ارايه رهيافتي علمي در كاهش آلايندگي صنايع فولاد استان اصفهان

A Practical Approach to Pollution Reduction in Isfahan Province Steel Making Plants

امروزه بحران آلودگي هوا افزون بر تاثيرات زيست محيطي، داراي واكنش‌هاي اجتماعي و سياسي نيز است. استان اصفهان با داشتن حجم بالايي از صنايع آلاينده، درگيري بيشتري با اين مسيله دارد. از اين رو به نظر مي‌رسد بهترين راه براي تغيير فضاي موجود، ارايه روشهاي علمي براي حذف و كاهش ميزان آلاينده‌هاي توليد شده به وسيله صنايع است. با توجه به اهميت چنين مسيله‌اي، كاهش آلايندگي صنايع فولاد اصفهان در اين مطالعه مورد توجه قرار گرفته است. بدين منظور بايد منابع توليد آلودگي در اين صنايع شناسايي شوند. يكي از مهمترين منابع توليد آلودگي، گازهاي خروجي از كوره‌هاي قوس الكتريكي بوده كه حاوي مقادير زيادي از مونواكسيدكربن و ذرات معلق است. يكي از تجهيزاتي كه در اين تحقيق به معرفي و شبيه‌سازي عددي آن اقدام شده است، سيستم‌هاي جذب دوده و غبار هستند كه از طريق انجام واكنش‌هاي احتراقي و روشهاي مختلف فيلتراسيون منجر به حذف گازهاي آلاينده و ذرات غبار همراه با آن مي‌شود. در اين تحقيق چنين سيستمي با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي مورد تحليل قرار گرفته و تاثير تغيير مشخصه‌هاي عملكردي روي حذف آلاينده‌ها، كاهش دماي گازها و همچنين غلظت ذرات معلق مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد، افزايش حجم هواي اضافه شده به مخلوط دماي بالا، موجب تبديل و كاهش غلظت آلاينده‌هايي از قبيل مونواكسيدكربن مي‌شود، ليكن با توجه به افزايش تعداد مول‌هاي واكنش‌دهنده‌، دما و سرعت مخلوط افزايش، در نتيجه امكان نشست و بازده جداسازي ذرات معلق، كاهش مي‌يابد.

Today, in addition to environmental effects, air pollution has economical, social and political consequences. Such a problem is more striking in metropolitans where a cumulating population, vehicles and industries, altogether produce large amounts of pollution. A discernible example is Isfahan city and province, where due to its large steel-producing facilities, as well as the other large facilities and manufacturing plants, solutions to clean air and environment is a demanding task. Regarding to this importance, in the current paper, fume extraction systems of steel manufacturing plants are studied numerically and the effect of various parameters as fresh air inlet gap size, fume temperature and composition as well as the dust size is investigated. To aim this goal a precise 3D model of the entire system and the proper computational grid is generated and system of governing equations for the reactive turbulent two-phase flow is solved using a Finite-Volume based code. The results confirm that although increasing the gap size may lead to a reduction in CO volume fraction, but an increase in products temperature is inevitable. Besides, it is shown that, despite the high efficiency of settling chamber in removing the large size dust particles (greater than 45 micron), it has a poor efficiency in eliminating the smaller size particles.