Раздел 3. Текущие уровни эмиссий и потребление ресурсов

Раздел 3. Текущие уровни эмиссий и потребление ресурсов

Базово металлургическая промышленность (производство чугуна, стали и ферросплавов) включает следующие мощности:

- агломерационные производства (для окускования мелкодисперсного железорудного сырья);

- производство металлургического кокса;

- цехи по выплавке чугуна;

- производства по выплавке стали (мартеновским, конвертерным или электросталеплавильным процессом);

- вспомогательные цехи и производства (по производству ферросплавов, переработке шлаков, производству электрической энергии, обработке сточных вод и др.).

Основные металлургические процессы, их взаимосвязи проиллюстрированы рисунком 3.1.

слева - сырье; справа - продукты производства;

Рисунок 3.1 - Основные технологические процессы при производстве чугуна и стали [112]

Вклады различных производств в формирование эмиссий металлургического предприятия показаны в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Выбросы в атмосферный воздух в основных производствах черной металлургии [114]

Производство	Доля выбросов в общем количестве, %
	Пыль	СО	SO2	NOx
Агломерационное	31,1	77,8	61,0	26,0
Сталеплавильное	19,7	5,4	0,02	6,5
Огнеупорное и известковое	18,4	0,4	0,4	5,4
Доменное	17,3	3,5	0,3	3,0
Энергетическое (ТЭЦ-ПВС)	7,4	нет данных	36,7	36,6
Коксохимическое	2,0	7,8	1,0	9,1
Прокатное	1,2	нет данных	0,2	10,5
Ремонтное	1,0	4,9	0,02	1,5
Прочие	1,9	0,2	0,36	1,4

3.1 Агломерация

Современные высокопроизводительные доменные печи достигают нужных характеристик благодаря предшествующей металлургической подготовке шихты, которая связана с процессом агломерации шихты, т.е. ее спеканием, либо окомкованием.

Шихта для производства агломерата состоит из смеси пылевидной руды, добавок (например, известь, оливин), флюса (известняк, доломит, иное), подвергнутых рециклингу железосодержащих материалов из последующих операций (в том числе крупная пыль и шламы от очистки доменного газа, прокатная окалина, иное), к которым добавляют коксовую мелочь для обеспечения теплопотребностей процесса. Схема материальных потоков агломерационного процесса представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Схема материальных потоков на агломерационном производстве [113]

3.1.1 Потребление ресурсов

В зависимости от сырьевой базы компонентная структура, расходные коэффициенты, состав агломерационной шихты могут изменяться в широких пределах (см. таблицу 3.2).

Таблица 3.2 - Усредненный расход сырья, кг/т агломерата на производство агломерата в отрасли (по данным анкетирования)

Сырьевые материалы	Расход
	Страны ЕС [113]	Аглофабрики ОАО "ЧМК" и ОАО "Тулачермет" [114]	По данным анкетирования
Железная руда, в т.ч. концентрат	813,1	880-928,5	640-1048
Отсев на грохочении (внутренний возврат)	250,7
Известняк/доломит	131,1	68,5-74	76-203
Отсев агломерата из доменного цеха	63,0
Отходы (возврат с разных процессов производства, включая отходы флюсов)	51,8
Другие материалы (окатыши, и измельченная кусковая руда для загрузок, возврат с других участков)	31,4
Добавки	26,4
Пыль колошниковая	12,7	8-25
Известь	10,2	41-66,2
Окалина		35-38
Шламы		34-122,1
Коксовая мелочь	Н.св.	Н.св.	24-49
ВСЕГО:	1390,4	1072-1330

Данные по энергопотреблению на производство агломерата представлены в таблицах 3.3-3.4. В европейской практике теплопотребление на производство агломерата (твердые топлива, включая углерод колошниковой пыли и жидкое или газообразное топливо на отопление горна) составляет порядка 1290-1910 МДж/т агломерата (в среднем 1344 МДж/т агломерата), что эквивалентно 39-64 кг коксовой мелочи на тонну агломерата (в среднем 50 кг).

Общая потребность в электрической энергии находится в диапазоне 68-176 МДж/т агломерата со средним значением 105 МДж/т агломерата. Существует только небольшое различие в потреблении топлива между низкоосновным агломератом (< 1,7 CaO/SiO₂) и высокоосновным агломератом ( 1,7 CaO/SiO₂) [113].

Приходная часть теплового баланса агломерации обеспечивается коксовой мелочью (~ 88 %), остальное поступает от экзотермических реакций и сжигания газа (коксовый газ, и (или) доменный газ, и (или) природный газ) для отопления горна.

Основными расходными статьями теплового баланса процесса агломерации служат отходящие газы, испарение воды, эндотермические реакции, потери тепла с агломератом и за счет рассеивания.

Таблица 3.3 - Расход энергоресурсов на производство агломерата, МДж/т агломерата [113]

Наименование		Расход
		максимальный	минимальный	средний
Топливо	Твердое топливо (коксовая мелочь, антрацит и др.)	1834	1254	1276,6
	Газ коксовый/ доменный/ природный	185	35	67,0
Электроэнергия	Для вентиляции (эксгаустеры)	91	30	39,4
	Всего	155	92	-

Таблица 3.4 - Удельное потребление ресурсов при агломерации в отрасли (по данным анкетирования)

Потребление электроэнергии,	Топливо-природный газ, м3/т	Расход
		максимальный	минимальный
23-49	2,4-6,3	1,8-5,9	0,2-3,1

Расход технической воды на процесс (в том числе оборотных циклов) находится в диапазоне от 1,8 до 5,9 м³/т продукции, однако основная часть этой воды находится в водооборотном цикле, который в агломерационном производстве составляет 69 % - 86 %.

3.1.2 Выбросы в атмосферу

Источники эмиссий в атмосферный воздух при производстве агломерата объединяются в две большие категории: аспирационные системы, где за счет дробления, измельчения, выноса, развеивания образуются исключительно пылевые выбросы, и технологические отходящие газы агломерационных машин, содержащие как пылевую компоненту, так и химические соединения.

В результате протекания физико-химических процессов в агломерационном слое за счет фильтрации воздуха формируются выбросы загрязняющих веществ:

- пылевые выбросы, обусловленные механическим выносом из слоя мелкодисперсной шихты или образованным в процессе разрушения материалов (разрушения агломерата при сходе с агломашины, при охлаждении, дробления пирога агломерата после спекания);

- выбросы оксида углерода, которые ввиду особенностей горения распределенного твердого топлива в агломерационном слое (вызвано неполнотой горения) являются технологически оправданными;

- выбросы диоксида серы SO₂, зависящие от содержания серы в коксе, который используется в качестве топлива, а также от состава шихты (если преобладает с оксидом кальция (CaO), то выбросы SO₂ снижаются; в иных случаях, в том числе, при использовании сырья, содержащего оксида магния (MgO), ~ 97 % содержащейся серы удаляется в виде SO₂), преимущественная часть выбросов SO₂ имеет место на второй трети агломерационной ленты (ближе к разгрузочному концу);

- выбросы NO_x, обусловленные процессами горения в горелках зажигательного горна, а также с эмиссией "тепловых" оксидов азота, обусловленных содержанием азота в коксе и железной руде;

- выбросы тяжелых металлов (цинк (Zn), свинец (Pb) и кадмий (Cd)) в специфических условиях спекания, если повышается восстановительный потенциал процесса агломерации или в составе шихты появляются хлориды; однако процессы возгона тяжелых металлов получают ограниченное развитие вследствие сравнительно невысоких температур агломерационного процесса, кратковременности пребывания слоя при этих температурах;

- выбросы многофазного органического материала (например, ПАУ и ПХДД/Ф) в специфических условиях спекания (наличие веществ, содержащих хлор, в том числе некоторые масла), поэтому применение дисперсной прокатной окалины без соответствующей обработки не рекомендуется.

Объем отходящих газов в зависимости от производительности процесса, условий спекания, шихтовых компонентов, требований к качеству агломерата находится в интервале от 1500 до 2500 нм³ на тонну агломерата.

Величина удельных эмиссий в агломерационном процессе по данным из европейской практики дана в таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Основные эмиссии в агломерационном производстве [113]

Параметр	Единица измерения	Максимальное значение	Минимальное значение	Производительность по агломерату, Кт
Пыль	г/т агл.	559,4	40,7	94 321
Тонкодисперсная пыль (< 10 мкм)		177,13	66,30	60385
СО		37 000	8783	81 284
NOx (по NO2)		1031,2	302,1	94 321
SO2		973,3	219,9	94 321
HCl		847,6	1,4	63 579
СН4		412,5	35,5	48 835
НЛОС*		260,9	1,5	56 901
HF		8,2	0,4	59 129
Рb	мг/т агл.	5661,2	26,1	69 140
Zn		1931,3	2,1	75 197
Бенз(а)пирен		41,5	0,1	41 243
Cu		600,5	1,9	69 140
ПАУ		591,7	0,2	40 441
Mn		539,4	3,4	56 612
Cd		276,7	0,2	77 731
Hg		207,0	0,1	72 693
Ni		175,6	1,3	65 492
V		158,5	0,6	47 156
Cr		125,1	3,6	69 140
Se		120,5	21,8	40 598
Ti		86,6	0,5	56 612
As		15,0	0,6	66 358
Производственные остатки (отходы и побочные продукты)
Шлам	г/т агл.	4492,18	472,73	11341
Пыль		3641,29	171,05	23021
Сточная вода	м3/т агл.	0,06	0,03	7028
* Неметановые летучие органические соединения.

Выбросы агломерационного производства дают значительный вклад в общие выбросы от металлургических заводов с полным циклом (см. таблицу 3.1).

В российской практике для эвакуации локальных выбросов (дробильных установок, грохотов, перегрузок сыпучих материалов и др.) применяются вытяжные зонты или укрытия с последующим отведением запыленного газового потока на очистное устройство. Для очистки отходящих технологических газов применяют батарейные циклоны (таблица 3.6), для очистки аспирационных газов - мокрые или сухие электрофильтры (таблица 3.7).

Таблица 3.6 - Концентрация загрязняющих веществ из батарейных циклонов агломашин ПАО "Северсталь" [114]

Показатель	Концентрация, мг/м3
	AM N 4-9	AM N 10-11
Пыль	До 140	До 150
СО	До 6500	До 6600
SO2	До 690	До 790
NO2	До 140	До 140
NO	До 30	До 40

Таблица 3.7 - Концентрации загрязняющих веществ на входе и выходе электрофильтра на Челябинском металлургическом комбинате [114]

Загрязняющее вещество	Концентрация, вход/выход, мг/нм3
	средняя	максимальная
Al2O3	24,906/0,901	25,952/1,706
Fe2O3	817,067/29,545	851,363/55,980
Mn и его соединения	157,634/5,700	164,250/10,800
Сажа	1,576/0,057	1,643/0,108
Пыль с содержанием SiO2 < 20 %	87,014/3,146	90,666/5,962
Суммарное содержание твердых веществ	1050,890/38,000	1095,000/72,000
СО	391,000	667,000
SO2	29,583	35,132

Таблица 3.7.1 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в агломерационном производстве отрасли (по данным анкетирования), г/т продукции

Наименование ЗВ	Технологический этап/ Источник выброса	Масса ЗВ в отходящих газах после очистки
		диапазон	среднее
Пыль неорганич. < 20 % SiO2	Подготовка шихты - сухая очистка - батарейный циклон, фильтр рукавный, электрофильтр	2,46-68	49,6
Пыль неорганич. < 20 % SiO2	Первичное смешивание - мокрая очистка - труба Вентури, каплеуловитель	0,6-7,5	4,1
NO2	Спекание шихты на агломашине - сухая очистка - батарейные циклоны	179,8-760	409
NO		30-139	120
СО		10875-21750	14531
SO2		450-5000	4000
Пыль неорганич. < 20 % SiO2		59,9-4736	1367
MgO		4-62	24
Fe2O3		139-162	151
СО	Отгрузка агломерата (охлаждение, дробление, отсев) - сухая и мокрая очистка - циклон, батарейные циклоны, скруббер, электрофильтр		3,764
SO2			2,521
Пыль неорганич. < 20 % SiO2		58-327	88,7
MgO		0,5-19	6,3
Fe2O3		4-114,5	39,6

Наибольшие объемы эмиссии загрязняющих веществ при агломерации имеют место на стадии спекания шихты (см. таблицу 3.7.1). Приоритетными веществами в выбросах при агломерации являются пыль неорганическая и оксид углерода, однако в зависимости от содержания серы в шихтовых материалах в отходящих агломерационных газах представлены значительные выбросы диоксида серы. Меры по снижению выбросов в первую очередь направлены на выбросы пыли.

Отходящие за агломашиной технологические газы, а также аспирационные газы с охладителей агломерата и других участков аспирации проходят очистку в разнообразных устройствах: циклонных установках (батарейных циклонах), влажных или сухих электрофильтрах, высоконапорных скрубберах мокрой очистки или тканевых фильтрах и отводятся, как правило, через отдельные дымовые трубы.

В европейской практике циклоны и батарейные циклоны автономно для очистки агломерационных газов не применяют, наиболее часто используют сухие электрофильтры с 3 и 4 полями.

3.1.3 Сточные воды

Потребление воды на аглофабриках составляет до 5 м³/т агломерата. Сточные воды образуются в основном в процессе мокрой пылеочистки, а также при санитарной обработке помещений и оборудования и содержат взвешенные вещества в концентрациях до 20 г/л, pH составляет до 12.

В составе сточных вод агломерационных производств могут находиться взвешенные вещества (в том числе, тяжелые металлы), соединения серы (сульфаты и сульфиды), хлориды, органические соединения.

Сточные воды перед отведением в водные объекты или дальнейшим использованием осветляют в отстойниках. На металлургических предприятиях возможны три схемы водоснабжения: прямоточная (отведение в водный объект после очистки), локальный оборотный цикл (использование после очистки в собственном производстве с подпиткой свежей технической водой), замкнутый бессточный водооборот (отсутствие сброса сточных вод). Требования к составу сточной воды в оборотных циклах устанавливаются предприятием по условиям эксплуатации оборудования.

Требования к составу сбросов сточных вод при отведении в водный объект определяются условиями водопользования (в том числе, категорией водного объекта).

Сведения в отношении требований к составу сточных вод, отводимых в водный объект, являются существенно более жесткими, нежели в европейском регулировании, и представлены в таблице 3.8.

Таблица 3.8 - Установленные нормативы водопользования (ПДК, мг/дм³)

Нормируемое вещество	В водных объектах рыбохозяйственного пользования - приказ Минсельхоза России от 13.12.2016 N 552	В воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования - ГН 2.1.5.1315-03
Взвешенные вещества	Фон + 0,25 (объекты высшей и 1-й категории) Фон + 0,75 (объекты 2-й категории)	Не установлено
Азот общий	Не установлено	Не установлено
Нитраты	40	45
Аммоний-ион	0,5	1,5 (по азоту)
БПК полн.	3,0	Не установлено
Фосфаты	0,05 (по Р) - олиготрофные; 0,15 (по Р) - мезотрофные; 0,2 (по Р) - эвтрофные водоемы	3,5 (полифосфаты)
Сульфаты	100	500
Хлориды	300	350
Фториды	0,05 (в дополнение к фоновому содержанию фторидов, но не выше их суммарного содержания 0,75 мг/дм3)	0,7-1,5 (для разных климатических районов)
Железо общее	0,1	0,3
Марганец	0,01	0,1
Нефтепродукты	0,05	0,3 (для нефти)

Вода также используется для охлаждения конструкций зажигательного горна, эксгаустеров, вентиляторов, а также для агломашин. В системах охлаждения при производстве агломерата используется вода оборотных циклов.

3.1.4 Отходы

До 90 % - 95 % шламов и пылей образуется при удалении пыли из пылевых мешков газовых коллекторов и аспирационных систем, аппаратов сухой и мокрой очистки отходящих газов, при гидравлической уборке помещений и промывке трубопроводов. Остальные 5 % - 10 % шламов и пылей поступают от других отделений агломерационных фабрик: вагоноопрокидывателей, рудных складов, корпусов подготовки шихты и т.п., где источниками их образования являются главным образом аспирационные системы, а также рассыпанные шихтовые материалы и отложения пыли на стенах и оборудовании.

Шламы агломерационных фабрик принадлежат к группе относительно богатых железом, по основным химическим компонентам они близки к агломерационной шихте.

Таблица 3.9 - Содержание основных элементов в шламах агломерационного производства, % [115]

Feобщ	Fe2O3	FeO	СаО	SiO2
Новолипецкий металлургический комбинат
52,53	60,52	12,85	6,32	8,80
Череповецкий металлургический комбинат
47,3-51,3	52,6-56,5	13,6-15,1	7,8-11,8	4,4-4,7

Обычно все твердые отходы производства (пыль из пылеулавливающих устройств, мелкую фракцию, отсеянную при грохочении) возвращают обратно в технологический процесс (см. таблицу 3.10).

Ограниченно могут быть использованы в агломерационном процессе шламы и пыли металлургического предприятия (и агломерационного передела в том числе) с повышенным содержанием оксида цинка и щелочей из-за возможных осложнений доменного процесса.

Таблица 3.10 - Обращение с отходами производства в отрасли (по данным анкетирования)

Наименование отходов	Объем образования, кг/т продукции	Обращение с отходами
Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные	0,00523-1000	Рециклинг - переплавка в электропечах; использование в качестве твердой металлошихты для конвертерной плавки.
Железосодержащие отходы мокрой очистки аспирационного воздуха и гидроуборки в смеси при производстве агломерата	3,3-30,5	Рециклинг - в качестве железосодержащей добавки при производстве агломерата
Пыль коксовая газоочистки при сортировке кокса	0,01	Рециклинг - в качестве углеродосодержащей содержащей добавки при производстве агломерата

Агломерационный процесс играет ключевую роль на заводах с полным циклом производства железа и стали для утилизации производственных отходов и остатков. Пыли различных производственных процессов (в том числе колошниковая) и систем аспирации, отсевы флюсов, коксовой мелочи, шламы агломерационного и доменного переделов, окалина и др. поступают в агломерационную шихту, обеспечивая таким образом рециклинг отходов.

3.1.5 Вторичные энергетические ресурсы

Агломерационное производство металлургических предприятий России располагает потенциалом вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) в виде тепла воздуха после охлаждения агломерата, и отходящих агломерационных газов.

Удельная выработка ВЭР при использовании тепла воздуха, охлаждающего агломерат, составляет по достигнутым за рубежом данным [114] 460 МДж, а при использовании агломерационных газов - примерно 146 Мдж/т агломерата. Системы утилизации тепла с выработкой пара и электроэнергии нашли применение в Японии и ряде других стан.

Выполненный проект утилизации тепла воздуха охладителей агломерата для условий Западно-Сибирского металлургического комбината показал, что его внедрение позволит полностью обеспечить теплоснабжение бытовых помещений и, кроме того, вырабатывать не менее 5-8 МВт электроэнергии.

3.2 Производство кокса

Одним из важнейших компонентов шихты для выплавки чугуна, имеющий множество функций, обеспечивающих протекание восстановительной плавки, является кокс, который производится из специально подобранной угольной шихты.

3.2.1 Потребление сырьевых ресурсов

Расходы материальных ресурсов в процессе производства кокса и выход основных и побочных продуктов представлены в таблице 3.11 и 3.12.

Таблица 3.11 - Расход сырья, материалов

Наименование	Единицы измерения	Расход на тонну кокса
		Минимальный	Максимальный
Угольная шихта (сух.)	т/т	1,2	1,3
Серная кислота	т/т	0,0014	0,0040
Поглотительное масло (свежее)	т/т	0,0014	0,0016

Таблица 3.12 - Выход продуктов, побочных продуктов при производстве кокса

Наименование	Единицы измерения	Выход на тонну кокса
		Минимальный	Максимальный
Коксовый газ	м3/т	400	450
Каменноугольная смола	т/т	0,04	0,05
Сырой бензол	т/т	0,12	0,14
Каменноугольный пек	т/т	0,01	0,03
Пар (УСТК)	т/т	0,4	0,5

Потребление энергетических ресурсов (по данным анкетирования) показано в таблице Д.1 Приложения Д.

3.2.2 Выбросы в атмосферу

Основными технологическими процессами коксохимического производства, которые сопровождаются выделением загрязняющих веществ в атмосферу, являются:

- переработка угля в процессе подготовки шихты для коксования;

- коксование (пиролиз) угля в коксовых печах с получением кокса;

- сортировка кокса и отгрузка его потребителям;

- охлаждение и очистка коксового газа (улавливание и переработка химических продуктов коксования).

Относительная доля технологических процессов в суммарном выбросе коксового производства приведена в таблице 3.13.

Общий вид производственной площадки предприятия по выпуску кокса, иллюстрирующий источники эмиссий показан на рисунке 3.3.

Источники формирования выбросов с указанием их качественного состава показаны на рисунке 3.4.

Рисунок 3.3 - Общий вид предприятия по производству кокса

Рисунок 3.4 - Схема формирования выбросов в атмосферу при производстве кокса

Таблица 3.13 - Вклад основных технологических процессов в суммарные выбросы производства кокса

Технологический процесс	Доля в общих выбросах, %	Загрязняющие вещества
Прием, транспортировка угля, его хранение, измельчение и подача в коксовые печи	1,9-2,5	Угольная пыль
Коксование (Организованные выбросы из дымовых труб коксовых батарей)	62,5-75,0	Оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, сажа, бенз(а)пирен
Выдача кокса, его тушение, сортировка	10,0-12,5	Коксовая пыль
Охлаждение и очистка коксового газа (от смолы, аммиака, бензольных углеводородов, сероводорода)	6,0-10,0	Оксид углерода, оксиды азота, сероводород, аммиак, бензол, нафталин, пиридин, фенол
Неорганизованные выбросы от процессов загрузки коксовых печей шихтой, газование коксовых дверей, люков и стояков	2,5-6,25	Угольная пыль, оксиды азота, диоксид серы, оксид углерода, аммиак, сероводород, водород цианистый, фенол, бензол, нафталин, пиридин, бенз(а)пирен

Источниками выбросов при переработке угля и подготовке шихты являются: трубы аспирационных систем, открытые склады угля, трубы общеобменной вентиляции производственных помещений.

Производственный процесс получения кокса делится на периодически выполняемые операции: загрузка угольной шихты в камеры коксования, коксование, выдача (выгрузка) готового кокса из коксовой печи, тушение кокса и его сортировка.

Во время загрузки угля в коксовые печи из открытых загрузочных люков происходит выделение парогазовой смеси, содержащей частицы пыли, компоненты коксового газа и паров смолы. Для предотвращения выбросов печи оснащены устройствами, обеспечивающими эвакуацию газов загрузки в газосборник коксовой батареи или в соседнюю печь.

При гравитационном способе загрузки печей отвод газов загрузки из печи осуществляется в газосборники созданием в подсводовом пространстве камеры коксования разрежения с помощью эжекторов на стояках, с поочередным выпуском шихты из бункеров углезагрузочной машины и созданием при планировании свободного пространства под сводом печи для эвакуации сырого газа. При одном газосборнике газы загрузки дополнительно отсасываются в газосборник через подсводовое пространство соседней печи.

Процесс коксования (пиролиза) осуществляется без доступа воздуха с небольшим избыточным давлением, что приводит к выделению образующихся газовых продуктов коксования из камеры через неплотности арматуры герметизации дверей, крышек загрузочных люков и стояков в атмосферу. Примеры газовыделений приведены на рисунке 3.5. Уменьшения выбросов от этих источников добиваются, применяя различные устройства, обеспечивающие высокую герметичность уплотнения.

Выделение в атмосферу газов на верху батареи происходит через неплотности крышек и компенсаторов (раструбных соединений) стояков и через крышки загрузочных люков. Крышки загрузочных люков помимо конструктивных решений (конфигурация "нож по поверхности") дополнительно заливаются уплотняющим раствором. Для крышек стояков применяется система гидроуплотнения (пневмоуплотнения). Для раструбных соединений применяется гидроуплотнение с дополнительной укладкой эластичного шнура.

Рисунок 3.5 - Примеры газовыделений из дверей и люков коксовых печей

Для устранения неорганизованных выбросов на коксовой батарее требуется обеспечение плотности дверей камер коксования. Существуют различные варианты конструкции уплотняющих устройств дверей. Наиболее эффективной признана дверь с эластичной подпружиненной уплотняющей рамкой, с пружинными ригельными затворами. При всех конструктивных улучшениях эффективная плотность дверей обеспечивается только при систематическом контроле и уходе:

- первичное регулирование прилегания рамок под щуп 0,7 мм;

- механическая очистка рам и дверей от смоляных отложений при каждой выдаче кокса;

- регулярный (не реже одного раза в год) ремонт и наладка уплотняющих рамок дверей;

- своевременный ремонт футеровки дверей [116].

Одним из заметных источников неорганизованных выбросов пыли и газов в атмосферу на коксовой батарее является выдача готового кокса из печей. Для локализации выбросов от этого источника типовым решением является установка беспылевой выдачи кокса (УБВК).

При наличии УБВК выброс при выдаче делится на две части: организованную (поступающую в зонт и после очистки выбрасываемую в атмосферу через выхлопную трубу) и неорганизованную, которая не затягивается в зонт УБВК. Соотношение этих частей определяется степенью локализации выброса.

Для обогрева коксовых печей используется коксовый, доменный или смесь коксового и доменного газа. Продукты горения газа через дымовые трубы коксовых батарей выбрасываются в атмосферу. Дымовые трубы являются наиболее крупными источниками валовых выбросов в атмосферу на коксохимическом производстве. Основную часть этих выбросов представляет монооксид углерода, кроме того присутствуют оксиды азота, диоксид серы и другие вещества.

Горячий готовый кокс охлаждают либо водой на башнях тушения, либо инертным газом на установках сухого тушения кокса (УСТК).

При мокром тушении кокса из башен с парами воды в атмосферу выбрасываются фенол, аммиак, цианистые соединения, сероводород и коксовая пыль. Конструкции башен тушения приведены на рис. 3.6. Потушенный кокс выгружается на коксовую рампу, где из кокса выделяются пары оставшейся воды с содержанием тех же веществ. Обычно для тушения используется биохимически очищенная или техническая вода.

а - деревянная старого типа; б - цельнометаллическая; в - железобетонная; г - комбинированная

Рисунок 3.6 - Башни тушения

При тушении кокса водой применяется также комбинированный способ тушения с подачей воды в тушильный вагон сверху и снизу. Это позволяет применять тушильный вагон для приема кокса без перемещения, что упрощает перекрытие вагона зонтом УБВК [116].

На УСТК кокс охлаждают (тушат) в герметичных камерах, пропуская через слой кокса инертный газовый теплоноситель. Во время выгрузки кокса из камер имеют место выбросы коксовой пыли. В процессе тушения образуется избыток газового теплоносителя, который сбрасывается через специальную трубу (свечу). В этом выбросе содержится главным образом монооксид углерода и коксовая пыль.

При сортировке и транспортировке кокса мокрого тушения особых проблем с загрязнением атмосферного воздуха не возникает. Переработка кокса сухого тушения сопровождается интенсивным пылевыделением. Места рассева и перегрузок кокса оборудуются системами аспирации с очисткой запыленного воздуха.

Источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при охлаждении и очистке коксового газа являются градирни для охлаждения оборотной воды открытого цикла конечных газовых холодильников, воздушники емкостного оборудования, а также другие технологические объекты.

Многообразие типов источников выбросов обусловливает необходимость их классификации для разработки мероприятий по защите атмосферного воздуха от загрязнения. Основным критерием классификации источников производства кокса является характеристика выбросов. Классификация источников выбросов коксохимического предприятия по [117] приведена на рисунке 3.7.

В состав организованных источников выбросов входят несколько групп, отличающихся различным уровнем концентраций загрязняющих веществ и объемов газовоздушной смеси:

- источники вентиляционных выбросов, которые имеют малые концентрации загрязняющих веществ при больших объемах выбрасываемых газов;

- технологические выбросы с большим содержанием загрязняющих веществ и малыми объемами газовоздушной смеси (воздушники емкостного оборудования);

- высокие источники нагретых выбросов - дымовые трубы.

С учетом значительной разницы в объемах и концентрациях организованные вентиляционные выбросы дополнительно подразделяются на выбросы от устройств естественной вентиляции (фонари, дефлекторы, вытяжные шахты) и принудительной вентиляции помещений и аспирации оборудования (трубы).

По формальным признакам к организованным выбросам должны быть отнесены выбросы из башен мокрого тушения кокса и градирен воды оборотного цикла конечного охлаждения коксового газа. Однако, в связи с трудностями измерения расходов парогазовых потоков при больших размерах устьев (диаметр до 15 м) и малых скоростях газа, а также с затруднениями при отборе представительных проб для определения концентраций загрязняющих веществ в выбросах, эти источники классифицируются как неорганизованные, для которых определение выбросов связано со специальными методами на основе балансовых оценок.

Рисунок 3.7 - Классификация источников выбросов в атмосферу при производстве кокса

Перечень загрязняющих веществ от источников выделения и выбросов определяется на основе анализа технологических процессов и перерабатываемого сырья и материалов.

Для производства кокса характерными загрязняющими веществами являются угольная и коксовая пыли, составляющие дымовых газов (оксид углерода, оксиды азота, диоксид серы, сажа и др.), а также составляющие коксового газа, выделяющегося из неорганизованных источников, (аммиак, сероводород, бензольные углеводороды, фенол, цианистый водород, нафталин, пиридин, сероуглерод, бенз(а)пирен и др.).

В состав угольной пыли (угли Кузбасса), которая интерпретируется по коду 2909 [118] как пыль с содержанием SiO₂ менее 20 % входят, %: углерод - 75-93; сера - 0,25  1,0; влажность - 7  10; зола - 9,0; в золе: SiO₂ - 44  55 (на общую массу - 3,96  4,95); Al₂O₃ - 17  28 (1,53  2,52); CaO - 1,5  6,0 (0,135  0,54); MgO - 2,0  8,0 (0,18  0,72); Fe₂O₃ - 3,0  15,0 (0,27  1,35).

Коксовая пыль (интерпретируется по коду 2909 [118] как пыль с содержанием SiO₂ менее 20 %) образуется при пересыпках кокса и может иметь повышенную зольность (до 18 % - 20 %) за счет "угара". В состав коксовой пыли коксовой пыли по результатам анализа химического состава входят, %: углерод - 82,8; кремний - 2,28; алюминий - 1,48; кальций - 1,30; магний - 0,66; железо общее - 1,55; сера - 0,473.

Характеристики основных загрязняющих веществ, выбрасываемых источниками коксового производства, представлены в таблице 3.14.

Таблица 3.14 - Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу

N	Наименование вещества	Код*	Код для формы "2 тп-воздух"	Класс опасности
1	Диоксид азота	301	ГО	2
2	Аммиак	303	ГП	4
3	Оксид азота	304	ГО	3
4	Цианистый водород	317	ГП	2
5	Сажа	328	Т	3
6	Диоксид серы	330	ГО	3
7	Сероводород	333	ГП	2
8	Оксид углерода	337	ГО	4
9	Сероуглерод	334	ЛОС	2
10	Бензол	602	ЛОС	2
11	Ксилол	616	ЛОС	3
12	Толуол	621	ЛОС	3
13	Бенз(а)пирен	703	Т	1
14	Нафталин	708	ЛОС	4
15	Фенол	1071	ЛОС	2
16	Формальдегид	1325	ГО	2
17	Пиридин	2418	ЛОС	2
18	Пыль коксовая (пыль неорганическая: < 20 % SiO2)	2909	Т	3

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

219

Пыль угольная (пыль неорганическая: < 20 % SiO2)

2909

Т

3

Удельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на основе среднеотраслевых показателей приведены в таблице 3.15 [116, 117].

Величины удельных выбросов в атмосферу от источников коксохимических предприятий России корреспондируются со среднеотраслевыми удельными показателями выбросов стран Европейского союза, приведенными в [119] (см. таблицу 3.16).

Таблица 3.15 - Величины среднеотраслевых удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от источников производства кокса

Технология	Загрязняющее вещество	Удельные выбросы, г/т кокса	Концентрация ЗВ на выходе, мг/м3	Примечание
Подготовка шихты
Гаражи размораживания угля	оксид углерода	3-100	200-600	маркер
	диоксид азота	1-60
	оксид азота	0,1-5,2
	диоксид серы	15-150
Подготовка шихты	угольная пыль	200-700	20-50	маркер
Коксование
Дымовые трубы коксовых батарей4)	пыль (сажа)	100-350	80-200	маркер
	оксид углерода	900-5500	500-5000
	диоксид азота	260-800	200-700
	оксид азота	40-700
	диоксид серы	500-1500	120-1300	Зависит от содержания серы в шихте
Загрузка коксовых батарей с применением гидро- (паро-) инжекции5) (неорганизованный)	угольная пыль	15-40		маркер
	оксид углерода	4,6-30		маркер
	диоксид азота	4,6-30
	оксид азота	5-10
	диоксид серы	2,5-10
	сероводород	1,5-5,5
	аммиак	0,5-6,0
	цианистый водород	0,3-1,0
	бензол	1,5-8,5
	фенолы	0,1-0,4
	пиридин	0,01-0,3
	нафталин	2,5-5,0
	бенз/а/пирен	0,002-0,015
Двери, люки, стояки коксовых батарей (неорганизованный)	оксид углерода	5-100		маркер
	диоксид азота	0,1-1,0
	оксид азота	0,01-0,9
	диоксид серы	2-18
	сероводород	0,8-5
	аммиак	1,5-40
	цианистый водород	0,03-7
	бензол	0,2-35
	фенолы	0,02-2,7
	пиридин	0,01-3
	нафталин	1-25
	бенз/а/пирен	0,005-0,25
Выдача кокса6) (неорганизованный)	коксовая пыль	300-750		маркер
	оксид углерода	10-100		маркер
	диоксид азота	1-40,0
	оксид азота	0,1-3,5
	диоксид серы	10-50
	сероводород	2-10
	аммиак	1-30
	цианистый водород	1-8
	бензол	0,5-13
	фенолы	0,5-2,5
	пиридин	1-2,1
	бенз/а/пирен	0,003-0,05
	нафталин	2-25
Тушение кокса биохимически очищенной водой7) (башня тушения, неорганизованный)	коксовая пыль	50-350
	сероводород	5-40
	аммиак	10-50
	цианистый водород	0,6-2,0
	фенолы	1-5
	оксид углерода	38-1000
Сортировка кокса мокрого тушения	пыль (90 % очистки)	13,0	10-30	маркер
Сортировка кокса сухого тушения	пыль (90 % очистки)	780	20-150	маркер
Сухое тушение кокса (свечи УСТК)8)	диоксид серы	0,05
	оксид углерода	4600	100000-150000	маркер
	сероводород	0,9
	цианистый водород	0,1
	аммиак	1,4
	фенолы	0,2
	пыль	31
Разгрузка УСТК (вентсистемы)8)	пыль	730	50-120	маркер
	диоксид серы	2,5
	оксид углерода	1250	1000-4000	маркер
	сероводород	0,8
	цианистый водород	0,4
	аммиак	2,0
	фенолы	0,5
Охлаждение и очистка коксового газа
Конденсация паров из коксового газа. Технологическое оборудование (воздушники)8)	аммиак	80-150
	сероводород	10-15
	цианистый водород	20-35
	фенол	2,5-5,0
	бензол	120-150
	толуол	10-15
	ксилол	2-5
	нафталин	2-5
Перекачка коксового газа Машинный зал (вентсистемы, дефлекторы)8)	оксид углерода	1-6		маркер
	сероводород	5-12
	аммиак	3-6
	бензол	5-10
	нафталин	1,0-2,5
Перекачка жидкостей Вентсистемы помещений отделения конденсации (насосные)8)	аммиак	4-6
	бензол	0,1-0,5
	нафталин	0,5-1,0
Очистка коксового газа от аммиака с сушилкой сульфата аммония8)	азота диоксид	0,5-35,0
	азота оксид	0,1-5,5
	углерода оксид	0,2-2,0		маркер
	сероводород	0,5-1,2
	цианистый водород	10-20
	аммония сульфат	15-25	100-300
	серная кислота	0,01-0,03
Уничтожение аммиака круговым фосфатным способом (КФС) Дымовая труба реактора установки	азота диоксид	5-85	100-250
	азота оксид	1-55	20-80
	углерода оксид	4-100	150-280	маркер
	серы диоксид	3-25	80-160
	аммиак	0,3-1,0
	сероводород	0,05-0,10
	цианистый водород	0,01-0,05
Очистка коксового газа от бензола Технологическое оборудование бензольно-скрубберного отделения (воздушники)8)	сероводород	1,5-2,5
	фенол	0,01-0,05
	цианистый водород	1,0-2,5
	бензол	15-25
	толуол	2-5
	ксилол	0,5-1,0
	нафталин	0,1-0,3
	сероуглерод	0,5-1,0
Вентсистемы и дефлекторы помещений бензольно-скрубберного отделения8)	сероводород	0,1-0,5
	аммиак	10-15
	бензол	25-35
	толуол	2-5
	ксилол	0,5-1,0
	нафталин	0,5-1,0
	цианистый водород	0,15-0,30
	фенол	0,05-0,1
Конечное охлаждение коксового газа Градирня цикла КГХ	сероводород	30-50
	аммиак	20-35
	цианистый водород	150-250
	бензол	50-150
	фенол	5-10
	нафталин	10-70
Биохимическая очистка сточных вод (отстойники, флотаторы, усреднители, аэротенки)9)	аммиак	1,0-2,0
	фенолы	0,14-3,0
	цианистый водород	0,2-0,5
	роданиды		0-3	маркер
Примечания: 1 Величины удельных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по углекоксовому блоку, процессам очистки коксового газа и установке биохимической очистки сточных вод рассчитаны в граммах выброса на тонну валового кокса 6 % влажности. 2 Величины удельных выбросов относятся к источникам выбросов без учета атмосфероохранных мероприятий за исключением специально оговоренных случаев. В частности, выбросы из воздушников емкостного оборудования могут объединяться с помощью коллекторных систем, соединенных с газопроводом коксового газа, и утилизироваться путем сжигания совместно с коксовым газом. Величины удельных выбросов из этих источников имеют значительный интервал значений, большие из которых относятся к случаям отсутствия коллекторных систем. 3 Для источников, величины выбросов которых, сильно зависят от состава шихты, состояния источников эмиссии и уровня обслуживания, удельные выбросы даны в интервалах значений. 4 Содержание диоксида серы рассчитывается по известному содержанию сероводорода в сжигаемом газе, содержание оксида углерода, оксидов азота и сажи определяется по результатам прямых измерений. 5 Выбросы сероводорода, аммиака, цианистого водорода и фенола при тушении кокса определяются балансовым методом с использованием результатов анализа конденсата пара

Таблица 3.16 - Удельные величины загрязняющих веществ разных заводов в странах ЕС [119]

Процесс	Выброс загрязняющего вещества, г/т кокса
	Твердые	СО	SO2	H2S	NH3	NOx
Загрузка	0,3-0,45 0,03-1,05 0,09	2,1-3,9 0,006-7,2 0,09	0,0009-0,9	-	< 0,03	-
Двери Люки Стояки	1,2 0,03-0,6 0,09 0,0018-0,09 < 0,021	0,15-3,0 0,15-0,9 0,0003-0,6	0,015-0,15 0,015-0,09 0,0009-1,5	0,0018 0,0009 < 0,0009	0,009-0,15 0,009-0,03 < 0,0009	0,003-0,045 0,003-0,015
Выдача	40,5-60 < 0,6 > 21 0,09	0,6-3,6	0,6-2,4	-	-	-
Тушение	> 13,5 1,5	9-15 30-141	-	6,6 5,1-8,1	0,45 0,3-0,9	-
Рассев	0,6*	-	-	-	-	-
* - при мокром тушении

3.2.3 Сточные воды

В технологии КХП используется большое количество воды. Химзагрязненные сточные воды, образующиеся при производстве кокса, имеют свои источники:

- влага шихты, подаваемой на коксование (шихта 7-9 %-ной влажности);

- пирогенетическая влага шихты, подаваемой на коксование (2,5 % по массе шихты);

- свежая техническая вода, используемая в технологических процессах;

- конденсаты пара, применяемого в технологических процессах;

- влага атмосферных осадков с огражденных площадок расположения химоборудования.

Типы сточных вод, формирующихся при производстве кокса:

- фенольные - за счет влаги шихты, пирогенетической влаги и конденсата пара, выделяются в процессах коксования шихты и переработки продуктов коксования;

- шламовые - в процессах мокрой очистки газа и воздуха аспирационных и вентиляционных систем;

- производственные стоки, к которым относятся продувочные воды чистых и грязных оборотных циклов (при выведении из оборотных циклов части оборотной воды с целью уменьшения концентрации загрязнений в оборотной воде за счет подачи в цикл свежей воды (подпитки)), а также сточные воды химводоподготовки, продувочные воды котлов и др.;

- ливневые и поливомоечные воды - за счет сбора и отведения с территории ливневых, талых и поливомоечных вод.

Химзагрязненные (фенольные) сточным водам подаются на установку биохимической очистки сточных вод (БХУ) следующими потоками:

- избыточные надсмольные воды отделения конденсации;

- продувочные воды цикла конечного охлаждения коксового газа.

Объемы водоотведения для некоторых коксохимических предприятий России приведены в таблице 3.17, характеристика сточных вод представлена в таблице 3.18.

Таблица 3.17 - Удельные объемы водоотведения на БХУ для некоторых предприятий России по производству кокса, м³/т кокса

Предприятие	Водоотведение на БХУ
Алтай-кокс	0,52
ЗСМК	0,61
ОАО "Кокс", г. Кемерово	0,30
КХП ММК	0,44
МКГЗ, г. Видное	0,50
КХП Уральская Сталь	0,46
КХП Северсталь	0,62
КХП НЛМК	0,36
Мечел-кокс	0,36
КХП НТМК	0,97

Таблица 3.18 - Характеристика качественного и количественного состава сточных вод производства кокса РФ

Аспект/ингредиент	Единица измерения	Состав сточных вод
		на входе в БХУ	на выходе с БХУ
Общий сток КХП	м3/ч	65-300
рн	-	7-9,5	6,5-8,5
БПК5	мгO2/дм3	1000-2000	10-20
ХПК	мг/дм3	1500-4500	180-350
Взвешенные вещества	мг/дм3	30-100	100-200
ТОС		700-1100
Фенол		300-1000	0,02-0,1
Роданид (тиоцианат)		180-650	0-3
Азот (по Кьельдалю)		250-800	1-10
Аммонийный азот		180-800	1-30
Нитритный азот		Отс.	0,5-3
Нитратный азот		Отс.	5-35
Масла и смолы		50-150	2-6
Цианиды летучие		5-45	0,05-0,2
ПАУ *(6 Borneff)		1000-1800	0,1-45
* Полициклические ароматические углеводороды. 6 Borneff (ВаР, BbF, BkF, BghiP, FLA, andlcdP) - это сумма флуорантрена, бенз[b]флуорантрена, бенз[k]флуорантрена, бенз[а]пирена, индено[1,2,3-c,d]пирена и бенз[g,h,i]перилена.

Основная часть очищенной на БХУ воды направляется на мокрое тушение кокса, оставшаяся часть загрязненной биологическим осадком воды после БХУ передается на городские очистные сооружения (ГОС), объемом не более 3 % - 5 %.

При проведении комплекса мероприятий по использованию сточных вод в оборотных циклах и сокращению водопотребления на отдельных коксохимических предприятиях удается полностью ликвидировать передачу на городские очистные сооружения и обеспечить бессточность производства.

3.2.4 Отходы и побочные продукты

В процессе производства кокса на предприятии образуются отходы производства (фусы каменноугольные, кислая смолка, пыль коксовая и угольная, шламы, масла, и др.).

Источниками образования фусов являются механизированные осветлители, в которых происходит отстаивание надсмольной воды и смолы, а также сборники, отстойники и хранилища смолы. В емкостном оборудовании при хранении жидких коксохимических продуктов образуются шламы, которые представляют собой "жидкие фусы".

Источниками образования отходов в виде коксовой и угольной пыли являются установки пылеулавливания в системах аспирации углеподготовительного и коксового цехов.

Отходом производства является кислая смолка, которая образуется при контакте коксового газа с серной кислотой в процессе очистке коксового газа от аммиака.

На БХУ при флотации образуются отходы в виде смолы первичных и фенольных отстойников и масел. В таблице 3.19 приведены данные о количественных показателях отходов коксохимического производства.

Таблица 3.19 - Основные отходы коксохимического производства, т

Наименование отходов	Класс опасности	Масса образующихся отходов, кг/т продукции	Источники образования	Метод очистки и повторного использования
Фусы каменноугольные	2	0,002-0,003	Присадка к шихте
Кислая смолка	2	0,0006-0,0009	Присадка к шихте	Механизированные осветлители, сборники, отстойники и хранилища смолы
Кислая смолка высокоопасная	3	0,00024-0,00028	Присадка к шихте	Сернокислотная очистка коксового газа от аммиака
Коксовая пыль	4	0,00048-0,00216*	Передача на аглофабрику, присадка к шихте	Сернокислотная очистка сырого бензола
Угольная пыль	4	0,000215-0,000240	Присадка к шихте	Выдача, транспортирование и рассев кокса
Полимеры бензольного отделения	3	0,00025-0,00032	Присадка к шихте	Прием, транспортирование и измельчение угля
Масла первичных отстойников биохимустановки	2	0,00019-0,00025	Присадка к шихте	При регенерации поглотительного масла и хранении смолы
* При сухом тушении кокса.

Загрязнение почвы

Пролив или утечка органических соединений, выделяемых из коксового газа, а также неорганизованные выбросы пыли, могут вызывать опасность загрязнения почвы в зависимости от местных почвенных условий. Для предотвращения загрязнения почвы имеются возможные меры, которые включают:

- минимизацию количества фланцев и мест возможных утечек из трубопроводов;

- поддержание трубопроводов и фланцев в состоянии, видимом для инспекции (например, размещение их выше земли или в трубах-оболочках);

- эффективную локализацию и очистку пылевых выбросов;

- хранение и транспортирование веществ, которые являются потенциально опасными для почвы надлежащим образом, предотвращающим возможные проливы на почву.

3.2.5. Вторичные энергетические ресурсы

Ориентировочный энергетический баланс коксохимического производства приведен в таблице 3.20.

Таблица 3.20 - Энергетический баланс коксохимического производства (без учета очистки коксового газа) на основе данных [120]*

На входе		На выходе
Энергоноситель	ГДж/т кокса	Энергоноситель	ГДж/т кокса
Уголь	40,19	Кокс	27,05
Обогрев коксовых печей	3,01	Коксовый газ	8,08
Химические реакции	0,32	Энергетические потери	3,33
		Дополнительные продукты	2,56
		Отходы кокса после его рассева	1,92
		Коксовая пыль	0,26
Всего	43,52	Всего	43,20
* Выход кокса составляет 780 кг/т угля

Основным энергетическим ресурсом в коксохимическом производстве является коксовый газ, являющийся высококалорийным топливом, которое может использоваться для различных теплопотребностей [120] металлургического предприятия см. (рисунок 3.8).

Выход коксового газа составляет 400-450 м³/т кокса.

Коксовый газ может применяться на металлургическом комбинате в нескольких целях:

- для повышения теплотворной способности других технологических газов, предназначенных для применения в подогревателях дутья и нагревательных печах станов горячей прокатки, а также в других процессах, где требуется высокая температура;

- для отопления коксовых печей;

- в доменной печи в качестве альтернативного восстанавливающего вещества (при наличии подобной технологии);

- в качестве основного топлива на электростанциях;

- в других отопительных системах отдельно или в смеси с низкокалорийными газами.

Источником энергии на коксохимическом предприятии с сухим тушением кокса является водяной пар, получаемый при тушении кокса на УСТК (паропроизводительность 0,4-0,5 т пара/т кокса). Параметры пара не позволяют использовать его в целях производства электроэнергии, поэтому он используется на технологические нужды предприятия.

Рисунок 3.8 - Пример использования коксового газа на металлургическом комбинате [119]

3.3 Производство чугуна

Доменное производство является источником антропогенного воздействия на окружающую среду, основные аспекты которого приведены на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Экологические аспекты доменного производства

3.3.1 Потребление ресурсов

Информация о потреблении ресурсов при производстве чугуна дана в таблицах 3.21 и 3.22.

Таблица 3.21 - Удельное потребление ресурсов при производстве чугуна в отрасли (по данным анкетирования)

Потребление электроэнергии,	Топливо - природный газ, м3/т	Технологические газы (кислород), м3/т	Потребление воды, м3/т
			техническая вода на технологические нужды (в т.ч. оборотных циклов)
4,9-27,4	64-116	77-138	18-40

Удельное потребление технической воды на процесс (в т.ч. оборотных циклов) находится на высоком уровне, однако большая часть ее находится в водооборотном цикле, объем которого на предприятиях может достигать 100 %.

Таблица 3.22 - Удельный расход сырья (кг/т) при производстве чугуна в отрасли (по данным анкетирования)

Сырьевые материалы	Расход
Агломерат	620-1692
Окатыши	326-869
Кокс	358-487
Коксовая мелочь	1,2-26,6
Добавки	77-208
Угли	32-48
Руда	4,9-18,4
Металлодобавки	5,3-21,5
Флюсы	2,6
ВСЕГО	1043-2423

3.3.2 Выбросы в атмосферный воздух

Доменное производство характеризуется наличием организованных и неорганизованных выбросов пыли и газов в атмосферу, в т.ч. выбросов от переработки шлака (см. таблица 3.23).

Организованными источниками эмиссий в окружающую среду служат: дымовые газы воздухонагревателей, имеющие характерный для процессов сжигания газообразного топлива состав; аспирационные системы литейных дворов доменных печей и бункерной эстакады; выбросы от переработки шлаков для процессов придоменной грануляции.

Таблица 3.23 - Данные по материальным потокам для доменных печей в странах ЕС [113]

Вход (производство 73,4 млн т чугуна/год)			Выход
Сырьевые материалы			Эмиссии и отходы
Агломерат	кг/т чугуна	116-1621	Энергия
Железная руда		0-684	Доменный газ	МДж/т чугуна	3377-6061
Окатыши		0-972	Электроэнергия		40-91
Кокс		282-515	Отходы и побочная продукция
Возврат		0-106	Шлак	кг/т чугуна	150-346,6
Известняк/ известь		0-80	Пыль колошникового газа		3,4-18
Вдувание в фурмы			Шлам колошникового газа		2-22,3
Жидкое топливо	кг/т чугуна	0-116	Пыль от обеспыливания литейного двора		0,6-5,1
Уголь		0-232	Использованные огнеупоры		0,3-5,9
Коксовый газ		0-46,9	Сточные воды	м3/т чугуна	0,0096-13,736
Природный газ		0-5,6
Кислород		0-85,1
Прочее*		0-73,5
К воздухонагревателям
Доменный газ	МДж/т чугуна	1,2-2287
Коксовый газ		0,024-817
Природный газ		0-819
Конвертерный газ		0,124-259
Энергия
Электроэнергия	МДж/т чугуна	107-850
Прочее
Кислород	м3/т чугуна	4,6-67
Азот		33-59
Пар		14,8-435
Сжатый воздух		0,008-35
Охлаждающая вода**		0,37-22,9
Техническая вода***		0,28-13
* Прочее включает пластмассы, масла, жиры, эмульсии и т.д. ** Вода, которая не имеет непосредственного контакта в процессе. *** Вода как часть процесса. Различия в уровнях охлаждающей воды и сточных вод отражают прямоточные и оборотные системы.

Выход дымовых газов из воздухонагревателей составляет приблизительно от 100 тыс. до 500 тыс. нм³/ч или в удельных единицах - 400-1500 нм³/ч чугуна.

Концентрации выбросов SO₂ находятся в диапазоне от 4 до 154 мг/нм³ в зависимости от применяемого газа, что соответствует 1,6-154 г/т чугуна.

Содержание оксидов азота составляет (1,7  6,6) 10^-4 % [121]. Содержание пыли в выбросах от воздухонагревателей составляет 1-12 мг/нм³, что соответствует 0,4-18 г/т выплавленного чугуна [113].

Таблица 3.24 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в доменном производстве отрасли (по данным анкетирования), г/т продукции

Наименование ЗВ	Технологический этап/ Источник выброса	Масса ЗВ в отходящих газах после очистки
		Диапазон	Среднее
Пыль неорганич. суммарно	Бункерная эстакада - сухая очистка - циклон, фильтр рукавный	0,172-36,6	4,4
MgO		0,096-15	1,66
Mn и его соединения		0,0092-2	0,022
NO2	Подготовка дутья	34-600	55
NO		8,1-78	35
СО		2238-6000	4900
SO2		50-254	200
	Литейный двор - сухая очистка - циклон, электрофильтр или рукавный фильтр
СО			242
SO2			33,6
Пыль неорганическая суммарно		137,9-490,0
MgO		0,129-0,271
Mn и его соединения		0,0061-0,0219

Основные выбросы при производстве чугуна связаны с работой воздухонагревателей. Приоритетными веществами в выбросах доменного производства являются оксиды азота и оксид углерода, а также дисперсная пыль, образующаяся при выпуске чугуна на литейном дворе, и при дозировании и загрузке шихты в доменную печь. Меры по снижению выбросов в первую очередь направлены на выбросы пыли.

Аспирационные газы, отбираемые из подбункерных помещений доменных цехов, содержат пыль в количестве 2-5 г/м, для очистки от которой в основном используются электрофильтры, что позволяет снизить содержание пыли до 60-80 мг/м³. Выбросы литейного двора, содержащие пыль и газы, также очищаются в электрофильтрах с эффективностью пылеулавливания 93 % - 96 % (возможно применение рукавных фильтров).

При работе доменной печи в результате горения кокса и восстановительных процессов образуется доменный газ в количестве от 1600 до 2500 м³/т; его состав зависит от вида выплавляемого чугуна или ферросплава, технологии доменной плавки, поэтому характеризуется диапазоном значений параметров (таблица 3.25).

Таблица 3.25 - Примерный состав доменного газа после двухстадийной очистки [113]

Компонент	Ед. измерения	Значение	Удельные выбросы	Ед. измерения
Пыль	мг/нм3	1-10	1-20	г/т чугуна
H2S	мг/нм	14	17-26
Металлы:
Mn		0,10-0,29	0,2-0,37
Pb		0,01-0,05	0,02-0,07
Zn		0,03-0,17	0,07-0,22
СО	об. %	20-28	300-700	кг/т чугуна
СO2		17-25	400-900
Н2		1-5	1-7,5

Доменный газ является вторичным энергетическим ресурсом и после многоступенчатой очистки поступает в газовую сеть предприятия.

Пыль и шлам от очистки доменного газа

Доменный газ подвергается многоступенчатой очистке от пыли (рисунок 3.10).

Сначала в сухом пылеуловителе отделяется крупная часть колошниковой пыли размером более 50 мкм (грубая очистка). После мокрой газоочистки (скрубберы или скрубберы Вентури) от доменного газа отделяют более тонкую пыль (полутонкая очистка), на третьей ступени (в дроссельной группе) отделяются очень дисперсные фракции (тонкая очистка), которые в виде шлама поступают в радиальные отстойники.

Рисунок 3.10 - Многоступенчатая система очистки доменного газа

Очистка аспирационных газов осуществляется, как правило в электрофильтрах, реже в рукавных фильтрах. На ПАО "НЛМК", например, реализована модульная аспирационная установка с использованием рукавных фильтров для литейного двора доменной печи N 4 (2,1 млн. тонн чугуна/год), что позволит снизить валовые выбросы пыли доменной печи в атмосферу почти на 500 т/год при эффективности газоочистки 99,7 %.

Согласно европейским требованиям уровень эмиссии, соответствующий требованиям НДТ, составляет:

- для пыли - < 10 мг/нм³;

- для диоксида серы SO₂ - < 200 мг/нм³;

- для оксидов азота NO_x (в пересчете на NO₂) < 100 мг/нм³.

3.3.3 Сточные воды

На охлаждение доменной печи расходуется значительное количество пресной воды - до 30 м³ при выплавке 1 т чугуна [121]. В доменных цехах загрязненные сточные воды образуются при очистке доменного газа, на разливочных машинах чугуна, в газопроводах коксового и смешанного газа, при грануляции доменного шлака, гидроуборке пыли в подбункерных помещениях.

При очистке 1000 м³ газа образуется 4-6 м³ сточных вод, содержащих пыль (частицы руды, кокса, известняка, агломерата), химические соединения (сульфаты, хлориды), а также растворенные газы.

Расход воды на одну разливочную машину чугуна составляет около 350 м³/ч. В сточных водах разливочных машин содержатся осколки застывшего чугуна, окалина, коксовая мелочь, графит, негашеная известь и известняковый шлам, что приводит к высокой степени щелочности стоков. Количество сточных вод при этом составляет 70 % - 80 % потребляемой воды.

В результате охлаждения газа в трубопроводах образуется конденсат в количестве 20-40 л на 1000 м³ газа. Конденсат из газопроводов коксового и смешанного газа содержит аммиак, фенолы, цианиды, нафталин, масла, смолы, серу.

При грануляции доменного шлака расходуется до 3 м³ воды на 1 т жидкого чугуна. В сточных водах содержатся сульфаты, сероводород, хлориды.

Загрязненные сточные воды доменного производства, как правило, не сбрасываются в естественные водоемы, а используются в оборотном водоснабжении.

Организация оборотной системы водоснабжения доменного производства

Вода после мокрой очистки доменного газа обычно очищается в радиальных отстойниках (обычно блок из двух или четырех отстойников с одним распределительным колодцем), охлаждается на градирнях и вновь включается в технологический цикл. Удельная нагрузка на отстойники при осветлении сточных вод достигает 2,5 . Для улучшения осветления воды применяют реагентные методы коагуляции, что позволяет довести нагрузку до 4 поверхности отстойника.

Рисунок 3.11 - Оборотная схема водоснабжения доменного цеха [113]

При грануляции расплавленного шлака происходят выбросы H₂S и SO₂, которые являются потенциальными источниками запаха и вызывают коррозию оборудования. Диапазон удельных выбросов составляет 1-320 г. H₂S/т жидкого чугуна и 1-150 г SO₂/т жидкого чугуна. Вода, используемая в процессе грануляции, собирается и повторно возвращается в цикл.

Широкое распространение получили объединенные оборотные циклы водоснабжения газоочисток доменного и сталеплавильного цехов [121].

3.3.4 Отходы и побочные продукты

Перечень отходов, образующихся в процессе выплавки чугуна представлен в таблице 3.26.

Таблица 3.26 - Примерный состав доменного газа после двухстадийной очистки

Наименование отхода	Объем образования, кг/т продукции	Обращение с отходами
Шлак доменный основной не гранулированный	204-830	Утилизация с получением побочной продукции "Щебень доменный фракционированный для дорожного строительства"; утилизация потребителю в качестве шлакового щебня; использование при ликвидации горных выработок;
Шлак доменный гранулированный	140	Реализация как побочной продукции; Использование при ликвидации горных выработок;
Пыль колошниковая при сухой очистке доменного газа	5,5-33	Утилизация в процессе агломерации в качестве добавки в шихту;
Пыль газоочистки черных металлов незагрязненная	1,6-8	Утилизация в процессе агломерации;
Лом футеровок печей и печного оборудования производства чёрных металлов	1,1-3,5	Переработка для собственных нужд или реализации; Утилизация в огнеупорном производстве; Использование при ликвидации горных выработок;
Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные	1,4-24	Рециклинг - в конвертерной плавке либо в электропечах;
Отходы (осадки) механической очистки (осветления) воды систем мокрой газоочистки производств чугуна и стали с преимущественным содержанием оксидов железа	0,8-19	Утилизация в процессе агломерации в качестве добавки в шихту;
Скрап чугунный незагрязненный	0,7-22,5	Утилизация в сталеплавильном производстве;
Пыль коксовая газоочистки при сортировке кокса	0,032-0,1	Утилизация в производстве агломерата в качестве углеродосодержащей добавки

Пыль при разливке

На литейном дворе может выделяться 0,6-5,1 кг пыли/т жидкого чугуна, которую собирают при очистке газов в рукавном или электрофильтрах для повторного использования в агломерационной шихте.

Пыль и шлам от очистки доменного газа

Для очистки доменного газа применяется многоступенчатая схема, с сухим пылеуловителем на первой стадии, при этом образуется 5-30 кг сухой пыли/т жидкого чугуна, которая поступает в агломерационную шихту. На второй и третьей стадии при мокром способе очистки доменного газа формируется 2-25 кг шламов/т жидкого чугуна.

Сгущенный шлам направляют в пруды-отстойники или шламохранилища для предварительного отстаивания, а далее в шламовые карты для естественного обезвоживания (с полным или частичным применением в аглошихте, если содержание оксида цинка не превышает допустимых пределов).

3.3.5 Вторичные энергетические ресурсы

На рисунке 3.12 представлены потенциальные источники вторичных энергетических ресурсов доменного процесса.

Рисунок 3.12 - Источники ВЭР доменного производства

Наиболее мощным вторичным энергетическим ресурсом является доменный (колошниковый) газ - за счет его сжигания в энергетическом балансе металлургических предприятий покрывается 35 % - 45 % теплопотребностей, характеристика которого дана в таблице 3.27.

Таблица 3.27 - Характеристики колошникового газа

Наименование параметра	Значение
Температура, °С	120-350
Выход, м3/т чугуна	1600-2500
Теплота сгорания, МДж/м3	~ 4
Давление на колошнике, МПа	До 4

Температура доменного газа в зависимости от условий ведения плавки (вида комбинированного дутья) и виды выплавляемого чугуна на выходе из печи составляет 120 °C - 350 °C. Очищенный от пыли колошниковый газ применяется в доменных воздухонагревателях, энергетических котлах, для отопления зажигательных горнов агломерационных машин, нагревательных колодцев и печей прокатного производства.

Доменный газ, обладая избыточным давлением, используется в газовых бескомпрессорных турбинах (ГУБТ). ГУБТ и технология ее применения впервые разработана в СССР в 1951 г., изготовлена на Невском машиностроительном заводе и установлена на доменной печи ММК в 1956-1962 гг. На Уральском турбинном заводе с 1970 по 1990 гг. было произведено 20 ГУБТ, из которых 5 поставили в Японию, 2 - в Индию и 1 - в Италию. В настоящее время в США, Японии, Великобритании, Франции, Германии имеются десятки газотурбинных установок, работающих на колошниковом газе. Германия, установив газовые турбины на всех крупных доменных печах, ежегодно вырабатывает на них до 360 млн электроэнергии.

К ВЭР доменного производства относится также теплота отходящих газов воздухонагревателей (температурой 300 °С - 500 °C), составляющая 15 % - 20 % от ее расхода на подогрев доменного дутья. Этот ресурс может быть использован для выработки пара, горячей воды или для подогрева доменного газа перед входом в газовую турбину.

Наибольший коэффициент использования характеризует химическую энергию доменного газа - 95 %. На российских металлургических комбинатах реализован рециклинг вторичных технологических газов - доменного газа (89,7 % - 99,1 %) и коксового газа (99,5 % - 99,9 %).

3.4 Производство стали в кислородных конвертерах

Процесс производства стали в кислородном конвертере является источником выбросов пыли при первичном и вторичном обеспыливании, предварительной обработке жидкого металла и внепечной обработке стали, а также образования твердых отходов (побочных продуктов) и сточных вод от мокрого обеспыливания и от непрерывной разливки. Схема материальных потоков при кислородно-конвертерном производстве стали приведена на рисунке 3.13.

Рисунок 3.13 - Схема материальных потоков при кислородно-конвертерном производстве стали [113]

3.4.1 Потребление ресурсов

Таблица 3.28 - Удельное потребление ресурсов в конвертерном производстве отрасли (по данным анкетирования)

Потребление электроэнергии,	Топливо - природный газ, м3/т	Технологические газы (кислород), м3/т	Потребление воды, м3/т
			техническая вода на технологические нужды (в т.ч. оборотных циклов)
19,04-2,4	1,09-11	60-132	0,94-24

Удельное потребление технической воды на процесс (в т.ч. оборотных циклов) определяется потребностями процесса, при этом водооборот организован либо на основе локальных оборотных циклов, либо в замкнутой системе водооборота предприятия.

Таблица 3.29 - Удельный расход сырья (кг/т) в конвертерном производстве отрасли (по данным анкетирования)

Сырьевые материалы	Расход
Чугун	472-1082
Лом	20-585
Известь	31-72,3
Известняк	0,04-8,174
Доломит	5,2-50,4
Окатыши	1,9
Ферросплавы	5,6-19
Скрапы	59,5
Стружка	17,0
Окалина	76
Кокс	0,04-0,4
Коксовая мелочь	0,161-2,83
Угли	5,24-16,84
Агломерат	0,01-1,25
ВСЕГО	1153-1237

3.4.2 Выбросы в атмосферу

Конвертерное производство стали является источником выбросов пыли, газовых компонентов, образования твердых отходов/побочных продуктов и сточных вод (см. таблицы 3.30, 3.31).

Выбросы при работе кислородных конвертеров образуются в ходе:

- загрузки конвертеров шихтовыми материалами;

- продувки шихты кислородом;

- выпуска жидкой стали и шлака из конвертера.

Неорганизованные (рассеянные) выбросы происходят в течение всех перечисленных процессов, когда отходящие газы не полностью улавливаются.

Таблица 3.30 - Данные по материальным потокам для кислородных конвертеров в странах ЕС [113]

Вход			Выход
Сырьевые материалы			Продукты*
Жидкий чугун	кг/т жидкой стали	800-950	Непрерывнолитые заготовки Слитки	кг/т жидкой стали	1000,0
Лом		150-300
Кокс		0-0,4
Известь		30-67	Энергия
Доломит		0-28,4	Конвертерный газ	МДж/т жидкой стали	350-700
Легирующие		1,3-33	Пар		24-335
Газы			Выбросы
Кислород	м3/т жидкой стали	49,5-70	Пыль	г/т жидкой стали	14-143
Аргон		0,55-1,2	Cr		0,01-0,075
Азот		2,3-18,2	Fe		15,15
			Cu		0,01-2,72
Энергия			Pb		0,17-0,98
Электроэнергия	МДж/т жидкой стали	35-216	Mn		0,3-1,56
Природный газ		49,5-730	NOx		8,2-55
Коксовый газ		0-800	СО		393-7200
			ПАУ	мг/т жидкой стали	10
Общий пар	МДж/т жидкой стали	13-150	ПХДД/Ф	мкг I-TEQ/ т жидкой стали	0,043-0,094
Сжатый воздух	Нм3/т жидкой стали	8-26	Остатки производства (отходы/побочная продукция)
Вода	м3/т жидкой стали	0,8-41,7	Шлак: от десульфурации конвертерный от внепечной обработки стали от непрерывной разливки	кг/т жидкой стали	3-40 85-165 9-15 4-5,7
			Выплески		2,8-15
			Пыль		0,75-24
			Окалина		2,3-7,7
			Сточные воды	м3/т жидкой стали	0,3-6
* Сумма продуктов (слябы, блюмсы, заготовки или слитки). ** Данные приводятся, но регулирование выбросов парниковых газов осуществляется иными, не регламентируемыми Директивой о промышленных эмиссиях (2010/63/EU) нормативными документами.

Таблица 3.31 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в конвертерном производстве отрасли, г/т продукции

Наименование ЗВ	Масса ЗВ в отходящих газах после очистки
СО	1979-5651
NO2	28-320
NO	6-70
SO2	15-290
Пыль неорганическая суммарно	113-350

Основным отходящим газом является конвертерный газ, последующее его удаление и обеспыливание рассматриваются как приоритетные мероприятия.

Концентрации загрязняющих веществ в выбросах после мокрой очистки составляют [мг/м³]: NO₂ - 94...100; NO - 44...47; CO - 5700...6090; SO₂ - 8,3...8,8.

Выбросы от всех других источников, связанные с процессами выплавки стали в кислородном конвертере, рассматриваются как вторичные отходящие газы и выбросы системы вторичного обеспыливания. Выбросы от предварительной обработки расплава металла удаляются и очищаются отдельно.

Блок-схема процесса кислородно-конвертерного производства стали с указанием источников выбросов приведена на рисунке 3.8.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо слов "рисунке 3.8" следует читать "рисунке 3.14"

Рисунок 3.14 - Блок-схема процесса кислородно-конвертерного производства стали с указанием источников выбросов [113]

Приоритетными веществами в выбросах конвертерного производства являются оксид углерода и пыль неорганическая (взвешенные вещества), меры по снижению выбросов в первую очередь направлены на выбросы пыли.

В выбросах в воздух при переливании металла из ковша в заливочный ковш, в процессах десульфурации, последующего отделения шлака и взвешивания образуется до 10 г/нм³ (или 1000 г/т стали) пыли. Эффективный сбор выбросов от предварительной обработки расплава металла достигается с помощью применения пылезащитных кожухов. Собранные с их помощью газы очищаются в скрубберах, трубах Вентури, циклонах, рукавных фильтрах, электрофильтрах.

По данным предприятий отрасли после очистки в рукавных фильтрах (или иных аппаратах) содержание пыли в отходящих газах составляет от 20,9 до 91,6 мг/м³, содержание оксидов серы находится в пределах от 12 до 53 мг/м³, содержание оксида углерода от 52 до 180 мг/м³.

При работе в режиме полного дожигания выбросы пыли в атмосферу находятся в диапазоне 25-100 мг/нм³ после очистки, выход продуктов сгорания достигает 2000-3000 нм³/т (что дает величину выбросов пыли порядка 180 г/т жидкой стали).

Другие источники выбросов в процессе производства стали в кислородных конвертерах, включая внепечную обработку стали и непрерывную разливку, дают удельные показатели выбросов в диапазоне 1-275 г/т стали, после очистки 0,1-50 г/т стали.

Неорганизованные (рассеянные) выбросы конвертерного производства стали эвакуируются системой вторичного обеспыливания.

Система вторичного обеспыливания состоит из вытяжного зонта, расположенного непосредственно над горловиной конвертера в наклонном положении, и кожуха вокруг 3/4 конвертера. Расход отходящих газов вторичного обеспыливания составляет 300 000-3 500 000 нм³/ч, а очистка выполняется в большинстве случаев с помощью рукавных фильтров, реже - электрофильтров. Удельный расход электроэнергии на транспорт такого количества газа составляет 0,72-13 МДж/т стали.

Эффективность вторичного обеспыливания (с учетом процессов улавливания и эвакуации) конвертерной плавки составляет: при заливке жидкого чугуна - 89 % - 99 %, при загрузке лома - 24 % - 64 %, при продувке 89 % - 99 %; при выпуске стали - 49 % - 55 %. Достигаемые уровни пыли при вторичном обеспыливании при использовании электрофильтра около 30 мг/нм³, рукавного фильтра - менее 2-13 мг/нм³.

В процессе десульфурации, скачивания шлака, транспортирования жидкой стали удельные выбросы пыли (перед очисткой) изменяются от 110 до 830 г/т жидкой стали и более. Для обеспыливания этих выбросов применяют преимущественно рукавные фильтры. Ключевые меры по эвакуации такой пыли - использование крышек для ковшей, контролируемое введение реагентов для десульфурации, комплексные операции скачивания шпака, использование систем удаления газов закрытого типа и установка подвижных шторок. В результате работы систем вторичного пылеулавливания образуется 0,5-1,2 кг/т стали уловленных твердых отходов [113].

На ПАО "ММК" реализована автоматизированная централизованная система аспирации и обеспыливания 1400 тыс. м³/ч неорганизованных выбросов конвертерного цеха, включающая 2-е ступени очистки (24 циклона и напорный рукавный фильтр), что обеспечивает очистку выбросов до остаточной запыленности 20-30 мг/м³. Уловленная пыль в количестве 10 тыс. т/год возвращается в агломерационный цех для использования в шихте [122].

3.4.3 Сточные воды

В конвертерном производстве вода используется:

- для очистки конвертерного газа (скрубберная вода), после очистки воду возвращают в цикл;

- для вакуумной обработки (5-8 м³/т жидкой стали), эти сточные воды очищают вместе с другими потоками от прокатных станов и возвращают в цикл;

- для прямого охлаждения при разливке стали на МНЛЗ или в изложницы (535 м³/т жидкой стали), эти сточные воды очищают вместе с другими потоками от прокатных станов и возвращают в цикл.

Для оптимизации использования сточных вод на металлургическом заводе предпочтительным подходом является локальная очистка и организация оборотных циклов. К примеру, водоснабжение кислородно-конвертерного цеха ПАО "ММК" осуществляется по оборотной схеме, в которую входят 4 цикла (см. рисунок 3.15).

Рисунок 3.15 - Оборотная схема водоснабжения кислородно-конвертерного цеха ПАО "ММК" [122]

На ПАО "НЛМК" с 2009 г. действует полностью закрытый оборотный цикл водоснабжения.

3.4.4 Отходы и побочные продукты

Основной перечень отходов производства, образующихся при выплавке, обработке и разливке стали представлен ниже (а также в таблице 3.32), кг/т жидкой стали:

- конвертерный шлак - 85...165;

- шлак от десульфурации - 3...21 (данный шлак частично используется при строительстве полигонов или просто размещается на полигонах промышленных отходов);

- мелкая и грубая пыль - 0,75...24;

- шлак от внепечной обработки - 9...15 (возможно применение в производственном рециклинге);

- брызги металла - 2,8...15;

- шлак при непрерывной разливке - 4...5;

- окалина при непрерывной разливке на МНЛЗ или в изложницы - 2,3...6,4.

Таблица 3.32 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в конвертерном производстве отрасли, г/т продукции

Наименование отхода	Объем образования, кг/т продукции	Обращение с отходами
Шлак конвертерного производства	114,6-191,8	Рециклинг в сталеплавильном производстве; использование при ликвидации горных выработок; использование для дорожного строительства
Окалина при непрерывном литье заготовок	Нет данных	Рециклинг - вторичное использование в качестве металлошихты
Скрап чугунный незагрязненный	Нет данных
Скрап стальной незагрязненный	11-34
Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные	9,58-24,1
Отходы (осадки) механической очистки (осветления) воды систем мокрой газоочистки производств стали с преимущественным содержанием оксидов железа	11,72-22,29	Реализация в качестве побочной продукции
Отходы (осадки) механической очистки (осветления) воды систем мокрой газоочистки производств стали с преимущественным содержанием оксидов кальция и алюминия	0,56-17,82	Рециклинг - утилизация в процессе агломерации; переработка для собственных нужд; реализация сторонним организациям
Лом футеровок печей и печного оборудования производства чёрных металлов	2,95-17,06	Рециклинг - утилизация в огнеупорном производстве; использование при ликвидации горных выработок
Пыль газоочистки неорганизованных выбросов конвертерного производства	0,27-5,65	Рециклинг - утилизация в процессе агломерации; переработка для собственных нужд; реализация сторонним организациям
Пыль газоочисток при десульфурации чугуна	0,2	Переработка для собственных нужд или реализация
Пыль миксерного отделения (пыль чугунная)	0,002-0,13	Переработка для собственных нужд или реализация
Отходы известняка, доломита и мела в кусковой форме практически неопасные	1,9-311	Утилизация в процессе агломерации;

Переработка конвертерных шлаков является обязательным элементом безотходной технологии, так как позволяет исключить образование и отвалов и связанное с этим отчуждение сельскохозяйственных угодий, устранить неизбежное в условиях шлаковых отвалов образование пыли, загрязнение водного и воздушного бассейнов.

Основными путями утилизации конвертерных шлаков является извлечение из них металла, фракционирование, использование в производственном рециклинге (для интегрированных предприятий - в агломерационном и доменном производствах), в глобальном рециклинге (для дорожного строительства, промышленного и гражданского строительства, для производства цемента), в качестве материалов для рекультивации [123].

Ввиду востребованности шлаковой продукции конвертерные шлаки имеют статус побочной продукции, а не отхода.

На ПАО "Северсталь", ПАО "НЛМК" конвертерный шлак после дробления и сортировки используют непосредственно в доменной печи (фракция крупнее 10 мм) и аглошихте (фракция 0-10 мм) [124]. Кроме того, смесь сталеплавильных шлаков после дробления и магнитной сепарации применяют в виде сталеплавильного скрапа с повышенным содержанием железа, в том числе металлического, также в доменной и агломерационной шихте.

Конвертерные шлаки перерабатываются на многих металлургических предприятиях, в том числе на ПАО "НЛМК", ПАО "Северсталь", в ПАО "Евраз НТМК", в ПАО "ММК", ТагМет с получением строительных материалов (щебня, шлаковой муки, фосфат-шлака) и извлечением значительного количества металла [123].

Комплекс переработки отвальных шлаков на ПАО "НЛМК" позволяет ежегодно перерабатывать до 3 млн т шлака с получением до 300 тыс. т металлопродукта, используемого в агломерационном, доменном и сталеплавильном производствах.

Пыль и шламы, собранные после систем первичного и вторичного обеспыливания в конвертерном производстве, могут содержать примеси тяжелых металлов, в особенности цинка, источником которого является главным образом лом, загружаемый в кислородный конвертер.

Для выполнения требований по производственному рециклингу пыли следует использовать лом с низким содержанием цинка, например исключить лом, в котором содержатся продукты гальванической обработки. Для вовлечения в хозяйственный оборот необходима разработка технологий переработки таких отходов с извлечением прежде всего цинка.

3.4.5 Вторичные энергетические ресурсы

Конвертерный газ сталеплавильного производства является вторичным энергетическим ресурсом. Его усредненный состав при плавке с верхней и нижней продувкой может быть охарактеризован следующим образом, %: 67-79 СО, 13-16 СО₂, 5-14 N₂, 0-3 Н₂, 0-3 Н₂О. Теплота сгорания газа составляет 8,4-9,2 МДж/м³ при температуре на выходе из конвертера 1400 °С - 1600 °C. Выход конвертерного газа оценивается в 60-80 м³/т стали.

Для утилизации энергии конвертерных газов возможно применение трех систем:

- с полным дожиганием и утилизацией тепловой энергии;

- частичным дожиганием и утилизацией тепловой энергии;

- без дожигания газа и использованием его как топлива в энергетическом балансе предприятия.

В системе полного дожигания технологический газ после выхода из конвертера сжигается в газоотводящем тракте. Энергия утилизируется путем использования физического тепла этого газа в котле-утилизаторе. Серийные котлы-утилизаторы (охладители конвертерных газов) имеют производительность по пару 160-210 т/ч при его пиковом давлении до 5 Мпа. Системы полного дожигания характеризуются большим удельным выходом газов (500-1000 нм³/т жидкой стали и более) по сравнению с системами без дожигания (50-100 нм³/т жидкой стали).

В системе с частичным дожиганием часть отходящего конвертерного газа дожигается в газоотводящем тракте перед котлом-утилизатором (при коэффициенте расхода воздуха  = 0,3-0,6), далее газ выводится на "свечу", где осуществляется его полное дожигание и отведение в атмосферу.

В системе без дожигания СО перед котлом-утилизатором утилизируется физическое тепло отходящих газов с последующим полным сжиганием на "свече" (отраслевая практика) или отведением в газгольдер и применением в качестве топлива (европейский опыт).

В любом из рассмотренных вариантов очистка газов производится после их использования в котле-утилизаторе.

Охлажденный в охладителях конвертерных газов и очищенный конвертерный газ может улавливаться (направляться в газгольдер). В этом случае, в соответствии с зарубежной практикой, газ поступает в струйные охладители и полые скрубберы, затем в трубы Вентури и далее в центробежные скрубберы (мокрые циклоны), после которых попадает в газгольдер.

На российских заводах конвертерный газ не улавливается.

3.5 Производство стали в электродуговых печах

Блок-схема материальных потоков выплавки стали в электродуговых печах дана на рисунке 3.16, а количественная характеристика материальных потоков в таблице 3.33.

Рисунок 3.16 - Блок-схема материальных потоков в электродуговых печах [113]

Таблица 3.33 - Данные по материальным потокам для электродуговых печей в странах ЕС [113]

Вход			Выход
Сырьевые материалы			Продукты
Лом	кг/т жидкой стали	1039-1232	Жидкая сталь	кг	1000,0
Чугун в чушках		0-153
Чугун жидкий*			Выбросы в воздух
Железо прямого восстановления DRI		0-215	Отходящие газы	Млн нм3/ч	1-2
Известь/доломит**		25-140	СО	г/т жидкой стали	50-4500
Уголь (включая антрацит и уголь)		3-28	SO2		13-460
Графитовые электроды		2-6	NOx		13-460
Огнеупорная футеровка		4-60	Пыль		4-300
Лигатура Углеродистая сталь Высоколегированная и нержавеющая сталь		11-40 23-363
			HCl	мг/т жидкой стали	5800-35 250
			Zn		200-24 000
			Pb		75-2850
			Cr		12-2800
			Cu		11-510
Газы			Ni		3-200
Кислород	м3/т жидкой стали	5-65	Hg		2-200
Аргон		0,3-1,45	Cd		1-148
Азот		0,8-12	HF		0,04-15 000
Пар***	кг/т жидкой стали	33-360	TOC		35-260
Энергия			Бензол		30-4400
Электроэнергия	жидкой стали	404-748	Хлорбензолы		0,2-12
	МДж/т жидкой стали	1454-2693	ПАУ		9-970
Топливо (природный газ и жидкие топлива)	МДж/т жидкой стали	50-1500	ПХБ		0,01-5
Вода	м3/т жидкой стали	1-42,8	ПХДД/Ф	мкг I-TEQ/т жидкой стали	0,04-6
			Выход
			Остатки производства (отходы/побочная продукция)
			Шлак от печи	кг/т жидкой стали	60-270
			Шлак от ковша		10-80
			Пыль		16-22,8
			Отходы огнеупоров
			Шум	дБ(А)	90-133
* Жидкий чугун используется только в специальных случаях (275 кг/т жидкой стали) при низком качестве лома. ** Обычно используется известь. *** Пар обычно не используется при выплавке стали в электродуговых печах. За исключением установок вторичной металлургии с вакуумной обработкой.

3.5.1 Потребление ресурсов

При производстве стали в электродуговых печах основными источниками энергии являются электроэнергия и природный газ. Общее потребление энергии на входе для данного технологического процесса составляет 2300-2700 МДж/т произведенной стали, из которых 1250-1800 МДж/т приходится на электроэнергию. Затраты кислорода составляют 24-56 м³/т стали [113].

За последние 40 лет использование физического тепла отходящих газов электродуговой печи достигло 140 жидкой стали, в основном расходуемого на нагрев лома (приблизительно до 800 °С), что снижает потребление энергии на 100 жидкой стали. Таблица 3.34 иллюстрирует потребление ресурсов в отрасли при производстве стали в электродуговых печах.

Таблица 3.34 - Удельное потребление ресурсов в отрасли при производстве стали в электродуговых печах (по данным анкетирования)

Потребление электроэнергии,	Топливо - природный газ, м3/т	Технологические газы (кислород), м3/т	Потребление воды, м3/т
			техническая вода на технологические нужды (в т.ч. оборотных циклов)	"свежая" вода
312-590	10-52	32-71	61-210	0,06-7,3

Расход технической воды на процесс (в том числе оборотных циклов) находится в диапазоне от 61 до 210 м³/т продукции, однако основная часть этой воды почти полностью находится в замкнутом водооборотном цикле, который составляет 98,8 % - 100 %.

Таблица 3.35 - Удельный расход сырья (кг/т) при производстве стали в электродуговых печах в отрасли (по данным анкетирования)

Сырьевые материалы	Расход
Лом	559-1126
Чугун	3,7-542
Скрап	16,3-59,5
Ферросплавы	10,8-21,4
ГБЖ	15,8-19
Окатыши	16,8
Коксовая мелочь	12-19,3
Кокс	0,3-2,9
Известь	54,4-61,2
Известняк/доломит	0,3-51,8
Стружка	17
Легирующие	7,6
Окалина	6,8
ВСЕГО	1102-1274

3.5.2 Выбросы в воздух

Источниками выбросов в электросталеплавильном производстве являются собственно электродуговая печь, машины непрерывного литья заготовок, а также дополнительные агрегаты, предназначенные для обеспечения процесса плавки (стенды сушки и разогрева стальковшей и промежуточных ковшей, печи-ковши, установки вакуумирования стали).

Отходящие газы электродуговой печи квалифицируются как первичные выбросы и составляют ~ 95 % общих выбросов процесса. Первичные выбросы отбираются из четвертого отверстия с патрубком для газоотсоса (в случае трех электродов - печи на переменном токе) или из второго отверстия с патрубком для газоотсоса (в случае одного электрода - печи на постоянном токе). Существуют также электродуговые печи без четвертого отверстия, которые снабжены шумопылезащитным кожухом с полным закрытием печи и с отводом газа из-под кожуха.

Отходящие газы, которые образуются при разделке лома, загрузке шихты и выпуске плавки, а также при выбросах из печных отверстий, улавливаются с помощью вытяжного зонта, обычно размещаемого выше печи (или в районе крыши) и идентифицируются как вторичные выбросы. В зависимости от размеров здания и мощности печи расход газов в системе аспирации может превышать 1 млн м³/ч.

Применяют следующие конфигурации для улавливания:

- электродуговые печи с улавливанием первичных отходящих газов от печи (2 и 4 отверстия) и вытяжной зонт для улавливания вторичных отходящих газов, установленный в здании с открытой секцией крыши;

- электродуговые печи с улавливанием первичных отходящих газов от печи (2 и 4 отверстия) и шумо- и пылезащитным кожухом, улавливающим весь дым из печи, с отводом в одну систему вытяжки, установленную в здании с открытыми секциями крыши;

- электродуговые печи с улавливанием первичных отходящих газов от печи (2 и 4 отверстия), установленные в здании с полностью закрытой крышей, со сбором потока вторичных отходящих газов;

- в некоторых случаях улавливание происходит только из одного отверстия (2 или 4).

Удельные выбросы в процессах загрузки печи, выпуска стали из печи (с учетом неорганизованных утечек) составляют варьируют от 1,4 до 3,5 кг пыли/т жидкой стали перед очисткой.

Выход газов из электросталеплавильной печи и состав газовой фазы зависит от состава шихты, скорости плавления, технологического и температурного режима плавки, режима кислородной продувки и т.п. В процессе плавки стали в электропечах, особенно при вдувании кислорода, температура металла повышается до 3000 °C, происходят различные химические реакции, сопровождающиеся образованием газа. Этот газ содержит продукты выгорания электродов, испарения железа, кремния и других веществ, содержащихся в металле. Из электропечи газы выделяются во время загрузки шихты, в процессе плавки и слива стали в ковш. Газ, выделяющийся из печи, имеет следующий примерный состав: 15 % - 25 % CO; 5 % - 11 % CO₂; 0,5 % - 3,5 % H₂; 3,5 % - 10 % O₂; 61 % - 72 % N₂.

Температура газа на выходе из печи составляет 1800 °С - 2000 °C. Газ взрывоопасен из-за наличия в нем СО, поэтому перед очисткой СО дожигается в специальном устройстве.

Концентрация пыли в газе может изменяться в широких пределах: от 2 до 10 г/м³ без продувки кислородом и при продувке - от 14 до 100 г/м³, причем запыленность газов зависит от объема подсоса в зоне дожигания. Средний удельный выход пыли составляет 6-9 кг/т стали [125]. Основная масса пыли (~ 42 %) - мелкодисперсная (< 10 мкм) и образуется в результате испарения металла в зоне действия электрических дуг и кислородной продувки и последующей конденсации в печном пространстве и газоходах. Шлакообразующие добавки дают более крупные фракции. Состав пыли представлен оксидами железа (до 80 %), кремния, алюминия, марганца, кальция, а также содержит тяжелые металлы (свинец, цинк, медь, хром, никель, мышьяк, кадмий и ртуть). Вынос ферромагнитной пыли из печи составляет 2,5-10 кг/т стали.

Обычно удельные значения выбросов (концентраций) включают и вторичные выбросы, поскольку первичные и вторичные выбросы часто объединяются в общую газоотводящую систему (см. таблицу 3.36).

В небольших количествах в газах находятся следующие загрязняющие вещества, мг/м³ (г/т): оксиды азота - 550 (270); оксиды серы - 5 (1,6); цианиды - 60 (28,4); фториды - 1,2 (0,56) [121, 125].

Таблица 3.36 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве стали в электродуговых печах в отрасли (по данным анкетирования), г/т

Наименование ЗВ	Технологический этап/ Источник выброса	Масса ЗВ в отходящих газах после очистки
		Диапазон	Среднее
NO2	Подготовка стальковшей	0,1-10,7	3,6
NO		0,1-1,74	0,7
СО		0,4-18,1	7,7
SO2		0,14-1,24	0,7
NO2	Печь-ковш Очистка мокрая: Труба Вентури, каплеуловитель Очистка сухая: Фильтр рукавный	6-9,8	7,9
NO		1-3,48	2,2
CO			0,017
Пыль неорганич.		0,105-4	1,9
MgO		1-2	1,5
Mn и его соед.		0,1-1,43	0,8
NO2	Дуговая электросталеплавильная печь (ДСП) Очистка сухая: Фильтр рукавный	8,5-552,9	281
NO		2,5-257,4
CO		270-4499	2910
SO2		4-335	41
Пыль неорганич. суммарно		140-749,4	500
MgO		1,5-7,6	4,4
Mn и его соед.		1-17	6,4
Fe2O3		9-230	85,7
	Разливка стали (МНЛЗ) Очистка сухая: Фильтр рукавный
СО		0,36-3,8	2,1
Пыль неорганич.			5,9
Mn и его соед.			0,09
NO2	Установка внепечной обработки стали (УВОС) Очистка сухая: Фильтр рукавный	67,9-80	73,9
NO			11
СО		30-52,8	41,4
Пыль неорганич. суммарно		3,9-91	53
MgO			3,8
Mn и его соед.			2,1
Fe2O3			23

В электросталеплавильном производстве из-за периодического режима плавки имеют место так называемые технологические выбросы, достаточно сложно эвакуируемые. Для улавливания таких выбросов применяются следующие системы:

- устройство фонарей и вытяжных шахт в крыше цеха, через которые попавший в цех газ удаляется естественным путем;

- установка над электропечью зонта или колпака, полностью перекрывающего свод печи (вместо зонта иногда делают колпаки, укрепленные на каркасе печи, непосредственно у мест пыле- и газовыделений);

- секционный отсос, представляющий собой укрытие из нескольких секций, присоединенных к вытяжному газоходу;

- отвод газа непосредственно из-под свода печи, в котором делают специальное отверстие, через которое при помощи водоохлаждаемого патрубка, соединенного с газоотводящим газопроводом, отсасывают газ;

- отвод газа из-под свода печи через патрубок с разрывом газового потока;

- полное укрытие печи, позволяющее улавливать газы, выделяющиеся при загрузке, плавке и сливе металла.

Очистку отходящих газов электропечей от пыли осуществляют мокрым способом в трубах Вентури и сухим способом в электрофильтрах или рукавных фильтрах, сравнительная эффективность которых показана в таблице 3.37. В настоящее время для очистки газов от пыли все чаще используют рукавные фильтры с применением термостойких фильтровальных тканей из синтетических волокон (выдерживают температуру до 250 °С).

Таблица 3.37 - Эффективность очистки выбросов электродуговой печи полного цикла [113]

Технология очистки выбросов	КПД*, %
Рукавный фильтр	95
Электрофильтр	> 95
Кожух, зонт и тканевый фильтр	> 99,5
Волокнистый фильтр и дожигание	> 95

На ПАО "ММК" выбросы дуговых сталеплавильных печей N 1 и N 2 направляются на газоочистку с рукавными фильтрами производительностью 1,3 млн м³/ч от начальной концентрации пыли 2-5 г/м³ до остаточной концентрации 0,010 г/м³[122].

3.5.3 Сточные воды

Сточные воды газоочистки электросталеплавильных цехов (в случае применения мокрых систем газоочистки) загрязняются мельчайшими ферромагнитными взвесями, включающими оксиды железа, алюминия, марганца, магния, никеля, кремния, кальция, хрома и др. Следует отметить, что пыль, выносимая из печи, склонна к слипанию, плохо смачивается водой, а примерно 70 % частиц, содержащихся веточных водах, характеризуется крупностью < 10 мкм; взвесь сточных водэлектросталеплавильных цехов очень трудно осаждается.

Сточные воды от установок охлаждения и гидравлической чистки изложниц, охлаждения оборудования МНЛЗ, загрязненные шлаком, окалиной, известью, осветляются в яме окалины, затем - в радиальных или горизонтальных отстойниках. Доочистка воды осуществляется на скорых или напорных песчаных фильтрах, после чего очищенная вода вновь поступает в систему оборотного водоснабжения.

При очистке сточных вод после промывки фильтров, после центрифуги, чаще всего в сточные воды добавляют коагулянт (сульфат алюминия, сульфат железа) и флокулянт (полиакриламид). Для осветления сточных вод применяют аппараты-осветлители. Для первичного обезвоживания шлама, образующегося при осветлении и очистке сточных вод, применяют отстойники-сгустители, фильтр-прессы, центрифуги для обезвоживания шлама и сушильные барабаны.

3.5.4 Отходы и побочные продукты

Данные по удельному образованию отходов при производстве стали в электродуговых печах в странах ЕС представлены таблице 3.33, для металлургической отрасли в РФ - в таблице 3.38.

Производственные остатки (отходы и побочная продукция) включают электросталеплавильный шлак, шлак внепечной обработки, пыль систем газоочисток, отходы огнеупорных материалов от ремонта печей и печного оборудования и являются, в основном, малоопасными и практически неопасными отходами (IV и V классов опасности).

Таблица 3.38 - Обращение с отходами электросталеплавильного производства в отрасли (по данным анкетирования)

Наименование отхода	Объем образования, кг/т продукции		Обращение с отходами
	среднее	диапазон
Шлак электросталеплавильный	197,7	127-282	Рециклинг - в сталеплавильном производстве; Переработка в шлаковый щебень; Использование для ликвидации горных выработок; Использование в производстве цемента; Использование в качестве инертного материала на полигоне
Скрап стальной незагрязненный	49,5	43-56	Рециклинг - в сталеплавильном производстве
Лом и отходы, содержащие незагрязненные черные металлы в виде изделий, кусков, несортированные	28,8	0,88-82,6	Рециклинг - в сталеплавильном производстве
Отходы известняка, доломита и мела в кусковой форме практически неопасные	21,6	0,116-43	Использование сторонними организациями при производстве строительных материалов
Пыль газоочистки черных металлов незагрязненная	15,8	12,9-18,8	Размещение на полигоне (90 %); Использование при создании инертного слоя при рекультивации полигонов
Пыль аспирации электросталеплавильного производства	14,7	0,12-41	Рециклинг - переработка в окатыши железосодержащие; Рециклинг - в качестве железосодержащей добавки при производстве агломерата; Использование для ликвидации горных выработок; Размещение на ОРО; Передача сторонним организациям
Окалина при непрерывном литье заготовок	6,6	0,02-18,7	Рециклинг - в агломерационном и/или сталеплавильном производстве; Передача сторонним организациям
Лом футеровок печей и печного оборудования производства чёрных металлов	4,3	2,3-6,6	Сортировка, извлечение металлоскрапа; Рециклинг - при выплавке стали; Использование в собственном производстве полученных огнеупорных порошков
Электроды графитовые отработанные не загрязненные опасными веществами	0,2	0,03-0,92	Рециклинг - в качестве добавочного материала; Повторное использование после восстановления резьбы; Передача сторонним организациям

3.6 Производство ферросплавов

Предприятия по производству ферросплавов оказывают значительное негативное воздействие на окружающую среду - выбросы, содержащие отходящие газы и пыль, загрязненные стоки и отходы в виде шлаков сложного состава.

Основные процессы при выплавке углетермическим процессом ферросплавов (ферромарганца и силикомарганца) представлены на рисунке 3.17.

НУ - низкоуглеродистый; СУ - среднеуглеродистый; ВУ - высокоуглеродистый

Рисунок 3.17 - Схема производства FeMn и SiMn [122]

3.6.1 Потребление ресурсов

Потребление ресурсов при производстве ферросплавов представлено в приложении Д.

3.6.2 Выбросы в атмосферу

Ферросплавные электропечи - источники пылегазовых выделений, количество и состав которых зависят от состава ферросплава, технологии выплавки ферросплавов и конструкции ферросплавных печей (см. таблицу 3.39).

Образующиеся колошниковые газы содержат 70 % - 90 % оксида углерода и других газообразных оксидов (SO₂, NO_х), значительное количество мелкодисперсной пыли, в незначительных концентрациях возможно присутствие HF, полиароматических углеводородов (ПАУ), летучих органических соединений (ЛОС) и тяжелых металлов [127]. Образование ПХДД/Ф в зоне горения и в зоне охлаждения газоочистки (вторичный синтез) вероятно для полуоткрытых печей. В производстве ферромолибдена в качестве флюса может применяться плавиковый шпат CaF₂, что может приводить к эмиссии фторидов в количестве 150-260 мг/нм³.

Таблица 3.39 - Выбросы в воздух при производстве ферросплавов, кг/т

Вещество	Ферросплав
	Феррохром		Ферросилиций		Ферромолибден
	[127]	По данным анкетирования	[127]	По данным анкетирования	По данным анкетирования
SO2	0,2-3,0		0,5-9	1,326-4,26	64,96-86,5
СО	не изм.	0,93-1,068	14-24	2,16-9,78	93,7-135,6
NO2	0,5-1,5*	1,4-1,763	6-7*	0,77-14,322	2,2-3,53
NO		0,23-0,286		0,125-6,552	0,3-0,5
ПХДД/Ф	< 0,1 нг/нм3	н.д.	40 нг/т	н.д.	н.д.
ПАУ	не изм.	н.д.	0,0015	н.д.	н.д.
ЛОС	не изм.	н.д.	0,045	н.д.	н.д.
Пыль 20-70 % SiO2		н.д.		н.д.	3,7-8,6
Пыль > 70 % SiO2		н.д.		0,17-7,5	н.д.
Взвеш. вещества		0,954-1,031		н.д.	н.д.
Cr		0,039		н.д.	н.д.
н. д. - нет данных, * - сумма NOx

Источниками загрязнения воздуха являются также печи для сушки и обжига шихтовых материалов.

Пыль, выделяющаяся при производстве различных ферросплавов, состоит из SiO₂, CaO, MgO, Al₂O₃, FeO + Fe₂O₃, Cr₂O₃ и других компонентов, содержание которых зависит от типа сплава и состава шихты. Так, при получении ферросилиция основным компонентом пылей является диоксид кремния, силикокальция - оксиды кремния и кальция. Для марганцевых ферросплавов характерно наличие в пыли оксидов марганца, для хромистых ферросплавов - оксидов хрома.

Загрязняющие вещества содержатся также в возгонах. Так, при производстве ферровольфрама, помимо основных пылевых выбросов оксидов кремния, кальция, марганца, железа и вольфрама, в возгонах содержатся свинец, висмут, медь, мышьяк, цинк, фосфор, сера, оксиды магния, алюминия [128].

В связи с тем, что в состав отходящих газов входит много различных химических соединений, очистка их связана с большими затратами. Стоимость системы очистки газов закрытой печи составляет 10 % от стоимости всей печной установки, для открытой печи стоимость возрастает до 90 % [121].

Газы, отходящие от открытых печей, улавливают с помощью зонта, расположенного над печью. При этом вместе с газами под зонт всасывается воздух и происходит сгорание составляющих газа при смешивании их с кислородом воздуха. Образуются большие объемы (до 400 тыс. м³/ч) газовоздушной смеси с температурой до 500 °С и содержанием пыли 1-3 г/м³. Очистку газов от открытых ферросплавных печей осуществляют в тканевых фильтрах, скоростных пылеуловителях с трубами Вентури и электрофильтрах. Конструкции пылегазоочистных сооружений для улавливания токсичных марганцевых пылей в составе отходящих газов открытых печей, производящих высокоуглеродистый ферромарганец и силикомарганец, обеспечивают сухую очистку газа со применением рукавных фильтров до уровня остаточной запыленности менее 10 мг/м³ при содержании пыли перед рукавными фильтрами 1,15 г/м³, (эффективность 99 %) [126].

Основным компонентом отходящих газов из закрытой печи является СО (70 % - 90 %); большее содержание СО соответствует выплавке кремнистых сплавов, меньшее - выплавке углеродистого феррохрома. Кроме того, в газе содержатся, %): 2-19 СО₂, 2-11 Н₂, 0,3-5,0 СН₄, 0,1-4,0 N₂, 0,2-2,0 О₂. Горючую часть газа составляют СО, Н₂ и СН₄, в небольшом количестве имеются SO₂, H₂S и другие компоненты, приводящие к коррозии газового тракта, аппаратов пыле- и газоочистки и шламового хозяйства. Температура неразбавленного газа может быть от 400 °С до 1150 °С [121]. Запыленность газа составляет 15-40 г/м³, причем 98 % частиц пыли имеют размер < 10 мкм и 65 % - 80 % - < 5 мкм. Основная масса газа (до 85 %) выводится на очистку, в цех попадает небольшая его часть, которая удаляется через фонарь.

Для очистки отходящих газов закрытых печей применяются мокрые (скрубберы Вентури) и сухие способы (рукавные фильтры с использованием тканей повышенной термостойкости обеспечивают конечную запыленность отводимого газа менее 10 мг/м³). Электрофильтры применяют реже, так как удельное электрическое сопротивление сухой пыли составляет более 1011 . Метод сухой очистки позволяет вернуть в производство пыль, уносимую газами из ферросплавных печей.

Однако сухой способ имеет ряд недостатков: низкую стойкость тканевых фильтров, высокие эксплуатационные и капитальные расходы. Если стоимость мокрой системы газоочистки закрытых печей составляет около 10 % от затрат на всю печную установку, то стоимость системы сухой газоочистки открытых печей - 30 %. Для повышения эффективности очистки и снижения эксплуатационных затрат целесообразны слоевые зернистые фильтры, в которых запыленные газы проходят через слой шихтовых материалов, используемых при производстве данного сплава; применение новых высокотемпературных материалов (металлоткани, графитовые ткани и др.).

Преимущество мокрой газоочистки состоит в том, что колошниковый газ в контакте с водой сразу охлаждается, однако это требует создания локального оборотного цикла.

Газ после очистки либо используется в качестве топлива, либо выбрасывается в атмосферу с предварительным дожиганием до диоксида углерода (CO₂), что выполняется в открытых печах. Газы, отходящие от закрытой ферросплавной печи, можно использовать как топливо и как сырье для химической промышленности.

3.6.3 Сточные воды

Сточные воды ферросплавного производства образуются при очистке газов, разливке и грануляции ферросплавов, производстве углеродной массы. Стоки характеризуются наличием взвешенных частиц, обладают щелочной реакцией, содержат цианиды и роданиды (стоки от газоочистки электропечей при выплавке ферросплавов), в увеличенном количестве сухой остаток и фенолы (стоки цеха электродных масс), марганец, фтор (стоки флюсоплавильного производства), хром, мышьяк, ванадий, никель и др. [126]. Сточные воды загрязняются мельчайшими ферромагнитными взвесями. Примерно 70 % частиц, содержащихся в сточных водах газоочисток электропечей, характеризуется крупностью < 10 мкм, поэтому такая взвесь очень трудно осаждается.

В ферросплавном производстве используется оборотное водоснабжение (85 % всей используемой воды находится в обороте): при этом в оборот включается и грязная вода от промывки газа, она используется после осветления в горизонтальных, радиальных отстойниках или в сгустителе. Гидравлическая нагрузка на 1 м² поверхности отстойника не превышает 0,6 м³/ч, применение магнитной коагуляции способствует увеличению удельной нагрузки на 1-1,2 [121]. Наряду с магнитным полем, вводят добавки флокулянтов (полиакриламид).

3.6.4 Отходы и побочная продукция

Количество и состав отходов, образующихся в процессе производства ферросплавов, зависят от используемого сырья, количественные характеристики приоритетных отходов даны в таблице 3.40.

Таблица 3.40 - Объемы образования отходов при производстве ферросплавов в РФ [126]

Вид сплава	Объем производства, тыс. т/г	Пыль		Шламы		Шлаки
		Выход, кг/т	Масса, т/год	Выход, кг/т	Масса, т/год	Кратность	Масса, т/год
Кремниевые	566,4	120	67968	н.д.	н.д.	0,1	56640
Хромовые	354,0	50	17700	н.д.	н.д.	0,9	318600
Марганцевые	188,8	10	1888	100	18880	1.2	226560
Всего:	1109,2		87556		18880	-	601800

Уловленная при сухой очистке газа, отходящего от ферросплавных печей, пыль содержит цветные металлы, входящие в состав компонентов шихты для производства ферросплавов (с высокой стоимостью ведущего компонента - феррованадия, ферромолибдена, феррониобия), поэтому пыли и шламы (после обезвоживания) подвергаются рециклингу.

Пыль кремнистых сплавов используют в производстве огнеупоров, стройматериалов, бетонов, для нанесения защитных покрытий на поверхность изложниц, в качестве теплоизолирующего материала и т.д.

Текущие шлаки производства ферросплавов после дробления и фракционирования применяют в дорожном строительстве.

3.6.5 Вторичные энергетические ресурсы

В составе отходящих газов закрытых ферросплавных печей преобладает оксид углерода (70 % - 90 %), по этой причине газ ферросплавных печей является вторичным энергетическим ресурсом. Выход ферросплавного газа варьирует в пределах от 300 до 1350 м³/т сплава.

Очищенный колошниковый газ закрытых ферросплавных печей является высококалорийным топливом с теплотворной способностью 9250-10500 кДж/м³ и используется при отоплении котлов, в печах обжига извести, а также в трубчатых печах для предварительного нагрева шихты.

3.7 Системы менеджмента

3.7.1 Системы экологического менеджмента

Предприятия, реализующие виды деятельности, отнесенные к областям применения настоящего справочника НДТ, занимаются разработкой, внедрением и совершенствованием систем экологического менеджмента (СЭМ), со времени публикации первых международных стандартов (1996-1998 гг.). В настоящее время действуют стандарты ISO 14001:2015 Environmental management systems - Requirements with guidance for use [129] и ГОСТ Р ИСО 14001-2016 [130]*, и многие компании сообщают о подготовке к сертификации или о получении сертификатов в соответствии с новыми требованиями.

СЭМ представляет собой часть системы менеджмента организации, используемую для управления экологическими аспектами, выполнения принятых обязательств и учитывающую риски и возможности [130]. В общем случае система менеджмента - это совокупность взаимосвязанных элементов, используемых для установления политики и целей, а также для достижения этих целей. СЭМ включает в себя организационную структуру, деятельность по планированию, распределение ответственности, практики, процедуры, процессы и ресурсы. Современные системы менеджмента разрабатываются с учетом оценки рисков и возможностей: первоочередное внимание уделяется экологическим аспектам, вызывающим наиболее значимое негативное воздействие на ОС, обусловливающим репутационные риски и проблемы взаимодействия с природоохранными органами и населением и, напротив, открывающим дополнительные возможности для развития бизнеса [129-131]**.

------------------------------

* До конца сентября 2018 г. организации могут использовать прошлые версии стандартов.

** Концепция риск-ориентированного мышления подразумевалась и в предыдущих версиях стандартов, включая, например, выполнение предупреждающих и корректирующих действий.

Экологический аспект - ключевое понятие СЭМ, позволяющее соотнести деятельность организации и ее взаимодействие с окружающей средой. Экологический аспект рассматривается как элемент деятельности организации, ее продукции или услуг, который может взаимодействовать с ОС. Использование этого понятия существенно облегчает применение подходов предотвращения загрязнения, так как позволяет идентифицировать и обеспечить контроль экологических аспектов и тем самым минимизацию негативного воздействия при условии соблюдения производственных требований. Соотношение "экологические аспекты" и "воздействие на окружающую среду" можно рассматривать как соотношение "причины и условия" и "следствие". В контексте НДТ это означает, что контроль причин и условий воздействия - экологических аспектов - позволяет решать задачи предотвращения и (или) сокращения негативного воздействия организации на окружающую среду, т.е. обеспечивать ее защиту.

Для предприятий области распространения настоящего справочника НДТ приоритетные экологические аспекты идентифицируются в результате анализа таких факторов воздействия на окружающую среду, как (см. раздел 3):

- выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

- образование отходов;

- сбросы загрязняющих веществ в водные объекты и организация водооборотных циклов;

- потребление энергии, сырья и материалов.

В открытых нефинансовых отчетах компаний, предприятия которых реализуют виды деятельности, отнесенные к областям применения настоящего справочника НДТ, отмечено, что приоритетное внимание следует уделять улучшению показателей экологической результативности производственных процессов и учету экологических требований в инвестиционной политике при реконструкции и развитии производства.

Последовательное улучшение экологической результативности и предотвращение загрязнения являются ключевыми принципами СЭМ.

Предотвращение загрязнения предполагает использование процессов, практических методов, подходов, материалов, продукции или энергии для того, чтобы избежать, уменьшить или контролировать (отдельно или в сочетании) образование, выброс или сброс любого типа загрязняющих веществ или отходов, чтобы уменьшить отрицательное воздействие на окружающую среду. Предотвращение загрязнения может включать уменьшение или устранение источника, изменение процесса, продукции или услуги, эффективное использование ресурсов, замену материалов и энергии, повторное использование, восстановление, вторичную переработку, утилизацию и очистку [130]. Таким образом, принцип предотвращения загрязнения полностью соответствует содержанию термина "наилучшие доступные технологии".

Последовательное улучшение - периодический процесс совершенствования системы экологического менеджмента с целью улучшения общей экологической результативности, согласующийся с экологической политикой организации [129].

Рисунок 3.18 - Модель системы экологического менеджмента [130]

Более детальное разъяснение этого принципа приведено в "Схеме экоменеджмента и аудита" (The Eco-Management and Audit Scheme (EMASIII) [132]):

"Процесс улучшения, год за годом, измеримых результатов системы экологического менеджмента, связанных с управлением организацией ее значимыми экологическими аспектами, основанный на ее экологической политике, целях и задачах, причем улучшение результатов необязательно должно происходить во всех сферах деятельности одновременно".

Процесс последовательного улучшения реализуется путем постановки экологических целей и задач, выделения ресурсов и распределения ответственности для их достижения и выполнения. При этом с точки зрения наилучших доступных технологий детализированные требования к результативности должны ставиться с учетом технологических показателей НДТ. Тем самым, принцип последовательного улучшения приобретает конкретность, получает численные ориентиры, что соответствует современным взглядам на требования к системам экологического менеджмента [129].

В связи с тем, что для постановки и проверки выполнения задач СЭМ необходимо обеспечить систему оценки (в том числе и по результатам измерений) показателей результативности, разработка программ экологического менеджмента предполагает и совершенствование практики производственного экологического мониторинга и контроля, включая выбор, обоснование и организацию измерений ключевых параметров [133]. Это тем более важно, что в соответствии со статьей 22 Федерального закона от 21 июля 2014 г. N 219-ФЗ "О внесении изменений в Федеральный закон "Об охране окружающей среды" и отдельные законодательные акты Российской Федерации" [134] предприятий категории I должны будут передавать результаты измерений концентраций загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах в атмосферный воздух и сбросах в водные объекты, в "... государственный фонд данных государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды), создаваемый и используемый в соответствии с законодательством в области охраны окружающей среды".

В отличие от прошлых версий стандартов, устанавливающих требования к СЭМ, в документах 2015-2016 гг. [129, 130] более значительное внимание уделено таким понятиям, как демонстрация лидерства на всех уровнях, учет контекста (среды) организации и ожиданий заинтересованных сторон, а также, как уже отмечено, учет рисков и возможностей.

В порядке учета контекста (среды) организации необходимо определить внешние и внутренние факторы, относящиеся к намерениям организации и влияющие на ее способность достигать намеченных результатов. Такие факторы должны включать в себя особенности экологических условий, воздействия организации на окружающую среду, а также сложившееся в обществе восприятие вида деятельности или отрасли.

Подчеркнем, что в ряде субъектов Российской Федерации предприятия черной металлургии (в том числе, предприятия, производящие чугун и сталь) воспринимаются как крупнейшие загрязнители, вносящие существенный вклад в загрязнение воздушной среды и в объемы образования отходов в регионе. Отнесение предприятий черной металлургии к объектам I категории не может не проявиться в формировании новых ожиданий заинтересованных сторон, в том числе, предполагающих, что компании возьмут на себя новые обязательства. При этом инструменты СЭМ могут быть использованы для идентификации заинтересованных сторон, их потребностей и ожиданий, а также для обеспечения доступа к информации о соблюдении требований наилучших доступных технологий.

Действенность СЭМ обеспечивается путем разработки, внедрения и соблюдения основных процедур, необходимых для управления экологическими аспектами. Процедуры определяют последовательность операций и важные факторы этапов различных видов деятельности. В процедуры могут быть включены рабочие критерии нормального выполнения этапа, действия в случае отклонения от нормы, или критерии выбора последующих этапов.

Процедуры позволяют обеспечить:

- взаимодействие подразделений для решения задач, вовлекающих более одного подразделения;

- функционирование сложных организационных структур (например, матричных);

- точное выполнение всех этапов важных видов деятельности;

- надежный механизм изменения действий (в частности, последовательного улучшения);

- накопление опыта и передачу его от специалистов новым работникам.

В связи с тем, что значительное негативное воздействие на окружающую среду нередко оказывается в результате возникновения нештатных ситуаций, СЭМ включает требование обеспечения подготовленности к таким ситуациям и разработки ответных действий. Предприятие должно установить, внедрить и поддерживать процедуру(ы), необходимую(ые) для выявления потенциально возможных аварий и нештатных ситуаций, которые могут оказывать воздействие на ОС, и для определения того, как организация будет на них реагировать. Предприятие должно также реагировать на возникающие нештатные ситуации и аварии и предотвращать или смягчать связанные с ними негативные воздействия на окружающую среду. Работоспособность таких процедур целесообразно периодически проверять на практике.

В контексте наилучших доступных технологий речь не идет о сертификации систем экологического менеджмента. Аналогичная позиция представлена в справочнике Европейского Союза по наилучшим доступным технологиям Best Available Techniques (ВАТ) Reference Document for Iron and Steel Production (2013) [113]. В этом документе сказано, что наилучшей доступной технологией следует считать разработку СЭМ и следование ее принципам. Практический опыт отечественных предприятий свидетельствует о том, что основные преимущества состоят в использовании ключевых методов СЭМ, в том числе таких, как:

- идентификация экологических аспектов производства (и выделение из их числа приоритетных аспектов);

- укрепление системы производственного экологического мониторинга и контроля;

- разработка и выполнение программ экологического менеджмента и тем самым достижение последовательного улучшения результативности там, где это практически возможно;

- разработка и внедрение процедур, необходимых для обеспечения соответствия организации требованиям нормативов, установленных на основе технологических показателей.

В то же время следует отметить, что практически все предприятия, которые приняли участие в бенчмаркинге в рамках разработки настоящего справочника НДТ, подтвердили соответствие систем экологического менеджмента требованиям стандартов и добились сертификации или готовятся к ней. Информация об этом размещена на официальных сайтах компаний.

Затраты и выгоды внедрения систем экологического менеджмента

Затраты на внедрение СЭМ зависят о многих факторов, в том числе от наличия работоспособной системы менеджмента качества, от уровня подготовки персонала, от размера предприятия (количества сотрудников), от решения руководства о привлечении консультационных компаний или о внедрении системы экологического менеджмента собственными силами. По некоторым оценкам, для крупных организаций затраты на полномасштабное внедрение СЭМ могут достигать 2-4 млн руб. (не включая трудозатраты персонала). При этом следует подчеркнуть, что разработка и применение основных методов СЭМ, как правило, не требуют привлечения сторонних консультантов, но позволяют получить многие преимущества в сфере управления приоритетными экологическими аспектами.

Наиболее значимая составляющая экономической эффективности природоохранной деятельности, усиливающая внедрение СЭМ, связана с применением принципа предотвращения загрязнения. Гораздо более эффективно, а нередко - единственно возможно, снизить негативное воздействие какой-либо деятельности на ОС за счет влияния на процессы, его вызывающие, - первопричину воздействия. Процессный подход и методы предотвращения загрязнения стремятся устранить причину вредного воздействия, оперируя такими методами, как:

- изменение подходов управления и организации производства;

- вторичное и многократное использование и/или переработка материалов;

- изменение технического оформления производственных процессов;

- изменение технологии (переход на технологию, соответствующую НДТ, более экологически безопасную и ресурсоэффективную).

Методы предотвращения загрязнения зачастую оказываются весьма результативными и экономически эффективными. Это относится и к методам, связанным с изменением технологических решений (требующим значительных затрат), но в первую очередь - к организационным подходам, связанным с контролем процесса производства, вторичным использованием или переработкой материалов, логистикой производства и т.п.

Именно эти методы становятся основным инструментом СЭМ по снижению воздействия на окружающую среду. Подходы предотвращения загрязнения могут использоваться совместно и одновременно с методами "на конце трубы", дополняя друг друга для обеспечения максимальной экономической эффективности и экологической результативности. Более того, СЭМ играет роль той структуры, в которой поиск и применение подходов предотвращения загрязнения принимает регулярный и систематический характер, а организационные и управленческие решения реализуются наиболее успешно.

3.7.2 Системы энергетического менеджмента и повышение энергоэффективности производства

Черная металлургия России занимает первое место по вовлечению вторичных энергетических ресурсов (ВЭР). На долю черной металлургии приходится около 40 % тепловых и до 80 % горючих ВЭР, применяемых в промышленности. Потребности предприятий с полным металлургическим циклом в топливе (без угля для коксования) только на 30 % - 40 % покрываются за счет его привоза и на 60 % - 70 % - вторичными энергетическими ресурсами. Распределение ВЭР по основным переделам черной металлургии и возможное их использование приведено в таблице 3.41.

Таблица 3.41 - Распределение ВЭР по основным переделам черной металлургии

	% к общему по отрасли	% к выходу
Коксохимическое	41,7	90
Доменное	37,0	85
Мартеновское	14,6	60
Прокатное	6,7	40
По отрасли	100	80

К топливным ВЭР черной металлургии относят доменный, ферросплавный и конвертерный газы.

Готовая продукция переделов черной металлургии (кокс, чугун, сталь, прокат), а также шлаки доменного и сталеплавильного процесса обладают двумя из указанных выше особенностей: температура их составляет 1200 °С - 1700 °С и доля уносимого физического тепла в балансе агрегатов от 5 % до 50 %. Потери тепла с готовым продуктом в черной металлургии составляют [ГДж/т продукции]: с агломератом 0,63, с коксом (после печи) 1,26, с жидким чугуном 1,05, с жидкой сталью 1,26, с жидким шлаком 0,84, с прокатом 0,5.

Физическое тепло горячих продуктов в общем случае может быть использовано по одному из следующих вариантов:

- регенерация тепла с его возвратом в данный процесс;

- технологическое использование тепла в последующем процессе;

- энергетическое использование тепла.

Тепло уходящих газов может быть использовано для нагрева шихты, воздуха, топлива, для получения пара и электроэнергии. Большинство печей оснащено теплоутилизационным оборудованием: рекуператорами, котлами-утилизаторами и другими установками.

С целью увеличения срока службы отдельные устройства печей подвергаются принудительному охлаждению. Потери тепла с охлаждением в ряде случаев составляют 10 % - 20 %. Это тепло может быть использовано в системах испарительного охлаждения (СИО), которыми оборудуют мартеновские, доменные, нагревательные печи. В СИО вырабатывается насыщенный пар давлением до 4 МПа.

Возможности и практику использования ВЭР следует учитывать как при идентификации НДТ, так и при установлении технологических показателей.

В целом обеспечение высокой энергоэффективности производства является одним из критериев отнесения технологических, технических и управленческих решений к НДТ [135]. Кроме того, системы энергетического менеджмента (их инструменты) отнесены к наилучшим доступным технологиям в справочнике Европейского союза по наилучшим доступным технологиям Best Available Techniques (ВАТ) Reference Document for Iron and Steel Production (2013) [113]. В этом документе сказано, что наилучшей доступной технологией следует считать разработку СЭМ и следование ее принципам. В 2017 г. выпущен ИТС 48-2017 "Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности" [136]. Более того, в 2011-2015 гг. опубликован ряд стандартов, предписывающих требования к разработке СЭнМ [137-142].

Заявления о последовательном снижении энергопотребления можно найти в открытой нефинансовой отчетности российских компаний, предприятия которых реализуют виды деятельности, соответствующие области определения настоящего справочника НДТ; приводятся сведения об использовании энергии различных источников, об общих энергозатратах в компаниях и их динамике. Такие компании, как ПАО "НЛМК", ПАО "ММК"сообщают о внедрении систем энергетического менеджмента, подготовке кадров в этой области и активном использовании различных инструментов повышения энергоэффективности производства, о последовательном снижении потребления энергии.

Система энергетического менеджмента: основные положения

Система энергетического менеджмента представляет собой совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих элементов, используемых для установления энергетической политики и энергетических целей, а также процессов и процедур для достижения этих целей. Это определение, приведенное в действующем ГОСТ Р ИСО 50001-2012 [142], а также модель системы (см. рисунок 3.19) свидетельствуют о том, что стандарт (и его международный прообраз) был разработан до вступления в силу новых стандартов (2015 г.) в области систем менеджмента качества и систем экологического менеджмента. Особенность новых стандартов состоит в том, что в число обязательных позиций включено выполнение принятых организацией обязательств (которые, впрочем, должны получать отражение в политике), а также учет рисков и возможностей. В контексте СЭнМ следует рассматривать риски, обусловленные несоблюдением требований к обеспечению эффективности использования энергии, устанавливаемых на государственном уровне (в том числе, например, в Стратегии развития черной металлургии), и возможности для развития бизнеса, открывающиеся при выполнении потенциально поддерживаемых различными фондами проектов в области повышения энергоэффективности производства.

Рисунок 3.19 - Цикл системы энергетического менеджмента (по [141])

СЭнМ включает в себя организационную структуру, деятельность по планированию, распределение ответственности, практики, процедуры, процессы и ресурсы. Как и любая другая система менеджмента (менеджмента качества экологического менеджмента, менеджмента безопасности и охраны труда и др.), система энергетического менеджмента наиболее результативна в том случае, когда она органично встроена в общую систему менеджмента организации, а приоритет высокой энергетической эффективности присутствует в процессах принятия решений в компании. Достижение высоких показателей не зависит от того, является ли система энергетического менеджмента сертифицированной на соответствие международному (ISO 50001:2011) [137] или российскому (ГОСТ Р ИСО 50001-2012) [142] стандарту. Российское законодательство не требует обязательной сертификации систем энергетического менеджмента. Таким образом, решение о необходимости процедуры сертификации, хотя и дающей вполне определенную ценность независимой оценки внедренной системы и дополнительные инструменты ее совершенствования, остается на усмотрение каждого предприятия. Необходимо принимать во внимание, что любые методики и стандарты носят рамочный, рекомендательный характер и чем для более широкого круга организаций они применимы, тем более общие принципы содержат. Внедрение в конкретной организации всегда требует учета ее специфики.

Наиболее полно преимущества применения инструментов энергоменеджмента проявляются при внедрении и поддержании функционирования системы энергетического менеджмента.

В состав СЭнМ входят, в той мере, в какой это применимо в конкретных условиях, следующие элементы:

- обязательства высшего руководства;

- разработка и принятие энергетической политики (политики в области энергоэффективности);

- организация учета и мониторинга, энергетические аудиты, определение базовой линии энергопотребления, использование методов визуализации и построение моделей, бенчмаркинг;

- планирование, в том числе выбор значимых энергопотребителей и энергетический анализ; установление целей и задач, показателей энергетической результативности (например, показатели удельного потребления энергоресурсов на единицу выпускаемой продукции, площади помещения, количества сотрудников и т.д.); определение возможностей для улучшений и формирование плана энергосберегающих мероприятий (программы энергосбережения) с оценкой их ожидаемой экономической эффективности по одному или нескольким параметрам (простой или дисконтированный срок окупаемости, чистый дисконтированный доход, индекс рентабельности и т.д.).

- операционный контроль, критические операционные параметры и технические проверки;

- проектирование;

- закупки;

- внедрение энергосберегающих мероприятий с дальнейшим мониторингом последовательного повышения энергоэффективности, соблюдения требований процедур и пр., включая определение полученного энергосберегающего эффекта в сопоставимых условиях;

- проверки результативности, в том числе внутренние аудиты; оценка со стороны руководства; подготовка периодической декларации об энергоэффективности;

- обеспечение вовлеченности персонала, в том числе информирование; обучение и повышение квалификации; создание системы рационализаторских предложений; создание системы мотивации;

- разработка и соблюдение процедур, в том числе организационная структура; документирование и ведение записей.

Для предприятий, занимающихся производством чугуна, стали, ферросплавов, решение о внедрении системы энергетического менеджмента должно приниматься на основании анализа текущей ситуации и определения приоритетных (реалистичных, позволяющих добиться значимого эффекта) направлений повышения эффективности использования энергии. При проведении такого анализа целесообразно использовать результаты отраслевого бенчмаркинга (в том числе международного), рекомендации относительно возможностей сокращения затрат энергии на всех этапах производства.