بررسی کارایی فیلترهای کیسه‌ای در حذف غبار و فلزات سنگین منتشره از کوره‌های قوس الکتریکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی محیط زیست، دانشکدۀ محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی

2 استادیار گروه محیط زیست، دانشکدۀ منابع طبیعی و کویر‌شناسی، دانشگاه یزد

3 دانشجوی دکتری علوم محیط زیست، یزد

چکیده

فرایندهای صنعتی، گستره‌ای از آلاینده‌های گازی و ذرات حاوی عناصر زیان‌آور را به هوا منتشر می‌کنند. در این میان صنایع فولادسازی، از‌جمله منابع عمدۀ انتشار فلزات سنگین به شمار می‌روند و توجه کافی نداشتن به طراحی، نصب، تعمیر و نگهداری سیستم‌های تصفیۀ گازها و غبار در آن‌ها از علل افزایش انتشار این آلاینده‌هاست. با توجه به اهمیت موضوع، در این پژوهش راندمان سیستم فیلترهای کیسه‌ای شرکت فولاد آلیاژی ایران، در حذف ذرات و فلزات منتشره از کوره‌های قوس الکتریکی (EAF) بررسی شد. تعداد20 نمونه ذرات منتشره ازکوره‌هایEAF به روش سیستماتیک در ذوب‌های مختلف هم‌زمان قبل و بعد از سیستم فیلترهای کیسه‌ای، با استفاده از روش استاندارد EPA Method1 به روش ایزوکنتیک EPA Method5 و با استفاده از دستگاه TCR-Tecora برداشت شد. غلظت فلزات سنگین Pb، Cd،Cr و Ni در نمونه‌های اصلی و شاهد، توسط دستگاه VarianSpectr AA100/200 به روش ISO9855 تعیین مقدار شد. نتایج نشان داد راندمان فیلترهای کیسه‌ای در حذف غبارهای خروجی از کوره‌های EAF، به‌طور میانگین 58/99‌درصد بود. بررسی راندمان فیلترهای کیسه‌ای در حذف فلزات در فرم غبار آن‌ها، بیانگر وجود راندمان‌های متفاوت برای حذف فلزات مختلف است. به‌طوری‌که در مطالعۀ حاضر کارایی فیلترهای کیسه‌ای در حذف فلزات مورد نظر به‌ترتیب از بیشترین به کمترین مقدار Ni, Cr, Pb و Cd با مقادیر 3/96، 9/95، 4/95 و 6/84 درصد محاسبه شد. درنهایت اینکه غلظت غبارهای خروجی دودکش از میزان استاندارد کشوری آن کمتر بود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Efficiency assessment of bag filters for removal of dust and heavy metals from emissions of electric arc furnaces

نویسندگان [English]

  • Nabiallah Mansoori 1
  • Farhad Nejadkoorki 2
  • Narjes Mousavian Nadoushan 3
1 Associate Professor of Environmental Engineering Group, Faculty of Environment and Energy, Science and Research Branch, Islamic Azad University
2 Assistant Professor of Environment Department, Faculty of Natural Resources and Desert studies, Yazd Universit
3 PhD Student in Environmental Sciences, Zip code:8917167751, Roshd Alley No.4, Roshd Street, Yazd City
چکیده [English]

Industrial processes release a range of gaseous and particulate pollutants containing heavy metals into the air. Lack of enough attention to the design, installation, repair and maintenance of gas and dust filtration systems in industries, is one of reasons of increasing the emissions of these pollutants. Hereon, the steel making processes is one of emission sources of heavy metals. According to the importance of this issue, in this study, the efficiency of IASCo's bag filters in removal of particles and metals emitted from EAFs was investigated. A total of 20 samples of emitted particulates from EAF furnaces by systematic method were simultaneously harvested in various melting from before and after the bag filter system and using standard method “EPA Method 1” and “EPA Method5” and with TCR-Tecora device. The concentration of heavy metals Pb, Cd, Cr and Ni in the original and control samples was determined with using Varian SpectrAA 100/200 device and ISO 9855 method. The results showed that the concentration of dust in the flue exhaust is lower than the standard rate. Also, according to the obtained results, the efficiency average of bag filters in removal of dust from EAFs, was 99.58 percent. The results of survey of the bag filter efficiency in the removal of metals in dust form, showed different efficiencies for various metals. Thus, in this study the efficiency of the filters in removing metals respectively from highest to lowest was Ni, Cr, Pb and Cd with values ​​96.3, 95.9 , 95.4 and 84.6 percent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bag filters
  • Particulate
  • Heavy metals
  • EAF

 

 

 

  1. EPA, 2003. Air and air emissions testing, part b: Hivol sampling to assess chronic hazard of trace matals in air particulates. Field Sampling Manual, P:40-108.
  2. EPA, 2012. Emission Testing Methodology for Air Pollution. Version 2, August 2012.
  3. Dinis, M. D. L. and Fiuza, A. , 2011. Exposure assessment to heavy metals in the environment: measures to eleminate or reduce the exposure to critical receptors. Business Media B.V., 2011: 27-50.
  4. Farahmand kia, Z., Mehrasbi, M.R., Sekhawatju, M.S., Hasanalizadeh, A.Sh., Ramezanzadeh, Z. , 2009. Study of Heavy Metals in the Atmospheric Deposition in Zanjan, Iran. Iran. J. Health & Environ., 2010, Vol. 2, N0. 4,240-249. (in Persian)
  5. Lopez, F. A. and Lopez-Delgado, A., 2001. Enhancement of Electric Arc Furnace Dust by Recycling to Electric Arc Furnace. Journal of Environmental Engineering, Vol 128, No. 12, December 1, 2002.
  6. Mansouri, N. , Firouzbakhsh, M., Hesami, Z., Alimohammadi, I., 2010. Determination of Aerosol Emission and Bag Filter Efficiency in Fire-Proof Products Industries. Iran Occupational Health, Vol. 8, No. 2, Summer 2011:5-13. (in Persian)
  7. Most, V.D., Veldt, P.F.J., 1993. Emission factors Manual PARCOM-ATMOS, Emission factors for air pollutants 1992, TNO report no. 92-235 (updated in 1993), TNO-MEP, Apeldoorn, Netherlands.
  8. Odabasi M. and Bayram, A., 2009. Investigation of Soil Concentrations of Persistent Organic Pollutants, Trace Elements, and Anions Due to Iron–Steel Plant Emissions in an Industrial Region in Turkey. Water Air Soil Pollut, 2010,No. 213, 375–388.
  9. Passant N. R. , Peirce, M., Rudd, H. J., Scott, D. W., Marlowe, I. and Watterson, J. D., 2002. UK Particulate and Heavy Metal Emissions from Industrial Processes.A report produced for the Department for Environment, Food & Rural Affairs, the National Assembly for Wales, the Scottish Executive and the Department of the Environment in Northern Ireland, AEAT-6270, February 2002.
  10. Pöykiö R. , Mäenpää, A. , Perämäki, P. , Niemelä, M. and Välimäki, I. , 2004. Heavy Metals (Cr, Zn, Ni, V, Pb, Cd) in Lingonberries (Vaccinium vitis-idaea L.) and Assessment of Human Exposure in Two Industrial Areas in the Kemi-Tornio Region, Northern Finland. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 48, 338–343 (2005).
  11. Soltan, M.E. , Rageh, H.M. , Rageh, N.M. and Ahmed, M.E., 2005. Experimental approaches and analytical technique for determining heavy metals in fallen dust at ferrosilicon production factory in Edfu, Aswan, Egypt. Journal of Zhejiang University SCIENCE, 2005 6B(8):708-718.
  12. Tohka, A. and Karvosenoja, N. , 2006. Fine particle emissions and emission reduction potential in Finnish industrial processes. Finnish Envirnment Institute, Report21.
  13. United Nations, Economic Concil for Europe (UNECE), 2013. Best available techniques for controlling emissions of heavy metals and their compounds the source categories listed in annexII. Draft proposal for a guidance document (former Annex III of the HM protocol). Working Group of Strategies and Review, 49th Session, 12-16 September 2011, Geneva. http://www.unece.org/ environmental-policy/treaties/air-pollution/guidance-documents-and-other-methodological-materials/protocol-on-heavy-metals.html.
  14. Wang, J. , Liu, R. , Ling, m. , Yu, P. and Tang, A. 2010. Heavy Metals Contamination and its Sources in the Luoyuan Bay. Procedia Environmental Sciences 2, 2010, 1188–1192.
  15. Wang, Q. ; Bi, X.H. , Wu, J.H., Zhang, Y.F. and Feng, Y.C., 2012. Heavy metals in urban ambient PM10 and soil background in eight cities around China. Environ Monit Assess, DOI 10.1007/s10661-012-2646-5.