Рециклинг свинца и очистка воздуха рабочей зоны от диоксида серы: эффективное решение

Свинцовый лом — проблемы переработки

Во всём мире остро стоит проблема переработки свинецсодержащих отходов. Свинец и его соединения представляют серьёзную опасность для здоровья человека и окружающей среды. Широко применяемые технологии его извлечения недостаточно эффективны и весьма затратны. При этом многие отрасли промышленности испытывают серьёзную нехватку этого металла, поэтому цены на него весьма высоки.

Для улавливания аэрозолей свинца и его окислов при плавке в XX веке применялись электрофильтры и рукавные фильтры с очисткой встряхиванием и обратной продувкой. С начала 90-х годов на производствах, обращающихся с оксидами свинца, для повышения эффективности стали применять фильтры с импульсной продувкой. Но и этот способ имеет свои недостатки.

К примеру, стоит иметь в виду, что тепловая обработка всегда приводит к потерям массы металла за счёт испарения и разбрызгивания с образованием высокодисперсных летучих аэрозолей.

При этом возникает и наиболее высокое количество загрязняющих воздух веществ. Одним из них является диоксид серы — SO₂ (оксид серы, сернистый газ). Он принадлежит к III классу опасности, обладает раздражающим действием на дыхательные органы и вызывает их заболевания. Предельно допустимая концентрация (ПДК) сернистого газа в воздухе рабочей зоны 10,0 мг/м.

АО «СовПлим»: тестируем решение

Специалисты АО «СовПлим» проработали проект пылегазоочистки технологических газов от плавильной роторной печи переплавки аккумуляторного и свинцового лома для выяснения, являются ли фильтры с импульсной продувкой наиболее эффективными для улавливания аэрозолей свинца и его окислов.

Основные задачи, решаемые при этом:

— предупреждение выбросов в атмосферу веществ первого класса опасности с возвратом в плавку аэрозолей свинца и его оксидов;

— нейтрализация выбросов диоксида серы в воздух рабочей зоны и атмосферу с — СaSO₄.

Разделяй и выигрывай

Важно понимать, что возвращающиеся в плавку свинец и его окислы должны быть свободны от примесей, для чего процессы улавливания пыли и нейтрализации диоксида серы необходимо разделить. Были созданы условия, при которых после печи вначале улавливается пыль, затем по ходу потока технологических газов нейтрализуется диоксид серы.

В противном случае при одновременном процессе пылеулавливания и нейтрализации газов в блоке очистки воздуха образуется смесь: CaSO₃, Ca(OH)₂, PbO, CaPbO₂, непригодная для возврата в плавку. Происходит просто уменьшение выброса свинца и диоксида серы в атмосферу — решается задача охраны окружающей среды, но не экономии природных ресурсов и ценного промышленного сырья.

Определяем условия

Для нейтрализации сернистого газа применяются гашеная известь и гипс. Они менее опасны чём свинец и сернистый газ для человека и окружающей природной среды. При этом пыль гипса имеет более высокий уровень слипаемости.

Выбор пылегазоочистного оборудования для улавливания пыли и газов определялся химико-физическими характеристиками и концентрациями в выбросах: — пыль оксида свинца и свинца средне слипающаяся, не абразивная; - аэрозоли, образующиеся при плавке высокодисперсные, с размером частиц менее 2 мкм.

Проект пылегазоочистки технологических газов от плавильной роторной печи переплавки аккумуляторного и свинцового лома реализуется на одном объекте.

Система очистки технологических газов производительностью 31 000 м3/час, подключаемая после пылеосадочной камеры, (задержка частиц 1-2 классификационной группы размером более 20 мкм) включает:

— Фильтр первой ступени с рабочей температурой до 180 ± 10 °C. Для защиты от воздействия SO₂ внутренние поверхности фильтров обработаны специальным покрытием DU PONT и применены детали из нержавеющей стали.

— Система десульфуризации, состоящая из сдвоенного блока динамических реакторов и дальнейшего фильтровального блока очистки. Подача сухого реагента в реакторы Ca(OH)₂ осуществляется станцией дозирования, которая включает в себя: накопительную ёмкость, подъёмное устройство, дозирующее устройство, транспортный вентилятор.

Процесс десульфуризации двухступенчатый. Он начинается в реакторах и заканчивается в фильтровальном блоке. На протяжении всего цикла используется свежий (со станции дозирования) и вторичный реагенты (из «пылесборников» реакторов и фильтровального блока). Благодаря этому расход реагента значительно сокращается. Включение и отключение подачи свежего реагента определяется системой автоматики по датчику концентрации SO₂, установленному после фильтровального блока. В системе предусмотрен автоматический сброс в сборник химически истощённого вторичного реагента с получением в осадке CaSO₄.Фильтр резервной (аварийной) доочистки от SO₂ — ионообменный фильтр. Фильтр имеет байпас и подключается по датчику концентрации SO₂ при аварийном превышении заданной концентрации.

Движение пылегазовоздушной смеси в системе осуществляется двумя вентиляторами (основным и резервным). Двигатели вентиляторов имеют плавное автоматическое частотное регулирование производительности. Предусмотрены вибро- и звукоизоляция вентиляторов, автоматическое переключение по мотто-часам (каждый двигатель имеет счётчик отработанных мотто-часов) или переключение вручную.

Автоматизация

Система автоматики с визуализацией на жидкокристаллическом дисплее позволяет управлять процессами регенерации фильтров в режимах офлайн и онлайн. Настройки режимов оптимизированы таким образом, чтобы были выдержаны оптимальные значения расхода сжатого воздуха и дифференциального давления (ΔР). Датчик ΔР также подключён к системе постоянного контроля, значение отражается на дисплее; включения и отключения шнековых конвейеров и ротационных питателей; переключения основного и резервного вентиляторов; подключения/отключения резервного фильтра и контролировать концентрацию свинца и SO2 и регулирование расхода свежего реагента; концентрацию общих пылевых выбросов не более 5 мг/м3; заполнение пылесборников и бэгов; регулирование заданных параметров (концентраций, давлений, расходов, температуры).

Данное решение среди прочих показало свою эффективность, а также высокий экономический эффект за счёт повышения рециклинга свинца и его окислов; снижения затрат по использованию реагента. Таким образом, данный способ пылегазоочистки подтвердил свою эффективность и может быть рекомендован для производств переработки свинецсодержащих отходов.

Источники:

Данная запись создана на основе статьи заслуженного эколога Российской Федерации, Юрия Степановича Корюкаева, написанной специально для АО «СовПлим».

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈