Производство и оборудование

Промышленное производство и технологическое оборудование
 Известен указ Петра I по флоту, который, хотя и косвенно, касается охраны окружающей среды: «Во время чищения кораблей и починки всякий мусор должно выносить, чтобы ничто на дно не упало. А кто из своих то учинит, сам, ежели офицер, за всякую лопату сору первый раз лишается месяц жалования, во второй раз – полгода, а за третий будет оштрафован отнятием и записан в рядовые. А рядовых за третий – в Сибирь, на каторжную работу». Суров был царь, но справедлив: намусорил – сам и расплачивайся.
 Мы уже говорили о том, что особенно интенсивно воздушный бассейн по-прежнему загрязняют тепловые электростанции, промышленность строительных материалов, черная и цветная металлургия, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. Технологические особенности каждой отрасли определяют выбор газоочистного оборудования. Альтернативная энергетика
 В энергетике наибольшее применение находят электрофильтры.
 В черной металлургии применяются как электрофильтры – в частности, в аспирационной системе литейных дворов, так и рукавные фильтры – для очистки отходящих газов в процессах, связанных с разливом металла, в конверторном производстве, для аспирации при подготовке шихты, в системах электропечей для выплавки стали и феррокомпонентов и т.д. В цветной металлургии используются электрофильтры (в газоочистке печей спекания), рукавные фильтры – в блоках сухой газоочистки электролизных газов и для очистки газов от электропечей в производстве кристаллического кремния. Сигнальный дорожный столбик на земляных батареях
 В цементной промышленности после печей обжига используются электрофильтры, в системах аспирации цементных мельниц, в системах разгрузки, пересыпки и расфасовки цемента, в системах аспирации силосов при загрузке их цементом – рукавные фильтры.
 В химической промышленности рукавные фильтры используются в шинном производстве – для очистки аспирационного воздуха на участке резиносмесителей, в стекольном производстве – в системах пневмотранспорта составных компонентов шихты, при производстве сухих красок, в аккумуляторном производстве и т.д.
 В приведенном выше перечне основных отраслей промышленности не указана атомная промышленность, однако ее значение возрастает с каждым годом. При этом возрастает и исходящая от нее потенциальная опасность, в том числе от выделяемых ею аэрозолей. В книге П.Уйта и С.Смита «Высокоэффективная очистка воздуха» авторы пишут:
 «Образование тонкодисперсных частиц, способных длительное время находиться во взвешенном состоянии, а при оседании снова легко распыляться, зависит от характера технологического процесса и природы перерабатываемого материала. Например, при дроблении урановой руды, а также на операциях грохочения и просеивания основные свойства образующейся пыли определяются видом руды.
 Образование тумана, брызг и возгонов при химической переработке урана и плутония в производстве топливных элементов, при выделении плутония из реакторного топлива и при получении радиоактивных изотопов для различных целей зависит от вида используемых аппаратов, реакций и реагентов. Очевидно, для снижения стоимости защитных укрытий и установок для фильтрации следует провести исследования механизмов образования частиц и капель в ходе технологических процессов, а также изучение свойств сформировавшихся частиц для различных материалов. Электро-щитовое и электро-кабельное оборудование
 К наиболее интересным и хорошо изученным аэрозолям атомно-энергетической промышленности относятся выбросы продуктов деления от топливных элементов реакторов, а также частицы, образующиеся из плутония и других радиоактивных элементов и их смесей. Первые аэрозоли образуются при неконтролируемом отклонении в режиме работы реакторов в результате повреждения оболочек топливных элементов или при несчастных случаях с топливными элементами после их удаления из реактора.
 Все технологические операции должны оборудоваться соответствующими защитными укрытиями и вентиляцией. Очень важно знать характеристики аэродисперсных систем, которые должны обрабатываться высокоэффективными фильтрами».
 В производстве и совершенствовании фильтров для атомной промышленности участвовали Семибратовский завод газоочистительной аппаратуры и Семибратовский филиал НИИОГАЗ. В связи с необходимостью тонкой очистки воздуха для нужд атомной промышленности здесь были созданы небольшие электрофильтры с раздельной ионизацией типа РИОН, снабженные автоматическим устройством для очистки осадительных электродов путем их промывки в масле. Использовались на атомных подводных лодках.
 О важности этого заказа говорит тот факт, что, как вспоминал один из ветеранов завода, «производство пылеулавливающих аппаратов типа РИОН-48 помогали налаживать командированные из Москвы инженеры «Гипрогазоочистки» И.Н.Востоков, Б.П.Рожнов, а контроль за ходом изготовления аппаратов осуществляли представители Совета Министров Амосов и Алексеев». Опытные образцы этих электрофильтров экспонировались на ВДНХ. Степень очистки РИОНов достигала 99,99 %, но при появлении «ткани Петрянова» из-за трудности их регенерации они были вытеснены в дальнейшем так называемыми «абсолютными фильтрами Петрянова» и электрофильтрами иных типов.
 Следует отметить, что до аварии в Чернобыле опасность использования атомной энергии у нас в стране явно преуменьшалась. Читаем в солидной книге, вышедшей за 10 лет до Чернобыля: «На сегодняшний день АЭС – наиболее «чистые» с экологической точки зрения энергетические предприятия, не дающие выбросов золы, вредных продуктов сгорания и CO2. В конструкции АЭС с самого начала закладываются эффективные системы экологической, в частности радиационной защиты.
Эйфория «безопасности» атомной промышленности кончилась в 1986 г. Чернобылем.
 В 1972 г. были изданы «Правила технической эксплуатации и безопасного обслуживания газопылеулавливающих установок», обязательные для всех министерств и ведомств. При составлении Правил в основу были приняты законы об охране атмосферного воздуха в СССР, медико-санитарные нормы содержания вредных веществ в атмосферном воздухе, а также опыт эксплуатации установок газоочистки. Изложены требования по надзору за эксплуатацией газопылеулавливающих установок, возлагаемые на предприятия и организации. Правила были составлены с учетом предложений, полученных от институтов и министерств ведущих отраслей промышленности, и подписаны начальником Всесоюзного Объединения по очистке газов и пылеулавливанию В.А.Аникеевым. В составлении Правил принимали участие ведущие специалисты в области газоочистки: Б.Н.Храмов, И.Ф.Глухов, Л.П.Смирнов.
 Можно по-разному относиться к плановой системе, но нельзя не признать, что сегодня мы утратили многое из того, что не мешало бы сохранить. В том числе – высокие профессиональные требования к разработке, изготовлению и эксплуатации газоочистного оборудования. Вызывает уважение та основательность, с которой были составлены эти правила и их основные положения, которые не устарели и сегодня. Стоит напомнить, как в этих Правилах четко и ясно оценивались промышленные производства и технологическое оборудование…
 «По качественному составу и вредности выбросов промышленные производства и технологическое оборудование, являющиеся источниками загрязнения атмосферы, разделяются на четыре группы.
 Первая группа – промышленные производства, имеющие условно-чистые выбросы газов и аспирационного воздуха в атмосферу, с содержанием вредных веществ, не превышающих гигиенических норм.
 Вторая группа – промышленные производства, имеющие дурнопахнущие выбросы в атмосферу газов или аспирационного воздуха.
 Третья группа – промышленные производства, имеющие значительные выбросы в атмосферу газов или аспирационного воздуха, содержащие нетоксичные или инертные вещества.
 Четвертая группа – промышленные производства, имеющие выбросы в атмосферу газов или аспирационного воздуха, содержащие канцерогенные, токсические или ядовитые вещества.
 Промышленное производство и технологическое оборудование, являющиеся источником загрязнения атмосферного воздуха, разделяются по группам:
 а) в черной металлургии:
первая группа – котлоагрегаты и промышленные печи, сжигающие природный газ и малосернистый мазут;
третья группа – сушильные барабаны, печи обжига-извести и доломита;
четвертая группа – коксовые батареи, башни тушения кокса, руднотермические печи ферросплавных заводов, вагранки, мартеновские печи, электросталеплавильные печи, конвертеры, зоны спекания и охлаждения агломашин, травильные ванны;
 б) в цветной металлургии:
третья группа – печи графитации, дробильно-помольное оборудование и перегрузочные узлы глиноземного, электротермического и электродного производств;
четвертая группа – электролизеры магниевого и алюминиевого производств, электрические хлораторы, спекательные машины, шахтные и купеляционные печи, грануляторы свинцовых заводов; трубчатые, электрические, шахтные, руднотермические печи, обжиговые печи медеплавильных, цинковых, никелевых, оловянных, алюминиевых и ртутных производств; отражательные печи медеплавильных заводов, печи спекания и кальцинации глиноземного производства, вельц-печи цинкового производства, конвертеры медеплавильных и никелевых заводов, сушилки медных концентратов, прокалочные печи электродных производств и др.;
 в) в химическом производстве:
первая группа – технологические печи, работающие на природном газе и малосернистом мазуте;
вторая группа – производство слабой азотной кислоты с каталитической очисткой;
четвертая группа – производство полиэтиленовой пленки, полиамидных и фенолформальдегидных смол, фталевого ангидрида, серной, азотной, соляной кислот, дихлорэтана, хлорвинила, хлористого водорода, стиромаля, эфиров, электролитической щелочи, сульфата, карбида кальция, нефтяного кокса, хлора, корда, карбамида, гербицидов и цеха нитрита аммония, гидроксиламинсульфатного производства капролактама, производство слабой азотной кислоты без каталитической очистки, производство аммиака, метанола, ацетилена, размольные установки и грануляторы заводов фосфорных солей, грануляционные башни производства аммиачной селитры, колонны карбонизации и известковые печи содовых заводов, регенераторы производства дегидрирования бутана, печи сжигания кубовых остатков и отделения окисления производства капролактама и др.;
 г) в нефтехимическом и нефтеперерабатывающем производстве:
первая группа – технологические печи, работающие на природном газе и малосернистом мазуте, очищенном от сернистых соединений, топливном газе;
третья группа – сушильные барабаны катализаторных производств, пневмотранспорт установок каталитического крекинга катализаторных фабрик, котлы-утилизаторы сернокислотных производств;
четвертая группа – производство фенола, изопропилбензола, сажи, ацетона, селективной и контактной очистки масел, смолоотстойники пиролизных производств, реакторы-генераторы установок получения элементарной серы, резервуары хранения нефти и нефтепродуктов, абгазы кубов-окислителей производства битума и синтетических жирных кислот, абгазы сушилок латекса заводов синтетического каучука;
 д) в производстве строительных материалов:
первая группа – промышленные котельные, работающие на природном газе;
третья группа – вращающиеся обжиговые печи, цементные мельницы, сушильные барабаны, дробильно-помольное оборудование, перегрузочные узлы, упаковочные машины, цементные силоса;
четвертая группа – асфальтобетонные и толерубероидные установки, цехи облицовочных материалов и сантехнических изделий с применением полимеров и формальдегидных смол;
 е) в целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности:
первая группа – промышленные котельные, работающие на газе и малосернистом мазуте;
третья группа – содорегенерационные котлы, производство нафталина и канифоли, кормовых дрожжей, этилового спирта;
четвертая группа – производство одорирующих веществ, ртуть-потребляющие производства и цехи;
 ж) в машиностроительной промышленности:
третья группа – сталеплавильные печи, цехи черного литья, гальванические цехи, цехи эмалевых полимерных, формальдегидных и других покрытий;
 з) для электростанций и установок промышленной энергетики:
первая группа – котлоагрегаты, работающие на жидком и газообразном топливе, малосернистом мазуте;
третья группа – котлоагрегаты, работающие на сернистом мазуте и твердом топливе, тракты подачи твердого топлива;
четвертая группа – вагранки и электропечи цветного литья;
 и) в угольной промышленности:
первая группа – промышленные котельные шахт и обогатительных фабрик, работающих на природном газе и малосернистом мазуте;
третья группа – промышленные котельные шахт и обогатительных фабрик, работающие на природном газе и малосернистом мазуте обогатительных фабрик, вентиляционные выбросы от дробилок сортировочного отделения.
 Производственные газовые выбросы в промышленности разделяются на организованные и неорганизованные. Организованными считаются выбросы производственного, транспортного, размольного оборудования, вентиляционных установок складов сырья и готовой продукции, резервуарных парков, которые отводятся в атмосферу с помощью специально сооруженных газоходов. Неорганизованными считаются выбросы производственного, транспортного, размольного оборудования, складов сырья и готовой продукции, резервуарных парков, которые по условиям производства не представляется возможным или нецелесообразно объединять в коллекторы для выброса в атмосферу.
 Газопылеулавливающие установки разделяются на технологические и санитарные.
Установки технологической очистки газов – сооружения и аппараты газоочистки и пылеулавливания, включенные в технологический процесс, не имеющие газовых выбросов в атмосферу. Установки санитарной очистки газов – сооружения и аппараты, сооруженные в целях охраны атмосферного воздуха от загрязнения вредными технологическими и вентиляционными выбросами, а также возврата сырья».
 Здесь же изложены «Правила обслуживания газопылеулавливающих установок», «Порядок организации монтажа, ремонта и испытаний». Сегодня многие положения Инструкции устарели, но их можно трансформировать к современным условиям, к новым газоочистительным аппаратам.
 Более подробно о применении в отраслях промышленности различных типов газоочистного оборудования будет рассказано ниже. Сначала перелистаем наиболее значительные страницы истории становления и развития газоочистительной отрасли. Эта история не только интересна, но и поучительна, поскольку содержит в себе уникальный опыт нескольких поколений специалистов, занимающихся защитой атмосферного воздуха от промышленных выбросов.