Инновационный подход к выбору технологии утилизации отходов коксохимических производств

Проблематика

Смолистые отходы коксохимического производства металлургических комбинатов в течение всей деятельности (больше 60 лет) вывозятся на химотвалы, которые представляют собой «смоляные озера», расположенные в естественном логу. Размеры отвала иногда достигают больших размеров по площади с глубиной до 30-35 м. По приблизительным оценкам в нем может находиться до 400-450 тыс. т. отходов, состав которых представлен преимущественно фусами, полимерами и кислой смолкой.

Можно условно разделить на три очевидных, подтверждённых опытами отборов, зоны отхода по вертикали расположения:

• Первый, верхний, слой представлен в основном нафталином и полимерами очистки коксового газа. Его глубина может достигать до одного метра.
• Второй слой состоит из смол коксохимического производства в смеси с другими отходами металлургического производства, в том числе – отработанные масла, растворители, краски и др. Слой залегания до трёх-семи метров от верхней корки нафталина.
• Нижний слой содержит науглероженный до 40-60% осадок – каменноугольные фусы, частицы уноса кокса из коксовых батарей, тяжёлые фракции каменноугольной смолы.

Инженерные задачи

Основная цель исследования – установить уровень снижения негативного воздействия отхода после применения технологии, определение состава, свойств, класса опасности зольного остатка.
Смолка кислая при сернокислотной очистке коксового газа от аммиака отнесена к отходам II и III класса опасности.

• Установить по результатам сжигания возможность снижения класса опасности до III, IV, V класса.
• Провести анализ образцов зол от сжигания кислой смолки, а также взвешенных частиц сточных вод, прошедших систему газоочистки инсинератора.
• Определить по данным термических испытаний интервалы термодеструкции исследованных образцов проб зол.
• Произвести теплотехнический расчет обоснования конструкторско-технологического решения термического обезвреживания и утилизации отходов кислой смолки, обосновать эколого-экономический эффект от внедрения технологии.

Результаты работы по продукту

В науке описаны различные концепции по разработке технологий утилизации техногенных органических отходов коксохимии и других производств путем пиролиза в коксовых печах и модификацией ими сырья других производств; технологии на основе раскисления и растворения нафталина специальными присадками на основе ПАВ. Однако ни один из этих проектов не нашел практического применения в связи с недостатками промышленных испытаний, критичного экологического эффекта и отсутствием сфер применения полученных побочных продуктов.

• Основная цель исследования– установить уровень снижения негативного воздействия отхода после применения технологии обезвреживания отхода условно в равных пропорциях, включающий в себя составы всех трех зон смоляного озера, определение состава, свойств, класса опасности зольного остатка достигнута: по результатам сжигания отхода удалось снизить класс опасности смолка кислая при сернокислотной очистке коксового газа от аммиака со II и III класса опасности до III, IV, V класса.
• Определена технология обезвреживания, осуществлён подбор оборудования (роторные и циклонные печи), разработан блок подогрева и подготовки отхода перед подачей в реактор, реализован подбор системы ГОУ и т.д.
• Зольный остаток применён для производства товаров для городского благоустройства: плитки, лавочек, канализационных люков, кашпо и т.д.