摘要:當(dāng)今的中國(guó)是個(gè)經(jīng)濟(jì)大國(guó),生產(chǎn)大國(guó),同樣也是一個(gè)污染大國(guó)。特別是廢氣污染特別嚴(yán)重,廢氣中的污染物種類(lèi)主要有粒子物質(zhì)、含硫化合物、有機(jī)化合物、含氮化合物、一氧化碳、鹵素及其化合物等。其中,粒子物質(zhì)主要是由電力、冶金、石油化工、建材、機(jī)械、輕工等部門(mén)產(chǎn)生的煙塵、生產(chǎn)性粉塵,以及煙霧。按其粒徑大小通常分為: 粗粒粉塵( 直徑100 um 以上) 、細(xì)粒粉塵( 直徑小于100um) 、霧( 0.1~ 10 um) 和煙( 0.001~ 1 um)。含硫化合物主要是指二氧化硫和硫化氫,在工業(yè)化國(guó)家排入大氣中的SO2 約70%以上來(lái)源于礦物燃料的燃燒,特別是來(lái)自火力發(fā)電廠。硫化氫則大多產(chǎn)生于煉油、煉焦、煤氣、人造絲、硫化染料、橡膠等工業(yè)。通過(guò)工業(yè)廢氣排入大氣中的有機(jī)化合物主要是碳?xì)浠衔?,如烷烴、烯烴、芳香烴等,另外還有含硫有機(jī)化合物、含氮有機(jī)化合物和含氯有機(jī)化合物。鋼鐵工業(yè)排出的廢氣及各種粉塵嚴(yán)重污染了環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì),1999年我國(guó)鋼鐵工業(yè)二氧化硫排放量為97.8*100000噸,-,在全國(guó)工業(yè)中居第三位;煙塵排放量44.0*100000噸 ,占6.2%,居第四位;粉塵排放量150.3*100000,占20.0%.,居第二位。由此可見(jiàn),鋼鐵工業(yè)中對(duì)煙、氣、塵的治理十分重要。
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??????? 關(guān)鍵字:鋼鐵冶金、廢氣處理、危害、廢氣余熱的利用、新技術(shù)
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??????? 前言:重金屬火法冶金過(guò)程中產(chǎn)生大量的含塵煙氣,這些冶煉煙氣中除了含硫、碳、氮等元素的氣態(tài)氧化物外,還存在著待提取主金屬及其伴生元素的各種固態(tài)氧化物,以及這些金屬的硫化物和硫酸鹽,此外還有鐵的氧化物和各種脈石粉塵。它們會(huì)降低金屬回收率和資源利用率,更為嚴(yán)重的是,煙氣的顆粒污染物及其中的有毒元素與化合物會(huì)造成環(huán)境污染,危害人體健康。
??????? 鋼鐵生產(chǎn)主要包括燒結(jié)、球團(tuán)、煉焦、煉鐵、煉鋼、軋鋼、鍛壓、鐵合金、耐火材料、動(dòng)力等環(huán)節(jié),鋼鐵廠擁有排放大量煙塵和廢氣的各種爐窯。努力降低能耗和原料消耗,這是減少?gòu)U氣排放的根本途徑之一;改革工藝、采用先進(jìn)的工藝及設(shè)備,以減少生產(chǎn)工藝廢氣的排放;積極采用高效節(jié)能的治理方法和設(shè)備,強(qiáng)化廢氣的治理、回收;大力開(kāi)展綜合利用。
??????? 1.鋼鐵工業(yè)廢氣的主要來(lái)源及特點(diǎn)
??????? ①原料、燃料的運(yùn)輸、裝卸及加工等過(guò)程產(chǎn)生大量的含塵廢氣;②鋼鐵廠的各種窯爐再生產(chǎn)的過(guò)程中將產(chǎn)生大量的含塵及有害汽體的廢氣;③生產(chǎn)工藝過(guò)程化學(xué)反應(yīng)排放的廢氣,如冶煉、燒焦、化工產(chǎn)品和鋼材酸洗過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣。鋼鐵企業(yè)廢氣的排放量非常大,污染面廣;冶金窯爐排放的廢氣溫度高,鋼鐵冶煉過(guò)程中排放的多為氧化鐵煙塵,其粒度小、吸附力強(qiáng),加大了廢氣的治理難度;在高爐出鐵、出渣等以及煉鋼過(guò)程中的一些工序,其煙氣的產(chǎn)生排放具有陣發(fā)性,且又以無(wú)組織排放多。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)廢氣具有回收的價(jià)值,如溫度高的廢氣余熱回收,煉焦及煉鐵、煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣的利用,以及含氧化鐵粉塵的回收利用。
??????? 煉鋼廠廢氣治理??????????????
??????? 2.1 煉鋼廠廢氣的來(lái)源及特點(diǎn)
??????? 煉鋼廠廢氣主要來(lái)源于冶煉過(guò)程,特別是在吹氧冶煉期產(chǎn)生大量的廢氣。該廢氣中含塵濃度高,含CO等有毒氣態(tài)物的濃度也很高。
??????? 2.2 煉鋼廠廢氣的治理技術(shù)
??????????? 濕法處理? 濕法處理有法國(guó)的I-C法(敞口煙罩)、德國(guó)的KPUPP法(雙煙罩)和日本的OG法(單煙罩)等方法。其中OG法由于技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行安全可靠,是目前世界上采用最廣泛的轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法。OG法先對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行顯熱回收,用冷卻塔將煙氣冷卻到380℃,再用濕法除塵洗滌凈化并冷卻至42℃,然后用PA文丘里洗滌器進(jìn)行二級(jí)除塵。該法的總除塵效率達(dá)99.5%。.
??????? 干法處理? 該法是利用高壓靜電除塵器來(lái)凈化轉(zhuǎn)爐煤氣中的塵。從煙氣中回收的鐵可作為燒結(jié)廠的原料使用。
??????? 2.3 煙塵的綜合利用
??????? 2.3.1 制造克魯伯海綿鐵? 使含4%~8%水分的煙塵成粒狀,再放在輸送爐上進(jìn)行干燥和硬化,然后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)將鋅、鋁以及其他金屬氧化物揮發(fā)掉,最后形成高度金屬化的海綿鐵。同時(shí)還可以生產(chǎn)韋耳茨法氧化物。
??????? 2.3.2 作煉鋼煉鐵的原料? 煙氣經(jīng)濕法凈化后,回收下來(lái)的煙塵呈泥漿狀,經(jīng)處理后還可作為煉鐵和煉鋼使用。
??????? 3、采用先進(jìn)的工藝過(guò)程減少?gòu)U氣的產(chǎn)生,在源頭控制污染是清潔生產(chǎn)發(fā)展的方向。
??????? 轉(zhuǎn)爐是實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼是衡量一個(gè)現(xiàn)代化煉鋼廠生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標(biāo)志,轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼意味著轉(zhuǎn)爐煉鋼工序消耗的總能量小于回收的總能量,即轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗小于零。轉(zhuǎn)爐煉鋼工序過(guò)程中支出的能量主要包括:氧氣、氮?dú)?、焦?fàn)t煤氣、電和使用外廠蒸汽,而轉(zhuǎn)爐回收的能量主要包括:轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽回收。傳統(tǒng)“負(fù)能煉鋼技術(shù)”定義是一個(gè)工程現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)爐煙氣節(jié)能、環(huán)保綜合利用的技術(shù)集成。
??????? 轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)清潔生產(chǎn)指標(biāo):煤氣平均回收量達(dá)到90 m3/噸鋼;回收煤氣的熱值應(yīng)大于7MJ/m3(CO含量應(yīng)大于55%);蒸汽平均回收量80Kg/噸鋼;排放煙氣含塵量10 mg/m3。若按全面推廣應(yīng)用轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù),單位產(chǎn)品節(jié)能23.6Kg標(biāo)煤/噸鋼計(jì)算,今后若轉(zhuǎn)爐鋼生產(chǎn)2億噸左右規(guī)模時(shí),全年將節(jié)能236萬(wàn)噸標(biāo)煤。轉(zhuǎn)爐煤氣回收率大幅提高,不僅可減少CO排放使之有效地轉(zhuǎn)化為能源,還可減少煙塵等排放,有效改善廠區(qū)環(huán)境質(zhì)量。
??????? 4 廢氣余熱回收利用設(shè)備的種類(lèi)及其選用的原則
??????????? 冶金企業(yè)常用的廢氣余熱利用方式有:①安裝換熱器;②在換熱器后安裝余熱鍋爐;③爐底管汽化冷卻;④發(fā)電(熱電聯(lián)產(chǎn));⑤制冷?;厥蘸蟮臒崃恐饕糜陬A(yù)熱助燃空氣、預(yù)熱煤氣和生產(chǎn)蒸汽。對(duì)電爐廢氣余熱回收利用設(shè)備的種類(lèi)及其選用的原則
??????? 冶金企業(yè)常用的廢氣余熱利用方式有:①安裝換熱器;②在換熱器后安裝余熱鍋爐;③爐底管汽化冷卻;④發(fā)電(熱電聯(lián)產(chǎn));⑤制冷?;厥蘸蟮臒崃恐饕糜陬A(yù)熱助燃空氣、預(yù)熱煤氣和生產(chǎn)蒸汽。對(duì)電爐而言,預(yù)熱廢鋼或進(jìn)料可減少電爐的電能消耗,縮短熔煉時(shí)間;對(duì)加熱爐而言,預(yù)熱空氣、燃料或工件,煙氣余熱返回爐內(nèi),可使火焰穩(wěn)定、提高燃料溫度和燃燒效率以及爐子的熱效率。而言,預(yù)熱廢鋼或進(jìn)料可減少電爐的電能消耗,縮短熔煉時(shí)間;對(duì)加熱爐而言,預(yù)熱空氣、燃料或工件,煙氣余熱返回爐內(nèi),可使火焰穩(wěn)定、提高燃料溫度和燃燒效率以及爐子的熱效率。
??????? 5 各種廢氣的利用方式
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??????? 5.1 燒結(jié)廢氣
??????? 在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中,燒結(jié)工序的能耗約占總能耗的10%,僅次于煉鐵工序而位居第二。在燒結(jié)工序總能耗中,有近50%的熱能以燒結(jié)機(jī)煙氣和冷卻機(jī)廢氣的顯熱形式排入大氣,既浪費(fèi)了熱能又污染了環(huán)境。由于燒結(jié)廢氣的溫度不高,以往人們對(duì)這部分熱能的回收利用重視不夠。但實(shí)際上大有文章可做,因?yàn)闊Y(jié)廢氣不僅數(shù)量大,而且可供回收的熱量也大。