Расширение возможности переработки отходов с помощью плазменных технологий
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
ичений по ресурсу, управляемой во время плавки формой плазменного факела, с полным использованием в печи, в процессе плавки, химической и тепловой энергии восстановителя, малыми выбросами газа и пыли в систему газоочистки (схема - рис. 4).
Преимущество печей шахтного типа заключается в возможности создания условий для правильного протекания восстановительных процессов в твердой фазе. При этом появляются дополнительные возможности экономии энергии, через применение регенерации тепла отходящих газов за счет подаваемого сырья, экономии исходного сырья, снижении потерь улетом и с пылью, полным использованием химической энергии газов благодаря правильной работе шахты с сырьем. Экспериментально подтверждено, что правильно структурированная управляемая плазма, работающая в точно выбранной зоне печи, позволяет увеличить процент извлечения полезных компонентов из руды до 90-95 % от исходного, и это делает плазменный шахтный процесс восстановления, при правильном его понимании и управлении, одним из самых перспективных в области переработки руд и утилизации промышленных отходов. Рис. 5. Мнемосхема САУ на экране управления и пульт управления РШПП-1,5 Кратко напомним особенности EPOS-process:
в качестве основных восстановителей работает водород и оксид углерода, процессы идут при отсутствии дополнительного избыточного окислителя, восстановитель требуется исключительно для реакций восстановления и компенсации потерь, в печном газе на выходе из печи должен быть СО2 и Н2О;
используется спроектированный самодостаточный брикет, содержащий компоненты в требуемых пропорциях;
используется управляемая рециркуляция горячих печных газов контролируемого состава по максимально короткому контуру, с подачей их без очистки и охлаждения в специальный плазмотрон и в установленные тракты;
используется высокая шахта, в которой по заданному алгоритму проходят процессы сушки, предварительного подогрева, твердофазного восстановления;
используется специальная геометрия реакционной зоны, в которой происходит расплавление полученного металла и шлаков, завершаются химические реакции;
-минимизированы все потери тепла и энергии.
Как мы указывали ранее, и это подтверждено длительными неудачными попытками конкурентов повторить наши результаты в 2009-10 году, в технологии нет мелочей и незначимых аспектов, в частности, проблема плазменных печей может заключаться в неправильной схеме, недостаточном ресурсе, технической сложности и сравнительно низком КПД металлургических плазмотронов прежних схем. Традиционно применяемые плазмотроны, используемые обычным образом, дают обратный эффект и дискредитируют технологию плазменной РВП. Этому вопросу мы уделили особое внимание, и на сегодняшний день отработаны простые и надежные плазменные узлы, в т. ч. коаксиальные, с управляемой формой плазменного факела, с графитовыми электродами, работающие с КПД более 97 % и не имеющие ограничения по ресурсу, не загрязняющие расплав медью и другими материалами, не содержащимися в шихте, позволяющие печи работать безостановочно в течение всей кампании, до регламентных работ и ремонта печи [7-12]. Для повышения КПД мы специальным образом организовывали геометрию рабочих зон и сход шихты, чтобы защита неохлаждаемой футеровки осуществлялась ею. Считается, что при использовании плазмотронов свод, шахта, плазмотроны должны быть водоохлаждаемыми, как являются водоохлаждаемыми основные элементы мощных ДСП. Это заблуждение идет от недопонимания физико-химических процессов в шихте и в рабочей камере, технологии восстановления и плавки, идущих в плазменной шахтной печи; водоохлаждаемая во всех частях печь, без регенерации, делает технологию неконкурентоспособной не только с шахтной схемой, но даже с обычной РВП.
Качественную работу агрегата обеспечивает также правильный брикет, о чем мы подробно писали ранее [2, 3, 6].
Применение EPOS-process уменьшает в десятки раз унос материалов из печи, снижает требования к системам пылегазоочистки, годовой выброс пыли может составить около 9-10 тонн на программу выпуска до 45000 тонн силикомарганца (при работе 5 печей указанной мощности). Правильно подобранный режим позволяет снизить энергопотребление печи более, чем в полтора раза, сократив удельный расход электроэнергии, а общие энергозатраты - в 2-2,5 раза. Все эти решения в полной мере были заложены в проекте электропечи РШПП-1,5И1.
Важным новым масштабным проектом получения ферросплавов из руды является проект переработки руд месторождения ЧЕК-Су, Кузбасс-Красноярск. Масштаб месторождения
Таблица 1. Сравнительные данные оценок традиционной технологии РТП и технологии EPOS-process для переработки руды ЧЕК-Су с получением ферромарганца и силикомарганца
(более 98,5 млн тонн, из общих российских запасов - около 148,2 млн тонн) и его сложность (наличие более 92 млн тонн карбонатных и 5,7 млн тонн окисленных руд), с переработкой коллективного концентрата в год 727,14 тыс. тонн, с количеством марганца 205,41 тыс. тонн (массовая доля марганца в коллективном концентрате 28,25 %%) делает актуальным новые современные подходы. Применение традиционных открытых рудотермических печей в проекте требует установленной мощности печей более 360МВА, и выводит тем самым вопрос оптимизации затрат на первый план.
Особенностью Усинского марганцевого сырья является высокое содержание фосфора, составляющего 0,23 процента в окисленной и 0,15 процента в карбонатной