Технические науки, 1.

Бутенко Н.В., Кочура В.В.

Донецкий Национальный Технический Университет

Эффективность применения ПУТ в доменном производстве на прмере ЗАО «ММЗ»

Проблемы рационального использования природных ресурсов, охраны окружающей среды по своей актуальности и сложности занимают одно из ведущих мест в научных и практических исследованиях. Важными при этом являются вопросы экологического и экономического характера использования природных ресурсов и охрану окружающей среды.

Основной задачей доменного производства является обеспечение промышленности требуемым количеством металла заданного качества при максимальном коксо- и энергосбережении в условиях возрастающих требований по экологии. Наилучшей заменой кокса в доменном производстве является пылеугольное топливо (ПУТ), широко применяющееся в странах Европы. Однако, его применение требует больших капитальных затрат и длительного срока внедрения и освоения. Главным преимуществом вдувания ПУТ является замена дорогостоящего кокса, используемого в доменной печи. Вдувание 150-200 кг ПУТ на тонну чугуна позволяет заменить приблизительно такое же количество кокса.

На современном этапе развития повышение рентабельности доменного передела должно осуществляется за счет замены значительной части кокса и природного газа более дешевым и недефицитным пылеугольным топливом. Внедрение новой технологии позволяет заменить до 50% кокса низкосортными углями, которые должны размельчаться до пыли и под воздействием высокой температуры вдуваться в горн доменной печи.

В данной статье выполнена экологическая и экономическая оценка возможности использования ПУТ на примере доменного цеха ЗАО «ММЗ». Рассмотрено два варианта расхода ПУТ: 150 кг/т чугуна и 200 кг/т чугуна. Оба варианта предусматривает коэффициент замены кокса угольной пылью при повышении температуры дутья от 800 до 1150^оС равным 0,9 с повышением содержания кислорода в дутье от 21 до 27 %. Для расчета взяты цены на кокс, доменный газ и другие расходы по переделу за декабрь 2006 года.

Расчет экономического эффекта в доменном цехе состоит из разницы между снижением себестоимости чугуна за счет некоторых статей и соответственно увеличением затрат в связи с новыми расходами. Снижение себестоимости чугуна происходит в результате уменьшения удельного расхода кокса в результате замены части его угольной пылью, уменьшения потерь кокса на измельчение, за счет снижения расхода дутья, а также за счет уменьшения условно-постоянной части расходов по переделу в результате повышения температуры. Общее снижение себестоимости на 1 т чугуна для первого варианта составило 135 грн., для второго – 185 грн. Увеличение себестоимости чугуна происходит за счет вдувания ПУТ, дополнительных амортизационных отчислений, за счет уменьшения выхода колошникового газа и повышении содержания кислорода в дутье. Общее увеличение себестоимости чугуна для первого варианта составило 74 грн., для второго – 122 грн. Таким образом, общий экономический эффект от использования ПУТ в доменном цехе составит от 22 грн. до 45 грн. за 1 т ПУТ. Окупаемость затрат составит от 1,8 до 2,7 лет.

Для расчета экологического эффекта от вдувания ПУТ в доменные печи ЗАО «ММЗ» приняты вредные выбросы по данным Укрэнергочермет. При вдувании ПУТ в доменном цехе появляются дополнительные выбросы пыли, оксида углерода, оксида азота и сернистого ангидрида.

Вдувание ПУТ позволяет сократить производство кокса и за счет этого соответственно уменьшить выбросы вредных веществ. При производстве кокса выделяются такие вредные вещества как сероводород, сернистый ангидрид, оксид углерода, аммиак, угольная пыль, фенол и др. Снижение расхода кокса при плавке 130000 т чугуна в месяц с вдуванием ПУТ в доменные печи составит 20800 т и 35100 т, что почти в половину меньше от существующего. Таким образом, для определения общего снижения выбросов вредных веществ необходимо учесть увеличение выбросов в доменном производстве и уменьшение в коксохимическом. Результаты расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Изменеие экологических показателей при вдувании ПУТ

Выброс веществ	Увеличение выбросов вредных веществ в доменном производстве, т/мес		Снижение выбросов вредных веществ в коксохимическом производстве, т/мес		Общее снижение выбросов вредных веществ, т/мес
	варианты		варианты		варианты
	1	2	1	2	1	2
Пыль	0,42	0,83	56,16	94,74	55,74	93,94
H2S	-	-	47,84	80,73	47,84	80,73
NH3	-	-	6,24	10,53	6,24	10,53
HCN	-	-	3,12	5,27	3,12	5,27
SO2	0,69	1,38	35,36	59,67	34,67	58,29
CO	1,22	2,4	9,36	15,8	8,14	13,40
фенол	-	-	1,8	3,05	1,8	3,05
NOx	0,49	0,98	3,33	5,62	2,84	4,64
Всего	2,82	5,59	163,23	275,4	160,41	269,89

По данным таблицы общий экономический эффект от снижения выбросов за месяц для первого варианта составил 16643 грн, а для второго – 28044 грн.

Таким образом, приведенные расчеты подтверждают эффективность вдувания ПУТ не только для ЗАО «ММЗ», но и для доменных цехов Украины. Использование данной технологии - альтернативный и наиболее эффективный путь сокращения потребления кокса и снижения до минимума потребления природного газа.