Введение к работе
Актуальность работы. Черная металлургия является одной из ысокоразвитых отраслей тяжелой промышленности и включает в себя ледующие основные производства и технологические структуры: ;елезорудную, марганцевую, хромитовую, имеющие в своем составе шахты, удники, карьеры, подводную добычу, процессы передела сырья; все виды богащения, а также доменное и прокатное производство.
ерная металлургия оказывает значительное влияние на окружающую риродную среду, причем, основная доля выбросов приходится на оксид глерода-68,1%, сернистый ангидрид-10,22% и оксиды азота-5,85%.
металлургическом производстве внедрены специальные природоохранные істемьі, снижающие выбросы выше перечисленных оксидов, в основу эторых положены явления адсорбции, абсорбции и катализа. Однако рименение абсорбционных и адсорбционных способов требует значительного ісхода жидких растворов солей, кислот и щелочей. Каталитические методы не ішли широкого применения вследствие высокой стоимости сорбентов и іачительньїх объемов очищаемых газов.
аиболее дешевым способом снижения содержания оксида углерода в .ібросах черной металлургии является его дожигание. Однако процесс >жигания оксида углерода наиболее эффективен при его концентрации 12 и )лее процентов. Одним из возможных способов нейтрализации оксида лерода (< 12 %) в сбросовых газах может служить озонирование этих газов, пыт озонирования воды для нейтрализации многих вредных примесей ідтверждает возможность использования озона для окисления остаточных хидов черной металлургии. Однако данные исследования, в настоящее время, : вышли за рамки первоначальных научных проработок.
ээтому исследование возможности использования озона для нейтрализации едных веществ в газовоздушных выбросах предприятий черной металлургии
разработка, на этой основе, технологических методов очистки является туальной научной задачей.
Цель работы - разработать способ,озонирования сбросовых газов черно металлургии для снижения выбросов оксида углерода в атмосферу с учето; обеспечения экологической безопасности.
Идея работы заключается в способности озона проявлять окислительны свойства по отношению к органическим и неорганическим вещества,\ находящимся в жидкой, газообразной и твердой фазах.
Задачи исследования: -выполнить анализ литературных источников по защите атмосферы в черно металлургии;
-рассмотреть методологические предпосылки окисления газообразных отходе черной металлургии озоном;
-провести лабораторные и экспериментальные исследования для определен!
эффективности снижения вредных веществ в газовоздушной смеси путем «
озонирования; . .
-выполнить эколого-экономическую оценку разрабатываемого способа.
Научные положения, выносимые на зашиту и их научная новизна.
1. Обеспечение устойчивой эффективности способа озонирования сбросовы
газов черной металлургии возможно на основании .трех форм окисляюшег
действия озона:
-окисление неорганических веществ с участием одного атома кислорода і
молекулы озона;
-окисление углерод-водородных соединений с участием целой молекулы озон:
-каталитическое действие кислорода, присутствующего в озонированио
воздухе.
2. Выявлено совокупное влияние исходной концентрации оксида ynnepoj
(12%-22%), времени воздействия (1,5-5,5 мин), производительности озонато}
(30-60 г/ч) и температуры газовоздушного потока (700-1000С) і
эффективность снижения оксида углерода в среднем на 74,45%..
5. Доказано, что температура сбросовых газов металлургического (доменного) іроизводства (700-1000С) не оказывает существенного' влияния на эффективность процесса озонирования оксида углерода.
Достоверность результатов исследования обусловлена комплексным шализом информационных данных, проведением лабораторных и полевых экспериментов с использованием апробированных методик и оценкой надежности результатов экспериментов по статистическим критериям с использованием математических методов планирования экспериментов.
Научная ценность: разработано регрессионное уравнение, адекватно описывающее процесс экисления оксида углерода;
установлены периоды запаздывания окисления оксида углерода озоном в зависимости от его содержания (Т=б,48с при расходе озона Оз=4г/ч; Т=5,44с при Оз=б г/ч);
озонирование сбросовых газов металлургического (доменного) производства проявляется не только по отношению к оксиду углерода, но и по отношению к эксиду азота и сернистому ангидриду с эффективностью 70,3; 55,5 и 71,4% :оответственно.
Практическое значение работы заключается: в разработке предложений по озонированию сбросовых газов мет&члургического производства по двум технологическим схемам: использование плоских озонаторов тлеющего разряда или ультрафиолетовых кварцевых ламп.
рекомендован расход озона для окисления оксидных веществ в сбросовых газах, который должен составлять 0,5 кгОз/м .
Результаты внедрения: Рекомендуемые технологические предложения по озонированию сбросовых -азов прошли успешную экспериментальную проверку на Мариупольском металлургическом комбинате им. Ильича.
Апробация работы: Основные положения диссертации доложены на XXXIV научной конференції! Российского Университета Дружбы Народов в 1998г. и научно-методически: семинарах кафедры «Промышленной экологии и безопасносп жизнедеятельности» Экологического факультета Российского университет: дружбы народов.
Публикации: Основные положения диссертации работы опубликованы в 5-й печатных работах.
Объем и структура диссертации: диссертационная работа состоит и введения, четырех глав и заключения, изложенных на 93 стр. машинописной текста, содержит 17 рис., 14 табл. и список используемых литературны: источников из 79 наименований.