УДК 669.162
МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ГАЗОВ РИДДЕРСКОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ТОО «КАЗЦИНК»
© Асанов Даулет Асанович; Запасный Валерий Владимирович, канд. техн. наук, проф.; Ермекова Айгерим Танаткановна
Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д.Серикбаева. Республика Казахстан, г. Усть-Каменогорск. E-mail: assanov87@mail.ru
Статья поступила 04.03.2013 г.
Риддерский цинковый завод является крупным предприятием цветной металлургии Республики Казахстан. Тонкая очистка технологических газов различных переделов предприятия производится в рукавных фильтрах и электрофильтрах.
Приведены рекомендации по улучшению работы систем пылеулавливания, вентиляции и аспирации в цехах предприятия. Предложены варианты модернизации конструкций рукавных фильтров и электрофильтров.
Внедрение данных рекомендаций обеспечит улучшение санитарного состояния атмосферного воздуха на рабочих местах, снижение потерь металла с выбросами вредных веществ в атмосферу. Результаты могут быть использованы при проектировании систем вентиляции и аспирации на предприятиях цветной металлургии.
Ключевые слова: технологические газы; очистка газов; циклоны; рукавные фильтры; электрофильтры; эффективность; регенерация.
Риддерский металлургический комплекс (РМК)
ТОО «Казцинк» является крупным комплексом предприятий горно-металлургической отрасли, в состав которого входят рудники, горнообогатительная фабрика, свинцовый и цинковый заводы.
Одной из основных проблем цинкового завода является большое количество выбросов вредных веществ в атмосферу - 4614,7 т/год, что сказывается на состоянии атмосферы г. Риддер. Это обусловлено высокими удельными выделениями вредных веществ на единицу готовой продукции.
На цинковом заводе очистка технологических и вентиляционных газов в основном производится в электрофильтрах и рукавных фильтрах. При этом агрессивные по содержанию диоксида серы и высокой температуре газы обжиговых печей очищаются первоначально в котлах-утилизаторах, затем в циклонах и далее в электрофильтрах. Технологические газы вельц-печей и классификации огарка очищаются в рукавных фильтрах [1].
Обжиговый цех. Предварительная очистка газов обжиговых печей кипящего слоя на цинковом производстве согласно проекту производит-¡2 ся последовательно в циклонах и электрофильтрах, обеспечивая эффективную утилизацию » диоксида серы при получении серной кислоты. В настоящее время очистка пылегазовых пото-
^ ков в циклонах и электрофильтрах выполняется
5 ся не всегда удовлетворительно, запыленность
г очищенного газа часто превышает допустимые
пределы для эффективной работы сернокислотного производства. Это обусловливает низкий срок службы (1-2 года) ванадиевого катализатора на первых полках контактных аппаратов из-за зарастания активной поверхности диоксидом кремния, переносимого пылью огарка с газами в виде тетрафторида кремния. Это приводит к увеличению содержания диоксида серы в выбросах хвостовых газов после сернокислотных систем, являющихся основным загрязнителем атмосферы при производстве цинка из сульфидного сырья.
Неудовлетворительная работа циклонов приводит к увеличению остаточной запыленности газов до 13 г/м3 (н.у) при нормативной 2 г/м3 (н.у). Это вызвано отсутствием бункеров на циклонах, что искажает аэродинамический принцип их работы и обусловливает снижение коэффициента улавливания пыли огарка. Газовая нагрузка циклонов в зависимости от дутьевого режима на печах кипящего слоя — до 50 тыс. м3/ч вместо допустимых 40 тыс. м3/ч. Циклоны изготовлены из обычной стали и поэтому подвержены интенсивному абразивному износу, что требует частого их ремонта.
Для повышения производительности и эффективности улавливания огарковой пыли следует произвести реконструкции циклонов.
В электрофильтрах автоматическая система отряхивания коронирующих электродов не работает из-за интенсивного разрушения квар-
цевых труб-изоляторов. Усугубляет положение коррозия труб подвеса, снижающая жесткость системы. Отряхивание электродов производится интенсивно один раз в сутки. Поэтому только в течение 15-20 сут. вольтамперная характеристика электрофильтра достаточно стабильно выдерживается в пределах 30-40 кВ при силе тока 200 мА. Далее при снижении напряжения работающую секцию электрофильтра необходимо останавливать на чистку и в работу включать вторую секцию. Очистка газов обжиговой печи в одной из двух секций электрофильтра обусловливает повышенную скорость прохождения их через активное сечение и снижает эффективность улавливания пыли огарка. Работа двух секций одновременно пока невозможна, так как газ в каждую секцию подается отдельным дымососом, но один дымосос обязательно должен находиться в резерве.
Необходим капитальный ремонт электрофильтров, замена системы автоматического отряхивания коронирующих электродов на более прогрессивную. Затем следует приступить к монтажу системы на одной из секций электрофильтра для отладки и проверки надежности в работе. По окончании отладки следует выполнить испытания по подбору оптимального режима работы системы. Это позволит обеспечить сохранность кварцевых труб и исключить образование труд-ноудаляемых «колбас» (рис. 1). При эксплуатации электрофильтров необходимо более четко соблюдать график проведения планово-предупредительных ремонтов, не ожидая падения рам подвеса.
Система автоматического отряхивания оса-дительных электродов не используется. Большую часть времени на осадительных электродах лежит толстый слой малоэлектропроводной огарковой пыли с перезарядкой на обратную полярность
Рис. 1. Накопление слоев пыли (1) на электродах электрофильтра
(обратная корона). Накопленная на осадительных электродах пыль сдувается и уносится с газом, снижая эффективность очистки.
После замены циклонов и выполненной реконструкции автоматического отряхивания ко-ронирующих и осадительных электродов на электрофильтрах можно будет смонтировать перемычку с дросселями на их входе. Это позволит одновременно эксплуатировать обе секции электрофильтра и дополнительно уменьшить интенсивность отряхивания электродов, а следовательно, снизить остаточную запыленность.
В результате выполненных работ может быть обеспечена остаточная запыленность газов на входе в сернокислотное отделение не выше 50 мг/м3(н.у). В настоящее время она составляет 80-267 мг/м3 (н.у).
Пылеулавливающая установка в отделении классификации огарка объединенного цеха № 2 является частью системы пневмотранспорта огарка из здания отделения обжига. Назначение установки - очистка запыленного воздуха из системы пневмотранспорта перед выбросом в атмосферу.
Недостатком работы системы пневмотранспорта является выделение пыли огарка в атмосферу при транспортировке, которая обнаруживается визуально на отметках отделения классификации и косвенно по загрязнению атмосферы смежных помещений отделений классификации и выщелачивания.
Выполненная в 2010 г. замена циклонов и газоходов на новые не обеспечила увеличения производительности системы пылеулавливания. Максимальная производительность дымососа ДН-12,5, установленного после фильтра РФГ-У-МС10, - 24 000 м3/ч, что недостаточно.
Для реконструкции системы пневмотранспорта предложено два варианта.
1-й. При регенерации фильтра РФГ вместо механического встряхивания следует применить импульсную продувку по опыту Усть-Каменогорского металлургического комплекса ТОО «Казцинк» (рис. 2). Для этого следует использовать пневмоцилиндры по аналогии с фильтрами УРФМ, установленными в вельц-цехе РМК. Система пневмовстряхивания является более практичной, обеспечивает увеличение производительности фильтра, меньший износ механизмов и дает возможность автоматизировать процесс регенерации фильтра [2].
2-й. Выполнить проект аспирации с установкой одного фильтра с импульсной продувкой
Рис. 2. Система регенерации фильтров РФГ с применением пневмоцилиндров на Усть-Каменогорском металлургическом комплексе
рукавов производительностью по газу около 30 тыс. м3/ч и вентилятора в помещении шаровой мельницы № 4 на отметке 0.000. Это обеспечит возможность выгрузки уловленного огарка непосредственно в мельничном отделении и исключит его распространение в пылевидном состоянии в атмосфере цеха и окружающей среде.
Подачу сжатого воздуха в фильтр выполнить от камерных питателей отделения обжига давлением не менее 0,4 МПа по отдельному трубопроводу, прокладываемому на эстакаде пневмотранспорта. Перед подачей сжатого воздуха в фильтр он должен быть очищен от влаги и масла.
Вельц-цех. Для очистки технологических газов вельц-печей в 2007 г. было установлено семь фильтров с импульсной продувкой ФРИ-1600. Однако в ходе эксплуатации были выявлены следующие конструкторские недостатки:
— отсутствие межсекционных перегородок в камере запыленного газа — все 576 рукавов находятся в общем корпусе фильтра;
— порыв даже одного рукава приводит к увеличению остаточной запыленности газов после фильтра, при этом обнаружить этот рукав проблематично;
— существующая конструкция рукавов с каркасами в фильтрах ФРИ-1600 обусловливает соприкасание их друг с другом в период регенерации и фильтрации, что препятствует свободному выпадению пыли в бункер. Это вызвано жестким креплением рукавов в нижней и верхней частях фильтра, большой их длиной (6,82 м) и малым расстоянием между рукавами (5—8 см). Все это
¡2 приводит к накоплению неудаляемых зано-
™ сов пыли в камерах между рукавами и соответ-
» ственно к росту гидравлического сопротивления фильтров.
£ Соединение сегментов каркаса в рукаве не-
< надежное. Имеются случаи их разъединения,
г изгиба каркаса, вытяжки рукавов, особенно при
Рис. 3. Обрезка и герметизация нижних концов
фильтровальных рукавов на фильтре ФРИ-1600 № 3
накоплении пыли в межрукавном пространстве.
В настоящее время остаточная запыленность газов после рукавных фильтров ФРИ-1600 составляет 0,036—0,098 при нормативе 0,02 г/м3.
Большие затруднения вызывает замена фильтровальных рукавов, так как они жестко закреплены сверху и снизу. Это приводит к необходимости остановки всего фильтра для выполнения работ
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.