Wstęp.
Spiekalnia – jej wpływ na środowisko.
Charakterystyka emisji ze spiekalni.
Emisje zanieczyszczeń do powietrza:
Emisje zanieczyszczeń do wód:
Wytwarzanie i unieszkodliwianie odpadów:
Wielkie piece.
Charakterystyka emisji zanieczyszczeń z wielkich pieców.
Emisja zanieczyszczeń do powietrza:
Emisja zanieczyszczeń do wód:
Wytwarzanie i unieszkodliwianie odpadów:
Stalownie konwertorowe.
Charakterystyka emisji zanieczyszczeń ze stalowni konwertorowej.
Emisje zanieczyszczeń do powietrza:
Emisje zanieczyszczeń do wód:
Wytwarzanie i unieszkodliwianie odpadów:
Wstęp.
Zgodnie z zapisami art. 85 ustawy Prawo ochrony środowiska z dnia 27 kwietnia 2001 r. ochrona powietrza polega na zapewnieniu jak najlepsze jego, jakości, w szczególności poprzez utrzymanie stężenia substancji w powietrzu poniżej dopuszczalnych poziomów lub co najmniej na tych poziomach. Zakłady przemysłowe są prawnie zobowiązane do stosowania metod, technologii i środków technicznych chroniących powietrze przed zanieczyszczeniem. Emisje pyłowo-gazowe powstające w hutach zintegrowanych, podczas procesu spiekania stanowią ok. 65% emisji zanieczyszczeń, z czego ok. 35–40% to emisja pyłu. Ze względu na skład, emisje pyłowo-gazowe mają duży wpływ na środowisko naturalne. Tak jak w przypadku większości procesów spalania, w spalinach z procesu spiekania, występują różne substancje zanieczyszczające, m.in.: pyły (zawierające metale ciężkie, związki żelaza i ołowiu), NO, SO,
CO, CO2, HCl, HF, polichlorowane bifenyle (PCB), dioksyny i furany, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) oraz lotne związki organiczne.
Spiekalnia – jej wpływ na środowisko.
W Polsce są dwie spiekalnie umieszczone w dwóch hutach zintegrowanych. Spiekanie rud żelaza polega na przygotowaniu wsadu do wielkiego pieca. Do spiekania wykorzystywane są drobnoziarniste tworzywa żelazonośne (miałkie rudy żelaza, aglorudy, pyliste koncentraty rudne, pyły żelazonośne, zgorzelina), w wyniku spiekania tych tworzyw powstaje odpowiedni spiek, który można użyć we wsadzie wielkiego pieca.
Charakterystyka emisji ze spiekalni.
Huty zintegrowane emitują następujące zanieczyszczenia:
ze spiekalni emituje się od 60 do 65% zanieczyszczeń pyłowo – gazowych
wielkie piece emitują około 5 % zanieczyszczeń pyłowo – gazowych.
stalownie konwertowe emitują około 30 % zanieczyszczeń pyłowo – gazowych
Zanieczyszczenia gazowe to w 95% emisje CO2 (źródło taśmy spiekalnicze i konwertory), pozostałe zanieczyszczenia to: CO, NO2, SO2. Taśmy spiekalnicze emitują od 35 do 40 % pyłu (resztę emisji pochodzi z hali stalowni, hal lejniczych wielkich pieców, dołów żużla wielkopiecowego i niewielka emisja z instalacji ciągłego odlewania stali).
Emisje zanieczyszczeń do powietrza:
Emisja zanieczyszczeń do powietrza ze spiekalni ma duży udział całkowitej emisji z huty zintegrowanej. Gazy odlotowe odciągane z taśm spiekalniczych, wiążą się
z zanieczyszczeniem powstającym na taśmie spiekalniczej takie jak: pyły zawierające metale ciężkie oraz tlenki azotu, chlorowodór, związki fluoru, dwutlenek węgla i tlenek węgla. Zanieczyszczenia te przedostają się do atmosfery po przejściu przez wysokosprawne urządzenia odpylające. Ponadto mogą zawierać również nieznaczne ilość związków, takich jak polichlorowane dibenzodioksyny/dibenzofurany, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, polichlorowane bifenyle. Można również zauważyć emitowane pyły przy dokruszaniu koksiku lub przy operacjach przesiewania. Podstawowe przyczyny wysokiej emisji pyłów i metali spiekalniach hut zintegrowanych związane są z następującymi czynnikami:
złą jakością stosowanych surowców m.in. rud żelaza i koksiku
zawracaniem pyłów i szlamów z wydziałów surowcowych do procesu (zwiększanie ilości odpadów powoduje wzrost emisji do powietrza)
brakiem recyrkulacji na taśmach spiekalniczych
Obecnie, w wyniku zaostrzenia norm emisji oraz dzięki rozwojowi nowych technologii spalania, sytuacja ulega obniżeniu, a współczesne spalarnie emitują spaliny zawierające dioksyny i furany
w takim stężeniu, jakie występuje w zanieczyszczonym powietrzu miejskim.
Emisje zanieczyszczeń do wód:
Do instalacji hut zintegrowanych stosuje się obiegi wodne z szeregowym wykorzystaniem wody to znaczy kieruje się świeżą wodę w pierwszej kolejności do obiegów wody czystej
a zrzuty z tych biegów kolejno do obiegów brudnych o niższych wymaganiach jakościowych. Ścieki z wydziałowych obiegów brudnych spływają razem z wodami opadowymi do wewnętrznej oczyszczalni ścieków. Ścieki te po oczyszczeniu
i uzdatnieniu zawracane są, jako woda przemysłowa i wykorzystywana jest do chłodzenia obiegów chłodzących w hucie. W procesie produkcji spieku woda wykorzystywana jest do chłodzenia urządzeń oraz do mokrego odpylania i spłukiwania pyłów. o uzupełnienia obiegów zużywa się (po oczyszczeniu w zakładowej oczyszczalni) ścieków. Nadmiar ścieków zrzucany jest do kanalizacji deszczowo-przemysłowej. W związku z różnym sposobem postępowania z ściekami i brakiem ich monitorowania nie znamy składu ścieków.
Wytwarzanie i unieszkodliwianie odpadów:
Spiekalnia jako centrum odzysku i wykorzystania odpadów wykorzystuje pyły i szlamy własne oraz z wielkich pieców i stalowni konwertowej. Szlamy żelazonośne uzyskuje się w wyniku mokrego oczyszczenia gazów wielkopiecowego, konwertorowego oraz wskutek odbioru na mokro pyłów z odpylania taśm spiekalniczych. Zanieczyszczoną wodę z mokrych oczyszczalni gazu oczyszcza się i następuje osadzanie zawiesin w postaci szlamu. Szlamy te kierowane są rurociągami na składowiska odpadów uwodnionych lub do zakładowej oczyszczalni ścieków. W oczyszczalni następuje osuszenie mieszaniny szlamów do około 50% wody, szlamy po dalszym osuszeniu(do 30-40% wody), są zawracane do procesu spiekalniczego. Szlamy takie mogą być wykorzystane ponownie, jako wsad żelaznonośny.
Wielkie piece.
Piece o dużej objętości usytuowane są w hutach zintegrowanych i produkują surówkę przeróbczą. Poza hutami zintegrowanymi może wystąpić wielki piec o małej objętości, produkujący żelazomangan wielkopiecowy. Wielkie piece to piece szybowe pracujące w sposób ciągły. Wewnętrzny kształt takiego pieca jest ograniczony odmurzem wykonanym z materiałów ogniotrwałych. Przestrzeń robocza wielkich pieców to pojemność użyteczna mieści się w zakresie od 484 do 3200 m3. W celu uzyskania jak największej produkcji przy jak najniższym zużyciu koksu stosuje się technologię wielkopiecową, która wymaga starannego przygotowania materiałów wsadowych – wsad powinien zawierać żelazo w graniach 56-60%, posiadać właściwą kawałkowość, nie może zawierać miału i powinien być uśredniony pod kątem składu chemicznego.
Charakterystyka emisji zanieczyszczeń z wielkich pieców.
Emisja zanieczyszczeń do powietrza:
Gaz wielkopiecowy wychodzący z wielkiego pieca zawiera zanieczyszczenia to są: tlenki żelaza, metale ciężkie oraz węgiel, tlenek i dwutlenek węgla, wodór, tlenek cynku, związki siarki, amoniak, związki cyjanku, węglowodory alifatyczne i węglowodory aromatyczne. Przekazanie surowego gazu do powietrza może zaszkodzić przez powietrzny zawór upustowy, natomiast oczyszczony gaz wielkopiecowy jest używany w hucie, jako źródło energii. Zdecydowana większość gazu wielkopiecowego jest wychwytywana, oczyszczona i nie ma znaczących emisji do powietrza z wielkiego pieca. Pośrednia emisja będzie mieć miejsce, w przypadku, kiedy gaz wielkopiecowy jest spalany w nagrzewnicach oraz np. zakładowych kotłowniach. Niewielka ilość gazu może uchodzić podczas załadunku wsadu do wielkiego pieca. Nieznaczna ilość tlenku siarki może być emitowana podczas chłodzenia żużla, lotne związki chemiczne mogą być uwalniane z rynien surówkowych i żużlowych.
Emisja zanieczyszczeń do wód:
Czysta woda wykorzystywana jest do chłodzenia wielkiego pieca, dysz wielkopiecowych
i innych urządzeń pomocniczych. Woda chłodząca występuje w obiegu zamkniętym. Woda obiegowa oczyszczająca gaz jest zanieczyszczona stałymi i rozpuszczonymi związkami. Do uzupełnienia obiegów mogą być używane zawrócone ścieki.
Wytwarzanie i unieszkodliwianie odpadów:
Szlamy żelazonośne powstają przede wszystkim w wyniku mokrego odpylania gazów i spalin w takich instalacjach jak odpylnie mieszalni namiaru i ciągi chłodzenia gorącego spieku zwrotnego, oczyszczalnie gazu wielkopiecowego i oczyszczalnie gazu konwertorowego. Szlam wielkopiecowy jest najdrobniejszą frakcją materiałów wsadowych, wychwyconą podczas mokrego oczyszczania gazu wielkopiecowego, osadzoną w osadnikach radialnych wielkich pieców. Szlam spiekalniczy powstaje wskutek odbioru na mokro pyłów z odpylania taśm spiekalniczych. Pyły żelazonośne są zatrzymywane w odpylni i gromadzone w zbiorniku, a następnie przewożone do namiarowni składników pylastych. Z kolei pył wielkopiecowy jest drobną frakcją materiałów wsadowych, wychwyconą w odpylniku statycznym podczas procesu suchego oczyszczania gazu wielkopiecowego.
Stalownie konwertorowe.
Stalownie konwertorowe posiadają po trzy konwertory wraz z ciągłym odlewaniem stali. Proces konwertorowy polega na produkcji stali, poprzez utlenienie niepożądanych pierwiastków, w czasie przedmuchiwania tlenem ciekłej surówki żelaza. Konwertor tlenowy zbudowany jest z dużego zbiornika stalowego, otwartego od góry i wyłożonego zasadowymi materiałami ogniotrwałymi. Specyficzna konstrukcja pozwala na pochylenie zbiornika i na obrót wokół jego osi o 360o. Nad zbiornikiem usytuowany jest okap z systemem odciągu, który chłodzony jest wodą i odprowadza gorące gazy odlotowe do oczyszczalni gazów.
Wsad żelaznonośny konwertorów stanowią: ciekła surówka stała i złom stalowy.
Materiałami żużlotwórczymi są: wapno palone, dolomit palony i surowy, kawałkowy żużel stalowniczy. W celu schłodzenia kąpieli metalową stosuje się rudę żelaza i żużel magnetyczny.
Charakterystyka emisji zanieczyszczeń ze stalowni konwertorowej.
Emisje zanieczyszczeń do powietrza:
W procesie konwertorowego wytwarzania stali, swoiste znaczenie mają emisje do powietrza, w szczególności tlenków metali tlenku węgla (II) z niewielkimi ilościami tlenków siarki i azotu. Podczas procesu świeżenia wyrzuty stali i żużla mogą spowodować uwalnianie się duże ilości pyłu. Ponadto pyły i dymy mogą przedostać się do powietrza w czasie ładowaniu wsadu do konwertora oraz tlenek azotu podczas podgrzewania kadzi i przez urządzenia grzewcze.
Emisje zanieczyszczeń do wód:
Czysta woda używana w obiegowym układzie chłodzenia obsługująca elementy wyposażenia, takie jak: lanca tlenowa, okap pierwotnego układu odciągu gazów odlotowych i rurociągu odprowadzającego gorące gazy. Znajdująca się w obiegu woda stosowana jest do oczyszczania i chłodzenia pierwotnych gazów odlotowych wydobywających się z konwertorów i staje się bardzo zanieczyszczona przez substancje stałe tj. sole alkaliów, związki ołowiu i cynku oraz fluorki. Stężenie tych związków stałych może być bardzo różne w zależności od pracy konwertora i ilości wody przepływającej, jako wypuszczanej z obiegu. Często stosowane są instalacje do demineralizacji lub zmiękczania wody, przez co zwiększają zróżnicowanie, jakości ścieków: kwasowości, alkaliczności i zasolenia.
Wytwarzanie i unieszkodliwianie odpadów:
Źródła przenikania zanieczyszczeń do ziemi stanowią: szlam z pierwotnego układu oczyszczania gazów odlotowych, suchy pył z wtórnego układu oczyszczania gazów odlotowych i żużel. Złom i tlenki żelaza mogą być zawracane do procesu konwertorowego, jako ochładzacze kąpieli stalowej.