Значимым источником атмосферных выбросов на доменных, сталеплавильных и ферросплавных металлургических предприятиях являются реакторы. Это связано с процессом загрузки сыпучего сырья, при котором открыто запорное механическое устройство. Это приводит к выбросу под давлением противотоком газов, содержащих азот, серу, угарный газ и аэрозольные частицы тяжелых металлов. Они наносят ущерб здоровью персонала, задействованного в данной технологической операции, и поступают в атмосферу через систему вентиляции с прочими атмосферными выбросами.

ЮУрГУ сообщил о разработке сотрудниками устройства, предотвращающего газовые выбросы из печей металлургических предприятий при загрузке сырья.

Оно представляет собой пневматическое запорное устройство вихревого типа. Запор имеет традиционную конструкцию, но вокруг канала загрузки установлен направляющий аппарат с неподвижными керамическими лопастями, зафиксированными под определенным углом. При открытии запора зона канала загрузки запирается вихрем, что предотвращает выход из нее газов.

Это первое пневматическое запорное устройство, что усложнило его разработку по причине отсутствия методик расчета и профилирования.

Ученые утверждают, что данное устройство полностью исключает газовые выбросы при загрузке сырья. 2% от совокупного количества их в технологическом цикле останется на утечки через зазоры закрытого запора при работе печи, когда пневматическое устройство не функционирует. В результате количество атмосферных выбросов из реактора сокращается пятидесятикратно. Эти расчеты были подтверждены лабораторными экспериментами.

Разработчики уверены в надежности и долговечности нового запора ввиду простоты его конструкции и использования жаростойких материалов.

К тому же новое запорное устройство обеспечивает ряд косвенных преимуществ. Во-первых, оно исключает необходимость автономной системы газоочистки, что повышает эксплуатационный срок засыпного аппарата. Во-вторых, такой запор ускоряет и упрощает загрузку сырья за счет изменения аэродинамических параметров канала: теперь воздушный поток от вихревого устройства увлекает шихту в реактор.