بررسی آلودگی هوای ناشی از صنعت فروسیلیس (مطالعه موردی: کارخانه فروآلیاژ ایران، لرستان)

مهرجو, فرزاد; باغخانی پور, محمدصابر; علم, امیر

doi:10.22111/jneh.2023.43635.1923

بررسی آلودگی هوای ناشی از صنعت فروسیلیس (مطالعه موردی: کارخانه فروآلیاژ ایران، لرستان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مرکز پژوهش و فناوری علم و توسعه، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

10.22111/jneh.2023.43635.1923

چکیده

فروسیلیسیم در تولید فولاد و چدن به عنوان اصلاح کننده استفاده می‌‌شود. از مهم‌‌ترین آلاینده‌‌های صنایع تولید کننده فروسیلیسیم می‌‌توان به ذرات معلق (PM2.5 و PM10) و گرد و غبار، گازهای مونوکسید کربن (CO)، دی‌‌اکسید کربن (CO2)، اکسیدهای نیتروژن (NOx) و اکسیدهای گوگرد (SOx) اشاره کرد. هدف از این مطالعه بررسی وضعیت محیط‌‌زیستی آلودگی هوای کارخانه فروآلیاژ ایران با بررسی تجهیزات کنترل کننده آلاینده‌‌های هوا بوده است. کارخانه فروآلیاژ ایران با ظرفیت تولید 60 هزارتن فروسیلیسیم در استان لرستان واقع بوده و آلاینده‌‌های هوا در سال‌‌های 1399 و 1400 اندازه‌‌گیری شدند. گازها و گرد و غبار خروجی از دودکش به ترتیب با دستگاه‌‌های XL 350 و سنجش ذرات پرتابل Westechو ذرات معلق محیطی با دستگاه Dust Trak 8520 اندازه‌‌گیری شدند. سپس تجزیه و تحلیل داده‌‌ها با استفاده از نرم‌‌افزارهای SPSS و Excel انجام شدند. به‌‌ طوری که بررسی نرمال بودن داده‌‌ها با استفاده از آزمون کولموگروف-اسمیرنوف و مقایسه میانگین داده‌‌ها با استانداردهای آلودگی با استفاده از آزمون t تک نمونه صورت گرفت. نتایج نشان دادند که تمامی پارامترهای اندازه‌‌گیری شده شامل گازهای خروجی از دودکش و گرد و غبار و ذرات معلق محیطی PM2.5 و PM10 در طی سال‌‌های مورد مطالعه 1399 و 1400 طبق استاندارد بوده و هیچ گونه آلودگی هوا در کارخانه وجود نداشته است. داشتن تجهیزات محیط‌‌زیستی مناسب از جمله لوله‌‌های U شکل برای خنک کردن دود انتقالی حاوی گازها از قسمت کوره به بخش سالن غبارگیر، جداکننده سیکلونی برای غبارگیری و جمع‌آوری ذرات معلق و فیلترهای کیسه‌‌ای در سالن غبارگیر برای جمع‌‌آوری ذرات و فیلتر کردن غبار بوده است. همچنین فضای سبز با تشکیل بیش از 60 درصد از فضای کارخانه، نقش بسیار مؤثری در کاهش آلودگی هوای کارخانه داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مدیریت محیط زیستی

عنوان مقاله [English]

Investigating air pollution caused by the ferrosilicon industry (Case study: Iran Ferroalloy Factory, Lorestan)

نویسندگان [English]

Farzad Mehrjo
Mohammadsaber Baghkhanipour
Amir Alam

Research and Technology Center of Science and Development, University of Science & Technology, Iran

چکیده [English]

Ferrosilicon is used in the production of steel and cast iron as a modifier. The most important pollutants in the ferrosilicon industry are particulate matter (PM2.5 and PM10) and dust, carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), nitrogen oxides (NOx), and sulfur oxides (SOx). The purpose of this study was to investigate the environmental status of air pollution in Iran's ferroalloy industry by examining air pollutant control equipment. Iran's ferroalloy factory with a production capacity of 60 thousand tons of ferrosilicon is located in Lorestan province and air pollutants were measured in the years 2020 and 2021. The exhaust gases and dust were measured with the XL 350 and Westech portable particle detectors and environmental particulate matter with the Dust Trak 8520, respectively. The data analysis was done using SPSS and Excel software. So that the normality of the data was reviewed using the Kolmogorov-Smirnov test and the average of the data was compared with the pollution standards using the one-sample t-test. The results showed that all measured parameters of flue gases, dust, and ambient particulate matter PM2.5 and PM10 during the studied years 2020 and 2021 were according to the standard and there was no polluted air in the factory. Having suitable environmental equipment, including U-shaped pipes to cool the transfer smoke-containing gases from the furnace area to the dust collection hall (Baghouse), a cyclone separator for dust removal and the collection of particle matter (PM), and bag filters in the dust collection hall (Baghouse) have been used for collecting particle matter (PM) and filtering dust. Also, the green space, with more than 60% of the factory space, has played a very influential role in reducing the air pollution of the factory.

کلیدواژه‌ها [English]

Ferrosilicon
Air pollutants
Filter
Baghouse
Green Space

مراجع

آقاملایی، ایمان؛ لشکریپور، غلامرضا؛ غفوری، محمد. (1394). ارزﻳﺎﺑﻲ آﻟﻮدﮔﻲ ﻫﻮا ﻧﺎﺷﻲ از ﺻﻨﻌﺖ ﺳﻴﻤﺎن: ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻣﻮردی ﻛﺎرﺧﺎﻧﻪ ﺳﻴﻤﺎن ﻛﺮﻣﺎن. دوماهنامه سلامت کار ایران، 12(2)، 80-92. http://ioh.iums.ac.ir/article-1-1314-en.html

رشیدیفرد، مارال؛ رشیدی، یوسف؛ امیری، مجید. (1397). مدل‌سازی انتشار و محاسبه ریسک آلایندههای هوای ناشی از مجتمع فولاد. فصلنامه بهداشت در عرصه، 6(3)، 27-35. https://journals.sbmu.ac.ir/en-jhf/article/view/24322/0

قانون نحوه جلوگیری از آلودگی هوا. (13۷4). مصوب مجلس شورای اسلامی ایران.

تصویبنامه در خصوص تعیین حد مجاز استانداردهای خروجی از کارخانجات و کارگاههای صنعتی. (1395). مصوبات هیات وزیران.

غیاثالدین، منصور؛ مصداقینیا، علیرضا؛ شریعت، سیدمحمود؛ نظمآرا، شاهرخ. (1380). بررسی ضرایب انتشار آلایندهای هوا ناشی از صنایع شیمایی در محدوده تهران. نشریه تحقیقات و نظام سلامت حکیم، 4(1)، 69-76.

کریمیقوزلو، رضا؛ احمدی، آیدا؛ عباسپور، مجید؛ عباسزاد، نصرتالله. (1400). ارزیابی ذرات معلق محیطی PM₁₀ و PM_2.5با روش شاخص کیفیت هوا (مطالعه موردی: مجتمع صنعتی سیمان تهران). نشریه علوم و تکنولوژی محیطزیست، 23(8)، 155-167. https://doi.org/10.30495/jest.2020.30146.3867

Els, L., Fereday, F., Vorster, O. (2010). Major ferroalloy producer improves the furnace fume control system by installing baghouse with membrane filter bags. https://www.pyro.co.za/InfaconXII/155-Els.pdf

Faridi, S., Shamsipour, M., Krzyzanowski, M., Künzli, N., Amini, H., Azimi, F., Naddafi, K. (2018). Long-term trends and health impact of PM_2.5and O₃ in Tehran, Iran, 2006–2015. Environment International, 114, pp 37-49. https://doi.org/10.1016/j.envint.2018.02.026

Haque, N., Norgate, T. (2013). Estimation of greenhouse gas emissions from ferroalloy production using life cycle assessment with particular reference to Australia. Journal of cleaner production, 39, pp 220-230. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2012.08.010

Hualin, W., Zhang, Y., Jiangang, W., Honglai, L.I.U. (2012). Cyclonic separation technology: researches and developments. Chinese Journal of Chemical Engineering, 20(2), pp 212-219. https://doi.org/10.1016/S1004-9541(12)60381-4

Hycnar, J.J., Borowski, G., Jozefiak, T. (2014). Conditions for the preparation of stable ferrosilicon dust briquettes. Inzynieria mineralna, p 15.

Karimi, A., Shirmardi, M., Hadei, M., Birgani, Y. T., Neisi, A., Takdastan, A., Goudarzi, G. (2019). Concentrations and health effects of short-and long-term exposure to PM_2.5, NO₂, and O₃ in ambient air of Ahvaz city, Iran (2014–2017). Ecotoxicology and environmental safety, 180, pp 542-548. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.05.026

Kanaoka, C. (2019). Fine particle filtration technology using fiber as a dust collection medium. KONA Powder and Particle Journal, 36, pp 88-113. https://doi.org/10.14356/kona.2019006

Kero, I., Naess, M. K., Tranell, G. (2015). Particle size distributions of particulate emissions from the ferroalloy industry evaluated by electrical low-pressure impactor (ELPI). Journal of Occupational and environmental hygiene, 12(1), pp 37-44. https://doi.org/10.1080/15459624.2014.935783

Kero, I., Gradahl, S., Tranell, G. (2017). Airborne emissions from Si/FeSi production. Jom, 69, pp 365-380. https://doi.org/10.1007/s11837-016-2149-x

Liang, G., Fu, W., Wang, K. (2019). Analysis of t-test misuses and SPSS operations in medical research papers. Burns & Trauma, 7(31), pp. 1-5. https://doi.org/10.1186/s41038-019-0170-3

Mc Dougall, I. (2013). Ferroalloys processing equipment. In Handbook of Ferroalloys (pp. 83-138). Butterworth-Heinemann. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-097753-9.00004-6

Mishra, P., Pandey, C. M., Singh, U., Gupta, A., Sahu, C., Keshri, A. (2019). Descriptive statistics and normality tests for statistical data. Annals of cardiac anesthesia, 22(1), p. 67. https://doi.org/10.4103%2Faca.ACA_157_18

Nygard, H.S., Meyer, J., Di Felice, L., Eldrup, N.H., Haug, A.T., Olsen, E. (2019). Techno-economic study of the CCMS Technology for CO₂ capture from ferrosilicon production.

Panjwani, B., Pettersen, T., Wittgens, B. (2020). Controlling Flue Gas Temperature From Ferro Silicon Submerged Arc Furnaces (SAF) Using Flue Gas Recirculation (FGR). In 14th International Conference On CFD In 6 Oil & Gas, Metallurgical And Process Industries Sintef, Trondheim, Norway, October 12–14, 2020. Sintef Academic Press.

Panjwani, B., Olsen, J.E. (2013). Combustion and mechanisms for NOx formation in ferrosilicon electric arc furnaces. In European combustion meeting, ECM 2013 (Vol. 7).

Petrov, D., Movchan, I. (2017). A comprehensive evaluation of anthropogenic load on environment components under conditions of ferroalloy manufacture. Ecology, Environment and Conservation. 23, pp 539-543.

Rahman, M.A., Zawad, M.F.S., Priyom, S.N. (2020). Potential use of micro silica in concrete: a critical.

Sævarsdottir, G., Kvande, H., Magnusson, T. (2021). Greenhouse gas emissions from silicon production-development of carbon footprint with changing energy systems. Available at SSRN 3926088. http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.3926088

Shrestha, S., Baral, B., Dhital, N.B., Yang, H.H. (2021). Assessing air pollution tolerance of plant species in vegetation traffic barriers in Kathmandu Valley, Nepal. Sustainable Environment Research, 31(1), pp 1-9. https://doi.org/10.1186/s42834-020-00076-2

Zhang, H., Sun, W., Li, W., Wang, Y. (2022). Physical and chemical characterization of fugitive particulate matter emissions of the iron and steel industry. Atmospheric Pollution Research, 13(1), p 101272. https://doi.org/10.1016/j.apr.2021.101272.