EP.1 Odpylanie główne
Opis: Podczas wdmuchiwania tlenu wytwarzany jest gaz konwertorowy. Gaz ten jest obciążony dużą ilością pyłu. Jeżeli gaz konwertorowy jest stosowany jako paliwo (patrz PI.1), musi spełnić pewne wymagania. Jeżeli jest on spalany w przewodzie gazów odlotowych, emitowane spaliny muszą spełniać miejscowe normy dotyczące emisji. Na dzień dzisiejszy większość zakładów odzyskuje gaz konwertorowy jako paliwo. Systemy pełnego spalania wprowadzają powietrze z otoczenia do głównego systemu odciągu w celu spalenia gazu konwertorowego. Prowadzi to do dużego przepływu spalin (2000-3000Nm³/t płynnej stali), podczas gdy w systemach spalania tłumionego wytwarzany jest tylko gaz konwertorowy (50-100 Nm³/t płynnej stali) (patrz tabela 8.5). Powoduje to znaczne różnice w wymiarach urządzeń głównego odpylania. Zmniejszona wielkość przepływu spalin charakteryzująca metodę spalania tłumionego daje w rezultacie wyższe stężenie pyłów w surowym gazie tak, że aby uzyskać taką samą czystość gazu musi zostać zwiększona skuteczność systemu wychwytywania pyłów. Dlatego też z punktu widzenia wychwytywania pyłów, zasada spalania tłumionego umożliwia zastosowanie systemów odpylania zaprojektowanych na mniejsze wielkości przepływów objętościowych, które niemniej jednak muszą osiągać wyższe wielkości wychwytywania pyłów.
Główne odpylanie jest zwykle przeprowadzane w płuczkach zwężkowych (około 90% zakładów) lub w suchych filtrach elektrostatycznych. Przed dojściem do płuczki zwężkowej lub filtra elektrostatycznego gruboziarnisty pył jest zwykle usuwany za pomocą deflektora itp.
Szczególną uwagę należy zwrócić na emisje pyłu przez otwór lancy tlenowej. Emisje z tego otworu mogą wynosić aż 50 g/t płynnej stali. Mogą one zostać obniżone za pomocą ruchomego „kamienia młyńskiego”, który przykrywa otwór podczas wdmuchiwania tlenu i/lub wtryskiwania gazu obojętnego (N2/CO2) lub pary w celu rozproszenia cząstek pyłu. Inne konstrukcje uszczelnień otworu lancy są również efektywnie łączone z przyrządami czyszczącymi lancy.
Główny osiągnięty poziom emisji:
Odpylanie na sucho i spalanie tłumione: Stosując filtry elektrostatyczne można zmniejszyć stężenia pyłów w gazie konwertorowym nawet do poziomu 10 mg/Nm³ (jest to równoważne 0,5-1,0 g/t płynnej stali), a w każdym razie do poziomu poniżej 50 mg/Nm³. Przed oczyszczeniem gazu w filtrze elektrostatycznym pył gruboziarnisty jest usuwany w strefie odchylania, a gaz jest uzdatniany w chłodnicy wyparnej.
Odpylanie na sucho i spalanie otwarte: Nie wpłynęły żadne dane eksploatacyjne.
Płukanie i spalanie tłumione: Przy zastosowaniu systemu mokrego na początku usuwany jest pył gruboziarnisty w separatorze mokrym, a pył drobnoziarnisty przez płuczki zwężkowe. Stężenie pyłu w gazie konwertorowym po płukaniu wynosi zwykle od 15 do 50 mg/Nm³, ale może być również niższe niż 10 mg/Nm³.
Płukanie i spalanie otwarte: Gdy gaz konwertorowy jest spalany w przewodzie gazów odlotowych i oczyszczany za pomocą płuczek zwężkowych, zawartość resztek pyłu wynosi od 10 do 50 mg/Nm³.
Zastosowanie: Techniki te można stosować zarówno w nowych, jak i w istniejących zakładach. Coraz większa liczba zakładów stosuje odpylanie elektrostatyczne na sucho. Na przykład w Voest –Alpine Stahl Austria –Linz stalownia została zmodernizowana przez zainstalowanie systemu odpylania na sucho, który zastąpił istniejący dotychczas system odpylania na mokro.
Oddziaływanie na środowisko: Odciągnięte pyły i szlamy mogą zawierać wysokie stężenia cynku, co jest przeszkodą w ich powtórnym wykorzystaniu. Zastosowanie złomu wolnego od cynku może umożliwić recykling szlamu/pyłów z konwertora do spiekalni (patrz PI.2). Zakłady stosujące suche filtry elektrostatyczne mogą brykietować na gorąco odpady stałe i recyklować brykiety bezpośrednio do procesu wytwarzania stali (patrz EP.4).
Oprócz tego, odpylanie na mokro oznacza wytwarzanie strumienia skażonych ścieków (patrz 8.2.2.3.1).
Ponadto, urządzenia do odpylania na mokro zużywają energię. Przy systemie spalania tłumionego może to odpowiadać od 0,001 do 0,005 GJ/t stali dla płuczki zwężkowej i <0,001 GJ/t stali dla suchego filtra elektrostatycznego. W systemie spalania otwartego może to odpowiadać od 0,04 do 0,15 GJ/t surówki dla płuczki zwężkowej i < 0,005 GJ/t stali dla suchego filtra elektrostatycznego.
Przykładowe zakłady:
Suchy filtr elektrostatyczny i spalanie tłumione: Thyssen Stahl AG, Niemcy – Duisburg;
LD Melt Shop 3, Voest Alpine Stahl AG,
Austria –Linz;
Suchy filtr elektrostatyczny i spalanie otwarte: Dane niedostępne;
Płukanie i spalanie tłumione: Stalownia konwertorowo tlenowa 2;
Hoogovens IJmuiden, Holandia-IJmuiden;
Płukanie i spalanie otwarte: Stalownia konwertorowo tlenowa 1;
Hoogovens IJmuiden, Holandia-IJmuiden.
Dane ekonomiczne: Koszt inwestycji: 24 do 40 milionów ecu1996 dla stalowni o produkcji stali w wysokości 1 Mt/rok.
Koszty eksploatacji: 2 do 4 ecu1996/t płynnej stali.
Cel wdrożenia: Aby możliwe było odzyskiwanie gazu konwertorowego konieczne jest przeprowadzenie wysoko efektywnego oczyszczenia gazu. W przypadku, gdy gaz konwertorowy nie jest odzyskiwany musi on zostać oczyszczony tak, aby spełniał obowiązujące graniczne wartości emisji.
Bibliografia: [Joksch, 1995; Köller, 1995; WE Zasadowy konwertor tlenowy, 1995; InfoMil, 1997].
EP.2 Obniżenie zawartości pyłu pochodzącego z procesu oczyszczania surówki
Opis: Podczas trójetapowego procesu wstępnego oczyszczania surówki (odsiarczanie, oddzielanie żużla i transport gorącego metalu oraz ważenie) występują emisje pyłu. Jednostkowy współczynnik emisji pyłów (przed obniżeniem emisji) wynosi od 110 do 830 g/t płynnej stali [EUROFER (Europejska Konfederacja Przemysłu Żelaza i Stali), Zasadowy konwertor tlenowy,1997]. Emisje te zostają wychwycone (rysunek 8.16) i są zwykle oczyszczane za pomocą filtrów tkaninowych. Stanowiska odsiarczania są w większości stanowiskami typu zamkniętego. Główne działania w operacjach odzysku pyłów obejmują zastosowania pokryw kadzi, kontrolowanego wprowadzania środków odsiarczających, zintegrowanej operacji odżużlania, jak również zastosowania zamknięcia układu odciągu i zainstalowania drzwi przesuwających się podczas trwania procesu (rysunek 8.16 ).
Rysunek 8.16: Wychwytywanie pyłu na stanowisku odsiarczania gorącego metalu - [EUROFER (Europejska Konfederacja Przemysłu Żelaza i Stali) Zasadowy konwertor tlenowy, 1997]
Odciągane gazy zawierają do 10000 mg/Nm³ pyłu. W niektórych przypadkach stosuje się suche filtry elektrostatyczne.
Ważnym czynnikiem jest skuteczność usuwania pyłów przez system odciągu. Położenie okapu odciągowego powinno zostać zoptymalizowane tak, aby możliwe było osiągnięcie dużej skuteczność odciągania gazów. Przepływ gazów odlotowych wynosi od 30000 do 40000 Nm³/godz.
Główny osiągnięty poziom emisji: W przypadku, gdy pył jest skutecznie odciągany, a następnie przeprowadzany przez filtr tkaninowy (lub filtr elektrostatyczny), możliwe jest osiągnięcie poziomu emisji niższego niż 10 mg/Nm³ (około 1 g/t płynnej stali) (patrz również tabela 8.3).
Zastosowanie: Techniki te można stosować zarówno w nowych, jak i w istniejących zakładach.
Oddziaływanie na środowisko: Pompy ssące zużywają energię. Ponadto wytwarzane są odpady stałe. Mogą one być recyklowane do procesu spiekania (wysoka zawartość Fe). Skład pyłu pochodzącego z zespołu odsiarczania surówki zależy głównie od zastosowanych środków odsiarczających.
Przykładowe zakłady: Obniżenie emisji pyłu podczas wstępnego oczyszczania surówki jest praktykowane w wielu zakładach na świecie.
Dane eksploatacyjne: Zarówno filtry tkaninowe, jak i filtry elektrostatyczne mogą być bez problemów eksploatowane.
Dane ekonomiczne: Koszty inwestycyjne: około 10 milionów ecu1996.
Cel wdrożenia: Głównym celem wdrożenia tej technologii jest osiągnięcie granicznych wartości emisji lub innych wymagań prawnych.
Bibliografia: [InfoMil, 1997; WE Zasadowy konwertor tlenowy, 1995]
Puchaczo_o