Экологически чистая металлургия. Раздел : ресурсосбережение и экология в металлургии

№949 

Кафедра электрометаллургии стали и ферросплавов 

Л.М. Симонян, К.Л. Косырев 

ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ 

Раздел: Ресурсосбережение и экология в металлургии 

Практикум 

для студентов специальности 1101 

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом института 

МОСКВА 2002 

УДК 504 

С 37 

С 37 
Симонян Л.М. Экологически чистая металлургия: Практикум. - М.: МИСиС. 2002. - 74 с. 

Практикум включает задачи по вопросам ресурсосбережения и экологии и предназначен для практических и семинарских занятий, а также 
самостоятельной работы студентов. 

Практикум состоит из трех частей и приложения. В первой части 
(«Оценка экологической эффективности проектных и технологических решений») рассматриваются общие теоретические вопросы и методики расчетов. Вторая часть («Ресурсосбережение и экология в металлургии») включает 6 задач, третья часть («Ресурсосбережение и экология при производстве 
электростали») содержит 7 задач. Структура каждой задачи включает ее 
формулировку, исходные данные. изложение теории и собственно решение. 
В конце каждой задачи приводятся литературные ссылки. позволяющие 
более подробно ознакомиться с соответствующим материалом. 

Практикум предназначен для студентов специальности 1101 «Ресурсосбережение и экология в металлургии» и «Электрометаллургия стали 
и ферросплавов» в рамках курсов «Экологически чистая металлургия» и 
«Ресурсосбережение и экология при выплавке электростали». 

© Московский государственный 
институт стали и сплавов 
(Технологический университет) 
(МИСиС) 2002 

2 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

1. Оценка экологической эффективности проектных и 
технологических решений 
5 

2. Ресурсосбережение и экология в металлургии 
14 

Задача! 
14 

Расчет эколого-экономической эффективности вариантов 
утилизации конвертерного газа 
14 

Задача 2 
17 

Расчет экономической эффективности вариантов очистки газов 
17 

Задача 3 
18 

Оценка токсичности металлургической пыли 
18 

Задача 4 
21 

Оценка экономичности переработки пыли 
21 

Задача 5 
23 

Оценка экономичности переработки пыли, содержащей 
цветные металлы 
23 

Задача 6 
26 

Экологическая характеристика различных технологических 
схемах производства стали 
26 

Задача 7 
30 

Оценка предотвращенного ущерба после реконструкции 
электроплавильного цеха (ЭСПЦ) 
30 

Задача 8 
32 

Расчет платы за загрязнение окружающей среды 
32 

3. Ресурсосбережение и экология при производстве 
электростали 
36 

Задача 9 
36 

Расчет экологического ущерба при производстве электростали 
36 

Задача 10 
37 

Вклад в выбросы ДСП потребляемой электроэнергии 
37 

Задача 11 
38 

Экологический ущерб при использовании разных технологий 
38 

Задача 12 
40 

Расчет расхода электродов и выбросов оксидов углерода в 
атмосферу 
40 

Задача 13 
47 

3 

Расчет общего объема газов на выходе из рабочего 
пространства ДСП 
47 

Задачам 
49 

Определение максимального объема и состава газов 
образующихся в ДСП 
49 

Задача 15 
52 

Определение температуры газов на выходе из рабочего 
пространства ДСП 
52 

Задача 16 
54 

Расчет концентрации оксидов азота в отходящих из ДСП газах 
54 

Задача 17 
56 

Расчет ущерба, наносимого окружающей среде до и после 
реконструкции ЭСПЦ 
56 

Приложение 1 Материальный баланс плавки 
59 

Приложение 2 Расчет параметров газовоздушной смеси перед 
электрофильтрами 
65 

Приложение 3 Основные результаты эксплуатации 
электродуговых печей с шахтой для подогрева лома 
69 

Приложение 4 Сравнительные эколого-экономические 
показатели 
70 

Приложение 5 Коэффициент относительной опасности 
(агрессивности) а^ для некоторых веществ 
71 

Приложение 6 Выбросы в атмосферу до и после очистки. кг/т 
продукции 
72 

Приложение 8 Удельные выбросы по металлургическим 
переделам в зависимости от уровня прогрессивности 
производства (кг/т продукции) 
73 

4 

1. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ 

ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТНЫХ И 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 

Для оценки экологической эффективности проектных и технологических решений используются различные подходы. 

Важнейшими экономическими показателями экологического 
ущерба являются затраты: 

- на компенсацию отрицательных выбросов. поступающих в 
окружающую среду; 

- необходимые для уменьшения выбросов в окружающую 
среду; 

- на возмещение потерь сырья и продуктов с выбросами. 
Они включают затраты на строительство и эксплуатацию 

природоохранных систем, на разработку и внедрение новых, экологически чистых технологий, а также на создание и эксплуатацию 
систем контроля за состоянием окружающей среды. 

При определении приведенных затрат на единицу продукции 

3 = С + Ен-К 
(1.1) 

необходимо учитывать экономический ущерб окружающей 
среде Уос. Поэтому в это уравнение вводят Уос в качестве самостоятельной составляющей 

3 = С + Уос + Ен-К, 
(1.2) 

где С - себестоимость единицы продукции без учета ущерба, руб/ед. 
продукции; 
Ен = 0.15 - нормативный коэффициент эффективности; 
К - удельные капиталовложения, руб/ед. продукции. 

Под экологическим ущербом подразумеваются фактические 
или возможные потери, отрицательные изменения в природе, которые обусловлены загрязнением окружающей среды и могут быть выражены в денежной форме. 

Экологический ущерб может быть фактическим (расчетным). 
возможным и предотвращенным. 

Фактический ущерб - фактический урон. наносимый обществу в результате загрязнения окружающей среды действующим 

5 

предприятием (участком, цехом, технологией) - новым или после 
внедрения природоохранных мероприятий. 

Возможный ущерб - ущерб. который мог бы быть нанесен 
при отсутствии природоохранных мероприятий (в базовом варианте). 

Предотвращенный ущерб - разность между возможным и 
фактическим ущербами в определенный момент времени. 

В случае нового строительства за базовый вариант принимают действующий природоохранный участок (цех, установка). аналогичный проектируемому, при реконструкции - участок (цех, установка) до проведения реконструкции. при оценке новых технологий 
за базовую принимается старая технология. 

В настоящее время не существует единого подхода в оценке 
экологической и эколого-экономической эффективности существующих и разрабатываемых проектов (технологий). Ниже приведены 
некоторые методики учета отдельных экологических характеристик- ущерба окружающей среде. платежей за загрязнение, капитальных и эксплуатационных затрат. 

• 
Эколого-экономический эффект от внедрения проектируемых природоохранных мероприятий определяется как разница 
между достигнутыми на конец рассматриваемого периода результатами и затратами на осуществления проекта за конкретный период 
времени (метод определения чистой текущей стоимости по методу 
потока наличности). 

В общем виде формула для оценки эффективности реализации природоохранного мероприятия на предприятии, в результате 
которого улучшается экологическая ситуация и выпускается побочная (дополнительная) продукция имеет следующий вид: 

Э = У ^^"" + ^ " - ^ - + ^ ^ - + АТр - 3 + Ам) _ ^ 

где Рпп - годовой объем побочной продукции в ценовом выражении. 
полученный в результате внедрения природоохранного мероприятия. руб; 
АП - сокращение платежей за загрязнение окружающей среды, 
хранение отходов, вторичного загрязнения окружающей среды, 
сокращение платежей в смежных отраслях, руб; 
Этех - экономический эффект, полученный в основном металлургическом производстве в результате внедрения природоохранного мероприятия, руб; 

6 

АЗо.. - изменение текущих и капитальных затрат на сбор и хранение отходов. обусловленное внедрением природоохранного 
мероприятия, руб; 
АТр - сокращение (увеличение) транспортных расходов. руб; 
3 - годовые текущие затраты на эксплуатацию природоохранного комплекса, руб; 
KB, - капитальные вложения на природоохранное мероприятие в 
период времени t, руб; 
Ам - амортизация. начисляемая на природоохранный комплекс, 
руб; 
t^n- 
время, на которое рассчитан проект, лет; 
г - учетная ставка банка, если средства берутся в кредит. 

Стоимость побочной продукции определяется по формуле 

Рпп = Цпп-0„„ 
(1.4) 

где Цпп - цена единицы побочной продукции. руб/т; 
Опп - объем выпуска побочной продукции. т. 

Экономический эффект отражает непосредственное влияние 
природоохранного комплекса на технико-экономические показатели 
работы основного металлургического производства. 

Затратная часть включает все капитальные вложения и текущие эксплуатационные расходы на осуществление природоохранного мероприятия. 

• 
Полный годовой эколого-экономический эффект определяется по формуле: 

Эг = Эр-Зпо, 
(1.5) 

где Зпо - природоохранные затраты, руб; 

Эр - экономический результат, получаемый от внедрения природоохранных мероприятий. руб. 

Природоохранные затраты рассчитываются по формуле: 

3„о = 3„ + Е-К„ + У, 
(1.6) 

где Зп - годовые затраты на обслуживание и содержание природоохранного комплекса (эксплуатационные затраты). руб; 
Кп - капитальные затраты на природоохранные мероприятия. 
руб; 
Е - коэффициент сравнительной экономической эффективности; 

7 

у - плата за ущерб. наносимый окружающей среде. 

В качестве капитальных вложений могут выступать как собственные средства, так и заемные (например. кредиты коммерческого банка, государственный кредит и т.д.). Это необходимо учитывать 
при расчете показателя сравнительной экономической эффективности и обосновании величины коэффициента сравнительной экономической эффективности. 

• 
Экономический результат от внедрения природоохранных мероприятий рассчитывается по формуле: 

ЭР=ЕО„„Ц„„+ХАП±ЕАЗ„..±1:Э, 

где Опп - объем побочной продукции, полученной в результате внедрения природоохранных мероприятий м^ т, штук; 
Ц„„ - цена единицы побочной продукции, руб/м^ руб/т, руб/шт; 

2]0„„Ц„„ - годовой объем побочной продукции (ППц). полу
ченный в результате внедрения природоохранных мероприятий, 
руб; 

^ АП - сокращение платежей за загрязнение окружающей сре
i=\ 
ды, руб; 
АЗо.. - изменение текущих и капитальных затрат за сбор и хранение отходов, обусловленное внедрением природоохранных мероприятий. руб; 
т - количество наименований побочной продукции; 
/-число ингредиентов, по которым сокращены платежи за загрязнения окружающей среды; 
yt- количество видов отходов, требуемых хранения; 
Э^ех - экономический эффект (+) или дополнительные затраты (-) 
в основном металлургическом производстве, связанные с внедрением природоохранного мероприятия, например. экономия от 
снижения расхода электроэнергии. электродов и т.д.. руб. 

• 
Экологический ущерб, наносимый атмосфере можно 
рассчитать по упрощенной формуле. руб/год: 

8