Ферросплавные производства - серьезный ресурс по газопылевым выбросам. Объем и содержание выделений обуславливается технологией получения ферросплавов, их составом и конструкцией печей. Большую часть продукции получают в печах с закрытым сводом. Но ферросплавы, содержащие крем­ний от 75% и до 90%, изготавливают в печах открытого типа.

Получаемые газовые составы содержат до 70—90 % окиси углерода и значительную величину мелкодисперсной пыли. Частицы с размером до 2 мкм составляют основную их масса. Скопление пылинок может достигать 100 – 400 г/м3. Большая их часть оседает в слой шихты во время фильтрации газов. На выхлопе из колошника ее концентрация составляет всего 15 – 40 г/м3.

В промышленных очистных системах печей нашли применение наиболее эффек­тивные пылеулавливающие аппараты: скрубберы Вентури, тканевые рукавные и электрофильтры. Выбор способа пылеулавливания определяется условиями производства.

Состав пыли, сохраняющийся в газах от печей закрытого типа

На ферросплавных за­водах с печами открытого типа используют различные модели газоочистки. Смесь выводится через укрытие — зонт при температуре 200° – 300°С и запыленностью 1 – 3 г/м3. Далее она про­ходит аппараты мокрой или сухой очистки.

Состав пыли при плавке ферросплавов в электропечах открытого типа

Для перехватывания высокодисперсной пыли требуется ус­тановка высоконапорных скрубберов Вентури, имеющих перепад давления до 15 кПа. Большое количество газов, которые поступают для очистки, требует монтажа нескольких установок и по­вышенного расхода воды.

Как показал отечественный и зарубежный опыт, для открытых печей более экономичным оказывается примене­ние сухих методов очистки в рукавных фильтрах и в электрофильтрах. В схемах с электрофильтром применяют специальную подготовку газов.

Для снижения высоких зна­чений пыли, а также для улучшения работы электрофильтров производят кондиционирование газа вп­рыском воды или подачей пара или аммиака до 20% влажности.

Рукавные фильтры удов­летворительно работают при максимальной нагрузке на ткань не более 0,6 м3/м2×мин. Поэтому применяют фильтры с большим количеством ру­кавов. Фильтрующий материал — стеклоткань графитизированная и обработанная силиконом. Эффективность пылеулавливания сухих ап­паратов не менее 99%.

Очистка газов печей закрытого типа

Для аппаратов этого типа использование мокрой очистки, действующих на оборотной схеме водоснабжения, считается наиболее раци­ональным. Для равномерного отвода газа на вводе устанавливают несколько газоотводящих патрубков. От каждого из них газ поступает на отдельную газоочист­ку. Это позволяет производить ремонт на работающей печи.

Схема очистки газов закрытой ферросплавной печи: 1 — печь; 2 —стакан; 3 — наклонный орошаемый газоход; 4 — скруббер; 5 —труба Вентури; 6 — каплеуловитель; 7 — вентилятор; 8 — заслонка: 9 — дымовая труба; 10 — газопровод к потребителю

Обычно применяют двухступенчатую очистка. К первой ступени относятся: наклонный орошаемый газоход, полый скруббер с форсунками или труба Вентури. Наклонный газоход (Ø 400 мм, длина 3 – 4 м) орошается с помощью форсунок. Температура газа снижает­ся до 60 – 80°С, а запыленность на 30 – 50%. В форсуноч­ном скруббере происходит конденсация водяных паров, снижается температура газов до 30 – 40°С, а запылен­ность до 2 – 4 г/м3. В случае применения низконапорной тру­бы Вентури удается снизить размеры уста­новки и потребление воды.

Заключительный этап проходит в скруббе­ре Вентури второй ступени, где газа разгоняется до 120 – 150 м/с, что приводит к интенсивной коагуляции частиц пы­ли. В качестве каплеуловителя применяют центробежный прямоточный циклон. Очистки действуют эффектив­но и гарантируют запыленность на выходе не более 20 – 40 мг/м3.

Мокрая газоочистка позволяет довести окончательную запыленность до 9—14 мг/м3 с расходом воды для этого в 30—45 м3/ч. Ее достоинство в том, что дым, контактируя с водой, охлаждается. Но воду нужно будет освобождать от загрязнений, чтобы газоочистка работала по оборотному замкнутому циклу. Газы из колошников рассчитывают очищать с помощью максимального охлаждения на начальном этапе. Предполагается использование очистки от дымов печей закрытого типа. Газы из установок для углеродистого феррохрома нагреты до 200—250°С. Это дает возможность чистить их с помощью рукавных фильтров.

Методы очистки от печей открытого типа

В печах этого типа газы горят сразу над колошником. Продукты процесса ловятся зонтами и направляются на газоочистку. Общий объем газов, который выбрасывает печь, доходит до 300 тыс. м3/ч. Температура газов - 200°С и зависит от разбавленности их воздухом. Смесь, исходящая от открытых печей, пропускается через рукавные тканевые фильтры и электрофильтры. Их остаточное запыление может быть 25 мг и 45 мг/м3 при КПД очистки примерно 95 %. Матерчатые рукавные фильтры очищают значительно продуктивнее, чем электрофильтры, так как позволяют обеспечить остаточную концентрацию в 10—13 мг/м3. Такой метод газоочистки признан наиболее перспективным на сегодня для открытых печей.

Современные конструкции рукавных фильтров, размещенные на печах, имеют множество секций из десятков рукавов. Они выполнены из стекловолокна. Перед попаданием на фильтрацию газы охлаждают через трубчатые холодильники воздухом. Для производства рукавных фильтров применяют стекловолокно, фильтрующий материал NOMEX®™, полиэфирные разновидности тканей. Аспирационная пыль характеризуется мелкодисперсностью, значительной слипаемостью, развитой удельной поверхностью и стабильным химическим составом.

Главным положительным моментом очистки считается извлечение сухой пыли, что дает возможность применять ее без добавочного подсушивания. Газоочистка по сухой технологии считается перспективной и актуальной. Продолжаются разработки рукавных фильтров, которые обеспечат высокотемпературную очистку, на основе металлотканей, графитоткани.