钢铁行业污染物排放总量核算

钢铁行业污染物排放核算钢铁行业发展现状1钢铁生产工艺流程及主要产污环节2主要污染源、污染物治理措施3主要污染物排放量统计核算要点4钢铁行业发展现状钢铁产能迅速增长中国粗钢产量已连续十七年位居世界第一，我国粗钢产量约占世界的一半。2001-2011年我国粗钢产量与增长速率图01020304050607080901000100002000030000400005000060000700008000020012002200320042005200620072008200920102011粗钢产量（万吨）年增长率（%）钢铁产能分布情况2011年中国大陆产钢1000万吨以上的省市有19个,合计产钢63031.5万吨,占全国钢产量92.25%河北,16450.7江苏,6838.8山东,5655.2辽宁,5349.2山西,3490.3湖北,2752.2河南,2370.7天津,2295.7上海,2225.5江西,2067.4安徽,1966.7湖南,1819.2四川,1728.6内蒙古,1669.7浙江,1329.9广东,1323.8云南,1323.2广西,1207.8福建,1166.9其他,5295钢铁生产工艺流程及主要产污环节钢铁生产流程图钢铁生产流程图石灰电厂锅炉电炉短流程转炉长流程工艺流程演示原料场工艺流程及产污环节示意图高炉矿槽筛下矿粉、焦粉成品烧结矿汽车运输原燃料汽车受料火车运输原燃料火车受料胶带机胶带机合格熔剂焦粉合格杂矿烧结车间炼焦车间合格焦炭高炉返矿、返焦炼铁车间地下受料槽粉尘粉尘贮料场混匀配料槽链斗卸车机粉尘噪声粉尘粉尘噪声堆、取料机粉尘、特别是扬尘等无组织排放烧结是高炉炼铁的配套工序，把铁精矿焙烧结成块状。高炉炼铁冶炼过程中，为了保证料柱的透气性良好，要求炉料粒度均匀、粉末少，机械强度高，铁精矿必须经过烧结成块才能进入高炉。为了降低高炉焦比，要求炉料含铁品位高、有害杂质少，且具有自熔性和良好的还原性能。采用烧结方法后，上述要求几乎全部达到。含碳酸盐和结晶水较多的矿石，经过破碎进行烧结，可以除去挥发份而使铁富集。某些难还原的矿石，或还原期间容易破碎或体积膨胀的矿石，经过烧结可以变成还原性良好和热稳定性高的炉料。通过烧结过程，可以将如高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、污泥等固体废弃物回收利用，使其变废为宝，降低生产成本，实现循环经济。烧结的目的和意义烧结机的面积烧结机规格以有效抽风面积进行界定。主要有24m2、36m2、50m2、75m2、90m2、105m2、132m2、180m2、265m2、360m2、450m2、500m2等。钢铁生产流程图烧结工序生产流程将各种粉状含铁原料，按要求配入一定数量的燃料和熔剂，均匀混合制粒后布到烧结台车上点火，引燃烧结料中的固体燃料，开始抽风烧结；在高温下，混合料中部分易熔物质发生软化、熔化，将矿粉颗粒粘结成块。这个过程就称为烧结，所得的块矿称之为烧结矿。烧结台车烧结工艺流程及产污环节示意图粉尘含铁混合料石灰石生石灰焦粉、无烟煤配料一混二混烧结水水煤气空气除尘抽风机冷却含尘、SO2烟气一次筛分二次筛分三次筛分成品矿槽高炉矿槽白云石粉尘干式放灰铺底料20mm150～0mm5～0mm5～12mm12～20mm粉尘粉尘粉尘粉尘粉尘烧结工序污染源污染物烧结工序的污染主要来自废气：烧结机头烟气成分复杂，主要含尘和SO2，还含有SO3、NOX、二噁英、HCl、HF、重金属等多种污染物；烧结机尾烟气、供配料系统、筛分整粒系统产生的污染物以烟粉尘为主。因此,烧结工序最主要的污染物除了各产尘点产生的烟粉尘，就是烧结机头烟气中的二氧化硫。排水：生产设备间接冷却水系统的强制排污水，水质良好，通常都串接使用，或回用于烧结混料，不外排。固体废弃物：除尘系统收集的除尘灰，作为含铁原料回用于烧结生产。与烧结矿一样，球团也是人造块矿的一种。把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。球团生产一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序。球团主要生产工艺有竖炉、带式焙烧机和链箅机-回转窑三种，目前，应用最广泛、技术最成熟的是链箅机-回转窑工艺。我国球团产量仅占人造块矿的1/5，而欧美国家球团矿产量占人造块矿的比例都在50%以上。球团生产迅速发展：由于天然富矿日趋减少，为提高矿石品位，铁矿石经细磨、选矿后的铁精矿粉粒度过细，不利于烧结抽风；球团生产能耗低于烧结。球团干燥配料润磨精矿膨润土造球生球筛分鼓风干燥抽风干燥预热段预热段焙烧冷却段冷却段酸性球团16或8mm16～8mm含尘烟气除尘抽风空气空气除尘抽风除尘抽风含SO2、尘烟气煤气噪声噪声球团工艺流程及产污环节示意图焦化工序生产的焦炭是炼铁生产的重要原料。炼焦是煤炭的综合利用工业，在煤的各种利用方法中，炼焦工艺对煤的利用程度最高。煤在炼焦时，约有75%左右变成焦炭，另外25%左右则变成煤气和化工产品。从煤气中回收的化工产品主要有氨、粗苯、硫磺和焦油等。焦化最主要的生产工序：炼焦和煤气净化，另外还包括备煤、筛焦等生产辅助设施。炼焦的主体设备：焦炉，以炭化室的高度定义焦炉的规格。通常的焦炉有4.3m、6m、7m、7.63m等等。焦化循环洗油干法：焦尘湿法：含尘水蒸汽粗苯终冷排污水剩余氨水焦油渣喷洒循环氨水焦尘荒煤气煤焦尘、荒煤气燃烧废气炼焦煤配煤槽粉碎机焦炉煤塔焦炉集气总管初冷器电捕焦油器鼓风机脱硫装置脱氨装置终冷塔脱苯装置净煤气熄焦破碎筛分储运设施成品焦炭焦尘焦油氨水澄清槽焦油储槽粗焦油再生器再生器残渣焦化工艺流程及产污环节示意图熄焦：将赤热焦炭冷却到便于运输和贮存温度的焦炉操作过程。两种熄焦方式：干熄焦和湿熄焦。干法熄焦工艺是在干熄炉中利用冷的惰性气体(氮气)将焦炭熄灭，吸收了红焦热量的惰性气体一次除尘器除尘后进入干熄焦余热锅炉换热，将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体经多管旋风二次除尘器净化后再由循环风机鼓入干熄炉循环使用。。湿法熄焦工艺是在熄焦塔中利用水将熄焦车内的焦炭熄灭。湿熄焦工艺成熟可靠，投资小，占地少，设备简单，操作简便，是目前应用最广泛、应用时间最长的熄焦工艺。干熄焦和湿熄焦与湿法熄焦相比，干熄焦具有以下优点：(1)有利于改善环境配备完善除尘系统的干法熄焦可比传统湿法熄焦少排放颗粒物、SO2等大气污染物80%。(2)有利于回收能源干法熄焦每处理1t红焦可回收3.82~9.8MPa中高压蒸汽0.45~0.6t，在回收能源的同时又避免了生产等量蒸汽的燃煤锅炉对大气的污染。(3)有利于提高焦炭质量干法熄焦可使焦炭强度M40提高3~5个百分点，M10降低0.3~0.5个百分点，CSR提高2~4个百分点，CRI降低2~4个百分点，并大为降低焦炭水分，使焦炭块度更加均匀。(4)有利于节约用水干法熄焦每处理1t红焦相当于节约熄焦用水0.4~0.5m3。干熄焦是钢铁企业鼓励推广的节能减排技术，是“三干”之一。干熄焦和湿熄焦煤气净化系统通常由冷凝鼓风装置、脱硫装置、脱氨装置和脱苯脱萘装置等工序组成，不同的煤气净化工艺流程主要表现在脱硫和脱氨工艺方案的选择上。脱氨工艺主要有：水洗氨蒸氨氨分解工艺：利用蒸氨废水或软水吸收煤气中的氨，富氨水送蒸氨塔用蒸汽蒸馏，蒸氨塔顶的氨汽送氨分解炉，氨汽中的氨在高温和催化剂的作用下分解为氢气和氮气。无水氨工艺：用磷铵溶液吸收煤气中的氨后送解吸塔用蒸汽解吸，解吸出的氨汽经冷凝冷却后成为浓氨水，浓氨水再送精馏塔用蒸汽进行精馏，经冷凝后得到无水氨产品。硫铵工艺：用含游离酸的母液吸收煤气中的氨，生成硫铵产品。焦炉煤气净化焦炉煤气脱硫工艺名称脱硫效果吸收剂及催化剂描述FRC法H2S:200mg/m3吸收剂：NH3催化剂：苦味酸以煤气中的氨为碱源，以苦味酸为催化剂通过湿式氧化法脱硫，产品为硫酸氨水循环洗涤法(A-S法)H2S:500mg/m3吸收剂：NH3催化剂：无该法以煤气中的氨为碱源，在洗氨的同时脱除硫和氰，但脱硫效率较低HPF法H2S:200mg/m3吸收剂：NH3催化剂：对苯二酚、FeSO4和醌钴铁类以煤气中的氨为碱源，采用HPF复合催化剂，产品为硫黄ADA法H2S:200mg/m3吸收剂：NaCO3催化剂：蒽醌二磺酸钠等以NaCO3为外加碱源，蒽醌二磺酸钠等为催化剂，产品为硫黄炼铁是将金属铁从烧结矿、球团矿和天然块矿等含铁矿物（主要为铁的氧化物）中还原出来的工艺过程。焦炭是最主要的还原剂，同时可以向高炉中喷吹一定量的煤粉替代焦炭，降低成本。除此之外，还需添加一定量的石灰石、生石灰等熔剂和造渣剂。炼铁的主体设备：高炉，以炉腔的容积定义高炉的规格，从几百到几千立方米不等。高炉（blastfurnace）通过向高炉下部的风口鼓入预热的热空气，而提供热空气的装置就叫热风炉。炼铁含SO2烟气噪声粉尘烟尘荒煤气剩余煤气送煤气柜铁矿石烧结矿焦炭石灰石辅料上料系统炉顶布料热风炉鼓风机除尘系统铸铁机循环水系统新INBA法水冲渣水淬渣净循环水炉体冷却水送炼钢水处理设施浊循环水高炉渣冲渣水污泥铁水铁块煤粉制备煤粉尘、噪声烟尘、噪声高炉高炉炼铁工艺流程及产污环节示意图高炉煤气含有25%左右的CO，是钢铁企业重要的二次能源之一，在进行回收利用前，需要对其进行净化。高炉煤气中初始含尘浓度5g/m3以上，两种净化工艺：干法除尘、湿法除尘。湿法除尘：洗涤塔加文氏管形式，或者双文形式，洗涤后的污水汇集后经水处理系统处理后循环使用。湿法除尘工艺的缺点：（1）运行中需要大量的水；（2）污水含有有害物质，污染环境；（3）炉顶煤气由200~250℃通过喷水降至35~55℃，二次能源浪费。因此，钢铁企业鼓励推广高炉煤气干法除尘工艺，“三干”之一，采用重力除尘器+袋式除尘器。高炉煤气净化炼钢是提纯、调质过程，将铁水中的C、P、S等杂质去处，同时根据产品的需求，添加一定量的合金元素，改变钢水的性能。两种常见炼钢流程：转炉炼钢、电炉炼钢。转炉、电炉的规格从几十吨到几百吨不等。炼钢废钢高炉铁水散状料铁合金废钢间料槽混铁车地下料仓地下料仓炉顶料仓加料系统兑铁水罐铁水脱硫顶底复吹转炉高位料仓下料系统旋转溜槽吹Ar喂丝顶吹O2底吹N2/ArRH真空脱气LF钢包精炼烟气净化系统渣罐板坯连铸机煤气供用户炉渣间烟尘粉尘烟尘粉尘粉尘粉尘煤气放散烟尘含尘烟气噪声烟尘污泥钢渣钢水炼钢、精炼工艺流程及产污环节示意图转炉煤气含有60%左右的CO，是钢铁企业重要的二次能源之一。转炉煤气中初始含尘浓度5g/m3以上，两种净化工艺：干法除尘（LT法）、湿法除尘（OG法）。湿法除尘工艺的缺点：（1）运行中需要大量的水；（2）污水含有有害物质，污染环境。因此，钢铁企业鼓励推广转炉煤气干法除尘工艺，“三干”之一，采用电除尘器，但由于OG法工艺成熟，目前大多数转炉煤气净化仍采用OG湿法工艺。转炉煤气净化LT法回收装置OG法回收装置粉尘、噪声水蒸汽合格钢水钢包回转台火焰切割中间罐结晶器拉矫及二次冷却去毛刺出坯辊道铸坯喷号连铸坯烟尘烟尘切割渣含油及SS废水连铸工艺流程及产污环节示意图噪声保温坑热装连铸板坯步进梁式加热炉加热直接热装冷装高压水除鳞粗轧机轧制切头飞剪切头、尾高压水除鳞精轧机轧制层流冷却卷取机卷取打捆、称重、喷印热轧带钢SO2烟气含油及SS废水噪声噪声含油及SS废水噪声热轧带钢工艺流程及产污环节示意图噪声碱雾、含NOX和SO2烟气、含碱废水、锌渣、噪声、废耐材热轧原料钢卷连续退火机组连续热镀锌机组包装剪切冷轧产品及热镀锌产品含尘烟气、盐酸雾、乳化液油雾、含酸及含油废水、废乳化液、废盐酸、噪声碱雾、乳化液油雾、含NOX和SO2烟气含碱、油及乳化液废水、噪声、废耐材酸洗轧机联合机组冷轧带钢工艺流程及产污环节示意图废气焦炉煤气18mm18mm合格石灰石石灰石贮仓振动筛带式输送机耐热带式输送机回转窑5mm筛下料料槽破碎筛分汽车运出贮槽除尘设施CO2、尘筛上料活性石灰