Kako kontrolirati prašinu u topljenju obojenih metala?

Izravan odgovor: Kombinirajte hvatanje izvora, filtraciju prašine i obradu dimnih plinova

Prašinu od taljenja obojenih metala kontroliraju tri sloja koja rade zajedno, a ne bilo koji pojedinačni dio opreme: zapečaćeno ili zatvoreno hvatanje na peći, konverteru i mjestima za točenje; a filter za prašinu dimenzioniran za vrlo fine veličine čestica koje proizvodi metalurški dim; i stupanj obrade dimnih plinova koji uklanja sumporni dioksid, kisele plinove i zaostale pare teških metala za koje filtar za prašinu nije dizajniran.

Kada su sva tri sloja projektirana kao jedan sustav, tretirani otpadni plin može se dovesti do koncentracije čestica ispod 10 mg po normalnom kubnom metru , s ukupnom učinkovitošću hvatanja submikronske dima od taljenja koja obično prelazi 99 posto . Izostavljanje stupnja obrade dimnih plinova, čak i s izvrsnim filtrom za prašinu, još uvijek ostavlja plinovite i parne zagađivače u dimnjaku koje sama kontrola čestica nikad nije mogla ukloniti.

Zašto je dim od taljenja teže kontrolirati nego običnu industrijsku prašinu

Većina čestica koje napuštaju talionicu obojenih metala nije mehanički stvorena prašina. To je metalurški dim, nastao kada se metal i para metalnog oksida proizvode na temperaturama peći iznad 1000°C kondenzira u čvrste čestice dok se plin nizvodno hladi. Budući da te čestice nastaju kondenzacijom, a ne lomom ili abrazijom, veliki udio njih mjeri se ispod 1 mikrometar , s većim dijelom ukupne mase koncentriranim ispod 0,3 mikrometra. Ovako fine čestice prolaze ravno kroz opremu namijenjenu grubljoj prašini i ostaju lebdjeti u zraku mnogo dulje od većih čestica.

Dva različita toka prašine, dva različita problema

Tipična operacija taljenja proizvodi dva toka prašine koji se ponašaju sasvim drugačije i često zahtijevaju različita rješenja. Drobljenje, prosijavanje, prijenos i punjenje koncentrata rude stvaraju grublju prašinu pri rukovanju, općenito u rasponu od 10 do 100 mikrometara, koja se relativno brzo taloži i dobro reagira na konvencionalno zatvaranje i ciklonsko odvajanje. Otpadni plin iz peći i konvertora, s druge strane, nosi gore opisani ultrafini kondenzacijski dim, često zajedno s isparljivim spojevima olova, arsena, kadmija ili cinka prisutnim u mnogim sulfidnim i oksidnim rudama. Dimenzioniranje jednog komada opreme za filtriranje samo za jedan od tih tokova, a zatim se očekuje da će podnijeti oba, jedan je od najčešćih razloga zašto sustavi za kontrolu prašine ne postižu bolje rezultate od svojih projektiranih ciljeva.

Hvatanje izvora: Zaustavljanje prašine prije nego što postane u zraku

Najisplativije smanjenje prašine od taljenja događa se prije nego što plin uopće dospije do filtra. Peći, konverteri i točke za točenje opremljene poklopcima ili punim kućištima, koji se drže pod blagim negativnim tlakom u odnosu na okolnu radionicu, sprječavaju izlazak dima u zgradu prije nego što se može uvući u sustav ekstrakcije. Kapule za snimanje obično su dizajnirane oko brzine lica od otprilike 0,5 do 1,5 metara u sekundi ; puna kućišta mogu učinkovito raditi pri nižim brzinama jer se dim nema kamo raspršiti prije nego što stigne do kanala.

Sekundarno hvatanje je jednako važno kao i primarno hvatanje. Kucanje, izlijevanje i bacanje ispuštaju kratke nalete dima koje primarna napa često promaši, pa se posebno dodaju nape s baldahinom ili potisni-povuci ventilacija postavljeni izravno iznad tih točaka kako bi ih uhvatili. Operacije koje ulažu u ovaj sekundarni sloj obično hvataju više od 95 posto generiranog dima prije nego što stigne do filtra za prašinu, čime se smanjuje opterećenje na daljnjoj opremi i ograničavaju fugitivne emisije koje bi inače izašle kroz krovne otvore i otvore u zgradama umjesto kroz kontrolirani dimnjak.

Odabir filtra za prašinu za otpadni plin od taljenja

Odabir filtra za prašinu za otpadni plin od taljenja znači usklađivanje opreme s temperaturom plina, veličinom čestica i korozivnošću, a ne jednostavno usklađivanjem nazivnog protoka zraka. Tablica u nastavku sažima kako glavne vrste filtara obično rade protiv submikronske pare koja sadrži metal opisana ranije.

U praksi mnoge talionice postavljaju ove tehnologije u nizove umjesto da se oslanjaju samo na jednu: ciklon prvo uklanja grubu frakciju tako da primarni filtar nije preopterećen, dok filtar od tkanine ili elektrostatički taložnik postavljen nizvodno upravlja finim kondenzacijskim dimom. Opremljeni filterima od tkanine PTFE membranski mediji postali su uobičajeni izbor za nove instalacije, budući da imaju učinkovitost uklanjanja submikrona iznad 99,5 posto u širokom rasponu uvjeta protoka plina, iako zahtijevaju pažljivu kontrolu temperature i vlage kako bi se izbjeglo zasljepljivanje vrećica ili skraćivanje njihovog vijeka trajanja.

Obrada dimnih plinova: upravljanje onim što filtar za prašinu ne može ukloniti

Filtar za prašinu, koliko god učinkovit, uklanja samo čvrste i tekuće čestice. Otpadni plin iz taljenja sulfidne rude obično nosi sumporni dioksid u koncentracijama daleko višim od većine drugih industrijskih izvora, ponekad u rasponu od 3 do 30 posto volumena za plin iz peći visoke čvrstoće, zajedno s kiselom maglom i zaostalom parom teških metala koja se kondenzira ili reagira tek nakon prolaska kroz filter. Pročišćavanje dimnih plinova je stupanj izgrađen posebno za rješavanje ovih zagađivača u plinovitom i parnom stanju.

Struje visoke koncentracije: obnavljanje umjesto odlaganja

Tamo gdje je koncentracija sumpornog dioksida dovoljno visoka, standardni pristup nije pročišćavanje plina, već njegovo pretvaranje u sumpornu kiselinu kroz dvostruki kontakt, dvostruki apsorpcijski proces, koji može postići učinkovitost konverzije sumpora iznad 99,5 posto dok proizvodi kiseli proizvod koji se može iskoristiti, a ne tok otpada.

Struje niže koncentracije i otpadnih plinova

Za slabije struje plina, ili kao korak poliranja nakon obnavljanja kiseline, mokro, polusuho i suho čišćenje sorbentom s vapnom, vapnencem ili reagensima na bazi natrija obično uklanja 90 posto ili više preostalog sumpornog dioksida. Ubrizgavanje aktivnog ugljena ili adsorpcija u fiksnom sloju dodaje se tamo gdje su prisutni živa ili drugi hlapljivi teški metali, budući da ti zagađivači prolaze kroz filtre čestica i kroz konvencionalne pročišćivače kiselog plina netaknuti. Tamo gdje izgaranje ili oksidacija na visokoj temperaturi također stvaraju dušikove okside, selektivna katalitička ili nekatalitička redukcija pomoću reagensa na bazi amonijaka nanosi se na isti niz plinova kako bi se dušikovi oksidi spustili zajedno s česticama i sumpornim dioksidom.

Kako se faze povezuju: višefazni niz liječenja

Budući da svaki stupanj cilja na različite onečišćivače ili raspon veličine čestica, redoslijed raspoređivanja opreme je važan koliko i sama oprema. Tipični niz za taljenje sulfidne rude pomiče otpadni plin kroz sljedeći slijed, pri čemu svaki stupanj štiti performanse i radni vijek onog nakon njega:

• Otpadni plin iz peći ili pretvarača ostavlja proces vrućim i jako opterećen finim dimom.
• Oporaba otpadne topline i hlađenje plina dovode struju do temperature koju nizvodni filtar može tolerirati.
• Ciklonski predseparator uklanja frakciju grubih čestica, štiteći primarni filtar od abrazije i preopterećenja.
• Primarni filtar za prašinu, obično filtar od tkanine ili elektrostatički filter, uklanja preostale fine čestice.
• Faza odsumporavanja ili pročišćavanja dimnih plinova uklanja sumporni dioksid i kisele plinove.
• Faza poliranja, često adsorpcija aktivnim ugljenom, hvata tragove para teških metala koje ranije faze ne mogu.
• Čisti plin izlazi kroz dimnjak opremljen kontinuiranim praćenjem emisija.

Gornji dijagram vizualno predstavlja ovaj slijed: otpadni plin kreće se lijevo-desno iz peći, kroz ciklonsko predodvajanje i primarni filtar za prašinu, u obradu dimnih plinova i završnu fazu poliranja, prije nego što kontinuirano praćenje potvrđuje što dospijeva u dimnjak.

Rad, nadzor i održavanje sustava

Filtar za prašinu i sustav za obradu dimnih plinova rade samo onoliko dobro koliko se njima rukuje. Čak će se i ispravno projektiran sustav udaljiti od svoje projektirane učinkovitosti bez dosljednog praćenja i održavanja, budući da naslage prašine, vlaga i kiselinski kondenzat kontinuirano djeluju na opremu tijekom vremena.

Kontinuirano praćenje održava sustav poštenim

Kontinuirani instrumenti za praćenje emisija postavljeni na dimnjak koji prate koncentraciju čestica, neprozirnost i sumporov dioksid operaterima daju dokaze u stvarnom vremenu o tome kako filtar za prašinu i faze obrade dimnih plinova rade, umjesto da se oslanjaju samo na periodično ručno testiranje kako bi uhvatili problem nakon što je već utjecao na emisije.

Diferencijalni tlak signalizira kada treba obratiti pozornost na filtar

Preko tkaninskog filtra, diferencijalni tlak se obično održava unutar pojasa oko njega 1000 do 1500 paskala . Stalni porast izvan tog pojasa obično ukazuje na zasljepljivanje vrećice od vlage ili kemijskog napada, dok nagli pad često signalizira poderanu ili odvojenu vrećicu koja prašini u potpunosti zaobilazi filtraciju.

Planirajte zamjenu vrećica i koroziju prije nego što uzrokuju gašenje

Filtarske vrećice izložene kiselom, visokotemperaturnom plinu za taljenje obično traju reda veličine dvije do četiri godine prije zamjene, iako opterećenje abrazivnom prašinom ili temperaturne razlike mogu to znatno skratiti. Navlažene komponente u fazi obrade dimnih plinova suočene su s vlastitim rizikom korozije od kiselog kondenzata, tako da su odabir materijala i rutinska inspekcija kanala, unutarnjih dijelova skrubera i obloga apsorbera važni jednako kao i kemijski sastav temeljnog procesa.

Često postavljana pitanja

Može li jedan dio opreme nositi i prašinu i dimni plin odjednom?

Mokri pročistači mogu ukloniti čestice i apsorbirati kiseli plin u jednoj posudi, ali učinkovitost uklanjanja čestica koju postižu za submikronsku metaluršku isparenost općenito je niža od namjenskog tkaninskog filtra, a oni stvaraju tok otpadne vode koji sam treba pročišćavati. Većina postupaka taljenja ima pouzdaniju izvedbu koju je lakše održavati zadržavanjem filtriranja prašine i obrade dimnih plinova kao zasebnih, namjenski izgrađenih faza umjesto njihovog kombiniranja u jedan uređaj.

Zašto dim od taljenja treba finije filtriranje od prašine od drobljenja ili prosijavanja?

Budući da dim od taljenja nastaje kondenzacijom pare, a ne mehaničkim lomom, većina njegove mase nalazi se ispod 1 mikrometra, dok prašina od drobljenja i prosijavanja obično ima 10 mikrometara ili više. Filtar za prašinu i sustav za hvatanje veličine za grublji mlaz neće zadržati finiji.

Kako se obično tretira sumporni dioksid iz otpadnog plina taljenja?

Tamo gdje je koncentracija sumpornog dioksida visoka, što je uobičajeno kod taljenja sulfidne rude, pretvorba u sumpornu kiselinu dvostrukim kontaktom dvostruke apsorpcije standardni je pristup obradi dimnih plinova, vraćajući sumpor kao proizvod koji se može koristiti umjesto da se ispušta. Slabiji tokovi ili otpadni plin preostali nakon obnavljanja kiseline obično se poliraju mokrim, polusuhim ili suhim alkalnim čišćenjem.

Što uzrokuje da filtar od tkanine s vremenom gubi učinkovitost?

Najčešći uzroci su zasljepljivanje vrećice od kondenzacije vlage ili kemijskog napada, fizička oštećenja kao što su poderotine ili istrošeni šavovi i naslage prašine koje ciklusi čišćenja ne uspijevaju adekvatno ukloniti. Praćenje trendova diferencijalnog tlaka uz povremena vizualna ispitivanja ili ispitivanja curenja obično otkriva te probleme prije nego što se pokažu kao prekoračenje emisija.

Utječe li obrada dimnih plinova na rad filtra za prašinu?

Da. Temperatura plina i vlaga koja ulazi u fazu obrade dimnih plinova obično se kontroliraju imajući na umu tolerancije filtra za prašinu, budući da kondenzacija uzvodno od filtra može zaslijepiti medij od tkanine ili ubrzati koroziju unutar elektrostatskog filtera. Dva stupnja su obično dizajnirana i rade kao jedan integrirani sustav, a ne neovisno.

Koju koncentraciju čestica može postići dobro osmišljen sustav?

Moderni filtri od tkanine upareni s učinkovitim hvatanjem izvora obično drže izlaznu koncentraciju čestica ispod 10 mg po normalnom kubnom metru na trajnoj osnovi, iako brojka koja se primjenjuje na bilo koje specifično postrojenje ovisi o karakteristikama plina i regulatornom ograničenju koje sustav treba zadovoljiti.