Предприятия чёрной металлургии полного цикла являются источниками полидисперсных аэрозолей и токсичных газообразных соединений. Параметры пылегазовых потоков определяются технологией передела, составом шихтовых материалов, кислородным режимом и конструкцией тепловых агрегатов. Инженерный анализ газоочистных установок требует дифференцированного подхода к каждому переделу с учётом гранулометрического, химического и фазового состава пыли, а также коррозионной активности газовой фазы.
Агломерационное производство
Отходящие газы агломерационных машин ленточного типа образуются в результате прососа воздуха через слой спекаемой шихты. Температурный режим варьируется в пределах 80–250 °C. Очистку отходящих газов агломерационного производства, в силу свойств пыли, наиболее рационально осуществлять в рукавных фильтрах. Однако из-за значительных колебаний температуры, граничащих с предельными значениями для фильтровальных материалов, необходимо правильно определить рабочую и максимальную температуры, выбрать соответствующий фильтровальный материал, а при необходимости — предусмотреть охладитель.
Доменное производство
Аспирация литейных дворов. Источники выделения пыли: летки, желоба, ковши. Пыль характеризуется низкой дисперсностью, наличием графита и масляных аэрозолей. Основная сложность — значительные объёмы выбросов от леток. Они происходят периодически, но отличаются высокой интенсивностью. Дополнительная сложность заключается в том, что для эффективной локализации неорганизованных выбросов требуется максимально близко размещать зонты воздухозабора. Однако существующие производства проектировались без учёта мест для установки такого оборудования. Это обусловливает необходимость тщательной проработки проектных решений с учётом свободных пространств, траекторий движения оборудования и персонала, а также соблюдения геометрических пропорций, обеспечивающих оптимальную аэродинамику вытяжных зонтов.
Аспирационные системы литейных дворов включают протяжённую разветвлённую сеть газоходов, для работы которой используются мощные вентиляторы. Очистка осуществляется в рукавных фильтрах.
Бункерные эстакады доменного производства также вносят существенный вклад в пылегазовые выбросы. Источниками выбросов являются:
- разгрузка железнодорожных вагонов в приёмные бункеры;
- пересыпка материалов с конвейера на конвейер;
- работа грохотов-питателей (отсев мелочи);
- загрузка весовых воронок и дозаторов;
- перегрузка материалов в скипы.
При проектировании систем аспирации данных переделов необходимо учитывать особенности пыли, прежде всего её абразивность, а также выполнять аэродинамические расчёты, исключающие пыление в местах эвакуации пылегазовой среды. Сеть аспирационных газоходов отличается разветвлённостью, очистка производится в рукавных фильтрах как в наиболее эффективных современных аппаратах.
Сталеплавильное производство
В отличие от доменного производства, где основным источником тепла служат кокс и реакции окисления, в дуговых сталеплавильных печах (ДСП) нагрев и расплавление металлошихты осуществляются за счёт электрической дуги. Очистке подлежат следующие переделы: шихтовое отделение (подготовка металлошихты) и непосредственно плавильные агрегаты.
Особенностью данных производств является организованный отбор запылённого потока от плавильного агрегата через технологическое отверстие. Поток характеризуется высокой температурой и требует последовательного охлаждения: сначала в водоохлаждаемом газоходе, затем в теплообменнике типа «воздух–воздух». При проектировании необходимо корректно определять объёмы эвакуируемого воздуха, поскольку они напрямую влияют на производительность печи (избыточный объём её снижает). Кроме того, требуется точный расчёт снижения температуры газопылевого потока и выбор скоростей в газоходах, исключающих оседание пыли и минимизирующих её абразивное воздействие.
Для очистки газопылевых потоков сталеплавильного производства оптимальны рукавные фильтры, обеспечивающие низкую остаточную запылённость.
Ферросплавное производство
Ферросплавная промышленность — специализированная под отрасль чёрной металлургии, предприятия которой выпускают ферросплавы, лигатуры и легирующие добавки, необходимые для раскисления и легирования стали. Системы аспирации в ферросплавных цехах охватывают закрытые и открытые руднотермические печи, участки шихтоподготовки и шихтоподачи, разливочные пролёты.
В настоящее время практически безальтернативным оборудованием для очистки от пыли являются рукавные фильтры. При необходимости они дополняются аппаратами грубой очистки. Уловленная пыль ферросплавного производства является товарным продуктом.
Горно-обогатительные комбинаты (ГОКи)
Горно-обогатительные комбинаты представляют собой сложные территориально распределённые комплексы, объединяющие карьеры (рудники), дробильно-сортировочные фабрики, обогатительные фабрики, фабрики окомкования и агломерации.
Основные источники, требующие оснащения аспирационным оборудованием:
- дробилки;
- грохоты;
- конвейерные перегрузки;
- шихтоподготовка;
- обжиговые машины.
Ключевая особенность проектирования аспирации на ГОКах — необходимость комплексного подхода. В настоящее время на комбинатах используется широкий спектр оборудования: мокрые установки, аппараты грубой очистки, рукавные фильтры, электрофильтры, картриджные фильтры.
Сухая тонкая фильтрация исторически применяется на агрегатах дробления, грохочения и конвейерных пересыпках. Используются как локальные, так и централизованные системы, как рукавные, так и картриджные фильтры.
Современная тенденция — ужесточение требований к остаточной запылённости. Это делает невозможным применение электрофильтров и ставит перед инженерами задачи по созданию условий для использования рукавных фильтров. Одновременно предприятия рассматривают возможность замены мокрых установок на рукавные фильтры с целью экономии водных ресурсов и обеспечения нормативных показателей очистки.