Сжигание топлива в обрабатывающей промышленности СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
advertisement
Сжигание топлива в обрабатывающей
промышленности
ic030106
СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА В БОЙЛЕРАХ, ГАЗОВЫХ ТУРБИНАХ И СТАЦИОНАРНЫХ
ДВИГАТЕЛЯХ
Операция 030106
SNAP-КОД:
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
030106
СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА В БОЙЛЕРАХ,
ГАЗОВЫХ ТУРБИНАХ И СТАЦИОНАРНЫХ
ДВИГАТЕЛЯХ
Другое стационарное оборудование
NOSE-КОД:
NFR-КОД:
1 A 2 a-f
Специальной методологии для данных источников не разрабатывалось, поскольку их
доля в суммарных выбросах в национальном масштабе считается незначительной, т.е.
менее 1% выбросов любого из загрязняющих веществ.
Если у вас есть другая информация, просим обращаться к нашим ведущим
специалистам экспертной группы.
Ведущие специалисты группы экспертов по проблемам сжигания топлива и
промышленности
Jozef Pacyna
NILU-Norwegian Institute of Air Research, PO Box 100, N-2007 Kjeller, Norway
Тел.: +47 63 89 8155
Факс: +47 63 89 80 50
E-mail: jozef.pacyna@nilu.no
Giovanni de Santi
JCR (Joint Research Centre), Via Enrico Fermi 1, 21027 ISPRA (VA), Italy
Тел.: +39 0332 789482
Факс: +39 0332 785869
E-mail: giovanni.de-santi@jrc.it
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands, Inspectorate for the Environment, Dept for Monitoring and
Information Management, PO Box 30945, 2500 GX Den Haag, The Netherlands
Тел.: +31 70 339 4606
Факс: +31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В316-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030203
ic030203
SNAP-КОД:
030203
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Кауперы доменных печей
NOSE-КОД:
104.12.01
NFR-КОД:
1
1A2a
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В данной главе рассматриваются выбросы, источником
промышленное сжигание доменного газа в кауперах.
которых
является
Другие виды выбросов доменных печей рассматриваются в следующих SNAP-кодах
(«Процессы в производстве чугуна и стали и на каменноугольных копях»):
загрузка доменных печей
SNAP-код 040202, cм. главу В422
слив передельного чугуна
SNAP-код 040203, см. главу В423
На рисунке 1 представлен план процесса, происходящего в доменной печи, включая
каупер доменной печи.
Рисунок 1:
Руководство по инвентаризации выбросов
Схема доменного процесса [ср. 9]
15 февраля 1996 г.
В323-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030203
ic030203
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
В следующей таблице представлены данные о доле выбросов от доменных кауперов в
суммарных выбросах в странах CORINAIR’90.
Таблица 1: Доля в суммарных
CORINAIR’90 (28 стран)
Категория
источника
SNAP-код
Кауперы
доменных печей
03 02 03
выбросах
по
данным
инвентаризации
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0,1
0,2
0
0
1,6
1,3
0,1
-
0 = выбросы зарегистрированы, но точная величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Здесь доменная печь описывается как целое, чтобы показать роль кауперов доменной
печи во всем процессе. Подробная информация относительно выбросов, которые не
относятся к кауперам доменной печи, дается в главах В422 и В423.
Доменная печь работает на основе противоточного процесса. Железнорудный
агломерат и отсортированная по размеру железная руда, а также уголь и известняк по
мере необходимости подаются в печь сверху. Подогретый воздух подается через
большое число отверстий, охлаждаемых водой, со дна печи (фурмы) и проходит через
опускающуюся руду. Образуется оксид углерода, который вступает в реакцию с
подогретой шихтой, при этом образуется расплавленное железо с высоким
содержанием углерода, шлак и доменный газ [2,7]. Расплавленное железо и шлак
периодически удаляются из печи через выпускные отверстия.
3.2
Определения
Доменная печь
Печь с вытяжной трубой с огнеупорной обкладкой. Руда и
предварительно нагретый воздух (поступающий из каупера)
поступают противотоком (см. также раздел 3.3). В доменной
печи железная руда восстанавливается до черного металла, в
качестве восстановителя выступает СО, образующийся при
реакции между коксом (с коксового завода) и кислородом в
качестве источника энергии (более подробную информацию см.
в главе В422 и В423).
Кауперы
Технологические установки, в которых доменный газ
используется в качестве топлива для непрямого подогрева
воздуха
3.3
Технологии
Газ доменной печи (отходящий газ) выделяется из верхней части печи и собирается,
поскольку используется как топливо для кауперов. Обычным топливом для кауперов
является природный газ, газ коксовой печи и газ доменной печи. Может
использоваться и жидкое топливо, для которого нужны горелки другого вида. В
некоторых станах (например, в Швеции) в качестве топлива применяется смесь
коксового и доменного газов [5].
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В323-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030203
ic030203
Чтобы облегчить сжигание доменного газа необходимо удалять пыль. В большинстве
случаев для этого используются одно- и двухступенчатые очистительные устройства.
Первичная очистка осуществляется в мокрых скрубберах, где удаляется 90% частиц.
Вторичная очистка осуществляется в высоконапорном мокром скруббере (обычно в
скруббере Вентури) или в электрофильтре. Очищенный доменный газ содержит менее
0,05 г/м3 частиц [2,3].
3.4
Выбросы
Газ доменной печи содержит около 21-28% СО, инертные компоненты (50% N2, 23%
CO2), некоторые соединения серы и большое количество пыли (из железной руды,
акломерата и кокса) [см. 7, 8]. СО2 получается за счет полного окисления углерода в
доменной печи. В некоторых кауперах доменной печи используется смесь из газа
доменной печи и альтернативного топлива. Наиболее часто для этой цели используется
коксовый газ, а также природный газ.
Основными загрязняющими веществами являются оксид углерода (СО) и диоксид
углерода (СО2). Выбросы оксидов серы (SOx), оксидов азота (NOx), летучих
органических соединений (неметановых ЛОС и СН4) и закиси азота (N2O) не столь
велики. Выбросы пыли, которая может содержать тяжелые металлы, также
незначительны [3]. Выбросы аммиака (NH3) не учитываются. Выбросы оксида
углерода (СО) возникают вследствие неполного сгорания компонентов доменного газа.
3.5
Меры по снижению выбросов
Вследствие того, что объемы выбросов SO2 и NOx несущественны, специальных мер
для снижения этих выбросов не предусматривается.
4/5
УПРОЩЕННАЯ И ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКИ
Обе методики относятся к расчетам выбросов на основе коэффициентов выбросов и
данных по процессу, которые обсуждаются вместе. «Упрощенная методика»
рассматривается как общий подход, где используются данные о производстве
продукции. «Детализированная методика» рассматривается как рекомендованный
подход, где используются данные потребления топлива в кауперах доменной печи. Обе
эти методики охватывают все соответствующие загрязняющие вещества.
Годовые выбросы определяются по формуле (1), с использованием показателей
производительности и коэффициента выброса:
Ei = EFi A
Ei
годовые выбросы загрязняющего вещества i;
EFi
коэффициент выброса загрязняющего вещества i;
A
производительность.
(1)
Производительность А и коэффициент выброса EFi должны определяться на одном
уровне агрегации с использованием доступных данных. Для метода CORINAIR’90
необходимы данные по работе кауперов доменной печи, связанные с потреблением
топлива в [ГДж/г].
4.1
Упрощенная методика
Упрощенная методика учитывает производительность, полученную из сравнимых
установок или из литературных данных. В настоящем документе предполагается, что
нет необходимых данных по работе установки (по CORINAIR’90) (см.формулу (1)). На
практике статистические данные (см. также раздел 6) содержат только величины
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В323-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030203
ic030203
производства чугунных чушек в (т/год). Чтобы аппроксимировать данные о
производительности, относящиеся к подаче энергии на кауперы доменных печей в
(ГДж/год), следует учитывать удельное потребление газа доменной печи и низшую
теплоту сгорания, как представлено в формуле (2):
АCOR = F Hu AStat
(2)
АCOR
производительность в CORINAIR-совместимых единицах [ГДж]
F
удельное потребление газа доменной печи (газ доменной печи/произведенные чугунные чушки
[м3/т чугунных чушек])
Hu
нижнее значение теплоты сгорания газа коксовой печи [ГДж/м 3]
AStat
данные о производительности полученные непосредственно из статистических данных
(производство чугунных чушек [Мг])
Для определения величины подачи энергии следует принимать во внимание только
потребление газа кауперами печи. Количество производства доменного газа
определяется как ~ 1 300 до 2 000 м3/т нерафинированной стали. Около 25% этого газа
используется для кауперов [4]. Необходимо также учитывать конкретные условия в
стране, например, на одном из двух шведских сталелитейных заводов 46% доменного
газа и 18% коксового газа сжигаются в каупере [5]. Доменный газ имеет низшую
теплоту сгорания около 2 790 до 3 350 кДж/м3 [2].
4.2
Детализированная методика
При применении детализированной методики необходимо иметь как можно больше
информации по конкретному предприятию. В этом случае совместные имеется прямой
доступ к данным CORINAIR’90 по кауперам доменной печи (относящиеся к типу
потребляемого топлива в [ГДж/год]) (формула (1)).
4.3
Коэффициенты выбросов
Коэффициенты выбросов SO2, NOx, НМЛОС и CH4, CO, CO2 и N2O, выраженные в
массе загрязняющего вещества/масса продукта [г/т] и в массе загрязняющего
вещества/подача энергии [г/ГДж] приведены в таблице 2 (см. раздел 8) и основаны на
литературных данных.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
При определении количества производимого доменного газа можно использовать
следующие статистические данные о производстве чугуна:
Статистическая служба Европейского сообщества (EUROSTAT): База данных
CRONOS; 1994 г.
Служба официальных сообщений Европейского
статистика, 1990 г., Люксембург; 1992 г.
сообщества:
Ежегодная
Статистика по потреблению топлива каупрами доменных печей отсутствует.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
В соответствии с методикой CORINAIR’90 комплексные заводы по производству
чугуна и стали с мощностью производства 3 млн. Mg/год должны рассматриваться как
точечные источники. Кауперы доменной печи, включенные в эти комплексные заводы
по производству чугуна и стали, должны рассматриваться как составляющие точечного
источника.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В323-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030203
ic030203
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
8
В таблице 2 представлены коэффициенты выбросов для доменных кауперов. Кауперы
доменной печи, как правило, работают на газе доменной печи, другие виды топлива,
которые приводятся в CORINAIR’90, перечисляются в примечании. Смесь газа
доменной печи и газа коксовой печи не учитывается.
Таблица 2:
Коэффициенты выбросов для доменных печей
Коэффициенты выбросов
Топливо1)
NAPFUE
код
SO2
[г/ГДж]
g
газ
природный
301
0,5-0,8
g
газ
коксовый газ
304
g
газ
доменный газ
305
1)
NOx
2)
[г/ГДж]
НMЛOC4)
CH44)
CO5)
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
2)
2)
2,5-5
2)
15-50
2,5-5
12-252)
15-1462)
2,5-6.22)
2,5-1122)
0,93-562)
13-1452)
5-6,22)
1122)
N2O
[кг/ГДж]
[г/ГДж]
55-56
1,5-32)
10-702)
42-462)
1-32)
10-692)
100-2902)
1-32)
10-200
2)
CO23)
2)
следующие виды топлива приводятся в рамках CORINAIR’90, но при этом предполагается, что они редко
используются:
полубитуминозный уголь NAPFUE 103: НМЛОС 10; CH4 10; CO 15; N2O 12 [г/ГДж]2)
уголь коксовой печи NAPFUE 107: NOx 141; НМЛОС 2; CH4 0.03; CO 120; CO2 15103-108103; N2O 3 [г/ГДж]2)
мазут NAPFUE 203: SO2 223-305; NOx 112-521; НМЛОС 3; CH4 3-112; CO 13-15; CO2 76103-78103; N2O 2.8-14
[г/ГДж]2)
газойль NAPFUE 204: НМЛОС 2,5-6,2; CH4 2,5; CO 12; CO2 74103; N2O 14 [г/ГДж]2)
2)
данные CORINAIR90
3)
CO2: 367-385 кг/т чугунных чушек: обычная доменная печь (1989) [6]
4)
ЛОС: 198 г/т чугуна: обычная доменная печь, среднее [6]
5)
СО: 640-5,023 г/т продукта: обычный процесс доменной печи (1989) [6]
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Состав оксидов серы и азота сравним с составом оксидов, выбрасываемых из
установок по сжиганию. Детализированная информация содержится в главе В111
«Установки сжигания как точечные источники» (раздел 9).
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
ОБЛАСТИ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
В данном пункте описываются недостатки, связанные с коэффициентами выбросов и
производством.
На данном этапе коэффициенты выбросов могут использоваться при 100%
использовании доменного газа. В будущем необходимо направить усилия на
получение данных для репрезентативного разделения топливных газов и
предоставление соответствующих коэффициентов выбросов, например, для смеси
доменного и коксового газов. Данные CORINAIR’90 могут использоваться только для
определения диапазона коэффициентов выбросов.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В323-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030203
ic030203
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
13
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Временное разделение данных годовых выбросов (нисходящий принцип) позволяет
разделить выбросы по месяцам, неделям, дням и/или часам. Временное разделение
годовых выбросов от кауперов доменной печи можно получить, если учесть:
время работы;
изменения нагрузки в зависимости от потребности в чугуне и стали.
Данные по годовой работе заводов по производству чугуна и стали должны учитывать
что:
производство чугуна и стали идет круглый год, и газ от доменной печи тоже
выбрасывается круглый год.
Данные по измерению потребности в чугуне и стали можно получить только
непосредственно от операторов завода.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Как сказано в главе «Концепции проверки данных инвентаризации выбросов» могут
быть рекомендованы различные методы проверки. Рассматриваемые здесь методы
проверки основаны главным образом на проверке данных по выбросам на
национальном уровне и на уровне завода.
Данные по выбросам от кауперов доменной печи можно проверять на уровне
территориальной единицы (например, на национальном уровне) путем сравнения
годовых выбросов территориальной единицы и независимо полученных оценок
выбросов (например, полученных при использовании эквивалентов населения). Еще
можно использовать сравнение плотности выбросов, например, выбросы на душу
населения или выбросы на ВВП между странами со сравнимыми структурами
экономики.
При проверке на уровне завода должно учитываться, например, число кауперов
доменной печи на заводах по производству чугуна и стали. Проверка на уровне завода
основывается на сравнении между расчетными выбросами/коэффициентами выбросов
и выбросами/коэффициентами выбросов, полученными из измерительных данных.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В323-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030203
ic030203
17
ССЫЛКИ
CITEPA (ed.): CORINAIR-Emission Factor Handbook; Paris; 1992
US-EPA (ed.): Compilation of the Pollutant Emission Fraction; Version 1; Stationary Point
and Area Sources; 1986; AIR CHIEF Version 2.0 Beta; 1992
Economic Commission of Europe (ed.): Task Force on Heavy Metals Emissions; State-ofthe-Art Report; Prague; 1994
Krumm, Wolfgang: Mathematische Modellierung und Optimierung der Energieverteilung im
integrierten Huttenwerk; in:Energieerzeugung VDI; Dusseldorf (Germany); 1989
Ms.Froste, Mr.Kvist, Mr.Lannerblom: Personal communication; 1995
Annema, J.A.; Albers, R.A.W.; Boulan, R.P.: Productie van Primair Ijzer en Staal; RIVMreport 736301131; RIZA-report 92.003/31; 1992
Parker, Albert (ed.): Industrial Air Pollution Handbook; Maidenhead (England); 1978
Havenaar, P.; Santen, D.J.; Verrier, K.: Blast furnace gas fired co-generation plant; in:
Combustion Technology 1994, VGB Technische Vereinigung der Grosskraftwerkbetreiber
e.V. (ed.), Essen (Germany); 1994
Rentz, O.; Puchert, H.; Penkuhn, T.; Spengler, T.: Produktionsintegriertes
Stoffstrommanagement in der Eisen- und Stahlindustrie; Konkretisierung des §5 Abs. 1 Nr.3
BImSchG; Umweltbumdesamt Berlin (ed.); Deutsch-Franzosisches Institut fur
Umweltforschung; Karlsruhe; 1995 (to be published)
18
БИБЛИОГРАФИЯ
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
декабрь 1995 г.
Источник:
Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Ute Karl
French-German Institute for Environmental Research
University of Karlsruhe
Hertzstr 16
D-76187 Karlsruhe
Germany
Тел.: +49 721 608 4590
Факс:+49 721 75 89 09
E-mail: ute.karl@wiwi.uni-karlsruhe.de
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В323-7
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030204
ic030204
SNAP-КОД:
030204
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Печи для получения гипса
NOSE-КОД:
104.11.01
NFR-КОД:
1
1A2f
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В данной рассматриваются выбросы от печей по производству гипса как части
производства гипса в зависимости от используемой технологии (см. раздел 3.3).
В качестве примера на рис. 1 показаны основные ступени обычного процесса
производства гипса, при котором получают сырой гипс. В этом процессе гипс
измельчается, высушивается, растирается и прокаливается.
Рисунок 1:
Основные ступени производства гипса
В этой главе рассматриваются только выбросы от сжигания (на рис. 1 показаны
штриховкой).
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
В следующей таблице представлены данные о доли выбросов из печей для получения
гипса в суммарных выбросах по данным инвентаризации CORINAIR’90.
Таблица 1: Вклад в суммарные выбросы, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Печи для получения
гипса
SNAPкод
030204
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0
0
-
-
0
0
0,1
-
0 = величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В324-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030204
ic030204
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Гипс (двуводный сульфат кальция CaSO4 2H2O) является природным минералом и
используется для получения таких продуктов как портланд-цемент с добавками,
удобрения, промышленная и строительная гипсовая штукатурка, гипсовые изделия [1].
Гипс из карьеров и подземных шахт дробится и складируется вблизи завода. По мере
необходимости накопленная руда еще дробится и сортируется. Если в добытой руде
содержание влаги больше, чем приблизительно 0,5 вес-%, руда должна высушиваться в
барабанной сушилке или в нагретой вальцевой мельнице. Руда, высушенная в
барабанной сушилке, подается в вальцевую мельницу. После этого гипс в газовом
потоке выходит из мельницы и собирается в циклоне. Иногда руда, высушивается в
вальцевой мельнице путем подогрева газового потока, так что высушивание и
дробление происходят одновременно и нет необходимости в барабанной сушилке.
Хорошо измельченная гипсовая руда известна как штукатурный гипс, который может
также использоваться для улучшения почвы [3].
3.2
Определения
Штукатурный гипс, гипс
3.3
Эти определения часто являются синонимами. В
дальнейшем под термином «Штукатурный гипс»
понимается
дегидрированный
природный
гипс
(получаемый при низких температурах около 2000С), а
под термином «гипс» – обоженный природный гипс,
получаемый при высоких температурах – 9000С.
Технологии
Чтобы получить обезвоженный штукатурный гипс (полугидрат сульфата кальция
CaSO4 1/2H2O) гипс (CaSO4 2H2O) должен частично обезвоживаться при температуре
около 120оС. После дальнейшего обезвоживания обезвоженной гипсовой штукатурки
при температуре около 200оС получается наружная штукатурка. Затем после обжига
при температуре около 1300оС образуется строительная штукатурка.
Используются два различных метода сжигания: обжиговые печи (сжигание без
контакта между продуктом и отходящим газом) и вращающиеся печи (сжигание с
контактом между продуктом и отходящим газом). На практике гипсовая штукатурка
получается путем сухой обработки в обжиговых печах при температуре от 120 до
180оС. -Гипс также получается путем сухой обработки, в основном в непосредственно
подогреваемых вращающихся печах при температуре около 300-900оС.
Обычно гипсовая штукатурка подается в обжиговую печь реактора или в обжиговую
печь с однократным равновесным испарением, где она нагревается для удаления трех
четвертей химических соединений воды и образования отделочного гипса.
Кальцинирование происходит при температуре от 120 до 150оС и из 1 Мг гипсовой
штукатурки получается около 0,85 Мг отделочного гипса [1].
В обжиговых печах, оборудованных котлами, применяется непрямой обогрев с
помощью горения газа, проходящего через газоходы котла, а продукт (отделочный
гипс) выгружается в «горячую яму», расположенную под котлом. Такие обжиговые
печи могут работать как в периодическом, так и в непрерывном режиме. В печах для
обжига во взвешенном состоянии штукатурный гипс или гипс прямо обогреваются
горячими газами, а продукт собирается в донной части обжиговой печи [1].
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В324-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030204
ic030204
Некоторые заводы работают на остаточных нефтяных продуктах, но в большинстве
случаев используется чистое топливо: природный газ или дистиллятное нефтяное
топливо. Для подогрева вращающихся печей устанавливаются горелки, для которых в
качестве топлива используется газ или нефть.
3.4
Выбросы
Заводы по обработке гипса преимущественно выбрасывают взвешенное вещество;
источники сжигания выбрасывают, главным образом, газообразные вещества. В
данном пункте рассматриваются выбросы от печей, производящих штукатурный гипс.
Основными загрязняющими веществами являются оксиды серы (SОx) и оксиды азота
(NОх), диоксид углерода (СО2). Выбросы летучих органических соединений
(неметановых ЛОС и метана СН4), оксида углерода (СО) и аммиака (NH3) не столь
велики. Обычно выбросы закиси азота (N2O) незначительны. Количество закиси азота
N2O, указанное в материалах инвентаризации CORINAIR’90 (см. таблицу 1), является,
вероятно, завышенным. Выбросы тяжелых металлов невелики.
Выбросы диоксида серы (SО2) из газохода печи для получения штукатурного гипса
зависят от содержания серы в используемом топливе и являются наиболее
значительными в производстве обоженного штукатурного гипса. В случае сжигания с
контактом во вращающихся печах при более высокой температуре происходит
удерживание серы из SO2.
Образование оксидов азота (NОx) можно разделить на образование «топливных-NO»,
«термических-NO» и «быстрых-NO», как показано в главе «Установки сжигания как
точечные источники» (раздел 3). Выбросы NОх, в данном случае, в основном
происходят за счет образования «топливного-NO», которые являются основными в
производстве гипса. При производстве гипса доминирующий механизм образования
NOx, в основном зависит от рабочих температур.
Выбросы тяжелых металлов зависят от типа используемого топлива и имеют место
только в случае применения тяжелых фракций топливной нефти. Большинство
тяжелых металлов (As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, V) обычно выбрасываются как
соединения (например, хлориды) вместе с частицами (см.главу В111 «Установки по
сжиганию как точечные источники» (раздел 9). В случае сжигания с контактом во
вращающихся печах следует также учитывать поступление тяжелых металлов с
загружаемыми материалами, а также удерживание тяжелых металлов в сырье.
3.5
Меры по снижению выбросов
Единственным способом уменьшения выбросов SО2 из печей по производству
штукатурного гипса является использование топлива с низким содержанием серы
(например, замена жидкого топлива газообразным, c более низким содержанием серы).
Для снижения выбросов NОx применяются только первичные меры (например,
оптимизация условий работы печи и/или горелок).
Для снижения выбросов взвешенных веществ часто используются тканевые фильтры.
Электростатические осадители (ESP) устанавливаются на вращающихся сушительных
печах, вальцевых мельницах, обжиговых печах и подающих системах. Хотя для
вращающихся сушилок выбросы можно контролировать отдельно, выбросы от
вальцевых мельниц и подающих систем обычно снижаются вместе с выбросами от
сушительных печей, оборудованных котлами. Влага в отходящем газе обжиговой печи
улучшает работу ESP за счет снижения сопротивляемости пыли [3].
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В324-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030204
ic030204
4/5
УПРОЩЕННАЯ И ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКИ
В данном случае оба подхода относятся к расчету выбросов на основании
коэффициентов выбросов и данных производства. «Упрощенная методика» считается
общим подходом, где учитываются объемы производства. «Детализированная
методика» рассматривается как рекомендательный подход, когда данные относительно
потребления топлива в печи по производству гипсовой штукатурного гипса
используется конкретно для конкретного завода. Простой и детализированный методы
охватывают все рассматриваемые загрязняющие вещества.
Годовые выбросы определяются по формуле (1), с использованием показателей
производительности и коэффициента выбросов:
Ei = EFi A
Ei
годовые выбросы загрязняющего вещества i;
EFi
коэффициент выброса загрязняющего вещества i;
A
производительность.
(1)
Для методики CORINAIR’90 необходимы данные по работе печей для изготовления
штукатурного гипса, которые относятся к типу потребляемого топлива в [ГДж/год].
Производительность А и коэффициент выбросов EFi должны определяться на одном
уровне агрегации с использованием доступных данных.
4.1
Упрощенная методика
Упрощенная
методика
соответствует
подходу,
в
котором
учитывается
производительность, полученная по данным сравнимых установок или из
литературных данных. Предполагается, что необходимых данных нет (в соответствии с
CORINAIR’90) (см. формулу 1). На практике используются статистические данные
(см. также раздел 6), содержащие только количество произведенного штукатурного
гипса в [Мг/год].
Чтобы аппроксимировать данные, относящиеся к энергетическим затратам печей по
производству штукатурного гипса в [ГДж/год], следует учитывать удельное
потребление энергии, как дано, например, в формуле (2):
АCOR = F AStat
(2)
АCOR
производительность в CORINAIR-совместимых единицах блоке [ГДж]
F
удельное потребление энергии (потребление энергии/произведенный продукт [ГДж/т])
AStat
данные о производительности, полученные непосредственно из статистических данных (кол-во
произведенного штукатурного гипса [т])
Однако, упрощенная методика приводит к значительным неопределенностям. Поэтому
в этом издании коэффициенты выбросов не приводятся.
4.2
Детализированная методика
Детализированная методика соответствует подходу к конкретному предприятию, при
этом используется, по мере возможности, конкретная информация по этому
предприятию. В этом случае совместимые данные CORINAIR’90 по обжиговым печам
по производству штукатурного гипса (относящиеся к типу потребляемого топлива в
[ГДж/год] имеются в Формуле (1)).
Коэффициенты выбросов SO2, NOx, НМЛОС, CH4, CO, CO2 и N2O приводятся в
таблице 2 (см.раздел 8), и их оценка сделана на основании литературных данных с
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В324-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030204
ic030204
учетом типа потребляемого топлива. Коэффициенты выбросов, относящиеся к
продукту, даны в примечании.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Можно использовать следующие статистические данные для определения количества
произведенного штукатурного гипса и количество потребленной энергии:
7
United Nations (ed.): Industrial Statistics Yearbook 1991, Volume I: Commodity
Production Statistics; New York 1993; ISIC 2909-02 (Mining and quarrying: crude
gypsum)
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Печи по производству штукатурного гипса следует рассматривать как точечные
источники. По методу CORINAIR’90 гипсовые заводы считаются точечными
источниками, если завод выбрасывает более 1000 т/год SO2, NOx, НМЛОС или NН3. В
этом случае печи по производству штукатурного гипса на гипсовом заводе
рассматриваются как часть гипсового завода.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
В следующей таблице 2 представлены коэффициенты выбросов для соответствующих
загрязняющих веществ, основанные на литературных данных. В качестве топлива
используются нефть и газ, но на некоторых заводах используется твердое топливо.
Таблица 2:
Топливо
s
s
s
s
l
l
g
1)
уголь
Коэффициенты выбросов для печей по производству штукатурного
гипса
NAPFUE
hc
уголь
hc
кокс
биомасса
нефть
нефть
газ
без
специфик
полубитуминозный
кокс из угля
нефтяной
древесина
мазут
природный
-
код
102
107
110
111
203
204
301
-
Коэффициенты выбросов
НМЛОС6)
CH4
CO
[г/ГДж] [г/ГДж]
[г/ГДж]
3)
3)
15
15
793)
SO2
[г/ГДж]
6803)
NOx5)
[г/ГДж]
2493)
0,4-4633)
2753)
5,23)
1260-13233)
3053)
0,3-2493)
2493)
2493)
150-2493)
2493)
2493)
800-14001)2) г/Мг
продукта
4)
153)
1,53)
483)
33)
1,53)
43)
153)
1,53)
323)
33)
1,53)
43)
CO2
[кг/ГДж]
983)
N2O
[г/ГДж]
143)
1053)
973)
923)
763)
733)
553)
143)
143)
43)
143)
143)
33)
22-15343)
793)
14293)
793)
793)
833)
EPA [2]
800 г/т для вращающейся сушилки для руды; 1400 г/т для обжиговой печи непрерывного действия,
оборудованной котлом и печи для обжига во взвешенном состоянии
2)
3)
данные CORINAIR90
4)
SOx
5)
6)
9
ЛОС
9611 г/т топлива
минеральные продукты, процессы нагрева (NAPFUE 301) [2]
NOx
1400 г/т продукта
800 г/т продукта гипс, вращающаяся сушилка для руды [2]
гипс, обжиговая печь непрерывного действия, оборудованной котлом
и печь для обжига во взвешенном состоянии[2]
2 г/т продукта
гипс, вращающаяся сушилка для руды (NAPFUE 301) [2]
10 г/т продукта
гипс, обжиговая печь непрерывного действия, оборудованной котлом и печь
для обжига во взвешенном состоянии (NAPFUE 301) [2]
33,6 г/м3 топлива
минеральные продукты, процессы нагрева (NAPFUE 203) [2]
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Состав выбросов окислов серы и азота при сжигании без контакта сравним с составом
выбросов от установок по сжиганию. Более подробное описание содержится в главе
В111 «Установки сжигания как точечные источники» (раздел 9).
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В324-5
ic030204
10
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030204
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Недостатки данной методики связаны с оценками коэффициентов выбросов и
источников. Диапазон коэффициентов выбросов можно найти в данных CORINAIR’90.
Дальнейшие усилия должны быть направлены для оценки коэффициентов выбросов с
учетом технических параметров и параметров, зависящих от топлива.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Пространственное распределение может определяться по отношению к численности
рабочей силы в промышленных районах, числа предприятий на этой территории и т.д.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Временное распределение данных годовых выбросов (нисходящий принцип) позволяет
разделить выбросы по месяцам, неделям, дням и/или часам. Временное распределение
годовых выбросов от печей по производству штукатурного гипса можно получить,
учитывая следующее:
время работы и
изменения нагрузки.
В данных по годовой работе следует учитывать что:
производство штукатурного гипса идет весь год
производство штукатурного гипса в обжиговых печах, оборудованных котлами,
является непрерывным процессом.
Нагрузка гипсового завода определяется изменениями производства вследствие
изменяющихся потребностей в производимой продукции. Информацию относительно
изменений в потребности в штукатурном гипсе можно получить только
непосредственно у операторов завода.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Как сказано в главе «Концепции верификации инвентаризации выбросов» могут быть
рекомендованы различные методы верификации. Рассматриваемые здесь методы
верификации основаны главным образом на верификации данных по выбросам на
национальном уровне и на уровне завода.
Данные по выбросам от печей по производству штукатурного гипса можно
верифицировать на уровне территориальной единицы (например, на национальном
уровне) путем сравнения годовых выбросов территориальной единицы и независимо
полученных оценок выбросов (например, полученные при использовании эквивалентов
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В324-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030204
ic030204
населения). Еще можно использовать сравнение плотности выбросов, например,
выбросы на душу населения или выбросы на GDP между странами со сравнимыми
структурами экономики. При верификации на уровне завода необходимо учитывать,
например, число гипсовых печей на рассматриваемых заводах. Верификации на уровне
завода основывается на сравнении между расчетными выбросами/ коэффициентами
выбросов и выбросами/коэффициентами выбросов, полученными из измерительных
данных.
17
ССЫЛКИ
[1]
US-EPA (ed.): Compilation of Air Pollutant Emission Fraction; Vol.1; Stationary
Point and Area Sources; 1985; AIR CHIEF Version 2.0 Beta; 1992
[2]
EPA (ed.): AIRS Facility System, EPA-Document 450/4-90-003; Research Triangle
Park; 1990
[3]
US-EPA (ed.): AP42-CDrom; 1994
18
БИБЛИОГРАФИЯ
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
декабрь 1995 г.
Источник:
Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe
Germany
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Ute Karl
French-German Institute for Environmental Research
University of Karlsruhe
Hertzstr 16
D-76187 Karlsruhe
Germany
Тел.: +49 721 608 4590
Факс:+49 721 75 89 09
E-mail: ute.karl@wiwi.uni-karlsruhe.de
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В324-7
ic030305
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030205
SNAP-КОД:
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
030205
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Другие печи
NOSE-КОД:
104.01.01
NFR-КОД:
1A2f
Специальной методологии для данных источников не разрабатывалось, поскольку их
доля в суммарных выбросах в национальном масштабе считается незначительной, т.е.
менее 1% выбросов любых загрязняющих веществ.
Если у вас есть другая информация, просим обращаться к нашим ведущим
специалистам экспертной группы.
Ведущие специалисты группы экспертов по горению и промышленным вопросам
Jozef Pacyna
NILU-Norwegian Institute of Air Research, PO Box 100, N-2007 Kjeller, Norway
Тел: +47 63 89 8155
Факс: +47 63 89 80 50
E-mail: jozef.pacyna@nilu.no
Giovanni de Santi
JCR (Joint Research Centre), Via Enrico Fermi 1, 21027 ISPRA (VA), Italy
Тел: +39 0332 789482
Факс: +39 0332 785869
E-mail: giovanni.de-santi@jrc.it
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands, Inspectorate for the Environment, Dept for Monitoring and
Information Management, PO Box 30945, 2500 GX Den Haag, The Netherlands
Тел: +31 70 339 4606
Факс: +31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В325-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
SNAP-КОД:
030301
040209
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Агломерационные заводы
Агломерационные заводы (кроме сжигания 030301)
NOSE-КОД:
104.12.02
105.12.09
NFP КОД:
1
1A2a
2C1
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Агломерационный процесс является предварительной ступенью обработки руды в
производстве чугуна, цветных металлов и других специальных материалов.
В содержание данной главы не входят агломерационные заводы цветной металлургии;
эти заводы будут описаны в главах SNAP 040300.
Что касается черной металлургии и сталелитейной промышленности, то в данной главе
затрагивается только агломерация с использованием движущейся колосниковой
решетки, которая, безусловно, является наиболее важной технологией для агломерации
руд. В настоящее время лишь на некоторых заводах применяются периодический
процесс агломерации в чашах, а также процессы в барабанных печах, поэтому в данной
главе они не обсуждаются. Также в этой главе не рассматриваются другие процессы
агломерации, такие как таблетирование, брикетирование и гранулирование.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
Таблица 2.1 Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (до 28 стран)
Категория
источника
Агломерационные
заводы
Доля в суммарных выбросах [%]
SNAP-код
030301
SO2
NOx
НМЛОС
CH4
CO
ÑÎ2
N2O
NH3
1,3
1,0
0,1
0,1
4,9
0,4
-
-
0 = данные о выбросах имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
Выбросы пыли, тяжелых металлов и СОЗ от агломерационных заводов также
значительны, но по ним имеется лишь ограниченная информация. Данных по
выбросам пыли на уровне Европы еще нет в наличии, но доля PM10 агломерационных
предприятий в перечне атмосферных выбросов Великобритании за 1998 год
представлена в таблице 2.2.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Таблица 2.2 Доля производства цемента в суммарных выбросах РМ10 в
Великобритании
Соединение
Доля (%)
РМ10
1,5
В таблице 2.3 представлена доля выбросов агломерационного завода в суммарных
выбросах тяжелых металоов и СОЗ согласно данным по выбросам OSPARCOMHELCOM-UNECE. Для большого количества тяжелых металлов и СОЗ, но, особенно в
случае с PCDD/Fs, доля в суммарных выбросах может значительно разниться от
страны к стране и быть достаточно высокой (до 50%).
Маловероятно, что агломерационные заводы будут представлять значительный
источник гексафторида серы (SF6), ГФУ или перфторуглеродов (ПФУs), (ETC/AEMCITEPA-RISOE 1997, сс. 30).
Таблица 2.3 Доля в суммарных выбросах СОЗ и тяжелых металлов по данным
OSPARCOM-HELCOM-UNECE
Категория
SNAP
Доля в суммарных выбросах [%] (включая природные выбросы)
источика
код
As
Cr
Cu
Pb
Cd
Hg
Ni
Zn
PCB
PCDD
ПАУ
Агломерацион
ные заводы
030301
1,0
2,9
2,3
2,8
3,2
1,6
1,2
0,8
0,5
15
0
040209
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Агломерационный процесс является предварительной ступенью производства чугуна и
цветных металлов, когда мелкие частицы металлических руд агломерируются
посредством сжигания. Агломерация мелких частиц необходима для увеличения пути
прохождения газов в процессе продувки печи. Прочность частиц также увеличивается
при агломерации.
Производство агломерационного завода включает:
обработку руд: дробление и просеивание;
перемешивание обработанных руд, кокса и составляющих флюса;
сжигание и агломерация смеси раздробленных руд, кокса, небольших спекшихся
агломератов и составляющих флюса;
просеивание спекшихся агломератов;
очистка отходящих газов.
транспортировка и обработка, проводимая в промежутках между вышеуказанными
операциями.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
3.2
Определения
Смешение руд
Руды смешиваются с материалом, оставшимся от
предыдущего процесса агломерации, топливом (коксовая
мелочь) и составляющими флюса. Это необходимо для
подготовки руды к процессу спекания.
Процесс дробления
Руды дробятся для увеличения контактной площади для
спекания. Агломерат дробится, чтобы упростить
транспортировку к доменной печи.
Процесс просеивания
Раздробленные руды просеиваются, чтобы предотвратить
попадание не полностью раздробленной руды в процесс
спекания. Раздробленный агломерат просеивается, чтобы
предотвратить попадание небольших спекшихся частиц в
печь.
Процесс спекания
В процессе спекания происходит агломерация частиц
руды, флюса и других материалов за счет сжигания
коксовой мелочи. Температура должна оставаться ниже
температуры плавления металлов руды.
Процесс очистки воздуха
Воздух при сжигании и в процессе охлаждения очищается
путем удаления пыли, а иногда и других загрязняющих
веществ.
Основность
агломерационной смеси
Основность агломерационной смеси может представлять
собой важный параметр, влияющий на выбросы SO2. Она
определяется соотношением следующих соединений
(дроби выражены как весовые%).
Основность = (CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)
ПОВ
3.3
Полициклическое органическое вещество
Технологии, применяемые в процессе агломерации
Процесс агломерации используется для нескольких разных первичных процессов
производства металлов, каждый из которых имеет различные схемы. При спекании
мелкозернистые плавкие руды, в особенности, железная руда, агломерируются в
компактные куски за счет нагрева почти до точки плавления или размягчения.
Имеется тенденция к возникновению расплава на границах гранул, что ведет к
спеканию материала.
До проведения агломерации различные вещества сначала смешиваются, и, если
требуется, гранулируются. Агломерация железных руд осуществляется на конвеерных
агломерационных установках; конвеерные ленты состоят из большого числа вагонеток.
Эти вагонетки соединены в одну ленту, которая может достигать 4 м в ширину и 100 м
в длину. Мелкодробленая руда для агломерации увлажняется и подается на
циркулирующую сетку вместе с коксовой мелочью и добавками, такими как известняк,
негашеная известь, оливин или доломит. Горелки, расположенные над термостойкой
сетчатой лентой, нагревают материал до требуемой температуры (1100-1200 °C). Это
приводит к воспламенению топлива в смеси. Затем сжигание осуществляется
самостоятельно и обеспечивает достаточное количество тепла, от 1300 до 1480 °C, для
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
расплавления поверхности и агломерации смеси. Углерод горит за счет воздуха,
подаваемого через решетку в смесь, что приводит к перемещению фронта горения
через слой спекания. С обратной стороны агломерационной ленты расположен ряд
воздушных коробок, которые вытягивают воздух сгорания через слой материала в
общий канал, ведущий на устройства очистки газа. (с. 1). Процесс спекания
завершается после того, как фронт горения пройдет через весь смешанный слой, и
сгорит все топливо.
Расплавленный агломерат разгружается в конце агломерационной ленты, где он
подвергается дроблению и просеиванию. Мелкий агломерат возвращается на
смесительные вальцы, а затем на ленту. Оставшийся агломерационный продукт
охлаждается на открытом воздухе или в кольцевом охладителе с водяным орошением
или механическим вентилятором. Охлажденный агломерат дробится и просеивается
последний раз, затем, мелкие частицы повторно перерабатываются, и продукт подается
на доменные печи для загрузки (с. 1).
Наиболее часто используемые охладители включают кольцевой или прямой
подвижный настил ленты, неподвижные настилы или валы. В качестве охлаждающей
среды в этих охладителях применяется воздух или вода, причем на новых заводах
превалирует использование воздуха, а на старых – использование воды (ссылки 2, 3).
Технические данные, являющиеся стандартными для заводов Западной Европы,
перечислены в таблице 3.1:
Таблица 3.1 Диапазон
технических
агломерационных заводах
параметров
Параметр
Европейских
Диапазон
Ссылка
2,5-4,5
(с. 4)
50-400(1)
(с. 4)
1800-2000
(с. 5)
До 1,5
(с. 4)
Примерно 250-650 мм
(с. 6)
Ширина [м]
Площадь [м2]
Удельный расход топочного газа
[м3/т агломерата]
Расход топочного газа [миллион м3/ч]
Высота слоя агломерата
на
Подача кокса [кг/т агломерата]
38-55
(1)Имеются
сведения, что несколько небольших установок эксплуатируются в Польше, еще одна в Германии
(агломерация возвратных и фильтрующих материалов, содержащих железо).
Агломерационные заводы играют главную роль в объединенном производстве чугуна
и стали для использования отходов производства, которые, в противном случае, были
бы ликвидированы. На агломерационном заводе перерабатываются шлаки от
производства стали, пыль от фильтров для различных систем очистки топочного газа
(включая те системы, которые применяются на самих агломерационных заводах), а
также разные железосодержащие материалы от обработки отходов. Переработка может
привести к обогащению соответствующих соединений, а именно, тяжелых металлов.
Некоторые остаточные материалы, такие как вторичная окалина, могут быть
загрязнены
органическими
соединениями
(маслами),
являющимися
предшественниками для образования ПАУ и PCDD/F. Примерный состав исходного
материала представлен ниже в таблице 3.2.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Таблица 3.2. Примерный состав исходного материала для агломерационного
завода
Материал
%(%)
Гематит
81,3
Магнитный железняк
2,7
Возврат
7,9
Абразивные окатыши
2,2
Пыль от доменной печи
0.3
Сталеплавильная пыль
0,6
Прокатная окалина
1,3
Известняк
9,4
Оливин
3,5
Коксовая мелочь
1
5
По отношению к сухой смеси
Хлористые соединения могут попасть в агломерационные установки через шлак
коксовой плавки, а также через руду из-за природного содержания в ней хлора. Более
того, возвратные материалы, такие как некоторые фильтрующие частицы, окалина и
шлам из очистки сточных вод, добавляемые к материалам, подлежащим агломерации,
также могут увеличить содержание хлора в используемых веществах. Это отражается
на отходящих газах агломерационных установок, которые содержат неорганические
газообразные хлористые соединения.
Альтернативный процесс – это таблетирование, для которого сжигание не требуется.
Ожидается, что к 2010 году будет введена в использование новая технология,
называемая «конвертированная доменная печь» или «технология плавлениявосстановления». Для такого процесса агломерация, таблетирование и введение кокса
больше не потребуется (с. 7).
3.4
ВЫБРОСЫ
3.4.1 Выбрасываемые соединения
Известно, что из 8 стандартных газообразных соединений CORINAIR все, кроме
аммиака, выбрасываются агломерационными предприятиями.
Выбросы SO2 в основном возникают из серы, содержащиейся в коксе,
используемом в качестве топлива. Затем, фактические выбросы могут зависеть от
основности (валентности) смеси. Если в смеси преобладает CaO, то выработка SO2
снижается вследствие увеличения валентности. Если в смеси преобладает MgO, то
примерно 97% содержащейся в ней серы превращается в SO2. Основная доля
суммарных выбросов SO2 образуется в горячей части агломерационной ленты
(около конца), (с. 5).
Оксиды азота в основном выбрасываются в форме NO вследствие быстрого
охлаждения топочных газов. Выбросы NOx возникают из азота, содержащегося в
коксе (примерно 80%) и железной руде (примерно 20%), (с. 5).
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-5
ic030301
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
В сырье содержатся тяжелые металлы (ТМ). Выбросы пыли обычно связаны с
выбросами ТМ. При агломерации некоторые ТМ могут улетучиться или
преобразоваться в летучие соединения (например, хлориды) и, таким образом,
могут быть обнаружены в топливном газе. Это, в основном, касается Zn, Pb, и Cd.
Мышьяк выбрасывается в газообразной форме, как As2O3, при проходе через сухие
газоочистители, которые обычно эксплуатируются при температуре 120 °C.
Поскольку такие летучие соединения формируют или адсорбируются до
тонкодисперсных включений, которые удаляются в газоочистителях, они могут
аккумулироваться во время обратного цикла агломерации. Более того,
тонкодисперсные включения при проходе через фильтры могут иметь более
высокое содержание таких металлов, чем пыль неочищенного газа или
агломерационная смесь (с. 5).
Полициклические органические вещества (ПOВ), например, ПАУ и PCDD/F, могут
образоваться из хлористых соединений или соединений предшествующей стадии
реакции, таких, как масляные добавки. Потенциально, выбросы ПОВ могут
поступать из воздушных коробок агломерационного механизма, из пункта
разгрузки агломерационного механизма и при обработке агломерационной
продукции (т.е., дроблении, фильтровании и охлаждении). Вследствие высоких
температур, применяемых при агломерации, выбросы ПОВ на агломерационном
заводе могут быть как в форме газов, так и в форме твердых частиц (ссылки 2, 8).
Наблюдались выбросы фторидов (агломерация руд, добытых в Швеции) и соляной
кислоты (применение увлажнения морской водой или обработка кокса) (с. 4)
3.4.2 Источники выбросов
На агломерационном заводе выбросы могут возникнуть как («прямые») выбросы из
дымовых труб и – в незначительной степени – как выбросы вне системы дымовых труб
(«непрямые») во время всех стадий процесса, приведенных выше.
Атмосферный воздух всасывается несколькими воздушными коробками через
смесь для поддержания процесса горения на агломерационной ленте. После
прохождения ленты топочные газы собираются, обеспыливаются и выбрасываются
через главную дымовую трубу.
Основные стадии процесса (такие как дробление кокса, обработка сырья, загрузка и
разгрузка ленты, спекание) обычно осуществляются в герметизированных или
полугерметизированных корпусах, которые могут быть оборудованы вытяжными
установками, соединенными через устройства очистки топочного газа с главной
дымовой трубой или отдельными трубами. Таким образом, на агломерационном
заводе может быть больше одного источника выбросов из дымовых труб.
Выбросы пыли вне системы дымовых труб могут возникнуть во время обработки и
транспортировки сырья и охлажденного агломерата, а также во время технического
обслуживания и аварийных перерывов в работе циклонов или фильтров. Более
важно то, что вследствие сильной тепловой конвекции имеется большая
вероятность возникновения выбросов, особенно в конце агломерационной ленты,
при просачивании через крышу вне системы дымовых труб в агломерационном
зале.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
3.4.3 Меры по снижению выбросов
Газообразные соединения
Информация о предпринимаемых мерах для снижения выбросов газообразных
соединений достаточно ограничена. На заводе в Германии эксплуатируется установка
для обессеривания (с.9). Также известно, что на заводах в Японии предпринимаются
меры для снижения выбросов SO2 и NOх (с. 4).
Пыль
Меры для снижения степени загрязнения предпринимаются в отношении выбросов
пыли. В принципе, снижение выбросов пыли также ведет к снижению выбросов тех
соединений, которые связаны с макрочастицами. Выбросы от воздушных коробок
агломерационной ленты обычно контролируются посредством циклоновых
очистителей, за которыми следуют сухие или мокрые электростатические фильтры
(ESP), мокрый скруббер высокого давления, или рукавный пылеуловитель. Выбросы от
дробилки и сита обычно контролируются при помощи зонта и рукавного
пылеуловителя или скруббера.
Обычно применяются сухие горизонтальные электростатические фильтры; однако, на
старых заводах могут быть установлены менее эффективные механические устройства
обеспыливания (например, блоки циклонов), если планируется лишь защита колеса
воздуходувки, а не защита окружающей среды. На некоторых агломерационных
заводах, расположенных на территории СНГ, имеются лишь такая технология
снижения выбросов низкого стандарта, на других же заводах имеются мокрые
скрубберы с трубками Вентури. (с.10).
ПОВ
Поскольку агломерационные заводы были признаны источниками диоксинов и
фуранов, на некоторых заводах применяются специальные технологии по снижению
выбросов (например, «система чистый воздух», Австрия; ввод активированного угля
или мартеновского кокса в связи с тканевым фильтром) или оптимальные устройства
для обеспыливания (‘MEEP’ = ESP с вращающимся электродом), (с. 6).
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
4.1
Расчет выбросов
Упрощенная методика объединяет коэффициенты выбросов (EF) (например, масса
выбрасываемого вещества на тонну произведенного агломерата) со статистическими
данными (A) (например, масса произведенного агломератного материала).
Стандартные коэффициенты выбросов представлены в разделе 8.1.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
Для того, чтобы получить точную картиру фактических выбросов, необходима
широкая программа, включающая измерения отходящего газа на всех
соответствующих точках выбросов. Выбросы должны измеряться, по крайней мере, на
главных дымовых трубах, соединенных с воздушными коробками агломерационной
ленты и с устройством для дробления/просеивания. Это особенно важно в отношении
выбросов диоксинов и фуранов, поскольку в настоящее время нет другого способа
оценить выбросы от различных эксплуатационных условий.
В разделе 8.2 представлена справочная информация в отношении коэффициентов
выбросов для сравнения с собственными данными пользователей.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-7
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Стандартные международные компилированные
статистике можно получить из следующего:
данные
по
производственной
EUROSTAT, Брюссель (Чугун и сталь, ежегодная статистика, Тема 4, Серия C);
Международный институт чугуна и стали, Брюссель;
Wirtschaftsvereinigung Stahl, PO Box 10 54 64, 40045 Dusseldorf, Германия
(Статистический ежегодник по черной металлургии и сталелитейной
промышленности);
Национальные статистические ежегодники.
Более подробные данные по этим источникам данных для статистики приведены в
разделе 17.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Агломерационные заводы являются частью крупных комплексных предприятий по
производству чугуна и стали. Они имеют высокие трубы (>100 м) и их следует
рассматривать как точечные источники.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
8.1
Стандартные
коэффициенты
выбросов
агломерационных заводов – упрощенная методика
Загрязняющее вещество
железнорудных
Коэффициент
выбросов
Единицы измерен ия
2
кг/т агломерата
0,8
0,5
0,05
0,08
0,5
0,7
0,05
0,24
4
0,02
0,9
15
32
200
200
кг/т агломерата
кг/т агломерата
г/т агломерата
г/т агломерата
г/т агломерата
г/т агломерата
г/т агломерата
г/т агломерата
г/т агломерата
г/т агломерата
г/т агломерата
гTEQ/т агломерата
г/т агломерата
г/т агломерата
мг/т агломерата
Твердые частицы
Суммарное количество взвешенных
частиц
PM 10
PM2,5
Мышьяк
Кадмий
Хром
Медь
Ртуть
Никель
Свинец
Селен
Цинк
Диоксины и фураны
Гексахлорбензол
Полихлорированный дифенил
Полиароматические углеводороды
Руководство по инвентаризации выбросов
для
декабрь 2006 г.
В331-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
8.2
Детализированная методика
В данном разделе представлены ссылочные коэффициенты выбросов для сравнения с
собственными данными пользователей.
Эти коэффициенты выбросов представлены в ссылке 28 в качестве рекомендуемых
значений для оценки выбросов, относящихся к соединениям CORINAIR90; в их основе
лежат результаты, полученные от различных источников в Западной Европе и США
(Приложение 1). Коэффициенты выбросов от других агломерационных процессов,
других стран и дополнительных соединений представлены в Приложении 1.
Поскольку оценка погрешностей не приведена, то предполагается, что класс качества
данных относится к C.
Внимание: Предполагается, что коэффициенты выбросов, приведенные в следующей
таблице, были сначала получены отношением всех выбросов загрязняющих веществ за
определенный период времени к стандартному расходу топлива за тот же период
времени, независимо от того, вызывает ли сжигание указанного топлива какие-либо
выбросы загрязняющих веществ. В то время как эта процедура дает химически
несовместимые коэффициенты выбросов, она все-таки позволяет произвести
приближенное вычисление суммарных выбросов завода, зная лишь количество лишь
одного из расходуемого топлива.
Таблица 8.2a
Соединение
SOx
NOx
НМЛОС
Коэффициенты выбросов для газообразных соединений
Коэффициент
выбросов
[мг/ГДж]
499
658
1410
4680
5490
8600
500
134
100
530
2350
8050
50
5
1,5
Меры по снижению выбросов
Эффективность
снижения
выбросов
[%]
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
90
Коксовая мелочь (107)
Тяжелое дизтопливо (203)
Легкое дизтопливо (204)
Природный газ (301)
Коксовый газ (304)
Доменный газ (305)
Все виды топлива
Не контролируется
Не контролируется
Не контролируется
Не контролируется
Не контролируется
Не контролируется
Технология с низким
содержанием NOx
Вторичные меры (SCR)
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
30
Коксовая мелочь (107)
Тяжелое дизтопливо (203)
Легкое дизтопливо (204)
Природный газ (301)
Коксовый газ (304)
Доменный газ (305)
Все виды топлива
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Н/П
Коксовая мелочь (107)
Н/П
Тяжелое дизтопливо (203)
Н/П
Легкое дизтопливо (204)
Не контролируется
Не контролируется
Не контролируется
Не контролируется
Не контролируется
Не контролируется
Плюс скруббер
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
70
Тип топлива (код
NAPFUE)
Все виды топлива
В331-9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Соединение
Коэффициент
выбросов
Меры по снижению выбросов
14
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
26
0,25
CH4
50
4
1,5
14
257
257
СО
10500
14
13
2160
35000
84000
109000
78000
74000
Эффективность
снижения
выбросов
Н/П
Тип топлива (код
NAPFUE)
Природный газ (301)
Н/П
Коксовый газ (304)
Н/П
Доменный газ (305)
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Н/П
Коксовая мелочь (107)
Н/П
Тяжелое дизтопливо (203)
Н/П
Легкое дизтопливо (204)
Н/П
Природный газ (301)
Н/П
Коксовый газ (304)
Н/П
Доменный газ (305)
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
Н/П
Коксовая мелочь (107)
Н/П
Тяжелое дизтопливо (203)
Н/П
Легкое дизтопливо (204)
Н/П
Природный газ (301)
Н/П
Коксовый газ (304)
Н/П
Доменный газ (305)
Н/П
Коксовая мелочь (107)
Н/П
Тяжелое дизтопливо (203)
Н/П
Легкое дизтопливо (204)
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-10
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Соединение
Коэффициент
выбросов
55500
46000
200000
4
10
12
3
2,3
3
Меры по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Неконтролируемые или с
мерами по снижению выбросов
только SOx и/или NOx
Эффективность
снижения
выбросов
Тип топлива (код
NAPFUE)
Н/П
Природный газ (301)
Н/П
Коксовый газ (304)
Н/П
Доменный газ (305)
Н/П
Коксовая мелочь (107)
Н/П
Тяжелое дизтопливо (203)
Н/П
Легкое дизтопливо (204)
Н/П
Природный газ (301)
Н/П
Коксовый газ (304)
Н/П
Доменный газ (305)
Н/П – неприменимо
Качество данных = С
Таблица 8.2b
Процесс
Коэффициенты выбросов пыли
Коэффициент
выбросов
Качество
данных
Меры по
снижению
выбросов
Эффект-ть
снижения
выбросов
Страна
Ссылка
[кг пыли / Мг
агломерата]
Агломерация
4
С
Не снижены
0
D
Ссылка 5
Охлаждение
3,5
С
Не снижены
0
D
Ссылка 5
Агломерация
14
Е
Циклоны
60-70%
СНГ
Ссылка 29
Охлаждение
3
Е
Циклоны
60-70%
СНГ
Ссылка 29
Агломерация
0,3
С
ESP
>90%
ЕС
Ссылка 16
Охлаждение
0,05
С
Мультициклон
>90%
ЕС
Ссылка 16
Обработка
0,1
D
ESP, рукавные
фильтры
>90%
ЕС
Ссылка 16
Дробление,
смешивание,
спекание
0,25
D
«остаточное
снижение»
Н/П
ЕС
Ссылка 31
Охлаждение
0,2
D
Циклоны
Н/П
ЕС
Ссылка 31
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-11
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Процесс
Коэффициент
выбросов
Качество
данных
Меры по
снижению
выбросов
Эффект-ть
снижения
выбросов
Страна
Ссылка
[кг пыли / Мг
агломерата]
Охлаждение
0,06
D
Рукавные фильтры
Н/П
ЕС
Ссылка 31
Воздушная
коробка
5,56
B
Неконтролируемые
Н/П
США
Ссылка 1
Воздушная
коробка
4,35
A
Неконтролируемые
(после удаления
крупных частиц)
Н/П
США
Ссылка 1
Воздушная
коробка
0,8
B
ESP (сухой)
Н/П
США
Ссылка 1
Воздушная
коробка
0,085
B
ESP (мокрый)
Н/П
США
Ссылка 1
Воздушная
коробка
0,235
B
Скруббер Вентури
Н/П
США
Ссылка 1
Воздушная
коробка
0,5
B
Циклон
Н/П
США
Ссылка 1
Разгрузка
агломерата
3,4
B
Неконтролируемые
Н/П
США
Ссылка 1
Разгрузка
агломерата
0,05
B
Рукавный
пылеуловитель
Н/П
США
Ссылка 1
Разгрузка
агломерата
0,295
A
Скруббер Вентури
Н/П
США
Ссылка 1
Воздушная
коробка и
разгрузка
0,15
A
Рукавный
пылеуловитель
Н/П
США
Ссылка 1
8.2c
Выбросы тяжелых металлов
Представленные ниже коэффициенты основаны на коэффициентах выбросов,
указанных в Приложении 1. Их можно применять для оценки выбросов
западноевропейских агломерационных заводов, которые обычно оснащаются
устройствами для пылеулавливания. Для расчета возможного диапазона выбросов
смотрите значения, представленные в Приложении 1. Принимая во внимание сведения
о более высоких значениях выбросов на заводах в СНГ, имеется вероятность, что в
этих странах значения выбросов тяжелых металлов выше (примерно коэффициент 2-3).
Таблица 8.2c
Процесс
Выбросы из дымовых
труб
Коэффициенты выбросов тяжелых металлов
Соединение
Качество данных
As
Коэффициент выбросов
[г/Гдж агломерата]
0,05
Cd
Cr
Cu
Hg
Ni
Pb
Se
Zn
0,2
0,2
0,4
0,05
0,2
8
0,02
1
С
С
С
С
С
С
С
С
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
С
В331-12
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
8.2d
Выбросы СОЗ
Представлена информация только по выбросам PCDD/Fs, поскольку данных по другим
СОЗ нет в наличии. Для расчета диапазона возможных выбросов смотрите Приложение
1. Необходимо принять во внимание, что в выбросах в национальном масштабе могут
преобладать очень высокие значения выбросов от отдельных заводов. Таким образом,
упрощенную методику следует применять с осторожностью.
Таблица 8.2d
Соединение
Коэффициенты выбросов PCDD/Fs
Процесс
Коэффициент
выбросов(1)
[г I-TEQ/Мг
агломерата]
Кач-во
данны
х
Меры по
снижению
выбросов
Эффективность
мер по
снижению
выбросов
Страна /
регион
PCDD/F
Агломерация
6
С
Обеспыливание,
ESP
0%(2)
Зап.
Европа
PCDD/F
Охлаждение
1
С
Обеспыливание,
ESP или циклон
0%(2)
Зап.
Европа
PCDD/F
Агломерация
1,5
D
«МЕЕР»
(подвижный
ESP)
30-70%
D
PCDD/F
Агломерация
0,5
D
Ввод
адсорбентов/
До 90%
D
90%
A
тканевых
фильтров
PCDD/F
Агломерация
0,3
Высокопроизво
д. промыватель
(Airfine)
C
= Необходимо принять во внимание, что измерения, указанные в данной таблице, показали значительное
временное колебание выбросов PCDD/F от агломерационных заводов (коэффициент 2). Также, на одном из заводов
в Германии были отмечены очень высокие выбросы PCDD/F (примерно 100 г I-TEQ/Мг агломерата), что
подтверждает возможность изменений от завода к заводу.
1
2
= нет значительной разницы в содержании PCDD/F в неочищенном и очищенном газе (с. 6)
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Как было указано в разделе 3.4 тяжелые металлы в пыли, выбрасываемой при горячей
агломерации и дроблении/просеивании, необязательно связаны с составом сырья
вследствие улетучивания и накопления некоторых соединений. Наблюдались
следующие коэффициенты обогащения (с.5):
Таблица 9.1 Коэффициенты
обогащения
агломерационных заводах
для
тяжелых
металлов
Zn
Pb
Cd
пыль от фильтра/ агломерационная смесь
5
450
30
пыль очищенного газа/Cагломерационная
смесь
20
1300
90
С
C
С
на
Информация о составе PCDD/F получена из исследования, проведенного недавно в
Германии (с. 6). В таблице 9.2 представлены усредненные массовые доли для
гомологов PCDD/F, полученных при измерениях, выполненных на трех заводах (5
измерений).
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-13
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Таблица 9.2 Данные по составу химических соединений для PCDD/F из
агломерационных заводов
Гомолог
Тетра CDF
Пента CDF
Гекса CDF
Гепта CDF
Окта CDF
Тетра CDD
Пента CDD
Гекса CDD
Гепта CDD
Окта CDD
Диапазон [%]
37-46
26-32
10-13
3,5-5
1-5
4-6
3-8
2-4
0-2
Среднее [%]
40
28,5
12
4
0,5
2
4,5
5
3
1,5
Европейское Бюро IPPC (с. 31) включает схему, в которой указаны размеры гранул и
распределение массы пыли на основе образцов с нескольких агломерационных лент.
Имеется две максимы, одна в диапазоне 0,1-3 µм, другая – около 100 µм. Частицы,
размер которых менее 0,1 µм, а также между 3 µм и 80 µм, составляют намного
меньшую долю всей суммарной массы. Крупную пыль можно отделить в ESP с
высокой степенью эффективности. Однако, состав тонкодисперсной пыли, щелочных
хлоридов снижает эффективность ESP.
В документе EPA AP-42 (с. 1) представлено распределение размеров для твердых
частиц, выбрасываемых на различных стадиях производства агломерата. Эти данные
воспроизведены в таблице 9.3.
Таблица 9.3 Распределение размеров частиц и коэффициенты выбросов по
размеру частиц (с. 1)
Процесс
Технология
снижения
выбросов
Размер
частиц
(м)
Воздушная
коробка
Не
контролируется
(выходящий
канал)
0,5
1
2,5
5
10
15
Воздушная
коробка
ESP
(увлажняющий
электрофильтр)
0,5
1
2,5
5
10
15
Воздушная
коробка
Скруббер
Вентури
0,5
1
2,5
5
Руководство по инвентаризации выбросов
Совокупная
масса%<
заданного
размера
4
4
6,5
9
15
20
100
18
25
33
48
59
69
100
55
75
89
93
декабрь 2006 г.
Коэффициент
выбросов
совокупной
массы (кг/т)
0,22
0,22
0,28
0,5
0,83
1,11
5,56
0,015
0,021
0,028
0,041
0,05
0,059
0,085
0,129
0,176
0,209
0,219
Оценка
качества
D
С
С
В331-14
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Процесс
Технология
снижения
выбросов
Размер
частиц
(м)
10
15
Воздушная
коробка
Циклон
0,5
1
2,5
5
10
15
Воздушная
коробка
Рукавный
пылеуловитель
0,5
1
2,5
5
10
15
Разгрузочная
дробилка и
горячие сита
Рукавный
пылеуловитель
0,5
1
2,5
5
10
15
10
Совокупная
масса%<
заданного
размера
96
98
100
25
37
52
64
74
80
100
3
9
27
47
69
79
100
2
4
11
20
32
42
100
Коэффициент
выбросов
совокупной
массы (кг/т)
0,226
0,23
0,235
0,13
0,19
0,26
0,32
0,37
0,4
0,5
0,005
0,014
0,041
0,071
0,104
0,119
0,15
0,001
0,002
0,006
0,01
0,016
0,021
0,05
Оценка
качества
С
С
С
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Основная погрешность относится к коэффициентам выбросов. Качество данных для
всех коэффициентов выбросов, представленных в этой главе, варьируется от С до Е.
Существует вероятность того, что на разных заводах имеют место разные выбросы, и
некоторые коэффициенты выбросов могут отличаться по коэффициенту как минимум
10. Необходима более подробная информация по изменениям выбросов с различными
типами, масштабами процесса, различными мерами по снижению загрязнения и т.п.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Сведения о применяемых методах по снижению выбросов, эффективности удаления
пыли и используемых методов производства ограничены. Выбросы PCDD/F могут в
значительной мере зависеть от условий эксплуатации и состава сырья; следовательно,
расчеты могут быть очень неточными, и необходимо провести измерения для
получения реальной картины выбросов. Данные по другим СОЗ еще не получены.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-15
ic030301
12
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Данный раздел не рассматривается, поскольку агломерационный завод является
частью большого комбината по производству чугуна и стали и, следовательно, должен
рассматриваться в качестве точечного источника.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Агломерационное производство можно рассматривать как непрерывный процесс.
Однако, выбросы могут изменяться со временем (например, из-за изменения в составе
сырья).
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
Дополнительные коментарии отсутствуют.
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Агентство по охране окружающей среды: Компиляция коэффициентов выбросов
загрязняющих воздух веществ АР42.
PARCOM-ATMOS Справочник коэффициентов выбросов
Holtmann T., Rentz O., Samaras Z. Zachariadis T., Kulcke K, K.-H. Zierock: Разработка
методологии и компьютерная модель для прогнозирования выбросов из
соответствующих мобильных и стационарных источников, Заключительный отчет
1995 (исследование от имени EC, DG XI, Брюссель).
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Верификацию данных о выбросах металлов можно выполнить путем вычисления
выбросов с использованием коэффициентов из раздела 8 и сравнением результатов со
средним составом используемой руды. Проверкой также может служить полный
массовый баланс предприятия. В случае PCDD/F верификация может проводиться
только посредством измерений.
17
ССЫЛКИ
1.
US-EPA (ed.) AP 42 CD-ROM, 1994
2.
Kelly M.E.: Sources and Emissions of Polycyclic Organic Matter. EPA Report No.
450/5-83-010b. US EPA, Research Triangle Park, North Carolina. 1983, pp. 5-58 to 562
3.
GCA Corporation. Survey of Cadmium Emission Sources. EPA Report No. 450/3-81013. Office of Air Quality and planning Standards, US EPA. Research Triangle Park,
North Carolina, 1981.
4.
R. Bothe: Umweltproblematik bei der Eisenerzsinterung; Diss. RWTH Aachen 1993
5.
O. Rentz, Schleef H.-J., Dorn R., Sasse H., Karl U.: Emission Control at Stationary
Sources in the Federal Republic of Germany. Report No. 104 02 360,
Umweltbundesamt Berlin, 1997
6.
Theobald, W.: Ermittlung und verminderung der Emissionen von halogenierten
Dioxinen und Furanen aus thermischen Prozessen: Untersuchung der Emissionen
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-16
ic030301
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
polychlorierter Dioxine und -furane und von Schwermetallen aus Anlagen der
Stahlerzeugung. Report No. 104 03 365/01, Umweltbundesamt Berlin, 1995
7.
Annema J.A., Albers R.A.W., Boulan R.P.: Produktie van Promair Ijzer en Staal.
RIVM-report 736301131; RIZA-report 92,003/31, 1992
8.
Siebert, P.C. et al.: Prel. Assessment of Sources, Control and Pop. Exposure to Airborne
POM as Indicated by Benzo(a)pyrene (BaP). EPA Contract 68-02-2863, Research
Triangle Park, North Carolina, 1978, pp. 78-79
9.
Lüngen, H., Theobald W.: Umweltschutz an europäischen Sinteranlagen und Hochöfen,
Stahl und Eisen 111 (1991), Nr. 12, S. 97-104
10.
pers. communication from Kakareka S. (Institute for problems of Use of Natural
resources & Ecology-Belarusian National Academy of Sciences, Minsk)
11.
Bouscaren m.R. (1992): Corinair Inventory, Default emission Factors handbook,
Second Ed.; Commission of the European Communities, Paris, 1992
12.
EPA: AIRS Facility Subsystem, EPA Doc. 450/4-90-003, Research Triangle park,
North Carolina, 1990
13.
CORINAIR 1990 Inventory, March 1995
14.
pers. Communication from B. Bretschneider (Czech Hydrometeorological Institute,
Prague)
15.
pers, communication from J. Fudala, Institute for Ecology of Industrial Areas,
Katowice, Poland
16.
European Commission, DG XI: Technical Note on the Best Available technologies to
Reduce Emissions into the Air from Sinter plants, Pelletisation Plants and Blast
furnaces. Third draft, Oct. 1992
17.
Umweltbundesamt, Berlin: Comments on draft report of the PARCOM-Atmos
Emission Factors Manual, 1992
18.
Jockel W., Hartje J. Datenerhebung über die Emissionen umweltgefährdender
Schwermetalle. Research report 91-104 02 588, TÜV Rheinland, Köln
19.
Bouchereau J. M.: Estimation des emissions atmospheriques de metaux lourds en france
pour le Cr, le Cu, le Ni, le Pb et le Zn. CITEPA, Paris, 1992
20.
9th Mtg. Working group Atm. Input. Of Poll. To Convention Waters, London, 5-8 Nov.
1991: Compilation of the comments on the report emission factors for air pollutant
emissions, Annex 2
21.
9th Mtg. Working group Atm. Input. Of Poll. To Convention Waters, London, 5-8
Nov.1991: Compilation of the comments on the report emission factors for air pollutant
emissions, Annex 3
22.
British iron and Steel Producers Association, pers. Communication to A.G. Salway,
AEA Technology, UK
23.
Dioxin data of CORINAIR ‘94 Inventory
24.
U. Quaß, M. Fermann, H. Gliwa, G. Bröker: Identification of Relevant Industrial
Sources for Dioxins and Furans, First Draft of Final Report addressed to European
Commission, DG XI
25.
H. J. Bremmer et al.: Emissions of Dioxins in The Netherlands, RIVM/TNO report
770501018, 1994
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-17
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
26.
The Swedish Dioxin Survey, Draft version 1996
27.
A Review of Dioxin Emissions in the UK. Report No. DOE/HMIP/RR/95/004,
28.
Holtmann T., Rentz O., Samaras Z. Zachariadis T., Kulcke K, K.-H. Zierock:
Development of a Methodology and a Computer Model for Forecasting Emissions from
Relevant Mobile and Stationary Sources, Final Report 1995 (study on behalf of EC, DG
XI,, Brussels)
29.
Annual Report on the Belarusion Contribution To EMEP 1996. Meteorological
Synthesizing Center-East, Minsk-Moscow, jan. 1997
30.
ETC/AEM-CITEPA-RISOE (1997) Selected nomenclature for air pollution for
CORINAIR94 inventory (SNAP 94), version 0.3 (Draft)
31.
European IPPC Bureau (2000) Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC):
Best Available Techniques Reference Document on the Production of Iron and Steel,
March 2000. Published by European Commission, Directorate General JRC, Joint
Research Centre, Institute for Prospective Technological Studies (Sevilla), European
IPPC Bureau. Available from the Internet http://eippcb.jrc.es, e-mail eippcb@jrc.es
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Пример источников статистических данных:
Eurostat, Yearly Statistics, Theme 4: Energy and Industry, Series C: Accounts, surveys and
statistics. Available from Office des publication officielles des Communautes Europeennes,
2, rue mercier, 2985 Luxembourg, Тел.: +352 499 281
Eurostat Information Office, Jean Monnet Building B3/88, L-2920 Luxembourg, Тел.: +352
4301 34567, Факс: +352 4364 04
Eurostat Data Shop, Rue de la Loi 130, B-1049 Bruxelles, Тел.: +32 2 299 6666; Факс: +32
2 295 0125
Statistisches Jahrbuch der Stahlindustrie. Published annually by Verlag Stahleisen, PO Box
10 51 64, D-40042, Dusseldorf, Contact Stahl Informations-Zentrum, PO Box 10 48 42, D40213 Dusseldorf, Тел.: +211 829 0, Факс: +211 829 231
International Iron and Steel Institute, Rue Colonel Bourg 120, B-1140 Bruxelles, Тел.: +32 2
726 5095, Факс: +32 2 726 4012
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.4
Дата:
июнь 2000 г.
Источник:
J.J.M.Berdowski, P.F.J. van der Most, J.M. Slager
TNO-MEP
The Netherlands
Откорректировано: Dr Ulrich Quaβ
Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen
Germany
Последующаякорректировка:
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-18
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Martin Peirce
AEA Technology Environment
UK
20. ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Haydn Jones
Combustion & Industry Expert Panel Secretariat
AEA Technology Environment
E6 Culham
Abingdon
Oxfordshire OX14 3ED
UK
Тел.: +44 1235 463122
Факс: +44 1235 463574
E-mail: haydn.h.jones@aeat.co.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-19
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 – ИНФОРМАЦИЯ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ ОСНОВНЫХ ВЫБРОСОВ
Выбросы газообразных соединений
Тип процесса
Заводы по производству агломерата из железной руды
Агломерация
специальных материалов
Ссылки
(ссылка 11)
(ссылка 7)
(ссылка 12)
(ссылка 13)
(ссылка 14)
(ссылка 15)
(ссылка 7)
Страна или регион
Междунар.
Нидерланды
США
Европа
Чехия
Польша
Нидерланды
неизвестно
неизвестно
неизвестно
неизвестно
не снижено
г/Мг продукта
г/ГДж
(NAPFUE
107)(6)
г/ГДж
г/Мг
г/Мг нерафинированной
стали
Снижение
выбросов
неизвестно
не снижено
Размеры
г/Мг
продукта
г/Мг нерафинированной стали
2 000
SOx
857
Со снижением
(подробности
неизвестны)
86
1250(2)
70(3)
233-632
SO2
NOx
1500
НМЛОС
108()
388
ЛОС
66
254
700
(2)
25
292(1)
CH4
СО
20000-40000
СО2
22000(2)
15367
163265
снижено
1181
118(7)
450
90(8)
1200
300-702
1279
8,5
14,2
15
38,4
100
347
12000
23000
(4)
272
106
221000
4
N2O
Фторид
(5)
11,6
HCl(5)
1=
47
9
общее, 73% CH4 для ЛОС как 400 г/Мг;
воздушная коробка;
для агломерационного процесса; 5=объем: г/Мг агломерата; 6= в ссылочном документе даны также
коэффициенты выбросов для других видов топлива (NAPFUE 203, 204, 301, 304, 305); 7= со скруббером с известняком; 8= с SCR
Руководство по инвентаризации выбросов
2=
5(6)
2
4=общее
декабрь 2006 г.
В331-20
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Выбросы пыли
[кг пыли/Мг произведенного агломерата]
Тип
процесса
Заводы по производству агломерата из железной руды
Ссылки
(с.5)
(с.10)
(с.7)
(с.16)
(с.31)
Страна
или
регион
D
СНГ
NL
D,I,B
ЕС
Снижение
выбросов
(пыли)
Не снижено
Два
поле
вых ESP
ESP +
тканевый
фильтр
Неизвестно(4)
Не
снижено
Снижено
Сухой
ESP (3-4
полевых)
Мульти
циклоны
Сухие
ESP (2-3
полевых)
или
рукавные
фильтры
«После
сниже
ния»
«После
снижения»
«После
сниже
ния»
Цикло
ны
Рукавн.
фильтры
Пыль
2-6(1)
0,1350,6
<0,006
10-24(5)
0,675
0,165
0,120,34(7)
0,030,12(8)
0,05-0,2(9)
<0,0045
0,090,44
0,0090,25
0,090,41
0,0370,1
3-4(2)
1 = выбросы воздушных коробок; 2 = дробление и просеивание; 3 = с вводом бурого активированного угля и извести; 4 = см.описание в п. 3.4.3; 5 = без агломерационного
охладителя 10-18 кг/тt; 6 = значения, рассчитанные по заданным концентрациям с удел.расходом топочного газа; 7 = процесс агломерации, Qs предположительно равно 2000 мі/Мг;
8 = воздух для охлаждения агломерата (на ленте), Qs предположительно равно 700 мі/Мг; 9 = обработка агломерата, Qs предположительно равно 1000 мі/Мг
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-21
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Выбросы тяжелых металлов
[г/Мг произведенного агломерата]
Тип процесса
Заводы по производству агломерата из железной руды
Ссылки
С.17
С.18(1)
С.18(2)
С.19
С.20
С.21
F
Int.
Int.
Электрофильтры
Электрофильтры
Циклоны
Страна или
регион
D
Снижение
выбросов
(пыли)
Электрофильтры
Электрофильтры
Мышьяк (As)
-
0,025
0,009
-
-
Кадмий (Cd)
-
3*10-4
0,009
-
0,02-0,12
Хром (Cr)
-
0,009
Медь (Cu)
1
Ртуть (Hg)
-
Никель (Ni)
Lead (Pb)
D
С.7
С.5
С.6
С.22
D(4)
D(3)
UK(4)
Не
снижено
Снижен
о
Электрофильтры
Электрофильтры
0,05
0,01
0,026
0-0,038
0,13
0,03
0,058
0,024-0,228
0,56
0,05
0,01
0,161
0,016-0,514
0,009
0,23
0,13
0,03
0,437
0,176-0,656
6*10-5
0,01
-
-
0,04
0,01
0,012
0,010-0,106
-
0,19
0,14
1,0
-
0,240
0,008-0.378
9
0,13
4,5
2,1
-
2,290
0,360-4,106
0,019
-
-
0,9
2,1
-
Неизвестно
Соединение
Селен (Se)
0,02
1*10
Цинк (Zn)
-
0,13
-4
0,08
15,3
9,92
2,48
0,022
0,73
0,022
0,37
Марганец (Mn)
0,09
0,678
0,966
0,128-1,754
n.r.a. = нет данных о диапазоне
1 = Диффузные источники, холодные; 2 = Сниженные технологические выбросы; 3 = Рассчитано на основе заданных концентраций и удел. расхода топочного газа, 4 = рассчитано
на основании данных по ежегодным выбросам и данных по производству агломерата.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-22
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ БЕЗ КОНТАКТА
Деятельность 030201 и 040209
ic030301
Выбросы СОЗ
Имеются данные только для PCDD/F
г I-TEQ/тонн произведенного агломерата(1)
Тип
процесса
Заводы по производству агломерата из железной руды
Агломерация специальных
материалов
Ссылки
Ссылка 23
Ссылка
24
Ссылка 6
Ссылка
25
Ссылка
26(2)
Ссылка
27
Ссылка
24(8)
Ссылка(9)
Ссылка
25(10)
Страна или
регион
A
D
D
NL
S
UK
D
NL
NL
Электрофильтры
Электрофильтры
Электрофильтры
Электрофильтр
Снижение
выбросов
(пыль)
Электрофильтры
Высокоэф.
Мокрые
скрубберы
Электрофильтры
(Airfine)
PCDD/F
4-5(7)
0,4-1,0
1,3-27,7(3)
Подвижные
электрофильтры
(МЕЕР)
Тканевый
фильтр,
активир.
уголь
1,4(7) 0,24-4,95(7)
Тканевый
фильтр,
кокс
подовых
перечей
0,04-4,2(7)
0,3-17
1-2,8
1,2-9
338
Тканевый
фильтр
Промыватель
0,3
4,5
5,9(4)
0,88(6)
1 = I-TEQ: международный эквивалент токсичности согласно NATO/CCMS; 2 = значение, заданное в N-TEQ (эквиваленты токсичности, северная модель); 3 = воздушные коробки,
диапазон за исключением одного максимума: 94.8 µg I-TEQ/т; 4 = типовое значение; 6 = охладитель агломерата; 7 = рассчитано на основе известных концентраций и удел. расхода
топочного газа (2000 мі/т); 8 = агломерация материалов, содержащих железо; 9 = производство искусственного гравия; 10 = производство фосфатов.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В331-23
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030302
ic030302
SNAP-КОД:
030302
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Печи вторичного нагрева в производстве
чугуна и стали
NOSE-КОД:
104.12.03
NFR-КОД:
1
1A2a
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Печи вторичного нагрева являются частью производства первичного чугуна и стали.
Детальное описание процессов без сжигания в производстве чугуна и стали и на
угольных шахтах содержится в главах В421-В428. Однако, далее, при необходимости,
также, дается описание технологических операций без сжигания.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
Выбросы тяжелых металлов от печей вторичного нагрева в производстве чугуна и
стали рассматриваются на национальном уровне. Выбросы других соединений носят
локальный характер. Для выбросов тяжелых металлов нет конкретных значений
относительных вкладов этих источников. Средняя относительная доля выбросов от
всего производства чугуна и стали в суммарных выбросах тяжелых металлов для
европейских стран приведена в таблице 1. Данные таблицы взяты из работы Baart и
др., (1995) [1].
Таблица 1:
Средняя относительная доля выбросов от производства чугуна и
стали в суммарный выброс тяжелых металлов в Европейских странах
Соединение
Суммарное производство чугуна и стали(%)
Кадмий
22
Хром
36
Медь
16
Никель
14
Свинец
12
Цинк
33
Доли выбросов других соединений от печей вторичного нагрева по производству
чугуна и стали в суммарные выбросы страны по данным инвентаризации
CORINAIR’90 приведены в таблице 2.
Таблица 2:
Доля в суммарных выбросах,
CORINAIR’90 (28 стран)
согласно
данным
инвентаризации
Категория
SNAP
источника
код
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
03 03 02
0,3
0,3
0
0
0,2
0,6
0,1
-
Печи вторичного нагрева при
производстве чугуна и стали
Доля в суммарных выбросах [%]
0 = величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2000 г.
В332-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030302
ic030302
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Печи вторичного нагрева подготавливают холодный чугун для последующей
обработки при соответствующем повышении температуры. В нагревательных
колодцах болванки нагреваются до тех пор, пока не будет достигнуто приемлемое
распределение температуры по их поперечному сечению, и температура на
поверхности не будет однородной для дальнейшего проката в полуготовый продукт
(стальные болванки, заготовки, слябы). В специальных печах стальные слябы
нагреваются и прокатываются в конечные продукты (пластины, листы или полосы) [2].
3.2
Определения
3.3
Технологии
Тип печи вторичного нагрева зависит от расположения и характера промежуточного
продукта и последующей обработки. Печи, подогреваемые за счет сжигания угля,
теперь явление редкое. Обычно эти печи нагреваются за счет сжигания газа или нефти
[3].
3.4
Выбросы
В состав выбросов входят: оксиды серы (SOx), оксиды азота (NOx), ЛОС (неметановые
ЛОС и метан (СН4), оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2) и закись азота (N2O).
По данным CORINAIR’90 больше всего выбрасывается SOx, NOx и CO2 (см. также
таблицу 2). Выброс происходит из трубы.
Выбросы диоксидов серы (SOx) непосредственно связаны с содержанием серы в
топливе. Печи вторичного нагрева обычно топятся газом с низким содержанием серы
(газ доменной печи, обессеренный газ коксовой печи или природный газ) или нефтью
[3].
Оксиды азота (NOx) образуются в процессе сжигания за счет преобразования
топливного азота и азота воздуха при сжигании.
Диоксид углерода (СО2) является основным продуктом процесса сжигания и
непосредственно связан с содержанием углерода в топливе.
3.5
Меры по снижению выбросов
Выбросы сокращаются за счет предварительной очистки газа доменной и коксовой
печей. Информация по обработке отходящих газов от печей вторичного нагрева
отсутствует [2].
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Для выбросов оценка делается с использованием коэффициентов выбросов по
умолчанию, указанных в таблице 8.1. Эти коэффициенты выбросов представляют
собой верхние значения типовых коэффициентов выбросов, и предполагается, что
имеется технология ограниченного управления.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
При наличии обширной программы измерений выбросы тяжелых металлов можно
рассчитать на основе измерений выбросов пыли и состава соединений для всего
процесса. Ссылочные коэффициенты выбросов для сравнения с собственными
данными пользователей представлены в таблице 8.2.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2000 г.
В332-2
ic030302
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030302
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
6
Стандартная статистика производства (Международное энергетическое агенство, ООН,
международный институт чугуна и стали и т.д.).
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
7
Установки по производству чугуна и стали, частью которых являются печи вторичного
нагрева, подсоединены к вытяжным трубам высотой > 100 м, и могут рассматриваться
как точечные источники. Они могут считаться точечными источниками как на
национальном, так и на региональном уровне.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
8.1.
Упрощенная методика
Краткое описание коэффициентов выбросов по умолчанию, с применением простой
методики для оценки выбросов при производстве стали и чугуна, представлено в
таблице 8.1.
Детальная методика
8.2.
Для выбросов других соединений, кроме тяжелых металлов, в таблице 8.2 приведены
коэффициенты выбросов, связанные с данными потребления топлива, для печей
вторичного нагрева при производстве чугуна и стали на основании CORINAIR’90 в
г/ГДж. Методика, относящаяся к коэффициентам выбросов, обычно в других единицах
(например, г/Мг продукта) дана в примечании. В случае использования статистических
данных о производстве следует принимать во внимание удельное потребление энергии
(например, ГДж/т продукта). Удельное потребление энергии является процессом и
индивидуально для каждой страны; в CORINAIR’90 приводится величина 100 ГДж/Мг
продукта.
Таблица 8.1 Коэффициенты выбросов по умолчанию – простая методика
Загрязняющее вещество
Коэффициент выбросов
Единицы
PM10
650
г/тонна стали
Мышьяк
1,44
мг/тонну стали
Кадмий
0,48
мг/тонну стали
Хром
24
мг/тонну стали
Медь
24
мг/тонну стали
Ртуть
0,5
мг/тонну стали
Свинец
38
мг/тонну стали
Цинк
84
мг/тонну стали
Диоксины и фураны
0,2
TEQ/тонну цемента
Гексахлорбензол
11
г/тонну цемента
24000
мг/тонну стали
Полиароматические углеводороды
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2000 г.
В332-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030302
ic030302
Таблица 8.2: Коэффициенты выбросов для печей вторичного нагрева при
производстве чугуна и стали
Топливо
NAPFUE
код
коксующийся
101
паровичный
102
полубитуминозный 103
бурый
105
уголь/лигнит
коксовая печь
107
коксовая печь
108
нефтяной
110
мазут
203
s
s
s
s
уголь
уголь
уголь
уголь
hc
hc
hc
bc
s
s
s
l
кокс
кокс
кокс
масло
hc
bc
l
l
g
масло
масло
газ
газойль
сланцевое
природный
204
211
301
g
газ
303
g
g
газ
газ
сжиженный
нефтяной газ
коксов. печи
доменный
g
газ
-
не
указан
1)
2)
3)
9
Коэффициенты выбросов
НMЛOC
CH4
CO
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
151)3)
151)
121)
1)
1)3)
15
15
1201),703)
43)
43)
203)
203)
1003)
183)
SO2
[г/ГДж]
NOx
[г/ГДж]
9923)
12673)
23583)
1503)
1003)
1503)
3513)
6503)
20003)
13231)
143-1,5033)
94-14103)
5033)
0,87-581)
0,3-583)
0,043)
1503)
1503)
300
100-2403)
151)3)
83)
1,53)
3-51), 33)
151)3)
151)
1,53)
3-51)3)
701)3)
183)
703)
1)
15 ,12-153)
80-1003)
1581)
58-1871)
58-1253)
1003)
2,51), 1,53)
2,51),1,53)
121)3)
131)
5,5-131)
8-253)
133)
304 23-7151), 603)
305
57-8311),
18-8303)
доменной и коксовой 306
0,531)
печи
4002)
2,5-41), 1-43) 2,5-41), 1-53)
2.13)
0,93)
84-2071), 853)
145-8311),
25-8303)
1511)
2,51)3)
0,25-2.53)
2,51)3)
4002)
52)
0,25-2.53)
12-171) 153)
12-693)
10-143)
141)
CO2
[кг/ГДж]
941)
941), 983)
523)
863)
N2O
N2O
[г/ГДж] [г/ГДж]
31)
143)
33)
33)
1081), 1053) 31), 143)
863)
33)
3)
97
103)
1)
76-78
3-141)
3)
73-77
2-143)
1)
3)
1)
74 , 69-74 3 , 2-143)
55-561)
52-573)
653)
1,5-31)
0,8-33)
1-33)
42-461) 453)
31), 13)
1)3),
3)
1)
192 290 3 , 1-2.43)
2051)
данные CORINAIR90, точечные источники (предварительные данные)
EPA 1990 [4]
данные CORINAIR90, площадные источники (предварительные данные)
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Источником выбросов тяжелых металлов является пыль. Следовательно,
коэффициенты выбросов связаны с составом пыли. Этот состав зависит от
используемой руды.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Данных нет.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Обсужденные здесь недостатки относятся к коэффициентам выбросов и производству.
Коэффициенты выбросов, приведенные в таблице 3, относятся к точечным и
площадным источникам. Данные CORINAIR’90 могут использоваться для получения
диапазона коэффициентов выбросов для точечных и площадных источников.
Дальнейшая работа должна быть направлена на получение коэффициентов выбросов,
которые будут включать объяснение технических моментов и зависимость от топлива,
когда речь идет о диапазонах коэффициентов выбросов.
Неопределенности возникают в связи с тем, что можно использовать только одно
топливо (например, нефть) или смесь газов доменной и коксовой печей. В будущем
необходимо сделать репрезентативное разделение топливных газов (производственные
данные) и оценить соответствующие коэффициенты выбросов, например, для смеси
газов от доменной печи и печи по производству кокса.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2000 г.
В332-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030302
ic030302
Для тяжелых металлов, информация о коэффициентах выбросов, технологиях
снижения выбросов, эффективности пылеудаления, а также рабочих технологиях очень
ограничена; данных по измерению состава пыли недостаточно.
12
КРИТЕРИИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Производство чугуна и стали является непрерывным процессом.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Данных нет.
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Величину выбросов металлов можно проверить путем расчета выбросов с
использованием коэффициентов из справочника PARCOM ATMOS и сравнениями
результатов со средним значением состава используемой руды. В качестве проверки
можно также применять массовый баланс для всего завода.
17
ССЫЛКИ
[1]
A.C.Baart, J.J.M.Berdowski, J.A. van Jaarsveld; Calculation of atmospheric
deposition of contaminants on the North Sea; IWAD; ref.TNO-MW-R 95/138; TNO
MEP; Delft; The Netherlands; 1995
[2]
US-EPA (ed.): AP 42 CD-Rom; 1994
[3]
Parker, Albert (ed.): Industrial Air Pollution Handbook; Maidenhead, Berkshire
(England); 1978
[4]
EPA (ed.): AIRS Facility Subsystem, EPA-Doc.450/4-90-003, Research Triangle
Park, 1990
18
БИБЛИОГРАФИЯ
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
3
Дата:
декабрь 2001 г.
Источник:
Dick Heslinga
TNO
The Netherlands
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2000 г.
В332-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030302
ic030302
20.
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Dept for Monitoring and Information Management,
PO Box 30945, 2500 GX Den Haag, the Netherlands
Тел: +31 70 339 4606
Факс: +31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2000 г.
В332-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030303
ic030303
SNAP-КОД:
030303
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТАМИ
Литейные цеха по производству серого чугуна
NOSE-КОД:
104.12.04
NFR-КОД:
1
1A2a
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В этой главе рассматриваются выбросы от процессов сжигания при литье серого
чугуна. Цеха по литью серого чугуна являются частью производства широкого
диапазона металлической продукции. Детальное описание процессов, где нет
сжигания, в производстве чугуна и стали и в угольных шахтах дается в главах В146, а
также с В422 по В428.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
Доля выбросов от литейных цехов по производству серого чугуна в суммарных
выбросах стран по данным инвентаризации CORINAIR90 следующая:
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Литейные цеха по производству серого чугуна
SNAPкод
03 03 03
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0
0
0
0
1,4
0,1
-
-
0 = величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
Для выбросов тяжелых металлов конкретные значения для этого источника
отсутствуют. В таблице 2 приведена средняя относительная доля выбросов от всей
промышленности по производству чугуна и стали и от производства чугуна в чушках в
суммарные выбросы тяжелых металлов в Европейских странах. Литейные цеха по
производству серого чугуна считаются частью производства чугунных чушек. Данные
таблицы 2 основаны на данных работы Baart и др., (1995) [1].
Таблица 2:
Средняя относительная доля выбросов тяжелых металлов от
производства чугуна и стали и чугунных чушек в суммарные
выбросы этих металлов в европейских странах
Соединение
Общее производство
чугуна и стали (%)
Производство чугунных
чушек (%)
Кадмий
22
-
Хром
36
3,7
Медь
16
-
Никель
14
3,0
Свинец
12
-
Цинк
33
-
- = нет данных
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В333-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030303
ic030303
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Литье серого чугуна обычно является частью следующих промышленных операций:
Литье ковких металлов
Литье деталей, например:
конструкции механизмов (машин)
в производстве автомобилей и велосипедов
Литье пластинчатых деталей, например:
в производстве сточных труб, вспомогательных частей для труб
в производстве труб для нагревания
в производстве деталей механизмов (машин)
в автомобильной промышленности
Литье стали
Процесс литья можно разбить на пять стадий:
предварительная обработка гранулированного металла
производство форм для литья
плавка металлов и флюсовых соединений и обработка расплавленной массы
заливка расплавленной массы в формы
обработка отливок
Виды работ, состав, очистка окалины и применение сырья для литья строго зависят от
того, какая продукция производится в литейном цехе, и от экономических аспектов.
Процесс литья описывается в разделе 3.3.
3.2
Определения
Предварительная обработка сырья
Некоторые
виды
сырья
нуждаются
в
предварительной обработке, поскольку они не
всегда являются пригодными для литья.
Процесс плавки
Гранулированный
металл
и
флюсовые
соединения
смешиваются
с
коксом
и
нагреваются за счет сгорания угля до
температуры, превышающей точку плавления
железа (>> 1500оС). Процесс может быть как
периодическим, так и непрерывным.
Производство форм для литья
Форма для литья изготавливается из песка с
химическим связующим агентом, или из песка
на
глиняной
связке.
Форма
модели
противоположна форме получаемой отливки.
Форма для литья используется только один раз,
поскольку после затвердевания металлического
расплава форма разрушается.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В333-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030303
ic030303
Расплав
Гранулированные металлы, используемые в
процессе плавки, содержат в основном железо,
но они могут быть загрязнены другими
металлами.
Обработка расплава
Целью этого процесса является улучшение
качества
расплава.
Повышение
качества
необходимо для процесса литья или свойств
продукции. Процесс периодический.
Процесс литья
Процесс литья-это заполнение расплавленным
металлом литейных форм и затвердение
расплава.
3.3
Технологии
Литье начинается с нагревания металлов. Подогрев состоит из измельчения больших
кусков металла и перемешивания металла с флюсовыми соединениями. Используется
три типа плавильных печей: купольная печь, электропечи и печи с вращающими
барабанами. Эти печи описываются в разделе 3.3.1.
После того, как металл расплавится, его выпускают из печей. Качество расплавленного
металла можно улучшить путем удаления шлака, используя связывающие соединения,
десульфуризацией с помощью мелкодисперсного кокса и карбида кальция,
модифицирования ферросплавами (на основе силикатного железа) и агломерации с
использованием магния.
Выплавленный металл разливается в формы. Метод разливки определяется продуктом.
Производство разливочных моделей описано в параграфе 3.3.2. После затвердения
металла он вынимается из формы. Очистка отливки обычно производится
упрочняющей дробеструйной обработкой. Кроме упрочняющей дробеструйной
обработки литье может быть измельчено, свернуто в рулоны, разрублено и
раздроблено. Иногда литье подвергается обработке путем прокаливания, закаливания,
смоления, покрытия свинцовой сурьмой; покрашено или покрыто лаком.
3.3.1
Плавильные печи
Купольная печь
Купольная печь является установкой, которая
работает на непрерывной основе. Литье
поступает в шахту печи через отверстие в
боковой стене. Кокс и металлы добавляются
попеременно. Во время заполнения шахты,
зажигается кокс, и металл плавится, а затем
течет в печь.
Электропечь
Металлы и флюсовые соединения плавятся
путем электрического поджога нефтяного кокса.
Процесс-дискретный.
Печь с вращающимся барабаном
Печь с вращающимся барабаном нагревается
факелом
горящей
нефти.
Металлы,
непосредственно
нагреваемые
факелом,
плавятся. Повороты барабана обеспечивают
нагревание с обеих сторон.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В333-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030303
ic030303
3.3.2
Производство литейных форм
Формы для литья можно классифицировать по двум категориям: формы из глины в
смеси с песком, для производства легких отливок и формы из песка с химическим
веществом, способствующим увеличению прочности. Формы из глины с песком
уплотняются путем утрамбования. Песок содержит цемент, воду и угольный порошок
для получения однородной структуры отливки. Форма из песка с химическим
реагентом также уплотняются с помощью утрамбования, при этом химический реагент
полимеризуется в песке.
3.4
Выбросы
В процессе литья основными загрязняющими веществами являются пыль и
газообразные соединения. Выбросы возникают во время процесса плавки,
производства форм для литья и обработки отливок. Основным загрязняющим
веществом является пыль, содержащая оксиды таких металлов, как железо и кремний.
К газообразным соединениям относятся оксиды серы, азота и углерода. Также
возможны выбросы некоторых растворителей.
Выбросы строго зависят от типа печи, используемой в процессе плавки, и от качества
управления процессом.
Из газовых соединений выбрасываются: оксиды серы (SOx), оксиды азота (NОx), ЛОС
(неметановые ЛОС и метан (CH4)), оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2),
закись азота (N2O) и аммиак (NH3). Выбросы идут через трубу. По данным
CORINAIR90 больше всего выбрасывается CO и CO2 (см. также таблицу 1).
Кокс, сжигаемый в вагранках, дает выброс нескольких загрязняющих веществ.
Неполное сжигание кокса является причиной выброса оксида углерода, а содержание
серы в коксе-выброса диоксида серы [3].
Печи с электрической дугой дают выбросы CO от сжигания графита электродов и
добавок углерода в заправку печи. Углеводороды (НМЛОС) выбрасываются в
результате испарения и неполного сжигания остаточных продуктов нефти,
присутствующих в металлическом ломе, который идет на переработку [3].
Электроиндукционные печи выбрасывают мизерные количества углеводородов и
монооксида углерода [3].
3.5
Меры по снижению выбросов
Возможности снижения выбросов:
Купольная печь
Обработка отходящих газов с помощью рукавных фильтров
и электрофильтров
Электропечь
Обработка отходящих газов с помощью рукавных фильтров
или электрофильтров
Барабанная печь
Обработка отходящих газов с помощью рукавных фильтров,
использование жидкого топлива с низким содержанием серы,
впрыскивание извести вместе с использованием рукавных
фильтров
Обработка расплава
Обработка отходящих газов с помощью рукавных фильтров
Подготовка песка
Использование рукавных фильтров и влажных скрубберов
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В333-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030303
ic030303
Производство
модели
Хороший контроль влажности. При производстве формы из
песка с химическим отвердителем из смолы, выбор смолы
может влиять на выбросы
Вагранка обычно имеет дожигатель, эффективность которого по снижению выбросов
достигает 95%. Этот дожигатель располагается в трубе и в результате ее действия
окисляется СО, и сжигаются органические соединения, деготь и масла [3].
Электрические печи обычно не имеют технологии по снижению выбросов, поскольку
объем выбросов углеводородов и оксида углерода от этих печей незначителен. [2].
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Умножение коэффициента выбросов на соответствующее потребление энергии или
величину выпускаемой продукции дает величину выброса.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
Качество оценки выбросов пыли строго зависит от управления процессом. Оценка
выбросов из основных источников должна быть основана на измерениях, проводимых
на различных стадиях процесса.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Существуют данные Европейского Сообщества о производстве чугуна, стали и литье
ковких металлов. Можно использовать статистические данные по потреблению
энергии IEA.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Литейные цеха могут значительно различаться по размерам. Небольшие литейные цеха
можно считать площадным источником. На национальном уровне большие литейные
цеха или сосредоточение литейных цехов на малой площади рассматриваются как
точечные источники.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
В таблице 3 приведены коэффициенты выбросов для литейных цехов по производству
черных металлов, полученные из данных по потреблению топлива, на основании
CORINAIR90 в [г/ГДж]. Коэффициенты выбросов, связанные с технологией, даются в
других единицах (например, г/Мг сырья) и приводятся в примечании к таблице. В
случае использования производственной статистики необходимо учитывать удельное
потребление энергии (например, ГДж/т продукта), которое конкретно для каждого
процесса и каждой страны. На данном этапе нет данных для определения
соответствующих коэффициентов преобразования.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В333-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030303
ic030303
Таблица 3:
Топливо
Коэффициенты выбросов для литейных цехов по производству
серого чугуна 7)
s
s
s
уголь
уголь
кокс
NAPFUE
код
hc паровичн. 102
bc брикеты 106
hc коксов.печь 107
s
l
l
g
g
g
кокс
нефть
нефть
газ
газ
газ
bc коксов.печь
мазут
газойль
природный
сж.неф.газ
коксов.печь
108
203
204
301
303
304
SO2
[г/ГДж]
130-1601)
441)
100-5841),
92-5932)
6501)
143-9301)
55-941)
0,3-81), 12)
0,041)
12-541), 522)
Коэффициенты выбросов
NOx
НMЛOC
CH4
CO
[г/ГДж]
[г/ГДж] [г/ГДж]
[г/ГДж]
12-801)
15-571)
5-151)
201)
1)
1)
1)
12
15-57
6,3-15
12-2201),
0,5-801) 0,5-6,31)
971)
2)
12-45
1501)
51)
151)
181)
1)
1)
1)
100-175
3-57
3-6,3
10-151)
1)
1)
1)
50-100
1,5-57
1,5-8
10-201)
50-1001), 1452) 2,5-571) 2-6,31), 10-201), 82)
0,91)
1001)
2,11)
131)
1)
5,5-501), 52)
2,5-801) 2,5-6.3
101)
CO2
N2O
NH3
[кг/ГДж] [г/ГДж] [г/ГДж]
93-941)
4-51)
1)
97
3,51)
1)
105-110 ,
3-41)
2)
105
861)
31)
1)
73-78
2-101)
1)
74
21)
53-601),552)
1-31)
651)
11)
44-451),452) 1-1,51)
данные СORINAIR90, площадные источники
данные СORINAIR90, точечные источники
3)
SOx:[1]
450
г/Мг загрузки
вагранка
90000 г/ Мг загрузки
отражательная печь
0
г/ Мг загрузки
электроиндукционная печь
125
г/Мг загрузки
электродуговая печь
4)
NOx:[1]
50
г/ Мг загрузки
вагранка
2900
г/ Мг загрузки
отражательная печь
0
г/ Мг загрузки
электроиндукционная печь
160
г/ Мг загрузки
электродуговая печь
5)
ЛOC:[1]
90
г/ Мг загрузки
вагранка
75
г/ Мг загрузки
отражательная печь
0
г/Мг загрузки
электроиндукционная печь
90
г/ Мг загрузки
электродуговая печь
6)
CO:[1]
72500 г/ Мг загрузки
вагранка
0
г/ Мг загрузки
отражательная печь
0
г/ Мг загрузки
электроиндукционная печь
9500
г/ Мг загрузки
электродуговая печь
7)
Принимается, что коэффициенты выбросов, приведенные в таблице, относятся к источникам сжигания в
литейных цехах по производству серого чугуна, другие источники выбросов не рассматриваются.
1)
2)
В Нидерландах для выбросов тяжелых металлов было предложено следующее:
Коэффициенты выбросов рассчитываются по измерениям в смесях, состоящих из 60%
горячих доменных воздушных газов (1500 м3 Мг-1 отходящих газов) и 40% холодных
доменных газов (300 м3 Мг-1 отходящих газов), используя среднюю концентрацию
пыли 300 мг.м-3. Коэффициенты выбросов рассчитываются по формуле (1):
Выброс = [Dust]average Flowoff-gases [Metal composition]dust
[Dust]average
средняя концентрация пыли в отходящих газах
Flowoff-gases
средняя величина потока отходящих газов
[Metal composition]dust
(1)
среднее весовое%-ное содержание металла в пыли
Коэффициенты выбросов представлены в таблице 4.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В333-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030303
ic030303
Таблица 4:
Вещество
Коэффициенты выбросов для литейных цехов (г Мг-1 продукта)
Коэффициент выбросов [15]
Интервал [15]
Мышьяк
0,3
0,02-3,6
Кадмий
0,14
0,006-0,45
Хром
1,1
0,09-3,0
Свинец
7,2
0,24-15
Никель
0,5
0,01-1,3
Цинк
5,0
2,4-7,2
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Выбросы тяжелых металлов связаны с составом металлов в пыли.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Представленные коэффициенты выбросов основаны на малочисленных измерениях с
довольно значительными отклонениями, вызванными индивидуальными условиями.
Класс качества коэффициентов выбросов, кроме тех, которые приводятся в
CORINAIR90, оценивается как [D].
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Наиболее слабые стороны – недостаток данных и адекватных измерений.
Для выбросов других загрязняющих веществ, кроме тяжелых металлов, самыми
серьезными недостатками обладают коэффициенты выбросов.
Коэффициенты выбросов, основанные на потреблении топлива и приведенные в
таблице 4, относятся как к площадным, так и точечным источникам без разделения.
Данные CORINAIR90 используются только для представления диапазона
коэффициентов выбросов для точечных и площадных источников. В дальнейшем
следует определить коэффициенты выбросов, которые будут учитывать технические
данные и характеристики топлива.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Пространственные критерии не применимы.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Временное распределение зависит от управления производством. В некоторых
литейных цехах выбросы происходят только с понедельника по пятницу от 7.00 до
18.00 часов, а в других литейных цехах выбросы непрерывны.
В зависимости от рыночных условий возможны сезонные изменения.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В333-7
ic030303
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030303
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
/1/
Annual report of the Common Association of Dutch Foundries 1989; AVNEG; 1990
/2/
AVNEG; 1990 personal communication
/3/
Basic document Cadmium; Slooff, W., Ros, J.P.M.; RIVM report number 758476002;
July 1987 (на голландском)
/4/
Basic report Zinc; Haskoning; 1990 (на голландском)
/5/
Energy use for basic metal industry; Braun; 1990
/6/
Foundries 1987-1988 (SBI 34.0); Industrial production statistics; Central Office of
Statistics; 1990
/7/
Air Note L214 concerning foundries (I); DHV-MT; 1990
/8/
Air Note L215 concerning foundries (II); DHV-MT; 1990
/9/
Emission Registration 13, Report Emission Registration Netherlands; Ministry
VROM; May 1990
/10/
Atmospheric data from the Emission Registration concerning ferro and non-ferro
companies; RIVM; 1991
/11/
Handbook of emission factors, Part 2: Industrial sources; Government Publishing
Office, The Hague; 1983
/12/
Handbook of Model Descriptions of atmospheric emissions from the Iron Casting
Foundries; TA-Luft; 1983
/13/
Die Europaische Giesserie-Industrie; Annual Statistic Report from the Association
Committee of European Foundries; 1992
/14/
Industrial emission in the Netherlands, 5th inventory round-1990; Publicatiereeks
Emissieregistratie; Ministry VROM; 1993
/15/
Datenerhebung uber die Emissionen Umweltgefardenden Schwermetalle; Jockel, W.,
Hartje, J.; Forschungsbericht 91-104 02 588 Tu V Rheinland e.V.Koln; 1991
/16/
Environmental Protection Agency; Compilation of air pollutant Emission Factors AP42
/17/
PARCOM-ATMOS Emission Factors Manual
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Проверка может заключаться в сравнении рассчитанных выбросов тяжелых металлов и
состава продукции.
17
ССЫЛКИ
[1]
A.C.Baart, J.J.M.Berdowski, J.A. van Jaarsveld; Calculation of atmospheric
deposition of contaminants on the North Sea; IWAD; ref.TNO-MW-R 95/138; TNO
MEP; Delft; The Netherlands; 1995
[2]
EPA (ed.): AIR Facility Subsystem, EPA-Doc.450/4-90-003, Research Triangle Park,
1990
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В333-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030303
ic030303
[3]
EPA (ed.): AIR Chief, Version 4.0; 1995
[4]
Air Pollution Aspects of the Iron Foundary Industry; APTD-0806, U.S.-EPA,
Research Triangle Park (NC); 1974
18
БИБЛИОГРАФИЯ
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
ноябрь 1995 г.
Источник:
J.J.M.Berdowski, P.F.J. van der Most, W.Mulder
TNO
The Netherlands
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20. ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Dept for Monitoring and Information Management
PO Box 30945
2500 GX Den Haag
The Netherlands
Тел.: +31 70 339 4606
Факс: +31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В333-9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030304
ic030304
SNAP-КОД:
030304
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Первичное производство свинца
NOSE-КОД:
104.12.05
NFR-КОД:
1A2b
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1
Под первичным производством свинца подразумевают производство свинца из
свинцовых концентратов. Детальное описание других ступеней процесса, например,
агломерации, можно найти в главе В331. Однако ниже приводится описание процессов
агломерации, на случай, если это окажется полезным.
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
2
Доля газообразных выбросов от первичного производства свинца в суммарных
выбросах стран по данным инвентаризации CORINAIR90 приводится в таблице 2.1:
Таблица 2.1:
Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
SNAPкод
Первичное
производство свинца
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0,2
0
-
-
0
0
-
-
030304
0 = данные о выбросах имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
Доля тяжелых металлов от первичного производства свинца в суммарных выбросах
стран по данным IWAD [7] приводятся в таблице 2.2:
Таблица 2.2:
Доля выбросов тяжелых металлов от первичного производства
свинца в суммарных выбросах по данным исследования IWAD [7]
Доля в суммарных выбросах [%]
Cd
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
1,1
0
0,2
0
1,5
0,3
0 = величина ниже допустимого предела округления
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Процесс состоит из классических стадий предварительной обработки, обогащения
руды, спекания, плавления и очистки продукта. В большинстве плавильных печей по
первичному производству свинца получают также определенное количество других
металлов. Выделяют следующие стадии процесса: спекание, восстановление
агломерата в шахтной печи и очистка слитка пирометаллургическим или
гидрометаллургическим методом.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В334-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030304
ic030304
В процессе спекания мелкие частицы металлической руды спекаются в гранулы,
брикеты, агломераты или таблетки. В процессе обжига сульфид свинца превращается в
оксид. При хранении и накоплении сырья или промежуточных продуктов возникают
выбросы пыли. Для уменьшения выбросов применяют рукавные фильтры, мокрые
скрубберы или электрофильтры.
При спекании руда, кокс и флюсовые компоненты нагреваются в шахтной или
электрической печи. Уменьшение выбросов пыли обеспечивается с помощью
рукавных фильтров или электрофильтров. Улучшенным способом снижения выбросов
является герметизация или вакуумирование процесса.
Основной целью процесса очистки является удаление меди, серебра, цинка и висмута.
Выбросы пыли возникают, главным образом, при обработке различных побочных
продуктов.
Усовершенствованные процессы первичного производства свинца разрабатываются
или используются на единичных заводах. Однако подробной информации по ним пока
нет.
3.2
Определения
Процесс спекания
Агломерация частиц руды, флюсовых компоненты и
других материалов за счет горения кокса.
Процесс обжига
Окисление концентрата, обогащенного свинцом, при
котором сульфид свинца превращается в оксид.
3.3
Технологии
Основным оборудованием, в котором осуществляется плавление, являются
электрические
печи.
Очистка
выплавленного
металла
осуществляется
пирометаллургическим или гидрометаллургическим методами. Несколько технологий
прямого плавления были на стадии разработки или все еще разрабатываются.
Информации о выбросах, возникающих при применении данных технологий, пока нет.
3.4
Выбросы
Основным видом выбросов при первичном производстве свинца являются выбросы
пыли. Выбрасываемые загрязняющие вещества: оксиды серы (SOx), оксиды азота
(NОx), ЛОС (неметановые ЛОС и метан (CH4)), оксид углерода (СО), диоксида
углерода (СО2), закись азота (N2O) и аммиак (NH3). По данным CORINAIR90
основным загрязняющим веществом является SO2 (см. также таблицу 2.1).
Наиболее важным процессом в связи с выбросами SO2 является процесс агломерации
(более подробные данные приведены в В331). Однако только приблизительно 7%
общего количества серы, содержащейся в руде, выбрасывается в виде SO2. Оставшееся
количество серы захватывается шлаком. Концентрация этого потока SO2 может
меняться от 1,4 до 7,2 г/м3 в зависимости от количества инжектируемого воздуха,
подаваемого для окисления оксида углерода и для охлаждения потока перед удалением
пыли в тканевых фильтрах [1].
Приблизительно 85% серы, присутствующей в свинцовом концентрате, удаляется во
время операции агломерации (см. главу В331). В отходящих газах процессов
обработки, берется либо одиночный слабый поток из кожуха машины с концентрацией
менее 2% SO2, либо из двух потоков: из сильного потока (5 до 7% SO2) в конце
загрузочного отверстия и слабого потока (менее 0,5% SO2) из разгрузочного отверстия.
Операция с единичным потоком применяется, когда рынок сбыта регенерированной
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В334-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030304
ic030304
серы невелик или совсем отсутствует, таким образом, небольшой поток SO2 без
очистки выбрасывается в атмосферу.
Когда необходимо удалить серу, предпочтительно использовать операцию с двойным
потоком. Сильный поток направляется на завод по производству серной кислоты, а
слабый выбрасывается в атмосферу после удаления из него взвешенных частиц [1].
Оксиды серы также образуются в доменной печи в процессе плавления за счет
небольших количеств сульфида свинца и сульфата свинца, содержащихся в
агломерате. Количество этих выбросов является результатом не только содержания
серы в агломерате, но и серы, захваченной медью и другими примесями в шлаке [1].
3.5
Меры по снижению выбросов
Выбросы пыли можно уменьшить с помощью рукавных фильтров, мокрых скрубберов
и электрофильтров. Усовершенствование может быть достигнуто путем герметизации
или вакуумирования. Кроме того, разрабатываются новые методы.
Выбросы, содержащие SO2, часто используются как сырье на заводах по производству
серной кислоты. В данном случае выбросы от сжигания и других процессов
согласовываются. Заводы по производству серной кислоты, работающие с одной
фазой, могут достигать уровней оксида серы в 5,7 г/м3, а заводы, работающие с двумя
фазами, могут достигать уровней 1,6 г/м3. Обычная эффективность удаления окисей
серы на заводах, когда процесс производства имеет две фазы, может превышать 99%.
Другими технически достижимыми методами удаления SO2 являются заводы по
восстановлению элементарной серы и процессы поглощения диметиламином и
аммиаком [1].
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Возможен приблизительный расчет выбросов по данным экономической или
производственной статистики. Коэффициенты выбросов представлены в разделе 8.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
Информации о более новых процессах, о которых говорилось выше, пока нет, поэтому
нет детализированной методики.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Информация о производстве свинца содержится в национальных и международных
статистических данных.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Первичное производство свинца на национальном уровне следует считать точечным
источником при наличии конкретных данных о заводах.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Величина выбросов может изменяться в значительной степени в зависимости от
используемой руды и применяемых мер по уменьшению выбросов: см. таблицу 8.1.
Коэффициенты выбросов, приведенные в таблице 8.2, были подготовлены для
справочника коэффициентов выбросов PARCOM-ATMOS 1992 года. Коэффициенты
выбросов основаны на данных из таблицы 8.1.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В334-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030304
ic030304
Таблица 8.1: Коэффициенты выбросов при первичном производстве свинца (г/т
продукта)
по
данным,
представленным
некоторыми
странами/авторами
Швеция [2]
Польша [3]
Германия
[4]
Pacyna
[5,6]
Соединение Ограничено Улучшено Ограничено Улучшено Без снижения Неизвестно Неизвестно
выбросов
Мышьяк
3
0,2
16-43
-
-
3
300
Кадмий
3
0,6
10-22
-
-
6
10
10
4
10
7
-
-
-
400
200
560-1200
-
-
400
Ртуть
-
-
-
-
-
-
3
Цинк
50
20
110
-
680
-
110
Медь
Свинец
Таблица 8.2: Предполагаемы
коэффициенты
производстве свинца (г/т продукта)
выбросов
при
3000
первичном
Коэффициент выбросов
Вещество
Ограниченное уменьшение
выбросов
Улучшенное уменьшение
выбросов
Неизвестный уровень
снижения выбросов
Мышьяк
3
0,5
10
Кадмий
10
1
15
Медь
10
5
10
800
200
Ртуть
3
3
3
Цинк
80
20
110
Свинец
2000
В таблице 8.3 приведены коэффициенты выбросов для литейных цехов по первичному
производству свинца, полученные из данных по потреблению топлива, на основании
CORINAIR90 в [г/ГДж]. Коэффициенты выбросов, связанные с технологией, даются в
других единицах (например, г/м3 сырья) и приводятся в примечании к таблице. В
случае использования производственной статистики необходимо учитывать удельное
потребление энергии (например, ГДж/т продукта), которое индивидуально для каждого
процесса и каждой страны. На данном этапе нет данных для определения
соответствующих коэффициентов преобразования.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В334-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030304
ic030304
Таблица 8.3: Коэффициенты выбросов для первичного производства свинца 6)
Коэффициенты выбросов
Топливо
3)
NAPFUE
SO2
код
NOx
НMЛOC5)
CH4
CO
CO2
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[кг/ГДж]
4)
[г/ГДж]
s
уголь
hc пар
102
149-520
s
уголь
hc полубитумоз
103
8382)
392)
1)
160
1)
15
1)
15
1)
100
1)
1)
94 , 99
N2O
[г/ГДж]
2)
41)
ный
s
уголь
bc брикеты
106
149-1761)
1401)
151)
151)
1001)
971)
3.51)
s
кокс
hc коксов.печь
107
149-5201), 462-5012)
1401), 352)
0,51)
0,51)
1001)
100-1051), 1052)
41)
s
кокс
bc коксов.печь
108
6601)
2001)
0,51)
0,51)
1001)
1001)
41)
l
нефть
мазут
203
149-14701)
150-1751)
41)
41)
10-151)
76-781)
21)
l
нефть
газойль
204
68-14101)
70-1001)
2,51)
2,51)
10-121)
73-741)
g
газ
природный
1)
1)
301
1)
2)
0,4-149 , 371
1)
50 , 45
2)
2,5
2,5
1)
данные СORINAIR90, площадные источники (предварительные данные)
2)
данные СORINAIR90, точечные источники (предварительные данные)
3) SO :[1]
x
10
1)
1)
55-56 , 55
21)
2)
17209S г/м3 топлива:
первичное производство металла, процессные нагреватели,
NAPFUE 204, S-содержание серы в топливе
19006S г/м3 топлива:
первичное производство металла, процессные нагреватели,
NAPFUE 203, S-содержание серы в топливе
1,51)
Коэффициенты выбросов SO2, приведенные здесь могут содержать выбросы от сжигания топлива, а также выбросы
от агломерации руды.
4) NO :[1]
x
5) ЛОС:[1]
6)
2397 г/м3 топлива:
первичное производство металла, процессные нагреватели,
NAPFUE 204
6591 г/м3 топлива:
первичное производство металла, процессные нагреватели,
NAPFUE 203
24 г/м3 топлива:
первичное производство металла, процессные нагреватели,
NAPFUE 204
34 г/м3 топлива:
Первичное производство металла, процессные нагреватели,
NAPFUE 203
принимается, что коэффициенты выбросов, приведенные в таблице, относятся к источникам сжигания при
первичном производстве свинца (за исключением SO2); выбросы от других процессов не рассматриваются.
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Качество расчета коэффициентов выбросов, согласно оценке, соответствует классу [В].
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Наиболее слабые стороны в предложенной методике-коэффициенты выбросов.
Коэффициенты выбросов, основанные на потреблении топлива и приведенные в
таблице 8.3, относятся как к площадным, так и точечным источникам без разделения.
Данные CORINAIR90 используются только для представления диапазона
коэффициентов выбросов для точечных и площадных источников. В дальнейшем
следует определить коэффициенты выбросов, которые будут учитывать технические
данные и характеристики топлива, для оценки диапазонов коэффициентов.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В334-5
ic030304
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030304
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Неприменимо, если производство рассматривается как точечный источник.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Первичное производство свинца является, по существу, непрерывным процессом.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Richtlinen zur emissionminderung in nicht-eisen-metall-industrien. Umweltbundesamt
1980
UN EPA (ed.): AP 42 CD-Rom, 1994.
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
В качестве метода верификации применяют сравнение химического состава
рассчитанных выбросов и состава руды.
17
ССЫЛКИ
1
EPA (ed.): AIR Facility Subsystem, EPA-Doc.450/4-90-003, Research Triangle Park,
1990
2
Preliminary note on guidelines on measures and methods for heavy metals emissions
control for the primary non-ferrous metal industry in the Framework of the ECE task
force “Heavy metal emissions” Presented by Sweden on meeting Berlin 21-24 January
1992
3
Heavy metals emission to air in Poland for years 1980-1992, Hlawiczka, S.,Zeglin, M.,
Kosterska, A., Inst.Ecol.Ind.Areas, Report 0-2.081, Katowice, 1995 (in Polish)
4
Datenerhebung user die Emissionen Umweltgefardenden Schwermetalle; Jockel, W.,
Hartje, J.; Forschungsbericht 91-104 02 588, Tu V Rheinland e.V.Koln; 1991
5
Emission factors of atmospheric Cd, Pb and Zn for major source categories in Europe in
1950-1985; Pacyna, J.M.; NILU Report OR 30/91 (ATMOS 9/Info 7); 1990
6
Survey on heavy metal sources and their emission factors for the ECE countries; Pacyna,
J.M.; Proc. 2nd Mtg Task Force Heavy Metals Emissions, ECE Convention on Long-range
Transboundary Air Pollution Working Group on Technology, Prague, 15-17 October
1991; page 27-55; 1990
7
Calculation of atmospheric deposition of contaminants on the North Sea, Baart, A.C.,
Berdowski, J.J.M., Jaarsveld, J.A. van, Wulffraat, K.J., TNO-report TNO-MW-R 95/138,
1995
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В334-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030304
ic030304
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
ноябрь 1995 г.
Источник:
J.J.M.Berdowski, P.F.J. van der Most, C.Veldt, J.P.J.Bloos
TNO
The Netherlands
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20.
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Dept for Monitoring and Information Management
PO Box 30945
2500 GX Den Haag
The Netherlands
Тел.: +31 70 339 4606
Факс: +31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В334-7
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030305
ic030305
SNAP-КОД:
030305
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Первичное производство цинка
NOSE-КОД:
104.12.06
NFR-КОД:
1
1A2b
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Первичное производство цинка можно разделить на несколько стадий:
Транспортировка и хранение цинковых руд
Обогащение цинковых руд
Окисление цинковых концентратов кислородом воздуха (процесс обжига)
Электрохимический или термический процесс получения цинка
Последующая обработка цинка
Детальное описание других ступеней процесса, например, агломерацию можно найти в
главе В331. В последующем описании, если нужно, можно найти описание процесса
агломерации.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
Доли газообразных выбросов от первичного производства цинка в суммарные выбросы
стран по данным инвентаризации CORINAIR90 приводятся в следующей таблице:
Таблица 2.1:
Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (28 стран)
Категория
SNAP
источника
код
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
030305
0,1
-
-
-
0
-
-
-
Первичное
производство цинка
Доля в суммарных выбросах [%]
0 = данные о выбросах имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
Доли выбросов тяжелых металлов от первичного производства цинка в суммарные
выбросы по данным IWAD [9] приводятся в таблице 2.2.
Таблица 2.2:
Доля выбросов тяжелых металлов от первичного производства
цинка в суммарные выбросы по данным исследования IWAD [9]
Доля в суммарных выбросах [%]
Cd
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
18,0
0
0
0
0,7
25,6
0 = данные о выбросах имеются, но их величина ниже допустимого предела округления
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В335-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030305
ic030305
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Первичный цинк получают из руды, содержащей 85 вес% сульфида цинка и 8-10 вес%
сульфида железа (концентрация цинка около 50 вес%). В руде также содержатся
сульфиды таких металлов, как свинец, кобальт, медь, серебро, кадмий и мышьяк.
Руда окисляется кислородом воздуха с образованием оксида цинка, оксида серы и
ферроцинка. Хлор и фтор удаляются при сгорании газа, и происходит каталитическое
превращение оксида серы в серную кислоту.
Электрохимический процесс получения цинка
Руда, прошедшая обжиг, выщелачивается в кислом электролите элемента. Оксид
цинка, в отличие от ферроцинка, растворяется в кислом растворе. После отделения
неочищенный раствор сульфата цинка направляется на очистку, а нерастворимый
продукт – на процесс осаждения с помощью ярозита.
В процессе осаждения нерастворимый продукт обжига находится в контакте с
аммиаком и раствором, образующимся после второго процесса выщелачивания,
содержащим железо (а также цинк и другие металлы). Железо осаждается, образуя
нерастворимый ярозит аммония [(NH4)2 Fe6 (SO4)4 (OH)12]. После разделения раствор,
содержащий цинк, направляется на первый процесс выщелачивания, а нерастворимый
продукт – на второй. В процессе второго выщелачивания нерастворимый продукт
находится в контакте с концентрированным раствором кислоты. В этом растворе
растворяются ферроцинк и почти все остальные металлы. После разделения раствор,
содержащий цинк и железо, возвращается на процесс осаждения ярозита, в котором
удаляются железо и нерастворимый продукт.
Неочищенный раствор сульфата цинка после первого процесса выщелачивания
очищается с помощью цинковой пыли. В результате добавления цинковой пыли медь,
кобальт и кадмий осаждаются в виде металлов. После фильтрации очищенного
раствора сульфата цинка из раствора электростатически выделяется цинк. Пластины
цинка, полученного электролитическим методом, плавятся в индукционной печи и
отливаются в бруски. При добавлении небольших концентраций свинца или алюминия,
можно получить цинковые сплавы.
Термический процесс получения цинка
Цинк, прошедший обжиг, нагревается до температуры 11000С (превышающей точку
кипения) в присутствии антрацита или кокса. При этой температуре оксид цинка
восстанавливается и образуется оксид углерода СО, который реагирует с другой
молекулой оксида цинка и образует диоксид углерода:
ZnO
+
C
Zn (газ)
+
CO
Реакция 1
ZnO
+
CO
Zn (газ)
+
CO2
Реакция 2
CO2
+
C
2CO
Реакция 3
Поскольку реакция 2 обратима (при низких температурах вновь образуется оксид
цинка), концентрация диоксида углерода должна быть уменьшена. Это уменьшение
происходит за счет реакции диоксида углерода с углеродом С.
Испаряющийся цинк конденсируется во внешних конденсаторах.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В335-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030305
ic030305
3.2
Определения
Концентрат цинка
Обогащенная цинковая руда, содержащая 85 вес -% сульфида
цинка и 8-10 вес -% сульфида железа. Общая концентрация
цинка составляет около 50 вес -%.
Процесс обжига
Цинковый концентрат, окисляется, при этом сульфид цинка
превращается в оксид цинка и, частично, в ферроцинк.
Отходящие газы содержат диоксид серы и небольшие
количества хлора, фтора и ртути. Эти соединения удаляются
при продувке воздухом (диоксид серы превращается в серную
кислоту). Твердый продукт, полученный в процессе обжига,
называется продуктом обжига.
Первый процесс
выщелачивания
При этом процессе происходит растворение цинка в кислоте.
Нерастворимый продукт отделяется и направляется на процесс
осаждения.
Процесс осаждения
В этом процессе осаждается растворимое железо. Железо
превращается в ярозит алюминия, нерастворимый в
концентрированном растворе кислоты. Раствор возвращается на
первый процесс выщелачивания, а нерастворимый продукт
(ярозит аммония, ферроцинк и другие металлы) направляется
на второй процесс выщелачивания.
Второй процесс
выщелачивания
Нерастворимый продукт, образующийся в процессе осаждения,
вступает в контакт с концентрированным раствором кислоты.
Ферроцинк и некоторые металлы, в отличие от ярозита,
растворяются в растворе кислоты. Раствор, содержащий
растворенные цинк и другие металлы, направляется обратно на
процесс осаждения, в котором удаляется нерастворимый
продукт (ярозит).
Процесс очистки
В процессе очистки при добавлении цинковой пыли из раствора
сульфата цинка удаляются следы металлических загрязнений.
Эти металлы могут нарушить электролитическое отделение
цинка и понизить качество электролитического осаждения.
Металлы удаляются путем фильтрации из очищенного раствора
сульфата цинка.
Электролитическое
производство цинка
Электролитическое выделение цинка из очищенного раствора
сульфата цинка. Цинк осаждается на электродах и может быть
выделен в виде пластин.
Процесс
термического
плавления
Цинковые концентраты после обжига плавятся при температуре
около 11000С в присутствии углерода. Оксид цинка
восстанавливается до цинка и испаряется.
Конденсация цинка
После испарения
уловителях.
Процесс отливки
Пластины цинка плавятся, и расплавленная масса отливается в
бруски, удобные для транспортировки.
Руководство по инвентаризации выбросов
цинк
15 февраля 1996 г.
конденсируется
в
нескольких
В335-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030305
ic030305
3.3
Выбросы
Выбросы тяжелых металлов (цинка и кадмия) возникают в процессе получения и
хранения цинковых руд и во время производства. Цинковую руду получают и хранят в
закрытом помещении для уменьшения выбросов. Выбросы в процессе производства
происходят из емкостей, печей и оборудования для разделения. Эти выбросы можно
уменьшить путем изменения некоторых конструкций.
Процесс термического плавления ведет к увеличению выбросов металлов. Выбросы в
атмосферу в процессе термического плавления могут быть снижены с помощью
очистки конденсированных газов.
Выбрасываются оксиды серы (SOx), оксиды азота (NОx), ЛОС (неметановые ЛОС и
метан (CH4)), оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2), закись азота (N2O) и
аммиак (NH3). По данным CORINAIR90 основным загрязняющим веществом является
SO2 (см. также таблицу 2.1).
Оба процесса плавления (с внешним подогревом, электротермическое восстановление)
дают выбросы на различных этапах процесса. Более 90% потенциальных выбросов SO2
из цинковых руд происходит в печах для обжига (более детально это описано в В331).
Около 93 до 97% серы из сырья выбрасывается в виде оксидов серы. Концентрации
SO2 в отходящих газах изменяются в зависимости от типа обжига. Обычные
концентрации SO2 для обжиговых многоподовых печей, суспензионных обжиговых
печей и обжиговых печей с псевдоожиженным слоем составляют от 4,5 до 6,5%, от 10
до 13% и от 7 до 12%, соответственно [2].
Кроме того, SO2 выбрасывается из агломерационных установок; количество выбросов
зависит от содержания серы в сырье для обжига. Концентрация SO2 в отходящих газах
агломерационной установки варьируется от 0,1 до 2,4% [3].
3.4
Меры по снижению выбросов
Выбросы диоксида серы от процессов обжига часто направляются на заводы по
производству
серной
кислоты.
На
агломерационных
предприятиях
не
предпринимаются меры по снижению выбросов серы. Общая десульфуризация перед
электротермической перегонкой приводит практически к отсутствию выбросов SO 2
[2,3].
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Упрощенная методика с использованием экономической или производственной
статистики допустима в качестве первого подхода. Однако существует нехватка
данных о коэффициентах выбросов.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
При наличии подробной информации о конкретной ситуации,
использовать именно ее, а не общие коэффициенты выбросов.
6
необходимо
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Статистические данные по первичному производству цинка могут быть получены из
статистики на производствах.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В335-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030305
ic030305
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
7
При наличии данных о конкретных заводах по первичному производству цинка их
можно рассматривать как точечные источники.
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
8
Коэффициенты выбросов для переработки руды рассчитываются по следующей
формуле:
Выбросы={[Mass]dust * [Mass]ore * [Metal composition]dust} * [Zinc]-1production
(1)
где:
[Mass]dust:
Потеря массы при получении руды (вес%);
[Mass]ore:
Годовая усредненная масса получаемой цинковой руды (тонны);
[Metal composition]dust:
Среднее вес -%-ное содержание металлов в пыли;
[Zinc]production:
Общее годовое количество произведенного цинка (тонны).
Коэффициент выбросов, суммирующий все процессы, сопровождающиеся испарением отходящих газов,
содержащих тяжелые металлы, рассчитывается по формуле:
Выбросы={[Flow]gas * d * [Metal composition]gas} * [Zinc]-1production
(2)
где:
[Flow]gas:
Газовый поток данной стадии процесса, который выбрасывает тяжелые
металлы в атмосферу (м3*год-1);
d:
Продолжительность периода выброса тяжелых металлов в атмосферу
(на данной стадии) (год);
[Metal composition]dust:
Средняя концентрация тяжелых металлов в выбрасываемом газе (гм-3 газа);
[Zinc]production:
Общее годовое количество произведенного цинка (тонны).
Выбросы сильно варьируются в зависимости от используемой руды и применяемых
мер по снижению выбросов, см. таблицы 8.1, где приведены коэффициенты выбросов.
Коэффициенты выбросов, приведенные в таблице 8.2, были подготовлены для
Справочника по коэффициентам выбросов PARCOM-ATMOS 1992. Эти
коэффициенты основы на информации из таблицы 8.1
Таблица 8.1:
Коэффициенты выбросов для первичного производства цинка (г/т
продукта) по данным нескольких стран/авторов
Германия [4]
Соединение
термические
Кадмий
100
Свинец
электролитические
2
Польша [5]
Нидерланды [6]
Pacyna [7,8]
термические
электролитические
электролитические
термические
электролитические
13
0,4-29
0,5
5001)
0,2
2,3-467
-
1900
-
2)
450
1
31-1000
Ртуть
5-50
-
-
-
-
8
-
Цинк
-
-
420-3800
47-1320
120
16000
6
1)
с вертикальной ретортой: 200 г/т; со стандартной плавильной печью: 50 г/т продукта
2)
ограниченные меры по снижению выбросов
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В335-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030305
ic030305
Таблица 8.2:
Предлагаемые
коэффициенты
выбросов
производства цинка (г/т продукта)
для
первичного
Коэффициенты выбросов
Вещество
Термические методы получения цинка Электролитические методы получения цинка
Кадмий
1)
1
Свинец
500
5
Ртуть
20
--
Цинк
10000
100
зависит от технологии (см. таблицу 8.1)
1)
В таблице 8.3 приведены коэффициенты выбросов для первичного производства
цинка, полученные из данных по потреблению топлива, на основании CORINAIR90 в
единицах [г/ГДж]. Коэффициенты выбросов, связанные с технологией, даются в
других единицах (например, г/т сырья) и приводятся в примечании к таблице.
Таблица 8.3:
Коэффициенты выбросов для первичного производства цинка
Коэффициенты выбросов
Топливо
NAPFUE
hc коксов.печь
3)
4)
SO2
NOx
код
[г/ГДж]
[г/ГДж]
107
4632)
352)
НMЛOC5)
CH4
CO
CO2
N2O
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[кг/ГДж]
[г/ГДж]
s
кокс
l
нефть
мазут
203
1030-14701)
1501)
151)
761)
l
нефть
газойль
204
14101)
1001)
121)
731)
1052)
1)
данные СORINAIR90, площадные источники (предварительные данные)
2)
данные СORINAIR90, точечные источники (предварительные данные)
3)
4)
5)
9
SОx: [1]
NOx: [1]
ЛОС: [1]
2145000 г/т концент. обрабатываемой руды
141)
обжиговые многоподовые печи
325
г/т концент. обрабатываемой руды
агломерат
565
г/т концент. обрабатываемой руды
вертик. реторта, электропечь
202200 г/т концент. обрабат.руды
печь для обжига во взвеш. состоянии
111750 г/т концент. обрабатываемой руды
печь для обжига с псевдоож.слоем
17209
г/м3
топлива
первичное производство металла,
технологический нагреватель NAPFUE 204
19006
г/м3 топлива
первичное производство металла,
технологический нагреватель NAPFUE 203
2397
г/м3 топлива
первичное производство металла,
технологический нагреватель NAPFUE 204
6591
г/м3 топлива
первичное производство металла,
технологический нагреватель NAPFUE 203
24
г/м3 топлива
первичное производство металла,
технологический нагреватель NAPFUE 204
34
г/м3 топлива
первичное производство металла,
технологический нагреватель NAPFUE 203
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Поскольку выбросы пыли зависят от состава руды, то было бы полезным знать этот
состав.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В335-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030305
ic030305
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Качество коэффициентов выбросов относится к классу В.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Коэффициенты выбросов для топлива, приведенные в таблице 2, относятся к точечным
и площадным источникам. Чтобы получить информацию по диапазону коэффициентов
выбросов для точечных и площадных источников можно использовать данные
CORINAIR90. Работа в дальнейшем должна быть направлена на разработку
коэффициентов выбросов, которые бы включали технические характеристики и
данные по топливу в связи с определением диапазонов коэффициентов выбросов.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Первичное производство цинка является, по существу, непрерывным процессом.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Агентство по охране окружающей среды.
Компиляция коэффициентов выбросов загрязняющих воздух веществ АР-42.
PARCOM-ATMOS – справочник по коэффициентам выбросов.
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
В качестве метода верификации применяют сравнение химического состава
рассчитанных выбросов и состава руды.
17
ССЫЛКИ
1
EPA (ed.): AIR Facility Subsystem, EPA-Doc.450/4-90-003, Research Triangle Park,
1990
2
US-EPA (ed.): AP 42 CD-Rom; 1995
3
US-EPA (ed.): AP 42 CD-Rom; 1994
4
Datenerhebung user die Emissionen Umweltgefardenden Schwermetalle; Jockel, W.,
Hartje, J.; Forschungsbericht 91-104 02 588, Tu V Rheinland e.V.Koln; 1991
5
Heavy metals emission to air in Poland for years 1980-1992, Hlawiczka, S., Zeglin, M.,
Kosterska, A., Inst.Ecol.Ind.Areas, Report 0-2.081, Katowice, 1995 (in Polish)
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В335-7
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030305
ic030305
6
Spindocument “Productie van primair zink”; Matthijsen, A.J.C.M., Meijer, P.J.; RIVM
(reportnr.736301113); November 1992 (на голландском)
7
Emission factors of atmospheric Cd, Pb and Zn for major source categories in Europe in
1950-1985; Pacyna, J.M.; NILU Report OR 30/91 (ATMOS 9/Info 7); 1990
8
Survey on heavy metal sources and their emission factors for the ECE countries; Pacyna,
J.M.; Proc. 2nd Mtg Task Force Heavy Metals Emissions, ECE Convention on Long-range
Transboundary Air Pollution Working Group on Technology, Prague, 15-17 October
1991; page 27-55; 1990
9
Calculation of atmospheric deposition of contaminants on the North Sea, Baart, A.C.,
Berdowski, J.J.M., Jaarsveld, J.A. van, Wulffraat, K.J., TNO-report TNO-MW-R 95/138,
1995
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Дополнительной библиографии нет.
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
ноябрь 1995 г.
Источник:
J.J.M.Berdowski, P.F.J. van der Most, C.Veldt, J.P.J.Bloos
TNO
The Netherlands
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Dept for Monitoring and Information Management
PO Box 30945
2500 GX Den Haag
The Netherlands
Тел.: +31 70 339 4606
Факс: +31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В335-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
SNAP-КОД:
030306
НАЗВАНИЕ
ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Первичное производство меди
NOSE-КОД:
104.12.07
NFR-КОД:
1
1A2b
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В данной главе содержится информация о выбросах в атмосферу в процессе
первичного производства меди в плавильных печах. Более 80 плавильных печей для
выплавки
меди
во
всем
мире
используют
различные
стандартные
пирометаллургические способы для получения более чем 90% от общего производства
меди [Pacyna, 1989]. Обычно этот процесс состоит из трех стадий: 1) обжиг руды для
удаления серы, 2) плавление обоженной руды для удаления части пустой породы и
получение медного штейна, 3) превращение медного штейна в черновую медь.
Атмосферные выбросы диоксида серы и тяжелых металлов происходят во время всех
вышеуказанных процессов.
В данном разделе обсуждаются выбросы при сгорании топлива на заводах первичного
производства меди и при промышленных процессах.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
Выбросы диоксида серы при производстве цветных металлов, в частности, меди,
составляют менее 10% от общих мировых выбросов этого загрязняющего вещества.
Однако, печи для выплавки меди могут быть наиболее важным источником диоксида
серы в некоторых регионах, например, на Кольском полуострове, на Урале, и
Норильском регионе России, в Ферганском регионе, Нижней Силезии в Польше и в
Гийоне в Испании.
Доля выбросов от первичного производства меди в общих выбросах по данным
инвентаризации CORINAIR90 представлена в таблице 1:
Таблица 2.1:
Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Первичное
производство меди
SNAPкод
030306
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0,1
0
-
-
0,2
0
-
-
0 = величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
В медной руде в виде примесей содержатся различные элементы. В процессе
производства меди они выбрасываются в атмосферу. Этот процесс является основным
источником атмосферных выбросов мышьяка и меди (около 50% мировых выбросов),
индия (почти 90%) и значительным источником выбросов сурьмы, кадмия и селена
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
(около 30%), а также никеля и олова (около 10%) [Nriagu и Pacyna, 1988]. Кроме того,
производство меди (и никеля) является основным источником выбросов этих и других
элементов в регионах с развитым производством цветных металлов. Доля выбросов
примесей металлов при первичном производстве меди в общих выбросах в Европе
представлено в таблице 2.2:
Таблица 2.2:
Доля выбросов примесей металлов в суммарных выбросах
Европы в начале 1990-х годов (Pacyna, 1996 г.)
Категория источника
Первичное
производство меди
SNAPкод
030306
Доля в суммарных выбросах [%]
As
Cd
Pb
Zn
29.4
10.5
4,8
6,2
Маловероятно, что первичное производство меди будет представлять собой
существенный источник гексафторида серы (SF6), фторуглеводорода (ГФУ) или
перфтороуглерода (ПФУ), (ETC/AEM-CITEPA-RISOE 1997).
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Традиционный пирометаллургический процесс плавления меди показан на рис.3.1
[EPA, 1993 г.]. Обычно черновая медь проходит очистку в анодной печи, отливается в
«аноды» и направляется на электролитическую очистку для дальнейшего удаления
примесей. В современных плавильных печах рудный концентрат получают в сушилках
с псевдоожиженным слоем с последующей продувкой в конвертере и очисткой сухого
продукта традиционными способами [EPA, 1993 г.].
Медные концентраты, содержат обычно 20-30% Cu. При обжиге обогащенный
продукт, смешанный с кремнеземными флюсами, нагревается в воздушной среде до
температуры около 6500С, при этом удаляется от 20 до 50% серы и часть летучих
микроэлементов. Сухой продукт обжига направляется в плавильную печь.
При плавлении продукт обжига плавится с кремнеземными флюсами в плавильной
печи во взвешенном состоянии до получения медного штейна, расплавленной смеси
сульфида меди, сульфида железа и некоторых микроэлементов. Медный штейн
содержит обычно от 35 до 65% меди. Источником тепла служит частичное окисление
сульфида и сгорание топлива. В настоящее время используется несколько технологий
плавления, включая плавление в отражательной печи, плавление в печи во взвешенном
состоянии (коммерческое применение находят два процесса: процесс INCO и процесс
OUTOKUMPU), а также Noranda и электрические процессы.
В процессе, основанном на использовании отражательных печей, источником тепла
является сжигание нефтепродуктов, газа или измельченного угля. Температура в печи
может достигать 15000С. При плавлении в печи во взвешенном состоянии происходит
обжиг и плавление, при этом из концентрата и флюса получается медный штейн
высокого качества. В большинстве печей этого типа источником тепла является
частичное окисление сульфида, при этом обеспечивается большая часть необходимой
энергии. Температура в печи между 1200 и 13000С. Преимуществом процесса Noranda
является то, что источником энергии является медная руда. Остальная энергия
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-2
ic030306
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
обеспечивается за счет горения нефтепродуктов или угля, смешанного с медными
концентратами. При плавлении в электрических дуговых печах тепло вырабатывается
за счет электричества в угольных электродах, опущенных через крышку печи и
погруженных в слой шлака в ванне [например, EPA, 1993 г.; UNECE, 1994 г.].
Все вышеупомянутые операции, связанные с плавлением, являются источником
выбросов микроэлементов. При плавлении в печах во взвешенном состоянии
образуются отходящие газы, содержащие диоксид серы высокой концентрации.
Электрические дуговые печи, напротив, не являются источниками отходящих газов,
поэтому скорости потока, а также концентрация диоксида серы в этом случае меньше.
Бессемерование
Рисунок 3.1 Процесс в плавильной печи при первичном производстве меди
(адаптирован из EPA, 1993 г.)
Заключительной стадией в производстве черновой меди является продувка в
конвертере (бессемерование). В этом процессе удаляется остаток железа и серы из
медного штейна, и остается расплавленная черновая медь. Черновая медь обычно
содержит от 98,5 до 99,5% чистой меди и примеси, состоящие из золота, серебра,
сурьмы, мышьяка, висмута, железа, свинца, никеля, селена, серы, теллура и цинка.
Существуют различные технологии конвертирования. Температура в конвертере
достигает 11000С.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
Определения
3.2
Обжиг
Высокотемпературный процесс, при котором из рудного
концентрата образуется продукт обжига.
Плавление
Высокотемпературный процесс получения медного штейна
из обожженного и необожженного (сырого) рудного
концентрата.
Бессемерование
Высокотемпературный процесс получения черновой меди
из медного штейна.
Штейн
Промежуточный продукт плавления сульфидов
3.3
Технологии
Описание технологии процесса первичного производства нефти представлено в
разделе 3.1.
3.4
Выбросы
Выбрасываемые загрязняющие вещества: оксиды серы (SOx), оксиды азота (NОx), ЛОС
(неметановые ЛОС и метан (CH4)), оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2),
закись азота (N2O), трассерные элементы и некоторые устойчивые органические
соединения (СОЗ). По данным CORINAIR90 основным загрязняющими веществами
является SO2 и СО и некоторые трассерные элементы (см. также таблицу 2.1). Что
касается СОЗ, то это, в основном, диоксины и фураны из шахтной печи, конвертеров и
пламенных печей.
Медеплавильные заводы являются источником оксидов серы (SOx). Выбросы
происходят из обжиговых, плавильных печей и конвертеров. Летучие выбросы
образуются при погрузке и разгрузке материалов. Во время других операций по
плавлению используется материал с низким содержанием серы, и при этом образуются
незначительные выбросы SO2 [ЕРА, 1995 г.]. В этом разделе рассматриваются только
выбросы при контактных процессах сжигания.
В таблице 3.1 приведены средние концентрации SO2 в различных блоках плавильной
печи.
Можно предположить, что в концентрациях SO2, приведенных в таблице 3.1,
учитываются выбросы от серы, содержащейся в топливе и руде.
Таблица 3.1: Обычные средние концентрации SO2 в отходящих газах от
источников первичного производства меди [ЕРА, 1995]
Источник
Обжиговая многоподовая печь
Обжиговая печь с псевдоожиженным слоем
Отражательная печь
Электродуговая печь
Плавка во взвешенном состоянии
Печь для переплавки непрерывного действия
Конвертер Пирса-Смита
Конвертер Хобокен
Установка H2SO4 с единичным контактом
Установка H2SO с двойным контактом
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
Концентрация SO2 [объем-%]
1,5-3
10-12
0,5-1,5
4-8
10-70
5-15
4-7
8
0,2-0,26
0,05
В336-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
3.5
Меры по снижению выбросов
Сокращение выбросов на медеплавильных заводах подразумевает уменьшение
выбросов диоксида серы и макрочастиц из печей для обжига, плавильных печей и
технологического оборудования. Уменьшение выбросов диоксида серы достигается
путем абсорбции серной кислоты установками по производству серной кислоты,
которые являются обычно частью медеплавильных заводов. Выбросы из
отражательной печи содержат минимальные количества SO2 и обычно выбрасываются
непосредственно в атмосферу без мер уменьшения содержания SO2. Выбросы из
других печей медеплавильных заводов содержат более высокие концентрации SO2 и
они обрабатываются на установках по производству серной кислоты. Установки с
одноконтактным производством серной кислоты перерабатывают от 92,5 до 98% SO2,
содержащегося в отходящих газах. Двухконтактные заводы собирают от 98% до более
99% SO2. Поглощение SO2 в растворе диметиланилина используется для производства
жидкого диоксида серы на заводах США [EPA, 1995 г.].
Обычно аппаратами, сокращающими выбросы макрочастиц, являются электрофильтры
(ESPs). Эффективность очистки (КПД) ESPs обычно достигает около 99%. Необходимо
добавить, что большинство микроэлементов конденсируется на очень мелких частицах
диаметром <1.0 m, и КПД для этих частиц меньше, около 97% [Pacyna, 1987a].
Подробное описание методов очистки и лучших технологий для первичного
производства меди содержится в UN ECE (1994 г.).
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
В упрощенной методике расчета выбросов диоксида серы даны рекомендации на
уровне отдельных медеплавильных заводов с учетом расхода руды или социальноэкономических данных. В случае отсутствия данных об измерениях, можно
использовать коэффициенты выбросов. Коэффициенты выбросов для диоксида серы
зависят от технологии производства меди, типа и эффективности очистного
оборудования, а также от содержания серы в медной руде.
Коэффициенты выбросов для микроэлементов зависят от этих же параметров.
Упрощенная методика допускает использование среднего коэффициента выбросов
совместно с информацией о производстве меди в данной стране или регионе без
дальнейшей классификации типа промышленной технологии или типа и
эффективности очистного оборудования. Однако, если известны стандартные степени
контроля за загрязнением, то они должны быть приняты во внимание.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
Детализированная методика расчета выбросов диоксида серы в первичном
производстве меди основана на измерениях или расчетах с использованием
коэффициентов выбросов. Примерные измерения и расчеты, описанные для главы
В111 «Установки сжигания как точечные источники», можно также использовать для
первичного производства меди.
Детализированная методика расчета выбросов микроэлементов в первичном
производстве меди аналогична упрощенной. Однако при этом необходимо
использовать более подробную информацию о типе процесса, например, обжиг,
плавление или конвертирование. Эту информацию следует использовать для расчета
типичного выброса, по крайней мере, для определенной промышленной технологии.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-5
ic030306
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
На большинстве медеплавильных заводов обычно проводят измерение скорости
выбросов и химического состава частиц с диаметром <1.0 м. Затем результаты этих
измерений используют для расчета выбросов некоторых микроэлементов,
содержащихся в медной руде в качестве примесей.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Информация о первичном производстве меди на медеплавильных заводах публикуется
в годовых статистических отчетах ООН. Эта информация, а также упрощенная
методика, позволяет рассчитывать выбросы. Однако, в большинстве случаев, в
годовых статистических отчетах отсутствует информация о количестве металла,
производимого с помощью различных промышленных технологий, применяемых для
получения меди. Следовательно, применение детального метода может быть
осложнено, если отсутствуют прямые статистические данные о конкретном
медеплавильном заводе.
В некоторых годовых статистических отчетах содержится информация о производстве
черновой меди.
Информация о содержании примесей в медной руде из различных рудников и даже
регионов, связанных с разработкой месторождений полезных ископаемых,
практически отсутствует.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Медеплавильные заводы по первичному производству меди следует считать
точечными источниками, часто даже высокими точечными источниками, например,
при использовании вытяжных труб высотой > 100 м.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Выбросы от традиционных печей для обжига составляют в среднем от 1 до 4%
диоксида серы и от 3 до 6% от веса загруженного концентрата в виде макрочастиц.
Этот тип обжиговой печи является также источником выбросов значительного
количества летучих соединений.
В печах обжига с псевдоожиженным слоем, широко используемых в настоящее время,
выбросы составляют от 10 до 15% диоксида серы, до 80% обжигового концентрата
удаляется из печи в виде газа [Environment Canada, 1982 г.]. Газы, выходящие через
газоход из традиционной плавильной печи, содержат от 1 до 2% диоксида серы, эта
концентрация может увеличиваться до 2,5% при обогащении воздуха кислородом. При
плавке во взвешенном состоянии концентрация диоксида серы составляет 80% при
использовании кислорода и от 10 до 15%, если кислород не применяется [Environment
Canada, 1982 г.]. Наконец, для обычного технологического оборудования
концентрация диоксида серы составляет от 0 до 10% (в среднем-от 4 до 5%). Основным
серосодержащим продуктом, получаемым из металлургических газов, является серная
кислота. Производственная схема для одно- и двухконтактной установки по
производству серной кислоты изображена на рис.8.1.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
Рисунок 8.1: Схема одно- и двухконтактной установки по производству серной
кислоты (адаптировано из Environment Canada, 1982 г.)
Данные о производстве и значения максимальных значений выбросов для этих
процессов представлены в таблице 8.1 [Environment Canada, 1982 г.].
Таблица 8.1: Производственные данные и значения максимальных выбросов
диоксида серы для процессов получения серной кислоты (по данным
Environment Canada, 1982 г.)
Процесс восстановления
серной кислоты
Процесс с одним
контактным слоем
Удаление
SO2
Концентрация SO2 во
входящем газе (об. %)
Максимальные выбросы диоксида
серы с газом после обработки
97,5%
7%
5,7 г SO2/м3
97,5%
6%
4,8 г SO2/м3
17 кг SO2/т H2SO4
Процесс с двойным
контактным слоем
99,5%
10%
1,7 г SO2/м3
3,3 кг SO2/т H2SO4
99,5%
6%
1,0 г SO2/м3
3,3 кг SO2/т H2SO4
99,0%
10%
3,5 г SO2/м3
6,6 кг SO2/т H2SO4
99,0%
6%
1,9 г SO2/м3
5,5 кг SO2/т H2SO4
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-7
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
Таблица 8.2 содержит коэффициенты выбросов, связанные с видом топлива для
первичного производства меди на основании данных CORINAIR90 в [г/ГДж].
Таблица 8.2:
Коэффициенты выбросов для первичного производства меди7)
Коэффициенты выбросов
Топливо
s
кокс
l
нефть
l
SO23)
NOx4)
НMЛOC5)
CH4
CO
CO2
N2O
код
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[кг/ГДж]
[г/ГДж]
107
6322)
7022)
419 -14701),
123-1501),
419-10302)
123-1502)
NAPFUE
bc
нефть
брикеты
остаточное 203
газ
204
1410
Код качества данных
1)
100
В
1122)
71)2)
11)
1)
В
1)
данные СORINAIR90, площадные источники
2)
данные СORINAIR90, точечные источники
5-151),
76-791),
202)
77-792)
12
D
D
1)
С
151)2)
731)
С
D
Таблица 8.3: Коэффициенты выбросов для SO2 в кг/т обработанной руды, если не
указано иное (EPA, 1995 г.)
Тип процесса
Тип
снижения
степени
загрязнения
Эффективно
сть
снижения
степени
загрязнения
Коэффициент
выбросов
Качество
данных
Страна
регион
многоподовая печь для обжига
Н/Н
Н/Н
140,00
E
США
отражательная плавильная печь после печи для
обжига
Н/Н
Н/Н
90,00
E
США
конвертер, все конфигурации
Н/Н
Н/Н
311,50
E
США
сушилка концентрата руды
Н/Н
Н/Н
0,50
E
США
отражательная плавильная печь с подачей руды,
без обжига
Н/Н
Н/Н
160,00
E
США
печь для обжига с псевдоожиженным слоем
Н/Н
Н/Н
18,00
E
США
электрическая плавильная печь
Н/Н
Н/Н
120,00
E
США
плавка во взвешенном состоянии
Н/Н
Н/Н
410,00
E
США
обжиг, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
0,50
E
США
отражательная печь, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
2,00
E
США
конвертер, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
65,00
E
США
анодная очистительная печь, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
0,05
E
США
печь по очистке шлака, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
3,0
E
США
Возврат шлака на конвертер, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
0,05
E
США
печь по очистке шлака
Н/Н
Н/Н
3,75
E
США
отражательная печь с конвертером, летучие
выбросы
Н/Н
Н/Н
160,00
E
США
печь для обжига с псевдоожиженным слоем с
отражательной печью и конвертером
Н/Н
Н/Н
180,00
E
США
сушилка концентрата с электрической печью,
печь для очистки и конвертер
Н/Н
Н/Н
0,50
E
США
сушилка концентрата с печью для плавки во
взвешенном состоянии и конвертер
Н/Н
Н/Н
0,50
E
США
печь для обжига с множественными подами с
отражательной печью и конвертером
Н/Н
Н/Н
140,00
E
США
печь для обжига с псевдоожиженным слоем с
электрической печью и конвертером
Н/Н
Н/Н
300,00
E
США
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
или
В336-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
отражательная печь после печи для обжига с
множественными подами
Н/Н
Н/Н
90,00
E
США
электрическая печь после сушилки концентрата
Н/Н
Н/Н
120,00
E
США
печь для плавки во взвешенном состоянии после
сушилки концентрата
Н/Н
Н/Н
410,00
E
США
электрическая печь после печи обжига во взвеш.
состоянии
Н/Н
Н/Н
45,00
E
США
первичное производство металла, процессные
нагреватели*1
Н/Н
Н/Н
17209xS19006xS
E
США
*1 в г/м3 топлива
Н/Н – нет в наличии
Коэффициенты выбросов, связанные с технологией, даются в других единицах
(например, г/т сырья) и приводятся в таблицах 8.3-8.6 для диоксида серы, оксидов
азота, ЛОС и твердых частиц. Информация по типу и эффективности технологий
снижения загрязнения отсутствует, тем не менее, представляется, что коэффициенты в
данных таблицах применимы для процессов с неконтролируемыми выбросами.
Таблица 8.4:
Коэффициенты выбросов для NOx в кг/т обработанной руды,
если не указано иное (EPA, 1995 г.)
Тип процесса
Тип
снижения
степени
загрязнения
Эффективно
сть
снижения
степени
загрязнения
Коэффициент
выбросов
Качество
данных
Страна или
регион
многоподовая печь для обжига
Н/Н
Н/Н
1,80
E
США
отражательная плавильная печь после печи для
обжига
Н/Н
Н/Н
2,90
E
США
конвертер, все конфигурации
Н/Н
Н/Н
0
E
США
отражательная плавильная печь с подачей руды,
без обжига
Н/Н
Н/Н
5,15
E
США
первичное производство металла, процессные
нагреватели*1
Н/Н
Н/Н
2400-6600
E
США
*1 в г/м3 топлива
Н/Н – нет в наличии
Таблица 8.5:
Коэффициенты выбросов для ЛОС в г/т обработанной руды,
если не указано иное (EPA, 1995 г.)
Тип процесса
Тип
снижения
степени
загрязнения
Эффективно
сть
снижения
степени
загрязнения
Коэффициент
выбросов
Качество
данных
Страна или
регион
многоподовая печь для обжига
Н/Н
Н/Н
4,5
E
США
отражательная плавильная печь после печи для
обжига
Н/Н
Н/Н
7,5
E
США
сушилка концентрата руды
Н/Н
Н/Н
2,0
E
США
отражательная плавильная печь с подачей руды,
без обжига
Н/Н
Н/Н
1,5
E
США
первичное производство металла, процессные
нагреватели*1
Н/Н
Н/Н
24-34
E
США
*1 в г/м3 топлива
Н/Н – нет в наличии
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
Таблица 8.6: Коэффициенты выбросов для твердых частиц в кг/т обработанной
руды, если не указано иное (EPA, 1995 г.)
Тип процесса
Тип
снижения
степени
загрязнения
Эффективн
ость
снижения
степени
загрязнения
Коэффициент
выбросов
Качество
данных
Страна или
регион
многоподовая печь для обжига
Н/Н
Н/Н
22,50
E
США
отражательная плавильная печь после печи
для обжига
Н/Н
Н/Н
25,00
E
США
конвертер, все конфигурации
Н/Н
Н/Н
18,00
E
США
сушилка концентрата руды
Н/Н
Н/Н
5,00
E
США
отражательная плавильная печь с подачей
руды, без обжига
Н/Н
Н/Н
25,00
E
США
печь для обжига с псевдоожиженным слоем
Н/Н
Н/Н
27,50
E
США
электрическая плавильная печь
Н/Н
Н/Н
50,00
E
США
плавка во взвешенном состоянии
Н/Н
Н/Н
70,00
E
США
обжиг, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
1,30
E
США
отражательная печь, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
0,20
E
США
конвертер, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
2,20
E
США
анодная очистительная печь, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
0,25
E
США
печь по очистке шлака, летучие выбросы
Н/Н
Н/Н
4,00
E
США
печь по очистке шлака
5,00
отражательная печь с конвертером, летучие
выбросы
Н/Н
Н/Н
25,00
E
США
печь для обжига с псевдоожиженным слоем с
отражательной печью и конвертером
Н/Н
Н/Н
27,50
E
США
сушилка концентрата с электрической печью,
печь для очистки и конвертер
Н/Н
Н/Н
5,00
E
США
сушилка концентрата с печью для плавки во
взвешенном состоянии и конвертер
Н/Н
Н/Н
5,00
E
США
печь для обжига с множественными подами с
отражательной печью и конвертером
Н/Н
Н/Н
22,50
E
США
печь для обжига с псевдоожиженным слоем с
электрической печью и конвертером
Н/Н
Н/Н
27,50
E
США
отражательная печь после печи для обжига с
множественными подами
Н/Н
Н/Н
25,00
E
США
электрическая
концентрата
сушилки
Н/Н
Н/Н
50,00
E
США
печь для плавки во взвешенном состоянии
после сушилки
концентрата
Н/Н
Н/Н
70,00
E
США
электрическая печь после печи обжига во
взвеш. состоянии
Н/Н
Н/Н
50,00
E
США
рафинирование в огневых печах
Н/Н
Н/Н
5,00
E
США
первичное производство металла, процессные
нагреватели*1
Н/Н
Н/Н
25,00
E
США
печь
после
Н/Н – нет в наличии
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-10
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
В таблице 8.7 представлены коэффициенты выбросов для некоторых микроэлементов,
источниками которых являются медеплавильные заводы. Для расчета этих
коэффициентов использовались результаты измерений, произведенных в ряде стран.
Коэффициенты выбросов можно дифференцировать только по типу очистного
оборудования (ограниченная или улучшенная очистка). Ограниченная очистка имеет
место на плавильных заводах, оборудованных ESP, наиболее широко применяемыми
установками, эффективность которых составляет около 99%. Усовершенствованная
очистка подразумевает применение установок с улучшенной очисткой, таких как ESP с
высоким значением эффективности, тканевые фильтры и/или мокрые скрубберы.
Эффективность очистного оборудования на таких заводах должна достигать, по
крайней мере, 99,9%. Предполагается, что все основные медеплавильные заводы,
находящиеся в ЕЭК ООН регионе, оборудованы хотя бы установками с ограниченной
очисткой. Таким образом, коэффициенты выбросов для процесса без очистки в таблице
8.7 не представлены.
Информация, полученная путем выше упомянутых измерений, не позволяет
дифференцировать коэффициенты выбросов в отношении промышленных процессов,
используемых в первичном производстве меди, или технологий, применяемых в
настоящее время. Следовательно, коэффициенты выбросов, представленные в таблице
8.7, можно использовать только в упрощенной методике.
Таблица 8.7: Компиляция
коэффициентов
выбросов
для
производства меди (в г/тонну произведенной Cu)
Элемент
Мышьяк
Хром
Кадмий
Медь
Индий
Марганец
Никель
Свинец
Сурьма
Селен
Олово
Ванадий
Цинк
Висмут
Ртуть
Обзор
мировых
выбросов
(Nriagu &
Pacyna,
1988 г.)
1000-1500
200-400
1700-3600
1-4
100-500
900
1300-2600
50-200
50-150
50-200
5-10
500-1000
Оценки
Канады
(Pacyna и др., (Jockel and
1981 г.)
Hartje, 1991
г.)
(PARCOM,
1991 г.)
(Jaques,
1987 г.)
15-45
100
3-10
15
300
600
1
550
200-12320
70
250
1000
1700-3600
2300-3600
100
970
150
Без спецификации
ESP с
эффективностью 99%
D
C
Очистка
Код
качества
данных
Измерения в Измерения в Измерения в
Польше
Германии
Швеции
10-3410
860-16700
20
200
0.06
Очистное
оборудование с
высокой
эффективностью
C
Обычная
Основана
очистка
на данных
(обычно ESPs, опроса. На
тканевые
больфильтры,
шинстве
мокрые
заводов
скрубберы) применя-ют
ESPs с
эффективностью 99%
C
E
Программа
PARCOM
первичного
Предложенные
(PARCOM,
1992 г.)
Ограниченная
очистка
Усовершенствованная
очистка
50-100
500-1500
15-50
1
?
6-15
200-500
3-10
1500-4000
200-300
1-4
?
100-500
?
900-3000
10-100
250-2000
1000-4000
50-250
50-200
10-20
50-150
10-20
50-200
?
5-10
?
200-850
500-1000
100-200
100-200
?
?
0.10
Без специфи- Обычные Усовершенкации
ESPs с
ствованная
эффективочистка с
ностью 99% эффективностью
99.9%
E
D
D
Концентрации диоксинов и фуранов в отходящем газе после прохождения через
очистное оборудование при первичном производстве меди приведены в таблице 8.8.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-11
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
Эти данные являются компиляцией данных Рабочей группы подкомитета по воспросам
атмосферы/технологии Федерального правительства/Комитета по контролю за
выбросами в Германии [Umweltbundesamt, 1996 г.].
Таблица 8.8: Концентрации диоксинов и фуранов в отходящем газе после
прохождения через очистное оборудование, в нг TEQ/м3 *1
Процесс
Очистное
оборудование
PCDD/F концентрация
Код качества
данных
9,7
D
1,5-2,0
С
1. Шахтная печь:
- старая
тканевый фильтр
- новая
тканевый фильтр
2. Конвертер:
D
- с использованием жидкой
черной медной руды и лома
тканевый фильтр
0,16-0,6
- с использованием медного
штейна
Е-фильтр
0,001-0,005
D
тканевый фильтр
0,05-1,1
D
Е-фильтр
0,0001-0,007
D
3. Анодная печь для обжига
(печь для плавки)
4. Печь суспензированного
плавления
*1
коэффициент токсичной эквивалентности установлен NATO/CCMS
В общем, концентрации диоксинов и фуранов в отходящем газе после прохождения
через очистные сооружения значительно меняется вследствие большой разницы в
используемых материалов и используемых процессов. В новых установках с
тканевыми фильтрами концентрации могут достигать до 2,0 нг TE/м3, в то время как на
старых предприятиях эти концентрации могут быть на порядок выше.
Данные в таблице 8.8 могут быть представлены в виде коэффициентов выбросов. Эти
факторы могут находиться в диапазоне величин от 0,25 до 22,0 мкмг 1-TEQ/т
произведенной меди.
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
В настоящее время надежная информация о физическом и химическом составе
микроэлементов, выбрасываемых в первичном производстве меди, отсутствует. Можно
предположить, что большинство микроэлементов испаряется из руды, а затем в
процессе производства на мелких частицах поступает из промежуточных продуктов в
атмосферу.
Обобщенная информация, собранная Pacyna (1987b), указывает на то, что, повидимому, основными химическими формами атмосферных микроэлементов при
первичном производстве меди являются оксиды и сульфаты.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Оценить неопределенности расчета выбросов загрязняющих веществ для первичного
производства меди довольно трудно. Неточности при расчете выбросов диоксида серы
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-12
ic030306
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
можно оценить так же, как при расчете для горения ископаемого топлива (см. главу
В111).
Недавно был сделан вывод о том, что до 50% неопределенностей возникает при
расчете выбросов большинства микроэлементов, выделяемых основными точечными
источниками в Европе [Pacyna, 1994 г.]. Сходные неопределенности могут возникнуть
при расчете выбросов этих соединений для первичного производства меди.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Для выполнения более точных расчетов выбросов в первичном производстве меди
необходим более усовершенствованный подсчет коэффициентов выбросов. Это
усовершенствование
должно
подразумевать
составление
индивидуальных
коэффициентов выбросов для основных промышленных технологий, применяемых в
настоящее время при обжиге, плавлении и конвертировании в производстве меди. Для
этого при расчетах выбросов может применяться детализированная методика.
Очевидно, необходимо получить статистические данные о производстве продукта
обжига, медного штейна и черновой меди.
Коэффициенты выбросов, основанные на потреблении топлива и приведенные в
таблице 8.2, относятся как к площадным, так и точечным источникам без разделения.
Данные CORINAIR90 используются только для представления диапазона
коэффициентов выбросов для точечных и площадных источников. В дальнейшем
следует определить коэффициенты выбросов, которые будут учитывать технические
данные и характеристики топлива, для оценки диапазонов коэффициентов.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Оценки национальных выбросов можно распределить на основании данных
производства, статистики численности населения или работающих на этих
предприятиях.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Процесс первичного производства является, по существу, непрерывным процессом,
поэтому временная дезинтеграция не нужна.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
Отсутствуют.
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
UN ECE State-of-the-Art Report on the Heavy Metals Emission, the UN ECE Task Force on
Heavy Metals Emissions, Prague, the Czech Republic, June 1994.
Environment Canada, Environmental Protection Service. Air Pollution Emissions and
Control Technology: Primary Cooper Industry. Economic and Technical Review Report EPS
3-AP-82-4, Air Pollution Control Directorate, July 1982.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-13
ic030306
16
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Расчетные коэффициенты выбросов можно проверить с помощью измерений,
проведенных на заводах с использованием различных промышленных технологий.
17
ССЫЛКИ
Environment Canada (1982) Air pollution emissions and control technology: primary copper
industry. Environment Canada, Environmental Protection Service, Economic and Technical
Review Report EPS 3-AP-82-4, Ottawa, Canada.
EPA (1993) Locating and estimating air emissions from sources of mercury and mercury
compounds. The U.S.Environmental Protection Agency, EPA-454/R-93-023, Research
Triangle Park, NC.
EPA (1995) AP 42 CD-Rom. The U.S. Environmental Protection Agence, Research Triangle
Park, NC.
ETC/AEM-CITEPA-RISOE (1997) Selected nomenclature
CORINAIR94 inventory (SNAP 94), version 0.3 (Draft)
for
air
pollution
for
Jaques A.P. (1987) Summary of emissions of antimony, arsenic, cadmium, copper, lead,
manganese, mercury and nickel in Canada. Environment Canada, Conservation and
Protection, Environmental Analysis Branch, Ottawa, Canada.
Jockel W. And Hartje J. (1991) Datenerhebung uber die Emissionen Umweltgefahrdenden
Schwermetalle, Forschunggsbericht 9-104 02 588, TUV Rheinland, Cologne, Germany.
Nriagu J.O. and Pacyna J.M. (1988) Quantitative assessment of wordwide contamination of
air, water and soils by trace metals. Nature, 333, 134-139.
Pacyna J.M. (1987a) Methods for air pollution abatement. In: E.E.Pickett, ed.Atmospheric
Pollution, Hemisphere Publ.Corp., Washington DC.
Pacyna J.M. (1987b) Atmospheric emissions of arsenic, cadmium, lead and mercury from
high temperature processes in power generation and industry. In: T.C.Hutchinson and
K.M.Meema, eds., Lead, Mercury, Cadmium and Arsenic in the Environment, Wiley,
Chichester, the United Kingdom.
Pacyna J.M. (1989) Technological parameters affecting atmospheric emissions of trace
elements from major anthropogenic sources. In: J.M.Pacyna and B.Ottar, eds., Control and
Fate of Atmospheric trace Metals, Kluwer Academic Publ., Dordrecht, the Netherlands.
Pacyna J.M. (1994) Emissions of heavy metals in Europe. In: Background Document for the
EMEP Workshop on European Monitoring, Modelling and Assessment of Heavy Metals and
Persistent Organic Pollutants, Beekbergen, the Netherlands, 3-6 May, 1994.
Pacyna J.M. (1996) Atmospheric emissions of heavy metals for Europe: Improvements.,
Updates, Historical Data and Projections. A report for the International Institute for Applied
Systems Analysis (IIASA), Laxenburg, Austria.
Pacyna J.M., Zwozdziak A., Zwozdziak J. And Matyniak Z. (1981) Physico-chemical
transformations of pollutants in the individual environmental media. Technical University of
Wroclaw, Report SPR-14/81, Wroclaw, Poland (in Polish).
PARCOM (1991) Report of the 9th Meeting of the Working Group on Atmospheric Input of
Pollutants to Convention Waters, London, 5-8 November, 1991.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-14
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030306
ic030306
PARCOM (1992) Emission Factor Mannual PARCOM-ATMOS. Emission factors for air
pollutants 1992. P.F.J. van der Most and C.Veldt, eds., TNO Environmental and Energy
Research, TNO Rept.92-235, Apeldoorn, the Netherlands.
Umweltbundesamt (1996) Determination of requirements to limit emission of dioxins and
furans. Report from the Working Group of the Subcommittee Air/Technology of the Federal
Government/Federal States Immission Control Committee, Texte 58/95, Umweltbundesamt,
Berlin.
UN ECE (1994) State-of-the-art report on heavy metals emissions. UN Economic
Commission for Europe, Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, Task
Force on Heavy Metals Emissions, Prague, the Czech Republic.
UN (1995) Statistical Yearbook. Fortieth Issue. United Nations Department for Economic
and Social Information and Policy Analysis. New York, NY.
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Документов в дополнение к указанным в разделе 17 нет.
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.2
Дата:
1 февраля 1999 г.
Источник:
J.M.Pacyna
Norwegian Institute for Air Research (NILU)
Norway
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20. ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Jozef Pacyna
NILU – Norwegian Institute of Air Research
PO Box 100
N-2027 Kjeller
Norway
Тел.: +47 63 89 8155
Факс: +47 63 89 80 50
E-mail: jozef.pacyna@nilu.no
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В336-15
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
ic030307
SNAP-КОД:
030307
НАЗВАНИЕ
ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Вторичное производство свинца
NOSE-КОД:
104.12.08
NFR-КОД:
1
1A2b
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В данной главе содержится информация о выбросах в атмосферный воздух в процессе
вторичного производства свинца на плавильных заводах. В мире насчитывается более
200 заводов по вторичному производству свинца и примерно столько же для
рафинированного свинца, выпускающих около 40% всего производимого свинца
[Pacyna, 1989 г.]. Различные печи, включая доменные, отражательные и реакторные,
применяются в ряде производственных процессов, таких как производство
аккумуляторов, производство алкила свинца, производство разборных труб, деталей
для боеприпасов, водопроводных труб, облицовки электрических кабелей, а также при
литье, измельчении и механической обработке свинцовых сплавов, например, латуни и
бронзы в литейных цехах, и т.д. В этой главе описаны методы расчета выбросов
загрязняющих веществ во вторичном производстве свинца из аккумуляторных
пластин, оболочек кабеля, типографского сплава, различных шлаков и окалины.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
По данным инвентаризации CORINAIR90 доля выбросов от вторичных производств
свинца в суммарные выбросы от стран дается в таблице 2-1.
Таблица 2-1:
Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Вторичное
производство свинца
SNAPкод
030307
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0
-
-
-
-
-
-
-
0 = данные о выбросах имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
При вторичном производстве свинца выделяются некоторые микроэлементы. Однако,
их выбросы в мировом масштабе не очень велики. Nriagu и Pacyna (1988 г.) пришли к
выводу, что выбросы от этого производства составляют менее 1% от общих
атмосферных выбросов свинца, сурьмы, селена и цинка. Расчетная доля выбросов от
первичного и вториченого производства свинца в суммарных выбросах в европейских
странах представлена в таблице 2-2.
Однако, на локальном уровне заводы по вторичному производству свинца или заводы
для рафинирования свинца могут быть важными источниками выбросов.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В337-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
ic030307
Таблица 2-2:
Доля в суммарных выбросах тяжелых металлов, согласно данным
инвентаризации OSPARCOM-HELCOM-UN/ECE за 1990 год (до
38 стран)
Категория источника
Общее производство
свинца
SNAPкод
0403pb
Доля в суммарных выбросах [%]
As
Cd
Cr
Cu
Hg
Ni
Pb
Zn
1,0
1,4
-
0,1
0,9
-
1,1
1,1
- = нет данных о выбросах
Вторичное производство свинца может быть источником полихлорированных
диоксинов и фуранов, в зависимости от состава сырья (например, наличие ПВХ в
скрапе аккумуляторных батарей). Данных по расчетам выбросов в данном секторе по
Европейским странам нет в наличии.
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Под заводом по вторичному производству свинца подразумевают любой завод или
фабрику, на котором свинец-содержащий скрап или свинец-содержащие материалы,
отличные от свинцовых концентратов (руды), извлекаемых из месторождений,
перерабатываются с помощью металлургического или химического процесса в
очищенный свинец, свинцовые сплавы или оксид свинца. Значительное количество
батарей кислотных аккумуляторов, поступающих на переработку, целиком
обеспечивает потребности вторичного производства свинца. [Barbour и др., 1978 г.].
Вторичный свинец можно производить, применяя пирометаллургические или
гидрометаллургические процессы. До настоящего момента гидрометаллургические
процессы применялись только на предварительном этапе. Пирометаллургические
процессы подразделяются на следующее (Rentz и др., 1996 г.):
-
дробление и обработка аккумуляторных батарей (подготовка скрапа),
-
плавка батарейного скрапа,
-
рафинирование (очистка).
В отличии от вторичного производства цинка и меди, для которых используются
большое количество различных вторичных материалов, переработка вторичного
свинца сконцентрирована на обработке батарейного скрапа, что составляет примерно
80% в общемировом масштабе. Металлические листы, трубный скрап, шлам, окалина и
пыль составляют лишь незначительную долю во вторичном сырье.
Иногда вторичный свинец соединяют с первичным материалом для очистки. Могут
использоваться различные пирометаллургические методы очистки в зависимости от
состава сырья и спецификации продуктов.
3.2
Определения
Вторичное производство
3.3
Производство свинца
свинцовых руд.
из
материалов,
отличных
от
Технологии
В общем, для производства вторичного свинца из батарейного скрапа можно
применить два основных технологических метода. В основе одного метода лежит
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В337-2
ic030307
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
разбор и дробление старых батарей, а также отделение пасты, металлических частиц и
органических частиц. Затем осуществляется плавление и восстановление в печах
различного типа с дополнительными стадиями очистки. Другой метод характеризуется
прямой обработкой неразобранных батарей целиком с или без серной кислоты внутри
в различных плавильных печах, также с дополнительной стадией очистки. Ниже
представлено подробное описание технологий, применяемых во всем мире на
различных стадиях пирометаллургических процессов (Rentzet и др., 1996 г.):
Подготовка скрапа из аккумуляторных батарей
Для подготовки скрапа из аккумуляторных батарей можно применять различные
технологические процессы, которые можно классифицировать по уровню разделения
компонентов батарей. В промышленных масштабах применяются процессы Penneroya,
процесс MA, Tonolli-CX и Contibat. В общем, выбросы тяжелых металлов при
подготовке скрапа из аккумуляторных батарей представляются незначительными по
сравнению с выбросами во время плавления. Процессы Varta и Bergsoe представляются
собой процессы плавления, осуществляемыми без первичного разделения, т.е. батареи
плавятся непосредственно в печи целиком.
Плавление
Для промышленного производства вторичного свинца применяются различные
плавильные печи. Для плавления разделенных материалов скрапа аккумуляторных
батарей наиболее широко применяются короткие барабанные печи, а длинные
барабанные печи и отражательные печи применяются только в нескольких методах. В
отличие от коротких барабанных печей, длинные барабанные печи эксплуатируются
непрерывно. Отражательные печи также можно использовать для плавления шлака с
большим содержанием свинца, который был восстановлен в камере горения. Шахтные
печи обычно применяются для плавления неподготовленного скрапа аккумуляторных
батарей вместе со скрапом кабелей со свинцовой оболочкой, печной шлаг и пыль из
фильтров.
Очистка
Свинцовые слитки, изготовленные при вторичном производстве свинца, содержат
различные примеси, в основном медь, сурьму и олово, из-за чего может потребоваться
их удаление или корректировка посредством очистки. Обычно операции, необходимые
для очистки вторичного свинца, ограничены по сравнению с теми операциями,
которые необходимы для очистки первичного свинца. Нет необходимости в
предварительном удалении меди; осуществляется только заключительное
обезмедивание. Также может понадобиться удаление и корректировка сурьмы, а также
удаление олова.
3.4
Выбросы
При вторичном производстве свинца имеют место различные прямые выбросы
тяжелых металлов, а также поступление тяжелых металлов в атмосферу вне системы
дымовых труб. (Rentz и др., 1996 г.):
При подготовке скрапа из аккумуляторных батарей происходит выброс лишь
небольших объемов тяжелых металлов в виде аэрозолей в качестве прямых выбросов,
если отдельные подготовительные установки снабжены специальными устройствами
для очистки отходящего газа.
Для процесса плавления используются различные виды топлива, в зависимости от типа
печи. Обычно, короткие карусельные печи и длинные барабанные печи снабжаются
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В337-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
ic030307
горелками природного газа/воздуха, или, иногда, кислородно-топливными горелками,
в то время как в шахтных печах в качестве топлива применяется кокс.
Наряду с образовавшимся отходящим газом, независимо от типа используемой печи,
выделяется значительное количество тяжелых металлов, содержащихся в пыли, а
также некоторые объемы газообразных тяжелых металлов, в зависимости от
температуры плавления и давления пара.
Для очистки и легирования устанавливается несколько котлов, в зависимости от
требуемого качества свинца. Из-за реакций, происходящих в отходящем газе из
рафинировочного и легирующего котлов, могут происходить выбросы различных
объемов тяжелых металлов в форме твердых частиц и газа.
Поступление загрязняющих веществ в атмосферу вне системы дымовых труб от
плавления вторичного свинца происходит во время практически всех процессов
складирования, перемещения, загрузки и разгрузки. Объем и состав зависят, в
основном, от конфигурации процесса и рабочего режима. Значения, касающиеся
размера неослабленных и уменьшенных выбросов, выявлены не были. Загрязняющие
вещества от плавильных печей поступают в атмосферу вне системы дымовых труб во
время загрузки сырья и разгрузки шлака и чернового свинца. Отверстия в печи также
могут быть источником выбросов. Загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу
вне системы дымовых труб при осуществлении работ по очистке (рафинированию),
могут возникнуть, в основном, во время операций по загрузке, разгрузке и
перемещению металла. Рафинирующие аппараты, не покрытые первичными
колпаками, могут стать источниками выбросов.
Как и на многих заводах, для источников прямых выбросов предпочтительно
предпринимать меры по снижению выбросов, а объем загрязняющих веществ,
поступающих в атмосферу вне системы дымовых труб во время вторичного
производства свинца, обычно намного выше, чем объем прямых выбросов.
Безусловно, что наиболее важным источником выбросов SO2 и NOх во время
вторичного производства свинца является работа плавильных печей. Объем
образуемого SO2 определяется, в основном, количеством серы, содержащейся в сырье
и используемом топливе. Хотя большая часть серы остается в шлаке, образуемом во
время процесса плавления, ее значительная доля также превращается в SO2.
Концентрации SO2 в отходящем газе отражательных печей и доменных печей имеются
в наличии только на основе объемного процента. Во время испытаний, проводимых в
отражательной печи с использованием природного газа в качестве топлива,
концентрация SO2 в отходящем газе составила примерно 0,1 объем.-%. А в доменной
печи, при использовании кокса в качестве топлива, была получена даже меньшая
концентация отходящего газа – в диапазоне примерно 0,03 об.-% (Rentz и др., 1996b).
Формирование полихлорированных диоксинов и фуранов зависит от большого
количества факторов, таких как состав скрапа, тип процесса, температура и т.п.
3.5
Меры по снижению выбросов
Большинство заводов по вторичному производству свинца оборудованы установками
по удалению пыли, такими как рукавные фильтры. Эффективность таких установок
очень велика и достигает 99,9%. При вторичном производстве свинца для большинства
процессов можно осуществлять заключительное обеспыливание при помощи тканевых
фильтров. Таким способом достигается пылевая нагрузка чистого газа, в общем, ниже
5 мг/м3(STP). Для покрытия прямых выбросов от рафинировочных и легирующих
котлов над рафинировочными и плавильными котлами размещаются первичные
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В337-4
ic030307
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
всасывающие колпаки. Эти колпаки также соединены с тканевыми фильтрами.
Обеспыливание отходящих газов от печей и рафинировочных котлов может
осуществляться в одном фильтре. Электрофильтры или мокрые скрубберы можно
использовать для особых условий неочищенного газа. Мокрые скрубберы иногда
используются для снижения выбросов SO2. Загрязняющие вещества в форме твердых
частиц, поступающие в атмосферу вне системы дымовых труб, можно улавливать при
помощи локальных систем, таких как колпаки и другие всасывающие устройства, или
при помощи частичного или полного ограждения. (Rentz и др., 1996 г.).
Цель первичных мер по контролю SO2 заключается в снижении содержания серы в
используемом топливе и сырье. Соответственно, применение природного газа вместо
тяжелого дизельного топлива для коротких карусельных печей, длинных барабанных и
отражательных печей приводит к снижению выбросов SO2. Во время работы доменных
печей применение кокса с низким содержанием серы снижает количество выбросов.
В коротких карусельных печах применяются кислородно-топливные горелки, что
приводит к значительному снижению расхода топлива. Соответственно, наблюдется
сниженное количество загрязняющих веществ, хотя концентрация в отходящем газе
может быть выше, чем в стандартных технологиях сжигания.
Значительно более низкие объемы выбросов имеют место во время вторичного
производства свинца, если обессеривание свинцовой пасты осуществляется до
термической обработки. Например, при процессе Engitec-CX сера удаляется из
электродной пасты путем добавления NaOH или Na2CO3. Согласно операторам, при
применении данной меры может быть достигнуто сокращение выбросов SO2 на более,
чем 90% (Rentz и др., 1996b).
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Применение общих коэффициентов выбросов к соответствующим статистическим
данным можно рассматривать как упрощенную методику для расчета выбросов при
вторичном производстве свинца. Однако следует отметить, что химический состав
исходного скрапа является одним из наиболее важных факторов, влияющих на величину
выбросов. Химический состав скрапа, а, следовательно, и коэффициенты выбросов,
значительно меняются от одного завода к другому. Стандартные коэффициенты
выбросов в соответствии с упрощенной методикой представлены в разделе 8.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
В этом случае необходимо использовать различные коэффициенты выбросов для
разных производственных технологий. Следует также учитывать эффективность
очистного оборудования. Различные коэффициенты выбросов должны быть
определены путем измерений на репрезентативных участках.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Информация о вторичном производстве свинца на плавильных заводах содержится в
статистических ежегодниках ООН. На основании этой информации, используя
упрощенную методику, можно рассчитать величину выбросов.
Однако, в большинстве случаев, в статистических ежегодниках отсутствует
информация о количестве металла, производимого с помощью различных
промышленных технологий, применяемых во вторичном производстве свинца.
Следовательно, при отсутствии прямых статистических данных о конкретным заводе,
применение детальной методологии может быть осложнено. Некоторая информация по
этому вопросу содержится в справочниках международной группы по изучению
свинца и цинка (ILZSG) [e.g. ILZSG, 1985 г.].
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В337-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
ic030307
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Плавильные заводы по вторичному производству следует считать точечными
источниками, если имеются специальные данные по заводу.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Информация, полученная из указаных ниже источников, не позволяет произвести
дальнейшее дифференцирование коэффициентов выбросов в соответствии с
различными промышленными процессами, применяемыми во вторичном производстве
свинца, или с различными производственными технологиями, применяемыми в
настоящее время. Следовательно, коэффициенты выбросов, представленные в таблице
8-1, можно использовать только в упрощенной методике расчета выбросов,
применяемой ко всему сектору. Поскольку в наличии имеются лишь основные
ограниченные данные по коэффициентам выбросов, такие как тип сокращения степени
загрязнения и т.п., качеству данных было присвоено значение «Е».
Для метода CORINAIR необходимо подготовить отдельный отчет по выбросам,
вызванным сжиганием (SNAP 030307) и выбросам, вызванным процессами (SNAP
040300). В таблице 8-1 приведены коэффициенты выбросов, в [Г/ГДж], относящиеся к
топливу для вторичного производства свинца, основанные на данных CORINAIR90.
Когда используются статистические данные о производстве, следует учитывать
конкретное потребление энергии (например, ГДж/т продукта), которые специфичны
для данного процесса и страны. По данным CORINAIR90 приведенные величины для
конкретного потребления энергии находятся в диапазоне 38,5 и 100 ГДж/т продукта.
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
В настоящее время не существует надежной информации о физическом и химическом
составе микроэлементов, выделяющихся при вторичном производстве свинца. Можно
предположить, что большинство микроэлементов, испаряемых из скрапа и других
свинец-содержащих материалов, попадают в атмосферу на мелких частицах. В таблице
9-1 представлен состав тяжелых металлов в плыи от различных печей по вторичному
производству свинца. (Rentz и др., 1996 г.).
Таблица 9-1:
Весовой состав пыли от печей для вторичного производства
свинца
Весовой состав пыли (вес.-%)
Короткая карусельная печь
Отражательная печь
Доменная печь
As 0,002-0,4
Ni 0,002-0,01
Cd 0,07-0,7
Pb 20-54
Cr 0,01
Sb 0,011-1
Hg 0,01
Zn 0,05
As 0,1-10
Pb 30-50
Cd 0,01-0,5
Sb 0,1-40
Cu 0,001-0,005
Zn 0,01-1
As 0,1-3
Pb 30-55
Cd 0,5-10
Sb 0,1-3
Cu 0,001-0,004
Zn 1-10
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В337-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
ic030307
Таблица 8-1:
Соединение
Коэффициенты выбросов
Тип установки
Коэффициент выбросов
Качество
данных
0.85-8 г/ГДж
Е
Тип снижения Эффективность
выбросов
снижения
выбросов
нн
нн
Тип топлива
Страна или
регион
Ссылка
Прир.газ
Европа
CORINAIR90
SO2
неизвестно
SO2
Отражательная печь
40000 г/Мг загруж
Е
нн
нн
нн
США
EPA 1990
SO2
Дом.печь (вагранка)
26500 г/Мг загруж
Е
нн
нн
нн
США
EPA 1990
SO2
Нагреватель горшковой печи
17,26 г/л сгорев.
Е
нн
нн
NAPFUE 204
США
EPA 1990
SO2
Нагреватель горшковой печи
9611 г/Мм сгорев.
Е
нн
нн
NAPFUE 301
США
EPA 1990
SO2
Вторичное производство
металла, технологические
нагреватели
17209 S г/м3 топл.
Е
нн
нн
NAPFUE 203
США
EPA 1990
SO2
Вторичное производство
металла, технологические
нагреватели
19006 S г/м3 топл.
Е
нн
нн
NAPFUE 204
США
EPA 1990
NOx
неизвестно
60-110 г/ГДж
Е
нн
нн
Прир.газ
Европа
CORINAIR90
NOx
Отражательная печь
150 г/Мг загруж
Е
нн
нн
нн
США
EPA 1990
NOx
Дом.печь (вагранка)
50 г/Мг загруж
Е
нн
нн
нн
США
EPA 1990
NOx
Нагреватель горшковой печи
2,4 г/л сгорев.
Е
нн
нн
NAPFUE 204
США
EPA 1990
NOx
Нагреватель горшковой печи
2242573 г/Мм сгорев.
Е
нн
нн
NAPFUE 301
США
EPA 1990
NOx
Вторичное производство
металла, технологические
нагреватели
2396,78 г/м топл.
Е
нн
нн
NAPFUE 204
США
EPA 1990
NOx
Вторичное производство
металла, технологические
нагреватели
6591,15 г/м3 топл.
Е
нн
нн
NAPFUE 203
США
EPA 1990
ЛОС
Нагреватель горшковой
печи
0,024 г/л сгорев
Е
нн
нн
NAPFUE 204
США
EPA 1990
ЛОС
Нагреватель горшковой
печи
44851 г/Мм3 сгорев.
Е
нн
нн
NAPFUE 301
США
EPA 1990
ЛОС
Вторичное производство
металла, технологические
23,97 г/м3 топл.
Е
нн
нн
NAPFUE 204
США
EPA 1990
Руководство по инвентаризации выбросов
3
3
3
1 сентября 1999 г.
В337-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
ic030307
Соединение
Тип установки
Коэффициент выбросов
Качество
данных
Тип снижения Эффективность
выбросов
снижения
выбросов
Тип топлива
Страна или
регион
Ссылка
нагреватели
ЛОС
Вторичное производство
металла, технологические
нагреватели
33,55 г/м3 топл.
Е
нн
нн
NAPFUE 203
США
EPA 1990
ЛОС
Вторичное производство
металла, технологические
нагреватели
44851 г/м3 топл.
Е
нн
нн
NAPFUE
301,технологическ
ий газ
США
EPA 1990
НМЛОС
Неизвестно
10 г/ГДж
Е
нн
нн
Прир.газ
Европа
CORINAIR90
СН4
Неизвестно
2 г/ГДж
Е
нн
нн
Прир.газ
Европа
CORINAIR90
СО
Неизвестно
7-30 г/ГДж
Е
нн
нн
Прир.газ
Европа
CORINAIR90
СО2
Неизвестно
55 кг/ГДж
Е
нн
нн
Прир.газ
Европа
CORINAIR90
N 2O
Неизвестно
3 г/ГДж
Е
нн
нн
Прир.газ
Европа
CORINAIR90
As
Неизвестно
8 г/Мг произв.Pb
Е
нн
нн
нн
Австрия
Schneider 1994
Cd
Неизвестно
2,5-3 г/Мг произв.Pb
Е
ESP
~99%
нн
Европа
Pacyna 1986
Schneider 1994
Cu
Неизвестно
1,0 г/Мг произв.Pb
Е
ESP
~99%
нн
Канада
Jacgues 1987
Pb
Неизвестно
770 г/Мг произв.Pb
Е
ESP
~99%
нн
Европа
Pacyna 1986
Pb
Неизвестно
100-300 г/Мг произв.Pb
Е
нн
нн
нн
Европа
Канада
PARCOM 1992
Schneider 1994
Env.Can.1983
Zn
Неизвестно
150 г/Мг произв.Pb
Е
нн
нн
нн
Австрия
Schneider 1994
Zn
Неизвестно
300 г/Мг произв.Pb
Е
ESP
~99%
нн
Европа
Pacyna 1986
PCDD/F
Неизвестно
5-35 г I-TEQ/Мг произв.Pb
Е
Тканевый
фильтр/вдува
ние извести –
ограниченное
сокращение
диапазон
нн
Европа
Bremmer 1995
TNO 1995
нн-нет в наличии
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В337-9
ic030307
10
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Оценить неопределенности оценок выбросов для загрязняющих веществ,
выделяющихся во вторичном производстве свинца, довольно трудно. Недавно был
сделан вывод о том, что до 50% неопределенностей возникает при оценках выбросов
большинства микроэлементов, выделяющихся главными точечными источниками в
Европе [Pacyna, 1994 г.]. Даже большое количество неопределенностей может
возникать при оценках выбросов этих соединений во вторичном производстве свинца.
Информация о коэффициентах выбросов и статистические данные для заводов по
вторичному производству свинца даже более ограничена, чем для основных точечных
источников, таких как заводы по первичному производству и ТЭС.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Для получения более точных расчетов выбросов для вторичного производства свинца
необходим усовершенствованный подсчет коэффициентов выбросов. Это
усовершенствование
должно
подразумевать
составление
индивидуальных
коэффициентов выбросов для основных промышленных технологий, применяемых в
настоящее время в производстве свинца. Для этого при расчетах выбросов должна
использоваться детальная методика. Очевидно, необходимо получить статистические
данные о производстве свинца в различных печах.
Конкретные коэффициенты выбросов, приведенные в таблице 8-1, относятся к
точечным и площадным источникам без уточнения. Данные CORINAIR90 можно
использовать только для определения диапазона значения коэффициентов выбросов
для точечных и площадных источников. Необходимо продолжать разрабатывать
коэффициенты выбросов, у которых диапазоны величин будут обоснованы с точки
зрения технологии производства и используемого топлива.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Оценки национальных выбросов можно распределить на основании данных
производства, статистики численности населения или работающих на этих
предприятиях.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Процесс вторичного производства является по существу непрерывным процессом,
поэтому временная дезинтеграция не нужна.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
Дополнительные комментарии отсутствуют.
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
UN ECE State-of-the-Art Report on the Heavy Metals Emission, the UN ECE Task Force on
Heavy Metals Emissions, Prague, the Czech Republic, June 1994.
Environment Canada, Environmental Protection Service. Air Pollution Emissions and
Control Technology: Primary Cooper Industry. Economic and Technical Review Report EPS
3-AP-83-6, Air Pollution Control Directorate, November 1983.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
337-10
ic030307
16
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Расчетные коэффициенты выбросов можно проверить с помощью измерений,
проведенных на заводах с использованием различных промышленных технологий.
17
ССЫЛКИ
Barbour A.K., Castle J.F. and Woods S.E. (1978) Production of non-ferrous metals. In:
Industrial Air Pollution Handbook, A.Parker (ed.), Mc Graw-Hill Book Comp.Ltd., London.
Bremmer, H.J. (1995) Secundaire Non-Ferroindustrie; RIVM-report 773006174; RIZAreport 92.003/74.
Bremmer H.J., Troost L.M., Kuipers G., de Koning J. and Sein A.A. (1994). Emissions of
dioxins in the Netherlands. Report No. 770501003, RIVM (Research for Man and the
Environment), Bilthoven, Netherlands.
Environment Canada (1983) National Inventory of Sources and Emissions of Lead.
Environment Canada, Environmental Protection Service, Economic and Technical Review
Report EPS 3-EP-83-6, Ottawa, Canada.
EPA (1990): AIR Facility subsystem, EPA-Doc 450/4-90-003, Research Triangle Park.
ILZSG (1985) World Directory: Secondary Lead Plants. International Lead and Zinc Study
Group Report, London.
Jaques A.P. (1987) Summary of emissions of antimony, arsenic, cadmium, copper, lead,
manganese, mercury and nickel in Canada. Environment Canada, Conservation and
Protection, Environmental Analysis Branch, Ottawa, Canada.
Leech P.K. (1993) UK atmospheric emissions of metals and halides 1970-1991. Warren
Spring Laboratiry Rept. LR 923, Stevenage, UK.
Nriagu J.O. and Pacyna J.M. (1988) Quantitative assessment of wordwide contamination of
air, water and soils by trace metals. Nature, 333, 134-139.
Pacyna J.M. (1983) Trace element emission from anthropogenic sources in Europe.
Norwegian Institute for Air Research, NILU Rept. TR 10/82, Lillestrom, Norway.
Pacyna J.M. (1989) Technological parameters affecting atmospheric emissions of trace
elements from major anthropogenic sources. In: J.M.Pacyna and B.Ottar, eds., Control and
Fate of Atmospheric trace Metals, Kluwer Academic Publ., Dordrecht, the Netherlands.
Pacyna J.M. (1994) Emissions of heavy metals in Europe. In: Background Document for the
EMEP Workshop on European Monitoring, Modelling and Assessment of Heavy Metals and
Persistent Organic Pollutants, Beekbergen, the Netherlands, 3-6 May, 1994.
PARCOM (1992) Emission Factor Mannual PARCOM-ATMOS. Emission factors for air
pollutants 1992. P.F.J. van der Most and C.Veldt, eds., TNO Environmental and Energy
Research, TNO Rept.92-235, Apeldoorn, the Netherlands.
Rentz O., Sasse H., Karl U., Schleef H.-J. and Dorn R. (1996) Emission Control at Stationary
Sources in the Federal Republic of Germany, Volume II, Heavy Metal Emission Control,
Umweltforschungsplan des Bundesministers für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit,
Luftreinhaltung, 204 02 360.
Rentz O., Schleef H.-J., Dorn R., Sasse H. and Karl U. (1996b) Emission Control at
Stationary Sources in the Federal Republic of Germany, Volume I, Sulphur Oxide and
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
337-11
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030307
ic030307
Nitrogen Oxide Emission Control, Umweltforschungsplan des Bundesministers für Umwelt,
Naturschutz und Reaktorsicherheit, Luftreinhaltung, 204 02 360.
Schneider M. (1994) Heavy metal emissions in Austria. Umweltbundesamt report to the UN
ECE Task Force on Heavy Metals Emissions. Wien, March, 1994.
TNO (1995) Technical Paper to the OSPARCOM-HELCOM-UNECE Emission inventory of
heavy metals and Persistent Organic Pollutants, Report number TNO-MAP-R95/247.
UN ECE (1994) State-of-the-art report on heavy metals emissions. UN Economic
Commission for Europe, Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, Task
Force on Heavy Metals Emissions, Prague, the Czech Republic.
United Nations Industrial commodity statistics yearbook: production and consumption
statistics, Department for Economic and Social Information and Policy Analysis, Statistical
Division, New York, USA.
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Дополнительные ссылки отсутствуют.
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
3.1
Дата:
март 1999 г.
Откорректировано: Otto Rentz; Ute Karl
University of Karlsruhe (TH)
Germany
Источник:
Jozef M Pacyna
Norwegian Institute for Air Research (NILU)
Norway
Поддержка:
Otto Rentz Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20. ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Ute Karl
French-German Institute for Environmental Research
University of Karlsruhe
Hertzstr 16
D-76187 Karlsruhe
Germany
Тел.: +49 721 608 4590
Факс: +49 721 75 89 09
E-mail: ute.karl@wiwi.uni-karlsruhe.de
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
337-12
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030308
ic030308
SNAP-КОД:
030308
НАЗВАНИЕ
ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Вторичное производство цинка
NOSE-КОД:
104.12.09
NFR-код:
1
1A2b
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Цинк производится из различных видов первичного и вторичного сырья. Для
первичных процессов применяются серные и окисные концентраты, в то время как при
вторичных процессах используются, в основном, переработанные окисленные и
металические продукты других металлургических операций. В данной главе
содержится информация о выбросах в атмосферный воздух в процессе вторичного
производства цинка на плавильных заводах. На практике, часто достаточно трудно
ясно разграничить процессы первичного и вторичного производства цинка, поскольку
на многих плавильных заводах применяется как первичное, так и вторичное сырье.
В 1990 году на западе производство цинка достигло примерно 5,2 миллионов тонн
1990. Из них 4,73 миллионов тонн получено из первичных ресурсов (руды), а остаток в
размере 0,47 миллионов получен на плавильных заводах из вторичного сырья
(Metallgesellschaft 1994 г.).
В некоторых регионах вторичное производство цинка возрастает. В восточной Европе
это увеличение может достигать 5% в год. В этой главе описаны методы оценки
выбросов загрязняющих атмосферу веществ при вторичном производстве цинка из
различных типов цинкового скрапа. (Barbour и др., 1978 г.).
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
При вторичном производстве цинка может выделяться ряд микроэлементов, а также
диоксины и фураны. Однако, их выбросы в мировом масштабе не очень велики. Nriagu
и Pacyna (1988 г.) сделали вывод о том, что вторичное производство цинка вносит
менее 1% в суммарные выбросы свинца, кадмия, сурьмы, селена и цинка. Примерно
такой же вклад выбросов при вторичном производстве цинка был рассчитан для
европейских стран в начале 1980-х годов (Pacyna, 1983 г.). Предполагаемая доля
выбросов как от первичного, так и вторичного производства цинка в выбросах Европы
представлена в таблице 2.1 (Berdowski 1997 г.). Однако на локальном уровне
вторичные плавильни по производству цинка могут быть важными источниками
выбросов.
Доля выбросов от вторичных производств цинка в суммарных выбросах от стран по
данным CORINAIR90 незначительна. (См. таблицу 2.2).
Таблица 2.1:
Доля в суммарных выбросах тяжелых металлов по данным
OSPARCOM-HELCOM-UNECE за 1990 год (до 38 стран)
Категория источника
Общее производство
цинка
SNAPкод
0403zn
Руководство по инвентаризации выбросов
Доля в суммарных выбросах [%]
As
Cd
Cr
Cu
Hg
Ni
Pb
Zn
0
9,1
0
0
7,1
0
0,5
9,8
1 сентября 1999 г.
В338-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030308
ic030308
Таблица 2.2:
Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (до 28 стран)
Категория источника
Вторичное
производство цинка
SNAPкод
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
-
-
-
-
0
-
-
-
030308
0 = данные о выбросах имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
Маловероятно, что вторичное производство цинка будет серьезным источником
элегаза (гексафторида серы, SF6), фторуглеводородов (ГФУ) или перфторуглеродов
(ПФУ), (ETC/AEM-CITEPA-RISOE 1997).
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Под заводом по вторичному производству цинка подразумевают любой завод или
фабрику, на котором перерабатывается цинкосодержащий скрап или цинкосодержащие
материалы, отличные от цинковых концентратов (руд), извлекаемых из месторождений
(Barbour и др., 1978 г.).
Процесс восстановления цинка состоит из трех операций, выполняемых со скрапом, а
именно, из предварительной обработки, плавления и рафинирование (очистка). Скрап
(металлический лом) доставляется на установку по производству вторичного цинка в
форме слитков, отбракованного литья, отжигов и другого смешанного металлического
лома, содержащего цинк. (US EPA, 1995 г.).
Предварительная обработка скрапа включает сортировку, очистку, дробление и
просеивание, а также выпотевание и выщелачивание. Сортировка цинкового скрапа
осуществляется вручную согласо требованиям по содержанию цинка и любым
последующим требованиям технологического процесса. При очистке удаляются все
инородные вещества для улучшения качества продукции и эффективности
производства. Дробление облегчает процесс отделения цинка от загрязняющих
веществ. Просеивание и пневмоклассификация концентрируется цинковый металл для
дальнейшей обработки. Выщелачивание раствором карбоната натрия превращает
окалину и шлак в оксид цинка, из воторого можно получить цинк путем
восстановления. (US EPA, 1995 г.).
Чистый цинковый скрап плавится в котле, тигеле, отражательной и электрической
индукционной печах. Для улавливания примесей из расплавленого цинка в этих печах
применяется флюс. Благодаря перемешиванию флюс и примеси всплывают на
поверхность расплава, в то время как окалина и дросс удаляются с поверхности.
Оставшийся расплавленный цинк можно разлить в формы или передать для
рафинирования в расплавленном состоянии. (US EPA, 1995 г.).
Процессы рафинирования удаляют другие примеси из скрапа чистого цинкового
сплава, а также из цинка, выпаренного на стадии плавления в ретортной печи.
Расплавленный цинк нагревается до испарения. Цинковый пар конденсируется и
восстанавливается в различных формах, в зависимости от температуры, времени
восстановления, наличия или отсутствия кислорода, а также оборудования,
применяемого во время конденсации цинкового пара. После процесса рафинирования
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-2
ic030308
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030308
получают следующие готовые изделия: цинковые слитки, цинковая пыль, оксид цинка
и цинковые сплавы. (US EPA, 1995 г.).
Обычно, процессы, применяемые для обработки вторичного цинка, можно различить
по типу используемого сырья. (Rentz и др., 1996 г.):
Очень бедные окисные остатки и окисная пыль, например, от производства стали,
обрабатываются во вращающихся печах (печи Waelz), производящих окислы металлов
в более концентрированной форме. Эти концентрированные оксиды (оксиды Waelz)
обрабатываются вместе с окисными рудами в певичных термических плавильнях
цинка, а именно, в стандартных плавильных печах, применяемых для объединенного
производства свинца и цинка. В этом случае, трудно точно разделить первичное и
вторичное производство цинка, а также производство цинка и свинца.
Перед плавлением металлическая продукция подвергается дроблению и просеивается
для отделения металлических гранул от оксидов. После этого металлическая
продукция плавится в плавильных печах, в основном, индукционного типа или
муфельных печах. В заключении, расплавленный цинк отливается и частично
рафинируется до цинка высокой частоты в дистиляционных колоннах.
В ретортах Нью-Джерси можно обработать большое количество различных окисных
вторичных материалов одновременно с металлическими материалами. Для подготовки
загрузки оксиды смешиваются с битуминозным или газовым углем, брикетированным
и закоксованным. Брикеты вместе с металлическими материалами загружаются в
реторты. Пары цинка реторт конденсируются через конденсацию брызг.
3.2
Определения
Вторичное производство цинка
Производство цинка из материалов, отличных от
руды.
Другие определения описаны в разделах 3.1 и 3.3.
3.3
Технологии
Печь для выпотевания (барабанная, отражательная или муфельная печь) медленно
нагревает скрап, содержащий цинк и другие металлы примерно до 364°C. Этой
температуры достаточно для расплавления, но это значение ниже точки плавления
оставшихся металлов. Расплавленный цинк собирается на дне печи и, затем, собиратся.
Оставшийся металлический скрап охлаждается и удаляется для продажи на другие
предприятия по вторичному производсту. (US EPA, 1995 г.).
Более сложный процесс плавления включает помещение скрапа в ковш и повышение
температуры в ванне с расплавленной солью до тщательно контролируемой отметки.
При этом жидкий металл отделяется от соли и опускается вниз, и остаются твердые
неокисленные металлы. При повышении температуры до определенных значений,
соответствующих точкам плавления присутствующих металлов или сплавов, можно
получить расплавленные металлы с минимальным количеством примесей (Barbour и
др., 1978 г.).
Для производства цинка в ретортах Нью-Джерси на участке складирования
подбирается сырье, содержащее цинк. Для некоторого сырья осуществляется
подготовка загрузки, включая раздробление, просеивание и магнитную сепарацию,
чтобы получить металлическую и окисную фракцию. Более того, для некоторого сырья
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-3
ic030308
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030308
необходимо проведение дехлорирования. Окисное сырье, такое как пыль и цинковые
шлаки, смешиваются с битуминозным углем. Следовательно, смесь, содержащая
примерно 40% цинка, брикетируется вместе со связующем веществом, коксуется при
температуре около 800°C в автогенной печи коксования и затем загружается в реторты
Нью-Джерси вместе с небольшим количеством чистых металлических материалов.
Путем нагрева природным газом и CO, содержащихся в отходящих газах, в ретортах
достигается температура примерно 1100°C для восстановления и выпаривания цинка.
Следовательно, выпаренный цинк осаждается в брызго-конденсаторах и передается на
литейный цех через раздаточную печь. Здесь так называемый отсортированный цинк
разливается в слитки. Остатки из реторт обрабатываются в плавильном циклоне для
получения смешанных свинцово-цинковых оксидов и шлака. На рисунке 3.1
представлена схема вторичного производства цинка при помощи реторт Нью-Джерси.
Определяются потенциальные источники выбросов макрочастиц и тяжелых металлов.
Происходит плавление металлических фракций от подготовки загрузки вместе с
другими металлическими материалами, таким как гальванический дросс, цинковый
скрап, а также лигатурный скрап. Затем цинковое сырье поступает в ликвационную
печь, где на первой фазе рафинирования достигается содержание цинка от 97,5 до 98%.
Расплавленный и рафинированный цинк также разливается в слитки (Rentz и др., 1996
г.).
Сырьем для печей Waelz является, в основном, пыль и шлам от электрических дуговых
печей, применяемых в сталелитейной промышленности, наряду с другими вторичными
материалами, содержащими цинк и свинец. Для передачи и загрузки пылевидные
вторичные материалы обычно гранулируются в сталеплавильном цехе.
После смешивания, гранулы, содержащие цинк и свинец, кокс, в качестве
восстановителя, и флюс загружаются через загрузочный шлюз наверху слегка
наклонной вращательной печи. Вращение и наклон приводят к наложению
поступательного и вращательного движения загруженного сырья. В противоточном
направлении к загрузке воздух, в качестве рабочего газа, подается на выходном
отверстии печи. При температуре около 1200°C и времени удержания примерно 4 часа
цинк и свинец восстанавливаются и выпаривается. Металлические пары повторно
окисляются в газонаполненном пространстве и удаляются через загрузочное отверстие
вместе с отходящим газом. В очистном устройстве окислы металлов вновь собираются,
и, образуется, в качестве фильтровального порошка, так называемый оксид Waelz с
содержанием цинка примерно 55% и содержанием свинца примерно 10%. Затем, оксид
Waelz загружается в стандартную плавильную печь, которая применяется для
объединенного плавления первичного цинка/свинца. Шлак из печи Waelz охлаждается
и гранулируется в водяной бане. Дополнительная нефть, в качестве топлива,
необходима только при запуске печи, а во время станционарной работы сжигание
металлических паров и угарного газа покрывает потребность в энергии для данного
процесса (Rentz и др., 1996 г.). Схема процесса Waelz представлена на рис. 3.2.
Иногда вторичный цинк направляется на очистку вместе с первичным материалом.
Применяются различные пирометаллургические технологии очистки в зависимости от
состава сырья и спецификации продукта. Термическая очистка цинка посредством
фракционно перегонки можно осуществить ректификационных колоннах при
температуре примерно 950°C (Rentz и др., 1996 г.).
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030308
ic030308
Окисные цинковые
материалы
Кокс
Выброс тяжелых
металлов в аэрозолях
Подготовка
загрузки,
брикетирование
Смесь
Газообразные и
аэрозольные выбросы
тяжелых металлов
Коксование
На очистку газа
Закоксованные
брикеты
Газообразные и
аэрозольные
выбросы
тяжелых
металлов
Восстановление
(реторты Н-Дж)
Рекуператор
На очистку газа
Газообразные и
аэрозольные
выбросы
тяжелых
металлов
Конденсация
На очистку газа
Аэрозольные
выбросы
тяжелых
металлов
Технический
цинк
Литье
(раздаточная печь
и литейная линия)
Отсортированный
цинк
Рисунок 3.1: Вторичное производство цинка при помощи реторт Нью-Джерси с
потенциальными источниками выбросов тяжелых металлов (Rentz и др., 1996 г.)
Дымовая труба
Кондиционный
блок
Кокс
Вторичное сырье
Печь Waelz
Воздух
(нефть)
Оксид
Waelz
Вентилятор
Пылеотделитель
Гранулированный
шлак
Виброфидер
Водяная баня
Рисунок 3.2: Печь Waelz с установками для снижения выбросов (Rentz и др., 1995 г.)
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030308
ic030308
3.4
Выбросы
Среди различных стадий процесса эксплуатация плавильной печи представляет собой
наиболее важный источник выбросов в атмосферу. В общем, можно различить
постоянные и периодические выбросы. Постоянные выбросы связаны с процессом, как
таковым, в то время как возникают периодические выбросы, например, во время
загрузки, нагрева, снятия накипи или очистки.
Ниже перечислены большинство наиболее важных факторов, влияющих на выбросы от
предварительной обработки скрапа и плавления:
Состав сырья, а именно, содержание органических и хлорсодержащих соединений,
влияющих на формирование диоксинов и фуранов,
- использование порошкового флюса,
- тип печи – прямой нагрев смесью технологического газа и отходящего газа горения
снижает содержание органических соединений, выбрасываемых из ванной,
- температура ванной – температура выше 600°C ведет к значительным выбросам
оксида цинка,
- тип топлива – в общем, применяется природный газ или легкое дистиллятное
топливо.
Постоянные выбросы из плавильных печей состоят из отходящих газов сгорания и
газообразных отходов от ванны. Удельный расход газа составляет примерно 1000 м3
(STP)/Мг произведенного цинка.
-
Важные периодические выбросы часто возникают при загрузке и плавлении сырья.
Выбросы органических соединений в основном связаны с работами по загрузке.
Очистка печи, флюсование, вытягивание золы, а также работы по очистке имеют
второстепенное значение. Слив металла осуществляется при низкой температуре и,
следовательно, металлические пары не выделяются.
При дистилляции цинка используется входной материал высокого качества и,
следовательно, выбросы веществ, содержащих углерод или хлор, низкие. Выбросы
состоят, в основном, из частиц, содержащих цинк и оксид цинка, и отходящих газов
сгорания. (R. Bouscaren и др., 1988 г.).
3.5
Меры по снижению выбросов
Большинство заводов по вторичному производству цинка оборудованы установками по
удалению пыли, такими как камера с рукавным фильтром. В общем, системы снижения
выбросов могут меняться в зависимости от типа перерабатываемого скрапа и
получаемой
продукции.
Возможно
разделение
окисленного,
смеси
окисленного/металлического и металлического продукта.
Эффективность очистного оборудования по удалению пыли часто достигает 99,9%. В
камере с рукавным фильтром выбросы первичных газов и летучей пыли снижаются до
концентрации ниже 10 мг/м3.
В отчетах сообщалось что в США есть дожигающие камеры для производства цветных
металлов. Можно также использовать мокрые скрубберы.
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Применение общих коэффициентов выбросов и соответствующих статистических
данных можно рассматривать как упрощенную методику для расчета выбросов во
вторичном производстве цинка. Однако, следует отметить, что химический состав
исходного скрапа является одним из наиболее важных факторов, влияющих на
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-6
ic030308
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030308
величину выбросов. Химический состав скрапа, а следовательно, и коэффициенты
выбросов значительно меняются от одного завода к другому. Стандартные
коэффициенты выбросов по упрощенной методике предложены в разделе 8.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
В этом случае необходимо использовать различные коэффициенты выбросов для разных
производственных технологий. Следует также учитывать эффективность очистного
оборудования. Различные коэффициенты выбросов должны быть определены путем
измерений в соответствующих репрезентативных участках. В настоящее время
соответствующих стандартных коэффициентов выбросов нет в наличии.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Во многих статистических документах отдельный отчет по вторичному производству
цинка не подготавливается. В международном статистическом ежегоднике по
металлам, издаваемом в Масачусетсе, США, сообщается об общем производстве цинка
без разделения на первичное и вторичное производство. В международном
статистическом отчете по металлам, издаваемом ежемесячно этой же организацией,
представлены более подробные данные по первичному и вторичному производству для
некоторых стран, а также общее производство для других стран.
Информация о вторичном производстве цинка на плавильных заводах также
содержится в статистических ежегодниках ООН (например, United Nations 1993 г.). На
основании этой информации, используя упрощенную методику, можно рассчитать
величину выбросов. Однако, в большинстве случаев, в статистических ежегодниках
отсутствует информация о количестве металла, производимого с помощью различных
промышленных технологий, применяемых во вторичном производстве цинка.
Следовательно, при отсутствии статистических данных о конкретном заводе,
применение детализированной методики может быть осложнено. Некоторая
информация по этому вопросу содержится в справочниках международной группы по
изучению свинца и цинка (ILZSG) [например ILZSG, 1985 г.].
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
При наличии данных о конкретном заводе, этот завод (завод по вторичному
производству цинка) следует считать точечным источником.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
В настоящее время в литературе содержится информация только по выбросам для
упрощенной методике. Для методологии CORINAIR необходимы отдельные отчеты по
выбросам, связанным с сжиганием (SNAP 030308) и выбросам, связанным с процессами
(SNAP 040300). В таблице 8.1 также приведены коэффициенты выбросов, в [г/ГДж],
относящиеся к потребляемой энергии, основанные на данных CORINAIR90. Когда
используются статистические данные производства следует учитывать конкретное
потребление энергии (например, ГДж/т продукта), которое является конкретной
величиной для данного процесса и данной страны. В рамках проекта CORINAIR90 для
конкретного потребления энергии дается величина 38,5 ГДж/т продукта.
В настоящее время унифицированный коэффициент выбросов для диоксиновых
выбросов от вторичного производства цинка невозможно предоставить из-за
огромного диапазона концентраций, измеренных в отходящих газах 6 порядков
величины. Это иллюстрируется результатами измерений на немецких заводах, которые
представлены в Таблицах 8.1 и 8.3 (Quaß 1997 г.).
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-7
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Операции 030308
ic030308
Таблица 8.1:
Коэффициенты выбросов
0,85-8 г/ГДж
9150 г/Мг продукт
10000 г/Мг произв. оксида
цинка
20000 г/Мг произв. оксида
цинка
17209 S г/м3 топл.
Е
Е
Е
Тип
снижения
выбросов
нн
нн
нн
Е
нн
нн
нн
США
US EPA 1990
Е
нн
нн
США
US EPA 1990
Вторичное производство металла,
технологические нагреватели
19006 S г/м3 топл.
Е
нн
нн
США
US EPA 1990
NOx
NOx
NOx
NOx
NOx
NOx
неизвестно
Неизвестно
Горшковая печь
Гальванический котел
Барабанная печь для вытопки
Ретортная дистилляция/окисление
Е
Е
Е
Е
Е
Е
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
Европа
Европа
США
США
США
США
CORINAIR90
CORINAIR90
US EPA 1990
US EPA 1990
US EPA 1990
US EPA 1990
NOx
Муфельная дистилляция/окисление
Е
нн
нн
нн
США
US EPA 1990
NOx
Вторичное производство металла,
технологические нагреватели
Вторичное производство металла,
технологические нагреватели
Обжиговая печь
Сушилка концентрата
Печи для вытопки (общие)
Котловая (горшковая) плавильная печь
Тигельная плавильная печь, выплавка
скрапа
Отражательная плавильная печь,
выплавка скрапа
Электр. индукц. плавильная печь,
выплавка скрапа
Технологич. нагреватели в первич.
27 г/ГДж
60 г/ГДж
950 г/Мг продукта
200 г/Мг использ. цинка
100 г/Мг продукт
3950 г/Мг произв. оксида
цинка
55000 г/Мг произв. оксида
цинка
2397 г/м3 топлива
NAPFUE 204,
S=содержание
серы в топливе
NAPFUE 203,
S=содержание
серы в топливе
Печной кокс
Природ.газ
нн
нн
нн
нн
Е
нн
нн
NAPFUE 204
США
US EPA 1990
6591 г/м3 топлива
Е
нн
нн
NAPFUE 203
США
US EPA 1990
30 г/Мг продукта
2 г/Мг обработ.
1200 г/Мг продукта
Е
Е
Е
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
США
США
США
US EPA 1990
US EPA 1990
US EPA 1990
1250 г/Мг продукта
Е
нн
нн
нн
США
US EPA 1990
2600 г/Мг продукта
Е
нн
нн
нн
США
US EPA 1990
90 г/Мг продукта
Е
нн
нн
нн
США
US EPA 1990
24 г/м3 топлива
Е
нн
нн
NAPFUE 204
США
US EPA 1990
Соединение
Тип установки
SO2
SO2
SO2
Неизвестно
Обжиговая печь
Ретортная дистилляция/окисление
SO2
Муфельная дистилляция/окисление
SO2
Вторичное производство металла,
технологические нагреватели
SO2
NOx
ЛОС
ЛОС
ЛОС
ЛОС
ЛОС
ЛОС
ЛОС
Руководство по инвентаризации выбросов
Коэффициент выбросов
Качество
данных
1 сентября 1999 г.
Эффекивность
снижения
выбросов
нн
нн
нн
Прир.газ
нн
нн
Страна
или
регион
Европа
США
США
CORINAIR90
US EPA 1990
US EPA 1990
Тип топлива
Ссылка
В338-9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Операции 030308
ic030308
Соединение
Тип установки
Качество
данных
Тип
снижения
выбросов
Эффекивность
снижения
выбросов
34 г/м3 топлива
Е
нн
нн
NAPFUE 203
США
US EPA 1990
44851 г/м3 топлива
Е
нн
нн
США
US EPA 1990
535 г/ГДж
7 г/ГДж
105 кг/ГДж
55 кг/ГДж
10(1-20) г/Мг продукта
Е
Е
Е
Е
Е
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
нн
NAPFUE 301,
технол. газ
Печной кокс
Прир. газ
Печной кокс
Прир. газ
нн
Коэффициент выбросов
Тип топлива
Страна
или
регион
Ссылка
СО
СО
СО2
СО2
As
произ-ве металла
Технологич. нагреватели в первич.
произ-ве металла
Технологич. нагреватели в первич.
произ-ве металла
Неизвестно
Неизвестно
Неизвестно
Неизвестно
Неизвестно
Cd
Неизвестно
25(2-50) г/Мг продукта
Е
нн
нн
нн
Cd
Hg
Неизвестно
Неизвестно
14 г/Мг произв. цинка
0,02 г/Мг продукта
Е
Е
нн
нн
нн
нн
нн
нн
Pb
Pb
Неизвестно
Неизвестно
85 г/Мг произв. цинка
200 г/Мг продукта
Е
Е
нн
нн
нн
нн
нн
нн
Zn
Неизвестно
5000 г/Мг продукта
Е
нн
нн
нн
Zn
Неизвестно
9000 г/Мг произв. цинка
Е
Неконтр.
0%
нн
США
Европа
Европа
Европа
Германия
(1980-е)
Германия
(1980-е)
Польша
Германия
(1980-е)
Польша
Германия
(1980-е)
Германия
(1980-е)
Европа
1089 г/Мг произв. цинка
10000 г/Мг произв. цинка
63,1-379 г I-TEQ/Мг произв.
цинка
62,3 г I-TEQ/Мг произв.
цинка
Е
Е
Е
нн
нн
Контрол.
нн
нн
нн
нн
нн
нн
Польша
Европа
Германия
US EPA 1990
CORINAIR90
CORINAIR90
CORINAIR90
PARCOM/ATMOS
(1992)
PARCOM/ATMOS
(1992)
S.Hlawiczka (1995)
PARCOM/ATMOS
(1992)
S.Hlawiczka (1995)
PARCOM/ATMOS
(1992)
PARCOM/ATMOS
(1992)
PARCOM/ATMOS
(1992)
S.Hlawiczka (1995)
R.Bouscaren (1988)
Quaß (1997)
Е
Контрол.
нн
нн
Германия
Quaß (1997)
ЛОС
ЛОС
Неизвестно
Неизвестно
Горячее брикетирование
Мощность уст-ки 16,7 Мг Zn/ч
PCDD/F
Вращающийся цилиндр (печь Waelz),
мощность уст-ки 16,7 Мг Zn/ч
нн – нет в наличии
Zn
Zn
PCDD/F
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-10
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Операции 030308
ic030308
Таблица 8.2:
Измерения выбросов тяжелых металлов
Реторты Нью-Джерси
Печь Waelz
Печь Waelz
Технологич. отход. газы
Технологич. отход.
газы, восст-ние окислов
металла
Горловина печи
Страна или регион:
Германия
Германия
Германия
Сокращение выбросов
Рекуператор,
теплообменник,
охладитель, плоский
рукавный фильтр
(полиакрилонитрил)
Пылеразделитель,
кондиционный блок, 3полевой электростат.
электрофильтр
Рукавный фильтр
(Nomex игольчатый)
Поток отходящего
газа: [м3 (STP)/ч]
124000
62000
9200
Соединение:
Чистый газ [(мг/м3
(STP)]
Чистый газ [(мг/м3
(STP)]
Чистый газ [(мг/м3
(STP)]
As
0,0009
нн
Нн
Cd
0,02
0,014
<0,001
Cr
нн
нн
нн
Cu
<0,0009
нн
нн
Hg
<0,0009
нн
нн
Ni
Нн
нн
нн
Pb
0,11
0,4
1,3
Zn
Нн
1,6
3,4
Макрочастицы
6,3
5,7
8
Ссылки:
Steinmann (1984 г.)
Kola (1991 г.)
Kola (1991 г.)
Тип процесса
Таблица 8.3:
Измерения выбросов PCDD/F
Страна или регион
Германия
Тип процесса
Концентрация PCDD/F
Массовый расход
Отход. газ (нг I-TEQ/м3)
[г I-TEQ/ч]
Горячее брикетирование
20-120
1054-6326
Вращающийся цилиндр
20,8
1040
Печь для обжига руды
0,0018
Печь для плавления цинка
0,042-0,121
0,9-2,7
Печь для плавления цинка
0,097
5,2
Печь для плавления цинка
0,028
0,3
Ссылка:
Broker (1995 г.)
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
В настоящее время не существует надежной информации о физическом и химическом
составе микроэлементов, а также диоксинов/фуранов, выделяющихся при вторичном
производстве цинка. Выбросы в атмосферу различных загрязняющих веществ в
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-11
ic030308
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Операции 030308
значительной степени зависят от степени предварительной сортировки, а также типа и
однородности загружаемого скрапа. Частицы, выбрасываемые во впремя
технологического процесса, содержат, в основном, оксид цинка, немного
металлического цинка, хлориды различных соединений, а также примеси, полученные
из других металоов в загружаемом скрапе (Rentz и др., 1996 г.). ZnCl2, содержащий
макрочастицы, получается при использовании флюсов и гранулированного металла,
полученных гальваническим процессом в качестве сырья. ZnCl2 образуется при
реакции цинковых паров с оксидами на поверхности (R. Bouscaren и др., 1988 г.).
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Оценить погрешности расчета выбросов для загрязнителей, выделяющихся при
вторичном производстве цинка, довольно трудно. Недавно был сделан вывод о том,
что до 50% неопределенностей возникает при оценках выбросов большинства
микроэлементов, выделяемых главными точечными источниками в Европе (Pacyna,
1994 г.). Даже большая неопределенность может возникать при расчете выбросов этих
соединений при вторичном производстве цинка. Для заводов по вторичному
производству цинка существует очень мало информации о коэффициентах выбросов и
статистических данных; поэтому точность расчета выбросов для этой категории даже
нельзя сравнивать с точностью расчета выбросов для основных точечных источников,
таких как заводы по первичному производству и ТЭС.
Основная неопределенность заключается в типе снижения степени загрязнения,
связанном с коэффициентами выбросов в разделе 8, которые в настоящее время
неизвестны.
Неопределенность также усугубляется отсутствием статистической информации по
вторичному производству цинка. Если необходимы данные по потребляемой энергии,
то частно требуется преобразование единиц, что может еще больше повысить степень
неопределенности.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Для оценок выбросов от вторичного производства цинка необходимо
усовершенствовать способы расчета коэффициентов выбросов микроэлементов и
диоксинов/фуранов. Дальнейшая работа потребуется для оценки недостающих
параметров, таких как тип снижения степени загрязнения и эффективность. Под
усовершенствованием подразумевается определение частных коэффициентов
выбросов для основных промышленных технологий, применяемых в настоящее время
в производстве цинка. Для этого можно использовать детальную методику. Очевидно,
необходимо получить статистические данные о производстве цинка в различных печах.
Во многих случаях трудно точно разграничить первичное и вторичное производство
цинка из-за одновременного использования первичного и вторичного сырья. Также
может иметь место объединенное производство свинца и цинка (например, в печах IS).
В этом случае необходимо избегать двойного счета выбросов. Таким образом, выбросы
от плавилен должны относиться к точечным источникам согласно конкретным
заводским данным.
Конкретные коэффициенты выбросов топлива, приведенные в таблице 8.1 по данным
CORINAIR90, относятся к точечным и площадным источникам без уточнения.
Предполагается, что, согласно методике CORINAIR, эти данные включают в себя
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-12
ic030308
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Операции 030308
только выбросы от сгорания (SNAP 030308). Необходимо продолжать исследование
влияния свойств топлива и технологии производства на эти коэффициенты для
усовершенствования распознавания выбросов, вызванных сгоранием, и выбросов,
относящихся к технологическому процессу.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Оценки выбросов в национальном масштабе можно распределить на основании
производства, статистических данных о численности населения или о количестве
занятых на этом производстве рабочих.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Процесс вторичного производства является, по существу, непрерывным процессом,
поэтому временная дезинтеграция не нужна.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
Дополнительные комментарии отсутствуют.
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Дополнительные документы не требуются.
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Расчетные коэффициенты выбросов можно проверить с помощью измерений,
проведенных на заводах с использованием различных промышленных технологий.
17
ССЫЛКИ
Barbour A.K., Castle J.F. and Woods S.E. (1978) Production of non-ferrous metals. In:
Industrial Air Pollution Handbook, A.Parker (ed.), Mc Graw-Hill Book Comp.Ltd., London.
Berdowski J.J.M., Baas J., Bloos J.P.J. and Visscheldijk A.J.H (1997) The
OSPARCOMHELCOM-UNECE Emission Inventory of Heavy Metals and Persistent
Organic Pollutants for 1990, TNO-MEP, Apeldoorn, the Netherlands
Bouscaren R., and Houllier C. (1988) Réduction des émissions de métaux lourds et de
poussières, Technologies-efficacité-coûts, Tome 2, Métallurgie, Commission des
Communautés européennes, Direction générale environnement, protection des
consommateurs et sécurité nucléaire, 85-B6642-11-010-11-N
Bröker G., Bruckmann P., Geueke K.-J., Hiester E., Hoffmann, Radermacher L., and Gliwa
H. (1995) "Dioxinmeßprogramm Nordrhein-Westfalen" Final report, Landesumweltamt
Nordrhein-Westfalen (Ed.), 102 p.
ETC/AEM-CITEPA-RISOE (1997) Selected nomenclature
CORINAIR94 inventory (SNAP 94), version 0.3 (Draft).
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
for
air
pollution
for
В338-13
ic030308
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Операции 030308
Hlawiczka S., Zeglin M., and Kosterka A. (1995) Heavy metals emission to the air in Poland
for years 1980-1992, Inst. Ecol. Ind. Areas, Report 0-2.081, Katowice (in Polish)
ILZSG (1985) World Directory: Secondary Lead Plants, International Lead and Zinc Study
Group Report, London.
Kola R., Estel R., and Steil, H. U. (1991) Abscheidung bleihaltiger Stäube mit einem
Ionisationswäscher, Investitionen zur Verminderung von Umweltbelastungen, Programm des
Bundesministers für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Luftreinhaltung, Nr. 1108
Metallgesellschaft AG (1994) The World of Metals-Zinc, Volume 2, 1st Edition 1994, ISSN
0943-3511
van der Most P., and Veldt C. (1992) Emission Factors Manual PARCOM-ATMOS,
Emission factor for air pollutants 1992, Ref.-No. 92-235
Nriagu J.O. and Pacyna J.M. (1988) Quantitative assessment of worldwide contamination of
air, water and soils by trace metals. Nature, 333, 134-139.
Pacyna J.M. (1983) Trace element emission from anthropogenic sources in Europe.
Norwegian Institute for Air Research, NILU Rept. TR 10/82, Lillestrøm, Norway.
Pacyna J.M. (1989) Technological parameters affecting atmospheric emissions of trace
elements from major anthropogenic sources, J.M. Pacyna and B. Ottar, eds., Control and Fate
of Atmospheric Trace Metals, Kluwer Academic Publ., Dordrecht, the Netherlands.
Pacyna J.M. (1994) Emissions of heavy metals in Europe, Background Document for the
EMEP Workshop on European Monitoring, Modelling and Assessment of Heavy Metals and
Persistent Organic Pollutants, Beekbergen, the Netherlands, 3-6 May, 1994.
Quaß U. (1997) Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen, Personal communication
Rentz O., Püchert H., Penkuhn T., and Spengler T.(1995) Stoffstrommanagement in der
Eisen- und Stahlindustrie, Konkretisierung des § 5 Abs. 1 Nr. 3 BundesImmissionsschutzgesetz, Umweltforschungsplan des Bundesministers für Umwelt,
Naturschutz und Reaktorsicherheit, Luftreinhaltung, Forschungsbericht 95-104 06 001
Rentz O., Sasse, H., Karl, U., Schleef, H.-J., and Dorn, R.(1996) Emission Control at
Stationary Sources in the Federal Republic of Germany, Volume II, Heavy Metal Emission
Control, Umweltforschungsplan des Bundesministers für Umwelt, Naturschutz und
Reaktorsicherheit, Luftreinhaltung, 104 02 360
Steinmann U. (1984) Verminderung der Emissionen Zinkarbeit des Hüttenwerkes,
Altanlagenprogramm des Bundesministers des Inneren, Luftreinhaltung, Nr. 1065
United Nations (1993) Industrial Statistics Yearbook 1991, Vol. II, Commodity Production
Statistics, New York
US EPA (1990) AIR Facility Subsystem, EPA-Doc. 450/4-90-003, Research Triangle Park.
US EPA (1995) Compilation Of Air Pollutant Emission Factors, Volume I, Fifth Edition, AP42
18
БИБЛИОГРАФИЯ
UN ECE State-of-the-Art Report on the Heavy Metals Emissions, the UN ECE Task Force
on Heavy Metals Emissions, Prague, the Czech Republic, June 1994.
US EPA (1995) Compilation Of Air Pollutant Emission Factors, Volume I, Fifth Edition, AP42
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-14
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Операции 030308
ic030308
Rentz O., Sasse, H., Karl, U., Schleef, H.-J., and Dorn, R.(1996) Emission Control at
Stationary Sources in the Federal Republic of Germany, Volume II, Heavy Metal Emission
Control, Umweltforschungsplan des Bundesministers für Umwelt, Naturschutz und
Reaktorsicherheit, Luftreinhaltung, 104 02 360.
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
1 февраля 1999 г.
Откорректировано: Otto Rentz; Ute Karl
University of Karlsruhe (TH)
Germany
Источник:
J.M.Pacyna
Norwegian Institute for Air Research (NILU)
Norway
Поддержка:
Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20.
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Ute Karl
French-German Institute for Environmental Research
University of Karlsruhe
Hertzstr 16
D-76187 Karlsruhe
Germany
Тел.: +49 721 608 4590
Факс: +49 721 75 89 09
E-mail: ute.karl@wiwi.uni-karlsruhe.de
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В338-15
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030309
ic030309
SNAP-КОД:
030309
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Вторичное производство меди
NOSE-код:
104.12.10
NFR-код:
1A2b
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1
В данную главу включена информация о выбросах в атмосферный воздух при
вторичном производстве меди на плавильных заводах. Плавильные заводы по
вторичному производству меди производят около 40% от общего производства меди в
мире [Pacyna, 1989 г.]. Для переработки скрапа и других вторичных материалов
используются пирометаллургические процессы. Как и в случае первичного
производства меди, в качестве конечной очистки применяется электролитический
метод. В этой главе описаны методы расчета выбросов загрязняющих веществ при
вторичном производстве меди [Parker, 1978 г.; UN ECE, 1994 г.].
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
2
При вторичном производстве меди может выделяться ряд микроэлементов в
незначительных количествах. Их выбросы в мировом масштабе не велики. Nriagu и
Pacyna (1988 г.) сделали вывод о том, что доля выбросов заводов по вторичному
производству меди составляет менее 1% от общих выбросов меди, свинца, сурьмы,
селена и цинка. Примерно такая же доля выбросов от вторичного производства меди
была рассчитана для европейских стран в начале 1980-х годов (Pacyna, 1983 г.). Вместе
с тем заводы по вторичному производству меди, или заводы по рафинированию меди
могут быть важными источниками выбросов микроэлементов-загрязнителей в местном
масштабе.
Доля выбросов от вторичных производств меди в суммарных выбросах стран
CORINAIR90 представлена в таблице 1.
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Вторичное
производство меди
SNAPкод
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0
-
0
-
0
-
-
-
030309
0 = данные о выбросах имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Под заводом по вторичному производству меди подразумевают любой завод или
фабрику, на которых медьсодержащие материалы, отличные от медных концентратов
(руды), извлекаемых из месторождений, перерабатываются с помощью
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В339-1
ic030309
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030309
металлургического или химического процесса в очищенную медь или медную пыль
(добавочный продукт).
Переработка меди является наиболее распространенным процессом в цветной
металлургии. Медный металлический скрап может быть в виде:
медного скрапа (лома), такого как бракованные изделия, проволока, части
водопроводных труб, приборов, электрических систем, продукты переработки
кабеля;
сплавов, таких как латунь, ружейный металл, бронза, в виде радиаторов,
осветительных приборов, частей машин, токарных изделий, раздробленных
металлов;
медно-железного скрапа, такого как электрические моторы или его части, листовой
скрап, элементы электрической цепи и распределительные щиты, телефонный
скрап, трансформаторы и раздробленные материалы.
Другая большая группа медьсодержащих материалов состоит из окисленных
материалов, включая окалину, золу, шлаки, накипь, частицы шаров шаровой
мельницы, катализаторы, а также материалы, собираемые очистными системами.
Содержание меди в скрапе меняется от 0 до почти 100% (UN ECE, 1994 г.). К другим
металлам, содержащимся в скрапе, относятся подлежащие удалению цинк, свинец,
олово, железо, никель и алюминий, а также небольшое количество драгоценных
металлов.
В зависимости от химического состава, сырье, используемое на заводах по вторичному
производству меди, может обрабатываться в различных печах, включая:
доменные печи (до 30% Cu средней загрузки),
конвертеры (около 75% Cu),
анодные печи (около 95% Cu).
Металл, прошедший обработку в доменной печи («черная медь»), перерабатывается в
конвертере, затем проходит очистку в анодной печи. На каждой стадии добавляется
дополнительное сырье с соответствующим содержанием меди.
В доменной печи смесь сырьевых материалов, железного скрапа, извести и песка, а
также кокс загружаются в верхнюю часть. Воздух, который может быть обогащен
кислородом, продувается через фурму, кокс сгорает и сырье плавится в условиях
восстановления. Черная медь и шлак выгружаются через отверстия.
Конвертеры, используемые при первичном производстве меди, работающие с медным
штейном, содержащим сульфид железа, выделяют тепло, и для управления
температурой часто используются добавки медного скрапа. Конвертер обеспечивает
удобную и дешевую форму обработки скрапа, но при этом часто достигается только
умеренная эффективность газовой очистки. При гидрометаллургической обработке
скрапа с использованием аммиачного выщелачивания получаются растворы, которые
могут быть восстановлены водородом до медного порошка (Barbour и др., 1978 г.).
Кроме того, эти растворы могут подвергаться экстракции растворителем с целью
получения сырья для медного элемента.
Медь из конвертера загружается вместе с медьсодержащим сырьем в анодную печь.
Процесс обычно проводят в отражательной печи с использованием нефтепродуктов
или угольной пыли. После плавления воздух продувается в ванну для окисления
оставшихся примесей.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В339-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030309
ic030309
Латунь, содержащая свинец (до 3% Pb), находит широкое применение, и переработка
ее отходов является важным источником выбросов. Эти отходы обычно содержат
большое количество мелкой металлической стружки и отходов токарного
производства, покрытых смазкой и фрезеровочными маслами. В состав
медьсодержащих кабелей и моторов входят пластиковые или резиновые изоляционные
материалы, масляный или другой лак. В этих случаях необходима предварительная
обработка скрапа для удаления данных неметаллических соединений. Скрап более
мелких размеров может подвергаться термической обработке во вращающейся
обжиговой печи, снабженной установкой для дожигания отходящих газов и масляных
паров (так называемый Intal-процесс). Для удаления резиновых и пластиковых
изоляционных материалов из кабелей также существует ряд технологий (Barbour и др.,
1978 г.; UN ECE, 1994 г.).
Все три процесса, применяемые во вторичном производстве меди, являются
источниками выбросов в атмосферу различных загрязняющих веществ.
3.2
Определения
Вторичное производство меди – производство меди из материалов, отличных от руды.
3.3
Меры по снижению выбросов
Снижение выбросов при вторичном производстве меди должно осуществляться
эффективными улавливающими установками для пыли из первичных отходящих газов
и неорганизованных источников. Также могут использоваться тканевые фильтры,
снижающие выбросы пыли до 10 мг/м3 (UN ECE, 1994 г.).
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Применение общих коэффициентов выбросов и соответствующих статистических
данных можно рассматривать как упрощенную методику для расчета выбросов во
вторичном производстве меди. Однако необходимо отметить, что химический состав
исходного скрапа является одним из наиболее важных факторов, влияющих на
величину выбросов. Химический состав исходного скрапа, а, следовательно, и
коэффициенты выбросов, значительно меняются от одного завода к другому.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
В этом случае необходимо использовать различные коэффициенты выбросов для
разных производственных технологий. При этом необходимо учитывать
эффективность пылегазоочистки. Для определения различных коэффициентов
выбросов необходимо провести измерения в различных репрезентативных точках.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Информация о вторичном производстве меди на плавильных заводах содержится в
статистических ежегодниках ООН. На основании этой информации, используя
упрощенную методику, можно рассчитать величину выбросов. Однако, в большинстве
случаев, в статистических ежегодниках отсутствует информация о количестве металла,
производимого с помощью различных промышленных технологий, применяемых при
вторичном производстве меди. Следовательно, при отсутствии статистических данных
о конкретном заводе, применение детальной методики может быть осложнено.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
При наличии специфических данных о заводах, заводы по вторичному производству
следует считать точечными источниками.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В339-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030309
ic030309
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
8
В таблице 2 приведены коэффициенты выбросов, основанные на данных CORINAIR90,
в [г/ГДж], относящиеся к топливу, для вторичного производства меди. Коэффициенты
выбросов, относящиеся к технологическим процессам, представленные, в большинстве
своем, в других единицах (например, г/т продукта, г/м3 топлива), перечисляются в
примечании к таблице. Когда используются статистические данные производства,
следует учитывать конкретное потребление энергии (например, ГДж/т продукта),
которые специфично для данного процесса и страны. По данным CORINAIR90
приведенные величины для конкретного потребления энергии находятся в диапазоне
от 38,5 до 100 ГДж/т продукта.
Таблица 2:
Коэффициенты выбросов для вторичного производства меди7)
Коэффициенты выбросов
Топливо
NAPFUE
SO22)
NOx3)
НMЛOC4)
CH4
CO
CO2
N2O
код
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[кг/ГДж]
[г/ГДж]
203
495-14701)
1501)
301)
301)
151)
76-781)
22)
1)
1)
1)
1)
1)
l
нефть остаточная
l
нефть газ
204
94-1410
100
1,5
1,5
12
73-74
21)
g
газ
природный
301
0,281)
1001)
41)
41)
131)
571), 605), 596)
11)
g
газ
сжиж.нефтян
303
0,041)
1001)
2.11)
0.91)
131)
651)
11)
1)
1)
данные СORINAIR90, точечные источники
2)
SOx (ЕРА, 1990 г.)
3)
4)
NOx (EPA, 1990 г.)
ЛОС (EPA, 1990 г.)
750
г/т, загруженного сырья
Сушилка отходов (роторная)
6400
г/т, загруженного сырья
Печь для сжигания отходов с проволочным нагревателем
250
г/т, загруженного сырья
Тигельная печь и горшковая печь, загруженная
бронзой и латунью
15
г/т, загруженного сырья
Электродуговая печь, загруженная бронзой и латунью
15
г/т, загруженного сырья
Электроиндукционная печь, загруженная бронзой и латунью
2182
г/т, загруженного сырья
Очистка
г/м3
17209
S
топлива
Вторичное производство металла, технологические
нагреватели, NAPFUE 204, S = содерж. серы в топливе
19006
S г/м3 топлива
Вторичное производство металла, технологические
нагреватели, NAPFUE 203, S = содерж. серы в топливе
850
г/ т, загруженного сырья
Печь для сжигания отходов с проволочным нагревателем
40
г/ т, загруженного сырья
Отражательная печь, загруженная латунью и бронзой
300
г/ т, загруженного сырья
Роторная печь, загруженная латунью и бронзой
2397
г/м3
топлива
Вторичное производство металла, технологические
нагреватели, NAPFUE 204
6,591
г/м3 топлива
Вторичное производство металла, технологические
нагреватели, NAPFUE 204
2
г/ т, загруженного сырья
Сушилка отходов (роторная)
300
г/ т, загруженного сырья
Печь для сжигания отходов с проволочным
нагревателем
60
г/ т, загруженного сырья
Ликвационная печь
223500 г/Мг кокс без заправки
Вагранка, загруженная медью с изоляцией или
латунью и медным ломом
90
г/ т, загруженного сырья
Вагранка, загруженная медным ломом и латунью и
медным ломом
2600
г/ т, загруженного сырья
Отражательная печь, загруженная медью/латунью и
бронзой
1200
г/ т, загруженного сырья
Роторная печь, загруженная бронзой и латунью
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В339-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030309
ic030309
3350
г/ т, загруженного сырья
Тигельная печь и горшковая печь для плавки,
загруженная бронзой и латунью
1950
г/ т, загруженного сырья
Электродуговая печь, загруженная медью
0
г/ т, загруженного сырья
Электродуговая печь, загруженная бронзой илатунью
0
г/ т, загруженного сырья
Электроиндукционная печь, загруженная медью
или бронзой и латунью
24
г/м3 топлива
Вторичное производство металла, технологические
нагреватели, NAPFUE 204
34
г/м3 топлива
Вторичное производство металла, технологические
нагреватели, NAPFUE 203
44851
г/Мм3 топлива
Вторичное производство металла, технологические
нагреватели, NAPFUE 301
5)
СО2:
подача локально загрязненного лома, производство латуни (Bremmer, 1995 г.)
6)
СО2:
подача сильно загрязненного лома, производство латуни (Bremmer, 1995 г.)
7)
Предполагается, что перечисленные коэффициенты выбросов относятся к источникам горения при вторичном
производстве меди. Сноска может содержать коэффициенты выбросов для общих выбросов (топливо и
процессы связаны).
В таблице 3 представлен список коэффициентов выбросов для различных
микроэлементов, которые выделяются при вторичном производстве меди. Также
представлены результаты измерений и расчетов, проведенные в различных странах.
Однако, в некоторых случаях коэффициенты определены по одним источникам.
Информация, полученная из вышеупомянутых измерений и расчетов, не позволяет
провести дальнейшее дифференцирование коэффициентов выбросов в отношении
различных промышленных процессов, применяемых во вторичном производстве меди,
или различных технологий, используемых в настоящее время. Следовательно,
коэффициенты, содержащиеся в таблице 3, можно использовать только в упрощенной
методике.
Таблица 3:
Элемент
Компиляция коэффициентов выбросов для вторичного производства
меди (в г/тонну произведенной Сu)
По оценкам
Pacyna (1986 г.)
Оценки в Канаде
(Jacques, 1987 г.)
Программа
PARCOM
(PARCOM,
1992 г.)
Оценки в
Великобритани
и (Leech, 1993
г.)
Мышьяк
Сурьма
3
Кадмий
4
Медь
Свинец
Цинк
Снижение
выбросов
Предполагаемые
данные
2
2
3
5
150
200-400
50-200
230
Никель
Оценки в
Австрии
(Schneider, 1994
г.)
130
5
130
2
2-4
20
20-150
50
50-130
1
1
500-1600
ESP с
эффективностью
99%
Основан на
данных опроса.
На большинстве
заводов
применяют ESPs с
эффективностью
99%
Руководство по инвентаризации выбросов
500
500
250
250-500
Не указано
Основан на
коэффициентах
выбросов
Pacyna и
PARCOM
Не указано
Обычные ESPs с
эффективностью
99%
15 февраля 1996 г.
В339-5
ic030309
9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030309
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
В настоящее время не существует надежной информации о физическом и химическом
составе микроэлементов, выделяющихся при вторичном производстве меди. Можно
предположить, что большинство микроэлементов, испаряющихся из скрапа и других
медесодержащих материалов, попадают в атмосферу на мельчайших частицах.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Оценить неопределенности расчета выбросов для загрязнителей, выделяющихся при
вторичном производстве меди, довольно трудно. Недавно был сделан вывод о том, что
до 50% неопределенностей возникает при оценках выбросов большинства
микроэлементов, выделяемых главными точечными источниками в Европе (Pacyna,
1994 г.). Большое количество неточностей может возникать при расчете выбросов этих
соединений при вторичном производстве меди. Информация о коэффициентах
выбросов и статистических данных для заводов по вторичному производству меди
более ограничена, чем для основных точечных источников, таких как заводы по
первичному производству и ТЭС.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Для расчета выбросов для вторичного производства меди необходимо
усовершенствовать
способы
расчета
коэффициентов
выбросов.
Под
усовершенствованием подразумевается определение коэффициентов выбросов для
основных промышленных технологий, применяемых в медной промышленности. Для
этого можно использовать детализированную методику. Очевидно, необходимо
получить статистические данные о производстве меди в различных печах вторичного
производства.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Не применяются.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Процесс вторичного производства является по существу непрерывным процессом,
поэтому временная дезинтеграция не нужна.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Могут быть предложены следующие дополнительные документы:
UN ECE State-of-the-Art Report on the Heavy Metals Emission, the UN ECE Task Force on
Heavy Metals Emissions, Prague, the Czech Republic, June 1994.
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
В настоящее время процедуры проверки расчетов выбросов от заводов по вторичному
производству меди отсутствуют. Расчетные коэффициенты выбросов можно проверить
с помощью измерений, проведенных на заводах с использованием различных
промышленных технологий.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В339-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030309
ic030309
17
ССЫЛКИ
Barbour A.K., Castle J.F. and Woods S.E. (1978) Production of non-ferrous metals. In:
Industrial Air Pollution Handbook, A.Parker (ed.), Mc Graw-Hill Book Comp.Ltd., London.
Bremmer H.J. (1995) Secundaire Non-Ferroindustrie; RIVM-report 773006174; RIZA-report
92.003/74.
EPA: AIRS Facility subsystem, EPA-Doc 450/4-90-003, Research Triangle Park.
Jaques A.P. (1987) Summary of emissions of antimony, arsenic, cadmium, copper, lead,
manganese, mercury and nickel in Canada. Environment Canada, Conservation and
Protection, Environmental Analysis Branch, Ottawa, Canada.
Leech P.K. (1993) UK atmospheric emissions of metals and halides 1970-1991. Warren
Spring Laboratiry Rept. LR 923, Stevenage, UK.
Nriagu J.O. and Pacyna J.M. (1988) Quantitative assessment of wordwide contamination of
air, water and soils by trace metals. Nature, 333, 134-139.
Pacyna J.M. (1983) Trace element emission from anthropogenic sources in Europe.
Norwegian Institute for Air Research, NILU Rept. TR 10/82, Lillestrom, Norway.
Pacyna J.M. (1989) Technological parameters affecting atmospheric emissions of trace
elements from major anthropogenic sources. In: J.M.Pacyna and B.Ottar, eds., Control and
Fate of Atmospheric trace Metals, Kluwer Academic Publ., Dordrecht, the Netherlands.
Pacyna J.M. (1994) Emissions of heavy metals in Europe. In: Background Document for the
EMEP Workshop on European Monitoring, Modelling and Assessment of Heavy Metals and
Persistent Organic Pollutants, Beekbergen, the Netherlands, 3-6 May, 1994.
PARCOM (1992) Emission Factor Mannual PARCOM-ATMOS. Emission factors for air
pollutants 1992. P.F.J. van der Most and C.Veldt, eds., TNO Environmental and Energy
Research, TNO Rept.92-235, Apeldoorn, the Netherlands.
Parker A. (Ed) (1978) Industrial Air Pollution Handbook, McGraw-Hill Book Comp.Ltd.,
London.
Schneider M. (1994) Heavy metal emissions in Austria. Umweltbundesamt report to the UN
ECE Task Force on Heavy Metals Emissions. Wien, March, 1994.
UN ECE (1994) State-of-the-art report on heavy metals emissions. UN Economic
Commission for Europe, Convention on Long-range Transboundary Air Pollution, Task
Force on Heavy Metals Emissions, Prague, the Czech Republic.
18
БИБЛИОГРАФИЯ
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
декабрь 1995 г.
Источник:
Jozef M Pacyna
Norwegian Institute for Air Research (NILU)
Norway
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В339-7
ic030309
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030309
20. ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Jozef Pacyna
NILU – Norwegian Institute of Air Research
PO Box 100
N-2027 Kjeller
Norway
Тел.: +47 63 89 8155
Факс: +47 63 89 80 50
E-mail: jozef.pacyna@nilu.no
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В339-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030310
ic030310
SNAP-КОД:
030310
НАЗВАНИЕ
ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Вторичное производство алюминия
NOSE-КОД:
104.12.11
104.12.12
NFR-КОД:
1
1A2b
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В данной главе содержится информация о выбросах в атмосферный воздух в процессе
вторичного производства алюминия на плавильных заводах. Заводы по вторичному
производству алюминия производят около 50% всего алюминия, производимого в
США (UN, 1994 г.). Примерно такое же соотношение производства алюминия
существует для Нидерландов, Франции, Австрии и Италии. Производство вторичного
алюминия характеризуется большим количеством относительно небольших заводов,
перерабатывающих, главным образом, так называемый новый скрап. В данной главе
описаны методы, позволяющие оценить выбросы загрязняющих в атмосферу веществ в
процессе производства вторичного алюминия (Parker, 1978 г.).
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
При вторичном производстве алюминия в атмосферу могут выбрасываться различные
загрязняющие вещества, включая дым, кислоты, и частицы. Основные проблемы могут
возникать из-за выбросов хлорида алюминия и продукта его гидролиза,
хлористоводородной кислоты. В глобальном масштабе величина выбросов этих
соединений незначительна. Вместе с тем заводы по вторичному производству
алюминия могут быть важным источником выбросов на локальном уровне.
Доля выбросов от вторичного производства алюминия в суммарных выбросах от стран
CORINAIR90 представлено в таблице 2.1.
Таблица 2.1:
Доля в суммарных выбросах, согласно данным инвентаризации
CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Вторичное производство алюминия
SNAPкод
030310
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0
0
0
-
-
-
-
-
0 = данные о выбросах имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных о выбросах
Заводы по вторичному производству алюминия могут выбрасывать кадмий,
гексахлорбензол, диоксины и фураны, ПАУ и гексафторид серы (элегаз) (ETC/AEMCITEPARISOE 1997 г.).
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В3310-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030310
ic030310
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Под заводом по вторичному производству алюминия понимают любой завод или
фабрику, на которой алюминиесодержащий скрап или алюминиесодержащие
материалы, отличные от алюминиесодержащих концентратов (руды), добываемой из
месторождений, перерабатываются в алюминиевые сплавы для производства
промышленных отливок и брусков (чушек). Расход топлива для вторичного
производства алюминия составляет примерно 5% от расхода, необходимого для
первичного производства.
В большинстве случаев первой стадией при вторичном производстве алюминия
является удаление магния из скрапа для предотвращения получения
низкокачественных отливок при литье очищенного алюминия. Скрап может содержать
до 1% магния, и его содержание необходимо уменьшить до 0,1%. Для этого расплав во
время и после плавления обрабатывают хлором (Barbour и др., 1978 г.).
После предварительной обработки скрап подвергают плавлению и хлорированию. В
небольших тигельных печах получают алюминиевые сплавы для литья. Для более
крупных операций применяют отражательные печи.
Заключительной стадией производственного процесса является хлорирование для
получения высококачественного алюминиевого продукта.
3.2
Определения
Вторичное производство алюминия – производство алюминия из материалов,
отличных от руд.
3.3
Меры по снижению выбросов
Основной проблемой, связанной с вторичным производством алюминия, является
снижение выбросов коррозийного хлорида алюминия, связанного с хлороводородом.
Для решения этой проблемы применяют два метода (Barbour и др., 1978 г.). В процессе
Derham используется обработка флюсом. При этом необходима эффективность MgCl
более 97%, чтобы обеспечить стадию хлорирования при содержании магния менее
0,1%.
Бездымный процесс Alcoa зависит от эффективности стехиометрического
хлорирования магния в многостадийном процессе с использованием отстойника после
плавления, но до литья (Barbour и др., 1978 г.). Эффективный контакт между газом и
жидкостью обеспечивает селективную реакцию хлорирования магния (эффективность
99%).
В камерах дожигания обычно происходит преобразование несожженных ЛОС в СО2 и
Н2О. Иногда используются мокрые скрубберы.
Меры по снижению выбросов при вторичном производстве алюминия также должны
включать эффективные пылеулавливающие установки для удаления пыли из
первичных отходящих газов и неорганизованных источников. Для снижения выбросов
пыли ниже 10 мг/м3 можно применять тканевые фильтры.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В3310-2
ic030310
4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030310
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
В качестве упрощенной методики для расчета выбросов во вторичном производстве
алюминия можно рассматривать применение основных коэффициентов выбросов и
соответствующих статистических данных о видах деятельности. Однако необходимо
отметить, что химический состав исходного скрапа является одним из наиболее
важных факторов, влияющих на величину выбросов. Химический состав исходного
скрапа, а, следовательно, и коэффициенты выбросов, могут значительно отличаться от
завода к заводу.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
В этом случае необходимо использовать различные коэффициенты выбросов для
различных производственных технологий. Следует учитывать эффективность
сокращения выбросов. Различные коэффициенты выбросов необходимо рассчитать
путем измерений в репрезентативных точках.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Информация о производстве алюминия на плавильных заводах содержится в
статистических ежегодниках ООН, например, (ООН, 1994 г.). На основании этой
информации с помощью упрощенной методики можно рассчитать величину выбросов.
Однако, в большинстве случаев, в статистических ежегодниках отсутствует
информация о количестве металла, производимого с помощью различных
промышленных технологий, применяемых во вторичном производстве алюминия.
Следовательно, при отсутствии прямых статистических данных с заводов, применение
детальной методики может быть осложнено.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
При наличии данных о конкретном заводе, заводы по вторичному производству
алюминия следует считать точечными источниками.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Выбросы при вторичном производстве алюминия состоят из мельчайших частиц,
газообразного хлора и некоторых стойких органических загрязнителях.
В таблице 8.1 приведены коэффициенты выбросов, в [г/ГДж] относящиеся к топливу
для вторичного производства алюминия, основанные на данных CORINAIR90. Когда
используются статистические данные о производстве, следует учитывать конкретное
потребление энергии (например, ГДж/т продукта), которое специфично для данного
процесса и страны. По данным CORINAIR90 приведенные величины для конкретного
потребления энергии находятся в диапазоне от 1,7 до 3,5 ГДж/т продукта.
Коэффициента выбросов, связанные с технологией производства, в основном
представлены в других единицах (например, г/Мг продукции, г/м3) в Таблицах 8.2-8.4
для SOx, NOx и НМЛОС, соответственно. Информации о типе и эффективности
технологий по снижению загрязнения нет, но предполагается, что коэффициенты в
данных таблицах можно использовать для выбросов от неконтролируемых процессов.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В3310-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030310
ic030310
Таблица 8.1: Коэффициенты выбросов для вторичного производства алюминия
(по данным CORINAIR)
Топливо
l
l
g
NAPFUE
код
нефть мазут
203
нефть газойль
204
газ
природный
301
SO22)
[г/ГДж]
143
1410
NOx3)
[г/ГДж]
100
110
Коэффициенты выбросов
НMЛOC4)
CH4
CO
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
3
5
12
12
CO2
[кг/ГДж]
73
75
87-100
N2O
[г/ГДж]
10
54-58
Таблица 8.2: Коэффициенты выбросов для SO2 при вторичном производстве
алюминия
Тип процесса
Тип снижения
степени
загрязнения
Тип
топлива
Единицы измерения
Коэффициент выбросов
Код качества
данных
Страна
или
регион
Н/Н
Эффективность
снижения
степени
загрязнения
Н/Н
Ликвационная печь
Плавильная печь:
- тигельная
- отражательная
Сжигание, сушка
Сильно
загрязненный
исходный скрап
Разливка, литье
Технологические
нагреватели
Н/Н
кг/тонну Al
1,75
Е
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
1,25
0,45
0,15
0,54
Е
Е
Е
Е
США
США
США
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Газойль
Топочный
мазут
кг/т загруж
кг/м3 топлива
кг/м3 топлива
0,01
17,2 х S
19,0 x S
Е
Е
Е
США
США
США
Н/Н – данных нет в наличии
S – содержание серы в топливе
Таблица 8.3: Коэффициенты выбросов для NOx при вторичном производстве
алюминия
Тип процесса
Ликвационная
печь
Плавильная печь:
- тигельная
- отражательная
Сжигание, сушка
Отжигательная
печь
Разливка, литье
Плита для нагрева
слябов
Производство
банок
Вальцевание,
вытягивание,
прессование
Технологические
нагреватели
Тип снижения
степени
загрязнения
Н/Н
Эффектть снижения степени загрязнения
Н/Н
Тип топлива
Единицы измерения
Коэффициент выбросов
Код
качества
данных
Страна
или
регион
Н/Н
кг/тонну Al
0,3
Е
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
0,85
0,38
0,25
0,75
Е
Е
Е
Е
США
США
США
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
кг/тонну Al
0,005
0,75
Е
Е
США
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
0,35
Е
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
0,35
Е
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Газойль
Топочный
мазут
кг/м3 топл
кг/м3 топл
2,4
6,6
Е
Е
США
США
Н/Н – данных нет в наличии
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В3310-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030310
ic030310
Таблица 8.4: Коэффициенты выбросов для НМЛОС при вторичном производстве
алюминия
Тип процесса
Тип снижения
степени
загрязнения
Н/Н
Эффектть снижения степени загрязнения
Н/Н
Тип топлива
Единицы измерения
Коэффициент выбросов
Код
качества
данных
Страна
или
регион
Н/Н
кг/тонну Al
1,20
Е
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
1,25
0,10
16,00
0,65
1,20
0,002
Е
Е
Е
Е
Е
Е
США
США
США
США
США
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
0,002
Е
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
кг/тонну Al
0,07
150,0
Е
Е
США
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
0,045
Е
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/м3 топл
кг/м3 топл
0,024
0,034
Е
Е
США
США
Н/Н
Н/Н
Н/Н – данных нет в наличии
Н/Н
Н/Н
Газойль
Топочный
мазут
Прир.газ
Технол.газ
кг/м3 топл
кг/м3 топл
44,85
44,85
Е
Е
США
США
Ликвационная
печь
Плавильная печь:
- тигельная
- отражательная
Сжигание, сушка
Прокат фольги
Прокат фольги
Отжигательная
печь
Плита для нагрева
слябов
Разливка, литье
Производство
банок
Вальцевание,
вытягивание,
прессование
Технологические
нагреватели
Коэффициенты выбросов тонкодисперсных включений, указанные в US EPA (1973 г.) и Economopoulos (1993 г.),
представлены в таблице 8.5.
Таблица 8.5: Коэффициенты выбросов тонкодисперсных включений
вторичном производстве алюминия (US EPA, 1973 г.)
Тип процесса
Ликвационная
печь
Плавильная печь:
- тигельная
- отражательная
Хлорирование
Тип снижения степени загрязнения
при
Эффектть снижения степени загрязнения
О
Тип топлива
Единицы измерения
Коэффициент
выбросов
Код
качества
данных
Страна
или
регион
Н/Н
кг/тонну Al
7,25
D
США
Рукавный
пылеуловитель
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
1,65
D
США
Неконтролир.
Неконтролир.
Рукав. пылеуловитель
Электростат.
осадитель
Неконтролир.
О
О
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
Н/Н
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
кг/тонну Al
0,95
2,15
0,65
0,65
D
D
D
D
США
США
США
США
О
Н/Н
500,00
D
США
Рукав.пылеуловитель
Н/Н
Н/Н
кг/тонну
испол.хлора
кг/тонну
испол.хлора
25,0
D
США
Неконтролир.
Н/Н – данных нет в наличии
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В3310-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030310
ic030310
Гексахлорэтан применяется во вторичном производстве алюминия и в литейных цехах
в виде таблеток для дегазации на стадии очистки, при этом выделяется
гексахлорбензол (ГХБ). Коэффициент выбросов по данным PARCOM, 1992 г.
составляет 5 г ГХБ/т произведенного алюминия.
Концентрации диоксинов и фуранов в топочном газе, проходящем через контрольноизмерительную аппаратуру при вторичном производстве алюминия, представлены в
таблице 8.6 после компиляции данных, проведенной Рабочей группой Подкомитета по
вопросам
атмосферы/технологии
Федерального
правительства/Федерального
государственного комитета по контролю за выбросами в Германии (Umweltbundesamt,
1996 г.).
Таблица 8.6: Концентрации диоксинов и фуранов в топочном газе после
прохождения устройств контроля, в нг TEQ/м3*1 (US EPA, 1973 г.)
Процесс
Средство контроля
выбросов
Концентрации
PCDD/F
Код качества данных
Барабанная печь с
конвертерами
Тканевые фильтры
гашеной извести
0,1-13,7
D
Подовая тигельная печь
Тканевые фильтры
гашеной извести
0,01-0,7
D
Плавильная и литейная
печь
Без обработки
0,06-0,09
D
Индукционная печь
Тканевые фильтры
0,01-0,3
D
Плавильный завод по
произ-ву Al
Тканевые фильтры
0,02-0,23
D
*1TEQ
– коэффициент токсической эквивалентности, установленный NATO/CCMS
В общем, концентрации диоксинов и фуранов в топочном газе после прохождения
устройства контроля значительно разнятся вследствие различий в применяемых
процессах.
Вторичный алюминий также генерирует так называемые климатические газы, включая
CF4, C2 F6, и SF6. Было отмечено временное повышение содержания CF4 в атмосфере
примерно на 2% в год на глобальном уровне. (Stordal and Myhre, 1991 г.). В настоящее
время концентрация SF6 в атмосфере составляет от 1 до 2 ppt, и скорость увеличения
была рассчитана в размере 7,4% в год за период с 1979 по 1989 гг. (Rinsland и др., 1990
г.). Однако у авторов данной статьи не имеется данных касательно коэффициентов
выбросов этих газов при вторичном производстве алюминия.
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Данный раздел не рассматривается.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Достаточно трудно определить текущие погрешности оценки выбросов от
загрязняющих веществ, выбрасываемых во время вторичного производства алюминия.
Погрешности расчетов выбросов SO2 можно определить таким же образом, как и
погрешности расчетов для горения ископаемого топлива. (См. главу B 111).
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Для получения более точных значений выбросов необходимы усовершенствованные
коэффициенты
выбросов.
Под
усовершенствованием
понимают
расчет
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В3310-6
ic030310
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030310
индивидуальных коэффициентов выбросов для основных промышленных технологий,
применяемых во вторичном производстве алюминия. Для этого можно применять
детальную методику. Очевидно, что необходимо получить соответствующие
статистические данные о производстве алюминия на различных заводах по вторичному
производству алюминия.
12
КРИТЕРИИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Оценки национальных выбросов можно распределить на основании данных по
производству, статистических данных о численности населения или количестве
занятых на этом производстве рабочих.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Вторичное производство алюминия является непрерывным процессом. Временная
дезинтеграция не нужна.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Дополнительные замечания отсутствуют.
15
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Barbour A.K., Castle J.F. and Woods S.E. (1978) Production of non-ferrous metals. In:
Industrial Air Pollution Handbook, A.Parker (ed.), Mc Graw-Hill Comp.Ltd., London.
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Коэффициенты выбросов можно проверить с помощью измерений на заводах,
применяя различные промышленные технологии.
17
ССЫЛКИ
Barbour A.K., Castle J.F. and Woods S.E. (1978) Production of non-ferrous metals. In:
Industrial Air Pollution Handbook, A.Parker (ed.), Mc Graw-Hill Book Comp.Ltd., London.
Bremmer H.J. (1995) Secundaire Non-Ferroindustrie; RIVM-report 773006174; RIZA-report
92.003/74.
Economopoulos A.P. (1993) Assessment of sources of air, water, and land pollution. A quide
to rapid source inventory techniques and their use in formulating environmental control
strategies. Part one: Rapid inventory techniques in environmental pollution. World Health
Organization, Geneva.
EPA (1990) AIR Facility Subsystem, EPA-Doc.450/4-90-003, Research Triangle Park.
ETC/AEM-CITEPA-RISOE (1997) Selected nomenclature
CORINAIR94 inventory (SNAP 94), version 0.3 (Draft).
for
air
pollution
for
PARCOM (1992) Emission Factor Manual PARCOM-ATMOS. Emission factors for air
pollutants 1992. P.F.J. van der Most and C.Veldt, eds., TNO Environmental and Energy
Research, TNO Rept.92-235, Apeldoorn, the Netherlands.
Parker A. (Ed) (1978) Industrial Air Pollution Handbook, McGraw-Hill Book Comp.Ltd.,
London.
Rinsland, C.P. Goldman, A., Murcray, F.J. Blatherwick, R.D., Kosters, J.J., Murcray, D.G.,
Sze, N.D. and Massie, S.T. (1990) Long-term trends in concentrations of SF6, CHClF2 and
COF2 in the lower stratosphere from analysis of high-resolution infrared solar occultation
spectra. J.Geophys. Res., 95, 16477-16490.
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В3310-7
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030310
ic030310
Stordal F., and Myhre G. (1991). Greenhouse Effect and Greenhouse Warming Potential for
SF6. NILU Rept. 74/91. Norwegian Institute for Air Research, Kjeller, Norway.
Umweltbundesamt (1996). Determination of requirements to limit emissions of dioxins and
furnans. Report from the Working Group of the subcommitte Air/Technology of the Federal
Government/Federal States Immission Control Committee, Texte 58/95, Umweltbundesamt,
Berlin.
U.S. EPA (1973) Compilation of air pollutant emission factors. 2nd edition. U.S.
Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards, Research
Triangle Park, NC.
UN (1994) Statistical Yearbook-1992. United Nations, Department for Economic and Social
Information and Policy Analysis, Statistical Division, New York, NY.
18
БИБЛИОГРАФИЯ
В качестве подробной библиографии можно использовать основные литературные
источники, указанные в AP42 или справочнике PARCOMATMOS.
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.2
Дата:
ноябрь 1997 г.
Источник:
Jozef M. Pacyna
Norwegian Institute for Air Research (NILU)
Norway
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20.
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Jozef Pacyna
NILU – Norwegian Institute of Air Research
PO Box 100
N-2027 Kjeller
Norway
Тел.: +47 63 89 8155
Факс: +47 63 89 80 50
E-mail: jozef.pacyna@nilu.no
Руководство по инвентаризации выбросов
1 сентября 1999 г.
В3310-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
SNAP-КОД:
030311
040612
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Цемент
Цемент (декарбонизация)
NOSE-КОД:
104.11.02
105.11.21
1А2f
2A1
NFR-КОД:
1
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В данной главе рассматриваются выбросы, выделяемые в процессе сжигания и
технологических процессах при производстве цемента. Также упоминаются выбросы и
от процессов, не связанных со сжиганием.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
В таблице 2.1 приведены данные о доле газообразных выбросов при производстве
цемента в суммарных выбросах в соответствии с данными CORINAIR’90.
Таблица 2.1 Доля в суммарных выбросах согласно данным CORINAIR’90 (28
стран)
Категория
SNAP
источника
код
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
030311
0,8
2,3
0
0
0,2
2,1
0,3
-
Производство цемента
Доля в суммарных выбросах [%]
0 = данные по выбросам имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных по выбросам
Значительны также выбросы пыли, содержащей тяжелые металлы, в частности, при
сжигании отходов в качестве топлива. Информация по выбросам пыли в Европе
отсутствует, но доля от производства цемента в национальных выбросах в атмосферу
Великобритании РМ10 приводится в таблице 2.2. В связи с затратами на распределение
цемента существует тенденция производить цемент в относительной близости к месту
его использования, поэтому другие страны могут иметь сравнимый уровень
производства цемента и выбросов.
Таблица 2.2 Доля производства цемента в суммарных выбросах РМ10 в СК
Соединение
Доля (%)
РМ10
Руководство по инвентаризации выбросов
1,7
декабрь 2006 г.
В3311-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
Для выбросов тяжелых металлов конкретные значения для источника приведены в
Baart и др., (1995 г.). Средняя относительная доля выбросов от производства цемента в
суммарных выбросах тяжелых металлов в Европейских странах приведена в таблице
2.3.
Таблица 2.3 Средняя относительная доля выбросов от производства цемента в
суммарных выбросах тяжелых металлов Европейских стран (Baart и
др., 1995 г.)
Соединение
Доля (%)
Кадмий
1,2
Хром
1,5
Никель
1,7
Свинец
0,23
Помимо металлов, представленных в таблице 2.3, производство цемента может быть
существенным источником ртути. Было сделано предположение, что в мировом
масштабе доля цемента составляет около 1,0% в суммарных выбросах элемента,
выбрасываемого из антропогенных источников (Pacyna и Рacyna, 1996 г.). Тем не
менее, в таблице 2.4 представлена доля цемента в суммарных выбросах тяжелых
металлов и СОЗ от выбросов OSPARCOM-HELCOM-UNECE, а также
предположительная доля ртути на уровне 15%.
Таблица 2.4 Доля в суммарных выбросах СОЗ и тяжелых металлов выбросов
OSPARCOMHELCOM-UNECE (до 39 стран)
Источник
Цемент
SNAPкод
040612
Доля в суммарных выбросах (включая естественные выбросы)[%]
As
Cr
Cu
Pb
Cd
Hg
Ni
Zn
PCBs
PCDD/Fs
ПАУ
0,5
1,2
0
0,1
0,5
15
0,3
0,3
0
0,2
0
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
«Стандартным» цементом считается портландцемент, который составляет около 50%
всего потребления EU/EEA (European IPPC Bureau, 2000 г.). Сырьевыми материалами
для клинкера портландцемента являются известняк, песок, сланец, глина и оксид
железа. Прочими видами цемента являются композитный цемент и доменный цемент,
который заменяет доменный шлак или другие материалы для части сырьевых
материалов. В обоих случаях обработка, в большинстве своем, аналогична. Затем
клинкер смешивается с гипсом для получения конечного цемента. Основными
стадиями обработки являются:
Подача сырьевого материала, промежуточных продуктов и конечного
продукта;
Размол топлива при использовании твердого топлива;
Подготовка загрузки печи;
Пирометаллургическая обработка в барабанной печи для формования клинкера;
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
Охлаждение клинкера;
Помол (измельчение и смешивание с гипсом).
В данной промышленности используются различные типы топлива. Печи для
производства цемента очень энергоемки, и затраты на топливо оказывают огромное
влияние на рентабельность производства. Традиционно использовались уголь, нефть и
природный газ, но в течение последних 15 лет большинство заводов перешли на уголь.
Однако в последние годы ряд предприятий перешел на системы, использующие уголь
и отходы в качестве топлива (IPCC, 1995 г.).
3.2
Определения
Портландцемент
Тип гидравлического цемента, обычно изготавливаемого
посредством сжигания в обжиговой печи смеси известняка и
глины
Обжиговая печь
Печь для сжигания топлива и цементного клинкера
3.3
Технологии
Портландцемент можно производить посредством сухого или мокрого помола. При
применении технологии мокрого помола клинкер сырого цемента сначала смешивается
с водой, данная смесь обжигается в барабанной печи и в конечном итоге измельчается.
При сухом помоле стадия смешивания с водой отсутствует. Сухой процесс требует
меньшего расхода энергии, чем мокрый.
Сырьевые материалы сначала доставляются на производственный участок; некоторые,
как правило, транспортируются из близлежащих карьеров или открытых разрезов.
Затем материалы смешиваются, дробятся и размалываются для получения сырой смеси
(сырьевой смеси) с частицами нужного размера и надлежащих химических свойств.
Сырьевая
смесь
преобразуется
в
цементный
клинкер
посредством
пирометаллургической обработки в барабанных печах, которые состоят из стальных
цилиндрических оболочек с огнеупорной футеровкой, слегка наклоненных к горизонту
и вращающихся при скорости 1-3 об/мин. Сырьевой материал подается в верхнем
конце и постепенно движется к нижнему краю, где имеется горелка, обеспечивающая
противоточный подогрев.
В большинстве цементных обжиговых печей в настоящее время применяется сухой
процесс, при котором сырьевой материал подается в барабанную печь в сухом виде.
Перед печью материал может подогреваться в вертикально направленном
мультициклоном подогревателе, в котором восходящие горячие газы при выходе из
печи соприкасаются с нисходящим потоком сырьевого материала. В некоторых сухих
процессах имеет место также стадия предварительной кальцинации под
подогревателем, как раз перед тем, как сырьевой материал подается в печь.
Подогреватели и машины для предварительной кальцинации часто имеют щелочной
перепускной канал (байпас) между загрузочной стороной барабанной печи и
подогревателем для удаления нежелательных летучих соединений.
Применение мокрого процесса, при котором измельченная смесь смешивается с водой
и подается в печь как шлам, в настоящее время менее распространен. Потребление
энергии при влажном процессе на 40% превышает потребление энергии при сухом.
На последней стадии происходит охлаждение клинкера. При спускании в нижний край
печи горячий клинкер резко охлаждается атмосферным воздухом в охладителе
клинкера. Существует много различных конструкций охладителя; наиболее
распространенным является движущаяся колосниковая решетка с нижними
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-3
ic030311
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
вентиляторами, прогоняющими холодный воздух через клинкер. Некоторая часть этого
воздуха может использоваться для горения, а некоторая выпускается в атмосферу или
применяется для сушки твердого топлива и сырьевого материала.
Затем охлажденный клинкер смешивается с гипсом и (для композитного цемента)
прочими материалами, такими как топочный шлак, и размалывается до состояния
однородной тонкомолотой пыли для получения конечного продукта, который затем
хранится в силосе до бестарной транспортировки и упаковывания.
3.4
Выбросы
Источниками выделения пыли являются подача сырьевых материалов,
транспортировка сырья, обжиг клинкера, измельчение и перевозка. Источниками
самых значительных выбросов являются три операционных блока печи: система
подачи, система сжигания топлива, а также система охлаждения и подачи клинкера.
Наиболее желательный метод удаления накопленной пыли – это вдувание ее в зону
сжигания печи и производство клинкеров из пыли. При очень высоком содержании
щелочи в сырьевых материалах некоторая часть пыли отбрасывается и
выщелачивается до возврата в печь. Во многих случаях максимально допустимое
содержание щелочи в цементе на уровне 0,6% (рассчитанное как оксид натрия)
ограничивает количество пыли, которую можно использовать повторно.
При производстве портландцемента выбросы в основном состоят из оксидов азота
(NOx), диоксида серы (SO2), оксида углерода (СО) и диоксида углерода (СО2). В
небольших количествах также выбрасываются: летучие органические соединения
(НМЛОС, метан (СН4)), закись азота (N20) и аммиак (NH3) (см. также таблицу 8.1).
Выбросы также могут включать остаточные материалы от топлива и сырья или
продукты недожога, которые считаются вредными. Так как некоторые установки
сжигают в печи отходы в качестве топлива, в частности, отработанные растворители,
эти системы также могут выбрасывать небольшое количество вредных органических
загрязняющих веществ (IPCC, 1995 г.).
Оксиды азота образуются путем окисления химически связанного азота в топливе при
его сжигании и за счет термической фиксации азота в зоне горения. При увеличении
температуры пламени количество NОx, образованного за счет нагрева, также
увеличивается. Количество NОx, образованного из топлива, увеличивается с
увеличением содержания азота в топливе. В процессе производства цемента NОx
образуется в зоне горения обжиговой печи и в зоне горения предварительного обжига.
Тип топлива влияет на количество и тип образованного NOx. Наблюдается заметное
увеличение количества оксидов азота (в основном, окись азота), которые образуются
при температуре более 14000С. Образование оксида азота также является результатом
избытка воздуха (IPCC, 1995 г.; EPA, 1995 г.).
Диоксид серы образуется из соединений серы, содержащихся в сырье, и серы,
содержащейся в топливе. В данной главе рассматриваются исключительно выбросы
серы при сжигании топлива. Серосодержание как сырья, так и топлива, разнится в
зависимости от предприятия и географического положения. Сера обычно присутствует
в форме металлического сульфида и сульфатов. Количество присутствующей серы
сильно варьирует в зависимости от природы используемого ископаемого. В процессе
обжига выделяется диоксид серы.
Соединения серы являются обычными составляющими большинства видов топлива, и
ее содержание может достигать 5 вес.-%. Сульфиды и органические соединения серы в
сырье обычно окисляются до диоксида серы и проходят через зону горения обжиговой
печи с технологическими газами. В практических целях, выбросы серы из обжиговых
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-4
ic030311
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
печей принимаются как выбросы диоксида серы, хотя, как правило, в этом случае
образуется и триоксид серы. При образовании диоксида серы при температуре ниже
температуры кальцинирования карбоната кальция его выбросы из обжиговой печи и
системы предварительного нагрева будут значительными. Некоторое поглощение
может происходить в осадителе или в мельнице для сырья. В большинстве случаев
лишь небольшое количество диоксида серы, образованного в обжиговой печи,
выбрасывается в атмосферу, так как в основном он включается в цементный клинкер в
качестве химического соединения (IPPC, 1995 г.; EPA, 1995 г.).
Выбросы CO2 от производства портландцемента образуются на двух стадиях процесса.
Как в большинстве высокотемпературных, энергоемких промышленных процессов,
при сжигании топлива для создания технологической энергии выбрасываются
значительные количества CO2. Значительные количества СО2 также образуются при
обжиге известняка и других известковых материалов. Процесс обжига термически
разлагает CaCO3 на CaO и CO2. Количество выбрасываемого СО2 в процессе обжига
составляет около 500 кг на тонну произведенного портландцемента. Суммарные
выбросы СО2 от пиропроцессов зависят от потребления энергии и составляют от 0,85
до 1,35 тонны CO2 на тонну клинкера. Диоксид углерода составляет, по меньшей мере,
20% газов сухого сжигания и образуется из углерода, содержащегося в топливе, и в
процессе обжига карбоната кальция (IPCC, 1995 г.; EPA, 1995 г.).
Сжигание топлива на заводах по производству портландцемента дает небольшие
выбросы разнообразных загрязняющих веществ. Если имеет место незавершение
реакции горения, могут выбрасываться СО и летучие органические соединения (ЛОС).
Недожог может также приводить к выбросам опасных органических веществ,
загрязняющих воздух, хотя эти вещества выбрасываются, как правило, в значительно
меньших количествах, чем СО или ЛОС (IPCC, 1995 г.).
Оксид углерода образуется при недожоге углеродосодержащего топлива, и даже при
хорошем контроле сжигания в газах, образующихся при этом, будут содержаться
небольшие количества оксида углерода. При операциях в почти стехиометрических
условиях в обжиговой печи наблюдается локализированное образование оксида
углерода (HMIP, 1992 г.).
Выбросы тяжелых металлов от цементных заводов зависят от их содержания в топливе
и сырьевых материалах, промышленной технологии (например, температуры горения)
и мер по снижению выбросов. В процессе производства цемента при высоких
температурах значительная часть тяжелых металлов, присутствующих в топливе и
сырьевых материалах, испаряется и затем конденсируется на клинкере и частично на
тонкодисперсных включениях отходящих газов. Последняя часть металлов уходит в
атмосферу после прохождения через оборудование для снижения выбросов.
Соединения фтора в составляющих исходного материала частично улетучиваются в
газообразные кислотные фториды при высоких температурах в печи. Однако такие
кислотные соединения немедленно нейтрализуются (в форме твердого фторида
кальция) щелочными составляющими клинкера и исходного материала. Таким
образом, 88-98% содержания фторида в исходных материалах улавливается в
клинкере, а остальная часть отлагается на частицах пыли и удаляется средствами
контроля пыли. Соединения хлора ведут себя подобным же образом. В некоторых
печах в качестве дополнительного топлива сжигаются вредные отходы. Прочие типы
неопасных жидких и твердых отходов в качестве дополнительного топлива включают
шины, отработанное масло и древесную стружку. Диоксины (PCDDs) и фураны
(PCDFs) были впервые обнаружены в выбросах из дымовых труб печей для
производства портландцемента в начале 1980-х годов (например, EPA, 1994 г.). Они
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
были обнаружены в низких концентрациях, и считалось, что были вызваны
комбинированным сжиганием жидких опасных отходов и традиционного ископаемого
топлива. В последнее время появилась информация о возможных механизмах
образования диоксинов в печах по производству портландцемента. Были предложены
следующие механизмы:
-
некоторые виды первичного горючего топлива и топливных присадок,
используемых для поддержания повышенных температур в печи для образования
клинкера, могут также производить ароматические углеводородные соединения,
которые затем могут становиться хлорированными кольцевыми структурами.
Окисление газа HCl было показано для обеспечения хлора для замещения колец;
-
хлорированные ароматические соединения могут действовать как молекулы
прекурсоров к термалитическому образованию CDD/CDF на активной поверхности
углеродистых частиц;
-
повторный синтез CDD/CDF на активной поверхности углеродистых частиц в
катализаторе (например, ионов металла);
-
температуры дымовых газов после печи часто находятся в пределах диапазона
температур, способствующих непрерывному образованию CDD/CDF;
-
комбинированное сжигание жидких вредных органических отходов с углем и
нефтяным коксом может привести к увеличению объема CDD/CDF, образуемых в
зоне после горения.
3.5
Меры по снижению выбросов
Сокращение выбросов обычно достигается за счет сокращения выбросов пыли.
Наиболее распространено электростатическое осаждение (ESP) и тканевые фильтры
(FF) как в обжиговых печах, так и охладителях клинкера. При применении
электростатического осаждения можно добиться концентрации пыли в диапазоне от 30
до 40 мг/м3. При применении тканевых фильтров типична величина от 20 до 50 мг/м 3.
Используются также фильтры с гравийным основанием для снижения выбросов от
охладителя клинкера. Источники поступления загрязняющих веществ в атмосферу вне
системы дымовых труб, как правило, улавливаются системой вентиляции, а пыль
улавливается тканевыми фильтрами.
Часть тяжелых металлов в отходящих газах также удаляется с частицами. Однако
самые летучие тяжелые металлы присутствуют на очень тонкодисперсных
включениях, часто проходя как сквозь электрофильтры, так и сквозь тканевые
фильтры. Следует добиться дальнейшего сокращения концентрации пыли в отходящих
газах до 10 мг/м3 для достижения разумного снижения тяжелых металлов.
Сокращение выбросов диоксида серы лучше всего достигается за счет использования
сырьевых материалов с низким содержанием серы. Возможно удаление диоксида серы
из отходящих газов путем введения гидроокиси кальция в поток воздуха после
подогревателя, что приводит к незначительному сокращению выбросов, и за счет
отдельного поглотителя с псевдоожиженным слоем, что дает значительное сокращение
выбросов. Однако щелочная природа цемента обеспечивает непосредственное
поглощение SO2 цементом, тем самым, уменьшая количество SO2 в выбросах. В
зависимости от процесса и источника серы, поглощение SO2 находится в диапазоне от
70% до более чем 95%. В системах, в которых сульфид серы (пириты) подается в
обжиговую печь, интенсивность поглощения серы может быть всего 70% без
уникальных проектных решений или замены сырьевого материала. Тканевые фильтры
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-6
ic030311
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
на обжиговых печах цементных заводов также поглощают SO2 (IPCC, 1995 г.; EPA,
1995 г.).
Оборудование по десульфуризации отходящих газов также снижает концентрацию
газообразной ртути, присутствующей в отходящих газах. Дано снижение может
достигать 50%. Дальнейшее снижение до 85% может быть достигнуто посредством
применения очень дорогостоящих мероприятий, таких как вдувание активированного
углерода или применение слоев активированного углерода.
Выбросы оксида азота также могут быть уменьшены за счет использования следующих
методов (EPA, 1995 г.):
Использование горелок с низким уровнем выбросов NОx, принцип действия
которых заключается в предотвращении локализированных горячих пятен.
Избежание перегрева клинкера. Температура в зоне горения может ограничиваться
температурой, необходимой для получения продукта, не содержащего извести, что
обеспечивает приемлемое качество клинкера. Цементные обжиговые печи могут
иметь датчики оксидов азота, которые могут служить основой для автоматической
системы контроля обжиговой печи. Предотвращение перегрева дает не только
уменьшение выбросов оксидов азота, но и сберегает энергию.
Образование диоксида углерода должно минимизироваться путем использования
эффективных энергетических систем и методов (HMIP, 1992 г.).
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
По упрощенной методике, при наличии ограниченной информации, можно применять
коэффициент выбросов по умолчанию наряду с информацией по производству цемента
в данной стране или регионе без дальнейшей спецификации по топливу
промышленной технологии или типу и эффективности оборудования по снижению
выбросов. Коэффициенты выбросов по умолчанию приводятся в главе 8.1.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
Детализированная методика оценки выбросов газообразных загрязняющих веществ от
производства цемента основана на замерах или оценки с применением коэффициентов
выбросов. Подходы, заключающиеся в замерах и оценке, описанные для «Установок
для сжигания в качестве точечных источников» в главе B111, могут также быть
использованы для оценки выбросов от источников сжигания в производстве цемента.
Детализированная методика оценки выбросов микроэлементов от производства
цемента схожа с упрощенной. Однако для нее требуется больший объем информации
по типу процесса, например, мокрые или сухие печи, а также по типу промышленной
технологии. Данная информация используется для оценки удельных выбросов для
специфической промышленной технологии.
Часто замеры интенсивности выбросов и химического состава тонкодисперсных
включений диаметром < 1,0 µм проводятся повсеместно на основных печах для
производства цемента. Результаты этих замеров используются затем для оценки
атмосферных выбросов ряда микрочастиц, содержащихся в сырьевом материале и
топливе в качестве примесей.
Справочные коэффициенты выбросов для сравнения с собственными данными
пользователя представлены в разделе 8.2.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-7
ic030311
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
6
Информация по производству цемента имеется в ежегодных статистических
справочниках ООН. Данная информация удовлетворительна для оценки выбросов с
использованием упрощенной методики оценки. Однако, в большинстве случаев, в
ежегодных статистических справочниках отсутствует информация по количеству
цемента, производимого различными типами промышленных технологий,
используемыми в цементной промышленности. Поэтому детализированная методика
оценки может быть усложнена при отсутствии данных конкретного цементного завода.
Нахождение информации по содержанию примесей в медных рудах из разных
рудников или даже рудных регионов представляет трудность.
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
7
Заводы по производству цемента считаются точечными источниками, если имеются
данные конкретного предприятия.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
8.1
Коэффициенты выбросов по умолчанию для использования упрощенной
методики
Загрязняющее вещество
Коэффициент выбросов
Единицы
Твердые частицы
Общие взвешенные частицы
400
г/тонна цемента
PM10
110
г/тонна цемента
PM2.5
40
г/тонна цемента
Мышьяк
0,2
г/тонна цемента
Кадмий
0,01
г/тонна цемента
Хром
1
г/тонна цемента
Медь
0,4
г/тонна цемента
Ртуть
0,1
г/тонна цемента
Никель
0,1
г/тонна цемента
Свинец
0,2
г/тонна цемента
Селен
0,002
г/тонна цемента
Цинк
2
г/тонна цемента
Диоксины и фураны
0,2
µг TEQ/тонна цемента
Гексахлорбензол
11
µг TEQ/тонна цемента
Полиароматические углеводороды
3
мг/ тонна цемента
Полихлорированные бифенилы
1
µг/тонна цемента
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
8.2
Справочные
коэффициенты
детализированной методики
выбросов
для
использования
В таблице 8.2a представлены справочные коэффициенты выбросов для производства
цемента на основе данных CORINAIR90 в [г/ГДж]. Коэффициенты выбросов,
связанных с технологией, в большинстве приведенные в иных единицах (например, г/т
продукта, г/т клинкера), приводятся в примечаниях. При использовании
производственной статистики следует учитывать удельное потребление энергии
(например, ГДж /т продукта), специфическое для процесса и страны. По данным
CORINAIR90 значение удельного потребления энергии составило 13 ГДж/т продукта.
Таблица 8.2a
Тип
топлива
Коэффициенты выбросов для производства цемента (эмиссии
от сжигания топлива)
NAPFUE
код
Коэффициенты выбросов
НMЛOC
CH4
CO
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
11)2)
NOx
[г/ГДж]
7011),
450-7092)
150-1701),
0,4-5752)
571),
820-13002)
5752)
151), 15-332)
14,7-151),
0,3-152)
105
SO2
[г/ГДж]
5691),
85-162)
44-8801),
35-6002)
134-1541),
12602)
252)
152)
152)
s
уголь
hc коксующийся
101
s
уголь
hc паровичный
102
s
уголь
103
s
уголь
s
s
уголь
кокс
hc полубитуминозный
hc бурый
уголь/лигнит
hc Брикеты
hc коксов.печь
106
107
112)
252)
5752)
5752)
152)
151), 0,52)
152)
151), 0,52)
100-2602)
1101),1002)
s
кокс
Нефтяной
110
s
s
l
отходы
отходы
нефть
городские
промышлен.
мазут
115
116
203
нефть
газойль
204
300-5681),
0,4-5752)
2001)
0,4-5682)
150-2201),
0,4-5752)
0,4-5752)
1,51),
1,5-152)
15-401)
l
355-5111),
85-12002)
1611)
1352)
131-10301),
16-10792)
4-14102)
l
l
g
бензин
масло
газ
моторный
сланцевое м.
природный
208
211
301
1,51),
1,5-2,52)
2,51)
1,51),
1,5-152)
15-401)
0,22)
1-31),
1-52)
1-51),
1-82)
2,51)
10-701),
15-1002)
701)
14292)
15-201),
8-792)
121),
12-792)
121)
0,1-1352)
g
g
газ
газ
1751),
60-5602)
1002)
5752)
B
2,51),
2,5-18,42)
2,51), 2,12)
2,52)
D
2,51),
0,4-52)
2,51), 0,92)
2,52)
D
201),
10-1202)
201), 132)
102)
C
сжиж. нефт. г.
коксов. печь
Рейтинг качества данных
303
304
0,042)
0,62)
B
31), 3-102)
10-1101),
18-1002)
221)
CO2
[кг/ГДж]
861)2)
N2O
[г/ГДж]
93-941),
78-1012)
991),
320-4202)
110-1132)
121),
3-122)
82)
97- 982)
1081),
100-1052)
99-1021),
97-1022)
100-1211)
832)
76-791)2)
3,52)
141), 42)
741),
73-742)
721)
781)
53-561),
55-692)
651)2)
442)
C
121),
2-142)
121)
3,52)
141),
3-142)
5-121)
42)
2-151)2)
31),
1-3,72)
31), 12)
1,52)
D
1) данные CORINAIR90, площадные источники
2) данные CORINAIR90, точечные источники
Коэффициенты выбросов, связанные с технологией, перечислены в таблицах 8.2b-8.2g
для диоксида серы, оксидов азота, неметановых ЛОС, CO, метана и твердых частиц.
Информация по типу и эффективности мер по снижению выбросов отсутствует, но
коэффициенты в данных таблицах соответствуют выбросам от процессов без мер
снижения.
Таблица 8.2b
Тип процесса
Печь с сухим
процессом
Печь с мокрым
процессом
Производство
цемента
Производство
клинкера
Коэффициенты выбросов SO2 от производства цемента
Тип
снижения
Н/П
Эффект-сть
снижения
Н/П
Тип
топлива
Н/П
Единица
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
кг/тонна
продукта
кг/тонна
цемента
г/гДж
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
кг/тонна
Коэфф-т
выбросов
5,1
Кач-во
данных
Е
Страна
/регион
США
5,1
Е
США
0,2-0,3
Е
США
0,02-50,0
Е
США
В3311-9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
Таблица 8.2c
Тип процесса
Печь с сухим
процессом
Печь с мокрым
процессом
Печь с полумокрым
процессом
Производство
клинкера
Производство
клинкера (снижение
NOx–80%,
энергосбережение20%)
Производство
цемента
Производство
цемента
Производство
цемента/известняка,
печь
Производство
цемента/известняка,
печь
Производство
цемента/известняка,
печь
Коэффициенты выбросов NOx от производства цемента
Тип
снижения
Эффективность
снижения
Тип
топлива
Единица
Коэфф-т
выбросов
1,4-2,1
Код
кач-ва
данных
Е
Страна
или
регион
США
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
кг/тонна
продукта
кг/тонна
продукта
кг/тонна
продукта
г/ГДж
1,1-1,4
Е
США
1,8
Е
США
1,2
Е
США
Н/П
Н/П
Н/П
кг/тонна
клинкера
0,6
Е
США
Н/П
Н/П
Н/П
г/ГДж
130-220
Е
США
Н/П
Н/П
Н/П
1,3-1,4
Е
США
Н/П
Н/П
Природ.г
аз
кг/тонна
цемента
кг/ГДж
1,1
Е
США
Н/П
Н/П
Нефть
кг/ГДж
0,5
Е
США
Н/П
Н/П
Уголь
кг/ГДж
0,5
Е
США
Н/П-неприменимо
Таблица 8.2d
Тип процесса
Печь с сухим
процессом
Производство
цемента
Коэффициенты выбросов НМЛОС от производства цемента
Тип
снижения
Эффективность
снижения
Тип
топлива
Единица
Коэфф-т
выбросов
10,0
Код
кач-ва
данных
Е
Страна
или
регион
США
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
Н/П
г/тонна
продукта
кг/тонна
цемента
50,0
Е
США
Н/П-неприменимо
Таблица 8.2e
Коэффициенты выбросов СО от производства цемента
Тип процесса
Тип
снижения
Эффективность
снижения
Тип
топлива
Единица
Коэфф-т
выбросов
83,0
Код
кач-ва
данных
Е
Страна
или
регион
США
Производство
цемента/известняка,
печь
Производство
цемента/известняка,
печь
Производство
цемента/известняка,
печь
Н/П
Н/П
Природ. газ
г/ГДж
Н/П
Н/П
Нефть
г/ГДж
79,0
Е
США
Н/П
Н/П
Уголь
г/ГДж
79,0
Е
США
Н/П-неприменимо
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-10
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
Таблица 8.2f
Коэффициенты выбросов CH4 от производства цемента
Тип процесса
Тип
снижения
Эффективность
снижения
Тип
топлива
Единица
Коэфф-т
выбросов
1,1
Код
кач-ва
данных
Е
Страна
или
регион
США
Производство
цемента/известняка,
печь
Производство
цемента/известняка,
печь
Производство
цемента/известняка,
печь
Н/П
Н/П
Природ. газ
г/ГДж
Н/П
Н/П
Нефть
г/ГДж
1,0
Е
США
Н/П
Н/П
Уголь
г/ГДж
1,0
Е
США
Н/П-неприменимо
Таблица 8.2g
Тип процесса
Коэффициенты выбросов твердых частиц от производства
цемента
Тип
снижения
Эффективность
снижения
Тип
топлива
Единица
Коэфф-т
выбросов
Печи
«в
действии»
Н/П
Н/П
г/тонна
клинкера
10-400
Код
кач-ва
данных
Е
Производство
цемента
«в
действии»
Н/П
Н/П
г/тонна
клинкера
236
Е
Н/П
Н/П
Н/П
212,0
Е
Н/П
Н/П
Н/П
29,0-46,0
Е
США
Н/П
Н/П
Н/П
г/тонна
продукта
г/тонна
продукта
г/тонна
продукта
Страна
или
регион
ЕС
(EIPPC,
2000)
СК
(Passant
и др.,
2000)
США
20,0
Е
США
Н/П
Н/П
Н/П
г/тонна
продукта
100,0
Е
США
Н/П
Н/П
Н/П
г/тонна
продукта
100,0
Е
США
Н/П
Н/П
г/тонна
продукта
30,0
Е
США
Н/П
Н/П
55,0
Е
США
Н/П
Н/П
г/тонна
продукта
г/тонна
продукта
60,0
Е
США
Производство
клинкера
Производство
цемента
Производство
портландцемента,
сухой процесс,
подготовка топлива
Производство
портландцемента,
сухой процесс,
сжигание клинкера
Производство
портландцемента,
сухой процесс,
размол цемента
Производство
портландцемента,
сухой процесс,
перевозка цемента
Доменный цемент,
транспорт сырья
Доменный цемент,
сушка цемента,
размол, перевозка
Н/П-неприменимо
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-11
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
Коэффициенты выбросов тяжелых металлов определяются составом сырьевого
материала и типа топлива для сжигания. Ожидаемый диапазон коэффициентов
выбросов представлен в таблице 8.2h. Данная таблица взята из справочника
коэффициентов выбросов PARCOM-ATMOS (van der Most and Veldt, 1992). К
сожалению, информация по эффективности снижения выбросов для этих данных
отсутствует.
Таблица 8.2h
Вещество
Примеры коэффициентов выбросов тяжелых металлов от
производства цемента в г/т цемента (van der Most and Veldt,
1992)
Уголь и нефтепродукты
Соотношение
отходов
нефтепродуктов
Неизвестное
топливо
Неизвестное
топливо
Неизвестное
топливо
Мышьяк
-
-
-
0,012
-
Кадмий
-
-
0,04
0,008
< 0,001
Хром
0,006-0,02
0,02-0,3
-
0,105
-
свинец
0,006
0,012-0,2
1,1
0,216
< 0,033
Ртуть
-
-
-
0,275
-
Никель
-
-
-
0,111
-
Селен
-
-
-
0,002
-
Цинк
-
-
-
0,293
0,003-0,47
- Нет данных
Схожие результаты содержались в отчете по цементной промышленности СК (Salway,
1997).
На цементных заводах стран СНГ применяется, в основном, мокрый процесс, и таким
образом производится 83% цемента. Некоторые из предлагаемых коэффициентов
выбросов для данных стран находятся в пределах диапазона, представленного в
таблицах выше (EMEP-MSC-E, 1997 г.). Аналогичный вывод можно сделать для
коэффициентов выбросов, разработанных в Нидерландах.
Концентрации диоксинов и фуранов в отходящих газах после оборудования по
снижению выбросов в производстве цемента приведены в таблице 11 после сбора
данных рабочей группы подкомитета по воздуху/технологиям Комитета контроля
выбросов
федерального
правительства/федеральных
штатов
в
Германии
(Umweltbundesamt, 1996 г.) и информации, полученной от Schreiber и др., (1995 г.),
EPA (1994 г.), и (Quass, 1997 г.).
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Результаты анализа выбросов пыли при обжиге клинкера в Нидерландах представлены
в таблице 9.1. Концентрация дана в мг на тонну цемента:
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-12
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
Таблица 9.1 Состав пыли при обжиге клинкера
Вещество
Концентрация в пыли
(г/тонна цемента)
6
4
6
5
8
6,5
9
4
3
5
3
3
5
4
Сурьма
Мышьяк
Кадмий
Хром
Медь
Свинец
Ртуть
Никель
Селен
Теллур
Талий
Уран
Ванадий
Цинк
EPA (1995 г.) представляет гранулометрический состав твердых частиц,
выбрасываемых при различных процессах производства цемента. Они показаны в
таблице 9.2. Параметры для печей с сухим процессом с оборудованием по снижению
выбросов и охладителей клинкера с оборудованием по снижению выбросов наиболее
подходящи для ЕС (Евросоюз) и предполагают, что выбросы твердых частиц
составляют около 80% PM10.
Таблица 9.2 Гранулометрический состав частиц и коэффициенты выбросов для
частиц разного размера (EPA 1995 г.)
Процесс
Технология
снижения
Печи, мокрый
процесс
Отсутствует
контроль
Печи, мокрый
процесс
Электрофильтры
Печи, сухой
процесс
Отсутствует
контроль
Печи, сухой
процесс
Тканевые фильтры
Руководство по инвентаризации выбросов
Размер частиц
(µм)
декабрь 2006 г.
2,5
5
10
15
20
итого
2,5
5
10
15
20
итого
2,5
10
15
итого
2,5
5
10
Кумулятивная
масса% менее
заявленного
размера
7
20
24
35
57
100
64
83
58
91
98
100
18
42
44
100
45
77
84
В3311-13
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
Процесс
Технология
снижения
Охладители
клинкера
Отсутствует
контроль
Охладители
клинкера
Фильтр с
гравийным слоем
Размер частиц
(µм)
15
20
итого
2,5
5
10
15
20
итого
2,5
5
10
15
20
итого
Кумулятивная
масса% менее
заявленного
размера
89
100
100
0,54
1,5
8,6
21
34
100
40
64
76
84
89
100
В целом, на настоящий момент надежная информация по физическому и химическому
составу микроэлементов, выбрасываемых при производстве цемента, отсутствует.
Можно предположить, что большинство микроэлементов, улетученных из сырьевого
материала и топлива, входят в атмосферу на тонкодисперсных включениях. Весьма
общая информация, собранная Pacyna (1987 г.), указывает на то, что элементарные
формы, оксиды и сульфаты являются основными химическими формами атмосферных
микрочастиц от производства цемента.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Довольно сложно оценить существующую погрешность предполагаемых выбросов
загрязняющих веществ при производстве цемента. Погрешность предполагаемых
выбросов диоксида серы можно оценить таким же способом, как и погрешность
предполагаемых выбросов от сжигания ископаемого топлива (смотрите главу B111).
В последнее время был сделан вывод, что до 50% погрешности может быть приписано
предполагаемым выбросам большинства микроэлементов, выбрасываемых основными
точечными источниками в Европе (Pacyna, 1994 г.). Аналогичная погрешность может
быть приписана предполагаемым выбросам данных соединений от производства
цемента.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Сведения о методах уменьшения выбросов, эффективности пылеулавливающих
установок и используемых технологиях ограничены; данные измерений состава пыли
неполны.
Удельные коэффициенты выбросов от топлива, приведенные в таблице 8.1, относятся
как к площадным, так и точечным источникам без разделения. Данные CORINAIR90
используются только для представления диапазона коэффициентов выбросов для
точечных и площадных источников. В дальнейшем следует определить коэффициенты
выбросов, которые будут учитывать технические данные и характеристики топлива,
для оценки диапазонов коэффициентов. Также необходимо определить коэффициенты
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-14
ic030311
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
выбросов, относящихся конкретно к различным уровням снижения выбросов на
различных типах заводов.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Заводы по производству цемента должны рассматриваться как точечные источники,
если есть данные по конкретному предприятию. В противном случае национальные
выбросы должны быть распределены на основе данных по мощности предприятий,
занятости или численности населения.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Производство цемента является непрерывным процессом.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
Дополнительные комментарии отсутствуют.
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Emission inventory in The Netherlands, 1992. Emission to air and water
Personal information and experience during emission inventories 1975-1995
Emission factors to be used for the building industry, TNO report 89/091
Environmental Protection Agency, Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP 42
PARCOM-ATMOS Emission Factors Manual
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Проверку величины выбросов металлов можно осуществить путем расчета выбросов с
использованием коэффициентов из справочника PARCOM-ATMOS и путем сравнения
результатов со средним составом.
17
ССЫЛКИ
Baart A.C., Berdowski J.J.M., van Jaarsveld J.A. (1995) Calculation of atmospheric
deposition of contaminants on the North Sea; IWAD; ref. TNO-MW-R 95/138; TNO MEP;
Delft; The Netherlands.
Bouscaren M. R. (1992) CORINAIR Inventory, Default Emission Factors Handbook,; second
Edition, Commission of the European Communities; Paris.
EMEP-MSC-E (1997) Belarusian contribution to the EMEP. Annual Report 1996. EMEP
Meteorological Synthesising Centre-East, Moscow.
EPA (1990) AIRS Facility subsystem. The U.S. Environmental Protection Agency, EPA-Doc
450/4-90-003, Research Triangle Park NC, March.
EPA (1993) Locating and Estimating Air Emissions from Sources of Mercury and Mercury
Compounds. The U.S. Environmental Protection Agency, EPA-454/R-93-023, Research
Triangle Park, NC, September.
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-15
ic030311
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
EPA (1994) Estimating exposure to dioxin-like compounds. Vol. II: Properties, sources,
occurrence and background exposures. The U.S. Environmental Protection Agency,
EPA/600/6-88/005Cb, Washington, DC.
EPA (ed.), (1995) AP42 CD-Rom.
ETC/AEM-CITEPA-RISOE (1997) Selected nomenclature
CORINAIR94 inventory (SNAP 94), version 0.3 (Draft).
for
air
pollution
for
European IPPC Bureau (2000) Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC):
Reference Document on Best Available Techniques in the Cement and Lime Manufacturing
Industries, March 2000.
Hackl, A. and Mauschitz, G. (1995) Emissionen aus Anlagen der österreichischen
Zementindustrie; Vienna.
Her Majesty´s Inspectorate of Pollution (HMIP) (ed.), (1992) Cement Manufacture and
Associated Processes; Environmental Protection Act 1990; Process Guidance Note IPR 3/1;
London.
IPCC (ed.), (1995) Greenhouse Gas Inventory Reference Manual, Volume 3.
van der Most P.F.J. and Veldt C. (1992) Emission Factors Manual. PARCOMATMOSEmission factors for air pollutants 1992. TNO Rept. 92-235. TNO Environmental
and Energy Research, Apeldoorn, the Netherlands
Pacyna J.M. (1987) Atmospheric emissions of arsenic, cadmium, lead and mercury from high
temperature processes in power generation and industry. In: T.C. Hutchinson and K.M.
Meema, eds., Lead, Mercury, Cadmium and Arsenic in the Environment, Wiley, Chichester,
the United Kingdom.
Pacyna J.M. (1994) Emissions of heavy metals in Europe. In: Background Document for the
EMEP Workshop on European Monitoring, Modelling and Assessment of Heavy Metals and
Persistent Organic Pollutants, Beekbergen, the Netherlands, 3-6 May, 1994.
Pacyna J.M. and Pacyna P. (1996) Global emissions of mercury to the atmosphere. Emissions
from anthropogenic sources. Technical Report for the Arctic Monitoring and Assessment
Programme. Norwegian Institute for Air Research, Kjeller, Norway.
Passant N, Peirce M, Rudd H and Scott D (2000) UK Fine Particulate Emissions from
Industrial Processes. AEA Technology report AEAT-6270, Culham UK.
Quass U. (1997) Information on dioxins/furans emissions in the German cement industry.
Salway A.G. (1997) Information on heavy metals emissions from the UK cement industry
prepared by Entec company for the UK Department of the Environment.
Schreiber R.J., Evers J.J. and Winders W.H. (1995) Dioxins emissions and cement kiln
operations. Organohalogen Compounds, 23, 425-429.
Smit J. R. K. (1993) Produktie van Cement; RIVM-report 73601136;RIZA-report 92.003/41;
Maart.
Umweltbundesamt (1996) Determination of requirements to limit emissions of dioxins and
furans. Report from the Working Group of the Subcommittee Air/Technology of the Federal
Government/ Federal States Immission Control Committee, Texte 58/95, Umweltbundesamt,
Berlin.
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-16
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030311 и 040612
ic030311
Подробную библиографию можно найти в первичной литературе, содержащейся в
AP42 или справочнике PARCOM-ATMOS.
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.3
Дата:
апрель 2000 г.
Источник:
J.J.M.Berdowski, P.F.J. van der Most, R.Wessels Boer
TNO
The Netherlands
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
Обновление: Jozef M. Pacyna
Norwegian Institute for Air Research (NILU)
Norway
Последующее обновление:
Martin Pierce
AEA Technology Environment
UK
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Josef M.Pacyna
NILU – Norwegian Institute for Air Research (NILU)
P.O.Box 100
N-2027 Kjeller
Norway
Тел.: 47 63 89 81 55
Факс: 47 63 89 80 50
E-mail: josef.pacyna@nilu.no
Руководство по инвентаризации выбросов
декабрь 2006 г.
В3311-17
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030312
ic030312
SNAP-КОД:
030312
040614
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Известь
Известь (декарбонизация)
NOSE-КОД:
104.01.02
1А2f
2A2
NFR-КОД:
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1
В данной главе содержится информация об атмосферных выбросах, выделяющихся
при производстве извести. Известь (CaO) – это высокотемпературный продукт обжига
известняка. Известь получают в вертикальных и барабанных печах. В качестве топлива
используют уголь, нефтепродукты или природный газ. Сухой известняк содержит от 97
до 98% карбоната кальция в сухой форме. Остаток составляют карбонат магния, оксид
алюминия, оксид железа и кремний. Однако некоторые виды известняка, называемые
доломитами, содержат от 35 до 45% карбоната магния.
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
2
Атмосферные выбросы при производстве извести включают выбросы частиц при
добыче, обработке, помоле, сортировке и обжиге известняка, а также выбросы
загрязняющих воздух веществ, выделяющихся при сгорании топлива в печах.
Величина выбросов не очень значительна в мировом и даже региональном масштабе.
Однако производство извести может быть важным источником выбросов
загрязняющих воздух веществ в местном масштабе.
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах, согласно данным CORINAIR’90 (28
стран)
Категория источника
Производство извести
SNAPкод
030312
Доля в суммарных выбросах (%)
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0,1
0,2
0
0
0,3
0,3
-
-
0 = данные по выбросам имеются, но их точное значение ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных по выбросам
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
В производстве извести можно рассматривать два основных процесса: добыча, помол и
рассев на фракции минералов, а также последующее сгорание топлива в известковых
печах. Известняк добывают в серии уступов или подъемов. Для первичного подрыва
известняка бурят скважины с помощью бура, работающего на сжатом воздухе (Parker,
1978 г.). Извлеченный известняк передается для дробления и помола. Существует
несколько типов оборудования для дробления и помола, с помощью которого
получают известняк различного класса крупности, пригодного для печей различной
конструкции.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3312-1
ic030312
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030312
Во время обработки в печи температура известняка достигает 9000С, и из известняка
выделяется диоксид углерода, при этом остается негашеная известь. Негашеная
известь спускается через зону охлаждения и сбрасывается у основания печи. Очевидно,
что при сгорании топлива в печи выделяются различные загрязняющие вещества. В
настоящее время применяют два основных типа печей: вертикальные и барабанные.
Вертикальные печи из-за большего размера частиц загружаемого материала, более
низкой скорости потока воздуха и меньшей степени перемешивания, выделяют
меньшее количество частиц, но большее количество диоксида серы и оксида углерода.
Однако в последние годы были значительно усовершенствованы конструкция и
технология работы барабанных печей. Для этих печей используют частицы известняка
более мелкого размера.
Гашеную известь получают с помощью добавления воды к дробленой или
измельченной негашеной извести и тщательного перемешивания.
Известковое молоко получают либо путем гашения извести избытком воды, либо
путем смешивания гашеной извести с водой.
3.2
Определения
Известь – высокотемпературный продукт обжига известняка.
3.3
Выбросы
Загрязняющими веществами являются оксиды серы (SOx), оксиды азота (NOx), летучие
органические соединения (неметановые ЛОС и метан (CH4)), оксид углерода (СО),
диоксид углерода (СО2), закись азота (N20). По данным CORINAIR90 основными
загрязняющими веществами являются SO2, NОx, CO и CO2 (см. также таблицу 1).
На величину выбросов диоксида серы влияет несколько факторов, в том числе
содержание серы в топливе, содержание серы и минералогическая форма (сульфид
металла, как пирит, или сульфаты, как гипс) каменного сырья, качество получаемой
извести и тип обжиговой печи. За счет изменчивости этих факторов коэффициенты
выбросов SO2 для конкретного завода могут значительно отличаться от приведенных
здесь средних коэффициентов выбросов. Основным источником выбросов серы
является топливо обжиговых печей, в частности уголь и кокс, полученный из нефти, в
которых уровень содержания серы может достигать 5% на вес. Количество
присутствующей серы сильно меняется в зависимости от природы используемого
ископаемого сырья. При кальцинировании сульфиды и сульфаты разлагаются и
выделяют диоксид серы. При сжигании топлива соединения серы, присутствующие в
топливе, окисляются, образуют диоксид серы и проходят через зону горения
обжиговой печи с отходящими газами (EPA, 1995 г.; HSMO, 1992 г.).
При сжигании серосодержащих видов топлива в практических целях принимается, что
выбрасываемая с отходящими газами из обжиговой печи сера имеет форму SO2, хотя
часто образуется некоторое количество триоксида серы. При производстве извести в
шахтных печах большое количество серы воссоединяется со сжигаемым известняком,
и выбросы диоксида серы, как следствие, сокращаются. При применении обжиговых
печей с барабанной и подовой топкой могут быть выбраны такие комбинации
разработок технологического процесса и условий горения, которые обеспечивали бы
выброс большей части серы в виде диоксида серы с газами обжиговой печи (HSMO,
1992 г.).
Оксиды азота образуются в результате реакции азота и кислорода в воздухе и за счет
окисления соединений азота, содержащихся в топливе. При температурах выше 14000С
наблюдается значительное увеличение оксидов азота (в основном оксид азота).
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3312-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030312
ic030312
Образование оксида азота является также функцией избытка воздуха. Когда условия
процесса в обжиговой печи близки к стехиометрическим, наблюдается
локализированное образование оксида углерода, который действует как
восстановитель для преобразования возможного оксида азота в азот. Некоторые
оксиды азота образуются также в электрофильтрах (HSMO, 1992 г.).
Диоксид и оксид углерода являются основными продуктами горения. Оксид углерода
образуется при недожоге углеродсодержащего топлива, и даже при надлежащем
регулировании процесса горения будут присутствовать небольшие количества оксида
углерода в газообразных продуктах горения.
3.4
Меры по снижению выбросов
Выбросы оксида серы можно сократить путем использования топлива с низким
содержанием серы и путем ограничения содержания серы в топливе и сырье. Можно и
далее сокращать выбросы диоксида серы, если установить оборудование по
десульфуризации отходящих газов (например, используя влажные процессы) (EPA,
1995 г.; HMSO, 1992 г.).
Конструкция обжиговой печи и условия горения могут выбираться таким образом,
чтобы большая часть серы задерживалась в сожженной извести. В большинстве
случаев, особенно в шахтных печах, лишь небольшая часть диоксида серы,
образованная в обжиговой печи (из сырья или топлива), выбрасывается в атмосферу,
поскольку в основном она является частью известняка как химическое соединение
(HMSO, 1992 г.).
Для сокращения выбросов в атмосферу оксидов азота целесообразно использовать
следующие методы:
где это практически применимо, применение горелок с низким образованием NО x,
принципом работы которых является предотвращение локализированных участков
перегрева;
применение угольной пыли, чтобы достичь полного сжигания при небольшом
избытке воздуха.
Современные заводы по производству извести оборудованы электрофильтрами,
удаляющими как минимум 98% частиц из отходящих газов. Используются и другие
приспособления, в том числе множественные циклоны, мокрые скрубберы и рукавные
пылеуловители.
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Применение коэффициентов выбросов и соответствующих статистических данных
можно рассматривать как упрощенную методику для расчета выбросов при
производстве извести. Однако необходимо отметить, что химический состав топлива,
применяемого в печах, является одним из факторов, влияющих на величину выбросов.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
В этом случае необходимо использовать различные коэффициенты выбросов для
разных типов печей. Следует учитывать эффективность контроля выбросов.
Необходимо определить различные коэффициенты выбросов путем измерений на
показательных участках.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3312-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030312
ic030312
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Информация о производстве извести содержится в статистических ежегодниках ООН
(например, UN, 1994 г.). На основании этой информации, используя упрощенную
методику, можно рассчитать величину выбросов. Однако, в большинстве случаев, в
статистических ежегодниках отсутствует информация о количестве извести,
производимой в вертикальных и барабанных печах. Следовательно, применение
детальной методики расчетов является намного более сложным.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
При наличии заводских данных заводы по производству извести следует считать
точечными источниками.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Существует ограниченная информация по коэффициентам выбросов различных
загрязняющих атмосферу веществ, выделяющихся при производстве извести. Старые
данные для первичного и вторичного дробления и обжига в вертикальных и
барабанных печах содержатся в справочниках Агентства США по защите окружающей
среды (U.S. EPA, 1973 г.).
Совсем недавно перечень коэффициентов выбросов был представлен во Всемирной
Организации Здравоохранения, ВОЗ (Economopoulos, 1993 г.). Результаты этой работы
представлены в таблице 2.
Таблица 2:
Коэффициенты выбросов ряда загрязняющих атмосферу веществ,
выделяющихся в процессе производства извести, в кг/т
произведенной извести, Economopoulos (1993 г.)
Операция
Общее количество
взвешенных
частиц
SO2
NOx
CO
Хранение и переработка угля (если уголь
используется в качестве топлива)
Хранение угля
Открытые штабели
Полузакрытые штабели
Изолированное хранение
Бункеры
0,5
0,25
0,1
0,1
Дробление и просеивание угля
Без очистки
Тканевые фильтры
0,18
0,002
Помол угля
(Полу) прямая система обжига
Непрямая система обжига
Без очистки
Тканевые фильтры
10,0
0,1
Хранение сырья
0,16
0,0
Помол и просеивание
Без очистки
Тканевые фильтры
1,5
0,0005
Хранение дробленого материала
Открытые штабели
Руководство по инвентаризации выбросов
1,0
15 февраля 1996 г.
В3312-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030312
ic030312
Операция
Общее количество
взвешенных
частиц
0,5
0,2
0,2
Полузакрытые штабели
Изолированное хранение
Бункеры
SO2
NOx
CO
Транспортировка сырья
Без очистки
Тканевые фильтры
1,2
0,01
Обжиг сырья
Печь с вертикальной шахтой
Без очистки
Циклон
Мультициклоны
3,0
1,0
0,75
0,9 S
0,9 S
0,9 S
0,1
0,1
0,1
2,0
2,0
2,0
10,5
3,6
2,6
0,9 S
0,9 S
0,9 S
0,1
0,1
0,1
2,0
2,0
2,0
8,0
2,8
2,0
0,9 S
0,9 S
0,9 S
0,1
0,1
0,1
2,0
2,0
2,0
12,0
4,2
3,0
0,9 S
0,9 S
0,9 S
0,1
0,1
0,1
2,0
2,0
2,0
40,0
14,0
9,0
0,6
0,2
0,36 S
0,36 S
0,36 S
0,36 S
0,36 S
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Барабанная длинная печь
Без очистки
Циклон
Мультициклоны
Электрофильтры
Тканевые фильтры
140,0
49,0
35,0
2,0
0,4
0,36 S
0,36 S
0,36 S
0,36 S
0,36 S
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
Обжиговая печь
Без очистки
Циклон
Мультициклоны
25,0
8,7
6,2
0,9 S
0,9 S
0,9 S
0,1
0,1
0,1
1,0
1,0
1,0
Вертикальные двойные наклонные печи
Без очистки
Циклон
Мультициклоны
Прямоточные / противоточные регенеративные
печи
Без очистки
Циклон
Мультициклоны
Кольцевые печи
Без очистки
Циклон
Мультициклоны
Барабанная
короткая
воздушной подвеской
Без очистки
Циклон
Мультициклоны
Электрофильтры
Тканевые фильтры
печь/подогреватель
с
Охлаждение извести
Колосниковый охладитель
Без очистки
Циклон
Мультициклоны
Руководство по инвентаризации выбросов
20,0
4,0
2,0
15 февраля 1996 г.
В3312-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030312
ic030312
Операция
Тканевые фильтры
Планетарные, барабанные или вертикальные
шахтные охладители
Общее количество
взвешенных
частиц
0,1
0,0
Упаковка /перевозка извести
0,12
Гашение извести
Без очистки
Скрубберы
35,0
0,04
SO2
NOx
CO
«S»-процентное содержание серы в топливе
В таблице 3 приводятся коэффициенты выбросов для топлива при производстве
извести, на основе данных CORINAIR90 в (г/ГДж). Коэффициенты выбросов,
связанных с технологией, в большинстве случаев приводятся в других единицах
(например, г/т продукта) и перечислены в примечаниях к таблице. В случае
использования производственных статистических данных следует учитывать удельное
потребление энергии (например, ГДж/т продукта), специфичное для данного
технологического процесса и данной страны. По данным CORINAIR90 диапазон
удельного потребления энергии составляет от 3 до 4,7 ГДж/т продукта.
Таблица 3:
Тип топлива
S уголь
S уголь
Коэффициенты выбросов при производстве извести8)
NAPFUE
код
hc паровичный
hc бурый
уголь/лигнит
hc брикеты
hc коксов.печь
bc коксов.печь
нефть
S
S
S
s
уголь
кокс
кокс
кокс
s
s
биомасса
отходы
древесина
промышлен.
l
нефть
мазут
l
нефть
газойль
g газ
природный
g газ
g газ
g газ
коксов.печь
домен. печь
газовая
коксов.печь&
домен. печь
8.1.1.1.1
SO23)
(г/ГДж)
102 33-7861)
105 251)-802)
111)
25-4001)
6501)
2751),
120-28522)
111 5,21)
116 5,21)
NOx4)
(г/ГДж)
150-3401)
1401),
3002)
1401)
40-3001)
2201)
3001),
200-3002)
103-2001)
1151)
203 47-14701),
94-17122)
204 85-3051)
262)
301 0,1-81)
0,92)
304 152)
305 632)
306 3282)
100-3101),
170-2152)
70-3101),
3132)
50-11111),
14-1002)
832)
2862)
2502)
106
107
108
110
1)
данные CORINAIR90, площадные источники
2)
данные CORINAIR90, точечные источники
3)
SOx:
4)
NOx:
Коэффициенты выбросов
НMЛOC5)
CH46)
CO7)
(г/ГДж)
(г/ГДж)
(г/ГДж)
15-401)
0,3-151)
100-60001)
151)2)
151)2)
1001), 152)
151)
0,5-151)
51)
1,51),
1,5-1122)
48-501)
481)
151)
0,5-151)
151)
1,51),
1,5-152)
30-322)
321)
3-41),
3-462)
1,5-2,51)
3-81),
1-32)
1,81)
2,5-101),
2,52)
0,4-41)
0,82)
2,53)
0,83)
CO2
(кг/ГДж)
92-981)
1131),
1002)
95-981)
45-2001)
861)
97-991),
95-1052)
921)
831),
76-921)
73-781),
75-782)
72-741)
60001)
70-60001)
901)
70-751),
10-1332)
1430-67721)
14301),
152)
12-60001),
7-942)
10-201),
762)
20-60001),
55-561),
13-172)
532)
842)
2862)
152)
2052)
4100
г/т продукта
Обжиговая вертикальная печь (EPA, 1990 г.)
2550
г/т продукта
Обжиговая барабанная печь (EPA, 1990 г.)
4100
г/т продукта
Многоподовый кальцинатор (EPA, 1990 г.)
1500
г/т продукта
Общий (Bouscaren, 1992 г.)
1400
г/т продукта
Обжиг: вертикальная печь, барабанная печь и многоподовый
кальцинатор
1111
г/ГДж
Производство цемента/извести, обжиговые печи:
природный газ (IPCC, 1995 г.)
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
N2O
(г/ГДж)
4-141)
3,51), 32)
3,51)
4-121)
31)
10-141),
3-142)
4-141)
41)
6-142)
2-141),
2,5-142)
2-141)
1-3,71),
1,52)
32)
В3312-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030312
ic030312
5)
6)
7)
8)
9
VOC:
CH4:
CO:
527
г/ГДж
Производство цемента/извести, обжиговые печи: нефть (IPCC, 1995 г.)
527
г/ГДж
Производство цемента/извести, обжиговые печи: уголь (IPCC, 1995 г.)
10
г/т продукта
Обжиг: вертикальная обжиговая печь (EPA, 1990 г.)
30
г/т продукта
Обжиг: барабанная обжиговая печь (EPA, 1990 г.)
10
г/т продукта
Обжиг: многоподовый кальцинатор (EPA, 1990 г.)
1,1
г/ГДж
Производство цемента/извести, обжиговые печи: природный газ
(IPCC, 1995 г.)
1,0
г/ГДж
Производство цемента/извести, обжиговые печи: нефть (IPCC, 1995 г.)
1,0
г/ГДж
Производство цемента/извести, обжиговые печи: уголь (IPCC, 1995 г.)
83
г/ГДж
Производство цемента/извести, обжиговые печи: природный газ
(IPCC, 1995 г.)
79
г/ГДж
Производство цемента/извести, обжиговые печи: нефть (IPCC, 1995 г.)
79
г/ГДж
Производство цемента/извести, обжиговые печи: уголь (IPCC, 1995 г.)
Предполагается, что коэффициенты выбросов, приведенные в таблице, относятся к источникам сгорания при
производстве извести. Примечания могут также включать коэффициенты выбросов, являющихся
результатом иных процессов (например, обжиг).
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Не применяется.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
В настоящее время трудно оценить погрешности при оценке выбросов для
производства извести. Эти трудности связаны с отсутствием замеров выбросов на этих
предприятиях, и, как следствие, неточностью коэффициентов выбросов, основанных на
ограниченной информации.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Для получения более точных расчетов выбросов при производстве извести необходимо
усовершенствовать определение коэффициентов выбросов. Под усовершенствованием
подразумевается определение индивидуальных коэффициентов выбросов для
различных типов процессов, происходящих в печах. В этом случае можно применять
детальную методику для оценки выбросов. Очевидно, что необходимо получить
соответствующие статистические данные.
Удельные коэффициенты выбросов для разных видов топлива, приведенные в таблице
3, относятся как к точечным, так и к площадным источникам без конкретизации.
Данные CORINAIR90 используются только для представления диапазона
коэффициентов выбросов для точечных и площадных источников. В дальнейшем
следует разработать коэффициенты выбросов с техническими пояснениями их
диапазонов или пояснениями в зависимости от топлива.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Предполагаемые национальные выбросы можно распределить на основании
производства, численности населения или статистических данных о занятости.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3312-7
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030312
ic030312
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Процесс производства извести является непрерывным.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Parker A. (1978) Lime works. In: Industrial Air Pollution Handbook, A.Parker (ed.), Mc
Graw-Hill Book Comp. Ltd., London.
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Рассчитанные коэффициенты выбросов наилучшим образом можно проверить
посредством замеров на соответствующих предприятиях.
17
ССЫЛКИ
Bouscaren M. R. (1992) CORINAIR Inventory, Default Emission Factors Handbook,; second
Edition, Comission of the European Communities, Paris.
Economopoulos A.P. (1993) Assessment of sources of air, water, and land pollution. A quide
to rapid source inventory techniques and their use in formulating environmental control
strategies. Part one: rapid inventory techniques in environmental pollution. World Health
Organization, Rept.WHO/PEP/GETNET/93.1-A, Geneva.
EPA (1990) AIRS Facility subsystem, EPA-Doc 450/4-90-003, Research Triangle Park.
EPA (1995) AP42 CD-Rom; Research Triangle Park.
HMSO 1992 Lime Manufacture and Associated Processes; Her Majesty`s Inspectorate of
Pollution, Environmental Protection Act 1990; Process Guidance Note IPR 3/1; London.
IPCC (1995) Greenhouse Gas Inventory Reference Mannual, Volume 3.
Parker A., (1978) Iron and steel works. In: Industrial Air Pollution Handbook, A.Parker (ed.),
Mc Graw-Hill Book Comp. Ltd., London.
U.S. EPA (1973) Compilation of air pollutant emission factors. 2nd edition. U.S.
Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards, Research
Triangle Park, NC.
UN (1994) Statistical Yearbook-1992. United Nations, Department for Economic and Social
Information and Policy Analysis, Statistical Division, New York, NY.
18
БИБЛИОГРАФИЯ
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
декабрь 1995 г.
Источник:
Jozef M. Pacyna
Norwegian Institute for Air Research (NILU)
Norway
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3312-8
ic030312
20
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030312
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Josef M.Pacyna
NILU – Norwegian Institute for Air Research (NILU)
P.O.Box 100
N-2027 Kjeller
Norway
Тел.: 47 63 89 81 55
Факс: 47 63 89 80 50
E-mail: josef.pacyna@nilu.no
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3312-9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030313
ic030313
SNAP-КОД:
030313
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Производство асфальтобетона
NOSE-КОД:
104.11.04
1А2f
NFR-КОД:
1
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В этой главе содержится информация о выбросах частиц в атмосферу в процессе
производства асфальтобетона, дорожного покрытия, состоящего из сочетания
соединений, равномерно перемешанных и покрытых асфальтовым вяжущим
веществом.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
В процессе производства асфальтобетона может выделяться значительное количество
мелких частиц. Величина выбросов не очень велика в мировом и даже региональном
масштабе. Однако в местном масштабе заводы по производству асфальтобетона могут
быть важным источником выбросов частиц.
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Производство
асфальтобетона
SNAPкод
030313
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0,1
0
0
-
0
0,1
-
-
0 = данные по выбросам имеются, но точное значение допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных по выбросам
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание
Производство асфальтобетона состоит из нескольких этапов. На первом этапе
осуществляется отбор и обработка сырья, при этом сырьевые материалы подвергают
дроблению и просеиванию на открытых разработках для получения частиц
необходимого размера. Крупный заполнитель обычно состоит из дробленого камня и
гравия, но в качестве сырья можно использовать и отходы, такие как шлак
измельченной руды или дробленое стекло (US EPA, 1973 г.).
Заводы производят готовый асфальтобетон посредством периодического либо
непрерывного процесса. В том и ином случае заполнитель в первую очередь
направляется в барабанную сушилку, работающую на газовом или жидком топливе, а
затем-на серию вибросит.
На заключительной стадии заполнитель и асфальт соединяют и смешивают в
цикличном или специальном бетоносмесителях.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030313
ic030313
3.2
Определения
3.3
Меры по снижению выбросов
Барабанная сушилка, элеваторы для горячего заполнителя, вибросита, а также
различные бункеры, смесители и места транспортировки являются основными
источниками выбросов твердых частиц при производстве асфальтобетона.
Большинство выбросов являются летучими, но барабанная сушилка часто
рассматривается как отдельный источник для контроля выбросов.
На заводах по производству асфальтобетона используются различные типы
оборудования для снижения выбросов, в том числе механические уловители,
скрубберы и тканевые фильтры. Во многих случаях двойные системы сбора пыли
используются с первичными и вторичными уловителями для улучшения
эффективности сбора. На некоторых заводах применяются даже тройные
улавливающие системы (U.S. EPA, 1973 г.).
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
В качестве упрощенной методики для расчета выбросов в производстве
асфальтобетона можно рассматривать применение общих коэффициентов выбросов с
соответствующими статистическими данными.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
В этом случае можно использовать различные коэффициенты выбросов для разных
стадий производства асфальтобетона, в частности, для барабанной сушилки.
Необходимо учитывать эффективность контроля выбросов. Следует определить
различные коэффициенты выбросов путем замеров на представительных участках.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Информация о производстве асфальтобетона в международных статистических
ежегодниках практически отсутствует. Эту информацию следует получить на
национальном или региональном уровне.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Информация о коэффициентах выбросов для заводов по производству асфальтобетона
очень ограничена. Согласно старым данным Агентства США по охране окружающей
среды (U.S. EPA, 1973 г.) неконтролируемый коэффициент выбросов твердых частиц
не должен превышать 22,5 кг/т асфальтобетона, при условии, что после барабанной
сушилки установлен, по крайней мере, фильтр предварительной очистки.
В перечне коэффициентов выбросов EPA (U.S. EPA, 1073 г.) представлены различные
контролируемые коэффициенты выбросов для разных типов очистного оборудования,
в том числе:
-
850 г твердых частиц /т асфальтобетона при наличии высокоэффективного циклона,
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-2
ic030313
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030313
-
200 г твердых частиц/т асфальтобетона при наличии скруббера с разбрызгивающим
устройством,
-
150 г твердых частиц/т
асфальтобетона
центрифугированного скруббера,
-
150 г твердых частиц/т асфальтобетона при наличии скруббера с отбойными
перегородками и орошающими соплами,
-
20 г твердых частиц/т асфальтобетона при наличии скруббера с диафрагмой,
-
50 г твердых частиц /т асфальтобетона при наличии рукавного пылеуловителя.
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
при
СФЕРЫ
наличии
ДЛЯ
составного
УЛУЧШЕНИЯ
Для получения более точных значений выбросов для заводов по производству
асфальтобетона необходимо усовершенствование определения коэффициентов
выбросов. Под усовершенствованием подразумевается определение индивидуальных
коэффициентов выбросов для различных стадий производства асфальтобетона. При
этом можно применять детализированную методику. Очевидно, что необходимо
получить соответствующие статистические данные.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
ДЛЯ
U.S.EPA (1973) Compilation of air pollutant emission factors. 2nd edition. U.S.
Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards, Research
Triangle Park, NC.
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
В настоящее время отсутствуют специфические процедуры проверки расчета выбросов
в атмосферу при производстве асфальтобетона. Рассчитанные коэффициенты выбросов
можно наилучшим образом проверить с помощью замеров на соответствующих
заводах, часто оборудованных различными установками для снижения выбросов.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030313
ic030313
17
ССЫЛКИ
U.S.EPA (1973) Compilation of air pollutant emission factors. 2nd edition. U.S.
Environmental Protection Agency, Office of Air Quality Planning and Standards, Research
Triangle Park, NC.
18
БИБЛИОГРАФИЯ
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
1.1
Дата:
2 мая 1995 г.
Источник:
Jozef M. Pacyna
Norwegian Institute for Air Research (NILU)
Norwary
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Josef M.Pacyna
NILU – Norwegian Institute for Air Research (NILU)
P.O.Box 100
N-2027 Kjeller
Norway
Тел.: 47 63 89 81 55
Факс: 47 63 89 80 50
E-mail: josef.pacyna@nilu.no
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
SNAP-КОД:
030314
030315
030316
030317
040613
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Производство стекла
NOSE-КОД:
104.11.05
104.11.06
104.11.07
104.11.08
105.11.03
1А2f
2A7
NFR-КОД:
1
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Источники выбросов, рассматриваемые в разделе 040613, относятся к процессам
сжигания при производстве различных видов стекла (листовое стекло, тарное стекло,
стекловата и прочие {в том числе специальное стекло}). Процессы, связанные со
сжиганием, и выделяющиеся в результате выбросы, описываются в главах 030314,
030315, 030316 и 030317. В данной же главе рассматриваются выбросы диоксида
углерода, выделяемые в процессе карбонизации, а также выбросы загрязнений в
микроконцентрациях, тяжелых металлов и пыли, частично являющихся результатом
сжигания ископаемого топлива, частично сырьевого материала. Отдельные
коэффициенты выбросов загрязнений в микроконцентрациях, тяжелых металлов и
пыли для выбросов от сжигания и технологического процесса отсутствуют.
Приведенные коэффициенты следует применять в качестве стандартных значений для
всего процесса.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
Доля выбросов от производства стекла в суммарных выбросах в атмосферу в странах
CORINAIR90 приводится в таблице 1.
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах в атмосферу в странах CORINAIR’90
(28 стран)
Категория источника
SNAPкод
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
N2 O
NH3
Листовое стекло
030314
0,1
0,3
0
-
0
-
-
Тарное стекло
030315
0,1
0,2
0
-
0
-
-
Стекловата
030316
0
0
-
-
-
-
-
Прочие
030317
0
0.1
-
-
0
-
-
0 = данные по выбросам имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных по выбросам
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
Таблица 2:
Доля в суммарных выбросах в атмосферу (OSPAR-HELCOMUNECE)
Категория
Источника
Доля в суммарных выбросах [%]
Мышьяк
Кадмий
Хром
Медь
Ртуть
Никель
Свинец
Цинк
1,3
1,3
0,9
0,1
0,1
0,1
0,9
0,2
Производство стекла
Таблица 3:
Доля от процесса карбонизации
Категория источника
Доля диоксида углерода в суммарных выбросах [%]
Производство стекла
Важность также представляют выбросы фтористых соединений и пыли.
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Продукция при производстве стекла может быть различной. Например, листовое
стекло, тарное стекло, специальное стекло, стекловата, непрерывное волокно, жидкое
стекло и столовая посуда.
На рынке производства листового стекла, тарного стекла, стекловолокон и бытового
стекла доминируют крупные многонациональные компании, в то время как местное
производство стекла имеет место только на малых и средних предприятиях
(производство столовых и декоративных изделий). В отличие от производства
технического стекла, местное производство стекла характеризуется большим
разнообразием продуктов и процессов, в том числе ручное формование стекла. /11, 12/
3.1
Описание операций
Процесс изготовления стекла состоит из следующих этапов/5, 11, 12/:
Отбор и контроль сырья.
Подготовка сырья: подготовка заключается во взвешивании и смешивании.
Варка: сырье подвергается плавлению при высокой температуре в топке.
Формование: расплавленному стеклу придают форму и оставляют для застывания
(производство листового и тарного стекла); формование волокон в маты стекловаты
(при производстве стекловаты).
Отверждение: покрытый вяжущим материалом мат стекловаты оставляют для
отверждения (производство стекловаты).
Отжиг: внутреннее напряжение устраняется термообработкой.
Заключительная обработка: состоит в контроле качества и резке (производство
листового и тарного стекла); финишная обработка заключается в охлаждении мата,
низкотемпературном отпуске, резке и упаковке изоляции, а также контроле качества
(производство стекловаты); финишная обработка заключается в контроле качества,
резке, а также последующей декоративной обработке (при ручном формовании стекла),
такой как гравировка или полировка (специальное стекло).
Производится большое разнообразие стекла с различным химическим составом, и, как
следствие, в производстве стекла применяется огромное многообразие сырьевых
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-2
ic030314
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
материалов /15/. Основным сырьем являются кварцевый песок, известь, доломит и натр
для производства натро-известкового стекла, а также оксид свинца, поташ и оксид
цинка для производства специального стекла /11, 13/. Стекловата – это боросиликатное
стекло, изготавливаемое из песка, известняка, доломита, борного ангидрида и прочих
окислов. Такие осветлители, как оксид, нитраты и сульфаты сурьмы, и такие
красители, как оксиды и сульфиды металлов также входят в состав специального
стекла, например, телевизионное стекло, хрусталь и т.д. /15/.
В настоящее время около 85% стекла, производимого в Европе, изготавливается из
натровой извести и главным образом состоит из листового и тарного стекла.
Оставшиеся 15% производства европейского стекла включают стекловолокно и
специальное стекло, такое как изделия из стекла с ручным формованием, освещение,
ТВ-экран и оптические стекла. /14/
Также широко используется утилизируемое стекло в производстве стекла и
представляет, как правило, от 20 до 25% всего объема производства листового стекла и
до 80% производства тарного стекла. В промышленности фактически весь внутренне
образуемый стеклобой используется повторно. По причине низкого качества и
загрязненности внешний стеклобой не используют для производства листового стекла,
бытовых и местных стеклоизделий, но большая часть внешнего стеклобоя (при
условии обработки) может применяться в производстве тарного стекла. /14/
На данный момент большая часть сырья поставляется на участки производства стекла
в подготовленной форме; только куски разбитoго стекла из утилизации подвергаются
обработке, в частности, просеиванию. Различные материалы взвешиваются и
смешиваются, а смешанная шихта транспортируется в плавильную печь. /11/
3.2
Определения
Боросиликатное стекло:
Силикатное стекло, состоящее, как минимум, из 5%
оксида бора и применяемое специально в
производстве термостойкого стекла.
«Лунное» стекло:
Щелочно-известковое
силикатное
оптическое
стекло,
имеющее
относительно
низкий
коэффициент преломления и низкое значение
дисперсии.
Стекловолокно:
Стекло в волоконной форме, применяемое в
изготовлении различной продукции (например,
стекловата для изоляции).
Флинт-глас:
Тяжелое блестящее стекло, содержащее оксид
свинца, имеет относительно высокий коэффициент
преломления и применяется для линз и призм.
Полированное листовое стекло:
Листовое стекло, его изготовление заключается в
застывании расплавленного стекла на поверхности
ванны расплавленного олова.
Стекловата:
Существует два типа стекловолоконной продукции,
текстиль и вата, со схожим процессом изготовления.
В данном документе рассматривается только
стекловата: стекловолокна, в массе напоминающие
вату,
и
используемые
специально
для
теплоизоляции и воздушных фильтров.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
Свинцовое стекло:
Стекло, содержащее высокий процент оксида
свинца и обладающее свойствами чрезвычайной
чистоты и блеска.
Оптическое стекло:
Флинт или крон («лунное» стекло) определенных
характеристик, используемое специально для
изготовления линз.
3.3
Технологии
В производстве тарного стекла этапу варки может предшествовать предварительный
подогрев смешанной шихты /11/; однако это не является общепринятым правилом: в
настоящее время в мире эксплуатируется около 10 подогревателей шихты /14/.
Процесс варки – это самый важный этап в части качества и количества стекла, которые
зависят от конструкции печи /12/. В плавильных печах стекло плавится при
температуре от 1500 °C до 1600 °C (при этом температура пламени достигает более
2000 °C) и преобразуется через ряд химических реакций в стекломассу. Несмотря на
множество конструкций печей, печи, как правило, представляют собой большие,
пологие и хорошо изолированные сосуды, нагреваемые сверху. При производстве
сырье непрерывно подается в верхнюю часть слоя стекломассы, где медленно
смешивается и растворяется. На смешивание влияет природная конвекция, газы,
появляющиеся вследствие химических реакций и, в некоторых процессах посредством
нагнетания воздуха в нижнюю часть слоя. /6/ В производстве стекла применяются
плавильные печи как непрерывного, так и периодического действия. В крупных
установках по изготовлению стекла, таких как для изготовления листового и тарного
стекла, и при полной автоматизации процессов формования, ванные печи с
огнеупорной футеровкой эксплуатируются в непрерывном режиме. Для производства
малых объемов стекла, особенно для стеклоизделий с ручным формованием,
предпочтителен периодический режим работы, так как стекломассу необходимо
извлекать из ванной печи вручную. /12, 15/
Некоторые характеристики вышеперечисленных печей приведены в таблице ниже.
Таблица 4:
Некоторые характеристики печей, используемых в производстве
стекла /15, 34/
Тип печи
Тип топки
Источник
энергии
Режим
эксплуатации
Мощность
(т/д)зще
Один или
несколько
стекловаренных
горшков
пламенная или
электрическая
газ, нефть,
электричество
периодический
0,1-35
Ванная печь
периодического
действия
пламенная или
электрическая
газ, нефть,
электричество
периодический
0,1-3
Ванная печь
пламенная или
электрическая
газ, нефть,
электричество
непрерывный
2-900
Для увеличения энергетического КПД и температуры пламени воздух для горения
предварительно подогревается. Используемые воздухоподогреватели бывают
рекуперативного или регенеративного типа. /11, 16, 17/ Стеклоплавильные печи
используют природный газ и/или нефть в качестве топлива, так как применение
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
антрацита или лигнита повлечет внос жидкой золы в стеклофазу, как следствие,
приведет к более низкому качеству продукта и забьет огнеупорную решетку
регенераторов или рекуператоров /11, 14/. Для производства тарного стекла
приблизительно 70% печей работает на нефти, а 30%-на природном газе. Бытовой газ
или сжиженный газ используются в изолированных сосудах. /7/
Печь, применяемая в производстве листового стекла,-это печь с поперечным
направлением пламени с регенеративным предварительным подогревом, работающая в
непрерывном режиме; существует очень мало исключений – печей с подковообразным
пламенем – в производстве печатного стекла /14/. В производстве тарного стекла, в
основном, используются печи с регенеративным подогревом /14/.
Часто применяется дополнительный электрический подогрев для увеличения выхода и
соответствия потребностям пиковой нагрузки. От 5 до 30% суммарной энергии
проходит в форме электрической энергии напрямую в стекольную шихту через
электроды. /7/
Таблица 5:
Удельная потребность в энергии для производства стекла
Тип стекла
Удельная потребность в энергии [ГДж/т
стекла]
Листовое стекло
7
Тарное стекло
6
Стекловата
12
Спец.стекло
25
Тем не менее, существуют современные стеклоплавильные печи с более низкими
удельными потребностями в энергии (например, около 4 ГДж/т /7/ в производстве
листового стекла).
Процесс обработки стекловаты
При технологии «непрямой» плавки стекломасса проходит в канал питателя, где она
отводится, вырезается в капли и формируется в шарики посредством профилирования
роликами. Напряжение шариков затем снимается в печах для отжига, они охлаждаются
и транспортируются на склад либо для дальнейшей обработки в других установках.
При «прямом» технологическом процессе стекловолокна стекломасса проходит от
печи в осветлительную установку, где осаждаются пузырьки и частички, а стекломасса
остывает до соответствующей степени вязкости для процесса формования волокна. /35/
Во время формования волокон в стекловолоконный мат (данный процесс называется в
промышленности «формованием»), стекловолокна получены из стекломассы,
химическое связующее вещество одновременно распыляется на волокна по мере
возникновения. Несмотря на то, что состав связующего вещества изменяется по типу
продукта,
как
правило,
связующее
вещество
состоит
из
раствора
фенолоформальдегидного полимера, воды, мочевины, лигнина, силана и аммиака. К
связующему веществу могут добавляться красители. В промышленности применяется
два метода формирования волокон. В процессе вращения центробежная сила ведет к
протеканию стекломассы через небольшие отверстия в стенке быстро вращающегося
цилиндра, для формирования волокон, разбивающихся на куски потоком воздуха. Этот
процесс является более современным из двух и на сегодняшний день превалирует. В
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-5
ic030314
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
процессе затухания пламени стекломасса стекает самотеком из печи через
многочисленные маленькие отверстия для формирования волокон, которые затем
ослабевают (растянутые до точки разрыва) из-за высокой скорости, горячего воздуха
и/или пламени. /35/
3.3.1 Стеклоплавильные печи на газе или жидком топливе с регенеративным
подогревом воздуха
Общей характеристикой всех ванных печей является большой керамический сосуд,
служащий плавильным резервуаром. Как правило, ванные печи подогреваются
переменным пламенем на основе принципа регенерации. /7/
В регенеративных воздухоподогревателях используется решетка из кирпичной кладки
для восстановления отработанного тепла из отходящих газов. Регенераторы состоят из
двух камер, каждая из которых состоит из огнеупорной решетки. Стенки камеры и
упомянутой решетки представляют собой теплоаккумулирующий материал, который
передает тепло отходящих газов в воздух для горения. Отходящие газы поступают из
печи в одну из этих камер, в то время как решетка нагревается. Воздух для горения
поступает в печь через другую камеру. Затем поток воздуха для горения и отходящих
газов возвращается: воздух для горения проходит через горячую камеру и в ней
нагревается, в то время как отходящий газ проходит через вторую камеру, повторно
нагревая огнеупорную решетку. Температура воздуха на входе достигает 1350 °C, а
температура отходящих газов на выходе из регенеративных камер составляет около
500-550 °C. /11, 15, 18/
В зависимости от расположения горелок и положений факелов различаются ванные
печи с поперечным направлением пламени и подковообразным пламенем. /7/ По
причине большего числа горловин горелок и регенеративных камер удельный расход
энергии печей с поперечным направлением пламени выше, чем у сопоставимых печей
с подковообразным пламенем. /15/ Ванные печи малого и среднего размера
производятся с подковообразным пламенем, а более крупные – с поперечным
направлением пламени. В обоих случаях пламя течет над поверхностью стекломассы и
передает ей тепло, в первую очередь, излучением. /7/
Печи с поперечным направлением пламени дают большую возможность регулирования
температур плавильной камеры и состояния окисления и поэтому преобладают в печах
более высокой производительности и печах «качественного стекла». Печи с
поперечным направлением пламени используются исключительно в печах для
получения флоат-стекла и тарного стекла, в то время как для поверхностей плавления
до 120 м2 все чаще закладываются печи с подковообразным пламенем, так как они
характеризуются упрощенной компоновкой, более низкой ценой и более высоким
энергетическим КПД по сравнению с сопоставимыми печами с поперечным
направлением пламени. /15/
3.3.2 Стеклоплавильные печи на газе или жидком топливе с рекуперативным
подогревом воздуха
Другой конфигурацией ванной печи является рекуперативно подогреваемая
стеклоплавильная печь-ванна. Рекуперативные воздухоподогреватели в большинстве
используют стальной теплообменник, восстанавливающий тепло из отходящих газов
посредством обмена с воздухом для горения; температура предварительного подогрева
может достигать 800 °C /15/. Горячий отходящий газ и холодный воздух для горения
проходят через два параллельных, но отдельных газохода, и теплообмен
осуществляется через разделительную стенку. В отличие от регенеративных
нагревательных печей сжигание не прерывается, и отходящие газы непрерывно
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-6
ic030314
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
рекуперируются через теплообменник. Чтобы добиться оптимального использования
энергии рекуператоры часто присоединены к котлам сбросной теплоты для выработки
пара или горячей воды. /11, 18/ Более низкие температуры пламени (по сравнению с
регенеративными системами) не позволяют применять их для производства стекол
более высокого качества (как, например, флоат-стекло) или высокого удельного съема
стекломассы (многие тарные стекла). Конфигурация рекуперативно подогреваемых
печей, как правило, с поперечным направлением пламени. /14/
3.3.3 Горшковые печи
Горшковые печи применяются только для производства специальных стекол с ручной
формовкой, с периодическим действием и температурами плавления до 1460 °C. Одна
печь обычно состоит из нескольких горшков, позволяющих одновременное плавление
нескольких типов стекла. Подогреваемые пламенем регенеративные и рекуперативные
печи, а также электрически подогреваемые печи, закладываются для данной цели.
Бытовой, природный газ, сжиженные газы и дизельное топливо, а также электричество,
используются в качестве тепловой энергии. Удельный расход тепла (относящийся на
производство стекла) горшковых печей сравнительно высок и в среднем составляет 30
ГДж/т производимого стекла. /10/
3.3.4 Электрические печи
Электрические печи плавят стекло при помощи пропускания электрического тока
через стекломассу. Электрические печи бывают с горячим или холодным сводом.
Первые используют газ для вспомогательного подогрева, последние используют
только электрический ток. /6/ Электрический подогрев используется либо для
дополнительного подогрева (дополнительный электроподогрев), либо исключительно
в печах малого и среднего размера для производства специального стекла, такого как
стекло для осветительных приборов, стекловолокна, хрусталь. /11, 16, 17/ Известен
один случай производства натро-известкового стекла посредством электроподогрева,
но при этом имеет место ограничение по производительности печи и специальному
составу стекол /14/. Дальнейшая информация по электроподогреву приводится далее в
данной главе.
3.4
Выбросы
3.4.1 Выбросы, связанные со сжиганием
При производстве стекла выделяются следующие загрязняющие вещества: окислы
серы (SOx), окислы азота (NOx), летучие органические соединения (неметановые ЛОС
и метан (CH4)), окисел углерода (CO), диоксид углерода (CO2) и закись азота (N2O).
Также при процессе плавления образуются выбросы хлористого водорода, твердых
частиц и тяжелых металлов. Выбросы твердых частиц могут также образовываться при
подаче сырья. Тяжелые металлы присутствуют в твердых частицах. По данным
CORINAIR90 основными загрязняющими веществами являются SO2, NOx и CO2
(смотрите таблицу 1).
Отходящие газы из печей плавления в основном состоят из газов, образующихся при
сжигании топлива и в процессе плавления шихты, состав которых, в свою очередь,
зависит от химических реакций, проходящих в это время. Количество газов,
образующихся в процессе плавления шихты от пламенных печей, составляет от 3 до
5% от общего объема газов /7/.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-7
ic030314
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
Оксиды серы
Количество SO2, выделяемого при производстве стекла, главным образом, зависит от
содержания серы в топливе, содержания сульфата в стекломассе и способности
абсорбции серы производимым стеклом /7, 22/.
Сера, содержащаяся в шихте, частично содержится в стекле как SO3. Стекло содержит
до 0,4% SO3 на вес /7/. Содержание SO3 составляет от 5 до 10% содержания SO2.
Количество SO3 зависит от избытка воздуха и температуры горения /7/.
Содержание SO2 в отходящих газах определяется также условиями эксплуатации
стеклоплавильной ванной печи. При эксплуатации ванных печей переменным
пламенем на основе принципа регенерации наблюдается увеличение содержания SO2 в
уходящих газах во время сжигания. Наиболее вероятно, что причина этого заключается
в снижении способности стекломассы абсорбировать серу при повышении
температуры в верхней части печи, а также испарении уже сконденсированных
сернистых разновидностей в воздухоподогревателе /22/. Содержание кислорода в
верхней части печи также влияет на содержание SO2 отходящих газов: при снижении
количества избытка воздуха с целью сокращения расхода топлива и подавления
образования NOx наблюдается увеличение содержания SO2 в отходящих газах. Это
происходит вследствие того, что способность стекломассы абсорбировать серу
снижается со снижением содержания кислорода в верхней зоне печи /22/.
Так как природный и бытовой газ содержат ультрамалые количества серы,
наблюдается более низкий уровень SO2 в отходящих газах стеклоплавильных ванных
печей, сжигающих газообразное топливо, по сравнению с печами, работающими на
жидком топливе. /11/
Оксиды азота
Технологический этап, на котором происходит выделение выбросов NOx, при
производстве стекла – это этап плавления. Выбросы NOx, выделяемые
стекловаренными печами, – это окиси азота (NO до 90% по причине почти
стехиометрической эксплуатации печей, оставшуюся часть составляет диоксид азота
NO2). Концентрации закиси азота в уходящих газах стеклоплавильных печей, как
правило, ниже предела обнаружения. /19/
Существует четыре основных механизма образования NOx: три из них связаны со
сжиганием и включают тепловое, топливное и мгновенное образование NOx;
четвертый механизм (‘шихтное’ образование NOx) является результатом
использования нитратов в сырье для определенных видов стекла. /19/ В
стеклоплавильной печи диапазон температур составляет от 1500 °C до 1600 °C /15/, что
ведет к температуре пламени выше 2000 °C /14/. Это объясняет присутствие высоких
концентраций NOx почти исключительно по причине теплового образования NOx
(согласно механизму Зелдовича). Несколько параметров влияет на механизм теплового
образования NOx: температура пламени, содержание кислорода в зоне реакции, а
также время нахождения газов в зонах повышенных температур пламени. Данные
параметры находятся в прямой связи с эксплуатационными параметрами, такими как
конструкция горелок и стеклоплавильных печей, количество избытка воздуха,
смешение топлива и воздуха для горения, и т.д. /18, 20, 21/ Количество мгновенных
NOx относительно мало, и при сжигании природного газа топливные NOx равны нулю.
/19/
Переход соединений азота, содержащихся в сырьевых материалах и осветлителях,
также способствует появлению выбросов NOx вследствие образования NOx в шихте.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
Количество оксидов азота, выделяющееся из сырьевого материала (смотрите также
главу B4614), зависит от концентрации и состава нитратов в сырье. /8/ К примеру,
определенные тонированные стекла в секторе листового стекла требуют применения
нитратов, которые образуют дополнительные выбросы NO, почти на таком же уровне,
как неконтролируемые выбросы от процесса производства прозрачного листового
стекла: выбросы при производстве прозрачного стекла составили бы 2500 мг/Нм3, а
при производстве тонированного стекла – 4000 мг/Нм3 /33/. Но необходимо признать,
что тонированное стекло производится лишь время от времени.
При применении газовых стеклоплавильных ванных печей температура пламени выше
по сравнению с печами, работающими на жидком топливе. Как следствие, печи на
жидком топливе выбрасывают меньше NOx, чем газовые. Более того, так как
стеклоплавильные печи с подковообразным пламенем позволяют иметь более
благоприятные характеристики пламени, чем печи с поперечным направлением
пламени, первые показывают меньшие выбросы NOx. Рекуперативные печи приводят к
более низким выбросам NOx, чем регенеративные печи вследствие более низкой
температуры подогрева. /11, 18/ В нижеследующей таблице приводятся концентрации
NOx для некоторых типов печей.
Таблица 6:
Выбросы NOx для некоторых типов печей /11, 23/
Тип печи / топливо
Печи, работающие на жидком топливе, с рекуперативным
подогревом
Печи, работающие на газе, с рекуперативным нагревом
Выбросы NOx* (мг/Нм3)
400-1400
400-1600
Печи, работающие на жидком топливе, с регенеративным
подогревом
печи с подковообразным направлением пламени
1000-2400
печи с поперечным направлением пламени
1600-3600
Печи, работающие на газе, с регенеративным подогревом
печи с подковообразным направлением пламени
1400-3000
печи с поперечным направлением пламени
1600-4000
* Данные значения относятся к содержанию О2 в отходящих газах объема 8 -%
3.4.2 Выбросы, связанные с процессом
Основным источником выбросов в атмосферу является горячая печь. Тяжелые
металлы, выделяющиеся из сырья или топлива, частично испаряются в горячей печи.
Тяжелые металлы, выбрасываемые в воздух, в основном, это мышьяк, кадмий, хром,
свинец, олово и селен.
При использовании мазута в процессе сжигания могут выбрасываться также никель и
ванадий. В южной и восточной Европе часто используется флуорит в процессе
плавления. При повторном использовании стекла, привезенного из стран
вышеуказанного региона, может выбрасываться и фтор.
Основными материалами для производства стекла являются оксид кремния и оксиды
щелочных металлов. Оксиды щелочных металлов образуются в процессе диссоциации
карбонатов. Коэффициенты выбросов, приведенные в /38/, рассчитываются, исходя из
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
величины карбонатов, добавленных в процессе производства различных типов стекла,
с учетом предположения, что все оксиды металлов происходят от карбонатов, и
отсутствует добавление повторно используемого стекла.
3.5
Меры по снижению выбросов
3.5.1 Меры по снижению выбросов NOx
3.5.1.1 Первичные меры по снижению выбросов
3.5.1.1.1 Сокращение избытка воздуха
Технические аспекты
Целью этой относительно упрощенной меры является почти стехиометрическое
сжигание, приводящее к более низкой концентрации кислорода в зоне реакции, и, как
следствие, снижению оксидов азота. Обмуровка печи против присосов воздуха
является дополнительной мерой по снижению количества избытка воздуха.
Существует возможность достижения эффективности снижения выбросов NOx от 30
до 70% (в зависимости от первоначального уровня) /18/. Наблюдается небольшое
снижение удельного потребления энергии /14/.
Однако можно заметить, что переход к стехиометрическому сжиганию может привести
к значительному снижению NOx, но с другой стороны привести к увеличению
выбросов прочих загрязняющих веществ (например, СО, пыль), а также к
незначительному увеличению потребности в энергии. Кроме того, содержание О 2 в
верхней части стеклоплавильной печи может повлиять на качество продукта и срок
эксплуатации печи. /11/
Побочные эффекты
Почти стехиометрическое сжигание (при снижении избытка воздуха) снижает
образование оксидов азота, но в то же время вызывает небольшое увеличение
выбросов замеряемых SO2.
3.5.1.1.2 Подогрев редуцированного воздуха
Первоначально воздухоподогреватели использовались для улучшения теплопередачи
от пламени к шихте. Тот факт, что их использование ведет к экономии
энергопотребления, подтвердился на практике /14/.
Технические аспекты
При снижении температуры подогрева воздуха температура пламени снижается, и, как
следствие, снижается образование оксидов азота. Снижение температуры подогрева
может
быть
осуществлено
посредством
использования
рекуперативных
воздухоподогревателей вместо регенеративных воздухоподогревателей /11/. Однако
при переходе от регенеративного к рекуперативному подогревателю, снижается
способность плавления, приводя к необходимости в более крупном оборудовании и,
как следствие, увеличению затрат. Кроме того, рекуперативные воздухоподогреватели
ведут к снижению эффективности использования энергии. /14/
Побочные эффекты
Использование рекуперативных воздухоподогревателей вместо регенеративных ведет
к снижению температуры пламени и, следовательно, качества стекла, удельного съема
стекломассы и эффективности использования энергии /14/.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-10
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
3.5.1.1.3 Ступенчатое сжигание
В классической установке для сжигания совокупность топлива и воздуха/кислорода
инжектируется на одном и том же месте. Образующееся в результате пламя состоит из
горячей и окисляющейся первичной зоны, расположенной у основания пламени и
более холодной вторичной зоны, расположенной в конце пламени. В первичной зоне
образуется большинство выбросов NOx, которые экспоненциально увеличиваются с
температурой, в то время как доля вторичной зоны достаточно умеренна. Целью
ступенчатого сжигания является снижение температуры в первичной зоне. Поэтому
только часть топлива или воздуха/кислорода инжектируется на горелке, остальная
часть инжектируется вниз по потоку в основной зоне горения.
Коэффициенты снижения выбросов в диапазоне от 50 до 70% достижимы посредством
комбинирования ступенчатого сжигания с прочими первичными мерами.
Предполагается, что от 30 до 50% снижения достигается от одного только
ступенчатого сжигания. В лучшем случае можно добиться концентрации в районе
700 мг/Нм3. /24/
Ступенчатая подача воздуха/кислорода
Процесс ступенчатой подачи воздуха KORTING /25/ был испытан на трех топках в
Германии в начале 90-х, потом на какое-то время о нем забыли. На воздушном
эжекторе появились проблемы с техническим обслуживанием при высоких
температурах. В любом случае, данная технология не позволяет нам добиваться
высокой эффективности снижения в отличие от современных горелок с низкими
выбросами NOx. /24, 27/
Ступенчатая подача кислорода, а также процесс ступенчатой подачи воздуха,
обогащенного кислородом, (O.E.A.S.) /26/ все еще в стадии разработки (в США
функционирует три испытательных печи), поэтому на данный момент невозможно
делать выводы об эффективности и применимости данного процесса. /24/ В силу
высокой стоимости кислорода данная технология вряд ли будет широко применяться
/14/.
Ступенчатое сжигание топлива
Недостаток топлива в первичной зоне снижает температуру пламени. Насыщенная
топливом вторичная зона становится редуцирующей и создает радикалы углеводорода,
восстанавливающие NO в молекулярный азот. От 8 до 10% топлива инжектируется в
воздух горения в распределительную горловину, приводя к образованию субстехиометрических условий в главном пламени и, таким образом, к пониженному
образованию NOx. Оставшееся топливо инжектируется в топке и обеспечивает полное
сжигание. По предоставленным данным, концентрации NOx составили 800 мг/м3, в то
время как первоначально величины были в диапазоне от 1800 до 2200 мг/м3. /11/
Ступенчатое сжигание топлива оказалось достаточно привлекательным: его внедрили
на 12 ванных стекловаренных печах в Германии для снижения выбросов оксидов азота
/11/; однако ожидается, что установка новых горелок с более низкими выбросами NOx
постепенно вытеснит данную практику. /14/.
Побочные эффекты
Никаких побочных эффектов обнаружено не было.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-11
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
3.5.1.1.4
Рециркуляция отходящих газов
Технические аспекты
Данная технология в принципе схожа со ступенчатым сжиганием: выбросы NOx
сокращаются за счет снижения температуры пламени. Вторичный воздух смешивается
с частью отходящих газов, и бедный кислородом воздух инжектируется в топку как
горючее вещество.
Было проведено три испытания рециркуляции отходящих газов в секторе производства
стекла. /14/. Существует возможность добиться снижения коэффициентов выбросов
NOx от 16 до 44%, но ввиду практической трудности внедрения данной технологии о
ней пока забыли. /24/
Побочные эффекты
Побочных эффектов не наблюдалось. Но нужно признать, что опыт очень ограничен.
3.5.1.1.5
Дожигание / процесс 3R
Процесс дожигания и процесс 3R [reduce, reuse, recycle – восстановление, повторное
использование и утилизация – прим. переводчика] являются схожими технологиями,
базирующимися на одном и том же принципе. В литературе оба процесса
рассматриваются как первичные меры по снижению выбросов NOx или вторичные
варианты удаления NOx. В рамках данного отчета процесс дожигания / 3R будет
представлен в качестве первичной меры, так как может сравниться с процессом
ступенчатого сжигания топлива.
Технические аспекты
Как в процессе дожигания, так и в процессе 3R, NO или его прекурсоры (HCN, NHy),
образуемые в зоне горения, подвергаются восстановлению инжектированием
природного газа или топлива при входе отходящих газов в регенераторы из
плавильной камеры. В процессе 3R углеводородное топливо впрыскивается в
нисходящий поток отходящих газов стекловаренной печи. /28/ Добавленное топливо не
горит, но пиролизуется и формирует радикалы, преобразующие оксиды азота в
отходящих газах в азот и воду. Основное преимущество этого процесса заключается в
использовании всех типов углеводородного топлива (природный газ, мазут...) /14, 19/.
Воздух добавляется в восходящий поток зоны денитрификации для обеспечения
сгорания оставшихся частиц «топлива».
Процесс дожигания находится в стадии экспериментальных разработок, в то время как
процесс 3R применяется на немецкой фабрике по производству флоат-стекла.
Концентрации оксидов азота на данной фабрике составляют ниже 500 мг/м 3 /27/. В
соответствии с /29, 30/, 3R успешно функционирует во флоат-печах в Финляндии и
Калифорнии, и продемонстрирован на печах в производстве ТВ-стекла (в Корее /14/),
тарного и фигурного стекла. Во всех случаях может быть достигнуто снижение
выбросов оксидов азота до 85%. Еще одна печь фабрики по производству флоат-стекла
в СК была оборудована 3R. Данная технология в данное время применяется двумя
компаниями по производству флоат-стекла в США /14/.
Побочные эффекты
В силу того, что данный процесс базируется на впрыске углеводородного топлива,
следует ожидать увеличения энергопотребления. Тем не менее, данная технология
обеспечивает полное сжигание частиц остаточного топлива, и, как следствие, уровень
CO может быть ниже, чем при традиционном сжигании.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-12
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
Более того, при наличии дополнительного возврата тепла, дополнительные CO2,
образуемые от повышенного использования топлива, могут компенсироваться
снижением, возникающим от котлов на ископаемом топливе или от электростанции.
/19/
3.5.1.1.6
Стекловаренные печи с низкими выбросами NOx
Технические аспекты
В последние годы были разработаны новые плавильные печи с низкими выбросами
NOx: плавильные печи FlexMelter® и LoNOx® /28, 31/.
Плавильная печь LoNOx®-это комбинированная ванная стекловаренная печь,
работающая на электричестве/ископаемом топливе с рекуперативным подогревом
воздуха, включая ступень подогрева шихты. Для данной плавильной печи
энергетический КПД был увеличен для компенсирования более низкого теплового
КПД воздухоподогревателя по сравнению с регенератором, и теплопотребление
данной модифицированной печи с рекуперативным подогревом может сравниться с
традиционными печами с регенеративным подогревом: вначале отходящие газы из
плавильных печей подаются в рекуперативный воздухоподогреватель и затем
используется для подогрева стеклобоя. Температуры воздуха достигают 750 °C /22/.
Данная плавильная печь позволяет добиваться концентраций NOx в отходящих газах
ниже 500 мг/м3. /21, 27, 28, 31/ Данный тип плавильных печей с низкими выбросами
NOx используется исключительно в производстве тарного стекла на уровне 70-80%
стеклобоя, подвергаемого подогреву /14/.
Первоначально FlexMelter® была разработана для периодического производства, но в
настоящее время эксплуатируется как в периодическом, так и непрерывном процессах.
Типичные области применения – это стекловолокно для изоляции, автомобильного
освещения и прочего специального стекла, такого как хрусталь. Относительно низкие
температуры пламени от рекуперативных воздухоподогревателей препятствуют их
использованию в производстве обычного листового стекла и большинства тарного
стекла /14/.
В настоящее время в Германии функционируют три плавильные печи с низкими
выбросами NOx общей мощностью приблизительно 800 Mг/д стекла. /14/
Побочные эффекты
Побочных эффектов не наблюдалось.
3.5.1.1.7
Кислороднотопливное сжигание
Технические аспекты
По данной очень эффективной, но дорогостоящей технологии, предварительно
подогретый воздух горения заменяется на кислород высокой степени чистоты, и
отпадает потребность в регенераторах. Несмотря на то, что получаемые концентрации
оксида азота в отходящих газах повышаются при кислороднотопливном сжигании,
массовые выбросы NOx снижаются. Поэтому необходимо рассматривать фактический
массовый расход. Кислороднотопливное сжигание может применяться в горшковых
печах и ванных печах периодического действия /33/. Переход от воздуха к 100%
кислороду может привести к снижению энергопотребления на 50-60% /33/. Что
касается достижимого уровня снижения NOx, /9/ показывает снижение в размере от 80
до 95% при кислороднотопливном сжигании по сравнению со сжиганием воздуха
100% (50%-в печах с низкой герметизацией /33/).
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-13
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
В мире функционирует около ста печей, работающих в кислороднотопливном режиме,
представляя приблизительно 4% всего производства стекла. С начала 90-х годов
кислороднотопливное сжигание стало популярным главным образом в США, на
данный момент оно применяется в 10% всего количества стекловаренных печей.
Кислороднотопливное сжигание популярно в США, в основном, по экономическим
причинам: иногда азот может применяться для неплавильных процессов на фабрике
или для связанных продуктов, и тогда общая стоимость кислорода снижается. Более
того, при применении данной технологии может наблюдаться увеличение мощности, а
также улучшение качества продукта /33/. В Германии две стекловаренных печи по
производству тарного стекла работают в кислороднотопливном режиме. Планируется
ввод в работу еще нескольких, среди которых два участка по производству
специального стекла /11, 27, 14/. В основном, кислороднотопливное сжигание
применяется в производстве стекловолокна, ТВ-стекла, тарного и специального стекла
/8/.
Помимо экологического аспекта, за счет отсутствия необходимости в регенераторах и
рекуператорах, низкие инвестиции являются еще одним преимуществом,
повышающим интерес производителей стекла к кислороднотопливному сжиганию.
Более того, переход от печи с рекуперативным подогревом к кислороднотопливному
сжиганию очень прост /14/. Для энергобаланса следует рассмотреть производство
кислорода, и можно добиться сбережения энергии в случае эффективного
восстановления тепла. Однако необходимо заметить, что связанные с этим
эксплуатационные затраты выше по сравнению со сжиганием 100% воздуха в силу
высокой цены на кислород, а также того, что данная технология пока не применима во
всех сферах производства стекла /24, 28/. Тем более, что кислороднотопливное
сжигание не является эффективным при плавке нитратсодержащей шихты, так как
кислородное сжигание снижает только тепловые NOx /29/. Другой проблемой, о
которой сообщалось несколько раз, является коррозия сверхструктуры и свода печи
вследствие высоких концентраций летучих в печи. /14/
Побочные эффекты
Помимо NOx применением кислороднотопливного сжигания можно добиться
снижения и других загрязняющих веществ: летучих компонентов, позволяющих
осуществить значительную экономию сырьевого материала и частиц в специальном
стекле (например, боросиликаты).
Можно ожидать энергосбережения и тогда, когда производство кислорода не
рассматривается.
Тем не менее, за счет потребности в электроэнергии для производства кислорода
общее энергопотребление остается таким же, как и для печей с традиционным
сжиганием. /10, 14, 24/ К тому же, следует отметить, что перенос загрязнителей
переходит на более раннюю стадию-производство электроэнергии, не решая, таким
образом, проблему загрязнения.
3.5.1.1.8
Электрическая плавка
Технические аспекты
Стекломасса является проводником электроэнергии и, таким образом, может
подогреваться через электроды, погруженные в ванну. Электроды, как правило,
изготовлены из молибдена или платины, и располагаются в верхней, нижней части
либо на стенках ванной стекловаренной печи. В печах с электроподогревом прямые
выбросы не выделяются. К тому же, по сравнению с традиционными печами с
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-14
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
регенеративным подогревом электрические плавильные печи демонстрируют
несколько преимуществ, таких как надлежащий температурный контроль и
собственный предварительный подогрев шихты, но следует также отметить некоторые
недостатки:
загрязнение переносится
электроэнергии;
срок службы электрической плавильной печи короче срока службы традиционной
печи;
ограниченные размеры печи;
несовместимость стекла и электродов для некоторых составов стекла;
есть вероятность высоких эксплуатационных затрат в связи с энергозатратами.
/15/
на
более
раннюю
стадию
–
производство
Применение электрической плавки в настоящее время ограничено до производства
специального стекла, особенно хрусталя и стекловолокна /13, 24/. Во флоатпромышленности было построено несколько очень маленьких установок
исключительно для видов стекла специальной разработки /14/.
Побочные эффекты
Применение электрической плавки переносит загрязнение на более раннюю стадию
производства – на производство электроэнергии.
3.5.1.2
Вторичные меры по снижению выбросов
Несмотря на то, что снижение выбросов NOx может быть достигнуто за счет
первичных мер, особенно посредством модификации сжигания и процессом дожигания
/3R, в некоторых случаях можно применять вторичные меры для удовлетворения более
жестким стандартам. Проверенными мерами по снижению NOx в производстве стекла
являются процессы селективного некаталитического (SNCR) и каталитического
восстановления (SCR).
3.5.1.2.1
Селективное некаталитическое восстановление (SNCR)
Технические аспекты
Аммиак инжектируется в перестехиометричесом соотношении в поток отходящих
газов стекловаренной печи в диапазоне температур от 850 до 1100 °C. Данный
температурный диапазон является важнейшим параметром для удовлетворительного
преобразования NOx параллельно с предотвращением повышенной утечки аммиака. В
регенеративных стекловаренных печах, как правило, вышеназванный температурный
диапазон не может соблюдаться. Поэтому данная вторичная мера достаточно
подходяща для печей с рекуперативным подогревом, хотя технология SNCR
применяется также и в стекловаренных печах с регенеративным подогревом. /18, 27/
Преобразование NO2 и утечка NH3 являются результатом количества инжектируемого
NH3: необходимо соответствующее распределение NH3 в отходящих газах для
получения удовлетворительной степени преобразования и утечки аммиака. /11/
Процесс SNCR характеризуется относительно высокими затратами по сравнению с
достаточной низкой эффективностью удаления NOx, как правило, около 50% /14, 19/,
что недостаточно в соответствии с европейскими правилами. На сегодняшний день в
Германии 6 стекловаренных установок оборудованы технологией SNCR, и
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-15
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
планируется построить еще три /27/: две в США и одна в Швейцарии /24/.
Эксплуатационные параметры 6 немецких установок приведены в таблице 7.
Таблица 7:
Эксплуатационные параметры 6 установок SNCR в европейском
секторе производства стекла /27/
Установка
1
2
3
4
5
6
Печь
рекуперация
рекуперация
рекупер-я
регенерация
рекупер-я
регенер-я
Технический/
технический
технический
технич.
технич.
технич.
технич.
природ.газ
природ.газ
мазут
природ.газ/
природ.газ
природ.газ
Эксперимент.
Топливо
мазут
Расход отходящих
газов
10 000 м3/ч
10 000 м3/ч
25 000 м3/ч
25 000 м3/ч
10 000 м3/ч
20 000 м3/ч
после
после
после
после
рекуператора
рекуператора
между
двумя
рекуперато
рами
первого
регенератора
рекуперат-а
середина
регенерат-а
газообразный
газообразный
газообразн
ый
раствор
газообразный
газообразный
1989 г.
1992 г.
1992 г.
1989/1990 гг.
1994 г.
1994 г.
Эффективность
84%
86%
75%
50-60%
80%
50-60%
Утечка аммиака
мг/м3
Подача аммиака
Растворенный/газ
ообразный NH3
Начало
эксплуатации
Содержание NOx
в очищенных
газах*
6
180 мг/м3
23
мг/м3
470 мг/м3
<30
мг/м3
<500 мг/м3
<30
мг/м3
<800 мг/м3
мг/м3
<30
<30 мг/м3
350 мг/м3
650 мг/м3
*данные значения относятся к содержанию О2 в отходящих газах объема 8 -%
Побочные эффекты
Загрязняющие вещества не выбрасываются ни в воду, ни в виде твердых отходов. Но
может наблюдаться увеличение потребления энергии и утечки аммиака.
Использование аммиака на производственном участке представляет потенциальную
опасность.
3.5.1.2.2
Селективное каталитическое восстановление (SCR)
Технические аспекты
Восстановление оксидов азота по данному методу базируется на впрыске
газообразного или водянистого аммиака в почти стехиометрическом соотношении в
отходящие газы стекловаренной печи в присутствии катализатора и в температурном
диапазоне от 300 до 400 °C. Можно достичь снижения NOx до 90%. Несколько лет
назад в производстве стекла срок службы катализатора был снижен за счет
присутствия сульфата натрия в отходящих газах, который блокирует и отравляет
катализатор, но в наши дни срок службы катализатора может достигать 4 лет и
поэтому SCR приобрело статус испытанной технологии. /27/ Тем не менее, SCR,
применяемое в производстве стекла, всегда эксплуатируется электрофильтром с целью
достижения концентраций натриевой пыли ниже 10 мг/м3, которая также может быть
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-16
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
каталитическим ядом. По тем же причинам каталитического отравления
предпочтителен природный газ, а не жидкое топливо, в качестве топлива. /14/
В Германии внедрено шесть установок SCR на стекловаренных заводах, в основном, в
производстве специального стекла (например, стекло ТВ-экрана) /14/. В Номбурге
(Франция) установка SCR была введена в эксплуатацию в 1997 году для производства
флоат-стекла /19, 32/. В таблице 8 представлены эксплуатационные параметры SCR на
шести немецких стекловаренных заводах.
Таблица 8:
Эксплуатационные параметры 6 установок
производства стекла в Германии /5, 27, 33/
Установка
SCR
в
секторе
1
2
3
4
5
6
Печь
регенерация
регенерация
регенер-я
регенерация
регенер-я
регенер-я
Топливо
природ. газ
природ. газ
природ. газ
природ. газ
природ.газ
природ.газ
тарное
специальное
специал.
тарное
специал.
специал.
Тип стекла
Расход отходящих
газов
50 000
м3/ч
50 000
м3/ч
40 000
м3/ч
60 000
м3/ч
40 000
м3/ч
40 000 м3/ч
Растворенный/газ
ообразный NH3
раствор
раствор
газ
раствор
раствор
газ
Катализатор
цеолит
V2O5/TiO2
V2O5/TiO2
V2O5/TiO2
V2O5/TiO2
V2O5/TiO2
Число слоев
1
1
1
2
2
1
Начало
эксплуатации
1987 г.
1989 г.
1991 г.
1994 г.
1994 г.
1994 г.
55%
75%
70%
76%
n.a.
75%
Эффективность
мг/м3
Утечка аммиака
28
Содержание NOx
в очищенных
газах*
480 мг/м3
<30
мг/м3
1000 мг/м3
<30
мг/м3
1350 мг/м3
2
мг/м3
500 мг/м3
<30
мг/м3
<1500 мг/м3
<30 мг/м3
<1000 мг/м3
n.a. = данные отсутствуют
Установка на заводе 1 была остановлена в июне 1997 года в пользу первичных мер
/14/. Единственная установка SCR, установленная на заводе по производству тарного
стекла, функционирует в настоящее время на PLM Glashütte Münder, где концентрации
очищенного газа составляют 500 мг/Нм3 (горелки с низкими выбросами NOx уже
установлены) /5, 33/.
Побочные эффекты
SCR генерирует твердые отходы посредством дезактивированного катализатора, но
они часто могут подвергаться производителем повторной обработке или
использоваться в качестве продуктов сжигания. Что касается SNCR, необходимо
учитывать увеличение энергопотребления и утечки аммиака. Использование аммиака
на производственном участке представляет потенциальную опасность.
3.5.2 Меры по снижению выбросов SOx
3.5.2.1 Первичные меры по снижению выбросов
Основным вариантом снижения выбросов SO2 от стекловаренных печей является
применение топлива с низким содержанием серы. Выбросы SO2 от ванных
стекловаренных печей, работающих на газе, ниже выбросов от печей, работающих на
жидком топливе, так как газообразное топливо имеет более низкое содержание серы по
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-17
ic030314
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
сравнению с жидким. /11/ Тем не менее выбор топлива зависит от его наличия и
имеющейся конструкции печи. /7/
Также плавильная печь должна эксплуатироваться таким образом, чтобы способность
стекломассы поглощать серу не снижалась. Для этого необходимо стремиться к
определенным концентрациям кислорода в верхней части печи. /11/
3.5.2.2 Вторичные меры снижения выбросов
Выбросы оксида серы из отходящих газов стекловаренных печей могут удаляться
посредством сорбции, например, посредством подачи соответствующих сорбентов
(сухой сорбент или сорбенты на основе кальция и натрия). Помимо сернистых
соединений данный процесс удаляет также хлористый водород, фтористый водород и
газообразные тяжелые металлы. Эффективность удаления различных соединений
главным образом определяется количеством используемого сорбента и температурой,
при которой происходит реакция. Повышенная температура ведет к повышенной
интенсивности удаления SO2 и хлористого водорода. Удаление фтористого водорода
немного ниже при высоких температурах. /22/
3.5.3 Меры по снижению выбросов прочих загрязняющих веществ
Меры по снижению выбросов в атмосферу от процесса сжигания ведут также и к
снижению выбросов тяжелых металлов и пыли. Выбросы пыли от подачи сырья могут
быть сокращены посредством использования тканевых фильтров или применения
усовершенствованной технологии подачи. Выбросы диоксида углерода от процесса
карбонизации могут быть снижены посредством добавления дополнительного
повторно используемого стекла или применения некарбонатного сырья.
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Предполагаемый расчет выбросов можно произвести, используя производственные
статистические данные и обобщенные коэффициенты выбросов по умолчанию, как
представлено в /38/. Значения, данные для процесса карбонизации, в большой степени
зависят от местной ситуации и могут быть применены в том случае, если отсутствует
информация.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
Детализированный расчет должен базироваться на информации отдельной станции по
добавляемым веществам. Также должна быть доступна информация о количестве
используемого повторного стекла. Однако эти данные часто являются
конфиденциальными. Также должна наличествовать информация о топливе и местных
методах снижения выбросов.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Статистические данные по производству стекла содержатся в национальных или
международных статистических справочниках.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Заводы по производству листового стекла обычно снабжены вытяжными трубами
среднего размера и, при наличии данных о конкретном заводе, могут считаться
точечными источниками.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-18
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Таблица 9:
Коэффициенты выбросов в атмосферу тяжелых металлов и
загрязнений в микроконцентрациях в [г/тонну стекла] для
производства стекла в целом
Вещество
Коэффициент выбросов
Диапазон
Мышьяк
0,10
0,1-0,25
Кадмий
0,15
0,05-0,25
Хром
2,5
0,5-5
Медь
0,5
0,4-1,1
Свинец (1)
10
2-24
0,05
0,04-0,07
Никель
2
1,2-2,6
Селен
20
2,5-24
Цинк
10
5-24
Дихлорметан
5
0-11
Фтор
30
5-70
Пыль
400
3-800
Ртуть
Выбросы свинца главным образом определяются величиной используемого повторно
стекла. /37/
Таблица 10: Теоретические коэффициенты выбросов диоксида углерода от
процесса карбонизации в [кг/т продукта] в отношении к щелочному
содержанию продукта
Тип стекла
Оксид
натрия
(вес,%)
Оксид
калия
(вес,%)
Оксид
магния
(вес,%)
Оксид
кальция
(вес,%)
Оксид
бария
(вес,%)
Диоксид
углерода
Тарное стекло
12-14
0,3-0,5
0,5-3
10-12
-
171-229
Листовое
стекло
13,6
0,3
4,1
8,6
-
210
Непрерывные волоконные нити
Е-волокна
<2
<2
20-24
20-24
-
157-203
AR-волокна
13-15
13-15
4-6
4-6
-
92-172
R/S-волокна
<1
<1
9-16
9-16
-
71-182
D-волокна
<4
<4
0
0
-
0-28
С-волокна
15-20
15-20
10-30
10-30
<1
<1
22-27
22-27
12-15
12-15
10-15
10-15
ECR-волокна
А-волокна
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
149-470
-
173-302
135-270
В3313-19
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
Тип стекла
Оксид
натрия
(вес,%)
Оксид
калия
(вес,%)
Оксид
магния
(вес,%)
Оксид
кальция
(вес,%)
Оксид
бария
(вес,%)
Диоксид
углерода
Специальное стекло
Панель CRT
6,6-9,4
6,6-8,4
0-1,2
0-3,2
0
78-144
Труба CRT
5,8-6,7
7,8-8,1
0,6-2,2
0,9-3,8
0
91-139
Стеклянная
трубка,
земляная
щелочь
12,5
2,5
2
4
0
154
Стеклянная
трубка,
боросиликат
3,5-6,5
0,5-1,5
0,01-0,5
0,01-1
0
27-66
Боросиликатное
стекло
3,5-6,5
0,5-1,5
0,01-0,5
0,01-1
0
27-66
Непроницаемое
осветит.стекло
13,6
1,8
0
9,4
0
178
Лампа
накаливания
3-4
1,5-2,5
0,5
0,5
0
38-49
0,5-10
0
0-1
0,5-7
0
7,5-137
0
0
0
0
0
0
Борный
оптический
крон
0-5
12-18
0
0-0,3
0
56-122
Фтористый
оптический
крон
0
0
0
0
20
57
Силикат
натриярастворимое
стекло
22,5-24
0
0,008
0,008
0
160-171
0
27-32
0,008
0,008
0
126-150
Стекловата
12-18
12-18
8-15
8-15
0
119-292
Каменная вата
0,5-5
0,5-5
30-45
30-45
0
238-527
Керамическое
стекло
Кварц
Силикат калиярастворимое
стекло
Коэффициенты выбросов в таблице 10 дают только теоретическую величину
выбрасываемого диоксида углерода. В частности, для тарного стекла объем повторно
использованного стекла может достигать 85%.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-20
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
8.1
Производство листового стекла
Для ситуации в Нидерландах можно предложить следующее:
Коэффициенты выбросов для листового стекла приведены в кг/тонну стекла.
Обработка/перевозка:
пыль:
0,15 кг/т
плавильная печь:
SO2
3,0 кг/т
CO2
140 кг/т
Fg
0,055 кг/т
Clg
0,06 кг/т
пыль:
0,37 кг/т
топливо:
SO2
3,0 (мазут) кг/т
CO2
530 кг/т
NOx
5,5 кг/т
CO
0,09 кг/т
В выбросах пыли содержатся тяжелые металлы. Имеющаяся информация о составе
пыли скудна. Единственно корректная информация базируется на работе Jockel и
Hartje /10/, содержащейся в справочнике PARCOM-ATMOS. В таблице 11
представлены данные для Германии.
Таблица 11: Коэффициенты выбросов для производства стекла,
произведенного стекла, обобщенные данные для Германии
Вещество
в
г/т
Коэффициент выбросов
[г/т стекла]
Диапазон [г/т стекла]
Мышьяк
0,12
0,1-0,24
Кадмий
0,15
0,06-0,24
Хром
2,4
0,5-5
Медь
0,6
0,4-1,1
Свинец
12
2-24
Ртуть
0,05
0,036-0,072
Никель
1,9
1,2-2,6
Селен
18
2,4-24
Цинк
11
4,8-24
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-21
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
Таблица 12: Коэффициенты выбросов для производства листового стекла6)
Тип топлива
NAPFUE
код
hc паровичный
102
bc бурый
105
уголь/лигнит
bc брикеты
106
древесина
111
мазут
203
SO23)
[г/ГДж]
6501)
5001)
NOx4)
[г/ГДж]
3001)
3001)
3001)
1301)
98-1,8001)
1802)
100-4501)
1802)
60-5701),
1002)
400-4501)
s
s
уголь
уголь
s
s
l
уголь
биомасса
нефть
l
нефть
газойль
204
g
газ
природный
301
2201)
251)
930-14701),
14002)
85-14101),
6002)
0,5-81)
g
газ
коксов.печь
304
121)
1)
данные CORINAIR90, площадные источники
2)
данные CORINAIR90, точечные источники
3)
SOx:
4)
5)
NOx:
ЛОС:
Коэффициенты выбросов
НMЛOC5)
CH4
CO
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
151)
151)
1001)
1)
1)
15
15
1001)
151)
481)
3-41), 32)
151)
321)
3-41), 32)
1,5-41),
1,52)
2,5-101),
2,52)
2,51)
1,5-41),
1,52)
2- 31),
2,52)
2,51)
CO2
[кг/ГДж]
931)
1131)
N2O
[г/ГДж]
41)
3,51)
1001)
1601)
10-3201),
152)
10-121), 122)
981)
1051)
72-781),
782)
73-741),
742)
10-1201),
132)
101)
53-561),
532)
44-491)
3,51)
41)
2-141),
142)
2-121),
122)
1-31), 32)
1500
г/т продукта
Плавильная печь /1/
2246
г/т продукта
Общий /2/
1675
г/т продукта
Общий, со скруббером Вентури /2/
1182
г/т продукта
Общий, с низкоэнергетическим скруббером /2/
2800
г/т стеклянной дроби
Печь для изготовления стеклянной дроби /1/
8,6-10
кг/т продукта
Общий /3/
2920
г/т продукта
Общий /2/
4000
г/т продукта
Плавильная печь /1/
4250
г/т продукта
Печь для изготовления стеклянной дроби
800
г/т продукта
Общий (ФРГ, ГДР, 1990 г.) /4/
50
г/т продукта
Плавильная печь /1/
150
г/т продукта
Печь для изготовления стеклянной дроби
1,51)
6)
Принимается, что приведенные здесь коэффициенты выбросов относятся к источникам сжигания при
производстве листового стекла. Примечания могут содержать коэффициенты выбросов для других
процессов.
8.2
Производство тарного стекла
Для ситуации в Нидерландах можно предложить следующее:
Коэффициенты выбросов для тарного стекла:
Обработка/перевозка:
пыль:
0,03-0,15 кг/т стекла
плавильная печь:
SO2
1,2 кг/т стекла
CO2
150 кг/т стекла
Fg
0,014 кг/т стекла
Clg
0,05 кг/т стекла
пыль:
0,30 кг/т стекла
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-22
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
топливо:
SO2
3,0 (мазут) кг/т стекла
CO2
265 кг/т стекла
NOx
3,8 кг/т стекла
Пыль является основным источником тяжелых металлов. Выбросы в значительной
степени определяются составом сырьевого материала и продукта. Jockel и Hartje /10/
произвели обобщенные для Германии коэффициенты выбросов. Данные
коэффициенты, используемые также в справочнике PARCOM-ATMOS, приведены в
таблице 13 в г/т стекла.
Таблица 13: Коэффициенты выбросов для производства стекла,
произведенного стекла, обобщенные данные для Германии
Вещество
в
г/т
Коэффициент выбросов
[г/т стекла]
Диапазон [г/т стекла]
Мышьяк
0,12
0,1-0,24
Кадмий
0,15
0,06-0,24
Хром
2,4
0,4-1,1
Медь
0,6
0,4-1,1
Свинец
12
2-24
Ртуть
0,05
0,036-0,072
Никель
1,9
1,2-2,6
Селен
18
2,4-24
Цинк
11
4,8-24
В следующей таблице 14 приведены коэффициенты выбросов от сжигания топлива для
производства тарного стекла на базе данных CORINAIR90 в [г/ГДж]. Коэффициенты
выбросов, связанных с технологией, приводятся в основном в других единицах
(например, г/т продукта) и перечислены в примечании. В случае использования
производственной статистики необходимо учитывать удельное энергопотребление
(например, ГДж/т продукта), специфическое для процесса и страны. По данным
CORINAIR90 диапазон удельного энергопотребления составляет от 6 до 100 ГДж/т
продукта.
Таблица 14: Коэффициенты выбросов для производства листового стекла 7)
Тип топлива
NAPFUE
код
203
SO22)
[г/ГДж]
143-14701)
NOx3)
[г/ГДж]
100-5701)
Коэффициенты выбросов
НMЛOC4)
CH44)
CO5)
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
31)
3-81)
12-201)
CO26)
[кг/ГДж]
73-781)
N2O
[г/ГДж]
2-101)
l
нефть
мазут
l
нефть
газойль
204
55-14101)
100-5701)
1,5 1
1,5-81)
12-201)
73-741)
21)
g
газ
природный
301
0,31)
80-5701)
2,5-41)
2,5- 41)
13-1761)
53-571)
11)
g
газ
сжиженный
нефтяной газ
303
0,041)
1001)
2,11)
0,91)
131)
651)
11)
1)
данные CORINAIR90, площадные источники
2)
SOx:
2246
г/т продукта
Общий /2/
1700
г/т продукта
Плавильная печь /1/
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-23
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
3)
NOx:
4,3-5
кг/т продукта
Общий /3/ (удельный расход топлива 7,5 ГДж/т стекла)
2920
г/т продукта
Общий /1/
3100
г/т продукта
Плавильная печь /1/
4)
ЛОС:
100
г/т продукта
Плавильная печь /1/
5)
СО:
100
г/т продукта
Плавильная печь /1/
6)
СО2:
423
г/т продукта
Общий /2/
7)
Принимается, что приведенные здесь коэффициенты выбросов относятся к источникам сжигания при
производстве тарного стекла. Примечания могут содержать коэффициенты выбросов для других
процессов.
8.3
Производство стекловаты
Для ситуации в Нидерландах можно предложить следующее:
Коэффициенты выбросов для нескольких соединений в кг/т стекловаты:
Обработка/перевозка:
пыль:
0,03-0,15 кг/т стекла
плавильная печь:
SO2
0,5 кг/т стекла
CO2
450 кг/т стекла
Fg
0,006 кг/т стекла
Clg
0,01 кг/т стекла
пыль:
0,04 (после пылеуловителя) кг/т стекла
Намотка/производство ваты:
формальдегид
0,9 кг/т стекла
фенол(ы)
0,3 кг/т стекла
аммиак
4,5 кг/т стекла
ЛОС
0,6 кг/т стекла
топливо:
SO2
5,0 (мазут) кг/т стекла
CO2
670 кг/т стекла
NOx
2,8 кг/т стекла
Выбросы тяжелых металлов могут содержаться в пыли. Конкретная информация по
производству стекловаты отсутствует. Для первоначальной оценки можно применить
коэффициенты для листового и тарного стекла.
В следующей таблице 15 приведены коэффициенты выбросов от сжигания топлива для
производства стекловаты на базе данных CORINAIR90 в [г/ГДж]. Коэффициенты
выбросов, связанных с технологией, приводятся в основном в других единицах
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-24
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
(например, г/т продукта, г/т материала) и перечислены в примечании. В случае
использования производственной статистики необходимо учитывать удельное
энергопотребление (например, ГДж/т продукта), специфическое для процесса и
страны. По данным CORINAIR90 диапазон удельного энергопотребления составляет
от 4,3 до 100 ГДж/т продукта.
Таблица 15: Коэффициенты выбросов для производства стекловаты7)
Тип топлива
NAPFUE
код
203
SO22)
[г/ГДж]
840-14701)
NOx3)
[г/ГДж]
150-4501)
l
нефть
мазут
l
нефть
газойль
204
55-14101)
50-1001)
g
газ
природный
301
81)
60-1501)
1)
2)
Коэффициенты выбросов
НMЛOC4)5)
CH45)
CO6)
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
81)
201)
101)
CO2
[кг/ГДж]
76-771)
N2O
[г/ГДж]
21)
811)
201)
73-741)
21)
2- 31)
20-301)
53-551)
1-31)
данные CORINAIR90, площадные источники (предварительные данные)
SOx:
2246
г/т продукта
Общий /2/
5000
г/т обрабатываемого материала
Регенеративная и рекуперативная печи /3/
20
г/т обрабатываемого материала
Электрическая печь
300
г/т обрабатываемого материала
Плавильная печь
3)
NOx:5400-6000
2500
850
135
245
550
150
150
1000
г/т продукта
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
Общий /3/
Регенеративная печь /3/
Рекуперативная печь /3/
Электрическая печь /3/
Формование, барабанная намотка /3/
Плавильная печь: барабанная намотка /3/
Охлаждение /3/
Плавильная печь /3/
Вулканизация: ослабление пламени /3/
4)
NMЛОС:5000
г/т продукта
/1/
5)
ЛОС:
100
г/т обрабатываемого материала
3500
1500
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
Регенеративная печь, рекуперативная
печь и электропечь /3/
Формование: барабанная намотка /3/
Вулканизация печь: барабанная намотка
150
3500
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
Формование: ослабление пламени /3/
Вулканизация: ослабление пламени /3/
0-500
100-600
125
25
850
г/т стекла
г/т стекла
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
Для электрического плавления /1/
Для других печей /3/
Регенеративная /3/ и рекуператив. печь /3/
Электрическая печь /3/
Вулканизация печь: барабанная намотка
125
1750
г/т обрабатываемого материала
г/т обрабатываемого материала
Плавильная печь /3/
Вулканизация: ослабление пламени /3/
/3/
6)
СО:
/3/
7)
Принимается, что приведенные здесь коэффициенты выбросов относятся к источникам сжигания при
производстве стекловаты. Примечания могут содержать коэффициенты выбросов для других процессов.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-25
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
Производство других видов стекла
8.4
Для производства специального стекла можно применять общие коэффициенты
выбросов для производства стекла, например, листового и тарного. Имеется
конкретная информация по выбросам тяжелых металлов. Коэффициенты выбросов
взяты из справочника по коэффициентам выбросов PARCOM-ATMOS и другой
литературы:
Для производства свинцового хрусталя приводится коэффициент выбросов 60 г
свинца/т продукта, с применением рукавного фильтра в качестве метода
снижения выбросов. Без снижения предполагаемый коэффициент выбросов
составляет 1% содержания свинца в стекле. /36/
Для цветного стекла приводится коэффициент выбросов 0,11-0,15 г кадмия /г
стекла.
По Германии конкретная информация предоставлена Jockel and Hartje /10/. Эта
информация приводится в таблице 16.
Таблица 16: Коэффициенты выбросов тяжелых металлов от производства
специального стекла в Германии в [г/т продукта]
Вещество
Коэффициент выбросов [г/т
продукта]
Диапазон [г/т продукта]
Мышьяк (свинцовый хрусталь)
140
22-310
Мышьяк (хрусталь)
96
-
Кадмий
0,15
0,06-0,24
Хром
2,4
0,5-5
Медь
0,6
0,4-1,1
Свинец (свинцовый хрусталь)
2700
2200-3200
Свинец (хрусталь)
480
-
Ртуть
0,05
0,036-0,072
Никель
1,9
1,2-2,6
Селен
18
2,4-24
Цинк
11
4,8-24
В следующей таблице 17 приведены коэффициенты выбросов от сжигания топлива для
производства других видов стекла на базе данных CORINAIR90 в [г/ГДж].
Коэффициенты выбросов, связанных с технологией, приводятся в основном в других
единицах (например, г/т продукта, г/т обрабатываемого материала) и перечислены в
примечании. В случае использования производственной статистики необходимо
учитывать удельное энергопотребление (например, ГДж/т продукта), специфическое
для процесса и страны. По данным CORINAIR90 диапазон удельного
энергопотребления составляет от 25 до 6000 ГДж/т продукта.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-26
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
Таблица 17: Коэффициенты выбросов для производства прочих видов стекла6)
Тип топлива
NAPFUE
код
hc паровичный
102
bc древесина
111
SO23)
[г/ГДж]
7871)
NOx4)
[г/ГДж]
1501)
2001)
Коэффициенты выбросов
НMЛOC5)
CH4
CO
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
151)
151)
101)
501)
301)
CO2
[кг/ГДж]
941)
921)
N2O
[г/ГДж]
141)
141)
s
s
уголь
биомасса
l
нефть
мазут
203
960-14701),
132- 3701)
3-191)
0,1-31)
15-191)
761)
141)
l
нефть
газойль
204
138-14101),
80-1001)
21)
11)
121)
731)
141)
l
l
керосин
206
691)
801)
21)
11)
121)
711)
141)
бензин
моторное
208
451)
801)
21)
11)
121)
711)
141)
g
газ
природный
301
8-2601)
32-6221)
10-261)
0,4- 31)
8,5- 951)
53-561)
1-3,71)
g
газ
сжиженный
нефтяной газ
303
21)
20-401)
1-41)
1-41)
131)
60-651)
31)
1)
данные CORINAIR90, площадные источники
2)
SOx:
3)
4)
5)
6)
2246
г/т продукта
Общий /1/
1500
г/т обрабатываемого материала
Текстильное волокно, регенеративная и
рекуперативная печи /2/
2800
г/т продукта
Прессованное и выдувное стекло,
плавильная печь /2/
2800
г/т стеклянной дроби
Печь для получения стеклянной дроби/2/
г/т продукта
Общий /3/
10000
г/т обрабатываемого материала
Текстильное волокно, регенеративная и
рекуперативная печи и плавил.печь /2/
1300
г/т обрабатываемого материала
Текстильное волокно, вулканиз. печь/2/
4250
г/т продукта
Прессованное и выдувное стекло,
плавильная печь /2/
4250
г/т стеклянной дроби
Печь для получения стеклянной дроби/2/
100
г/т обрабатываемого материала
Текстильное волокно, регенеративная и
рекуперативная печи /2/
0
г/т обрабатываемого материала
Текстильное волокно, плавильная печь /2/
150
г/т продукта
Прессованное и выдувное стекло,
плавильная печь /2/
150
г/т стеклянной дроби
Печь для получения стеклянной дроби/2/
100
г/т продукта
Прессованное и выдувное стекло,
средний /3/
100
г/т продукта
Прессованное и выдувное стекло,
плавильная печь /2/
NOx:3500-6000
ЛОС:
СО:
Принимается, что приведенные здесь коэффициенты выбросов относятся к источникам сжигания при
производстве прочих видов стекла. Примечания могут содержать коэффициенты выбросов для других
процессов.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-27
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Был проведен анализ выбросов пыли из плавильных печей в Нидерландах. Основные
составляющие из этого анализа приведены в г/тонну стекла:
Вещество
Концентрация [г/т стекла[
Алюминий
1,3
Хром
0,15
Кобальт
0,05
Медь
0,15
Железо
2,4
Свинец
0,30
Марганец
0,05
Никель
1,0
Титан
0,08
Ванадий
1,90
Цинк
0,25
Эти вещества присутствуют в виде сульфатов.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
При применении упрощенного подхода результаты могут сильно отличаться от
реальной ситуации. В этом случае подходит классификация C-D. При наличии
большего количества детальной информации о конкретном заводе, коэффициенты
следует откорректировать в классификацию B-C.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
Расчет по умолчанию можно значительно усовершенствовать
информации об используемом сырьевом материале.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
УЛУЧШЕНИЯ
при
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
наличии
ДЛЯ
Не относится к данному случаю, если объект рассматривается точечным источником,
если площадным – то национальные выбросы должны распределяться на основе
мощности завода, занятости или численности населения.
Производство специального стекла, как правило, осуществляется на небольших
заводах. Они могут рассматриваться в качестве площадного источника посредством
распределения предполагаемых национальных выбросов на основе мощности завода,
занятости или численности населения.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-28
ic030314
13
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Производство листового, тарного стекла и стекловаты можно рассматривать как
непрерывный процесс. Производство специального стекла – это, как правило,
прерывистый процесс, но информация по временному профилю отсутствует.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
Комментарии отсутствуют.
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Emission inventory in The Netherlands, 1992. Emission to air and water
Personal information and experience during emission inventories 1975-1995
Emission factors to be used for the building industry, TNO report 89/091
Environmental Protection Agency, Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42
PARCOM-ATMOS Emission Factors Manual
SPIN document “Productie van glas,glasvezel, en glaswol”, 1992 (на голландском)
LEENDERTSE, A.: Dutch notes on BAT for the Glass and Mineral Wool Industry.
prepared for the Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment. Directorate
for Air and Energy Draft version October 1998
WESSELS BOER CONSULTANCY: Personal communication, 1998
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Проверку расчета выбросов можно провести путем сравнения расчетных величин
выбросов с замерами, проведенными на заводах.
17
ССЫЛКИ
EPA (ed.): AIRS Facility subsystem, EPA-Doc 450/4-90-003, Research Triangle Park, March
1990.
Loos B.: Produktie van Glas, Glas vezel en Glaswol; RIVM-report 736301115; RIZA-report
92.003/15, 1992.
Bouscaren M. R.: CORINAIR Inventory, Default Emission Factors Handbook,; second
Edition, comission of the European Communities, Paris, 1992.
BUNDESUMWELTMINISTERIUM (ed.). Erster Bericht der Regierung der Bundesrepublik
Deutschland nach dem Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über
Klimaänderungen, 994.
Schmalhorst E.; Ernas T.: First Practical Experiences with an SCR DeNOx Facility in a
Container Glassworks, in: Glastechnische Berichte Glass Sci. Technol., 68 (1995) 5.
EPA (ed.): AP42 CD-Rom, 1994.
VDI (ed.): Emissionsminderung Glasshütten / Emission Control Glass Manufacture; VDI
2578; Düsseldorf, 1988.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-29
ic030314
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
Her Majesty´s Inspectorate of Pollution (ed.): Glass Manufacture and Production Glass Frit
аnd Enamel Frit; Environmental Protection Act 1990; Process Guidance Note IPR 3/5;
London, 1992.
Barklage-Hilgefoot H.J.; Sieger W.: Primary measures for the NOx-Reduction on Glass
Melting Furnaces, in: Glasstechnik Bericht 62 (1989) 5.
Jockel W.; Hartje J. (1991) Datenerhebung über die Emissionen Umwelt-gefährdenden
Schwermetalle. Forschungsbericht 91-1-4 02 588; TüV Rheinland e.V. Köln.
Rentz O; Schleef H.-J.; Dorn R; Sasse H.; Karl U.: Emission Control at Stationary Sources in
the Federal Republic of Germany, Sulphur Oxide and Nitrogen Oxide Emission Control,
UFOPLAN-Ref. No. 104 02 360, Karlsruhe, August 1996.
Eichhammer W.; Bradke H.; Flanagan J.; Laue H. J.; Bahm W.: Energy Efficient Techniques
in Domestic Glass Production, Report to European Commission Directorate-General for
Energy – DG XVII, Contract No.XVII/7001/90-8, June 1994.
UN/ECE (ed.): Task Force on Heavy Metal Emissions, State-of-the-Art Report–Second
Edition, Prague, 1995.
Abraham D.; Quirk R.; de Reydellet A.; Scalet B. M.; Tackels G.: Personal Communication,
July 1997.
VDI Kommission Reinhaltung der Luft (ed.): Emissionsminderung Glashütten, VDI
Richtlinie 2578, 7. Vorentwurf, in: VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Volume 1,
Düsseldorf, April 1997.
Nölle G.: Technik der Glasherstellung, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig,
1978.
Teller A.J.; Hsieh J.Y.: Glass Manufacturing, in: Buonicore A.J.; Davis T.W. (eds.): Air
Pollution Engineering Manual, New York, 1992.
Kircher U.: NOx-Emissionen und Stand der Minderungstechnik, in: HVG-Fortbildingskurs
1993, Minderung der Staub- und Schadgas-Emissionen bei Glasschmelzöfen,
Fachhochschule Nürnberg, 1993.
Quirk R.: Review of Controls of NOx: Glass Opportunities – The Challenge of the
Environment, in: Glass Technology, Volume 38, No. 4, August 1997.
Flamme M.: Feuerungstechnische NOx-Minderungsverfahren, in: HVG-Fortbildungskurs
1993, Minderung der Staub- und Schadgas-Emissionen bei Glasschmelzöfen,
Fachhochschule Nürnberg, 1993.
Flamme M.; Haep J.: Möglichkeiten zur Minderung der NOx-Bildung im Bereich der
Glasindustrie, in: Gaswärme International, 43 (1994) 9.
Gitzhofer K.-H.: Emissionen und Stand der Abgasreinigung, in: HVG-Fortbildungskurs
1993,
Minderung der Staub- und Schadgas-Emissionen bei Glasschmelzöfen, Fachhochschule
Nürnberg, 18./19. November 1993.
Kircher U.: NOx-Minderung von Glasschmelzöfen, in: GASWÄRME International, 42
(1993) 1/3, p. 14-21.
Delacroix F., Delhopital G., Lalart D., Mocek L., Tackels G.: Réduction des Emissions
d’Oxydes d’Azote dans l’Industrie du Verre, Comité de Suivi du Verre, Arrêté du 14 Mai
1993, July 1996.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-30
ic030314
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
Barklage-Hilgefort, H., Sieger W.: Primary Measures for the NOx Reduction on Glass
Melting Furnaces, in: Glastechnische Berichte, 62 (1989), 5, p. 151-157.
Joshi M.L., Wishnick D.B., Madrazo R. F., Benz W.H., Panahi S.K., Slavejkov A.G., Abbasi
H.A., Grosman R.E., Donaldson L.W.: Cost-Effective NOx Reduction Using OxygenEnriched Air Staging on Regenerative Glass Furnaces, 55th Conference on Glass Problems,
November 1994.
Kircher U.: Present Status of NOx Reduction by Primary and Secondary Measures in the
German Glass Industry, in: Proceedings: XVII International Congress on Glass, Beijing,
1995.
Shulver I.: New Developments in NOx Control – Pilkington ‘3R’ Process, in: Glastechnische
Berichte, 67 (1994) 11.
Quirk R.: Pilkington 3R Process in Glass Industry: An Update, in: Combustion et Procédés
Industriels – Comment Réduire les Emissions d’Oxydes d’Azote, Rencontres et Journées
Techniques de l’Ademe, Angers, September 1996.
Koppang R.; Evaluation du Reburning sur un Four de Verre Creux de 350 Mg/j, in:
Combustion et Procédés Industriels – Comment Réduire les Emissions d’Oxydes d’Azote,
Rencontres et Journées Techniques de l’Ademe, Angers, September 1996.
Pabst R.: Noncatalytic Removal of Nitrogen in a Recuperative Container Glass Furnace, in:
Glastechnische Berichte, 57 (1994) 3.
Genuist G.: SCR: L’expérience d’EUROGLAS dans le domaine du verre plat, in:
Combustion et Procédés Industriels – Comment Réduire les Emissions d’Oxydes d’Azote,
Rencontres et Journées Techniques de l’Ademe, Angers, September 1996.
UN/ECE
TASK
FORCE
ON
THE
ASSESSMENT
OF
ABATEMENT
OPTIONS/TECHNIQUES FOR NITROGEN OXIDES FROM STATIONARY SOURCES:
Draft Background Document, French-German Institute of Environmental Research,
Karlsruhe, April 1998.
Landesgewerbeanstalt Bayern: Beurteilung von Anlagen zur Herstellung von Glas nach der
12. BImSchV, Nürnberg, 1994.
EPA (ed.): AP42 CD-Rom, 1995.
UK Energy Efficiency Office. Energy efficient environmental control in the glass industry.
Good practice Guide no 127 (1994).
Overzicht Productie, Energieverbruik en Rookgasemissies Nederlandse Glasindustrie anno
1990; Beerkens, Dr Ir R.G.C.; Technische Physische Dienst TNO-TUD (report number
TPDGL-RPT-91-007), January 1991 (на голландском).
LEENDERTSE, A.: Personal communication about the carbonization process, 1998.
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Подробную библиографию можно найти в литературе, приведенной в AP42 или
Руководстве PARCOM-ATMOS.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-31
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельностьи 030314-030317 и 040613
ic030314
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
декабрь 1998 г.
Источник:
P. F. J.van der Most
Inspectorate for Environmental Protection
Netherlands
O Rentz, S Nunge
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Inspectorate for the Environment
Dept for Monitoring and Information Management
PO Box 30945
2500 GX Den Haag
The Netherlands
Тел.: 31 70 339 4606
Факс: 31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3313-32
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030318
ic030318
SNAP-КОД:
030318
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Минеральная вата
NOSE-КОД:
104.11.09
1А2f
NFR-КОД:
1
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В этой главе рассматриваются выбросы от процессов сжигания при производстве
минеральной ваты.
Смесь минералов и кокса нагревают до температуры плавления, когда расплавленное
вещество можно вытянуть в волокна. Волокна обрабатываются смолами, и образуется
продукт, похожий на вату.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
Доля выбросов от сжигания топлива при производстве минеральной ваты в суммарных
выбросах 28 стран CORINAIR90 невелика, как показано в таблице 1.
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах CORINAIR’90 (28 стран)
Категория
источника
Производство
минеральной ваты
Доля в суммарных выбросах [%]
SNAP-код
030318
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0
0
-
-
0
0
-
-
0 = данные по выбросам имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных по выбросам
Также существуют выбросы фенолов, но их оценок для Европы нет.
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание операций
Продукты, изготовленные из искусственного минерального волокна (MMMF), обычно
состоят из неорганических волокон, полученных из силикатного расплавленного
материала, и в зависимости от области их применения, содержат вяжущие вещества,
добавки и фильтры [3].
Несмотря на то, что в целом технология плавления очень напоминает технологию
плавления стекла, имеют место значительные различия в составе типов стекла,
которые должны отвечать специальным требованиям к искусственным минеральным
волокнам в части технологичности, вязкости, диапазона плавления, гидролитического
класса, термостойкости и т.д. В частности используются особые стекла, содержащие
бор, и стекла с добавками вулканической породы (фонолита, базальта и диабаза) [3].
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3318-1
ic030318
3.2
Определения
3.3
Технологии
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030318
Для силикатных расплавов используются вагранки. Исходным материалом для
производства MMMF являются силикатные породы (например, базальт, диабаз) или
металлургический шлак с щелочными и кислотными добавками (например, известняк,
доломит, песчаник). В качестве топлива используется кокс, мазут или газ [3].
В блоках электрических плавильных печей минеральное сырье расплавляется за счет
нагрева электрическим сопротивлением. Используются также блоки из огнеупорных
материалов и металлические контейнеры с водяным охлаждением [3]
Силикатный расплав подается в закрытые или открытые каналы (питатели, желоба)
или непосредственно в блоки обработки, где производятся волокна. Чаще всего
используются процессы дутья, центрифугирования и тяги [3].
Искусственные минеральные волокна обычно пропитываются, вымачиваются или
покрываются с возможной последующей сушкой для получения широкого диапазона
конечных продуктов [3].
Пропитанный или покрытый покрывающим слоем полуготовый продукт высушивается
горячим воздухом. Используются однослойные или многослойные сушилки
непрерывного прохождения и камерные сушильные печи. Температура горячего
воздуха может достигать 300оС. Происходит общая циркуляция горячего воздуха
(процесс циркуляции воздуха), обеспечивающая прямой и косвенный подогрев
(например, с помощью масляного теплоносителя) [3]. Для производства определенных
продуктов используется горячее прессование; сушка и закалка осуществляются путем
подогрева между двумя нагретыми формами [3].
Потребление энергии составляет 6-10 ГДж на тонну произведенного продукта.
3.4
Выбросы
Выбросы пыли являются результатом перемещения сырьевого материала, а также
процесса плавления.
Прочие выбросы выделяются при процессе плавления, вытягивания нити, а также
конечной обработки ваты. Выбрасываемыми загрязняющими веществами являются:
оксиды серы (SOx), оксиды азота (NОx), ЛОС (неметановые ЛОС и метан (CH4)), оксид
углерода (СО), диоксид углерода (СО2) и закись азота (N2O). По данным CORINAIR90
основными загрязняющими веществами являются SO2, NOx и СО2 (см. также таблицу
1).
Вагранка является источником выбросов СО, CO2 и NOx, происходит также выброс
SO2 и H2S, поскольку шлак доменной печи содержит серу [4].
Выбросы органических и неорганических веществ возникают при изготовлении
искусственных минеральных волокон. Неочищенный газ плавильных печей обычно
имеет абсолютно неорганическую природу и не содержит волокнистых компонентов.
Выбросы органических веществ могут возникнуть при приготовлении вяжущих
веществ [3].
Когда обрабатываются вяжущие вещества, содержащие азот (аммиак, аминопласт), в
отходящих газах в зависимости от условий эксплуатации могут наблюдаться аммиак
и/или органические соединения, содержащие азот [3].
Выброс газов или твердых частиц при производстве волокна не наблюдается [3].
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3318-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030318
ic030318
3.5
Меры по снижению выбросов
Выбросы пыли от перемещения и подачи сырьевого материала можно уменьшить с
помощью использования тканевых фильтров или применения различных методов
усовершенствования этих операций.
Вытяжные системы и сушилки (закалочные сушилки, прессы) должны
конструироваться таким образом, чтобы предотвратить перегрузку оборудования
вследствие повышенных температур и избыточных скоростей потока, усиленного
испарения составляющих вяжущих веществ и переноса в воздушном потоке капель и
волокнистой пыли [3].
Зловонные и органически загрязненные отходящие газы сушильных и закалочных
печей подаются на установки очистки отходящих газов. Можно использовать системы
многоступенчатого мокрого сепаратора (скрубберы) в сочетании с мокрыми
электрофильтрами или аэрозольными сепараторами, а также каталитическое и
тепловое сжигание. Процессы с применением высокочастотной сушки не ведут к
образованию зловонных и органических выбросов. Значительные выбросы пыли при
сушке и закалке не наблюдаются. Отходящие газы выбрасываются через дымовую
трубу [3].
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Упрощенная методика заключается в применении соответствующего коэффициента
выбросов на основе данных производственной статистики или статистики
энергопотребления.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
При наличии обширной программы замеров можно рассчитать выбросы для
конкретного завода.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Стандартные производственно-энергетические статистические данные национальных
или международных статистических справочников.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Производство минеральной ваты является незначительным источником выбросов и,
как следствие, может рассматриваться как площадный источник. Однако производство,
на котором имеется дымовая труба, может считаться точечным источником, если
имеются заводские данные.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Для ситуации в Нидерландах можно предложить следующее:
Коэффициенты выбросов в кг/тонну ваты составляют:
Подача/перевозка:
пыль:
0,5 кг на тонну ваты
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3318-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030318
ic030318
Плавильная печь:
SO2
1,5 кг на тонну ваты
CO2
115 кг на тонну ваты
СО
3,2 кг на тонну ваты
Fg
0,008 кг на тонну ваты
Пыль:
0,06 кг на тонну ваты (после коллектора пыли)
Вытягивание нити/производство ваты:
Формальдегид
0,2 кг на тонну ваты
Фенол(ы)
0,7 кг на тонну ваты
Аммиак
1,8 кг на тонну ваты
ЛОС
1,0 кг на тонну ваты
Топливо:
NOx
1,1 кг на тонну ваты
CO2
450 кг на тонну ваты
В таблице 2 приведены коэффициенты выбросов, связанные со сжиганием топлива при
производстве минеральной ваты по данным CORINAIR90 в [г/ГДж]. Коэффициенты
выбросов, связанные с технологией, в большинстве своем приведены в других
единицах (например, г/т продукта, г/т шихты) и перечислены в примечаниях к таблице.
В случае использования производственных статистических данных следует учитывать
удельное энергопотребление (ГДж/т продукта), которое присуще только данному
процессу и данной стране. По данным CORINAIR90 величина удельного
энергопотребления находится в диапазоне от 7 до 5 000 ГДж/т продукта.
Таблица 2:
Коэффициенты выбросов при производстве минеральной ваты7)
Коэффициенты выбросов
Тип топлива
NAPFUE
SO22)
NOx3)
НMЛOC4)
CH44)
CO5)
CO26)
N2O
NH3
[г/ГДж]
код
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[кг/ГДж]
[г/ГДж]
s
уголь
hc паровичный
102
584-6101)
150-2001)
151)
5-151)
20-971)
93-951)
3-51)
s
кокс
hc коксов.печь
107
138-5841)
90-1001)
1,5-831)
1,51)
971)
101-1101)
31)
s
кокс
bc коксов.печь
108
6501)
2201)
51)
151)
901)
861)
31)
s
биомасса
древесина
111
1)
1)
l
нефть
мазут
203 143-10301)
l
нефть
газойль
204
55-94
100
g
газ
природный
301
0,3-81)
60-2501)
g
газ
сж.нефт.газ
303
1)
1)
2)
3)
130
1)
0,04
130
100-3301)
100
1)
1))
48
1)
32
31)
1,5-2
160
3-81)
1)
4-101)
2,1
1)
1)
1,5-8
1)
2- 41)
0,9
1)
1)
102
1)
12-201)
73-781)
1)
1)
41)
2-101)
12-20
73-74
21)
13-201)
53-571),
1-31)
13
1)
65
1)
11)
данные CORINAIR90, площадные источники
SOx:
8480 г/т
(1989) /1/
2320 г/т
(1991) /1/
10 г/т загрузки
Вагранки /2/
NOx:
210 г/т продукта
(1989) /1/
200 г/т продукта
(1991) /1/
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3318-4
ic030318
4)
5)
6)
7)
9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030318
800 г/т загрузки
Вагранки /2/
80 г/т загрузки
Вагранки /2/
ЛОС:
450 г/т загрузки
Камера продувки
500 г/т загрузки
Вулканизационная печь
CO:
8120 г/ГДж
(1989 г.) /1/
<7400 г/ГДж
(1991 г.) /1/
CO2:
67,4 кг/ГДж продукта
Общий для (1989 г.) /1/
168 кг/ГДж продукта
Общий для (1991 г.) /1/
Принимается, что приведенные здесь коэффициенты выбросов относятся к источникам сжигания при
производстве минеральной ваты. Примечания могут содержать коэффициенты выбросов для других
процессов.
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Информация об основном составе выбросов пыли отсутствует.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
В классификации качества коэффициенты выбросов, выраженные на тонну ваты,
оцениваются как D.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Информация о замерах, связанных с методами снижения выбросов, ограничена.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Предполагаемые национальные выбросы можно распределить на основании мощности
завода, занятости или численности населения.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Производство минеральной ваты является полунепрерывным процессом, но прочая
количественная информация отсутствует.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Emission inventory in The Netherlands, 1992. Emission to air and water
Personal information and experience during emission inventories 1975-1995
Emission factors to be used for the building industry, TNO report 89/091 (1989, на
голландском)
Environmental Protection Agency
Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP 42
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3318-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030318
ic030318
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Проверку можно осуществить с помощью сравнения расчетных значений выбросов с
замерами, произведенными на заводах.
17
ССЫЛКИ
/1/
Kaskens, H.J.M.; Matthijsen, A.J.C.M.; Verburgh, J.J.: Productie van steenwol; RIVMreport 736301114; RIZA-report 92.0003/14; 1992
/2/
EPA (ed.): AIRS Facility subsystem; EPA-Doc 450/4-90-003; Research Triangle Park;
1990
/3/
VDI (ed.): Emissionsminderungsanlagen zur Herstellung von Mineralfaserprodukten/Emission Control Facilities for the Production of Man-Made Mineral Fibres
(MMMF); VDI 3457; Dusseldorf, 1994
/4/
EPA (ed.): AP42 CD-Rom; 1995
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Подробную библиографию можно найти в литературе, приведенной в AP42.
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
ноябрь 1995 г.
Источник:
P F J van der Most, R Wessels Boer
TNO
The Netherlands
Поддержка: Otton Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Inspectorate for the Environment
Dept for Monitoring and Information Management
PO Box 30945
2500 GX Den Haag
The Netherlands
Тел.: 31 70 339 4606
Факс: 31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3318-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030319
ic030319
SNAP-КОД:
030319
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Кирпич и черепица
NOSE-КОД:
104.11.10
1А2f
NFR-КОД:
1
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В этой главе рассматриваются выбросы от процессов сжигания при производстве
кирпича и черепицы. Однако в последующем изложении также упоминаются выбросы
от процессов, не связанных со сжиганием.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
Доля выбросов от сжигания топлива при производстве кирпича и черепицы в
суммарных выбросах стран CORINAIR90 приведена ниже:
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах CORINAIR’90 (28 стран)
Категория
источника
Кирпичи и черепица
SNAPкод
030319
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0,3
0,3
0
0
0,3
0,6
0,1
-
0 = данные по выбросам имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0,1%)
- = нет данных по выбросам
Выбросы фтористых соединений также существенны, но в настоящее время данные об
этих выбросах на европейском уровне отсутствуют.
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание процессов
Производство кирпича и связанных продуктов, таких как глиняные трубки,
керамические изделия и некоторые типы огнеупорного кирпича, подразумевает
добычу, дробление, просеивание и перемешивание сырьевых материалов, глины и
добавок, таких как каолин или известняк, и формование, резку или придание формы,
сушку или закалку, а также обжиг конечного продукта /4/.
На начальном этапе процесса формовки изделия глину смешивают с водой в
глиномялке. При формовке кирпича применяется три основных процесса: плотная
керамическая масса, пластичная керамическая масса и сухое прессование. При
обработке плотной керамической массы добавляется необходимое количество воды
для пластичности глины, и кирпич формуется пресс-формой. Для разделения кирпичей
используется проволока. С помощью этого процесса изготавливается вся строительная
черепица и большая часть кирпича. Процесс с пластичной керамической массой
обычно используется, когда глина слишком влажная для применения процесса с
плотной керамической массой. Глина смешивается с водой до содержания влаги от 20
до 30%, и кирпичи формуются в формах /4/.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3319-1
ic030319
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030319
Почти неизменно имеет место три стадии подогрева /5/:
Начальный этап сушки, при котором значительный объем горячего воздуха должен
пройти через кладку, чтобы полностью удалить влагу из изделия.
Этап окисления при нагревании, в течение которого удаляется химически связанная
вода из продукта, и завершается окисление углеродистого вещества в заготовке.
Заключительный этап, при котором достигается необходимая температура 95011000С, и выдержка при определенной температуре позволяет добиться
однородности тепловой обработки и получить необходимую степень стеклования и
готовности.
3.2
Определения
3.3
Технологии
Можно выделить два типа обжиговых печей: печи с периодическим и непрерывным
процессом:
Обжиговые печи с периодическим процессом
Обжиговые печи с периодическим процессом используются главным образом для
обжига специальных продуктов, не предназначенных для длительного
использования, когда пластичность более важна, чем большая тепловая
эффективность или большой выход одного продукта. Неизбежны значительные
потери тепла при работе этой печи [5].
В производстве тяжелой глины используется два типа обжиговых печей,
работающих в периодическом режиме: прямоугольная печь с нижней тягой и
круглая печь с нижней тягой. В каждом типе используется муфельная печь и
открытое пламя. В муфельной печи газы не контактируют с обжигаемыми
продуктами, теплопередача почти полностью обеспечивается за счет излучения от
стенок муфельной печи. При обжиге открытым пламенем, что более широко
используется, все газы и пламя проходят через пространство вокруг изделия, прежде
чем продукты горения будут выпущены через систему отходящих газов /5/.
Как правило, каждая печь соединяется с отдельной дымовой трубой. Тяга в печи
контролируется регулятором тяги в основании трубы /5/.
Обжиговая печь непрерывного действия.
Обжиговые печи непрерывного действия используются для обжига стандартных
продуктов, когда требуется их большое производство. Рекуперация тепла от
остывающих продуктов и из газов печи повышает тепловую эффективность таких
печей. Использование обжиговых печей непрерывного действия дает экономические
преимущества от массового производства и высокой тепловой эффективности [5].
В печах непрерывного действия применяется два различных принципа обжига. В
вагонных туннельных обжиговых печах зоны подогрева, обжига и охлаждения с
огневым подводом теплоты, и продукт проходит сквозь данные зоны в вагонах или
вагонетках, которые приводятся в движение внешним толкательным механизмом.
Туннели могут быть прямыми и кольцевыми. В кольцевых туннелях вместо
вагонеток используется подвижный под [5].
Во втором типе обжиговых печей непрерывного действия продукты
устанавливаются внутри печи и остаются неподвижными, в то время как зоны
подогрева, обжига и охлаждения движутся вокруг печи. В этом типе печей может
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3319-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030319
ic030319
использоваться один непрерывный туннель, или система обжиговой печи может
состоять из ряда поперечных арочных камер, соединенных через соответствующие
камерные отверстия [5].
Наиболее часто для нагрева печи используется природный газ, но используются и
другие виды топлива. Обычное потребление энергии составляет около 2-2,5 ГДж на
тонну продукта.
3.4
Выбросы
Загрязняющими выбрасываемыми веществами являются пыль, оксиды серы (SOx),
оксиды азота (NОx), летучие органические соединения (неметановые ЛОС и метан
(CH4)), оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2), закись азота (N2O), фторид (Fg),
хлор (Clg) и аммиак (NH3). По данным CORINAIR90 в основном выбрасываются SO2,
NОx, СО и СО2 (см. также таблицу 1).
Загрязнение от производства кирпича в основном ограничивается отходящими газами
из дымовой трубы обжиговой печи. Загрязняющие вещества в отходящих газах
происходят главным образом от примесей глины, хотя использование угля или мазута
в качестве топлива значительно увеличивает суммарные выбросы в атмосферу.
Примеси глины дают выбросы фторидов от фтора, содержащегося в глинистых
минералах, оксидов серы от железного колчедана или других серосодержащих
минералов (к примеру, сульфатов), а также пахучих газов от органических веществ,
присутствующих в глине или добавленных в глину в процессе ее обработки.
Содержание серы в глине в зависимости от вида глины колеблется в широких
пределах. Продукты горения выбрасываются при сжигании топлива в сушильной и
обжиговой печах [5].
В качестве топлива в основном используется природный газ; применение мазута и угля
снизилось. Около 2% оксидов серы выбрасывается в форме триоксида серы. По
результатам проведенных в Великобритании исследований выбросов диоксида серы из
туннельных печей суммарные выбросы диоксида серы составили 480 мг/м3 [4, 5].
В процессе горения образуются выбросы оксидов азота в результате окисления
химически связанного азота в топливе, глине и из атмосферного азота. Вообще, чем
выше температура, тем больше образуется оксидов азота [5].
3.5
Меры по снижению выбросов
Существуют следующие основные категории методов борьбы с выбросами данных
загрязняющих веществ, образующихся в этом процессе: сухая абсорбция, конденсация,
мокрая очистка, десульфуризация отходящего газа, сжигание и влажная/сухая
абсорбция.
Сухая абсорбция:
В основе большинства применяемых в настоящее время в производстве кирпича
систем очистки отходящих газов лежит сухая абсорбция. Используется две системы:
фильтры с уплотненным слоем (насадкой) и тканевые фильтры.
Фильтры с уплотненным слоем:
В системе фильтров с уплотненным слоем поглощение фторидов происходит в
слое фильтра из гранулированного известняка (карбонат кальция), через который
проходит отходящий газ. Соединения фтора и другие загрязняющие вещества
поглощаются насадкой фильтра, где осаждается и пыль, тем самым отпадает
необходимость в отдельном фильтре для улавливания пыли. Эффективность
работы этих систем, как правило, высока. Уровни концентраций в обработанном
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3319-3
ic030319
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030319
газе составляют для фтора <5 мг/м3 как водород, фторид, удаление триоксида
серы-90%, удаление диоксида серы-10-15% и твердых частиц <50 мг/м3.
Тканевые фильтры:
Известь или гашеная известь инжектируется в газовый поток для абсорбции
газообразных соединений фтора и серы. Образовавшиеся в результате фтористый
шпат и гипс удаляются из газового потока с помощью тканевых фильтров.
Эффективность удаления в таких системах составляет: для фтора-99%, триоксида
серы-75%, диоксида серы – от 5 до 10% и пыли <50 мг/м3. Основным
преимуществом стандартной системы тканевого фильтра является способность
функционировать в среде с большим содержанием серы, возможно, до 2000 мг/м3
диоксида серы, так как вероятность засорения менее вероятна.
Конденсация:
Принцип действия данных систем заключается в охлаждении газа до такой степени,
когда загрязняющие вещества оседают за счет конденсации. Образовавшийся таким
образом конденсат содержит фтористоводородную и серную кислоты, которые
весьма агрессивны. Конденсаты затем нейтрализуются каустической содой или
известковым молоком. На практике предпочтение отдается известковому молоку,
поскольку каустическая сода дороже. При применении этого метода предполагаемая
эффективность удаления фтора составляет 90%, триоксида серы-50% и диоксида
серы-15%.
Мокрая очистка:
Системы мокрой очистки предназначены для установления контакта между
скрубберной жидкостью и загрязняющим веществом для способствования
процессам абсорбции и оседания. Заявленная эффективность удаления фтора – 99%,
диоксида серы – 15% и твердых частиц – 87%.
Сжигание:
Сжигание отходов с сильным запахом можно осуществить вне обжиговой печи для
успешного удаления этих соединений.
Влажная/сухая абсорбция:
Поглотитель диоксида серы (известь, карбонат натрия, раствор карбоната или шлам)
инжектируется в поток отходящего газа до любого пылеулавливающего
оборудования. Применение данного процесса позволяет удалять около 70% серы в
газовом потоке.
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Упрощенная методика заключается в применении соответствующего коэффициента
выбросов к производственной статистике или статистике энергопотребления.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
При наличии обширной программы замеров можно рассчитать выбросы для
конкретного завода.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3319-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030319
ic030319
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Стандартные производственные статистические данные и статистические данные по
энергопотреблению содержатся в национальных или международных статистических
справочниках.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Производство кирпича и черепицы можно рассматривать как площадный источник.
Однако на заводах данной отрасли производства, как правило, установлены высокие
дымовые трубы, которые могут рассматриваться как точечные источники, если есть
конкретные данные по предприятию.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Для ситуации в Нидерландах может быть предложено следующее:
Коэффициенты выбросов представлены для трех видов глины:
класс А: продукт после обжига приобретает «красный» цвет
класс В: продукт после обжига приобретает «желтый» цвет
класс С: продукт после обжига приобретает «белый» цвет
Коэффициенты выбросов в кг/т продукта
класс А «красный»
класс В «желтый»
класс С «белый»
SO2
0,175
0,040
0,600
SO3
0,030
0,050
0,055
Пыль*
0,050
0,050
0,050
Fg
0,170
0,060
0,250
Clg
0,040
0,035
0,110
Коэффициенты выбросов в кг/м3 использованного природного газа
класс А «красный»
класс В «желтый»
класс С «белый»
NOx
0,0032
0,0032
0,0032
CO
0,0080
0,0100
0,0160
CO2
2,3000
3,7000
3,0000
CxHy
0,0011
0,0011
0,0011
* пыль состоит из частиц глины, состав может меняться в значительной степени
В нижеследующей таблице 2 приведены коэффициенты выбросов от сжигания топлива
в производстве кирпича и черепицы на основе данных CORINAIR90 в [г/ГДж].
Коэффициенты выбросов, связанные с технологией, в большинстве своем приведенные
в других единицах (например, г/т продукта), перечислены в примечаниях к таблице. В
случае применения производственных статистических данных следует учитывать
удельное энергопотребление, которое присуще только данному процессу и данной
стране. По данным CORINAIR90 диапазон удельного энергопотребления составляет от
2 до 100 ГДж/т продукта.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3319-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030319
ic030319
Таблица 2:
Коэффициенты выбросов для производства кафеля и черепицы)
Коэффициенты выбросов
Тип топлива
NAPFUE
Код
SO22)
NOx3)
НMЛOC4)
CH44)
CO5)
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
CO26)
N2O
[кг/ГДж] [г/ГДж] [г/ГДж]
s
уголь
hc коксующийся
101
159
s
уголь
hc паровичный
102
407-7871)
150-3341)
15-211)
0,3-151)
10-1201)
79-951)
4-141)
s
уголь
hc полубитуминозный
103
1701)
301)
151)
151)
501)
991)
81)
s
уголь
bc бурый
уголь/лигнит
105
500-2,9001)
140-3001)
1,5-201)
1,5-1001)
14-1101)
86-1131)
3-141)
s
уголь
bc брикеты
106
1751)
1401)
151)
151)
1001)
97-981)
3,51)
s
кокс
hc коксов.печь
107
400-5401)
140-3001)
0,5-151)
0,5-151)
15-1001)
100-1051)
4-141)
s
кокс
нефть
110
6801)
2001)
1,51)
1,52)
971)
1021)
31)
s
биомасса
древесина
111
130
1)
l
нефть
мазут
203
57-14701)
l
нефть
газойль
204
55-14101)
l
керосин
206
68,61)
l
бензин
208
44,71)
1)
моторное
1)
569
1)
1
130-200
1)
1)
1)
861)
1)
1)
4-141)
30-32
160
57-3301)
3-571)
0,1-81)
10-2341)
76-781)
2-151)
54-3301)
1,5-2,51)
1-81)
10-541)
72-741)
2-141)
21)
11)
121)
711)
141)
21)
11)
83-102
1)
48-50
121)
711)
141)
g газ
природный
301
0,4-8
g газ
сж.нефт.газ
303
0,04-21)
20-1001)
1-41)
11)
131)
60-651)
1-31)
g газ
коксов.печь
304
9,61)
501)
2,51)
2,51)
101)
44-491)
1,51)
50-330
1)
данные CORINAIR90, площадные источники
2)
SOx:
3)
4)
NOx:
ЛОС:
1)
4-26
1)
0,4-4
NH3
1)
10-343
1)
1)
34-66
1-41)
354 г/т
Общая (1992 г.) /1/
2000 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на жидком топливе /2/
3665 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на угле /2/
2950 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на газе /2/
6065 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на жидком топливе /2/
500 г/т продукта
Общая /3/
120 г/т продукта
Общая (1992 г.), NAPFUE 301 (94%) /1/
90 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на газе /2/
550 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на жидком топливе /2/
725 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на угле /2/
250 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на газе /2/
810 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на жидком топливе /2/
1175 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на угле /2/
10 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на угле /2/
50 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на жидком топливе /2/
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3319-6
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030319
ic030319
5 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на газе /2/
5 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на угле /2/
35 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на угле /2/
15 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на угле /2/
НMЛOC: <500 г/т продукта
5)
6)
7)
9
CO:
CO2:
Общее для пористого кирпича в ФРГ, Дании
и СК, выбрасывается с отходами сырья /3/
1600 г/т продукта
Величина EPA, керамич. промышленность /3/
30 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на газе /2/
60 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на жидком топливе /2/
715 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
работающая на угле /2/
75 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на газе /2/
95 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на жидком топливе /2/
1195 г/т продукта
Сушка и обжиг, туннельная обжиговая печь,
период. действия, работающая на угле /2/
240 г/ГДж
Общий (1992 г.), NAPFUE 301 (94%) /1/
61 кг/ГДж
Общий (1992 г.), NAPFUE 301 (94%) /1/
Предполагается, что коэффициенты выбросов, приведенные в таблице, относятся к источникам сжигания в
производстве кирпича и черепицы. Примечания могут также включать коэффициенты выбросов для
выбросов от других процессов.
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Был бы полезен состав применяемой глины. Данная информация отсутствует.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
В классификации качества коэффициенты выбросов, выраженные на тонну продукта,
оцениваются как С.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Коэффициенты удельных выбросов от сжигания топлива, приведенные в таблице 2,
относятся как к площадным, так и точечным источникам, без разделения. Данные
CORINAIR90 могут быть использованы только для представления диапазона
коэффициентов выбросов для точечных и площадных источников. В дальнейшем
следует определить коэффициенты выбросов, которые будут учитывать технические
данные или характеристики топлива, для оценки диапазонов коэффициентов.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3319-7
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030319
ic030319
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Государственные выбросы можно распределить на основании производительности
завода, статистики занятости или численности населения.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Производство кирпича и черепицы можно рассматривать как непрерывный процесс.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Emission inventory in The Netherlands, 1992. Emission to air and water
Emission factors to be used for the building industry, TNO report 89/091
Environmental Protection Agency, Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Сверку выбросов можно провести путем сравнения результатов расчетов выбросов и
замеров, производимых на заводах.
17
ССЫЛКИ
[1]
Huizinga, K.; Verburgh, J.J.; Mathijsen, A.J.C.M.: Grosskeramische Industrie; RIVMreport 736301112; RIZA-report 92.003/12; 1995
[2]
EPA: AIRS Facility subsystem, EPA-Doc 450/4-90-003, Research Triangle Park, 1990
[3]
Bouscaren, M.R.: CORINAIR Inventory, Default Emission Factors Handbook,: second
Edition, Comission of the Europen Communities; Paris; 1992
[4]
EPA (ed.): AP42 CD-Rom; 1995
[5]
Her Majesty`s Inspectorate of Pollution (HMSO) (ed.): Ceramic Process;
Environmental Protection Act 1990; Process Guidance Note IPR 3/6; London; 1992
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Подробную библиографию можно найти в литературе, приведенной в AP42.
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
ноябрь 1995 г.
Источник:
J.J.M.Berdowski, P.F.J. van der Most, R.Wessels Boer
TNO
The Netherlands
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3319-8
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030319
ic030319
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Inspectorate for the Environment
Dept for Monitoring and Information Management
PO Box 30945
2500 GX Den Haag
The Netherlands
Тел.: 31 70 339 4606
Факс: 31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3319-9
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030320
ic030320
SNAP-КОД:
030320
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Тонкие керамические материалы
NOSE-КОД:
104.11.11
1А2f
NFR-КОД:
1
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В этом разделе рассматриваются выбросы от процессов горения при производстве
тонкой керамики. Однако в последующем, если понадобится для описания,
упоминаются выбросы от процессов, не связанных с сжиганием.
2
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
Доля выбросов от сжигания топлива при производстве тонкой керамики в суммарных
выбросах стран CORINAIR90 приводится ниже.
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Тонкие керамические
материалы
SNAPкод
030320
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0,2
0,1
-
-
0,3
0,3
0,1
-
0 = данные по выбросам имеются, величина ниже допустимого предела округления (0,1)
- = нет данных по выбросам
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание процессов
Производство керамической глины включает в себя обработку основных руд
несколькими методами. Это разделение и концентрация минералов путем просеивания,
заглаживания, влажного и сухого размола и смешения различных руд. Основными
сырьевыми материалами в производстве керамической глины являются каолинитовая
(Al2O32SiO22H2O) и монтмориллонитовая [(Mg,Ca)OAl2O35SiO2nH2O] глины.
Каолин или известняк используются как добавки. Глины удаляются от примесей,
отбеливаются, смешиваются, высушиваются в печи и формуются в такие предметы как
керамические изделия, продукты из тяжелой глины (кирпич и т.д.), глиняная посуда и
другие продукты, такие как диатомовая земля, которая используется в качестве
фильтров [4].
Температура в печи достигает приблизительно 11000С. Наиболее часто для нагрева
печи используется природный газ, хотя возможно использование и других видов
топлива. Для небольших печей используется электрический нагрев. Обычно
используются печи туннельного типа, но используются печи и другого типа.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3320-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030320
ic030320
3.2
Определения
3.3
Технологии
Можно допустить, что используются методы, аналогичные описанным в главе В3319.
3.4
Выбросы
В состав выбросов входят пыль, диоксид серы (SOx), оксиды азота (NОx), летучие
органические соединения (неметановые ЛОС и метан (CH4)), оксид углерода (СО),
диоксид углерода (СО2), закись азота (N2O), соединения фтора (Fg), хлор (Clg) и аммиак
(NH3). По данным CORINAIR90 в основном выбрасываются SO2, NОx, СО и СО2 (см.
также таблицу 1).
В Нидерландах выбросы от производства тонкой керамики составляют едва 5% от
выбросов от производства кирпича и черепицы [2]. Высокие температуры обжиговых
печей также служат фиксации атмосферного азота и последующего выхода NOx.
Можно предположить, что механизм и процессы образования загрязняющих воздух
веществ аналогичны описанным в главе В3319 [4].
3.5
Меры по снижению выбросов
Методов снижения выбросов практически не существует.
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Упрощенная методика включает применение соответствующего коэффициента
выбросов и производственной статистики или статистики (потребления энергии).
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
При наличии обширной программы замеров можно рассчитать выбросы для
конкретного завода.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Стандартные производственные статистические данные содержатся в национальных
или международных статистических справочниках.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
Тонкие керамические материалы обычно производят на сравнительно небольших
заводах, которые на национальном уровне следует считать точечными источниками.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Для ситуации в Нидерландах предложено следующее:
Коэффициенты выбросов даны в кг/т продукта
SO2
0,2-2,7
Fg
0,2-2,8
Сlg
0,1
CO2
300-1600
NOx
0,6-2,0
пыль:
0,35-0,80
* пыль состоит из частиц глины, состав может в значительной степени меняться.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3320-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030320
ic030320
В таблице 2 приводятся коэффициенты выбросов при производстве тонких
керамических материалов, при использовании данных CORINAIR90 в [г/ГДж].
Коэффициенты выбросов, связанные с технологией, приведены в других единицах
(например, г/т продукта) и перечислены в примечаниях к таблице. В случае
использования производственных статистических данных следует учитывать удельное
потребление энергии, которое присуще только данному процессу и данной стране. По
данным CORINAIR90 диапазон удельного потребления энергии составляет от 8,8 до
100 ГДж/т продукта.
Таблица 2:
Коэффициенты выбросов для производства тонких керамических
материалов7)
Коэффициенты выбросов
Топливо
SO2
NOx4)
НMЛO
C
CH4
CO5)
CO26)
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[кг/ГДж]
3)
NAPFUE
код
s
уголь
hc паровичный
102
650
s
уголь
hc полубитуминозный
103
6101), 6092)
401), 392)
1,51)
1,51)
s
уголь
bc бурый
уголь/лигнит
105
6001)
1401)
151)
151)
s
уголь
bc брикеты
106
2201)
1401)
151)
151)
s
кокс
hc коксов.печь
107
1451),1442)
451)2)
2,51)
2,51)
s
кокс
bc коксов.печь
108
6501)
2201)
51)
151)
s
биомасса
древесина
111
l
нефть
мазут
203
143-14941)
100-1801)
3-41)
0,1-51)
l
нефть
газойль
204
85-14101)
70-1001)
1,5-2,51)
l
керосин
206
691)
801)
21)
l
бензин
208
451)
моторное
1)
160
200
1)
15
1)
50
801)
1)
15
1)
1)
100
1051)2)
861)
31)
2-141)
11)
121)
711)
141)
121)
20-1001)
1-21)
1-41)
g газ
коксов.печь
304
0,04-121)
50-1001)
2,5-41)
2,5-41)
SOx:
3,51)
73-741)
0,04-21)
данные CORINAIR90, точечные источники
981)
10-121)
303
3)
1001)
1-2,51)
сж.нефт.газ
данные CORINAIR90, площадные источники
3,51)
2-141)
g газ
2)
1131)
73-781)
0,3-8
1)
1001)
10-151)
301
2,5-10
81)
4-141)
природный
44-330
41)
991)2)
901)
11)
0,4-4
1)
NH3
[г/ГДж] [г/ГДж]
83-92
30
1)
1)
1)
21)
1)
93
1)
g газ
1)
1)
N2O
711)
141)
53-69
1-3,71)
131)
60-651)
1-31)
10-131)
49-591)
1-1,51)
10-111
1)
1)
9611 г/Мм3 топлива
Минеральные продукты, технологические
подогреватели, NAPFUE 301 /1/
290 г/т продукта
Общий, SO2 260 г/т, SОx 30 г/т /2/
210 г/т продукта
Будущая величина /2/
4)
NOx:
850 г/т продукта
/2/
5)
CO:
1600 г/т продукта
Величина EPA для керамич. промышленности
130 г/т продукта
/2/
255 г/т продукта
Общий /2/
6)
CO2:
7)
Предполагается, что коэффициенты выбросов, приведенные в таблице, относятся к источникам сжигания в
производстве тонкой керамики. Примечания могут также включать коэффициенты выбросов для выбросов
от других процессов.
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Следует рассматривать состав применяемой глины. Однако, эта информация обычно
практически недоступна.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3320-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030320
ic030320
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
В классификации качества коэффициенты выбросов, выраженные на тонну продукта,
оцениваются как D.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Удельные коэффициенты выбросов от топлива, приведенные в таблице 2, относятся
как к площадным, так и к точечным источникам без уточнения. Данные CORINAIR90
используются только для представления диапазона коэффициентов выбросов для
точечных и площадных источников. В дальнейшем следует определить коэффициенты
выбросов, которые будут учитывать технические данные и характеристики топлива,
для оценки диапазонов коэффициентов.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Производство керамических материалов высокого качества может быть как
непрерывным, так и периодическим процессом.
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Emission inventory in The Netherlands, 1992. Emission to air and water.
Emission factors to be used for the building industry, TNO report 89/091(1989) (на
голландском).
Environmental Protection Agency, Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP 42
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Проверку расчета выбросов можно провести путем сравнения расчетных величин
выбросов и замеров, проведенных на заводах.
17
ССЫЛКИ
[1]
EPA: AIRS Facility subsystem, EPA-Doc 450/4-90-003, Research Triangle Park, 1990
[2]
Huizinga, K.; Verburgh, J.J.; Mathijsen, A.J.C.M.; Loos, B.: Fijnkeramische Industrie;
RIVM-report 736301124; RIZA-report 92.003/24; 1992
[3]
Bouscaren, M.R.: CORINAIR Inventory, Default Emission Factors Handbook,: second
Edition, Comission of the Europen Communities; Paris; 1992
[4]
EPA (ed.): AP42 CD-Rom; 1995
18
БИБЛИОГРАФИЯ
Подробную библиографию можно найти в литературе, приведенной в AP42 или
Руководстве PARCOM-ATMOS.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3320-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030320
ic030320
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
ноябрь 1995 г.
Источник:
J.J.M.Berdowski, P.F.J. van der Most, R.Wessels Boer
TNO
The Netherlands
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Inspectorate for the Environment
Dept for Monitoring and Information Management
PO Box 30945
2500 GX Den Haag
The Netherlands
Тел.: 31 70 339 4606
Факс: 31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3320-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030321
ic030321
SNAP-КОД:
030321
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Производство бумаги (сушильные
процессы)
NOSE-КОД:
104.07.01
1А2d
NFR-КОД:
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1
Описанные в этом разделе источники относятся к производству бумаги на бумажной
фабрике. В этой главе рассматривается исключительно сушильный процесс на
бумажной фабрике. Выбросы от других процессов рассматриваются в главах В462,
В463 и В464. Однако если в последующем возникнет необходимость, упоминаются и
выбросы, не связанные с процессом горения.
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
2
Доля выбросов от сжигания топлива в процессах сушки на бумажных фабриках в
суммарных выбросах стран CORINAIR90 приведена ниже.
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Бумажная
промышленность
SNAPкод
030321
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0,1
0
0
-
0
0,1
0,1
-
0 = данные по выбросам имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0.1%)
- = нет данных по выбросам
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание процессов
После процесса отбивания бумажная масса вводится в установку по производству
бумаги в концентрации около 1%. Для улучшения яркости, непрозрачности и
однородности поверхности добавляют минеральные пигменты или наполнители. В
качестве добавок применяют, к примеру, фарфоровую глину, сульфат кальция,
карбонат кальция или диоксид титана. Окончательный процесс сушки листов
заключается в их пропускании через ряд цилиндров, обогреваемых паром.
Бумажные фабрики производят целлюлозу из древесины с применением химических
или механических процессов. Некоторые бумажные фабрики для производства бумаги
используют покупную целлюлозу, недеревянное волокно или восстановленное
бумажное волокно. Производство целлюлозы и бумаги требует значительных объемов
пара и энергии. Большинство заводов используют свой собственный пар,
вырабатываемый одним или более промышленными котлоагрегатами, которые в
качестве топлива используют ископаемое топливо и/или древесину. Заводы по
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3321-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030321
ic030321
производству древесной массы, где применяются химические процессы (крафт,
сульфит, содовый и полухимический), обычно сжигают отработанный раствор в
установках для сжигания, например, в печи для восстановления крафта, которая
восстанавливает целлюлозные химические соединения для повторного использования.
Эти блоки могут также вырабатывать технологический пар и энергию на собственные
нужды завода. Выбросы от процесса выработки пара в котлоагрегатах должны быть
отнесены к категории SNAP 030100.
Для сушки 1 тонны химической целлюлозы необходимо 1,5 тонны пара [2].
3.2
Определения
3.3
Технологии
Сушильные процессы можно разделить на процесс контактной сушки, процесс
конвективной сушки и процесс инфракрасной сушки. Наиболее часто используемым
процессом является процесс контактной сушки, когда лист бумаги сушится на
сушильной корзине, в которую подается горячий воздух (давление 1,5-3,5 атм.). На
процесс сушки бумаги влияет температура сушильной корзины, толщина и плотность
производимой бумаги и ее способность к обезвоживанию и т.д. /2/.
3.4
Выбросы
В состав выбросов от сжигания топлива входят оксиды серы (SOx), оксиды азота (NОx),
летучие органические соединения (неметановые ЛОС и метан (CH4)), оксид углерода
(СО), диоксид углерода (СО2), закись азота (N2O) и аммиак (NH3). По данным
CORINAIR90 в основном выбрасываются SO2 и СО2 (см. также таблицу 1).
Выбросы из котлоагрегатов, используемых для выработки пара и энергии, составляют
львиную долю выбросов целлюлозно-бумажных фабрик. Большую часть оставшихся
выбросов составляют источники выбросов крафт-целлюлозного процесса
(регенерационная печь, печь обжига извести, окисление-восстановление сернистого
газа). Следует отметить, что последний анализ данных замеров выбросов SO2 от
комбинированных котлоагрегатов (котлоагрегатов, комбинирующих в качестве
топлива уголь или жидкое топливо с древесиной) веско свидетельствует, что
значительный объем SO2 образуется за счет щелочной природы древесной золы /1/.
Доля выбросов от сжигания угля и жидкого топлива в котлоагрегатах составляет 75% в
суммарных выбросах SO2 на бумажных заводах /1/.
Выбросы от сжигания топлива в котлах составляют большую часть общих выбросов
NОx, в то время как источники крафт-процессов составляют большую часть почти всех
остальных выбросов /1/. На суммарные выбросы NОx влияет общая практика
использования топлива. Большинство фабрик имеет один или более котлоагрегатов,
работающих на комбинации нескольких видов топлива, и выбор топлива часто
определяется его наличием и стоимостью /1/. Увеличение потребления угля и
древесины может привести к увеличению выбросов NОx, поскольку на большинстве
заводов принятие дополнительных мер по снижению выбросов NОx не является
обязательным /1/.
3.5
Меры по снижению выбросов
На фабриках установлены системы снижения выбросов SO2 (скрубберы, инжекция
извести). Принятие мер по снижению NОx не является обязательным на большинстве
фабрик /1/.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3321-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030321
ic030321
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Суммарные выбросы в бумажной промышленности можно рассчитать путем
установления соотношения с экономической статистикой.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
Детализированная методика применима при наличии достаточных замеров на заводах.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Данные производственной и энергетической статистики содержатся, например, в
справочниках ООН или IEA.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
При наличии специфических данных бумажные фабрики можно считать точечными
источниками.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Коэффициенты выбросов, основанные на расчете среднего потребления топлива и
информации из перечня выбросов, опубликованного в Нидерландах, были рассчитаны
в документах SPIN. Эти коэффициенты приведены в таблице 2.
Таблица 2:
Коэффициенты выбросов для процесса сушки в производстве бумаги
Вещество
Коэффициенты выбросов в г/т бумаги
Оксид углерода
0,05
Диоксид углерода
450
Диоксид азота
0,25
Углеводороды
0,005
Если расчет основан на данных о расходе топлива на конкретном заводе, коэффициент
относится к классу C. Если применяется значение по умолчанию, то погрешность
относится к классу D.
В нижеследующей таблице 3 приводятся коэффициенты выбросов от сжигания
топлива для бумажных фабрик, полученные на основании данных CORINAIR90 в
[г/ГДж]. В случае использования производственных статистических данных следует
учитывать удельное потребление энергии (например, ГДж/т целлюлозы), которое
имеет конкретное значение для данного процесса и данной страны. На этом этапе
данные для определения соответствующих переводных коэффициентов отсутствуют.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3321-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030321
ic030321
Таблица 3:
Тип топлива
Коэффициенты выбросов для производства бумаги3)
NAPFUE
код
hc паровичный
102
hc полубиту103
минозный
hc/bc патентован.
104
топливо
древесина
111
NOx
[г/ГДж]
1501)
1501)
7011)
1501)
151)
151)
701)
941)
141)
5,21), 3432)
115-2001),
9722)
1151),
100-1172)
501)
301)
101)
921)2)
4-141)
831)
41), 4-252)
22)
42)
2,5-141),
52)
141)
141)
141)
2,5-31)
31), 22)
22)
22)
s
s
уголь
уголь
s
уголь
s
биомасса
s
отходы
древесина
s
l
шлам
нефть
l
l
l
g
g
нефть
керосин
бензин
газ
газ
сточные воды 118
мазут
203 28-1491), 1681902)
газойль
204
139-3051)
206
691)
моторное
208
451)
природный
301
0,5-81)
сж.нефт.газ
303
21)
116
Коэффициенты выбросов
НMЛOC CH4
CO
CO2
[г/ГДж] [г/ГДж] [г/ГДж]
[кг/ГДж]
151), 52) 151), 12) 701), 202)
981), 912)
151)
151)
991)
SO2
[г/ГДж]
9921)
9921)
5,21),
0,8-202)
123-1801)
501),
301), 12)
302)
3-102)
102)
12)
302)
3-7,41), 32) 1-31), 12) 5-151),102)
801)
801)
801)
60-1001)
20-1002)
1,5-21)
21)
21)
41)
13), 22)
1-1,51)
11)
11)
41)
1-41),12)
121)
121)
121)
131)
131), 102)
76-791),762)
731)
711)
711)
55-571)
60-651), 562)
N2O
[г/ГДж]
141), 752)
141)
NH3
[г/ГДж]
22)
1)
данные CORINAIR90, площадные источники
2)
данные CORINAIR90, точечные источники
3)
Предполагается, что коэффициенты выбросов, приведенные в таблице, относятся к источникам сжигания в
производстве бумаги. Выбросы от прочих процессов не рассматриваются.
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Состав соединений зависит от типа используемого топлива для выработки тепла.
Вышеприведенные коэффициенты выбросов основаны на составе топлива природного
газа и жидких нефтепродуктов.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Самыми серьезными недостатками, рассматриваемыми в данном документе, являются
коэффициенты выбросов из CORINAIR90.
Коэффициенты выбросов от сжигания топлива, приведенные в таблице 3, относятся
как к площадным, так и к точечным источникам без разделения. Данные CORINAIR90
могут быть использованы только для представления диапазона коэффициентов
выбросов для точечных и площадных источников. В дальнейшем следует определить
коэффициенты выбросов, которые будут учитывать технические данные и
характеристики топлива, для оценки диапазонов коэффициентов.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Национальные выбросы можно распределить на основании производительности
завода, статистики занятости и численности населения, если данные по конкретному
заводу не используются/недоступны.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Производство бумаги обычно является непрерывным процессом.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3321-4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030321
ic030321
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Environmental protection agency Compilation of air pollutant emission factors AP-42 and
standard literature about aluminium production.
Samenwerkingsproject procesbeschrijvingen industrie Nederland (SPIN) Papier en
Kartonindustrie. RIVM report 736301135 (1991 г.)(на голландском)
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Проверку можно осуществить с помощью сравнения расчетных величин выбросов с
замерами, проведенными на заводах.
17
ССЫЛКИ
/1/
Pinkerton, J.E.: Emission of SO2 and Nox from pulp and Paper Mills; in: Air&Waste;
10(1993)43; p.1404-1407
/2/
Ullmanns Enzyklopadie der Technischen Chemie, Bd.17, S.531 ff.
18
БИБЛИОГРАФИЯ
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
ноябрь 1995 г.
Источник:
J.J.M.Berdowski, P.F.J. van der Most
TNO
The Netherlands
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Inspectorate for the Environment
Dept for Monitoring and Information Management
PO Box 30945
2500 GX Den Haag
The Netherlands
Тел.: 31 70 339 4606
Факс: 31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3321-5
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030322
ic030322
SNAP-КОД:
030322
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
Производство глинозема
NOSE-КОД:
104.12.13
1А2b
NFR-КОД:
ВКЛЮЧАЕМЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1
В этой главе рассматриваются выбросы от процессов сжигания при производстве
глинозема. Производство глинозема является этапом обработки руды в производстве
первичного алюминия (SNAP-код 040301, глава 431).
ВКЛАД В СУММАРНЫЕ ВЫБРОСЫ
2
Как показано в таблице 1, доля выбросов от сжигания топлива при производстве
глинозема в суммарных выбросах стран CORINAIR90, невелика.
Таблица 1:
Доля в суммарных выбросах CORINAIR’90 (28 стран)
Категория источника
Производство
глинозема
SNAPкод
Доля в суммарных выбросах [%]
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
СО2
N2O
NH3
0
0
-
-
-
-
-
-
030322
0 = данные по выбросам имеются, но их величина ниже допустимого предела округления (0.1%)
- = нет данных по выбросам
3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
3.1
Описание процессов
Основной рудой для производства первичного глинозема является боксит. Глинозем
получают посредством применения процесса Байера. При этом руду сушат,
измельчают в шаровой мельнице и смешивают с выщелачивающим раствором
гидроксида натрия при повышенной температуре и давлении до образования
алюмината натрия, который отделяют от примесей и охлаждают, во время чего
осаждается глинозем. После промывания, для удаления примесей, глинозем сушат и
обжигают для получения кристаллического продукта.
3.2
Боксит
3.3
Определения
гидратированный оксид алюминия, содержащий 30-70% глинозема и
меньшее количество железа, кремния и титана.
Технологии
Обжиг гидроксида алюминия производят в барабанной обжиговой печи при
температуре около 13000С или в печи с псевдоожиженным слоем при более низкой
температуре. В качестве топлива используется мазут и газ.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3322-1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030322
ic030322
3.4
Выбросы
Основным видом выбросов являются выбросы пыли, возникающие при измельчении
боксита и обжиге гидроксида алюминия.
Загрязняющие вещества, образующиеся при сжигании топлива: оксиды серы (SO x),
оксиды азота (NОx), летучие органические соединения (неметановые ЛОС и метан
(CH4)), оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2) и закись азота (N2O). По данным
CORINAIR90 в основном выбрасываются SO2 и NОx (см. также таблицу 1).
3.5
Меры по снижению выбросов
Выбросы пыли можно уменьшить с помощью скрубберов с распылителем, скрубберов
с плавающим основанием, охлаждающих колонн или электрофильтров. Пыль,
уловленная в процессе обжига, обычно используется повторно.
Информация по контролю газообразных выбросов отсутствует.
4
УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА
Упрощенная методика подразумевает применение соответствующего коэффициента
выбросов к производственным статистическим данным либо статистическим данным
по энергопотреблению.
5
ДЕТАЛИЗИРОВАННАЯ МЕТОДИКА
Детализированная методика применима при наличии достаточных замеров на
конкретных заводах.
6
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Используются данные производственной и энергетической статистики, например,
данные ООН или IEA.
7
КРИТЕРИИ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА
При наличии специфических данных заводы по производству алюминия с цехом по
производству глинозема можно рассматривать как точечные источники.
8
КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ, КОДЫ КАЧЕСТВА И ССЫЛКИ
Для ситуации в Нидерландах можно предложить следующее:
Существуют данные о коэффициентах контролируемых и неконтролируемых выбросов
пыли для обеих частей процесса Байера. Эти коэффициенты приведены в таблице 2.
Таблица 2:
Коэффициенты выбросов пыли при производстве глинозема в г/кг
произведенного алюминия
Измельчение
бокситов
Обжиг
Процесс без очистки
3,0
100,0
Скрубберы с распылителем
0,5
30
Скрубберы с плавающим
основанием
0,85
28,0
Охлаждающие колонны
0,5
17,0
Электрофильтры
0,06
2,0
Источник: ЕРА компиляция коэффициентов выбросов, загрязняющих атмосферу, АР-42.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3322-2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030322
ic030322
Состав пыли определяется составом исходного сырья.
В таблице 3 приведены коэффициенты выбросов от сжигания топлива при
производстве глинозема на основе данных CORINAIR90 в [г/ГДж]. В случае
использования производственных статистических данных следует учитывать удельное
потребление энергии (например, ГДж/т продукта), которое присуще только данному
процессу и данной стране. На этом этапе данные для определения соответствующих
переводных коэффициентов отсутствуют.
Таблица 3:
Коэффициенты выбросов при производстве глинозема2)
Коэффициенты выбросов
Тип
топлива
NAPFUE
SO2
NOx
НMЛOC
CH4
CO
CO2
N2O
код
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[г/ГДж]
[кг/ГДж]
l
нефть
мазут
203
4191)
1231)
7,41)
11)
51)
791)
g
газ
природный
301
81)
601)
101)
21)
301)
551)
1)
данные CORINAIR90, площадные источники
2)
Предполагается, что коэффициенты выбросов, приведенные в таблице, относятся к источникам сжигания при
производстве глинозема, выбросы от других процессов не рассматриваются.
9
СОСТАВ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Состав соединений пыли зависит от состава боксита, который может различаться для
разных месторождений.
10
ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Классификация погрешности коэффициентов выбросов, выраженных на кг алюминия,
оценивается как С.
11
НЕДОСТАТКИ/ПРИОРИТЕТНЫЕ
ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ
СФЕРЫ
ДЛЯ
УЛУЧШЕНИЯ
Самыми серьезными недостатками, рассматриваемыми в данном документе, являются
коэффициенты выбросов, связанные с используемым топливом.
Коэффициенты выбросов от сжигания топлива, приведенные в таблице 3, относятся
как к площадным, так и к точечным источникам без разделения. Данные CORINAIR90
могут быть использованы только для представления диапазона коэффициентов
выбросов для точечных и площадных источников. В дальнейшем следует определить
коэффициенты выбросов, которые будут учитывать технические данные и
характеристики топлива, для оценки диапазонов коэффициентов.
12
КРИТЕРИИ
ПРОСТРАНСТВЕННОГО
ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ДЛЯ
Национальные выбросы можно распределить на основании производительности
завода, статистических данных по занятости и численности населения.
13
КРИТЕРИИ ВРЕМЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Производство глинозема обычно является непрерывным процессом.
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3322-3
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030322
ic030322
14
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ КОММЕНТАРИИ
15
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Environmental Protection Agency, Compilation of Air Pollutant Emission Factors. AP-42
16
ПРОЦЕДУРЫ ВЕРИФИКАЦИИ
Проверку можно осуществить с помощью сравнения расчетных величин выбросов с
замерами, проведенными на заводах.
17
ССЫЛКИ
/1/
VDI (ed.): Auswurfbegrenzung-Aluminium-Monoxidgewinnung und Aluminiumschmelzflusselektrolyse (Entwurf); 1974
18
БИБЛИОГРАФИЯ
19
ВЕРСИЯ, ДАТА И ИСТОЧНИК
Версия:
2.1
Дата:
ноябрь 1995 г.
Источник:
J.J.M.Berdowski, P.F.J. van der Most
TNO
Germany
Поддержка: Otto Rentz, Dagmar Oertel
University of Karlsruhe (TH)
Germany
20
ВОПРОСЫ
Любые замечания или вопросы по данной главе отправляйте по адресу:
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands
Inspectorate for the Environment
Dept for Monitoring and Information Management
PO Box 30945
2500 GX Den Haag
The Netherlands
Тел.: 31 70 339 4606
Факс: 31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3322-4
ic030323
НАЗВАНИЕ ИСТОЧНИКА:
ОПЕРАЦИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С КОНТАКТОМ
Деятельность 030323
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ С
КОНТАКТОМ
SNAP-КОД
NOSE-код
NFR-КОД
Производство магния
(обработка доломита)
030323
104.12.14
1A2b
Производство никеля
(термический процесс)
030324
104.12.15
1A2b
Производство эмали
030325
104.09.01
1A2f
Прочее
030326
104.12.16,17
1A2f
Для данных видов производства специальная методика не была разработана, так как их
доля в суммарных национальных выбросах считается в настоящее время
незначительной и составляет менее 1% национальных выбросов любого
загрязняющего вещества.
Если вы обладаете противоречащей этому утверждению информацией, просим
сообщить об этом руководителям группы экспертов.
Руководители группы экспертов по процессам сжигания и промышленности
Jozef Pacyna
NILU-Norwegian Institute of Air Research, PO Box 100, N-2007 Kjeller, Norway
Тел.: +47 63 89 8155
Факс: +47 63 89 80 50
E-mail: jozef.pacyna@nilu.no
Giovanni de Santi
JCR (Joint Research Centre), Via Enrico Fermi 1, 21027 ISPRA (VA), Italy
Тел.: +39 0332 789482
Факс: +39 0332 785869
E-mail: giovanni.de-santi@jrc.it
Pieter van der Most
HIMH-MI-Netherlands, Inspectorate for the Environment, Dept for Monitoring and
Information Management, PO Box 30945, 2500 GX Den Haag, The Netherlands
Тел.: +31 70 339 4606
Факс: +31 70 339 1988
E-mail: pieter.vandermost@minvrom.nl
Руководство по инвентаризации выбросов
15 февраля 1996 г.
В3323-1