8
8.1
8.2
8.3
W celu lepszego zrozumienia treści tego rozdziału czytelnik powinien zapoznać się ze wstępem do niniejszego dokumentu, a w szczególności z jego piątą częścią: „Jak rozumieć i stosować niniejszy dokument”. Techniki oraz związane z nimi poziomy emisji i/lub zużycia, jak również zakresy poziomów, jakie przedstawiono w niniejszym rozdziale, zostały ocenione w toku procesu iteracyjnego obejmującego następujące etapy:
• określenie kluczowych zagadnień dotyczących ochrony środowiska w obrębie danego sektora; w przypadku produkcji i odlewania stali metodą konwertorowo tlenową są to odciąganie i oczyszczanie dymów, odzysk i oczyszczanie gazu konwertorowego oraz zawartość cynku w zebranych pyłach;
• zbadanie technik najistotniejszych z punktu widzenia tych kluczowych zagadnień;
• określenie poziomów emisji optymalnych dla środowiska na podstawie danych dostępnych w Unii Europejskiej i na świecie;
• zbadanie warunków, w których te poziomy emisji zostały uzyskane takich, jak koszty, oddziaływanie na środowisko, głównie cele i motywacja dla wprowadzania tych technik;
• wybór najlepszych dostępnych technik BAT oraz związanych z nimi poziomów emisji i/lub zużycia dla tego sektora w ogóle, zgodnie z art. 2 ust. 11 oraz załącznikiem 4 do dyrektywy.
Europejskie Biuro IPPC i odpowiednia Techniczna Grupa Robocza (TWG) pełniły główną rolę przy fachowej ocenie każdego z tych działań, jak również miały wpływ na sposób przedstawienia ich wyników w niniejszym opracowaniu.
Na podstawie tej oceny w niniejszym rozdziale przedstawiono konkretne techniki oraz – w miarę możliwości – poziomy emisji i zużycia związane ze stosowaniem najlepszych dostępnych technik BAT, które są uważane za odpowiednie dla sektora, jako całości i w wielu przypadkach odzwierciedlają aktualną charakterystykę eksploatacyjną niektórych instalacji w obrębie sektora. Tam, gdzie prezentowane są poziomy emisji lub zużycia „związane z najlepszymi dostępnymi technikami BAT” oznacza to, że poziomy te odzwierciedlają skutki oddziaływania na środowisko, jakie można przewidzieć w wyniku zastosowania w tym sektorze opisanych technik, mając na uwadze bilans kosztów i korzyści stanowiących nieodłączny element definicji BAT. Jednakże nie są to graniczne wielkości emisji czy zużycia i nie powinny być tak rozumiane. W niektórych przypadkach uzyskanie lepszych poziomów emisji lub zużycia może być technicznie możliwe, jednak ze względu na związane z tym koszty lub skutki oddziaływania na środowisko nie są one uważane za właściwe jako BAT dla całego sektora. Poziomy takie mogą jednak być uznane za uzasadnione w bliżej określonych przypadkach, w których występują szczególne okoliczności przemawiające za wdrożeniem danych technik.
Poziomy emisji i zużycia związane z zastosowaniem BAT muszą być rozpatrywane z uwzględnieniem szczególnych warunków odniesienia (np.: okresów uśredniania).
Należy odróżnić opisane powyżej pojęcie „poziomów związanych z zastosowaniem BAT” od określenia „osiągalny poziom” stosowanego gdzie indziej w tym dokumencie. W przypadku, gdy poziom jest opisany jako „osiągalny” przy zastosowaniu danej techniki lub kombinacji technik, oznacza to, że można go uzyskać stosując te techniki po pewnym czasie w dobrze utrzymywanej i obsługiwanej instalacji lub procesie.
Dostępne dane dotyczące kosztów wraz z opisem technik omówionych w poprzednim rozdziale zostały przedstawione łącznie. Wskazują one przybliżoną wielkość przewidywanych kosztów. Jednak rzeczywisty koszt zastosowania danej techniki będzie w dużym stopniu zależał od konkretnej sytuacji z uwzględnieniem, na przykład, wysokości podatków, opłat oraz specyfikacji technicznej dla danej instalacji. Dokładna ocena tych specyficznych dla danego miejsca czynników nie jest w tym dokumencie możliwa. W przypadku braku danych dotyczących kosztów, wnioski odnoszące się do ekonomicznej użyteczności technik zostały sformułowane na podstawie obserwacji istniejących instalacji.
Najlepsze dostępne techniki BAT przedstawione ogólnie w niniejszym rozdziale mają stanowić punkt odniesienia ułatwiający ocenę aktualnych wyników osiągniętych w ramach istniejącej instalacji lub propozycję dla nowej instalacji. Może to się okazać pomocne przy określaniu właściwych warunków „w oparciu o najlepsze dostępne techniki BAT” dla danej instalacji lub w ustaleniu ogólnych, wiążących przepisów zgodnie z art. 9 ust. 8. Przewiduje się, że nowe instalacje mogą być projektowane tak, aby osiągać lub nawet przekraczać ogólne przedstawione tu poziomy właściwe dla BAT.
Dokumenty referencyjne BREF wprawdzie nie ustalają prawnie wiążących norm, lecz mają za zadanie dostarczać informacji stanowiących wskazówki dla przemysłu, Państw Członkowskich i społeczeństwa na temat osiągalnych poziomów emisji i zużycia przy stosowaniu konkretnych technik. Odpowiednie wartości dopuszczalne dla każdego konkretnego przypadku będą musiały zostać określone z uwzględnieniem celów dyrektywy dotyczącej zintegrowanego zapobiegania i ograniczania zanieczyszczeń (IPPC) oraz lokalnych uwarunkowań.
W przypadku wstępnej obróbki surówki, wytwarzania stali metodą konwertorowo tlenową i odlewania ciągłego za najlepsze dostępne techniki BAT uważa się poniższe techniki lub połączenia technik. Ich kolejność ze względu na znaczenie i wybór technik będzie się różniła w zależności od lokalnych warunków. Można również rozpatrywać jakiekolwiek inne techniki lub ich kombinacje, które pozwalają na osiągnięcie takiej samej lub lepszej wydajności i skuteczności; techniki takie mogą być dopiero opracowywane lub być technikami nowo powstającymi lub też mogą być już dostępne, lecz nie wymienione/opisane w tym dokumencie.
1. Obniżenie emisji pyłu powstających w operacji wstępnej obróbki surówki (obejmującej procesy transportu gorącego metalu, odsiarczanie i odżużlanie) za pomocą:
- Skutecznego usuwania pyłów;
- Oczyszczania za pomocą filtrów tkaninowych lub filtrów elektrostatycznych.
Osiągalne są stężenia emisji na poziomie 5-15 mg/Nm³ przy filtrach workowych i 20-30 mg/Nm³ przy filtrach elektrostatycznych.
2. Odzysk i główne odpylanie gazu konwertorowego przy zastosowaniu:
- Spalania tłumionego i
- Suchego filtra elektrostatycznego (w nowych i istniejących instalacjach) lub
- Płukania (w istniejących instalacjach).
Zebrany gaz konwertorowy jest oczyszczany i magazynowany w celu dalszego wykorzystania go jako paliwo. W niektórych przypadkach odzysk gazu konwertorowego może być nieekonomiczny lub niewykonalny ze względu na określoną gospodarkę energetyczną. W takich przypadkach gaz konwertorowy może być spalany, co może być połączone z wytwarzaniem pary. Rodzaj spalania (spalanie pełne lub spalanie tłumione) zależy od lokalnej gospodarki energetycznej.
Zebrane pyły i/lub szlamy powinny być w jak największym możliwym stopniu recyrkulowane. Należy zwrócić uwagę na zwykle wysoką zawartość cynku w pyle/szlamie. Szczególną uwagę należy zwrócić także na emisje pyłu z otworu lancy tlenowej. Otwór ten powinien być zakryty podczas wdmuchiwania tlenu, a w razie potrzeby do otworu lancy powinien być wtryskiwany gaz obojętny w celu rozproszenia pyłu.
3. Odpylanie wtórne, przy zastosowaniu:
- Skutecznego odciągania pyłów podczas ładowania wsadu i spuszczania stali, a następnie oczyszczanie za pomocą filtru tkaninowego lub elektrostatycznego lub przy użyciu innej techniki o takiej samej skuteczności usuwania pyłów. Można osiągnąć skuteczność wychwytywania pyłów na poziomie około 90%. Natomiast w przypadku filtrów workowych można osiągnąć zawartość pyłu resztkowego na poziomie 5-15 mg/Nm³, a w przypadku filtrów elektrostatycznych poziom 20-30 mg/Nm³. Należy zwrócić uwagę na zwykle wysoką zawartość cynku w pyle.
- Skutecznego odciągania pyłów podczas operacji transportu gorącego metalu (operacje przelewania z kadzi do kadzi), odżużlania gorącego metalu i rafinacji pozapiecowej, a następnie oczyszczania za pomocą filtrów tkaninowych lub innych dowolnych technik o takiej samej skuteczności usuwania pyłów. W przypadku tych operacji możliwe jest osiągnięcie współczynników emisji poniżej 5 g/t płynnej stali.
- Tłumienia dymów za pomocą gazu obojętnego podczas przelewania gorącego metalu z kadzi mieszalnikowej (lub mieszalnika) do kadzi wsadowej w celu zminimalizowania ilości wytwarzanych dymów/pyłów.
4. Minimalizacji/obniżenia emisji do wody z pierwotnego odpylania na mokro gazu
konwertorowego przy zastosowaniu następujących przedsięwzięć:
-Jeżeli pozwalają na to warunki przestrzenne można stosować czyszczenie na sucho gazu konwertorowego;
- Recyrkulacja w największym możliwym stopniu wody płuczkowej (np. za
pomocą wtryskiwania CO2 w przypadku systemów spalania tłumionego);
- Koagulacja i sedymentacja zawiesiny; można osiągnąć poziom zawiesiny w wysokości 20mg/l.
5. Obniżenie emisji do wody z bezpośredniego chłodzenia w urządzeniach do ciągłego
odlewania za pomocą:
- Recyrkulacji wody procesowej i chłodzącej w jak największym stopniu;
- Koagulacji i sedymentacji zawiesiny;
- Usuwania oleju za pomocą zbiorników odtłuszczających lub innych efektywnych urządzeń;
6. Minimalizacja odpadów stałych
W przypadku wytwarzania odpadów stałych następujące techniki są uważane za najlepsze dostępne techniki BAT, ułożone według stopnia ich ważności:
- Minimalizacja ilości wytwarzanych odpadów
- Skuteczne wykorzystanie (recykling lub ponowne użycie) odpadów stałych/produktów ubocznych; w szczególności recykling żużlu z konwertora tlenowego oraz grubo- i drobnoziarnistego pyłu z oczyszczania gazu konwertorowego
- Kontrolowane usuwanie niepożądanych odpadów stałych
Zasadniczo, biorąc pod uwagę przedmowę do prezentowanych materiałów, techniki wymienione w pozycjach 1-6 mogą być stosowane zarówno w nowych, jak i istniejących instalacjach (jeżeli nie występują inne wskazania, oraz gdy są spełnione wymienione wcześniej warunki).
8.5 Nowo powstające techniki i przyszłe kierunki rozwoju
Wymienione poniżej techniki zostały zidentyfikowane jako nowo powstające techniki:
- Odlewanie kształtowe i odlewanie poziome;
- Przetwarzanie szlamów/pyłów z dużą zawartością cynku;
- Zastosowanie nowych odczynników w procesie odsiarczania;
- Zastosowanie technik spieniania w procesie wstępnego oczyszczania surówki i rafinacji stali;
- Zastąpienie powietrza nad kąpielą gorącego metalu przez gazy obojętne (CO2, N2).
Odlewanie kształtowe i odlewanie poziome
Opis: W technologii ciągłego odlewania stali obserwuje się stały rozwój. Odlewanie kształtowe i odlewanie poziome są procesami atrakcyjnymi pod względem zastosowań przemysłowych. Procesy te można bezpośrednio łączyć z procesem walcowania na gorąco i dlatego wykazują one kilka zalet w stosunku do konwencjonalnego procesu odlewania ciągłego kęsów płaskich i kęsów.
Status: Technologia ta jest już stosowana na skalę przemysłową w kilku stalowniach na świecie. Dlatego też powinna ona być traktowana jako technika dostępna w przyszłych
dokumentach referencyjnych.
Główne osiągnięcia: Wymienione nowoczesne typy ciągłego odlewania pozwolą na zmniejszenie kosztów inwestycji, uproszczą procesy produkcji, zmniejszą zużycie energii i koszty pracy. Oprócz tego, odlewanie poziome nie wymaga budowy wysokich budynków, niezbędnych aktualnie przy konwencjonalnym procesie ciągłego odlewania.
Bibliografia: [UBA Comments, 1997 –Komentarze UBA, 1997]
Przetwarzanie szlamów/pyłów z dużą zawartością cynku Zn
Opis: Szlamy i pyły z dużą zawartością cynku są wytwarzane podczas procesu oczyszczania gazu konwertorowego i oczyszczania gazu wielkopiecowego. Niemniej jednak, zawartość cynku nie jest wystarczająco wysoka, aby jego powtórne wykorzystanie było opłacalne. Jedynie niektóre z tych szlamów i pyłów mogą być recyrkulowane, dlatego też większość zakładów hutniczych posiada duże złoża szlamów i pyłów z dużą zawartością cynku. W Rozdziale EP.4 opisano procesy brykietowania na gorąco i wytwarzania pelet o wysokiej zawartości cynku z przeznaczeniem do powtórnego zewnętrznego wykorzystania. Technologicznie możliwe jest ekstrahowanie metali nieżelaznych ze wspomnianego szlamu i pyłów, po którym wartościowy „oczyszczony,” pył zawierający żelazo może być zawracany do procesu wytwarzania stali. Odzyskane metale nieżelazne mogą być dalej przetwarzane w przemyśle metali nieżelaznych. To, że żadna metoda nie została dotychczas zastosowana na skalę przemysłową, wynika z wysokiego kosztu przetwarzania szlamu/pyłu.
Na różnych etapach rozwoju możliwe jest zastosowanie następujących metod:
- Proces obrotowego pieca trzonowego (Inmetco);
- Proces fluidyzacyjny (Thyssen);
- Obiegowy proces fluidyzacyjny łoża reaktora;
- Proces wytwarzania zawirowań w mieszalniku;
- Proces plazmowy( Siromelt, Plasmelt);
- Wielozadaniowy tlenowy piec żeliwiakowy.
Status: Istnieją zewnętrzne procesy wykorzystania szlamów/pyłów z dużą zawartością cynku na skalę przemysłową [UBA Comments, 1997 –Komentarze UBA, 1997].
Bibliografia: [Köller, 1995; Komisja Gospodarcza ONZ ds. Europy, 1996; Rentz, 1996; EUROFER (Europejska Konfederacja Przemysłu Żelaza i Stali), Zasadowy konwertor tlenowy, 1997]
Nowe odczynniki w procesie odsiarczania
Opis: Zastosowanie nowych odczynników w procesie odsiarczania może prowadzić do zmniejszenia emisji pyłu i zróżnicowanego (bardziej użytecznego) składu wytwarzanych pyłów.
Status: W trakcie opracowania
Bibliografia: [WE Zasadowy konwertor tlenowy,1995]
Zastosowanie technik spieniania w procesach wstępnej obróbki surówki i rafinacji stali
Opis: Techniki spieniania są preferowane w przypadku wstępnego oczyszczania surówki ze względu na to, że piana absorbuje pył powstający przy przetwarzaniu gorącego metalu.
Status: Aktualnie dostępnych jest kilka technik spieniania.
Bibliografia: [WE, Zasadowy konwertor tlenowy, 1995]
Zastąpienie powietrza nad kąpielą gorącego metalu przez gazy obojętne (CO2,N2)
Opis: Zmniejszenie stężenia O2 nad kąpielą gorącego metalu podczas wstępnego oczyszczania surówki zmniejsza poziom wytwarzania tlenków i pyłu. Cząsteczki tlenu mogą zostać rozproszone za pomocą gazu obojętnego takiego, jak CO2 lub N2.
Status: Próby wykorzystujące CO2 jako gaz obojętny podczas spuszczania surówki z kadzi mieszalnikowej do kadzi stalowniczej (Luksemburg) i podczas ładowania surówki do konwertora tlenowego (Francja) zostały przeprowadzone na skalę przemysłową. W Niemczech przeprowadzono próby zastosowania N2 jako gazu obojętnego.
Oddziaływanie na środowisko: Zastosowanie N2 może prowadzić do emisji NOx.
Puchaczo_o