钢铁行业 废水.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除2.5 典型污染物和最佳可行污染物控制技术251废气(1) 钢铁行业废气污染的特点 废气排放量大，污染面广钢铁行业是资源能源密集型产业，其特点是产业规模庞大、生产工艺过程长、资源能源消耗高和环境影响较大。从金属矿石的开采，到产品的最终加工，需要经过很多工序，其中一些主体工序的资源能源消耗量很大，同时由于传统的冶金生产工艺技术发展的局限性，从而产生较为严重的环境影响。据近年全国调查统计表明，钢铁企业生产过程中释放的废气，其吨钢的废气排放量约为20000m3 (标准状况)，废气年排放量占全国工业总排放量的l6，居第二位。 烟尘颗粒细，吸附力强钢铁企业冶炼过程中排放的多为氧化铁烟尘，其粒径在10m以下占多数。由于尘粒细，比表面积大，吸附力强，易成为吸附有害气体的载体。 废气温度高，治理难度大冶金窑炉排出的废气温度一般为4001000，最高可达14001600。在钢铁企业中，有13烟气净化系统处理高温烟气，处理烟气量占整个钢铁企业总烟气量的23。高温烟气的治理直接关系到钢铁企业烟尘控制的水平。由于烟气温度高，对管道材质、构件结构以及净化设备的选择均有特殊要求，烟气的冷却处理技术难度大，设备投资高；高温烟气中含硫、水、CO，使烟气在净化处理时，必须妥善处理好“露点”及防火、防爆问题。所有这些特点，构成了高温烟气治理中的艰巨性和复杂性。 烟气阵发性强，无组织排放多在钢铁联合企业中，焦炉装煤、出焦；高炉出铁、出渣、开堵铁口；转炉兑铁水、吹氧冶炼、出钢；电炉加料、熔化、氧化、还原、出钢以及浇注钢锭等冶炼过程，其烟气的产生具有阵发性，而且随冶炼过程的不同，散发烟气量也不同，波动极大。一般净化系统主要是控制烟气最大的冶炼过程(即一次烟气)，而对一次集尘系统未捕集到，和其他辅助工艺过程中所散发的烟气(即二次烟气)，形成了无组织地通过厂房或天窗外逸。通常一次烟气中的烟尘约占总烟尘量的9093，而二次烟气中的烟尘虽仅占710左右，但其尘粒细、分散度高，对环境的污染影响更大。 废气具有回收价值钢铁生产排出的废气中，高温烟气的余热可以通过热能回收装置转换为蒸汽或电能；炼焦及炼铁、炼钢过程中产生的煤气，已成为钢铁企业的主要燃料，并可外供使用；各废气净化过程中所收集的尘泥，绝大部分含有氧化铁成分，可采用各种方式回收利用。(2) 废气控制现状 废气处理率逐年提高冶金行业近年主要污染物排放总量，2002年与2000年相比，在钢产量大幅度增长的情况下，主要污染物排放量有所减少。2002年，SO2、烟(粉)尘排放量分别比2000年减少5.2和20.7。各项环保指标也有不同程度的改善或保持一定的水平，废气处理率和排放达标率分别由96.01和90.66，提高到97.76和94.36。但我国钢铁行业环境保护与国外先进水平仍存在较大差距，国内企业之间也很不平衡。 控制技术不断发展钢铁行业的废气治理技术，近年来进展较快，对烟尘控制，基本上有一套有效、实用、成熟的方法。a系统机械化、自动化水平逐步提高随着钢铁企业向大规模、大功率、设备集中化方面发展，废气控制系统由单点、小系统发展成多点、大系统。而且系统中配置了设备联锁、超温报警、差压控制、自动启闭等自动化装置，进而实现了净化系统的运转程序控制，以及与生产计算机联机运行。如OG法纯氧顶吹转炉煤气安全回收自动控制技术日臻完善，炉口微差压调节，煤气成分自动连续测定，含氧量超过规定值自动放散等装置已广为应用。b高温烟气净化技术日趋成熟钢铁企业中的顶吹氧气转炉、电炉、高炉出铁场、铁合金电炉等高温烟气净化，基本上总结出一套行之有效的净化处理流程及其净化设备的选型。废气中烟尘排放浓度可达100mgm3。(标准状况)以下，最低可达1020mgm3。(标准状况)，完全符合国家排放标准。每吨钢可回收烟尘10kg左右。c烟尘的净化回收技术从湿法向干法转变。鉴于湿法回收尘带来的废水和污泥处理问题，目前已逐步将湿法改为干法。如大型燃煤锅炉烟尘，逐步采用静电收尘代替传统的水膜除尘；550m3以下的高炉煤气采用布袋干法净化技术已成熟，目前太钢、武钢的大型高炉已采用煤气干法净化装置，宝钢引进的转炉煤气干式电除尘技术(LT法)为国内提供了样板工程。 存在的主要技术问题钢铁企业废气污染治理虽然取得显著成效，但还有一些突出的技术问题尚待解决。a含SO2和NOX废气缺乏有效控制方法钢铁企业产生SO2和NOX废气，目前尚无经济有效的控制方法，需要积极研究解决。b对阵发性和无组织排放烟尘的控制，需进一步完善钢铁企业还有各生产工艺中的阵发性和无组织排放的大量烟尘，目前虽有一定的治理措施，但其设备庞大、投资高、能耗大，在实施中尚有一定难度。为此，应从技术上、经济上以及配合工艺的改进上加以进一步解决。c亟待开发高效节能型的净化设备和技术废气净化设备的能耗较高，影响到钢铁生产成本。特别是集中化、大型化的废气控制设施的能耗问题，更为突出。为此，进一步开发高效节能型的净化设备和治理技术，已成为当前钢铁行业废气控制的当务之急。(3) 废气污染控制对策钢铁行业废气控制必须贯彻综合治理的原则，应以推行清洁生产、降低能耗、革新工艺、废气净化、综合利用等方面进行综合整治。 控制物料、能源的消耗钢铁生产能耗的高低，不仅反映企业的装备、工艺技术和操作管理水平，而且也是衡量环保水平的一个重要指标。钢铁厂的能耗主要指每生产1t钢所消耗的标准煤吨数。国际上的先进指标为0.6t0.8t标煤t钢，2002年我国钢铁行业综合能耗为0.803t标煤t钢，虽已接近先进指标，但其中仍有部分企业的指标较高。一个年产600万吨钢的钢铁联合企业吨钢能耗每降低0.1t标煤，每年即可减少排放废气50亿立方米，能耗指标的先进，意味着从根本上减轻对大气的污染。降低钢铁企业能耗，可以通过工艺装备结构、产品结构的调整、工艺技术的升级，降低炼铁焦比与燃料比，提高生产过程的连续化以及二次能源的回收利用，如干熄焦、烧结矿的废热利用，回收焦炉、高炉、转炉煤气，回收余热，高炉煤气余压发电等措施加以实现。 革新工艺，消除污染对钢铁企业中至今仍存在着的化铁炼钢、平炉炼钢、叠轧薄板、土烧结等陈旧落后的生产设备，其原料消耗多、成本高、质量差，而且污染严重，单纯采用治理措施，难以解决，应在工艺和设备更新过程中逐步淘汰。采用高炉喷煤、干熄焦、连铸取代模铸、钢坯热装热送、连铸连轧，淘汰平炉建设转炉等新工艺代替老工艺“及烧结机铺底料、烧结矿冷返矿配料、焦炉的无烟装煤等技术，从生产流程中彻底减少污染物产生。 推广有效的控制措施，控制污染我国钢铁行业的废气控制技术，经过多年的探索与实践，特别是20世纪80年代以来，消化吸收引进的废气治理新技术，目前已逐渐成熟，应积极推广。如烧结机头的铺底料、机尾的延长大容积密闭罩；焦炉的无烟装煤、熄焦排出物的控制以及拦焦车的无烟出焦；高炉出铁场的一、二次除尘；电炉的整体密闭罩；顶吹转炉的煤气回收；铁合金电炉的矮烟罩、全封闭罩以及硅铁粉尘回收；防止二次扬尘及尘泥综合利用等行之有效的控制技术。 大力开展综合利用钢铁厂废气中含有大量含铁烟尘，钢铁联合企业每生产1t钢约产生6080kg含铁烟尘，烟尘中含铁量高达50左右。炼铁、炼钢、炼焦过程中产生含有CO或氢、碳氢化合物的煤气，如高炉每炼1t铁可回收含CO2530的煤气1700m3(标准状况)，其发热值为32653684kJm3(标准状况)。转炉每炼1t钢可回收含CO8O左右的煤气80m3(标准状况)以上，其发热值为7550921lkJm3(标准状况)焦炉，每炼1t焦可回收含氢60左右及少量碳氢化合物的煤气380480m3(标准状况)，其发热值为1758518840kJm3(标准状况)。高温产品余热利用，以上海宝钢为例，干熄焦回收的蒸汽量每年达142万吨，相当于每年节约15.6万吨标煤。高温烟气余热利用既有利于烟气的净化处理，又可充分回收能源，顶吹转炉回收的废气余热相当于2.35万吨标煤。具有高压炉顶的大型高炉，积极利用高炉煤气余压发电。 积极治理有害气体a钢铁厂焦炉煤气脱硫，包钢烧结含氟烟气湿法除氟等，已有成熟净化技术的应积极加以控制。b含有高硫、氟的铁矿石应积极在选矿厂最大限度地将其硫、氟选出，做到精料人炉。c放散的可燃气体必须点燃，防止一氧化碳的危害。d烧结生产和电炉炼钢烟气中的二嗯英已日益受到关注，应尽快研究开发经济适用的净化技术加以控制。(4) 废气控制技术发展趋势当前，国内外钢铁企业废气治理技术的发展，主要表现在系统的大型化、集中化，烟气的干式净化，高温烟气的处理，节约能源，综合利用，以及排灰装置的完善等方面。 系统的大型化、集中化当前现代化工业的发展特点是：建设规模大、单机功率大、设备集中程度高，烧结机、高炉、转炉，电炉等主要冶炼设备都在向大吨位发展。为此，要求净化设备处理能力大、设备集中、自动化水平高。目前单机处理能力已高达2000000m3h，系统抽风点多达百余个，系统控制范围达300m左右。废气治理的集中化、大型化在国内钢铁厂的主要污染源中已逐步推广应用，为改善维护管理、开展综利用、提高自动化水平起到积极作用。 废气净化设备的高效、节能根据钢铁企业废气污染源的特点，以及颗粒的控制技术的发展，目前国内外钢铁厂采用的净化设备主要为袋式除尘器、电除尘器、文丘里洗涤器三种高效除尘器。设备的高效，系统的节能，要求净化设备从结构、性能以及装备水平等方面，进一步加以完善。袋式除尘器要改善过滤性能、改进清灰方式、提高过滤速度及改良滤料材质；电除尘器要改善气流分布、采用脉冲电源、超高压宽间距结构、解决高比电阻粉尘收集问题；文丘里洗涤器要改进喉口结构、高效低阻等新技术。这些技术的应用，将进一步提高钢铁厂净化设备的效率。 高温烟气的干法除尘及技术的完善钢铁企业高温烟气净化主要方向以干法为主，目前对高炉、转炉等煤气回收净化处理中，高炉煤气干法净化比湿法可降低高炉燃料比1520kg吨铁，用于热风炉和锅炉时，热效率可提高3035，节约用水11t吨铁(其中新水2t吨铁)。对于200t转炉，干法可比湿法每炉钢节约用电1000kwh，节约用水24t，降低成本39。高温烟气在治理技术上有其复杂性和特殊性，为此，在废气控制中必须对冷却方式的选定、烟气露点的控制、防爆措施的设置以及净化设备的选择等方面进行综合考虑，以确保高温烟气的有效治理。 完善系统，减少粉尘的二次污染废气治理系统在改善环境污染的同时，妥善处理好系统的排灰装置，是当前国内钢铁企业应普遍加以重视的一个重要方面。排灰装置的改进是防止粉尘的二次飞扬、减少污染物转移、实现粉尘的综合利用的可靠保证。(5)钢铁行业排放的典型废气污染物及最佳可行污染物控制技术钢铁行业排放的典型废气污染物及最佳可行污染物控制技术见表29。252废水(1)钢铁行业废水污染的特点此文档仅供学习与交流表2-9 钢铁行业排放的典型废气污染物及行污染物控制技术主要生产工序典型污染源及污染物污染物特点最佳污染控制技术烧结(球团)生产1原料准备系统各种原料在卸落、破碎、筛分、混匀和贮运过程中产生的常温含尘废气2混合料在烧结机上烧结时，产生含有烟尘、SO2、NOX、CO、CO2等的高温烟气3烧结矿在破碎、筛分、冷却、贮存和转运过程中产生的具有一定温度的含尘废气1烧结厂产生的废气量大，含尘浓度高，粉尘量大2烧结机头排放废气含有SO2是钢铁企业中SO2排放大户3瞬尘危害性较大粉尘分散度高粒度小于10m的占30%40%，粉尘中游离SiO2含量约为5%7%，接触粉尘的职工容易患尘肺病4粉尘有回收利用价值1原料准备系统除尘采用集中式除尘系统，西己备大型高效除尘设备，吸尘点多达几十乃至近百个2烧结机机头烟气净化，烟尘采用电除尘器，除SO2国内一般采用高烟囱稀释扩散，日本采用氨硫铵法、石灰石膏法、钢渣石膏法等脱除烧结机头烟气中的SO23烧结机机尾除尘电除尘器4成品系统除尘集中式除尘系统，多点抽风高效率，并适台处理大风量的袋式除尘器或电除尘器炼焦生产1 备煤系统原料破碎、转运时产生的烟尘2 焦炉加热燃烧产生的废气3 焦炉装煤时从装煤孔、上升管及平煤孔等处逸散的烟尘4焦炉推焦时从炉门、拦焦车、熄焦车及上升管等处逸散的烟尘5熄焦时，若采用湿法熄焦，由熄焦塔产生的含尘及挥发物的蒸气；若采用干法熄焦，在干熄焦槽顶、排焦口及风机放散管等处产生的烟尘等6焦处理工段焦炭成品筛分、贮存产生焦尘1所含污染物种类繁多，废气中含有煤尘、焦尘和多种化学物质，其中无机类的有硫化氢、氰化氢、氨、二硫化碳等有机类的有苯类、酚类、萘、蒽等多环和杂环芳烃等2危害性大，无论是无机或有机类污染物多属有毒、有害物质，特别是以苯并a芘作代表的苯可溶物大都是强致癌物质3污染发生源多、面广、分散，连续性和阵发性并存4 。部分逸散物，如荒煤气、苯类及焦油类产品蒸气属有用物质控制和回收这些逸散物，不仅有利于减轻对大气的污染，还有较大的经济效益1.备煤系统，对产生的烟尘设有干式或湿式除尘器2焦炉炉体，装煤孔盖采用密封结构，上升管盖、桥管承插口采用水封装置，采用弹簧刀边炉门等，装煤采用消烟除尘车-地面除尘站净化，推焦烟尘采用地面除尘站净化3熄焦系统，干法熄焦干式除尘器4焦炉加热燃烧废气，采用清洁燃料(脱硫后的焦炉煤气、混合煤气、高炉煤气等)、高烟囱放散5焦处理系统，焦处理工段设有干式除尘器6焦炉煤气进行脱硫、脱氨、脱萘等高炉炼铁1矿槽、焦槽供料、上料系统及转运站、点产生的粉尘2高炉冶炼过程中产生大量含尘和CO的烟气3.高炉出铁场作业时产生的烟尘和有害气体，污染物主要是烟粉尘和CO2、CO、SO2、NOX、H2s等气态有害物4热风炉燃烧废气5煤粉制备系统的储煤仓、磨煤机及煤粉仓产生的煤尘6铸铁机铁水浇注时产生的烟尘，污染物主要是粉尘、石墨炭等7碾泥机室在原料输送、卸料及混碾过程中产生的少量烟尘1散发污染物量大，影响面广2烟尘、有害物多，危害性较大3连续出铁出铁场烟尘，污染时间长1高炉上料系统，采用布袋或静电除尘器净化2高炉煤气净化有湿法除尘和干法除尘3高炉出铁场除尘一次除尘系统采用布袋或静电除尘器，二次除尘系统采用布袋或静电除尘器4热风炉燃烧采用净化后的高炉煤气，燃烧废气由高烟囱放散5煤粉制备系统采用布袋除尘器6铸铁机采用布袋除尘器净化7碾泥机室采用布袋除尘器净化转炉炼钢1转炉在加料、出钢、吹氧和冶炼过程中产生的一次烟气、二次烟气，烟气中台烟尘(包括PM10)、CO、氟化物等气态有害物2散状料上料系统产生的粉尘3LF、VD等精炼炉冶炼时产生烟尘4铁水预处理喷粉、吹氧过程中产生的烟尘1烟气巾含尘浓度高、粒度细污染严重2由于烟气中含有大量CO，烟气毒性大3烟气温度高，使废气治理工艺中增加复杂性4炼钢废气中的热能、CO以及烟尘含的铁均具有回收综合利用的条件1转炉一次烟气净化及其煤气回收：湿法如OG法，干法如LT法2转炉二次烟气净化采用布袋除尘器3上料系统除尘采用布袋除尘器4LF、VD等精炼炉烟尘采用干法或湿法除尘5混铁炉、铁水预处理采用布袋除尘器电炉炼钢1电炉及精炼装置在加料、出钢、吹氧和冶炼过程中产生烟尘、CO、CO2、少量氟化物等气态有害物2原、辅料上料系统产生的粉尘1电炉烟气阵发性强，烟气量波动大2电炉烟气散发点多，烟气收集难度大3烟气的综合利用潜力大1电炉一、二次烟气净化采用第四孔抽吸+大密闭罩(屋顶罩)布袋除尘器2上料系统除尘采用布袋除尘器连铸1 连铸结品器加保护渣时产生的少量烟尘2 中间罐倾翻及修砌产生粉尘3 火焰清理机产生烟气1结晶器烟气产生量小2中问罐倾翻产生粉尘量太且间断排放1结晶器烟尘设有排烟装置2中间罐倾翻及修砌粉尘采用布袋除火焰清理机烟气采用湿式电除尘3火焰清理机延期采用湿式电除尘热轧1钢锭、钢坯在加热过程中，各种燃料在加热炉内燃烧产生的大量废气，舍SO2、NOX和CO2固体颗粒物含量较低2红热钢坯在轧制过程中，产生大量氧化铁皮、铁屑以及喷水冷却时产生大量水汽1.热轧厂钢坯加热使用各种燃料在燃烧过程产生废气大型轧钢厂多以煤气或重油作燃料，目前轧钢厂对加热炉燃烧废气一般无净化设施2一般热轧车问因轧制速度低氧化铁皮颗粒粗，大部分脱落在轧机前后或辊道上被冷却水冲至铁皮沉淀池予以回收利用。少量细铁屑散发沉降在车间内。热连轧板糟轧机组因轧件产生二次氧化铁皮层，轧碎后氧化铁屑颗粒细小，义因轧制速度逐渐增高随水汽升起的氧化铁尘变成褐红色烟尘，如不排除处理，将对车问工作条件及周围环境造成影响1加热炉废气采取高烟囱稀释扩散，尽量选用清洁燃料2热连轧精轧机组及轧管机组