Отходы и выбросы стекольного производства

До настоящего времени на стекольных производствах задачи повышения степени очистки отбросных газовых потоков от пыли не решены.

Например, по данным И.М. Курыгина, при термической обработке сырья в отделении приготовления шихты его потери составляют 3—4%.

Большие объемы запыленного воздуха при подготовке сырьевых материалов (при сушке 1300—1500 м3/т, при помоле и дроблении 100-150 м3/т , при просеивании 300-400 м3/т) должны быть очищены перед их удалением из отделения. Так как пыль полидисперсная с преобладанием частиц менее 10-20 мкм, то очистка отходящих газовых потоков пыли во многом усложняется. Не менее опасными с точки зрения загрязнения окружающей среды являются стадии стекловарения и выработки стеклоизделий. Традиционно используется явно устаревший термин "варка стекла", который включает ряд физико-химических превращений оксидов при высоких температурах. Поэтому стекловаренная печь должна рассматриваться как реактор, в котором протекают разнообразные гетерогенные и гомогенные процессы: декарбонизация, плавление, протекание реакций в твердой и жидкой фазах при взаимодействии силикатов в сочетании с процессами взаимного растворения.

Все процессы образования стекла протекают при высоких температурах, которые достигаются вследствие подвода тепла при сжигании углеводородного сырья или подвода электроэнергии. Сжигание топлива связано с образованием вредных компонентов отрицательно влияющих на биосферу.

Таким образом, процессами переработки шихты в стекло, приводящими к вредным выбросам и вредным воздействиям, являются следующие:

загрузка шихты в стекловаренную печь, при которой часть ее удаляется топочными газами;

выделение реакционных газов, паров продуктов расплава и удаление мелких капель, образующихся при плавлении шихты и из объема расплавленной стекломассы;

образование вредных компонентов в процессе сжигания топлива; потери теплоты — тепловое загрязнение с отходящими газами и через стенки основных аппаратов и трубопроводов.

Многие компоненты шихты обладают летучестью в диапазоне температур образования стекла. Большой летучестью обладают соединения бора, оксиды свинца, соединения мышьяка, оксиды сурьмы, селен и его соединения, хлориды и др. Как правило, с повышением температуры варки стекла их удаление будет увеличиваться. Оно зависит также и от состава шихты. Необходимо отметить крайне вредное влияние на биосферу (выбросы) фтористых соединений, цинка, калия, мышьяка, свинца. Например, при пламенной варке хрусталя с содержанием оксида свинца 24% в атмосферу выбрасывается 10—15% оксида свинца, входящего в состав шихты; который выпадает из атмосферы вокруг стекольных заводов. Фтористые соединения улетучиваются в 5—7 раз интенсивнее, чем свинец. Большие потери бора наблюдаются при варке боросиликатных стекол. В процессе сжигания топлива достигаются высокие температуры газовых потоков, которые передают тепло расплавляемой и жидкой стекломассе. Процессы сжигания реализуются в условиях незначительного избытка воздуха, что сказывается на кинетике образующихся в процессе горения вредных компонентов.

Стекольные производства по своим масштабам несравнимы с энергетическими гигантами, но их экологические задачи аналогичны. Это позволяет обратиться к фундаментальным работам по изучению процессов образования вредных соединений в энергетике.

При сжигании топлива в стеклоагрегате, а также при движении топочных газов в пределах агрегата протекает ряд процессов, обусловленных высокими температурами, резкими перепадами температур, взаимодействием с огнеупорными, изоляционными материалами, а также взаимодействием компонентов самих продуктов сгорания в этих условиях.