Влияние коксохимического предприятия ООО "Алтай-Кокс" на окружающую среду Заринского района

Современная коксовая батарея - сложный теплотехнический агрегат. Основной технологический процесс протекает в камерах коксования, где угольная шихта нагревается без доступа воздуха до 900-1500 С^о, при этом происходит высокотемпературное разложение углей с выделением газообразных продуктов и формированием твердого остатка - кокса.

Являясь частью коксовой печи, камера коксования образуется двумя боковыми стенами из огнеупорного кирпича.

Запас угольной шихты, обеспечивающий двухсменную работу печей, накапливается в угольной башне, железобетонном бункере, разделенном внутренними перегородками на секции. В нижней части угольной башни на выходах из секций располагается ряд затворов, через которые угольная шихта поступает в бункера углезагрузочного вагона.

Углезагрузочный вагон после набора шихты передвигается к косовой печи, готовой к загрузке. Загрузка печи составляет 3-6 мин. В коксовых печах путем термического разложения угольной шихты получают кокс и летучие продукты коксования.

Коксование шихты происходит в коксовых печах систем ПВР. Обогрев коксовых печей производится непрерывно обратным коксовым газом. Продукты сгорания коксового газа, содержащие сажу, оксид углерода, диоксид серы, окислы азота, бензопирен через дымовые трубы выбрасываются в атмосферу.

Коксовый цех работает в непрерывном режиме с периодическими остановками выдачи кокса по цикличному графику. Время цикличных остановок составляет 1-2 часа.

Оборот печей (по данным 1999г.) по коксовым батареям (КБ) составил:

КБ №1-18,43 часов;

КБ №2-19,00 часов;

КБ №3-18,41 часов;

КБ №4-18,41 часов.

Готовый кокс выгружается в коксовозный вагон строго по определенному графику. После окончания выдачи кокса в тушильный вагон он направляется к тушильному устройству, назначение которого обеспечить охлаждение кокса до температуры 180~250°С и равномерную постоянную влажность.

В коксовом цехе № 1 применяется мокрое тушение, в коксовом цехе № 2 - сухое тушение.

При мокром тушении кокс в течение 60 секунд орошается водой (0,5 м³/т кокса) в тушильной башне, которая оборудована системой трубопроводов и форсунок - распылителей. После орошения вагон отстаивается 30-50 секунд под тушильной башней для стока излишней воды.

Вода стекает в отстойники, откуда насосами снова подается на тушение. Коксовый шлам из отстойников забирается краном в вагоны и отгружается потребителю.

По окончании стока воды из вагона охлажденный кокс разгружается на наклонную площадку - коксовую рампу, на которой выдерживается в течение 12-15 мин для испарения воды и затем подается на сортировку.

В сравнении с традиционным мокрым тушением, сухое тушение кокса имеет следующее технико-экономические преимущества:

- отсутствие выброс паров воды в атмосферу и сточных вод тушильной башни;

- возможность покрытия потребности завода в паре за счет утилизируемого тепла кокса;

- производство кокса минимальной влажности;

- получение более однородного кокса по крупности;

- улучшение качества кокса, так как в этом случае он не испытывает разрушения из-за резкого охлаждения;

- устранение коррозии металлоконструкций от паров мокрого тушения;

- уменьшение времени коксования за счет дококсовывания в форкамере УСТК.

При сухом тушении кокс охлаждают путем продувки через слой раскаленного кокса инертного газа, циркулирующего в замкнутой системе.

Вагон с раскаленным коксом подъемником поднимают на установку сухого тушения (УСТК). УСТК состоит из камеры тушения, циклона-отделителя пыли, котла-утилизатора и утьевого устройства. Раскаленный кокс в камере тушения, соприкасаясь с подаваемым инертным газом, охлаждается до температуры 250-280 °С. Инертный газ при температуре 760-800 °С поступает в пылеотделитель-циклон, где освобождается от пыли, затем проходит в котел-утилизатор и уже при температуре 180-200 °С подается в распределительное устройство камеры тушения - дистрибутор. Сброс избыточного теплоносителя происходит постоянно через газосбросные свечи УСТК в атмосферу. Разгрузка кокса производится через специальное разгрузочное устройство порциями по 20-30 кг на транспортер кокса.

После охлаждения кокс поступает в отделение коксосортировки. Назначение ее - разделение валового кокса по классам крупности на металлургический кокс и мелочь. Схема коксосортировки предусматривает рассев кокса на классы крупностью на валковых и виброгрохотах. После коксосортировки кокс грузят в вагоны для отправки потребителям. Мелкие классы кокса собирают в бункера-накопители для последующей отгрузки в железнодорожных вагонах. Места перегрузок и пересыпок кокса, разгрузки камер УСТК оснащены аспирационными системами.

Для предотвращения газовыделений загрязняющих веществ (продукты пиролиза угля) через неплотности крышек загрузочных люков и стояков на батареях применяется заливка люков спецраствором и пневмоуплотнение крышек стояков. Для предотвращения процессов коксового газа через неплотности кладки печей в отопительную систему проводится регулярный ремонт огнеупорной кладки (методом напыления, мокрого торкретирования, керамической наплавки).

Основными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в коксовых цехах являются: дымовые трубы коксовых батарей, свечи УСТК, башня тушения, коксовая рампа, загрузка угля, выдача кокса, неплотности арматуры герметизации, трубы аспирационных систем, дефлекторы производственных зданий, воздушники конденсатоотводчиков.

3.2.4 Цех конденсации и улавливания химических продуктов

В процессе коксования образуются ценные химические продукты, являющиеся основным сырьем для многих химических производств и особенно предприятий органического синтеза. Очистка выделяющегося при коксовании газа с улавливанием ценных химических составляющих осуществляется в одном из основных цехов завода - цехе улавливания химических продуктов коксования.

Комплекс цеха улавливания предназначен для отвода коксового газа от печей коксовых батарей 1-4, охлаждения его с выделением конденсирующихся смолы, воды, извлечения из газа аммиака, бензола, пиридина.

В состав цеха входят:

отделение конденсации и охлаждения коксового газа;

аммиачно-сульфатное отделение с пиридиновой установкой и складом сульфата;

склад реактивов;

бензольное отделение;

очистка обратного коксового газа для отопления батарей;

биохимическая установка для очистки сточных фенольных вод;

установка утилизации химических отходов;

склад смолы, масел и сырого бензола;

установка по приготовлению тяжелой смолы (дорожного связующего).

Обработка коксового газа осуществляется по следующей схеме:

Парогазовые продукты, выходящие из камеры коксования с температурой 750-800^сС, сначала подвергаются охлаждению до 85-90°С аммиачной водой, которая подается из отделения конденсации в газоотводящую арматуру. В газосборниках коксовой батареи при этом конденсируется до 60% смолы.

Затем газ, содержащий еще значительное количество смоляного тумана, так называемый "прямой коксовый газ", поступает в первичные газовые холодильники, назначение которых снизить его температуру до 30-35°С. По мере охлаждения прямого коксового газа из него конденсируются смола и вода.

Все сконденсировавшиеся продукты поступают в аппараты (осветлители), где смола отделяется от воды. Вода насосами снова направляется на охлаждение парогазовых продуктов в газоотводящей арматуре и газосборниках коксовых батарей.

Смола подается в хранилища для последующей переработки.

После нагнетателей коксовый газ поступает в аппараты для улавливания аммиака. Одновременно с аммиаком улавливаются пиридиновые основания. Коксовый газ барботирует через раствор серной кислоты в специальном аппарате-сатураторе. Реагируя с серной кислотой, аммиак коксового газа образует соль - сульфат аммония. Сульфат аммония выделяется из циркулирующего в системе раствора на центрифугах и после сушки отправляется потребителям.

Поступающий из сульфатного отделения газ с температурой 55-60°С подвергается конечному охлаждению (до температуры - 25°С). Для конечного охлаждения газа применяют холодильники непосредственного действия. Одновременно с охлаждением газа и конденсацией содержащихся в нем водяных паров в конечном газовом холодильнике (КГХ) происходит вымывание нафталина. Нафталин из воды КГХ коксовых батарей 1 -4 экстрагируется поглотительным маслом.

Вода после КГХ поступает в отстойники, далее в промежуточную емкость, из которой насосами подается на охлаждение в кожухотрубчатые холодильники и далее снова на КГХ. Отстоявшееся поглотительное масло, насыщенное нафталином, передается на переработку в бензольное отделение.

После конечного охлаждения коксовый газ с коксовых батарей 1-4 поступает в отделение улавливания сырого бензола. Улавливание сырого бензола осуществляется путем контактирования газа с поглотительным маслом, приготовляемым из фракции каменноугольной смолы, в скрубберах, в которых уложена деревянная реечная насадка. Насадка скруббера сверху орошается поглотительным маслом, навстречу маслу из нижней его части поступает коксовый газ. Выходящий из бензольных скрубберов коксовый газ, т.е. газ, прошедший все стадии очистки, называется "обратным". Это конечный продукт, который может передаваться потребителю (обогрев коксовых батарей, трубчатых печей, гаражей размораживания, ТЭЦ и др.).

Поглотительное масло, насыщенное сырым бензолом, в специальном подогревателе нагревается до температуры 140°С и после выделения из него сырого бензола и охлаждения снова поступает на скрубберы.

Сырой бензол, сульфат аммония и легкие пиридиновые основания, уловленные из коксового газа, при его охлаждении и очистке, поступают на погрузку для отправки потребителям.

Каменноугольная смола, полученная на работающих батареях, поступает на установку по переработке смолы. Продукты переработки смолы (пек, нафталиновая, антраценовая фракции, поглотительное, каменноугольное масла) отправляются потребителям.

Основными источниками выбросов в цехах улавливания являются воздушники емкостного оборудования, аспирационные и вентиляционные системы в насосных и других производственных помещениях, узлы погрузки, разгрузки продуктов, открытые поверхности емкостей, дымовые трубы трубчатых печей.

Значительное количество воздушников емкостного оборудования отделения конденсации и склада смолы подключены к коллекторной системе с подачей коллекторных газов в газопровод прямого коксового газа. Воздушники технологического оборудования установки по переработке смолы подключены к коллекторной системе сбора выбросов с подачей коллекторных газов в газопровод прямого коксового газа.

3.2.5 Теплоэнергоцентраль

Электроснабжение ОАО "Алтай-кокс" осуществляется от теплоэнергоцентрали (ТЭЦ), которая является подразделением ОАО, на напряжении 6,3 кВ. Здесь установлены два турбогенератора мощностью 60 и один турбогенератор мощностью 80 МВт. На ТЭЦ имеются четыре газомазутных котла типа БКЗ. Основное топливо - коксовый газ, получаемый в процессе коксования углей.

Главное распределительное устройство ТЭЦ состоит из трех секций: питание идет на собственные нужды ТЭЦ, потребителям ОАО "Алтай-кокс" и сторонним потребителям. Распределение электроэнергии на ОАО "Алтай-кокс" осуществляется через два центральных распределительных пункта ЦРП-1 и ЦРП-2 и десять распределительных пунктов, территориально расположенных в центрах нагрузок. С распределительных пунктов получают питание непосредственно высоковольтные электродвигатели (напряжение 6,3 кВ) и 93 цеховые трансформаторные подстанции. Связь между ТЭЦ, распределительными пунктами и цеховыми подстанциями выполнена с помощью кабельных линий, проложенных в основном на кабельных эстакадах. Внеплощадочные объекты питаются по воздушным ЛЭП.

Внутрицеховые сети работают на напряжении 380/220 В переменного тока и 400 В постоянного тока.

Ежегодное потребление электроэнергии за последние годы вместе с собственными нуждами ТЭЦ составляет 480 млн. кВт/ч.

Основные потребители электрической энергии - электродвигатели, установленные на технологических механизмах, а также электроосвещение. Всего находится в эксплуатации 11139 электродвигателей, в том числе 108 высоковольтных. На ОАО "Алтай-кокс" впервые в отечественной практике были применены электродвигатели постоянного тока на приводах передвижения всех коксовых машин и приводах выталкивающей и планерных штанг коксовыталкивателя, а также бесконтактные схемы управления механизмами коксовых машин.

3.2.6 Цех водоснабжения

Использование производственных фенолсодержащих сточных вод коксохимического предприятия возможно в трех направлениях:

Совместная очистка (или доочистка) с хозбытовыми стоками на городских очистных сооружениях.

Мокрое тушение кокса.

Подача в оборотные циклы производственного водоснабжения закрытой теплообменной аппаратуры.

При любом варианте использования сточных вод необходима предварительная достаточно глубокая их очистка от органических и неорганических загрязнений. В настоящее время наиболее полная очистка достигается с помощью биохимического метода.

Сточные воды, образующиеся в основных технологических процессах коксования (конденсат из газопроводов коксового газа, избыточная надсмольная вода цеха улавливания, продувочные воды циклов конечных газовых холодильников и др.), содержащие в значительном количестве фенолы, роданиды, соли аммония, смолы, масла и др., собираются в приемных резервуарах установки биохимической очистки (БХУ).

Установка биохимической очистки представляет собой комплекс сооружений, позволяющих удалить из воды основную массу растворимых в ней загрязняющих веществ. БХУ включает механическую очистку от масел и смол и собственно 2-х ступенчатую биохимическую очистку (на 1-й ступени - от фенолов, на 2-й - от роданидов). Процесс биохимической очистки основан на способности микроорганизмов использовать растворенные в воде вещества для питания в процессе жизнедеятельности.

Проектная мощность БХУ - 280 м /час, фактическая нагрузка -210 м /час.

Передача очищенных сточных вод на городские сооружения в условиях Алтайского коксохимического завода была невозможна в связи с малыми объемами хозбытовых вод, так как при последующем сбросе смеси очищенных производственных и бытовых стоков в реку Чумыш не могло быть обеспечено соблюдение ПДК ряда компонентов в водоеме.

В связи со строительством УСТК на батареях №3,4 для защиты водного бассейна внедрена в производство бессточная схема водоснабжения, предусматривающая использование сточных вод взамен технической воды для пополнения оборотных циклов водоснабжения закрытой теплообменной аппаратуры с максимальным сокращением при этом количества продувочных вод оборотных циклов и их использованием для мокрого тушения кокса. Реализация такой схемы возможна только в комплексе всего Алтайского коксохимического завода (включая коксовые батареи №1-4), если сохранить мокрое тушение лишь на батареях №1-2.

Сделанные расчеты показали, что при максимальном объеме образование сточных вод потребность в воде для мокрого тушения кокса батарей №1 и 2 достаточная для полной ликвидации всего объема продувочных вод из оборотных циклов (при самых неблагоприятных метеорологических условиях). При этом выбросы в атмосферу при тушении кокса уменьшаются по сравнению с непосредственным тушением очищенной сточной водой.

Для осуществления этой схемы проектом было предусмотрено следующее:

Перевод машинного зала с прямоточной схемы водоснабжения на самостоятельную оборотную.

Подача очищенных фенолосодержащих вод после биохимической установки на пополнение оборотных циклов и продувных вод из циклов на тушение кокса.

Подача в оборотную воду раствора ингибитора.

Работа по проектной схеме привела к появлению избыточных фенольных вод и невозможности их утилизировать по той причине, что общие потери в цикле (испарение и продувка), вследствие несоответствия фактического и заложенного проектом расчетного расхода оборотной воды. Объем оборотного водоснабжения, предусмотренный балансовой схемой Гипрококса, не учитывает значительного снижения количества оборотной воды при работе аппаратов воздушного охлаждения. Применение этих аппаратов позволило заводу снизить потребление свежей -- технической воды на 1 млн.м в год.

Основной недостаток подачи обесфеноленных сточных вод для пополнения оборотного цикла

- резкое ухудшение технического состояния градирни: происходят разрушения железобетонных конструкций и усиленная коррозия диффузоров. Были отремонтированы все градирни с заменой железобетонных конструкций на металлоконструкции из нержавеющей стали, а также построены еще две дополнительные градирни, обеспечивающие нормальное охлаждение коксового газа при проведении ремонта.

Основными источниками выбросов в цехе являются воздушники емкостного оборудования, открытые поверхности бассейнов, отстойников и аэротенков.

- участок по производству панелей типа «Сандвич»;

- участок по производству пластмассовых изделий;

- специализированный цех ремонта коксового оборудования, мастерская защитных покрытий;

- участок по производству пенополиуретана, установка по получению полиэтиленовой пленки; цех корпусной мебели, участок деревообработки;

- ремонтно-строительный цех (деревообрабатывающий цех, бетонно-растворная установка);

-цех механизированных и специальных работ (ЦМСР), установка по производству асфальта;

4 Анализ качества атмосферного воздуха на ОАО «Алтай-Кокс».

Провести анализ качества атмосферного воздуха на предприятии с 2000 по 2010 год. Определить причину повышенного содержания в воздухе загрязняющих веществ. Подробно рассмотреть вопросы техники безопасности и охраны труда на предприятии.