15.02.2024 г.
В России нашли способ в 50 раз уменьшить металлургические выхлопы

МОСКВА, 15 фев – РИА Новости. Ученые ЮУрГУ представили отечественную конструкцию устройства, которое предотвращает выхлоп ядовитых газов при загрузке сырья для технологического процесса в печах на металлургических предприятиях.

Как утверждают специалисты, разработанное запорное пневматическое устройство позволит в 50 раз снизить выбросы в атмосферу и сделать более безопасными условия труда персонала, контактирующего с реагентами. Лабораторные эксперименты подтвердили расчетные данные, сообщили в пресс-службе вуза.

По оценкам российских экспертов, сегодня на долю предприятий черной металлургии приходится до 50% общих загрязнений атмосферы – более 10,3 млн тонн вредных веществ в год. Это обусловлено тем, что при таких видах металлургического производства, как доменное, сталеплавильное и ферросплавное, одной из основных операций является загрузка сыпучих материалов (шихты) в печь.

При загрузке шихты запорное механическое устройство открыто, а химические реакции в печи протекают под давлением выше атмосферного, что приводит к выхлопу агрессивных газов через само загрузочное устройство наружу. Чаще всего в выхлопах присутствуют оксиды азота, серы и углерода, в том числе угарный газ.

Кроме того, как рассказали ученые, газы уносят с собой мелкие частички самой шихты, которая зачастую содержит тяжелые металлы, например, свинец, проникающий не только в окружающую среду (почву, водоемы, воздух), но и в организм работника, участвующего в загрузке шихты в реактор печи.

Для того, чтобы минимизировать риски для экологии и человека, ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) разработали пневматическое запорное устройство вихревого типа, которое предотвращает выхлоп агрессивных газов противотоком газа под давлением при открытии механического затвора.

"Мы оставили в конструкции промышленной печи механический затвор, но разместили вокруг канала загрузки сыпучих материалов направляющий аппарат, который содержит неподвижные лопасти, расположенные под углом", – сообщила доцент кафедры "Гидравлика и гидропневмосистемы" ЮУрГУ Дарья Хабарова.

Специалист отметила, что сыпучий материал поступает в полость реактора тем же способом, но в это время сама зона канала загрузки по всей своей площади заперта вихрем, из-за чего предотвращается выброс вредоносного газа в рабочее пространство человека.

Исследователи подсчитали, что при засыпании шихты в печь из механического затвора происходит выхлоп агрессивных газов наружу, который может быть существенным при больших объемах производства.

"Применение пневматического запорного устройства вихревого типа вместе с механическим позволит практически полностью исключить выбросы пыли и агрессивных газов в цех и в 50 раз уменьшить количество общих выхлопов из реактора в атмосферу", – отметила Дарья Хабарова.

При этом она добавила, что незначительная часть газов (2%) неминуемо утекает через зазоры из механизма в процессе работы печи, когда канал загрузки заперт механическим затвором и пневматическое устройство отключено.

В пресс-службе университета сообщили, что лабораторные опыты с прототипом показали верность теоретического расчета и подтвердили эффективность такого затвора.

"Отпадает необходимость в автономной системе газоочистки, увеличивается срок службы засыпного аппарата. Кроме того, новое устройство позволяет облегчить и ускорить процесс загрузки сыпучего материала в печь, поскольку компонента скорости поступающего в реактор воздуха/газа увлекает шихту за собой", – отметила эксперт.

При этом она подчеркнула, что отечественная разработка имеет простую конструкцию и выполняется из жаростойкой керамики без подвижных элементов, что делает ее безопасной, долговечной и способной к безостановочной работе.

"Уникальность разработки в том, что мировой металлургии до сих пор не были известны запорные устройства, основанные на пневматическом принципе", – добавила она. Сложность представленной разработки, по ее словам, заключается в отсутствии инженерной методики расчета и профилирования данных устройств.

Сегодня это пневматическое устройство для запирания реактора печи уже используется на одном из крупных металлургических комбинатов на территории России.

Работа ученых ЮУрГУ поддержана Российским научным фондом.

https://ria.ru/20240215/nauka-1927373161.html