摘要:當今的中國是個經濟大國,生產大國,同樣也是一個污染大國。特別是廢氣污染特別嚴重,廢氣中的污染物種類主要有粒子物質、含硫化合物、有機化合物、含氮化合物、一氧化碳、鹵素及其化合物等。其中,粒子物質主要是由電力、冶金、石油化工、建材、機械、輕工等部門產生的煙塵、生產性粉塵,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)化國家排入大氣中的SO2 約70%以上來源于礦物燃料的燃燒,特別是來自火力發(fā)電廠。硫化氫則大多產生于煉油、煉焦、煤氣、人造絲、硫化染料、橡膠等工業(yè)。通過工業(yè)廢氣排入大氣中的有機化合物主要是碳氫化合物,如烷烴、烯烴、芳香烴等,另外還有含硫有機化合物、含氮有機化合物和含氯有機化合物。鋼鐵工業(yè)排出的廢氣及各種粉塵嚴重污染了環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計,1999年我國鋼鐵工業(yè)二氧化硫排放量為97.8*100000噸,-,在全國工業(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,鋼鐵工業(yè)中對煙、氣、塵的治理十分重要。
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??????? 關鍵字:鋼鐵冶金、廢氣處理、危害、廢氣余熱的利用、新技術
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??????? 前言:重金屬火法冶金過程中產生大量的含塵煙氣,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。它們會降低金屬回收率和資源利用率,更為嚴重的是,煙氣的顆粒污染物及其中的有毒元素與化合物會造成環(huán)境污染,危害人體健康。
??????? 鋼鐵生產主要包括燒結、球團、煉焦、煉鐵、煉鋼、軋鋼、鍛壓、鐵合金、耐火材料、動力等環(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,這是減少廢氣排放的根本途徑之一;改革工藝、采用先進的工藝及設備,以減少生產工藝廢氣的排放;積極采用高效節(jié)能的治理方法和設備,強化廢氣的治理、回收;大力開展綜合利用。
??????? 1.鋼鐵工業(yè)廢氣的主要來源及特點
??????? ①原料、燃料的運輸、裝卸及加工等過程產生大量的含塵廢氣;②鋼鐵廠的各種窯爐再生產的過程中將產生大量的含塵及有害汽體的廢氣;③生產工藝過程化學反應排放的廢氣,如冶煉、燒焦、化工產品和鋼材酸洗過程中產生的廢氣。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,鋼鐵冶煉過程中排放的多為氧化鐵煙塵,其粒度小、吸附力強,加大了廢氣的治理難度;在高爐出鐵、出渣等以及煉鋼過程中的一些工序,其煙氣的產生排放具有陣發(fā)性,且又以無組織排放多。鋼鐵工業(yè)生產廢氣具有回收的價值,如溫度高的廢氣余熱回收,煉焦及煉鐵、煉鋼過程中產生的煤氣的利用,以及含氧化鐵粉塵的回收利用。
??????? 煉鋼廠廢氣治理??????????????
??????? 2.1 煉鋼廠廢氣的來源及特點
??????? 煉鋼廠廢氣主要來源于冶煉過程,特別是在吹氧冶煉期產生大量的廢氣。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
??????????? 濕法處理? 濕法處理有法國的I-C法(敞口煙罩)、德國的KPUPP法(雙煙罩)和日本的OG法(單煙罩)等方法。其中OG法由于技術先進、運行安全可靠,是目前世界上采用最廣泛的轉爐煙氣處理方法。OG法先對轉爐煤氣進行顯熱回收,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文丘里洗滌器進行二級除塵。該法的總除塵效率達99.5%。.
??????? 干法處理? 該法是利用高壓靜電除塵器來凈化轉爐煤氣中的塵。從煙氣中回收的鐵可作為燒結廠的原料使用。
??????? 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,再放在輸送爐上進行干燥和硬化,然后在回轉窯內將鋅、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。同時還可以生產韋耳茨法氧化物。
??????? 2.3.2 作煉鋼煉鐵的原料? 煙氣經濕法凈化后,回收下來的煙塵呈泥漿狀,經處理后還可作為煉鐵和煉鋼使用。
??????? 3、采用先進的工藝過程減少廢氣的產生,在源頭控制污染是清潔生產發(fā)展的方向。
??????? 轉爐是實現(xiàn)負能煉鋼是衡量一個現(xiàn)代化煉鋼廠生產技術水平的重要標志,轉爐負能煉鋼意味著轉爐煉鋼工序消耗的總能量小于回收的總能量,即轉爐煉鋼工序能耗小于零。轉爐煉鋼工序過程中支出的能量主要包括:氧氣、氮氣、焦爐煤氣、電和使用外廠蒸汽,而轉爐回收的能量主要包括:轉爐煤氣和蒸汽回收。傳統(tǒng)“負能煉鋼技術”定義是一個工程現(xiàn)了生產過程轉爐煙氣節(jié)能、環(huán)保綜合利用的技術集成。
??????? 轉爐負能煉鋼技術清潔生產指標:煤氣平均回收量達到90 m3/噸鋼;回收煤氣的熱值應大于7MJ/m3(CO含量應大于55%);蒸汽平均回收量80Kg/噸鋼;排放煙氣含塵量10 mg/m3。若按全面推廣應用轉爐負能煉鋼技術,單位產品節(jié)能23.6Kg標煤/噸鋼計算,今后若轉爐鋼生產2億噸左右規(guī)模時,全年將節(jié)能236萬噸標煤。轉爐煤氣回收率大幅提高,不僅可減少CO排放使之有效地轉化為能源,還可減少煙塵等排放,有效改善廠區(qū)環(huán)境質量。
??????? 4 廢氣余熱回收利用設備的種類及其選用的原則
??????????? 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);⑤制冷?;厥蘸蟮臒崃恐饕糜陬A熱助燃空氣、預熱煤氣和生產蒸汽。對電爐廢氣余熱回收利用設備的種類及其選用的原則
??????? 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);⑤制冷?;厥蘸蟮臒崃恐饕糜陬A熱助燃空氣、預熱煤氣和生產蒸汽。對電爐而言,預熱廢鋼或進料可減少電爐的電能消耗,縮短熔煉時間;對加熱爐而言,預熱空氣、燃料或工件,煙氣余熱返回爐內,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,預熱廢鋼或進料可減少電爐的電能消耗,縮短熔煉時間;對加熱爐而言,預熱空氣、燃料或工件,煙氣余熱返回爐內,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 燒結廢氣
??????? 在鋼鐵生產過程中,燒結工序的能耗約占總能耗的10%,僅次于煉鐵工序而位居第二。在燒結工序總能耗中,有近50%的熱能以燒結機煙氣和冷卻機廢氣的顯熱形式排入大氣,既浪費了熱能又污染了環(huán)境。由于燒結廢氣的溫度不高,以往人們對這部分熱能的回收利用重視不夠。但實際上大有文章可做,因為燒結廢氣不僅數(shù)量大,而且可供回收的熱量也大。