Министерство  образования и науки РФ

СТАРООСКОЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(филиал)

ФЕДЕРАЛЬНОГО  ГОСУДАРСТВЕННОГООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МИСИС»

(СТИ  НИТУ МИСИС)

Кафедра металлургии и металловедения 
 

Курсовой  проект

по дисциплине: «Процессы и аппараты защиты окружающей среды»

на тему: «Проект системы очистки отходящих газов дуговой печи емкостью 100т электросталеплавильного производства» 
 
 

                                                        Выполнил:

                                                         Проверил:

                                                                                проф. Петров В.И. 
 
 
 

Старый  Оскол,

2011 
 

Оглавление

1.Вредные выбросы в электросталеплавильном производстве. 3

1.1 Характеристики и методы отвода газов дуговых электросалеплавильных печей. 3

1.2.Способы отвода газа от электропечи. 4

1.3 Способы очистки газов электросталеплавильных печей. 7

1.4. Выбор схем систем очистки газов литейного производства. 11

1.4.1. Схема № 1. 11

1.4.2. Схема № 2. 12

1.4.3. Схема № 3. 12

1.4.4. Обоснование выбора схем. 12

1.5. Описание аппаратов для очистки газов. 13

1.5.1. Тканевые фильтры. 13

1.5.2. Скоростные (турбулентные) пылеуловители 15

1.5.3. Электрофильтры 16

2. Исходные данные: 18

3.Расчет выбранных систем  аппаратов для очистки газов. 21

3.1. Расчет рукавного фильтра. 21

3.2. Расчет скоростных пылеуловителей с трубами Вентури. 24

3.3. Расчет пластинчатого электрофильтра. 30

3.4. Технические характеристики выбранных по расчетам типов стандартных аппаратов для очистки газов по данным каталогов на газоочистное оборудование: 37

3.4.1. Рукавный фильтр типа Фр-6 37

3.4.2. Скоростной пылеуловитель с трубами Вентури типа КЦТ-2400 37

3.4.3. Электрофильтр типа ЭГВ1-6-6-6-2 37

3.5. Обоснование возможности использования рассчитанных аппаратов. 38

4. Расчёт технико-экономических показателей работы газоочистных сооружений 39

4.1. Расчёт капитальных затрат 39

4.2. Расчёт эксплуатационных расходов 41

4.3. Расчёт технико-экономических показателей 47

5. Расчёт высоты дымовой трубы 49

6. Аэродинамический расчет газоотводящего тракта 55

6.1. Выбор дымососа 59

Список литературы 60

Приложение А 61

Приложение Б 64

  1.Вредные выбросы в электросталеплавильном производстве.

1.1 Характеристики и методы отвода газов дуговых электросталеплавильных печей.

     Процесс выплавки стали в электропечах проходит за счет тепла электрической дуги, возникающей между электродами. Образующиеся в процессе плавки насыщенные пылью газы повышают давление в печи и через неплотности в ее конструкции вьщеляются в производственные помещения, загрязняя их. Основное количество газа выделяется через неплотности у электродов и рабочего окна. Газы выделяются из электропечей не только в процессе плавки, но и во время загрузки печи и слива готовой стали в ковш.

     Количество  и физико-химические свойства пылегазовых  выбросов электропечей зависят от их емкости, состава шихты, марок выплавляемых сталей и сплавов, ведения технологического процесса. В процессе плавки стали в электропечи количество газа изменяется и достигает максимального значения в период кипения. В среднем газ, выделяющийся из печи, имеет следующий химический состав (по объему): до 68 % СО; до 30 % СO₂; до 21 % O₂; 30—79 % H₂. Кроме того, в газе содержится до 10 мг/м³ окислов серы. Температура газа на выходе из печи составляет около 1600 °С. Ввиду наличия в газе СО он взрывоопасен и поэтому перед направлением на очистку окись углерода дожигают в специальном устройстве.

     Газы, вьщеляюшиеся из печи, содержат пыль в  количестве 50—60 г/м³. Пыль состоит из окислов железа, кремния, алюминия, марганца, кальция и др. Плотность пыли 4—4,2 г/см³, насыпная плотность 1,2 г/см³; угол естественного откоса 20-25°. Дисперсный состав пыли при выплавке среднеуглеродистых и хромистых сталей характеризуется следующими данными: 

1.2.Способы отвода газа от электропечи.

     Количество  газа, поступающего на очистку, зависит  от способа его отвода от электропечи. Для улавливания и отвода газов, вьщеляющихся от электропечей, применяют:

1. Фонари или вытяжные шахты в крыше цеха, через которые попавший в цех газ удаляется естественным путем. В некоторых случаях для улучшения общеобменной вентиляции в шахтах или в крыше печных пролетов устанавливают вентиляторы. При таком методе отвода газ сначала попадает в цех, загрязняет его атмосферу, а затем удаляется из цеха в неочищенном от пыли виде. Большая часть крупной пыли оседает в производственных помещениях. По санитарным условиям и технике безопасности такой метод отвода газа неприемлем.
2. Установку над электропечью зонта (рис. XXII. 1, а) полностью перекрывающего в плане свод печи, В конструкции зонта 9 предусмотрен специальный колпак 8 над загрузочным окном печи, предназначенный  для улавливания газа, вьщеляющегося при загрузке и в процессе работ печи. В верхней части зонта имеются отверстия для пропускания электродов. Во время выпуска стали из печи зонт отводят в сторону. В процессе работы печи в живом сечении зонта при помощи дымососа создается разрежение, позволяющее улавливать вьщеляющийся из печи газ. Вместе с газом в зонт из цеха подсасывается воздух, в результате чего объем газ поступающего на газоочистку, резко возрастает. Поэтому устройство зонта над электропечью требует установки газоочистки и дымососов большой производительности. При отсосе через зонт не все количество выделяющегося из печи газа попадает в зонт. Часть запыленного газа проникает в здание цеха, загрязняя его, а затем при выходе через фонарь вызывает загрязнение атмосферы.

     3. Секционный отсос (рис, XXII. 1, б) представляет собой усовершенствованное укрытие. Оно состоит из нескольких секций, присоединенных

     

 
     

к вытяжному  газопроводу посредством двухшарнирного телескопического патрубка 7. Газ, выходящий через зазоры между электродами и сводом печи, удаляется через отсосы 2 и 3. Кольцевой отсос 6 с укрытием 4 служит для улавливания газа, выбивающегося через неплотности в месте соединения свода и корпуса печи. Над желобом печи устроен зонт 5. Все эти отсосы объединены сборником газа 1, присоединенным к патрубку 7. При отсосе газа через рабочее сечение зонта со скоростью не менее 2 м/с или через секционный отсос производительность газоочистки и дымососа принимают в зависимости от емкости печи:

 

     При применении кислорода объем отсасываемого  газа увеличивается примерно на 60 %. На практике применяют зонты и  отсосы разных конструкций. Однако все они не обеспечивают полного улавливания и отвода газа, выделяющегося из электропечи, особенно во время подачи в ванну кислорода, и часть газа проникает в цех. Вследствие большого количества отсасываемого газа и громоздкости зонтов и отсосов их устанавливают на электропечах емкостью до 12 т. При подсосе воздуха в зонт или секционный отсос имеющаяся в газе окись углерода полностью или в большей часта сгорает.

     4.Отход газа непосредственно из свода печи (рис.ХХII.1, в). В своде 
печи делают специальное отверстие, через которое при помощи водоохлаждаемого патрубка 10, соединенного шарнирно с газоотводящим газопроводом, отсасывают газ, образующийся в процессе плавки стали. При 
этом под сводом печи создают разрежение 4,5—13 Па, которое исключает 
выбивание газа через неплотности печи. В некоторых случаях в печи создают небольшое избыточное давление 5—30 Па, при котором создается 
восстановительная атмосфера. При разрежении в печи подсасываемый воздух окисляет закись железа до высших окислов, которые не воспламеняются. Избыточное давление в печи исключает подсос воздуха и возможность взрывов газа и хлопков в ее рабочем пространстве.

     Количество  удаляемого газа регулируют специальной  задвижкой 11, соединенной с датчиком автоматического регулирования 12, работающим в зависимости от изменения температуры в печи. Газоотводящий патрубок обычно устанавливают около загрузочного окна. При таком расположении патрубка подсасываемый воздух не распространяется по всему объему печи и оказывает небольшое влияние на охлаждение металла. В большегрузных печах иногда выполняют два - три сводовых патрубка.