Сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при модернизации серий электролизеров содерберга
Диссертация
На группе электролизёров Содерберга определена величина к.п.д. колокольного газоотсоса фторидным, углеродным и хронометражным методами. Получена удовлетворительная сходимость исследованных методов. К.п.д. колокольного газоотсоса электролизёров Содерберга, оборудованных системами АПГ составил 90,2 — 90,8%. Определены основные экологические показатели комплекса «корпус электролиза, оснащенный… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
- 1. 1. Отечественная и зарубежная нормативные базы по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу при производстве алюминия
- 1. 2. Анализ существующей экологической ситуации на алюминиевых заводах большой мощности
- 1. 3. Основные направления модернизации серий электролизёров Содерберга с экологической направленностью
- ГЛАВА II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
- ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСА «КОРПУС ЭЛЕКТРОЛИЗА — СУХАЯ ГАЗООЧИСТКА»
- 3. 1. Взаимосвязь экологических параметров комплекса «корпус электролиза — сухая газоочистка»
- 3. 2. Определение выбросов фторидов через аэрационный фонарь
- 3. 3. Определение количества фторидов, поступающих в систему организованного отсоса и выбрасывающихся после сухой очистки
Список литературы
- Федеральный закон «Об охране окружающей среды» // Собрание законодательства Российской Федерации, 2002, № 2, ст. 133.
- Справочник по удельным показателям выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для некоторых производств основных источников загрязнения атмосферы, НИИ Атмосфера, Метеорологический Синтезирующий Центр Восток / ЕМЕП (МСЦ-В), С-Пб, 2001 — с. 116.
- Защита атмосферы от промышленных загрязнений // Под ред. С. Калверта, Г. М. Инглунда. В 2 т.- М.: Металлургия, 1988,-1т.-с.759,2 т.-с.711.
- Erik Nordheim. Environmental regulations and perfomance for European smelters // light metals 2005/ p.275−277.
- EAA Environmental Profile Report, 2000. www.eaa.net
- Council Directive 96/61/EC of 27 September 1996 on ambient air quality assessment and management.
- Council Directive 1999/30/EC of 22 April 1999 relating to limit values for sulphur dioxide, nitrogen dioxide and oxides of nitrogen, paniculate matter and lead in ambient air.
- Proposal for Directive of the European Parliament and of the Council relating to arsenic, cadmium, mercury, nickel and polycyclic aromatic hydrocarbons in ambientair (Adopted but not yet published in Official Journal)
- Беспамятнов Т.П., Кротов Ю. А. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде.-JI.: Химия, 1985, с. 528.
- Контроль химических и биологических параметров окружающей среды. Энциклопедия «Экометрия».- Санкт-Петербург.: Крисмас, 1998.-c.851.
- Предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.- ГН 2.1.6.695−98.: Минздрав РФ, М., 1998 г.
- Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. ГОСТ 17.2.3.02−78.-М.: Издательство стандартов, 1978.
- Закон Российской Федерации «Об охране атмосферного воздуха» N 96-ФЗ.-1999 г.
- Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от 10 января 2002 г. Ш-ФЗ.
- Шаприцкий В.Н. Разработка нормативов ПДВ для защиты атмосферы. Справочник.-М. Металлурги, 1990.-С.416.
- Проект нормативов предельно-допустимых выбросов загрязняющих веществ для ОАО «Братский алюминиевый завод», ОАО «ВАМИ», С-Петербург, 2002 г.
- Проект нормативов предельно-допустимых выбросов загрязняющих веществ для ОАО «Красноярский алюминиевый завод», ОАО «ВАМИ», С-Петербург, 2004 г.
- Буркат B.C., Дудорова B.C., Смола В. И., Чагина Т. С. Физико- химические свойства глинозема, используемого для улавливания фторидов в системе сухой очистки // Light Metals, 1985. p. 1443−1448.
- Roland de Marco. Etude de l’etat d’hydratation d’alumines en relation aves lews proprietes d’adsorption du fluoruze d’hydrogene // diss, le grade de docteur es sciences. l’mst. National Polytechnique de Lorraine. — France. -1976.-p. 184.
- Алексеев Ю.Б., Буркат B.C., Дикун П. П., Мухленов И. П. Исследование адсорбционных свойств промышленного оксида алюминия применительно к смолистым веществам // Сборник научных трудов ВАМИ. Л., 1982-с. 61−66.
- Алексеев Ю.Б., Буркат B.C. Адсорбция полициклических ароматических углеводородов оксидом алюминия при сухой очистке газов // Сборник научных трудов ВАМИ. —Л., 1986. с. 128−133.
- Cochran C.N., Sleppy W.C., Frank W.B. Fumes in Aluminum Smelting: Chemistry of Evolution and Recovery // Metals. 1970 — Vol. 22 — N 9 — p. 54−57.
- Bohm E., Reh Z. Removal of impurities in aluminium smelter dry gas cleaning using method the VAW / Lurgy process // Light Metals. 1976 N 2 — p. 509 525.
- Mohammed H. Ghaith, Geir Wedde Experiences and performance of dry scrubbing at Alba // Light Metal. 1998. — c. 1257−1262.
- Буркат B.C., Смола В. И., Никифоров В. П. Сухая очистка фторсодержа-щих газов на алюминиевых заводах за рубежом / ЦНИИЦветмет экономики и информации М., 1982 — с. 32.
- Буркат B.C., Захарова Г. И. Исследование аэродинамических характеристик реактора для очистки газов во взвешенном слое глинозема // Труды ВАМИ-Л., 1981.
- Буркат B.C., Захарова Г. И., Мухленов И. П. Исследование процесса адсорбции HF в реакторе с взвешенным слоем глинозема // Труды ВАМИ-Л., 1983.-С.99−103.
- Lamb W.D. The role and fate of S02 in the Aluminium Reduction Cell Dry Scrubbing System // Light Metal, 1979, Metallurgical Society of AIME- p. 909−925.
- Патент 147 791 A/s Norsk Viftefabric, Норвегия кл. COIF 7/46 c25 с 3/22. Изобр. ОМ Кристиан Бекман. Заявка 05.02.81 w 810 393. Способ отделения содержащей примеси тонкой пыли от глинозема, использованного в системе сухой очистки.
- Буркат B.C., Смола В. И., Юсупов И. А. Высокоэффективная, сухая // Металлы Евразии. 1996. N 6. — с. 88−91.
- Lamb W.D., Reeve M. R, Dethloff F., Leinum M. Dry scrubbing of Aluminium Cell Gases: Desigh and Operation Characteristics of a Nove Gas / Solids React: J. of Metals, 1982, Nov. p. 48−54.
- Procedair Air Pollution Control «News, N 1, May», 1996.
- Буркат B.C., Смола В. И., Корабельникова Л. Л., Чащин А. И. Сухая очистка электролизных газов на Саянском алюминиевом заводе // Цветные металлы. -N 11. 1996 г.-с. 30−32.
- Дубчак Р. В. Зарубежная практика очистки газов от фтористых соединений при производстве алюминия / Цветметинформация. М.: 1976, с. 49.
- Буркат B.C., Баевский В.А, Друкарев В. А., Южанинов И. А. Контроль эффективности установки очистки газов // Очистка и утилизация промышленных отходов. Межвузовский сборник научных трудов. Л. -1988.-е. 4956.
- W. Muhlrad, A. Chauvineau Pechiney / Prat Daniel/ Dry Process for Control of Primary Aluminium Smelting Fume 102 nd AIME Annual Meeting Chicago, 1973 -14 p.
- Буркат B.C., Калужский H.A., Смола В. И., Сафарова Л. Е. Современное состояние и пути повышения экологической безопасности производства алюминия // Цветные металлы. 2001- N 12 — с. 89−94.
- Geir Wedde Retrofit of Dry scrubber pay back // Light Metals, 2002 p. 277 281.
- Andrew Haberl, Jean-Francois Langle Dry and wet scrubbers for High-Amperage Pots Some Resent Developments // Light Metals, 2002 p. 269−276.
- Отчет по теме: «Технико-экономическая и экологическая оценка освоения проектных показателей технологии „сухих“ газоочисток, транспорта глинозема и процесса электролиза в корпусах 5,6 с использованием фторированного глинозема». ВАМИ, СПб, 2003 г.
- Отчет по теме: Создать и освоить в опытно-промышленных условиях технологический процесс сухой очистки газов от алюминиевых электролизеровв рукавных фильтрах с использованием глинозема в качестве сорбента. ВАМИ, Л., 1978 г.
- B.C. Буркат, Н. В. Зорько, Д. В. Меркулов, Р. В. Мхчан и др. «Теоретические аспекты сухой очистки электролизных газов». Цветные металлы № 12, 2006
- Elmar Sturm, Geir Wedde, Eivind Holmefjord. High performance and cost efficient dry scrubber retrofit at haw., Light Metals, 2001, 379−383.
- G.A.Wellwood. The practice of dry scrubbing., Light Metals, 2001 p. — 371 377.
- Буркат B.C., Смола В. И., Юсупов И. А. сухая очистка электролизных газов на базе отечественных технических решений оборудования. Сб. науч. тр. ВАМИ. СПб.: ВАМИ, СПб, 1996 г.
- ТЭО Проекта развития КрАЗа, Hatch Associates Limited, 2003 г.
- Технологический регламент на проектирование устройства для повышения эффективности газоулавливания от электролизеров ВТ, ОАО «ВАМИ», С-Петербург, 2004 г.
- B.C. Буркат, Н. В. Зорько, В. П. Куликов, Д. В. Меркулов, Р. В. Мхчан «Оценка эффективности вторичных укрытий электролизеров Содерберга». Сборник научных трудов «Совершенствование технологических процессов получения глинозёма», С-ПБ 2005 г.
- Снижение выбросов: технологические и инвестиционные факторы, So-derberg Club Meeting Krasnoyarsk — June, 2005
- Буркат B.C., Друкарев B.A. Сокращение выбросов в атмосферу при производстве алюминия. СПб, 2005 г.
- Peter J. Hutchinson Modifi Studpulling Procedure at Kitimat Works // Light Metals.-1992.-P. 383−385.
- Дробнис В.Ф. Изучение особенностей формирования анода на промышленных электролизерах с верхним подводом тока / Автореферат канд. дисс. -Волгоград, 1968.-С.26.
- Tor Bjarno Pedersen, Adolf К. Syrdal, Audun Sathre. The new Soderberg concert // Light Metals, 1995, p. 253—256.
- Tor Bjarne Pedersen. The Soderberg cell technology-present performance, chllenges and possibilities., Light Metals, 2001.— p. 489— 495.
- Helge О. Forberg. Revitalization of Soderberg Smelters //, Light Metals, 2004. -p. 36−38.
- Andre Teissier-duCros. Why the soderberg technology has a future in mini-smelters integrating a coal fired power plant // Light Metals, 2005. p. 293−296.
- ГОСТ 17.2.4.02−81 Охрана природы. Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ.
- Методика определения количества воздуха, удаляемого общеобменной вентиляцией электролизных корпусов алюминиевых заводов (фонарных газов). МВИ № ОЭ-ФГ 2004/4 (Свидетельство Госстандарта РФ 242/136−2004 от 18.11.2004.).
- Методика выполнения измерений массовой концентрации фтористого водорода в воздухе, удаляемом общеобменной вентиляцией из корпусов электролиза алюминиевых заводов (фонарных газов) потенциометрическим методом. МВИ № ФГ 2004/2.
- Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л., Гидрометеоиздат, 1986 г.
- Методика расчёта концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. Госкомгидромет, Гид-рометеоиздат, Ленинград, 1987 г.
- Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. Министерство охраны окружающей среды. РФ, С-Петербург, 2000 г.
- В.В. Смыслов, И. К. Цыбуков О рациональном методе расчёта тепловыделений в корпусах электролиза алюминия/Щветные металлы. 1972, — № 7. — С. 44 — 47.
- Сушков а.И., Троицкий И. А. Металлургия алюминия. М. Металлургия, 1965
- Ветюков М.М., Цыплаков A.M., Школьников С. Н. Электрометаллургия алюминия и магния. М: Металлургия, 1987
- L. Wikstrom. Control of gas collection efficiency in VSS potlines by monitoring C02 and CO in the primary pot gases. Light Metal, 1984 p. 1457 — 1471.
- Яблонский K.B., Сафарова Л. Е. Оценка эффективности укрытий радиоизотопным методом в различные технологические периоды работы алюминиевого электролизёра. Сб. научных трудов ВАМИ производство алюминия и магния, № 104, ВАМИ, Л., 1979, с. 9 — 15.
- Методика выполнения измерения массовой концентрации бенз (а0пирена в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе населённых мест методом криолюминесценции с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02−2М». Методика М02−10−2002. С-Пб, 2002 г.
- Методические указания. Измерение концентраций аэрозолей преимущественно фиброгенного действия. Москва, 1988 г.
- Методические указания. Измерения массовой концентрации гидрофторида (фтористого водорода) в воздухе рабочей зоны фотометрическим методом. Сборник методических указаний. МУК 4.1.1341 -4.1.1351. Вып.40.
- М.:Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006 г.
- Д.Г.Перри. Справочник инженера химика, т.1., J1."Химия", 1969, с. 182
- Методика определения предотвращения экологического ущерба, Москва, 1999 г.
- Временные методические рекомендации по проведению оценки эколого-экономической эффективности проектов намечаемой хозяйственной деятельности/Медведева О.Е.//Экологическая экспертиза и ОВОС, 2004 г., № 6.
- Расчет изменения массы электролита в электролизере при изменении криолитового отношения электролита1. АНОД1. ЭЛЕКТРОЛИТ
- Площадь шахты электролизера: 9,4×3,85 = 36,19 м²
- Площадь анода: 8,4×2,75 = 23,10 м²
- Площадь пространства борт-анод: 36,19−23,10 = 13,09 м²
- Объем пространства борт-анод приуровне электролита 15 см: V = 13,09×0,15= 1,964 м³
- Объем поданодного пространства, занимаемого электролитом примежполюсном зазоре 5 см: Va = 23,10×0,05=1,155 м³
- Всего объем электролита в ванне: 1,964+1,155=3,12 м3криолитовое отношение, б/р.
- Зависимость плотности расплава системы NaF A1F3 при 1000 °C в координатах криолитовое отношение — плотность в интервале: к.о. = 2,2 (31,2%мол.АШз) к.о. = 3,6 (21,7% мол. АШ3)
- Или наоборот, при одной и той же массе электролита 6,49 т при снижении криолитового отношения с 2,7 до 2,3 объем, занимаемый расплавом уве6 490 з зличивается с 3,12 до м, или на 0,11 м. электролизеров
- Фактический расход криолита с к.о.=3,0 на пуск составляют 52,6 т/электролизер. Это количество должно обеспечить создание незавершенного производства и покрыть потери на пропитку угольной подины.
- F, то расход криолита на пропитку футеровки составляет = 15,4 т. Такимобразом, избыток электролита составляет: 52,6-(8,3+15,4) = 28,9 т.
- Для нейтрализации этого количества криолита до к.о.=2,3 требуется добавка фторида алюминия в количестверкр кр vк (т + 2) 'где: Pf масса A1F3, необходимая для нейтрализации криолита с модулем «т» до криолита с модулем «к».
- Ркр удельный расход криолита с модулем «т». 2 — стехиометрическое отношение молекулярных масс A1F3 и NaF .ркр = 2^(3−2,3) 2×14,07×0,7, ?1 2,3(3 + 2) 2,3x5
- Или в сумме избыток электролита по этой статье составит:14,07+1,71=15,78 кг/тА1,или в пересчете на фтор 15,78−0,5576 = 8,8 кг F/т А1. где: 0,5576 массовая доля фтора во фторалюминате натрия с к. о =2,3 доли ед.
- Это количество частично служит для компенсации потерь со снимаемой угольной пеной, а в остальном увеличивает массу электролита в электролизере.1. Фтористый водород
- Рис. 1. Результаты определения концентрации фтористого водорода над электролизеромв открытом и укрытом состоянии0,4 0,35I1.0,25 ?°'2 I1. S 0,15 11.0,10,05 0