Implementation of Sustainable Development Conception at the Ukrainian Metallurgy Enterprises
Loading...
Date
2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ScientificWorld-NetAkhatAV, Karlsruhe, Germany
Abstract
UKR: У цьому розділі розглядаються питання та приклади реалізації стратегії сталого розвитку на ПАТ «Нікопольський завод феросплавів» - найпотужнішому українському підприємстві з виробництва феросплавів. Продемонстровано комплексний підхід до вирішення проблем сталого розвитку на цьому підприємстві. Проведено комплексний аналіз основних факторів, що впливають на навколишнє середовище під час агломерації марганцевих руд та подальшої виплавки марганцевих феросплавів. Наведено загальну характеристику пилогазових викидів при виробництві марганцевих феросплавів. Показано, що газоподібні викиди складають 94%, а тверді - 6%. Як приклад реалізації стратегії скорочення об'ємних викидів на ПАТ «Нікопольський завод феросплавів» розглянуто проект будівництва сучасної вітчизняної системи газоочистки - газоаспіраційної станції ГАС-5 (розроблена УкрНТЦ «Енергосталь») продуктивністю 500000 м3/год з рукавним фільтром з імпульсною регенерацією ФРІР-7000. Для оцінки обсягів викидів СО2 в атмосферу при виробництві марганцевих феросплавів завершено математичне моделювання емісії СО2 при агломерації марганцевої руди та її подальшій плавці. Розрахунки показали, що використання феросплавного газу замість природного газу для розпалювання палива в агломерації дозволяє знизити викиди CO2 при виробництві FMn78 на 24-31 кг/т (1,4-1,7%) і при виробництві MnS17 на 19-26 кг/т (1,1-1,4%). Отримана математична модель дозволяє оцінити обсяги викидів СО2 та ефективність технологічних рішень щодо скорочення викидів парникових газів і підвищення енергоефективності. Розглянуто питання скорочення викидів діоксиду вуглецю за рахунок використання феросплавного газу як джерела енергії. Проведено чисельне математичне моделювання розповсюдження пилогазових викидів на основі гауссівської дисперсійної моделі процесу. За результатами чисельного математичного моделювання процесу розповсюдження пилогазових викидів встановлено, що концентрація сполук марганцю (в перерахунку на MnO2) в зоні впливу підприємства не перевищує ГДК 0,001 мг/м3. Максимальна приземна концентрація таких сполук на відстані 500 м від джерел досліджуваних викидів становить 0,0085 мг/м3 (0,85 ГДК), а на відстані 2,5 км - 0,0001 мг/м3 (0,1 ГДК). Розроблена математична модель дозволяє прогнозувати поширення твердих і газоподібних компонентів викидів залежно від метеорологічних умов та оцінювати ефективність природоохоронних заходів щодо зниження техногенного навантаження на довкілля. Показано, що реалізований комплекс заходів з впровадження сучасних систем пилогазоочищення, зниження викидів СО2 та інших заходів зі сталого екологічного розвитку на ПАТ «Нікопольський завод феросплавів» дозволив суттєво покращити екологічну ситуацію в регіоні. Враховуючи поступову адаптацію екологічного законодавства України до стандартів ЄС, рекомендується продовжувати вдосконалення систем газоочистки та подальшу реалізацію екологічних програм.
ENG: This chapter considers the questions and examples of sustainable development strategy implementation at the JSC «Nikopol Ferroalloys Plant» - the most powerful Ukrainian ferroalloys enterprise. The holistic approach to solving sustainable development problems at this enterprise is demonstrated. A complex analysis of the main factors, that hurt the environment during the agglomeration of manganese ores and further melting of manganese ferroalloys is performed. It is given the general characteristic of dust and gas emissions in the production of manganese ferroalloys. It is shown, that gaseous emissions make up 94%, and solid – 6%. As an example of the implementation of volume emissions reduction strategy at JSC «Nikopol Ferroalloys Plant» is considered the building project of a modern domestic gas cleaning system – gas aspiration station GAS-5 (designed by UkrSSTC «Energostal») with a capacity of 500000 m3/hour with bag filter with pulse regeneration ФРІР-7000. For evaluation of the volume of CO2 emitted in the air during the production of manganese ferroalloys, the mathematical modeling of CO2 emission during agglomeration of manganese ores and its further melting is completed. Calculations have shown that the use of ferroalloy gas instead of natural gas for fuel ignition in the agglomeration can reduce CO2 emissions in the production of FMn78 by 24-31 kg/t (1.4-1.7%) and in the production of MnS17 by 19-26 kg/t (1.1-1.4%). The obtained mathematical model allows for estimating the volume of CO2 emissions and the efficiency of technological decisions to reduce greenhouse gas emissions and increase energy efficiency. The issues of reducing carbon dioxide emissions due to using ferroalloy gas as an energy source are considered. Numerical mathematical modeling of dust and gas emissions spreading is performed based on the Gaussian dispersion model of the process. Based on the results of numerical mathematical modeling of the distribution process of dust and gas emissions, it found that the concentration of manganese compounds (in terms of MnO2) in the area of influence of the enterprise does not exceed the MPC 0,001 mg/m3. The maximum surface concentration of such compounds at a distance of 500 m from the sources of the studied emissions is 0.0085 mg/m3 (0,85 MPC) and at a distance of 2,5 km – 0,0001 mg/m3 (0,1 MPC). The developed mathematical model allows us to predict the spreading of solid and gaseous components of emissions depending on meteorological conditions and to evaluate the effectiveness of environmental measures for reducing the technogenic load on the environment. It is shown that the implemented set of measures for introducing modern dust and gas cleaning systems, reducing CO2 emissions, and other measures for sustainable environmental development implemented at JSC "Nikopol Ferroalloys Plant" has significantly improved the ecological situation in the region. Considering the gradual harmonization of Ukraine's environmental legislation with EU standards, it is recommended to continue improving the gas cleaning systems and further implementation of environmental programs.
ENG: This chapter considers the questions and examples of sustainable development strategy implementation at the JSC «Nikopol Ferroalloys Plant» - the most powerful Ukrainian ferroalloys enterprise. The holistic approach to solving sustainable development problems at this enterprise is demonstrated. A complex analysis of the main factors, that hurt the environment during the agglomeration of manganese ores and further melting of manganese ferroalloys is performed. It is given the general characteristic of dust and gas emissions in the production of manganese ferroalloys. It is shown, that gaseous emissions make up 94%, and solid – 6%. As an example of the implementation of volume emissions reduction strategy at JSC «Nikopol Ferroalloys Plant» is considered the building project of a modern domestic gas cleaning system – gas aspiration station GAS-5 (designed by UkrSSTC «Energostal») with a capacity of 500000 m3/hour with bag filter with pulse regeneration ФРІР-7000. For evaluation of the volume of CO2 emitted in the air during the production of manganese ferroalloys, the mathematical modeling of CO2 emission during agglomeration of manganese ores and its further melting is completed. Calculations have shown that the use of ferroalloy gas instead of natural gas for fuel ignition in the agglomeration can reduce CO2 emissions in the production of FMn78 by 24-31 kg/t (1.4-1.7%) and in the production of MnS17 by 19-26 kg/t (1.1-1.4%). The obtained mathematical model allows for estimating the volume of CO2 emissions and the efficiency of technological decisions to reduce greenhouse gas emissions and increase energy efficiency. The issues of reducing carbon dioxide emissions due to using ferroalloy gas as an energy source are considered. Numerical mathematical modeling of dust and gas emissions spreading is performed based on the Gaussian dispersion model of the process. Based on the results of numerical mathematical modeling of the distribution process of dust and gas emissions, it found that the concentration of manganese compounds (in terms of MnO2) in the area of influence of the enterprise does not exceed the MPC 0,001 mg/m3. The maximum surface concentration of such compounds at a distance of 500 m from the sources of the studied emissions is 0.0085 mg/m3 (0,85 MPC) and at a distance of 2,5 km – 0,0001 mg/m3 (0,1 MPC). The developed mathematical model allows us to predict the spreading of solid and gaseous components of emissions depending on meteorological conditions and to evaluate the effectiveness of environmental measures for reducing the technogenic load on the environment. It is shown that the implemented set of measures for introducing modern dust and gas cleaning systems, reducing CO2 emissions, and other measures for sustainable environmental development implemented at JSC "Nikopol Ferroalloys Plant" has significantly improved the ecological situation in the region. Considering the gradual harmonization of Ukraine's environmental legislation with EU standards, it is recommended to continue improving the gas cleaning systems and further implementation of environmental programs.
Description
І. Дерев'янко: ORCID 0000-0002-4518-9535; Ю. Пройдак: ORCID 0000-0001-7380-055X; О. Жаданос: ORCID 0000-0002-9533-9933
Keywords
сталий розвиток, марганцеві феросплави, пилогазові викиди, газоочищення, оксид вуглецю, розподіл пилогазових викидів, гаусова модель дисперсії, sustainable development, manganese ferroalloys, dust and gas emissions, gas cleaning, carbon monoxide, distribution of dust and gas emissions, КЕМ (ІПБТ)
Citation
Derevyanko I., Proidak Yu., Petrenko M., Zhadanos O. Implementation of Sustainable Development Conception at the Ukrainian Metallurgy Enterprises. Scientific Research in Modern Conditions of Instability: Innovative Technology, Transport Development, Architecture and Construction. Monographic series «European Science» : monograph. Karlsruhe: ScientificWorld-NetAkhatAV, 2023. Book 24. Pt. 1. Chpt. 2. P. 35–58. DOI: https://doi.org/10.30890/2709-2313.2023-24-01-013.