Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время основное производство алюминия в России осуществляется на электролизерах, оборудованных верхним токоподводом (ВТ), при этом удельные выбросы загрязняющих веществ остаются большими, что выдвигает в число первоочередных задач защиту атмосферного воздуха и улучшение санитарно-гигиенических условий труда в корпусах электролиза.
Цель и задачи исследований. Цель исследований - экспериментально обосновать и оценить технологические решения по снижению выбросов загрязняющих веществ и созданию оптимальных условий труда на рабочих местах при производстве алюминия в электролизерах, оборудованных верхним токоподводом.
В задачи исследований входило:
определить, систематизировать и исследовать эффективность различных газоулавливающих устройств и систем газоотсоса и оценить снижение выделений загрязняющих веществ в рабочую зону обслуживающего персонала;
разработать, испытать и освоить технические решения в конструкциях электролизеров ВТ, направленные на снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и рабочую зону;
произвести анализ и комплексную оценку влияния технологических мероприятий и конструктивных решений на выделение и снижение выбросов загрязняющих веществ при электролизе алюминия.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Впервые с использованием радиоизотопного метода определения эффективности газоулавливающих устройств оценены выбросы фтористых соединений при различных технологических операциях, выполняемых на электролизере. Показано полное соответствие расчетного метода выбросов фтористых соединений с инструментальным радиоизотопным. Установлена зависимость эффективности колокольного газосборника от объемов газоотсоса.
Обосновывается целесообразность внедрения следующих технических решений - безгорелочный колокол, вторичное укрытие, ас-пирационная установка на напольно-рсльсовой машине и фонарная газоочистка для уменьшения выделения и снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и рабочую зону обслуживающего персонала. Определены параметры работы этих устройств и эффективность улавливания загрязняющих веществ.
Показано, что выбросы загрязняющих веществ при электролизе алюминия могут быть определены и снижены при проведении технологических операций, что обосновано теоретически и подтверждено хрономстражным способом.
На зашиту выносятся:
- разработка радиоизотопного, хронометражного методов
оперативной оценки эффективности газоулавливающих устройств
на электролизерах ВТ;
экспериментальное определение эффективности газоулавливающих устройств (безгорелочного колокола, вторичного укрытия, аспирационной установки, фонарной газоочистки) и влияние конструктивных и технологических особенностей на выделение загрязняющих веществ;
анализ выделений фтористых соединений в газовую фазу при использовании конструктивных и технологических мероприятий и при пуске электролизеров;
зависимость эффективности колокольного газосборника от объемов газоотсоса.
Практическая ценность работы. Проведенными исследованиями существенно расширены технические и конструктивные решения по снижению выделения и уменьшения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и рабочую зону на электролизерах ВТ.
Полученные данные о содержании загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны и отходящих газах позволяют определить пути интенсификации процесса электролиза и очистки газов.
Выявлена связь между инструментальным радиоизотопным и расчетным методами определения эффективности газоулавливающих устройств, позволяющая количественно оценить поступление фтористых соединений и рассчитать объемы газоотсоса.
Результаты исследований успешно прошли промышленные испытания на ряде алюминиевых заводов Российской Федерации:
безгорелочный колокол на Иркутском алюминиевом заводе:
усовершенствованная аспирационная установка на наполь-но-рельсовой машине на Братском алюминиевом заводе;
вторичный газоотсос на Иркутском и Новокузнецком алюминиевых заводах;
фонарная газоочистка на Братском алюминиевом заводе.
Материалы исследований использованы АО "ВАМИ", АО "СибВАМИ", Днепропетровским заводом металлургического оборудования для разработки просктно-сметной документации систем газоотсоса и газоочистки для Братского, Иркутского и Новокузнецкого алюминиевых заводов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены на научных конференциях: "Охрана окружающей среды на предприятиях Сибири (Иркутск, 1988 г.), "По работе газоочистного оборудования" (Красноярск, Новокузнецк, 1981 г.), "Экологическая обстановка на заводах и мероприятия по ее улучшению" (Иркутск, 1989 г.), "Охрана окружающей среды" (Братск, 1987 г.), ежегодные координационные совещания по вопросам работы газоочистки (Ленинград, 1990 г.), Международная конференция по легким металлам в Сан-Франциско, 1994 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей и тезисов докладов, получено 2 авторских свидетельства.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Содержание работы изложено на 125 страницах машинописного текста, включая 17 рисунков, 34 таблицы, библиографию из 82 наименований и 4 приложения.