применяются  два

способа тушения кокса : коксотушильная установка при мокром способе  тушения

состоит из тушильной башни  и отстойников для осветления вод  после  тушения.

Под  куполом  тушильной  башни  находится  оросительная  система.  Над   ней

расположена вытяжная труба,  которая  служит  для  отвода  образующихся  при

тушении водяных паров.

      Потушенный  кокс из вагона выгружается  на рампу, где выдерживается   для

отпаровывания и избавления от избыточной  влаги.  Затем  кокс  поступает  на

конвейеры и транспортируется на коксосортировку .

      При сухом  методе, раскалённый кокс из  коксовых  печей  выгружается  в

специально сконструированный  вагон, который  подаётся  к  УСТКа,  где  кузов

вагона стягивается  с  лафета  и  доставляется  подъёмником  к  загрузочному

устройству камеры тушения. Затем производится  загрузка  кокса  в  тушильную

камеру.

      Тушение  кокса производится циркулирующим  газом, движущимся  с  низу  в

верх, на встречу опускающемуся  коксу. Охлаждённый кокс до  200-250  градусов

выгружается  из  нижней  камеры  на  приёмную  рампу,  оттуда  подаётся   на

ленточный транспортёр и направляется конвейерами на коксосортировку.

      Весь поступающий  кокс сортируется  на  14-ти  валковых  грохотах,  где

происходит разделение кокса  на  два  класса  :  +25  мм  и  0-25  мм.  Кокс

крупности +25 мм грузится ж/д  вагоны  или,  в  случае  их  отсутствия,  весь

валовый кокс  принимается  в  бункеры  несортированного  кокса.  Подрешётный

продукт размером 0-25 мм подаётся на вибрационный  грохот,  где  сортируется

на классы : +25 мм, 10-25 мм, 0-10 мм.

      Оборудование  коксового цеха

      Основным  технологическим оборудованием  цеха являются коксовые печи.  В

коксовом цехе  находятся  в эксплуатации 2 коксовые батареи  с печами  большой

ёмкости   конструкции   ГИПРОКОКСА   системы   ПВР   (парные   вертикалы   с

рециркуляцией продуктов горения и нижним подводом газа,  воздуха  и  отводом

продуктов горения.)

 

Печи характеризуются  разделением регенераторов по длине  на отдельные  секции

по числу  отопительных  вертикалов,  расположением  в  стенах  регенераторов

вертикальных  дюзовых  каналов для нижнего подвода газа  и наличием   в

основании подовых каналов  отверстий  для  регулирования  подачи  воздуха  по

секциям регенераторов.

 

Печи предназначены для  отопления только коксовым газом,  работают  по  схеме

парных  вертикалов  с  циркуляцией продуктов горения в замкнутой   паре.

Перевалы и рециркуляционные окна расположены  в  нечётных  распределительных

перегородках.  Каждый  вертикал  соединён  косым  ходом  с   одной   секцией

регенератора.

 

Группа из двух сопряжённых  вертикалов и двух секций  регенераторов  является

независимым элементом  отопительной  системы.  В  данном  простенке  в  одну

кантовку,  горение  происходит  во  всех  нечётных  вертикалах,  а  продукты

горения  отводятся  из  чётных  вертикалов.  При  перекантовке   направление

потоков  меняется.  Число  вертикалов  в  простенке  равно  30.  Воздух  для

сжигания газа забирается из нижнего тоннеля  и  через  заборные  патрубки  и

газовоздушные клапаны подаётся в подовые каналы.

 

Коксовый  газ  из  распределительных  газопроводов  подаётся  в  коллекторы,

которые расположены вдоль  обогревательных  простенков.  На  каждой  стороне

простенка имеется по два  коллектора, один из них  соединён  с  вертикальными

дюзовыми каналами только чётных вертикалов, другой - нечётных.

      Регулирование  подачи коксового  газа  производится  индивидуально  для

каждого вертикала снизу  из  обслуживающего  тоннеля,  изменением  проходного

сечения  ниппеля,  или  калиброванной  шайбы  размещающегося  в   подводящих

трубках.

 

В зависимости  от  диаметра  калиброванной  шайбы  или  ниппеля,  изменяется

проходное  сечение.  Все  трудоёмкие  процессы  по  загрузке  печей  шихтой,

выдаче, тушению и сортировке кокса механизированы. С этой  целью  специально

для печей большой ёмкости  разработаны и  изготовлены  высокопроизводительные

коксовые машины и механизмы.

 

В цехе находятся в эксплуатации следующие машины : 1.  Коксовыталкиватели  -

3 шт. 2. Углезагрузочные машины - 3 шт. 3. Двересъёмные машины -  3  шт.  4.

Электровозы тушильных вагонов - 4 шт. 5.  Коксовозные вагоны  -  4  шт.  6.

Грохоты 14-ти валковые - 4 шт. 7. Грохоты вибрационные 1-ИЛ-52 -  4  шт.  8.

Конвейеры - 4 шт.

      Оборудование  установки сухого тушения кокса

      На  установке   имеется   6   блоков,   которые   должны  обеспечивать

бесперебойное тушение кокса, вырабатываемого на батареях.

      В состав  каждого  блока  УСТКа   входит  :  камера  тушения,  механизмы

загрузочного и разгрузочного  устройства, котёл-утилизатор,  пылеосадительный

бункер, соединяющий котёл  с камерой тушения, два  пылеулавливающих  циклона,

основной и резервный  дымососы, трубопроводы и вспомогательное  оборудование.