Об утверждении расчетной инструкции (методики) по определению состава и количества вредных (загрязняющих) веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух при электролитическом производстве алюминия (с изменениями на 29 ноября 2005 года)

IV. Расчет выбросов оксида углерода в атмосферный воздух
 при электролитическом производстве алюминия

Источником образования оксида углерода является углерод анодной массы, который взаимодействует с кислородом по реакциям:

                     (63)

               (64)

Суммарно эти реакции можно выразить уравнением:

,            (65)

Кроме кислорода, содержащегося в глиноземе, в указанных реакциях участвует кислород, содержащийся в других видах сырья (анодной массе, фтористых солях) и кислород воздуха, взаимодействующий с углеродом при разрушении корки как при выполнении различных технологических операций по обслуживанию электролизеров, так и при обвалах корки. Кроме того, некоторое количество анодного материала окисляется кислородом воздуха в зоне, где отсутствует алюминиевая обечайка, но еще нет корки электролита (для электролизеров с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом), а также в зоне, находящейся выше корки электролита и омываемой отсасываемым воздухом.

Количество кислорода, содержащегося в сырье, составляет в среднем 930 кг/т Al (приложение 5). Расход анодной массы (углерода), как и количество образующихся оксидов углерода, зависит от протекания вторичных реакций, в частности, реакции Будуара (64) (абзац в редакции приказа Ростехнадзора от 29 ноября 2005 года N 892 - см. предыдущую редакцию).

В реальных условиях доля углерода (от расхода анодной массы), подвергающегося окислению в период наличия корки на электролизерах с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом, колеблется от 81 до 87% и в среднем составляет 84%, на электролизерах с самообжигающимися анодами с боковым токоподводом колеблется от 83 до 87% и в среднем составляет 85%, на электролизерах с предварительно обожженными анодами колеблется от 87 до 92% и в среднем составляет 90%.

Количество образующегося под коркой СО рассчитывается по формуле:

,                         (66)

где - количество образующегося оксида углерода, кг/т Al;

- расход анодной массы, кг/т Al;

- доля углерода, подвергшегося окислению под колоколом, доли ед.;

- количество кислорода, окисляющего углерод под колоколом, кг/т Al.

Для корпусов электролиза, оборудованных электролизерами с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом, образующийся в подколокольном пространстве оксид углерода в значительной степени поступает в систему газоотсоса и в горелке окисляется до диоксида углерода. Полнота протекания этого процесса определяется только коэффициентом использования горелок во времени (фактом горения газа в горелках). Остальная часть оксида углерода, количество которой обусловлено неполной эффективностью улавливания газа газосборным колоколом, поступает в атмосферу корпуса электролиза, но и в этом случае примерно половина оксида углерода окисляется до при горении анодного газа.

В зависимости от величины коэффициента эффективности улавливания анодных газов газосборным колоколом количество кислорода, участвующего в окислении углерода, рассчитывается по формуле (приложение 5 к Методике) (абзац в редакции приказа Ростехнадзора от 29 ноября 2005 года N 892 - см. предыдущую редакцию):

,                     (67)

где 930 - количество кислорода, содержащегося в сырье и участвующего в первичном окислении углерода, кг.

Количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух через систему газоотсоса, рассчитывается по формуле:

,                              (68)

где - количество оксида углерода, выбрасываемого в атмосферный воздух через систему газоотсоса, кг/т Al;

- эффективность улавливания анодных газов газосборным колоколом, доли ед.;

- КПИ горелок во времени, доли ед.;

- эффективность дожигания оксида углерода, доли ед.