Характеристика загрязняющих веществ
При плавке 1 т металла в открытых чугунолитейных вагранках выделяется 900—1200 м3 колошникового газа, содержащего оксиды углерода, серы и азота, пары масел, полидисперсную пыль и др. При разбавлении колошникового газа воздухом, подсасываемым через завалочное окно вагранки, количество отходящих газов увеличивается в 1,5—3,5 раза. Параметры и состав газов, отходящих от открытых чугунолитейных вагранок, приведены в табл. 3.
Химический состав ваграночной пыли зависит от состава металлозавалки, топлива, условий работы вагранки и может колебаться в следующих пределах (мас. доли, %): SiO2 — 20-50; CaO — 2-12: А12О3 — 0,5-6; MgO — 0,5-4; (FeO + Fe2O3) — 10-36; МnО —0,5-2,5; С — З0-45.
Дисперсный состав ваграночной пыли:
Размер частиц, мкм . . <5 5—10 10—25 25—50 50—75 75—150 >150
Фракционный состав:
при горячем дутье, % 16,6 13,3 16,0 13,2 12,5 18,4 10
при холодном дутье, % 2,4 6,2 21,8 26,4 29,9 13,3
Медианный размер пыли при горячем дутье 20 мкм, а при холодном дутье 70 мкм.
В закрытых чугунолитейных вагранках производительностью 5—10 т/ч на 1 т выплавленного чугуна выделяется 11—13 кг пыли, 190—200 кг оксида углерода, 0,4 кг диоксида серы, 0,7 кг углеводородов и др. Концентрация пыли в отходящих газах составляет 5—20 г/м3, медианный размер пыли 35 мкм.
В табл. 4 приведены выбросы загрязняющих веществ электродуговыми печами при выплавке стали.
Состав пыли зависит от марки выплавляемой стали. Примерный химический состав пыли, мае. доли, %: Fе2О3 — 56,8; Мn2Оз —10,0; Аl2Оз —5,0; Si2 —6,9; СаО —6,9; МgО — 5,8;
остальное — хлориды, оксиды хрома и фосфора. Средний фракционный состав пыли:
Размер частиц, мкм 0—2 2—4 4 6 6 8 8 10 >10
Фракционный состав, % ... 52,2 22,5 6,2 7,3 2,5 9,3
При плавке стали в индукционных печах, по сравнению с электродуговыми, выделяется незначительное количество газов и в 5—6 раз меньше пыли, по размеру более крупной.
При литье под действием теплоты жидкого металла из формовочных смесей выделяются бензол, фенол, формальдегид, метанол и другие токсичные вещества
Примечания. 1. 80% газовыделения всех вредных веществ приходится на первые 20 мин после заливки металла в формы. К концу первого часа газовыделение практически прекращается. 2. Холоднотвердеющая смесь для стального литья на 100 мас. ч. кварцевого песка содержит 2 мас. ч. смолы ОФ-1 и катализатор в виде 70%-ного водного раствора бензосульфокислоты (60% от массы смолы ОФ-1); для чугунного литья — 2 мас. ч. смолы БС-40 и катализатор в виде технической ортофосфорной кислоты (40% от массы смолы БС-40); для фасонного чугунного литья — 4 мас. ч. смолы УКС и катализатор в виде раствора хлорного железа (20% от массы УКС). количество которых зависит от состава формовочных смесей, массы и способа получения отливки и ряда других факторов. Газовыделения при заливке металлом форм и их охлаждении можно определить по данным, приведенным в табл. 5.
От участков выбивки литья на 1 м2 площади решетки выделяется до 45—60 кг/ч пыли, 5—6 кг/ч оксида углерода, до 3 кг/ч аммиака. Значительными выделениями пыли сопровождаются процессы очистки и обрубки литья. Работа пескоструйных и дробеструйных камер, очистных барабанов и столов сопровождается интенсивным выделением пыли с медианным размером 20— 60 мкм. Концентрация пыли в воздухе, отводимом от камер и барабанов, составляет 2—15 мг/м3.
Значительное количество пыли и газов выделяется в атмосферу участками литейных цехов по приготовлению, переработке и использованию шихты и формовочных материалов. Так, содержание пыли, на 35—50% состоящей из диоксида кремния, в отводимом воздухе составляет:
Интенсивность выделения вредных веществ (приведено к формальдегиду) при изготовлении стержней из холоднотвердеющей смеси зависит от состава связующего вещества (газовыделение отнесено к 1 дм2 площади поверхности стержня):
В большинстве случаев отходящие газы сталеплавильных агрегатов состоят из СО, СО2, Н8О и Ns. При плохом смешении топлива с воздухом, при значительных процессах воздуха и т. п. в газах содержится также О2. Кроме того, в отходящих газах содержится небольшое количество примесей (NOX, SO4, Ar и др.) а также некоторое (часто — значительное) количество пыли. Пыль, выделяющаяся из сталеплавильных агрегатов, обычно называют плавильной, а газы вместе с пылью — выбросами (иногда, пылегазовыми потоками). Отходящие газы имеют температуру 1500—1700 °С, входящий в состав газов монооксид углерода СО может быть использован в качестве топлива и как химический реагент (восстановитель). Поскольку практически всегда в газах содержится большее или меньшее количество пыли, вопросы утилизации отходящих газов рассматриваются одновременно с вопросами очистки газов от пыли, улавливания пыли и ее утилизации.