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

Свинцовый лом – проблемы переработки

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

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

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

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

АО «СовПлим»: тестируем решение

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

Основные задачи, решаемые при этом:
– предупреждение выбросов в атмосферу веществ первого класса опасности с возвратом в плавку аэрозолей свинца и его оксидов;
– нейтрализация выбросов диоксида серы в воздух рабочей зоны и атмосферу с  – СaSO₄.

Разделяй и выигрывай

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

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

Определяем условия

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

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

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

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

1. Фильтр первой ступени с рабочей температурой до 180 ± 10 °С. Для защиты от воздействия SO₂ внутренние поверхности фильтров обработаны специальным покрытием DU PONT и применены детали из нержавеющей стали.
2. Система десульфуризации, состоящая из сдвоенного блока динамических реакторов и дальнейшего фильтровального блока очистки. Подача сухого реагента в реакторы Ca(OH)₂ осуществляется станцией дозирования, которая включает в себя:
   • накопительную ёмкость,
   • подъёмное устройство,
   • дозирующее устройство,
   • транспортный вентилятор.
   Процесс десульфуризации двухступенчатый. Он начинается в реакторах и заканчивается в фильтровальном блоке. На протяжении всего цикла используется свежий (со станции дозирования) и вторичный реагенты (из «пылесборников» реакторов и фильтровального блока). Благодаря этому расход реагента значительно сокращается. Включение и отключение подачи свежего реагента определяется системой автоматики по датчику концентрации SO₂, установленному после фильтровального блока. В системе предусмотрен автоматический сброс в сборник химически истощённого вторичного реагента с получением в осадке CaSO₄.
3. Фильтр резервной (аварийной) доочистки от SO₂ — ионообменный фильтр. Фильтр имеет байпас и подключается по датчику концентрации SO₂ при аварийном превышении заданной концентрации.

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

Автоматизация

Система автоматики с визуализацией на жидкокристаллическом дисплее позволяет управлять процессами

• регенерации фильтров в режимах офлайн и онлайн. Настройки режимов оптимизированы таким образом, чтобы были выдержаны оптимальные значения расхода сжатого воздуха и дифференциального давления (ΔР). Датчик ΔР также подключён к системе постоянного контроля, значение отражается на дисплее;
• включения и отключения шнековых конвейеров и ротационных питателей;
• переключения основного и резервного вентиляторов;
• подключения/отключения резервного фильтра

и контролировать

• концентрацию свинца и SO₂ и регулирование расхода свежего реагента;
• концентрацию общих пылевых выбросов не более 5 мг/м³;
• заполнение пылесборников и бэгов;
• регулирование заданных параметров (концентраций, давлений, расходов, температуры).

Данное решение среди прочих показало свою эффективность, а также высокий экономический эффект за счёт

1. повышения рециклинга свинца и его окислов;
2. снижения затрат по использованию реагента.

Таким образом, данный способ пылегазоочистки подтвердил свою эффективность и может быть рекомендован для производств переработки свинецсодержащих отходов.

---

Источники:

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

С источником вы можете ознакомиться по ссылке: скачать (.doc)