Доклад за овос на Инвестиционно предложение на "Оловно-цинков комплекс" ад г. Кърджали за


Ausmelt-пещ № 1 (непрекъснат режим - топене)



страница4/32
Дата06.02.2017
Размер5.46 Mb.
#14353
ТипДоклад
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32

Ausmelt-пещ № 1 (непрекъснат режим - топене)


Охлаждане

и очистване от прах

Богати

SO2-газове


Нова ДКДА

H2SO4-система


Комин К1

(120 m)







Оборотни

прахове

Техническа

сярна киселина

Течна шлака



Бедни

SO2-газове


Ausmelt-пещ № 2

(режим – редукция)

Очистване от прах

Очистване от SO2





Бедни

SO2-газове


Ausmelt-пещ № 2

(режим - фюминг)

Натриев бисулфит (в ярозитния цикъл на цинково производство)

Очистване

от прах

Сурово олово











Фюминг-окиси

(в цинково

производство)

Течна шлака



Фиг.2.3-2

Принципна технологична схема за съчетаване на

предлаганата Ausmelt-технология с действащото

оловно производство на ОЦК АД



Съществуващи технологични операции

Нови технологични операции




Рафинация





Гранулация на шлаката




Рафинирано

олово на блок


Отпадъчна шлака (за продажба)


Феритни кекове, стари шлаки въглища

По същество, сега прилаганите оперции ”Агломерация” и ”Шахтово топене” на действащото производство ще се изключат от производствената схема и ще се заменят с два Ausmelt-агрегата – Аusmelt-пещ № 1 за окислително топене на оловната шихта при непрекъснат режим на работа и Аusmelt-пещ № 2, което ще работи в цикличен режим в два стадиястадий на редукция на получаваната в първата пещ оловна шлака и стадий на извличане на цинка от шлаката (т. нар. фюминг-процес). Получава се сурово олово, което отива за рафинация в съществуващия рафинационен цех на ОЦК и обезцинкованата (т. нар. фюмингована шлака) с ниско съдържание на тежки метали силикатна шлака, която е търговски продукт.

Възприетият като целесъобразен за конкретните условия на ОЦК АД вариант на Аusmelt-технология включва следните основни операции, които ще бъдат разгледани в следващото изложение.



1. Подготовка на суровините (шихтоване)

Подготовката на оловните суровини за топене включна система за шихтоване, която ще се развие на площадката на новата топилна инсталация.

Системата за ежедневното шихтоване на оловни суровини и други материали обхваща подготовката на оловните концентрати, флюсите (кварцов пясък и варова пепелина), оборотната шлака, въглищата и оборотните материали от рафинацията на оловото (окиси от I-ви, II-ри, III-ти Харис и бисмутни дроси). Тези материали се доставят за ежедневното шихтоване от склада за оловни суровини посредством наличния грайферен кран и чрез последователно разположени захранващи лентови транспортьора (закрити и вентилирани транспортни ленти) се доставят в бункерите за шихтоване към новата топилна инсталация. Всеки бункер е снабден с лентов дозатор, чрез който съответния шихтов компонент се подава върху обща разтоварваща транспортна лента към топилната пещ (Аusmelt-пещ № 1).

По-долу в таблиците 2.3-1 са представени проектни данни за химическия състав на компонентите на оловната шихта за топене. Балансови данни за годишните и средно-часовите количества на суровините и другите шихтови компоненти, в съответствие с технологичната схема от фигура 2.3-3, са представени в следващата таблица 2.3-2.

Суровото олово се източва през отвор ( т. нар. шпур) в долната част на пещта през равни интервали от 1 час в течение на около 10 минути (виж по-нататък фиг. 2.3-4) и в течно състояние в кофа се транспортира за рафинация. Получаваната при топенето шлака е с много високо съдържание на олово (30 - 40 % Pb като разтворен в шлаката PbO). В съответствие с цикличния режима на Ausmelt-пещ № 2, шлаката от пещ № 1 се източва през 8 часа и по улей директно се излива във втората пещ (виж следващите точки 2 и 3 и фиг. 2.3-4). Предварителни проектни данни за количества на входящите и изходящи потоци от Ausmelt-пещ №1 са представени по-нататък в таблица 2.3-2.

Получаваните при топенето в Аusmelt-пещ № 1 газове са богати на серен диоксид (над 10 об. % SO2). Предвижда се тези газове, след охлаждане в котел-утилизатор и очистване от прах в сух електрофилтър, да се преработват до техническа сярна киселина в нова дубъл-каталитична дубъл-абсорбционна система (ДКДА-система № 2), която ще осигури висока степен на извличане на сярата (над 98,5 %), респективно остатъчни съдържания на серен диоксид в отпадъчните газове значително под регламентираните с Наредба № 1/2005 г. емисионни норми (виж по-нататък т. 6.1.1). Уловените прахове от Аusmelt-пещ № 1 се рециклират в стадия на шихтоване и топене. Преди рециклиране те се подлагат на водна обработка (т. нар. ”пране на праховете”) за очистване от кадмий, хлориди и флуориди, с оглед предотвратяване тяхното натрупване в прирометалургичния цикъл.



Таблица 2.3-1

Средни стойности за химически състав на преработвани суровини, оборотни продукти и отпадъци като входящи потоци в Ausmelt-инсталацията (проектни балансови данни)



Материалните потоци


Химически състав по основни компоненти, % суха маса




Pb

Zn

Cd

Fe

S

SiO2

CaO

други

1. Оловни концентрати

69,9

4,30

0,01

3,90

15,9

2,0

-

3,99 1/

2. Акумулаторни пасти

72,0

-

-

-

6,0

-

-

22,0 2/

3. Акумулаторни решетки

88,1

-

-

-

0,1

-

-

11,8 3/

4. Обороти от рафинация

60,0

-

-

-

2,0

-

-

38,0 4/

5. Оборотни прахове от пещ № 1

70,82

3,0

0,17

0,54

6,21

0,37

0,27

18,68 5/

6. Оборотни прахове от пещ № 2

55,37

12,44

0,12

0,92

0,92

0,77

0,45

29,01 6/

7. Оловна шлака (от I към II пещ)

40,0

12,23

0,02

10,07

0,8

7,1

5,0

24,78 7/

8. Стари оловни шлаки

2,2

7,6

<0,01

1,30

28,30

26,30

14,30

21,90 8/

9. Стари феритни кекове

7,60

19,20

0,21

6,60

23,40

10,60

-

32,69 9/

10. Кварцов пясък

-

-

-

1,0

-

> 95

2,0

< 2 10/

11. Варовик (варова пепелина)

-

-

-

1,0

-

3,0

50,0

46,0 11/

1/ Други в т. ч. (% суха маса):

2/ Други в т. ч. (% суха маса): 12,8 O2 (като сулфати и оксиди), 1,5 Cu, 0,8 Sb, 0,5 Cl, 3,0 C;

3/ Други в т. ч. (% суха маса): 5,97 O2 (като сулфати и оксиди), 1,73 С, 0,1 As, 5,0 Sb;

4/ Други в т. ч. (% суха маса): 15,0 Sb, 7,5 As; 5/ Други в т. ч. (% суха маса): 0,08 Cu, 0,98 As, 0,90 Sb, 0,02 Cl, 0,10 Al2O3;

6/ Други в т. ч. (% суха маса): 0,03 Cu, 6,24 As, 11,2 Sb, 0,02 Cl, 0,22 Al2O3;

7/ Фазов състав (% суха маса): 43,1 PbO, 15,2 ZnO, 7,1, SiO2, 5,0 CaO, 2.0 Al2O3, 0,8 FeO, 11,13 Fe3O4;

8/ Други в т. ч. (% суха маса): 1,7 Cu, 0,19 As, 0,043 Sb, 0,03 Cl;

9/ Други в т. ч. (% суха маса): 0,04 Sb, 0,19 As, 0,03 Cl, 5,21 H2O(крист);

10/ Влага до 2 %;

11/ Други в т. ч. (% суха маса): 39,7 СО2; Влага до 2 %.
2. Редукция и обезцинковане на оловната шлака

Получаваната от Ausmelt-пещ № 1 шлака е с високо оловно съдържание (над 30 % Pb). Тази първична шлака в течно състояние по улей се изпуска в Ausmelt-пещ № 2 (виж по-горе фиг. 2.3-1 ) за допълнителна преработка. Ausmelt-пещ № 2 работи в периодичен режим с два последователно провеждани стадии, повременният режим на които е показан с графиките на фигура 2.3-4:



I-ви стадий – редукция на богата на олово шлака от Ausmelt-пещ № 1. Има за цел доизвличане на оловото от шлаката, при което получаваното сурово олово се източва периодично (два пъти през първите 2 часа) и заедно с оловото от Ausmelt-пещ № 1 отива за рафинация. През първия стадий в пещта не се подава оловна шихта. През потопяемата дюза в шлаковата вана се вдухва въглищен прах и въздух в съотношение, което осигурява висок редукционен потенциал. През отвора за зареждане с материали се подава единствено твърд редуктор – дребнокъсови въглища с предпочитана едрина от 5 до 25 mm. Редукцията завършва на 2-рия час от началото на операцията. В края на I-ви стадий се източва редуцираното олово, което отива за по-нататъшна преработка (рафинация в съществуващата схема на производство).

II-ри стадий – извличане на цинка от оловната шлака (обезцинковане на шлаката или т. нар. фюминг-процес). Има за цел обезцинковане на шлаката с получаване на богати на цинк прахове (фюминг-окиси с над 70 % ZnO), които отиват за преработка в хидрометалургичната схема на цинково производство. През втория стадий на работа на пещ № 2, наред с оловната шлака от пещ № 1, ще се преработват с оглед извличане на цинка и значителни количества стари оловни шлаки (20 000 t/y със средно съдържание 7,6 % Zn) и стари феритни кекове (5 000 t/y със съдържание 19,20 % Zn и 7,6 % олово).

Пещните газове и от двата стадия на работа на Аusmelt-пещ № 2 са бедни на серен диоксид (0,4 - 0,5 % SO2) и след съответното прахоулавяне се подлагат на содова скруберна очистка с извеждане на SO2 като натриев бисулфит (NaHSO3). Получаваният натриев бисулфит, след окисляването му до натриев сулфат по патентно защитена технология на ОЦК АД, се влага като натриев реагент в ярозитния цикъла на цинковото производство на Комбината. Скруберната содова очистка на газовете от двата стадия на Аusmelt-пещ № 2 ще се извършва в сега действащата инсталация за производство на натриев бисулфит, която, след влизане в експлоатация на новата система за сярна киселина към пържилната пещ ”кипящ слой” за цинкови концентрати (ДКДА-система № 1), ще остане свободна от експлоатация. Предвижда се и вариант за отклоняване на част от газовия поток от пещ № 2 (примерно 1/3 от газа) за съвмества обработка с богатите SO2-газове от пещ № 1 в ДКДА-система № 2.

Уловените прахове от I-ви стадий на Аusmelt-пещ № 2 се рециклират в стадия на шихтоване и топене. Фюминг-праховете от II-ри стадий се улавят селективно за по-нататъшна преработка в схемата на цинковото производство. За финното сухо прахоулавяне ще се използват наличните ръкавни филтри (Бетпулс 508), които при съществено намаления дебит на газовите потоци, в сравнение със сега действащото производство, ще осигурят много добри показатели (3-4 mg/Nm3 максимални остатъчни съдържания на прах в очистените газове).

Получаваната фюмингована шлака от Аusmelt-пещ № 2 е отпадъчна (съдйржа под 1 % олово и под 3 % цинк) и след водна гранулация в отделен басейн към пещта, се приготвя в търговски вид за продажба.


В таблица 2.3-2 са представени количествата на входящите материалните потоци (средногодишни и средночасови, съответно в t/y и kg/h) по балансови проектни данни, а в таблица 2.3-3 са представени проектни данни за получаваните крайни продукти (сурово олово, фюминг-окиси и отпадъчна шлака) от двете пещи на инсталацията Ausmelt.
3. Режим на водене на процеса в Аusmelt-инсталацията
Съгласно ИП, общият ефективен фонд работно време на Ausmelt-инсталацията възлиза на 292 дни (80 % от календарния фонд), или 7008 часа в годината (виж по-долу таблица 2.3-4). Тези проектни данни се отнасят и за двете пещи, независимо от различният режим на тяхната работа.

Аusmelt-пещ № 1 работи в непрекъснат режим на топене – непрекъснато подаване на оловна шихта и непрекъснато вдухване през фурмата на въглищен прах посредством кослородно-въздушна смес. Получаваният метал (течно олово) регулярно се изпуска от пещта през 2 часа, а шлаката – през 8 часа се излива в пещ № 2.



Както се вижда от представените на фиг. 2.3-4 графики за режима на работа на двете пещи, нивото на течната вана на Аusmelt-пещ № 1 при топенето циклично се изменя от долни минимално около 450 mm до горно максимално около 1600 mm, като всеки цикъл приключва с източване на шлака в продължение на 1 час без да се преустановява процеса на подаване и топене на шихтата.
Таблица 2.3-2

Проектни балансови данни за материалните потоци към двете пещи на Ausmelt-инсталацията – средно-часови и общо-годишни количества



Материални потоци – видове


Ausmelt-пещ № 1


Ausmelt-пещ № 2




t/y

kg/h */

t/y

kg/h */

I. Суровини, в т. ч. и преработвани полупродукти:













1. Оловни концентрати

75 200

10 730

-

-

2. Акумулаторни пасти

8 000

1 141

-

-

3. Акумулаторни решетки

5 000

713

-

-

4. Обороти от рафинация

10 800

1 541

-

-

5. Оборотни прахове – общо от двете пещи

26 836

3 780

-

-

в т. ч.: - от пещ № 1(след ”пране на праховете”)

(23 485)

(3 351)

-

-

- от пещ № 2 (след стадий ”редукция”)

(3 448)

(429)

-

-

7. Оловна шлака от пещ № 1 към пещ № 2

-

-

35 562

5 074

II. Стари отпадъци от депо, в т. ч.:













1. Стари оловни шлаки

-

-

35 000

4 994

2. Стари феритни кекове

-

-

5 000

713

III. Флюси, в т. ч.:













1. Кварцов пясък

400

57

-

-

2. Варовик (или варова пепелина)

2 850

407

-

-

IV. Горива и редуктор, в т. ч.:













1. Въглищен прах (едрина < 1 mm)

6 607

946

14 179

18 231

2. Въглища (едрина 5 - 25 mm)

-

-

7 163

9 199

V. Други, в т. ч.:













1. Технически кислород (95 % О2), Nm3

10 890 500

1 554

6 299 300

1 314

2. Компремиран въздух, Nm3

40 624 000

5 797

77 456 000

22 194

*/ Средно-часов условен разход (при ЕФРВ 7008 часа в годината).
Таблица 2.3-3

Химически състав по основни компоненти на получаваните крайни продукти от Ausmelt-инсталацията (проектни стойности)




Продукти


Основни компоненти

1. Сурово олово

Pb

Zn

Sb

Cu

Bi

As

S

Ag

други

Състав, % суха маса

> 94

0,02

2,5

2,0

0,04

0,75

0,48

0,06

< 0,05

2. Фюминг-окиси

ZnO

PbO

Fe3O4

SiO2

CaO

Cd

Sb

As

други

Състав, % суха маса

72,1

11,0

7,0

4,8

2,4

0,002

0,02

0,02

2,7

3. Отпадъчна шлака

Pb

Zn

S

SiO2

CaO

FeO

Fe3O4

Al2O3

други

Състав, % суха маса

0,8

3,0

0,1

28,2

13,8

35,7

2,0

7,4

9,0


Таблица 2.3-4

Ефективен фонд работно време на Ausmelt-инсталацията при съвместна работа на пещ № 1 и пещ № 2

Режим на работа


Ausmelt-пещ № 1


Ausmelt-пещ № 2



1. Работно време:







- работни часове в годината

7008

7008

- работни дни в годината

292

292

- Ефектинен фонд работно време, %

80

80

2. Брой операции годишно

-

799

3. Продължителност на операцията, часове




9

в т. ч.:







- Топене

Непрекъснат процес

-

- Заливане на шлака от пещ № 1 в пещ № 2

-

1 */

- Редукция

-

1

- Фюминг

-

6

- Източване на шлака от пещ № 2

-

1

4. Източване на метал (сурово олово)

През 1 час

Два пъти за операция –

след 1 и 2 часа



*/ През 8 часа
Аusmelt-пещ № 2 работи в по-сложен график на типичен периодичен режим с ясно дефинирани цикли, както е показано на фиг. 2.3-4, а именно:

- Заливане със шлака от пещ № 1 в продължение на 1 час;

- Редукция на оловото от шлаката в продължение на още 1 час, при което в пещта се внася редуктор (дребнокъсови въглища), а през потопяемата фурма се вдухва въздух и въглищен прах;

- Провеждане на фюминг-процес в продължение на 6 часа, презкоито в пещта непрекъснато се влагат стари оловни шлаки и феритни кекове (за извличане на цинка от тях), а през фурмата се вдухва въглищен прах и кислородно-въздушна смес;

- Източване на обезцинкованата шлака в продължение на 1 час за следваща гранулация на последната чрез водно разпрашаване.

Допълнително полученото олово в стадия на редукция се източва в първите два часа и заедно с оловото от Аusmelt-пещ № 1 отива за рафинация в съществуващия рафинационен участък на Дружеството.



Фиг. 2.3-4

Примерен профил на ваната при непрекъснатия режим на

работа на Аusmelt-пещ № 1 ( а ) и цикличния режим на

работа на Аusmelt-пещ № 2 ( б )

Изходящите газове от Аusmelt-пещите като самостоятелни потоци преминават през котел-утилизатор (КУ) и сух-електрофилтър (СЕФ) с цел охлаждане и финно сухо прахоулавяне, след което отиват за по-нататъшно утилизиране на серния диоксид (виж т. 6.1.1, фигура 6.1.1-2).



4. Гранулация на отпадъчната шлаката

Източваната от Аusmelt-пещ № 2 течна шлака с температура около 1200 0С се подлага на гранулиране посредством разпрашаване със струя вода под налягане (средночасов дебит на водата 36 m3/h). От шлаковия улей разпрашената шлака (размери на частиците 1- 5 mm) попада в басейн, където се утаява и посредством грайферен кран се изважда на площадка за отцеждане, разположена в непосредствена близост до гранулационния басейн, така че отцедената вода изтича обратно в басейна. Обезводнената шлака се складира на временна площадка и приготвя за експедиция към външни фирми. Средни стойности за химически състав на отпадъчната шлака по основни компоненти са дадени по-горе в таблица 2.3-3.

Предлага се затворен цикъл на водата за гранулация. От утаителния басейн през преливник водата попада в допълнителна клетка, от където с помпа се препраща в охладителен басейн. За водата от охладителния басейн е организиран вътрешен затворен цикъл през въздушна охладителна кула с оросителна система. Охладената вода се връща с помпа към гранулационния улей. За покриване на загубите (от изпаряване и влага в гранулираната шлака) се добавя свежа вода (средно около 1,0 m3/h) от промишлената водозахранваща система на Комбината.

Гранулационният улей е под вентилация, като аспирирания въздушен поток посредством вентилатор минава през Вентури-скрубер с капкоуловител и се изхвърля в атмосферата.


5. Промиване на праховете от топилната пещ (“пране на праховете”)

Водното третиране на праховете, наричано още “пране на праховете” е операция, която ще се прилага за цялото количество уловени прахове в котел-утилизатора и в сухия електрофилтър на Аusmelt-пещ № 1. Тази обработка има за цел частично отстраняване на кадмия (евентуално и съдържащи се хлориди и флуориди) от оборотните прахове с оглед предотвратяване на тяхното натрупване в цикъла на топене. Очакваният ефект от операцията по проектни данни е показан в таблица 2.2-5.


Таблица 2.3-5

Ефективност на операцията ”пране на праховете” по проектни данни

Компоненти



Ефект на операцията – степен на извличане при обработката, %

Cd

50

Cl

60

F

10

Zn

< 1

Съгласно ИП промиването на праховете ще се провежда в два последователно свързани реактора – реактор за репулпиране и реактор за извличане, снабдени с бъркалки за механично разбъркване. Суспензията след извличането се филтрува и промива с вода на филтър-преса. Обезводнените прахове (кек) се връщат в стадия на шихтоване на влажните материали, а филтратът (ориентировъчен средночасов дебит около 5 m3/h, респективно около 120 m3 в денонощие) се включва към потока отпадъчни води към Комбинатската ПСОВ.

При операцията “пране на праховете” не се формира отпадъчен поток от вентилационни газове.

6. Вентилационни системи към топилната пещ

Съгласно ИП се предвиждат две отделни вентилационни системи към Аusmelt-инсталацията за обработване на генерираните нетехнологични потоци, а именно:



Вентилационна система 1 – с предназначение за аспириране на определени точки от двете Аusmelt-пещи в сградата на хале, които са потенциални източници на запрашаване и изпарения. Предвиждат се 8 аспирационни точки, свързани с общ смукателен вентилатор, газоход към система ръкавни филтри и комин, а именно:

  • Отвори (т. нар. шпурове) за изпускане на олово – по 2 броя за всяка пещ;

  • Отвори (т. нар. шпурове) за изпускане на шлака – по 2 броя за всяка пещ;

  • Покрити улеи за източване на оловото – по 2 броя за всяка пещ;;

  • Покрити улеи за източване на шлаката – по 2 броя за всяка пещ.

Съгласно ИП се предвижда максимален поток до 110 000 Nm3/h вентилационни газове от Система 1 при средна стойност на температурата 80 0С, който ще се насочват към 120-метровия комин К1 (виж по-нататък т. 6.1.1, фиг. 6.1.1-2).

Вентилационна система 2 – с предназначение за аспириране на шлаковия улей в зоната на гранулация на шлаката. Потокът се засмуква със самостоятелен вентилатор и се нагнетява в скоростен прахоуловител тип “Вентури-скрубер”, снабден с капкоуловител. Оросяването на Вентури-скрубера се осъществява с циркурационна помпа в затворен цикъл, в който се включва конус-утайник. Уловеният шлам в утайника се връща в гранулационния басейн.

Предвижда се самостоятелен комин (индекс ”О-ВС1” – виж по-нататък т. 6.1.1) за изходящия поток с проектен дебит до 25 000 Nm3 и средна температура 60 0С . Аспирираният поток ( съдържа 20-25 об. % водни пари и е практически свободен от вредни газови емисии (SO2, CO, NOx) и прах . Поради отсъствието на вредни примеси и малката обща продължителност на работа (1 час за 9-часова операция, респективно само около 800 часа за проектните 799 операции в година), този отпадъчен поток практически няма да оказва влияние върху емисионната ситуация.



По-съществените технологични предимства на Ausmelt-процеса са:

  • Широки възможности по отношение на технологичния режима на работа на пещта – окислително топене (на оловни, медни, медно-никелови, калаени и др. суровини), редукционно топене (оловни шлаки) или фюминг-процес (за извличане на цинка от шлаки и други полупродукти и отпадъци);

  • Възможност за работа в непрекъснат и цикличен режим;

  • Лесна смяна на режима на работа на агрегата;

  • Много широк диапазон на преработваните суровини, полупродукти и отпадъци, по-конкретно олово и цинк съдържащи първични и вторични суровини – оловни концентрати, богати оловни шлаки, съдържащи цинк оловно-цинкови феритни кекове, евентуално утайки от ПСОВ и прахове от стоманодобивни производства и др., без съществени претенции по отношение на гранулометрията и съдържанието на влага в тях;

  • Функционална компанавка на основния агрегат, което позволява постигане на висока специфична производителност по отношение на преработваната шихта;

  • Утвърдено апаратурно оформяне на агрегата, проверено в практиката на много водещи фирми в металургичния бранш, което се отличава с надеждна конструкция, продължителен експлоатационен срок и лесно обслужване;

  • Възможност за използване на въглища като енергоносител.

  • Максимално използване на топлотворната способност на сулфидната шихта за топене с възможност за утилизиране топлината на изходящите газове като пара с високо налягане, което има за резултат намалени енергийни разходи на процеса като цяло и косвено намаляване на СО2-емисиите в металургичния цикъл;

  • Използването на топлината на изходящите газове в КУ на двете Ausmelt-пещи ще има за резултат получаването на около 21 t/h прегрята пара. Така 292 дни в годината няма да работи пароцентралата на Комбината, с което ще се спестят не по-малко от 7 000 тона годишно ниско-сернисто котелно гориво (средно с 0,5-0,6 % сяра), респективно ще се редуцират SO2-емисиите с около 60 тона годишно.

  • Термичният режим на работа на Ausmelt-пещ № 1 позволява да се използва възможно най-пълно калоричността на подлаганите на топене сулфидни оловни концентрати и съществено намаляване на емисиите от СО2, в сравнение с досегашния метод на агломерация и топене в шахтова пещ. При проектния капацитет от 75 000 t/y оловни концентрати с 18 % сяра (респективно с калоричност около 5 000 kJ/kg или 5 000 GJ/t) и топлинен КПД на котел-утилизатора не по-нисък от 75 %, ще се спести условно гориво (кокс) еквивалентно на около 280.106 GJ годишно. При средна калоричност 40 000 GJ/t гориво, икономията възлиза на около 7 000 тона гориво годишно, или на около 20 000 t/y по-малко емисии на СО2.



2.3.3. Нова ДКДА-система за производство на сярна киселина от пещните газове


Технологичните SO2–газове от Ausmelt-пещ №1 ще се използват за производство на сярна киселина. Съгласно ИП се предвижда изграждане на нова модерна система за сярна киселина с двойна катализа и двойна абсорбция (т. нар. ДКДА-система № 2), която включва следните основни участъци:

- Система за мокро очистване на газовия поток;

- Сушене на газовия поток след мократа очистка;

- Каталитична конверсия на SO2 до SO3 в контактен апарат с двойна катализа;

- Абсорбция на серния триоксид (междинен и краен абсорбер).

Производството до крайна продукция (техническа сярна киселина 96-98,5 % маса) преминава през три основни технологични звена:


Мокра очистка на газа. За окончателно финно очистване на газовия поток се прилагат мокри методи – последователно включени в схемата на очистка промивни кули (скрубери без и с пълнеж) и мокри електрофилтри (МЕФ). В промивните кули газът в противоток се оросява с 4-6 %-ен сярнокисел разтвор, при което последният се очиства от прах и охлажда до 70-90 0С. В следващите две степении МЕФ се извършва окончателното очистване на газа с улавяне и на образуваните в промивните кули аерозоли (сярнокисела мъгла). Системата за оросяване е в противоток на газа, така че при мократа очистка се генерират т. нар. “промивни киселини”, които се извеждат от цикъла и се насочва към ПСОВ.
Сушене на газа. Охладеният и очистен от прах газ се подава в сушилна кула, където влагата се отстранява чрез оросяване с концентрирана сярна киселина, подавана в затворен цикъл през хладник за киселината на участъка за абсорбция. Изсущеният SO2-газ, посредством газодувка, се подава към контактния апарат. От степента на изсушаване на газа преди конверсията на SO2 до SO3 зависи както образуването на сярнокисела мъгла, така и опасността от корозия на топлообменниците и концентрацията на киселина в контактния апарат (при спряна инсталация).

Каталитична конверсия на SO2 до SO3. Изсушеният газ през два външни топлообменника постъпва на конверсия в контактен апарат с двустепенна катализа (с четири катализаторни слоя V2O5) и два междинни топлообменника. За постигане на автогенно провеждане на процеса на превръщане (окисляване) на SO2 до SO3, топлообменниците се проектират за подгряване до 400 0С на газа на вход в контактния апарат при минимална концентрация 6,0 обемни % SO2 във входящия поток и съотношение SO2/O2 в границите 1:1,2 до 1:1,4.

Принципът на двойната катализа се основава на закона за действие на масите и се заключава в това, че след определена степен на превръщане (например след втория каталитичен слой, образуваният серен триоксид се извежда от химическото равновесие посредством междинна абсорбция, така че равновесието се измества в посока на образуване на SO3. По този начин се постига принципно различна, по-висока степен на превръщане (над 99,6 %), а с това и много по-ниско остатъчно съдържание на SO2 в отпадъчните газове (под 0,01 об. % SO2, респективно под 286 mg/Nm3 SO2), в сравнение с монокаталитичния процес (0,1–0,15 об. % SO2, респективно 3000 - 4000 mg/Nm3 SO2).



Абсорбция на SO3. Осъществява се в два стадия, от които I-ви стадий се извършва в т. нар. междинен абсорбер (абсорбционна кула с размери D = 4,6 m и H =10,5 m) с охлаждане на киселината в пластинчат охладител и II-ри стадий, който се извършва в краен абсорбер (втора абсорбционна кула с посочените размери), снабден с аналогичен пластинчат охладител. Газовият поток след крайния абсорбер, със съдържания под 0,01 об. % SO2, се изхвърлят през 40-метров комин за отпадъчни газове (виж по-нататък т. 6.1 ).

Продукт след крайната абсорбция е сярна киселина с концентрация 98,5 %, която през външен хладник за киселината се изпомпва към резервоар за готова продукция. За съхранение на готовата продукция ще се използват наличните резервоари за сярна киселина, които отговарят на всички изисквания (условие 8.3.4.2 на КР № 124/2006 г.). В зависимост от сезонния режим на работа крайният продукт може да се разрежда – например, при зимен режим произвежданата сярна киселина ще бъде с концентрация 93 % H2SO4. В таблица 2.3-6 са представени данни за качеството на крайната продукция, съгласно инвестиционното предложение.



Таблица 2.3-6

Характеристики на крайната продукция – техническа сярна киселина



Характеристики / съдържания

Мярка

Стойност

1. Концентрация на H2SO4

%, маса

98,5 */

2. Цвят

-

безцветна

3. Температура

0 С

< 40

4. Съдържания на примеси:







Желязо

ppm

< 50 (< 0,005 %)

Арсен

ppm

< 1

Олово

ppm

< 1

Живак

ppm

0,5 - 3,0 **/

N2O3

ppm

< 50

Хлор

ppm

< 5

Флуориди

ppm

< 3

*/ Ще се произвежда и 93 %-на H2SO4 – т. нар. зимна концентрация на техническа сярна киселина;

**/ Препоръчителни нива за съдържание на живак.


2.3.4. Спомагателни съоръжения към инсталацията Ausmelt

1. Производство на пара

За утилизиране топлината на изходящите газове, двете Ausmelt-пещи ще бъдат комплектовани с котли-утилизатори (КУ). По конструкция котлите са двусекционни – радиационна секция с температура 1300 - 700 0С и конвективна – с температура 700 - 350 0С. Предназначението на КУ е първично грубо прахоулавяне на газовия поток и производство на технологична пара. По проектни данни се предвижда капацитет на паропроизводство както следва:

- За КУ на Ausmelt-пещ № 1 – 9,6 t/h пара с налягане 3,5 МРа при годишен ЕФРВ 7008 часа;

- За КУ на Ausmelt-пещ № 2 – съответно 11,5 t/h през стадия на редукция и 12,3 t/h през стадия на фюминг-процеса, или средно 12,0 t/h пара с налягане 3,5 МРа със средна продължителност 5 593 часа в годината.

Произвежданата пара ще се включи в паропроводната система на Комбината. По ориентировъчни пресмятания, произвежданата парата от двата КУ на Ausmelt-инсталацията ще е достатъчна да задоволи нуждите на Комбината през 292-та дни на работа на инсталацията в годината, така че цех ”Пароцентрален” да работи само оставащите 73 дни годишно, при това с намален капацитет поради паропроизводството от КУ към пържилната пещ в Цинково производство.

2. Кислородна станция

За нуждите от кислород на Ausmelt-инсталацията се предвижда кислородната станция с един блок с капацитет по 3 000 Nm3/h технически кислород (95 % О2) с температура 30 0С. Така ще се осигуряват проектните консумации на двете Ausmelt-пещи, разпределени както следва:

- 1 554 Nm3/h за потопяемата фурма на пещ № 1 (около 10 890 500 Nm3 за година, при 7008 часа ЕФРВ).

- 1 314 Nm3/h за потопяемата фурма на пещ № 2 (6 часа през стадия на фюминг за една операция), или около 6 300 000 Nm3/h годишно за 799 операции.

От кислородната станция ще отпада и около 10 000 Nm3/h технически азот. Една част от него може да се използва при евентуално организиране на подготовка на въглищния прах на место (трошене и мелене), така че по-голямото количество получаван при криогенното разделяне азот ще се изпуска в атмосферата, и евентуално ще се продава.

3. Инсталация за захранване със сгъстен въздух

Съгласно ИП се предвиждат два компресора, по един към всяка от Ausmelt-пещите, с капацитет съответно от 10 000 m3/h и 15 000 m3/h компремиран въздух. Компресорите са стационарен тип с въздушно охлаждане и ще бъдат разположени в шумоизилирани камери, в близост до пещните агрегати.



4. Химводоочистка

Инсталацията ще произвежда деминирализирана вода за затворените охлаждащи цикли и дълбоко обезсолена вода за котел утилизатора (виж по-нататък т. 6.1.2, фиг. 6.1.2-1), при средночасов капацитет 46 m3/h. От инсталацията ще отпада замърсен поток води с дебит средно 8 m3/h, който ще се насочва към Комбинатската ПСОВ. Предвижда се тристепенна циклична обработка на водата чрез сорбция върху катионитни смоли (две степени) и анионитни и комбинирани филтри (трета степен)



5. Осигуряване на въглищен прах за инсталацията

За работата на Ausmelt-инсталацията ще се ползва въглищен прах в количества около 20 800 тона годишно (виж по-долу таблица 2.3-9). Основните характеристики на въглищния прах по отношение на химически състав и гранулометрия се препоръчват в следващата таблица 2.3-7.

В Инженерния проект се разглеждат две алтернативи за осигуряване на Ausmelt-инсталацията с въглищен прах – подготовка на место чрез трошене и смилане или доставка от специализирана външна фирма-доставчик. Като се имат предвид специфичните изисквания към евентуална инсталация за приготвяне на въглищен прах на площадката на Комбината – трошене и смилане в защитена с инертен газ апаратура, на този етап е приет за изпълнение втория вариант. За целта е направено проучване и договорно е осигурена фирма-доставчик на необходимите количества въглищен прах (виж Текстови приложения № 3).
Таблица 2.3-7

Препоръчителен химически и гранулометричен състави на използваните твърди горива в Ausmelt-инсталацията

Твърди горива



Химически състав по основни компоненти, % суха маса

Гранулометричен състав,






Въглерод

Сяра

Пепел

Влага

% суха маса

Въглищен прах

над 70

до 1

до 15

до 1,5

100 % -1,0 mm; 80 % -0,15 mm

Въглища

над 70

до 1

до 15

до 8

100 % с размери -25 +5 mm

1/ Пепелно съдържание по основни компоненти (% суха маса): до 5 % Fe2O3, 50 % SiO2, 35 % Al2O3, 3 % CaO, 0,2-0,3 MgO


      1. Капацитет на инсталациите, разход на суровини, реагенти (флюси) и енергоресурси

Инвестиционното предложение се отнася до модернизация на оловния завод на ОЦК АД с разширение на производството до годишен капацитет от 60 000 тона рафинирано олово на блок, и осигуряване на обща степен на извличане от суровините до крайна продукция олово на блок над 97,5 %. За постигане на посочения обем крайна продукция олово на блок, Аusmelt-инсталацията трябва да има капацитет от около 69 000 t/y сурово олово.


Както беше посочено по-горе, топилният участък на оловния завод е физически амортизиран и морално остарял, така че неговото по-нататъшно функциониране и развитие налага модернизация със съществено нарастване на производственния капацит (спрямо разрешения в КР № 124/2006 г.), с което да се осигурява достатъчен ресурс за обслужване на банковите кредити за инвестиране на обекта.

Съгласно проекта на Ausmelt Ltd. - Австралия за ОЦК АД, ефективният фонд работно време ще възлиза на 80 %, респективно 292 работни дни в годината (7008 часа в годината), при което средно-часовата производителност на инсталацията ще бъде 9,8 t/h сурово олово (респективно около 235 t/24h олово).


Проектният капацитет на инсталацията като цяло ще се осигури с преработката на сулфидни оловни концентрати и съдържащи олово и цинк полупродукти и отпадъци – натрупаните на депо стари оловни шлаки и феритни кекове, евентуално и съдържащи цинк прахове от стоманодобивни предприятия.
Предвижда се получаването като крайни продукти на сурово олово (за следваща рафинация), техническа сярна киселина (търговски продукт) и отпадъчна шлака (за продажба). При заложеното годишно производство от 60 000 тона рафинирано олово на блок инсталацията ще произвежда 69000 тона сурово олово, за да покрие технологичните загуби на олово (около 530 тона годишно), оловото в рецикъл с оборотите от рафинация и оловосъдържащите странични търговски продукти – щейни и шпейзи). Общата степен на извличане на олово до краен продукт олово на блок ще възлиза на не по-малко от 97,5 %.

В таблица 2.3-8 са съпоставени данни за капацитета на инсталацията по преработвани суровини (концентрати и други оловосъдържащи суровини), влагани флюсуващи добавки и получавани крайни продукти (сурово олово, фюминг-окиси, сярна киселина и отпадъчна фюмингована шлака), а в таблица 2.3-9 са съпоставени по вид и количества необходимите за работа на Ausmelt-инсталацията енергийни ресурси – твърди горива, технически кислород и компремиран въздух.



Таблица 2.3-8

Капацитет на инсталацията Ausmelt и ДКДА-системата по основни суровини, спомагателни материали (флюси) и крайни продукти (в тонове суха маса) при база 60 000 t/y рафинирано олово на блок



Суровини, флюси и


Капацитет на производството 1/


Относителен

крайни продукти

Средно-

часов, t/h

Средно-

дневен, t/24h

Средно-годишен, t/y

разход,

t/t Pb

1.Суровини (общо), в т. ч. :













Оловни концентрати

10,73

257,5

75 200

1,25

Акумулаторни пасти и решетки

1,14

27,4

8 000

0,13

Феритни кекове

0,71

17,0

5 000

0,08

Стари оловни шлаки

4,95

119,9

35 000

0,58

Обороти от оловна рафинация

1,54

37,0

10 800

0,18

2. Флюси, в т. ч.:













Кварцов пясък

0,06

1,37

400

0,007

Варовик (или варова пепелина)

0,41

9,76

2 850

0,0475

3. Крайни продукти, в т. ч.:













Сурово олово (общо) 1/

9,85

236,4

69 300

1,155

Рафинирано олово на блок 2/

6,94

166,7

60 000

-

Фюминг-окиси

1,17

28,1

8 200

0,137

Техническа сярна киселина

4,28

102,7

30 000

0,50

Отпадъчна обезцинкована шлака

4,90

117,6

34 400

0,57

1/
При ефективен фонд работно време 7008 часа в годината (непрекъснат режим на

работа на Ausmelt-пещ № 1 и цикличен режим на работа на Ausmelt-пещ № 2).

2/ При 360 работнидни в годината , респективно 8640 часа годишно.
Таблица 2.3-9

Видове и количества на енергоресурсите, необходими за работа на инсталацията Ausmelt за оловно производство на ОЦК АД (предвърителни проектни данни )





Ausmelt-пещ № 1 1/

Ausmelt-пещ № 2

Общо

Вид енергоресури

(7008 часа годишно)

Стадий”Редукция” 2/

Стадий ”Фюминг” 2/

за година,




kg/h

(Nm3/h)



t/y

(Nm3/y)



kg/h

(Nm3/h)



t/y

(Nm3/y)



kg/h

(Nm3/h)



t/y

(Nm3/y)



t/y

(Nm3/y)



1. Въглищен прах3/

946

6 607

1 363

1 045

16 868

13 134

20 789

2. Въглища 4/

-

-

829

646

1 395

6 517

7 163

3. Технически кислород (95% О2)

(1 554)

(10 890 000)

-

-

(1 314)

(6 299 300)

(17 189 300)



4. Компремиран въздух 5/

(5 797)

(40 624 000)

9 054

(7 234 000)

(13 140)

(70 222 000)

(110 856 000)



1/ Непрекъснат процес с периодично източване на сурово олово за рафинация през 1 час и на оловната шлака към пещ № 2 през 9 часа;

2/ Цикличен процес с обща продължителност 9 часа, в т. ч. 1 час наливане на шлаката, 1 час ”Редукция” и 6 часа ”Фюминг”;

3/ Въглищен прах с едрина под 1,5 mm;

4/ Дребнокъсови въглища с размери от 5 до 25 mm;

5/ Въздух за потопяемата фурма.

Енергоресурси

Съгласно ИП се предвижда използването на следните енергоресурси:

- Въглища и въглищен прах, основните характеристики на които са дадени по-горе в таблица 2.3-7, а количествата за двата Ausmelt-агрегата – в таблица 2.3-9;

- Технически кислород и сгъстен въздух в количества и разпределение за двата Ausmelt-агрегата показани в таблица 2.3-9;

- Електроенергия – по предварителните данни, в ИП се предвижда общият средночасов разход на електроенергия да възлиза на 3 300 kWh/h, респективно обща средногодишна консумация на електроенергия около 23 000 000 kWh/y, или средно 380 kWh/t олово (при 60 000 t блоково олово годишно производство). В следващата таблица 2.3-10 са съпоставени данни за разпределение на консумацията на електроенергия в двата основните обекти на инвестиционното предложение.
Таблица 2.3-10

Очаквано разпределение на консумацията на електроенергия за двата

обекта на модернизация на оловното производство на ОЦК АД


Обекти на модернизацията

на оловния завод



Разход на електроенергия

Разпределение,

%





kWh/y

kWh/t Pb




1. Ausmelt-инсталация

16 000 000

250

69,6

2. ДКДА-система № 2

7 000 000

117

30,4

Общо за двата обекта

23 000 000

367

100,0




Каталог: ovos


Сподели с приятели:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница