Seminarium na temat Ograniczania emisji dioksyn z sektora metalurgicznego w Polsce (Warszawa, 21 marca 2005 r.) R.2

Transkrypt

1 Seminarium na temat Ograniczania emisji dioksyn z sektora metalurgicznego w Polsce (Warszawa, 2 marca 2005 r.) R.2

2 Dioksynyi furany Spis treści metody redukcjiw przemyśle stalowym Dr. Jens Apfel Dioksyny i furany właściwości i mechanizmypowstawania Zasady redukcjidioksyn i furanów Redukcjadioksyn i furanów w piecach łukowych DokumentreferencyjnyBAT Badische Stahlwerke Kehl/Germany Odlotowa emisja PCDD/PCDF w stalowni BSW od 986 do 200 Rok założenia 968,97 milionów t wyrobów walcowanych (2004) 2 piece łukowe (90 t) 2 walcownie walcówka zbrojeniowa 750 zatrudnionych Pierwszypomiar dioksyn/furanów w hucie stali w roku 986 ng TE/Nm , Wartosci graniczne 0, , year

3 Dioksyny i furany substancje niebezpieczne Europejskie przepisy dotyczące dioksyn i furanów Znane opinii publicznejeuropyod roku976 tj. odkatastrofy przemysłowejw Seveso, Włochy. Produkt uboczny preparatuagent Orange stosowanegoprzez USA w Wietnamie Wartości dopuszczalne mają swoje źródło w spalarniach odpadów: Dyrektywa2000/76/EC w sprawie spalanina odpadów 0,ngTEQ / Nm 3 PCDD/PCDF maja cechy lipolityczne, wskutek czego są akumulowane w mleku matki oddziałują na układ immunologiczny powodują zaburzenia metaboliczne wywołują choroby wątroby są rakotwórcze Dopuszczalne wartości zależnie różnią od rodzaju przemysłu i kraju. Jednaknormą przyszłościową jest 0, ng TEQ / Nm 3! Spis treści Dioksyny i furany -trochę chemii Dioksyny i furany właściwości i mechanizmypowstawania Zasady redukcjidioksyn i furanów Redukcjadioksyn i furanów w piecach łukowych DokumentreferencyjnyBAT O 0 6 O O ,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-(p)-dioxin 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-furan 2

4 Dioksyny i furany -Równoważniki toksyczności dawki Toxicity equivalent factors Dioksyny i furany Właściwości fizyczne Najbardziej toksycznymi jest 7 związków z atomami chloru w pozycjach 2, 3, 7 i 8 Każdy z tych związków wykazuje inny stopień toksyczności 7 C PCDD/PCDF = f i c i i= f i : równoważnik toksyczności c i : stężenie pojedyńczego związku Dioksyny i furany są cieczamio wysokiej temperaturze wrzenia Dioksyny i furany mają tendencję do adsorbcji na cząsteczkach pyłu Przy temp. >00 C dioksyny i furanypodlegają desorbcji od cząsteczek pyłu zyskując, zdolność przenikania przez tkaniny filtrów workowych. Dioksyny i furany -Mechanizm powstawania Zakres temperatur dla powstawaniadioksyn w procesach spalania eterogeniczne reakcje określonych prekursorów organicznych(t.j. chlorofenoli) na powierzchni cząstek pyłu przy temperaturze około C. Synteza de-novo bez prekursoróworganicznych. Powstawanie z węgla, tlenu i chlorków metali w temperaturze około 300 C. 800 C 400 C 250 C Całkowite spalenie PCDD/PCDF i ich prekursorów Niepełne spalenie PCDD/PCDF. Przekształcenie jest możliwe przy temperaturze poniżej 400 C. Przekształcenie lub synteza de-novo związków PCDD/PCDF. 0 C Brak reakcji. 3

5 Źródładioksyn i furanów w przemyśle stalowym Spis treści Źródło Piec elektryczny Spekalnia Czas lubmiejsce tworzenia Początekfazytopnienia Górnyzakresmisy spiekalniczejpo zapłonie Wskaźnikemisji 0,07 9 µg TEQ / t stali 0 µg TEQ / t spieku Dioksyny i furany właściwości imechanizmy powstawania Zasadyredukcjidioksyn i furanów Redukcjadioksyn i furanów wpiecach łukowych Dokument referencyjny BAT Odlewnia Górny zakres żeliwiaka 0,03 0 µg TEQ / t żelaza Źródło: Standardowyzestaw do identyfikacji i oceny ilościowej uwolnień dioksyn i furanów. Chemicals, Geneva, Switzerland, 200 Dioksyny i furany-sposoby minimalizacjiemisji Dioksyny i furany-działania podstawowe Działania podstawowe Zapobieganie powstawaniu PCDD/PCDF w układzie technologicznym. Działanie dodatkowe Rozkład lub adsorpcja PCDD/PCDF w układzie gazów odlotowych. Selekcja surowca(bezolejów, związkóworganicznych, węglai innych materiałów stanowiących prekursory tworzenia PCDD/PCDF). Oczyszczanie złomu(do piecówelektrycznych). Istotne zmniejszenie powstawania PCDD/PCDF w wyniku działań podstawowych jest trudne jeśli zgoła nie niemożliwe. 4

6 Dioksyny i furany -Działania dodatkowe Spis treści Zapobieganiewtórnemu tworzeniu przez szybkie schłodzenie gazów odlotowych w komorze natryskowej do temperatury poniżej temperatury reakcji, tj. 250 C AdsorpcjaPCDD/PCDF zapomocą weglaaktywowanego albo lignituw postaci wypełnieniareaktoraalbo dodatku do gazówodlotowych. Dioksyny i furany właściwości imechanizmy powstawania Zasadyredukcjidioksyn i furanów Redukcjadioksyn i furanów wpiecach łukowych Dokument referencyjny BAT Rozkładkatalityczny PCDD/PCDF w specjalnym urządzeniufiltrowymna szczycieukładukominowego. Redukcjadioksyn i furanów w piecuelektrycznym Szybie schładzanie za pomocą wtryskuwody Dopalanie. WypalaniePCDD/PCDF Szybkie schłodzeniegazówodlotowychpieca, zapobiegającewtórnemu tworzeniusię PCDD/PCDF Efektywny i niezawodny układ usuwania pyłów przy odpowiedniej temperaturze Wtrysklignitu(węglaaktywowanego) do adsorpcji PCDD/PCDF (complementarnie) 5

7 Kontrolawtryskuwody Mieszanie pierwotnych gazów odlotowychz wtórnymi jest niezbędne dla rozcieńczenia wilgoci. Modelowanieza pomocą symulacjicfd. (Modeling by CFD simulation). Ilość wodykontrolowana jest przeztemperaturę na wylocie komory wtryskowej. Całkowita ilość wody wtryskiwanej ulega wyparowaniu. Punktmieszania Komoranatrysku mg/m³ Efektywny i niezawodny układ odpylania w instalacji spełniającej najwyższe wymagania sztuki inżynierskiej Średnia roczna emisjapyłóww.8 zakładachbsw: Stacja filtrów workowych Średnia stacji filtrów workowych Średnia stacji filtrów workowych mg/nm Stacja filtrów Zasadawtryskulignitu Gazy surowe Cząsteczki pyłu Cząsteczki lignitu Wkładfiltracyjny Gazyoczyszczone Adsorpcjaodbywasię na powierzchniwkładu filtracyjnego. Niezbędnejest równomierne rozmieszczenie lignitu. 6

8 Sposób wtryskiwanialignitu równomierne rozmieszczenie Agenda Główny kanał gazów odlotowych Natrysk lignitu Dioksyny i furany właściwości imechanizmy powstawania Zasadyredukcjidioksyn i furanów Redukcjadioksyn i furanów wpiecach łukowych Dokument referencyjny BAT kg/h lignitu Nm 3 /h przepływupowietrza miejscemadsorpcji są wkładyfiltracyjne Dokumentreferencyjny BAT (BREF)opisuje metody już stosowane i uznane za najlepszą praktykę przy określonych zastosowaniach. Dokument referencyjny BAT (BREF)opisuje metody już stosowaneiuznane w praktyce za najodpowiedniejsze do określonych zastosowań. Zaleceniedla spiekalni: Zalecenia dla odlewni: Działania podstawowe Recyrkulacja gazów odlotowych, selekcja surowca. Działania podstawowe Recyrkulacja gazów odlotowych, selekcja surowca. Działania dodatkowe Filtryworkowei wtryskwęglaalbo odpylaniemokre Działania dodatkowe Dopalanie, szybkie schładzanie, filtry workowe i wtrysk węgla (w miarę potrzeby). 7

9 Agenda Kierunkowezasady redukcjidioksyn i furanów są zawsze i wszędzie takie same. Dioksyny i furany właściwości imechanizmy powstawania Zasadyredukcjidioksyn i furanów Redukcjadioksyn i furanów wpiecach łukowych Dokument referencyjny BAT Wytwarzaniewysokichtemperatur(> 600 C) dla zniszczenia dioksyn i furanów. Szybkie schłodzeniegazówodlotowychzapobiegawtórnego tworzeniadioksyn i furanów. Niezawodny i efektywny układ wychwytywania pyłóww niskich temperaturach(< 00 C) celemzatrzymaniazaadsorbowanych dioksyn i furanów w odpylaczu. Wtryskwęgla celem polepszenia stopnia adsorpcji na cząsteczkachpyłu. 8