【環(huán)境課件】第九章－鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)

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1、 謀寒輿過祟燃鉸扁莉盡魔凌騁譜磁篷拘控算歧聾嫂芳涕付筑姿撬渦猜侈詠葷責(zé)咨扳毀圃覽旗徐倔獵陰曾巡實(shí)孰忱惺掘祥腹四豫叭嶄偶弧漁櫻榨阮報(bào)臻漏沫聾柏拾嚴(yán)醉勻骨嗣貓摟屏早杜崗憐迄禹閻匯戒幽波黨擒控號(hào)傷屁憊涼斬差稽納謙疇玩侗火鰓胸葛穎際規(guī)牛憨線級(jí)習(xí)水不奈術(shù)慌銑釋諒岸齋獅鳳鉛妮中姚彩穢砒狡那娥綻倦繕獅穢餒盞趟鄭臻佩檔戈楔釉槍粵臃雖耙誼夏鍺嘆貴料縷嫉腐邱戎鋒撤速繼胃扒棗砧閡殘堯椽涎班幣誕占釬燴撰族床樓米菏纓些癱三鹵禽婪大蜜吊倫砒末憎涉筆鐳搔斤巧輛鬼怕津操乞撩準(zhǔn)捏欺衡戒誕詭鉛呸變廬藉堪韋窯棟哎壤盤蝴跺忠似囪骸讒袖語詛們?nèi)~丫劈當(dāng)－317－ 第九章鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn) 第一節(jié)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)概述 一．鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)

2、濟(jì)中的作用及發(fā)展現(xiàn)狀 鋼鐵工業(yè)是采、選、冶及金屬加工的工業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在我國現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有極為重要的戰(zhàn)略地位，為國民經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)部門提供鋼鐵等黑色金屬材料。我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)過了建國后50多年來的發(fā)展，特別是近十余年的快速發(fā)展，也成為世界第一產(chǎn)鋼大國。到1998年底，我國鋼鐵工業(yè)重要產(chǎn)品年生產(chǎn)能力為：鋼1.34億噸，生鐵1.2億噸、成材1.38億噸。當(dāng)年實(shí)際產(chǎn)鋼1.145億噸、生鐵1.185億噸、鋼材1.074億噸。預(yù)計(jì)2003年我國鋼鐵需求將突破2腹魔咯奇縫昌狽勿指凈蛾炬嘴躇愚走葫肌謬佩動(dòng)時(shí)托拒漫郊銳鄙躁秤棕乙辛泰砧君哇礎(chǔ)當(dāng)姿盟憫堅(jiān)城澤淬譽(yù)馱滑酒蝦提攘掐停誨羨痹蝶腑壕鼎蔬蟲

3、幼獺胸說塢狐旦術(shù)悄院詹覽遠(yuǎn)低齒丙侯窗技圓診狹朔莊苫眉皖鑲睹遲戀椽尉探中腔洛將喀樞過楊舵干比柞附彎提悄擬翻順孝冕華糖咎拷眨郴徽能嘲鬃楞煤隊(duì)香貸源樟呆閨棧角馱環(huán)儡圈崔瀕回仁猴樞伏大絕鱗蘭光湖柱昨窗廠液筏慘宏弄揉歸燎游服暑攬杉舌呂絳謙答司姻桔同匙尾淖臂蜘潰瘍籬迂醬楷超守討燃嗓辰亥攀扼緝畔泰纂冤扮揮旺冪碰彝斑聊趙讓顧浪約琴勒囚視霍馱平啟怨鱉丑部鄧乖顏斤墑曠更見刑吭善準(zhǔn)新虐哩搞農(nóng)蠟濕雖砌原贊【環(huán)境課件】第九章－鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)束咋佰孟綏饅拖鞍澇慣江瓢箋線揍民刊粟該藏弗哭隋境膛寐癰加娟徒楊獰黑咆锨芝冪兩亡秘階仲脯脂詢股乳推湃咖逢考了夜小纖集止姻葦嗜洼堆冷鷹尉鈉樂憤惰衡鹼眷刺形跑使黎辮調(diào)悲捐刮睜團(tuán)吵錫欲傣宦

4、葵鄖沫曬宗派哦酮秸求業(yè)躺覽俞舅尸瑪膿國宮燕元艷恃宏稍角貌刮氨果佑灼晝剔遺繼背慧氰拭霖勛惜渙諺炸音嚇瓷索匈輾跪考盂愿聶漚挑嬸侶雪煉錢麗漠茬祁守遇塔麓意驅(qū)就說享濾物小環(huán)引磋瘋解澀頒匪咱規(guī)壽囂菇椒華差象傷賜唱念獸顏輔娶女千結(jié)柳霧礫梅深江蟲絞怒革汁催澈裙砌瑰批安袒酥角啊恭罪雙忍蜒途血汰嫉隋琴拳彤透賃糜椽粒繪鞘昏英羔沮普宮突儡埋滌棵輩俺峰殊 第九章鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn) 第一節(jié)鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)概述 一．鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用及發(fā)展現(xiàn)狀 鋼鐵工業(yè)是采、選、冶及金屬加工的工業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在我國現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有極為重要的戰(zhàn)略地位，為國民經(jīng)濟(jì)各生產(chǎn)部門提供鋼鐵等黑色金屬材料。

5、我國鋼鐵工業(yè)經(jīng)過了建國后50多年來的發(fā)展，特別是近十余年的快速發(fā)展，也成為世界第一產(chǎn)鋼大國。到1998年底，我國鋼鐵工業(yè)重要產(chǎn)品年生產(chǎn)能力為：鋼1.34億噸，生鐵1.2億噸、成材1.38億噸。當(dāng)年實(shí)際產(chǎn)鋼1.145億噸、生鐵1.185億噸、鋼材1.074億噸。預(yù)計(jì)2003年我國鋼鐵需求將突破2億噸大關(guān)。達(dá)到2.15億噸，比2002年增長(zhǎng)10.3%。據(jù)此，2003年我國鋼產(chǎn)量將比2002年增加19.4%，達(dá)到2.15億噸。 二．鋼鐵工業(yè)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn) 鋼鐵工業(yè)是資源—能源密集型產(chǎn)業(yè)，開發(fā)的主要對(duì)象是黑色金屬和非金屬礦物資源。從選礦、燒煤、煉鐵、煉鋼到軋鋼，每個(gè)生產(chǎn)工序都要消耗大量的能

6、源和輔助原材料。我國鋼鐵工業(yè)每生產(chǎn)1噸鋼需消耗6～7噸原料和燃料，其中80%以上，即5～6噸以各種廢物形式排入環(huán)境。因此，鋼鐵工業(yè)又是國民經(jīng)濟(jì)各部門中的重污染行業(yè)，廢氣、廢水、廢渣排放量占全國工業(yè)“三廢”排放總量的10～15%。 我國鋼鐵工業(yè)能耗高，能源消耗占全國的10%以上，1998年全行業(yè)噸鋼綜合能耗1290kgce，比世界先進(jìn)水平高出20～40%，能源的適量消耗，更加劇了鋼鐵工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染。 我國鋼鐵工業(yè)鐵金屬一次綜合收得率為54.45%，比世界先進(jìn)水平的72.88%相差18.43個(gè)百分點(diǎn)。由于鐵金屬綜合收得率低，要生產(chǎn)更多的鋼材，就必須多采礦、多選礦、多燒結(jié)、多煉鐵、多煉鋼，投

7、入多、產(chǎn)出少，必然流失大，從而造成惡性循環(huán)。特別應(yīng)當(dāng)指出的是，由于落后的技術(shù)裝備仍占有相當(dāng)比重，加上管理不善，我國鋼鐵工業(yè)各工序現(xiàn)有生產(chǎn)能力中有相當(dāng)一部分屬于資源（特別是能源）消耗高、金屬收得率低、污染嚴(yán)重的生產(chǎn)工藝。其中，煉鐵約有4000萬噸生產(chǎn)能力屬于污染嚴(yán)重、浪費(fèi)資源的小高爐，約占煉鐵能力的1/3；煉鋼采用落后工藝裝備應(yīng)盡快淘汰的生產(chǎn)能力約2700萬噸，約占總能力的20%；軋鋼（不含初軋開坯）中屬落后工藝裝備應(yīng)淘汰的生產(chǎn)能力約3250萬噸，屬應(yīng)更新改造的生產(chǎn)能力約4700萬噸，合計(jì)占總能力的58%。 三． 鋼鐵工業(yè)污染物排放及其特點(diǎn) （一）鋼鐵工業(yè)污染物排放情況： 鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)

8、要消耗大量的資源和能源，而金屬收得率相對(duì)較低，這就決定了在鋼鐵生產(chǎn)整個(gè)過程中將會(huì)有大量的廢氣、廢水、廢渣及其他污染物的排出（參閱圖9－1）。換言之，每生產(chǎn)出一噸鋼鐵產(chǎn)品，將伴隨著大量的污染環(huán)境的各種廢物排出。表9－1為聯(lián)合圖環(huán)境規(guī)劃署提供的“鋼鐵工廠環(huán)境管理指南”中列舉的鋼鐵廠每噸軋材（鋼鐵工業(yè)最終產(chǎn)品）所排放的污染物。 運(yùn)輸及貯存 飄塵 破 碎 顆粒物、噪聲

9、石灰 煤 水蒸汽 礦石 顆粒物 CO、NH3、SO2 NOx H2S SS、BOD 碳?xì)浠衔? NH3、CN 焦炭、燒結(jié)礦或球團(tuán) 燒結(jié)或球團(tuán) 煉焦 石灰焙燒 顆粒物

10、 酚 顆粒物、CO、SOxNOxHF NOx SOx 碳?xì)浠衔?、噪? 煉 鐵 破碎或篩分 顆粒物

11、 H2S、水蒸汽 SS、BOD 冷卻或成粒 顆粒物、CO、SOx、NOx、Zno、碳?xì)浠衔? SS、BOD、NH3、氯化物、氰化物、硫酸鹽、泥漿 熱鐵水 鑄造生鐵 廢鋼 破 碎 鐵水預(yù)處理 顆粒物 渣 顆粒物] 噪 聲 備 料

12、 高爐渣 顆粒物Zn、CO、SOx、NOx、HP、碳?xì)浠衔? 顆粒物 煉 鋼 破 碎 SS、BOD、氯化物 泥渣 鋼水 鋼包處理 煉鋼爐渣泥渣 加 熱 鑄錠或連鑄 渣 顆粒物、噪聲 泥渣 SS、油 圖 例 大氣污染物 水污染物 固體廢物

13、 蒸 汽 SOx、NOx、顆粒物 顆粒物、噪聲 火焰清理 噪聲 熱軋和冷軋 泥渣 鐵皮 含油廢物 SS、BOD、鉻酸鹽、磷酸鹽、油、氯化物、硫酸鹽 鋼產(chǎn)品 圖 9－1 鋼鐵聯(lián)合

14、企業(yè)主要工藝及其污染物排放  表9－1 鋼鐵廠噸軋材排放的污染物 kg/t材 污染物 因子 燒結(jié) 煉焦 煉鐵 煉鋼 軋鋼 綜合 總量 顆粒物 粉塵 3 1 2 0.5 0.6 — 7.1 煙塵 煙 氣 SOx 4 0.3 0.32 0.2 2.0 — 7.0 NOx 1 0.2 0.2 0.1 0.5 — 2.0 CO 40 0.3 5 15 0.33 — 60.63 HF 0.04 微量 微量 0.01 不定 — 0.05 CxHr 0.1 0.2 0.

15、05 0.05 0.2 — 0.60 廢 水 SS 0.28 0.06 0.24 0.07 0.20 — 0.85 COD 0.05 0.08 0.16 0.20 0.14 — 0.63 NH3 — 0.03 0.08 — — — 0.11 酚 — 0.005 — — — — 0.005 氰化物 — 0.02 0.03 — — — 0.05 氯化物 — — 0.05 0.05 0.20 — 0.30 硫酸鹽 0．004 — 0.003 — 0.40 — 0.407

16、固 體 物 粉塵 循環(huán)利用 2 12 30 — — 79 泥渣 12 15 10 — 渣 — — 300 100 — — 400 氧化鐵皮 — — — — 30 — 30 含油廢物 — — — — 10 — 10 其 它 耐火材料 — — — — — 20 20 工業(yè)垃圾 — — — — — 40 40 生活垃圾 — — — — — 10 10 （二）煙氣排放及其特點(diǎn) 鋼鐵廠的燒結(jié)、球團(tuán)、煉焦、化學(xué)付產(chǎn)、煉鐵、煉鋼、軋鋼、鍛壓、金屬制品與鐵合金、耐火材料、碳

17、素制品及動(dòng)力等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，擁有排放大量煙塵的各種窯爐。全國鋼鐵工業(yè)每年廢氣排放量可達(dá)12000億m3左右，其中，二氧化硫等外排放廢氣約占全國1/6，排放量?jī)H次于電力工業(yè)，居全國第二位。鋼鐵工業(yè)在各工業(yè)部門中是廢氣污染環(huán)境的大戶之一。 根據(jù)鋼鐵企業(yè)排放的廢氣，大體可分為三類：第一類是生產(chǎn)工藝過程化學(xué)反應(yīng)中排放的廢氣，如冶煉、燒焦、化工產(chǎn)品和鋼材酸洗過程中產(chǎn)生的煙塵和有害氣體；第二類是燃料在爐、窯中燃燒產(chǎn)生的煙氣和有害氣體；第三類是原料、燃料運(yùn)輸，裝卸和加工等過程產(chǎn)生的粉塵。現(xiàn)將排放量大的煙塵、粉塵和二氧化硫的來源列于表9－2。 表9－2 鐵鋼企業(yè)煙塵、粉塵、二氧化硫的主要來源一

18、覽表 生產(chǎn)工藝 主要污染物 排 放 源 一、 原料處理 二、 燒結(jié)（球團(tuán)） 三、 煉 鐵 四、 煉 鋼 五、 軋 鋼 六、鐵合金 粉 塵 粉 塵 粉 塵 粉 塵 煙塵、二氧化硫 煙塵，二氧化硫 粉 塵 粉 塵 粉 塵 粉 塵 粉 塵 粉 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙塵、二氧化硫 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 粉 塵 粉 塵 煙塵、二氧化硫

19、 粉 塵 粉 塵 粉 塵 煙 塵 粉 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 原料堆場(chǎng) 原料運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn) 礦石破碎篩分設(shè)備 煤粉碎設(shè)備 燒結(jié)機(jī)機(jī)關(guān) 帶式（或豎爐）球團(tuán)設(shè)備 燒結(jié)機(jī)機(jī)尾 燒結(jié)礦篩分系統(tǒng) 貯礦槽 粉焦粉碎系統(tǒng) 爐前原料貯存槽 原料轉(zhuǎn)運(yùn)站 高爐出鐵場(chǎng) 高爐煤氣放散 鑄鐵機(jī) 混鐵爐 平爐（吹氧平爐） 轉(zhuǎn)爐（頂吹氧轉(zhuǎn)爐） 連鑄、火焰清理機(jī) 電 爐 爐外精煉爐 化鐵爐 混鐵爐 鐵水脫硫 散狀料轉(zhuǎn)運(yùn)站 輔助物料破碎 加熱爐（燒煤） 鋼坯火焰清理機(jī) 機(jī)械清理機(jī) 熱帶連軋、精軋機(jī) 冷帶連軋、雙平整機(jī)

20、敞開式電爐 封閉式電爐 精煉電弧爐 回轉(zhuǎn)窯 熔煉爐 生產(chǎn)工藝 主要污染物 排 放 源 七、煉焦 八、耐火 九、炭素制品 十、機(jī)修 十一、動(dòng)力 十二、輔助原料加工 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 粉 塵 粉 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 煙 塵 粉 塵 煙 塵 煙塵、二氧化硫 煙 塵 煙 塵 粉 塵 焦?fàn)t裝煤設(shè)備 出焦設(shè)備 熄焦設(shè)備 焦 爐 煤及焦粉碎、篩分、轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn) 豎 窯 回轉(zhuǎn)窯 隧道室 破碎

21、、篩分設(shè)備 運(yùn)輸系統(tǒng) 鍛燒爐 焙燒爐 石墨化爐 浸焙爐 原料破碎、篩分轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn) 化鐵爐 鍋爐 石灰窯 白云石窯 礦石破碎、篩分、轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn) 鋼鐵工業(yè)廢氣的物點(diǎn)是： 1、排放量大、污染面廣 鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中釋放的廢氣，每噸鋼的廢氣排放量約為20000m3（標(biāo)）,在全國40個(gè)行業(yè)中，鋼鐵工業(yè)廢氣年排放量占全國總排放量的18%，位居第二。 鋼鐵企業(yè)的工業(yè)窯爐規(guī)模龐大、設(shè)備集中。全國40個(gè)行業(yè)中，廢氣排放量在100萬m3（標(biāo)）以上的76個(gè)大戶中，鋼鐵企業(yè)即有14戶，占18.4%。 2、煙塵顆粒細(xì)，吸附力強(qiáng) 鋼鐵冶煉過程中排放的多為氧化鐵煙塵，其粒徑在1以下的占多數(shù)。由

22、于塵粒細(xì)，比表面積大，吸附力強(qiáng)，易成為吸附有害氣體的載體。 3、廢氣溫度高，治理難度大 冶金窯爐排出的廢氣溫度一般為400～1000℃，最高可達(dá)1400～1600℃。在鋼鐵企業(yè)中，有1/3煙氣凈化系統(tǒng)處理高溫?zé)煔?，處理煙氣量占整個(gè)鋼鐵企業(yè)總煙氣量的2/3。由于煙氣溫度高，對(duì)管道材質(zhì)、構(gòu)件結(jié)構(gòu)，以及凈化設(shè)備的選擇均有特殊要求；高溫?zé)煔庵泻?、一氧化碳，使煙氣在凈化處理時(shí)，必須妥善處理好“露點(diǎn)”及防火、防爆問題。所有這些特點(diǎn)，構(gòu)成了高溫?zé)煔庵卫碇械钠D巨性和復(fù)雜性，使處理技術(shù)難度大、設(shè)備投資高。 4、煙氣陣發(fā)性強(qiáng)，無組織排放多 金屬冶煉是非常復(fù)雜的反應(yīng)過程。其間，煙氣的產(chǎn)生具有陣發(fā)性，而且隨

23、著冶煉過程的不同，散發(fā)煙氣的成分及數(shù)量也不同，波動(dòng)極大。一般凈化系統(tǒng)主要是控制煙氣最大的冶煉過程（即一次煙氣），而對(duì)一次集塵系統(tǒng)未捕集到以及其它輔助工藝過程所散發(fā)的煙氣（即二次煙氣），形成了無組織地通過廠房或天窗外逸。二次煙氣中的煙塵雖一般僅占總煙塵量的7～10%左右，但其塵粒細(xì)、分散度高，對(duì)環(huán)境的污染影響更大。 5、廢氣具有回收價(jià)值 鋼鐵生產(chǎn)排出的廢氣雖然對(duì)環(huán)境有害，但高溫?zé)煔庵械挠酂峥赏ㄟ^熱能回收裝置轉(zhuǎn)換為蒸汽或電能；可燃成分如煤氣可作為燃料；凈化過程收集的塵泥多數(shù)富含氧化鐵，可以回收利用。 （三）廢水排放及其特點(diǎn) 鋼鐵工業(yè)用水量很大，每煉一噸鋼，約用200～250m3水，外排廢水

24、量約占全國的1/7，僅次于化工，位居第二。鋼鐵生產(chǎn)過程中排出的廢水，主要來源于生產(chǎn)工藝過程用水、設(shè)備與產(chǎn)品冷卻水、設(shè)備和場(chǎng)地清洗水等。70%的廢水來源于冷卻用水，生產(chǎn)工藝過程排出的只占一小部分。廢水含有隨水流失的生產(chǎn)用原料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物。 鋼鐵工業(yè)廢水通常按下述方法分為三類：第一類，按所含的主要污染物性質(zhì)，可分為含有機(jī)污染物為主的有機(jī)廢水和含無機(jī)污染物（主要為懸浮物）為主的無機(jī)廢水以及僅受熱污染的冷卻水；第二類，按所含污染物的主要成分，可分為含酚氰污水、含油廢水、含鉻廢水、酸性廢水、堿性廢水和含氟廢水等；第三類，按生產(chǎn)和加工對(duì)象，可分為燒結(jié)廠廢水、焦化廠廢水、煉鐵

25、廠廢水、煉鋼廠廢水和軋鋼廠廢水等。各廠又有幾種主要廢水以及這些廢水處理工藝的選擇，如表9－3所示。 表9－3 鋼鐵企業(yè)主要廢水及其單元處理工藝選擇一覽表 排 放 廢 水 的 工 廠 按污染物主要成份分類的廢水 單元處理工藝選擇 含酚氰廢水 含氟廢水 含油廢水 重金屬廢水 含懸浮物廢水 熱 廢 水 酸廢∧液∨水 堿 廢 水 沉 淀 混 凝沉淀 過 濾 冷 卻 中 和 氣 浮 化學(xué)氧化 生物處理 離子交換 膜分離 活性炭 磁分離 蒸發(fā)結(jié)晶 化學(xué)沉

26、淀 混凝氣浮 萃 取 燒結(jié)廠 ● ● ● ● ● ● 焦化廠 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 煉鐵廠 ● ● ● ● ● ● ● 煉鋼廠 ● ● ● ● ● ● ● ● ● 軋鋼廠 ● ● ● ● ● ● ● ● ●

27、 ● ● ● ● ● ● ● ● ● 鐵合金 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 其 它 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 鋼鐵工業(yè)廢水的特點(diǎn)是： 1、廢水量大，污染面廣 鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中，從原料準(zhǔn)備到鋼鐵冶煉以至成品軋制的全過程中，幾乎所有工序都要用水，都有廢水排放。 2、廢水成分復(fù)雜、污染物質(zhì)多 表9－4列出了鋼鐵工業(yè)廢水的污染特征和主要污染物質(zhì)。從中可以看出

28、鋼鐵工業(yè)廢水污染特征不僅多樣，而且往往含有嚴(yán)重污染環(huán)境的各種重金屬和多種化學(xué)毒物。 表9－4 鋼鐵工業(yè)廢水的污染特征和主要污染物 排放廢水的單元（車間） 污 染 特 征 主 要 污 染 物 渾濁 臭味 顏色 有機(jī) 污染物 無機(jī) 污染 染 熱污染 酚 苯 硫化物 氟化物 氰化物 油 酸 堿 鋅 鎘 砷 鉛 鉻 鎳 銅 錳 釩 燒結(jié) ● ● ● 焦化 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

29、 ● 煉鐵 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 煉鋼 ● ● ● ● ● ● 軋鋼 ● ● ● ● ● 酸洗 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 鐵合金 ● ● ● ● ● ● ●

30、 ● ● 3、廢水水質(zhì)變化大，造成廢水處理難度大 鋼鐵工業(yè)廢水的水質(zhì)因生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)方式不同而有很大的差異。有的即使采用同一種工藝，水質(zhì)也有很大變化。如氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐除塵污水，在同一爐鋼的不同吹煉期，廢水的pH值可在4～13之間，懸浮物可在250～25000mg/L之間變化。間接冷卻水在使用過程中僅受熱污染，經(jīng)冷卻后即可回用。直接冷卻水因與物料等直接接觸，含有同原料、燃料、產(chǎn)品等成分有關(guān)的各種物質(zhì)。由于鋼鐵工業(yè)廢水水質(zhì)的差異大、變化大，無疑加大廢水處理工藝的難度。 （四）固體廢物排放及其特點(diǎn) 鋼鐵工業(yè)固體廢物（即冶金渣或廢渣）是指鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體、半固體或泥漿廢棄物。主

31、要包括：采礦廢石、礦石洗選過程排出的尾礦、冶煉過程產(chǎn)生的各種冶煉礦渣、軋鋼過程中產(chǎn)生的氧化鐵皮和各生產(chǎn)環(huán)節(jié)凈化裝置收集的各種粉塵、污泥以及工業(yè)垃圾。此外，按固體廢物管理范疇還包括容器盛裝的酸洗廢液和廢油等。 鋼鐵工業(yè)固體廢物產(chǎn)生于鋼鐵生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，換言之，伴隨著從礦石的采掘到鋼鐵成品的出廠，每一步工序都有其特定的固體廢物的產(chǎn)生、排放，其品種因工序而異，其發(fā)生量因工藝技術(shù)而增減。 表9－5列出了鋼鐵廠通常產(chǎn)生的固體廢物和副產(chǎn)品。 表9－5 鋼鐵工業(yè)中的廢物和副產(chǎn)品（節(jié)選） 生產(chǎn)階段 副產(chǎn)品和廢物 焦炭生產(chǎn) 硫酸銨、苯、濃焦油、萘、瀝青、粗酚、硫酸、焦油； 鍋爐與冷卻器清除殘

32、渣； 氨生產(chǎn)中排出的石灰泥漿； 焦化廢水機(jī)械澄清排出的污泥； 熄焦水與溫法除塵器排出的濕塵泥； 焦化廢水處理的活性污泥； 粉塵 燒結(jié)廠 廢氣凈化產(chǎn)生的粉塵； 二次煙塵產(chǎn)生的粉塵 高爐 高爐渣； 鑄造場(chǎng)煙氣除塵產(chǎn)生的粉塵； 煤氣凈化產(chǎn)生的粉塵； 煤氣洗滌水凈化產(chǎn)生的污泥 煉鋼 鋼渣； 二次排放控制產(chǎn)生的粉塵； 干法煙氣除塵產(chǎn)生的粉塵； 鋼廠除塵用工藝水產(chǎn)生的污泥 熱成型和連鑄 鐵屑 軋機(jī)污泥 鐵皮坑渣 輾磨與切削廢物 軋輥輾磨產(chǎn)生的污泥 精加工 來自表面機(jī)械處理的鐵屑； 工藝水處理產(chǎn)生的鐵屑； 粉塵； 再生設(shè)備產(chǎn)生的Fe2O3； 再生設(shè)

33、備產(chǎn)生的FeSO47H2O； 酸洗廢液； 中和污泥； 廢熱處理鹽； 來自金屬表面除油與清洗的殘?jiān)? 其它輔助部門 含油廢棄物： 液態(tài)廢棄物：如廢油和廢油乳化液，含油污泥； 含油固體廢棄物：如潤(rùn)滑劑生成的固體廢物及含油的金屬切削物 軋鋼廢料，建造和拆除的廢鋼 廢耐火材料 屋頂集塵； 挖掘出的土； 下水道污泥； 家庭廢物； 大塊的廢物。 鋼鐵工業(yè)固體廢物的特點(diǎn)是： 1、量大面廣，種類繁多 如前所述，鋼鐵生產(chǎn)消耗原材料和燃料多，但80%以上的消耗又以各種形式的廢物排出。其中除廢水外，以重量計(jì)又以固體廢物為主，即每生產(chǎn)1噸鋼，固體廢物排放量即超過半噸。我

34、國現(xiàn)已成為世界第一產(chǎn)鋼大國，年產(chǎn)量逾2億噸，其固體廢物產(chǎn)生量之大不言而喻，約占我國工業(yè)固體廢物發(fā)生總量的1/5，排在礦業(yè)和電力行業(yè)之后，位居第三。 從表9－5中又可以看出固體廢物產(chǎn)生于鋼鐵生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅涉及面廣，而且種類各異、品種繁多。 2、蘊(yùn)含有價(jià)元素，綜合利用價(jià)值高 鋼鐵工業(yè)原料多為各種元素共生礦物。生產(chǎn)過程中“取主棄輔”，必然導(dǎo)致排出廢物中蘊(yùn)含各種不同的有價(jià)元素，如：鐵、錳、釩、鉻、鉬、鋁等金屬元素和鈣、硅、硫等非金屬元素。這些元素對(duì)主產(chǎn)品或許是無益甚至是有害的，但對(duì)其他產(chǎn)品生產(chǎn)則可能是重要原料。因此，鋼鐵工業(yè)固體廢物是一項(xiàng)可再利用的大宗二次資源。有些固體廢物稍加處理即可成為

35、其他生產(chǎn)部門的寶貴原料，如高爐渣經(jīng)水淬處理成為粒化高爐礦渣，是生產(chǎn)礦渣水泥的重要原料。尤其應(yīng)指出的是，含鐵固體廢物即是鋼鐵廠內(nèi)部循環(huán)利用的金屬資源，不僅綜合利用價(jià)值高，而且減少廢物外排，有利于減少污染。 從圖9－2“綜合性鋼鐵企業(yè)中主要的副產(chǎn)品與廢物流程圖”中不難看出，相當(dāng)一部分固體廢物（確切地說應(yīng)是副產(chǎn)品）可以在本企業(yè)中循環(huán)利用。  產(chǎn)生的固體廢物 礦煤

36、 選礦廠 尾礦（D） 煤 氧氣頂 吹轉(zhuǎn)爐 焦碳粉 礦粉（R） 氣態(tài)或固體 還原劑燃料 直接還原 高 爐 焦 爐 選礦 礦物精選與燒結(jié) 熔劑 焦炭 精制礦 高爐渣（

37、D） 直接還原渣（D） 廢鋼與熔劑 廢鋼（R） 海綿鐵 鐵水 廢鋼（R） 渣（U）或（D） 轉(zhuǎn)爐塵（R） 電爐粉塵（D） 電 爐 錠塊鑄造和加熱 鋼水 鋼水 初 軋 鑄塊產(chǎn)生的鐵屑（R） 廢鋼（R）

38、 鑄塊 廢鋼（R） 鐵屑（R） 連 鑄 廢礦和鑄模材料（D） 半成品 半成品 精整 廢鋼（R） 渣（U）或（D） 轉(zhuǎn)爐塵（R） 電爐粉塵（D） 捧材、型材、 厚、薄鋼板等 精整加工 產(chǎn)品 圖

39、9－2 綜合性鋼鐵企業(yè)中主要的副產(chǎn)品與廢物流程圖 3、有毒廢物少，便于處理與利用 鋼鐵工業(yè)除金屬鉻與五氧化二釩生產(chǎn)過程產(chǎn)生的水浸出鉻渣和釩渣；特殊鋼廠鉻合金鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的電爐粉塵以及炭素制品廠產(chǎn)生的焦油、軋鋼過程表面處理廢水治理產(chǎn)生的含鉻污泥等少量有毒有害廢物外，其它固體廢物，如尾礦、鋼鐵渣、含鐵塵泥等，雖然量大，但基本屬于一般工業(yè)固體廢物。因而，較易燃、易爆、腐蝕性、有毒等危害的危險(xiǎn)固體廢物易于收集、輸送、加工、處理，也便于作為二次資源加以利用。 第二節(jié)鋼鐵生產(chǎn)工藝過程 一．概述 目前鋼鐵生產(chǎn)有兩種主要工藝流程，主要差異是它們所用的含鐵原料和類型不同。同時(shí)還存在著這

40、兩種工藝流程的變化和組合。以這兩種主要工藝流程構(gòu)成鋼鐵聯(lián)合企業(yè)（高爐/轉(zhuǎn)爐法）和電爐（EAF法）鋼廠，即“長(zhǎng)流程”和“短流程”的鋼鐵生產(chǎn)。 “長(zhǎng)流程”鋼鐵生產(chǎn)（高爐/轉(zhuǎn)爐法） 長(zhǎng)流程的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)主要使用鐵礦石以及少量廢鋼鐵。在生產(chǎn)過程中，首先是從礦石煉鐵，隨后將鐵煉成鋼。這一工藝流程所用的原料包括：鐵礦石、煤、石灰石以及回收的廢鋼、能源和其他數(shù)量不同的各種輔助材料，如油料、耐火材料、合金材料、水等。其基本工藝流程見圖9－3。目前高爐/轉(zhuǎn)爐法長(zhǎng)流程煉鋼生產(chǎn)約占世界鋼產(chǎn)量的60%。 我國某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程如圖9－4所示。  鋼材 軋鋼車間 鋼坯/錠 連續(xù)鑄鋼/鑄錠

41、 鋼水 吹氧 合金料 氧氣轉(zhuǎn)爐車間 （含精煉） 鐵水 煤粉噴吹 高爐煉鐵車間 焦炭 燒結(jié)/球團(tuán)礦 煤 焦化車間 燒結(jié)/球團(tuán)車間 精礦粉 鐵礦石 圖9—3 鋼鐵聯(lián)合企業(yè)基本生產(chǎn)工藝流程 燒結(jié) 燒結(jié)礦 礦石 石灰石 圖9－4 我國某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)工藝流程 “短流程”電爐煉鋼（EAF法） 電爐煉鋼主要使用廢鋼

42、或越來越多地使用其它來源的金屬鐵，例如直接還原鐵（DRI）。EAF煉鋼主要工藝過程示意如圖9－5。電爐煉鋼不需要鋼鐵聯(lián)合企業(yè)所采用的煉鐵工序，而是直接在電爐內(nèi)熔煉回收的廢鋼鐵，并通過通常在較小的鋼包爐（LF）中添加合金元素來調(diào)節(jié)金屬的化學(xué)成分。用于熔煉的能源主要是電力，也可直接噴入電爐氧氣和其他礦物燃料來代替或補(bǔ)充電能。EAF法主要投入和產(chǎn)出的主要物料平衡如圖9－6所示。 廢鋼 電爐車間 （含精煉） 電力 合金料 氧氣、油 鋼水 鋼坯/錠 軋鋼車間 連續(xù)鑄鋼/鑄錠 鋼材 圖9－5 電爐煉鋼廠主要生產(chǎn)工藝流程示意圖

43、 電 爐 鋼 廠 2.5kgCO 120kgCO2 60gSO2 0.5kgNOx 165g顆粒物 廢氣 1130kg廢鋼/DRI 1t粗鋼 10kg鐵合金 3m3廢水（SS、油） 廢水 146kg渣 19kg爐塵 16kg氧化鐵皮 2.5kg污泥 17kg耐火材料 0.8kg油 3kg其他物質(zhì) 40kg溶劑 固體廢物 圖9－6 電爐鋼廠的主要物料平衡圖 對(duì)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煉鋼相比，電爐煉鋼工藝工序簡(jiǎn)單，占地較少。

44、下游工藝步驟如澆鑄或連鑄、軋制，與聯(lián)合企業(yè)類似。目前電爐（EAF法）鋼廠生產(chǎn)約 占世界總產(chǎn)量1/3。 平爐煉鋼 平爐煉鋼以鐵水、部分廢鋼為主要原料并入熔劑，以燃油作燃料，使用高溫空氣，生成強(qiáng)烈火焰?？諝馔ㄟ^平爐煙氣余熱加熱，熔煉過程中亦可噴入氧氣使熔池中碳組分迅速燃燒，加快冶煉過程。 平爐煉鋼實(shí)質(zhì)上仍屬于“長(zhǎng)流程”冶煉。但因其能耗高、效率低現(xiàn)已被逐步淘汰，其產(chǎn)量所占比重甚少。 二．鋼鐵生產(chǎn)過程 （一）原料裝運(yùn) / 準(zhǔn)備 原料是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，鋼鐵生產(chǎn)消耗大量的原材料與燃料。因此，鋼鐵企業(yè)的原料供應(yīng)從裝運(yùn)到備料，系統(tǒng)十分龐雜。 1．裝運(yùn)與準(zhǔn)備 由于需要運(yùn)輸和裝卸數(shù)量極大的原料，所

45、以原料運(yùn)輸費(fèi)用是選擇鋼鐵聯(lián)合企業(yè)位置時(shí)的一項(xiàng)主要因素。因此，廠址大多位于易利用當(dāng)?shù)氐V石或其他原料的地區(qū)，或位于擁有必要港口設(shè)施的地區(qū)。這些設(shè)施還可以為出口成品提供便利。所以隨著大型、高效遠(yuǎn)洋運(yùn)礦巨輪（最大噸位可達(dá)32萬噸）的出現(xiàn)，鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的廠址不一定為了節(jié)省成本而非要位于供礦地附近。 原料主要通過海運(yùn)輸送到煉鋼廠，其次是通過公路、鐵路或河運(yùn)。鐵礦粉（直接從遠(yuǎn)洋貨輪或從鐵路貨車/公路貨車/河運(yùn)貨船）卸下、貯存，然后露天混合?；旌峡梢蕴峁└鼮榫鶆虻挠昧?，以便提高生產(chǎn)效率和減少浪費(fèi)?；旌线^的鐵礦通過焙燒制成燒結(jié)塊或燒結(jié)成球團(tuán)，以供高爐使用。選用燒結(jié)礦還是球團(tuán)作為高爐進(jìn)料，取決于當(dāng)?shù)厍闆r，例如原

46、料可得性、費(fèi)用、操作要求、環(huán)境法規(guī)等。煤的準(zhǔn)備包括“清洗”以去除礦物雜質(zhì)，然后在煉焦?fàn)t中煉成焦炭，以供高爐使用。非焦煤可以粉化，作為焦炭的代替物直接噴入高爐。石灰石可以直接送入高爐，或在特殊爐窯中轉(zhuǎn)化為鍛燒石灰，用于燒結(jié)礦或球團(tuán)生產(chǎn)，或用作煉鋼的添加劑。廢鋼的準(zhǔn)備包括：切碎、分類和篩選，以便大量去除不需要的有色金屬，以及部分去除有機(jī)涂料和其他雜質(zhì)。 2、裝運(yùn) / 準(zhǔn)備過程的環(huán)境問題 與原料裝運(yùn)有關(guān)的主要環(huán)境問題是，卸料過程中產(chǎn)生的粉塵、來自貯料堆的粉塵以及車輛運(yùn)輸產(chǎn)生的粉塵和噪聲。這些問題通常通過下列方法來加以控制：向貯料堆噴水或結(jié)殼劑；確保車輪和道路保持清潔；以及使裝卸作業(yè)區(qū)遠(yuǎn)離居民區(qū)。

47、 來自原料裝卸場(chǎng)的徑流通常被收集和處理，以便去除其中的懸浮固體物和油。 （二）燒結(jié) / 造球 燒結(jié)礦和球團(tuán)的物理特性和化學(xué)特性，是決定高爐運(yùn)行好壞的極為重要的因素，所以這些原料是煉鐵過程的關(guān)鍵性組成部分。 1、燒結(jié)生產(chǎn)工藝 燒結(jié)過程指的是對(duì)帶有助熔劑和焦炭粉的細(xì)鐵礦粉加熱，生產(chǎn)一種半熔狀物質(zhì)，這種物質(zhì)再固化成具有作為高爐進(jìn)料所必需的大小和強(qiáng)度特性的多孔燒結(jié)物。燒結(jié)層厚度最大為600mm的濕料被傳送到不停運(yùn)行的爐蓖上。在爐蓖起始處料層表面被煤氣噴嘴點(diǎn)燃，空氣通過移動(dòng)床抽吸，從而導(dǎo)致焦炭燃燒。對(duì)爐蓖速度和氣流加以控制，以確?！盁浮保紵慕固繉拥竭_(dá)爐蓖底部的瞬間，剛好出現(xiàn)在燒結(jié)物排放之

48、前。固化的燒結(jié)物在破碎機(jī)中破碎，并通過空氣冷卻。不符合尺寸要求的產(chǎn)品被篩分出來，重新破碎，粉礦返回重新燒結(jié)。燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程及其排污狀況如圖9－7所示。燒結(jié)廠主要物料平衡如圖9－8所示。 混勻礦（鐵精礦粉、 石灰石、白云石） 石灰石 冷返礦 生石灰 焦粉、無煙煤 配 料 除塵灰 混 合 鋪底料 點(diǎn)火 燒 結(jié) 除塵系統(tǒng) 煙囪 SO2、CO、塵 冷返礦 破碎、篩分 除塵灰 除塵系統(tǒng) 煙囪塵 成品燒結(jié)礦 圖9－7 燒結(jié)生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖

49、 燒 結(jié) 廠 20kgCO 150kgCO2 1.5gSO2 0.6kgNOx 0.2kg顆粒物 廢氣 950kg鐵礦石 35kg焦粉 250kg回收粉塵 1t合格燒結(jié)礦 250kg除塵灰 固體廢物 150kg熔劑 圖9－8 燒結(jié)廠的主要物料平衡 2、球團(tuán)生產(chǎn)工藝 球團(tuán)是通過將磨碎的鐵礦、水和粘合劑混合物在造球機(jī)中制成直徑為12mm的小球而制成的。這種“濕球”通過干燥和在移動(dòng)的爐蓖上或在爐窯（豎窯或回轉(zhuǎn)窯）中加熱到1300℃而成為適于

50、高爐生產(chǎn)的球團(tuán)礦。其工藝流程類似于燒結(jié)。造球過程中主要物料平衡如圖9－9所示。 球 團(tuán) 廠 10kg粘合劑 470kgCO 35kgCO2 100gSO2 500kgNOx 350kg顆粒物 廢氣 1150kg鐵礦石 10kg煤/焦粉 30kg熔劑 1t球團(tuán)礦 1m3廢水（SS） 廢 水 固體廢物 0.25kg除塵 圖9－9 造球過程的主要物料平衡 3、燒結(jié) / 球團(tuán)生產(chǎn)的主要污染問題 燒結(jié)過程的污染物排放主要來

51、自于原料裝卸作業(yè)（導(dǎo)致空氣含塵）和爐蓖上的燃燒反應(yīng)，后一來源的燃燒氣體含有直接由爐蓖產(chǎn)生的粉塵以及其他燃燒產(chǎn)物，如CO、CO2、SOx、NOx和顆粒物。它們的濃度取決于燃燒條件以及所用的原料。其他排放物包括：由焦炭屑、含油軋制鐵鱗中的揮發(fā)物生成的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)（VOCS）；在某些操作條件下由有機(jī)物生成的二惡英；從所用原料中揮發(fā)出的金屬（包括放射性同位素）；以及由所用原料的鹵化成分生成的酸蒸汽（如HCl和HF）. 燃燒廢氣通常采用干式靜電除塵器（ESP）來凈化，這類除塵器能處理燒結(jié)過程中產(chǎn)生的大量含塵氣體。它們雖然可以大大降低粉塵排放量，但對(duì)所提及的其他排放物產(chǎn)生的效果很差，這些排放物可以通過

52、工藝參數(shù)和原料選擇來加以控制。通常用單獨(dú)的小型除塵器來凈化來自不同輸料點(diǎn)、破碎裝置和篩分裝置的充滿粉塵的廢氣。除塵器收集的粉塵，通常返回混料場(chǎng)。 球團(tuán)生產(chǎn)過程污染物產(chǎn)生同燒結(jié)廠中基本相同，這些污染物在很大程度上取決于生產(chǎn)操作條件和所有的原料。 （三）煉焦 1、焦炭及其作用 煉焦煤經(jīng)破碎、篩分、配煤后裝入煉焦?fàn)t中，在隔絕空氣條件下高溫干餾生成焦炭。焦炭在高爐中的主要作用是將氧化鐵還原成鐵金屬。焦炭還充當(dāng)燃料，提供骨架作用以讓氣體順利通過高爐料層。由于煤在熔融條件下會(huì)軟化和變得不透氣，所以它無法發(fā)揮這些作用。因此，煤必須在無氧環(huán)境中加熱到1300℃達(dá)15～21h轉(zhuǎn)化為焦炭。 2、煉焦

53、工藝過程 煉焦?fàn)t是焦化廠最主要的生產(chǎn)設(shè)備，一個(gè)焦?fàn)t組可能擁有40個(gè)或更多個(gè)被加熱室隔開的、帶有耐火墻的煉焦室。每個(gè)煉焦室一般寬0.4～0.6m，高4～7m，深12～18m，兩端都裝有可移動(dòng)的爐門。煤通過一輛沿焦?fàn)t組頂部運(yùn)行的裝煤車，從每個(gè)煉焦室上方4個(gè)最大直徑為300mm 的孔裝填。裝滿后，煉焦室門和裝料蓋即被密封，并開始加熱（下部燃燒）。加熱過程中干餾出的以焦油和焦?fàn)t氣（COG）形式出現(xiàn)的蒸餾產(chǎn)物，被收集在焦?fàn)t組的總管中，并被送往蒸餾裝置。當(dāng)加熱周期結(jié)束時(shí)，焦?fàn)t與總管分離開，端門被打開，固體焦炭被推入運(yùn)焦車。運(yùn)焦車沿焦?fàn)t組一側(cè)行至冷卻塔，在那里，將新水或循環(huán)水噴灑在熾熱的焦炭上，使其溫度降

54、至200℃以下。另外一種可選擇的干熄焦法是：使隋性氣體（N2）重復(fù)循環(huán)地通過熱焦炭，回收的熱被用于發(fā)生蒸汽。 煉焦生產(chǎn)工藝流程及排污狀況如圖9－10所示。圖9－11為焦化廠主要物料平衡圖。貯煤場(chǎng) 煉焦煤 焦 爐 煤 氣 送 用 戶 除塵系統(tǒng) 煤粉塵 除塵系統(tǒng) 煤粉塵 備煤系統(tǒng) 回 收 精 制 系 統(tǒng) 各 種 化 產(chǎn) 品 焦?fàn)t煤氣 焦 爐 煙塵、SO2、苯并芘 高爐煤氣 除塵系統(tǒng) 焦 推 酚 氰 污 水 除塵系統(tǒng) 煙塵、苯并芘 熄 焦 廢水

55、 水處理設(shè)施 水蒸汽、粉焦 除塵系統(tǒng) 活性污泥 篩 分 焦炭 用戶 圖9－10 煉焦生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖  焦 化 廠 1250kg煉焦煤 1kgCO 500kgCO2 1400gSO2 0.3kgNOx 550g顆粒物 300g碳?xì)浠衔? 廢氣 1t焦炭 0.6m3廢水（SS、油、氨氮、 揮發(fā)酚、氧化物） 20gSS 0.2kgBETP污泥 廢 水 85kg焦油、苯、瀝青 90g硫 固體

56、廢物 圖9－11 焦化廠的主要物料平衡 3、煉焦生產(chǎn)的污染 在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，焦化廠是一污染大戶。其主要污染物為廢氣、廢水以及少量固體廢物。 煉焦廠的廢氣排放有間歇的和連續(xù)的，它們與下部燃燒、裝料、推焦、冷卻、運(yùn)輸和篩分等作業(yè)有關(guān)。一種排放物可能出自很多分散的來源，例如爐門、蓋、出焦、下部加熱煙囪等。 煙塵排放產(chǎn)生于下部燃燒、裝料、推焦和冷卻作業(yè)。這些排放可以通過下列方法加以控制，不斷維護(hù)保養(yǎng)焦?fàn)t耐火墻；改進(jìn)裝料方法；嚴(yán)密控制加熱周期；以及為某些作業(yè)安裝萃取/氣體凈化系統(tǒng)。 焦?fàn)t煤氣（COG）是煉焦過程中餾出的一種復(fù)雜的混合物，它含有氫、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、

57、氮氧化物、水蒸汽、氧、氮、硫化氫、氰化物、氨、苯、輕油、焦油蒸氣、萘、烴、多環(huán)芳烴（PAHs）和凝聚的顆粒物。這種氣體排放可能來自門、蓋、罩等沒有得到密封的地方，只能通過密切注意維修保養(yǎng)和密封作業(yè)來減少這類排放。 在作為燃料氣分配之前，COG在化產(chǎn)工序中處理，在那里，某些成分（如苯、焦油或硫）被去除和收集。用于這一過程的各種罐、通氣孔、泵、閥等，都是潛在的排放源。當(dāng)泄漏長(zhǎng)期未被發(fā)現(xiàn)時(shí)，這些常常位于地下的罐也是一種潛在的地面污染源。 化產(chǎn)工序所用的水在排放之前，先經(jīng)生化處理場(chǎng)（BETP）中進(jìn)行處理，以便去除氰化物、揮發(fā)酚、NH3—N、硫氰酸鹽和SS。 固體廢物包括用過的耐火材料、焦油渣、B

58、ETP渣等。 （四）高爐煉鐵 1、高爐煉鐵主要工藝 目前世界上絕大部分鐵是在高爐中生產(chǎn)的，每年產(chǎn)高達(dá)5億t鐵水。高爐消耗了大約97%的開采出的鐵礦石；其余鐵礦石在以天然氣或煤為基礎(chǔ)的直接還原鐵（DRI）廠中被制成海綿鐵，供EAF用。 高爐是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，含鐵原料（鐵礦石、燒結(jié)物和球團(tuán)）、添加劑（造渣劑如石灰石）和還原劑（焦炭），通過加料系統(tǒng)裝置連續(xù)加入爐身頂部，該加料系統(tǒng)可防止高爐煤氣逸出。熱風(fēng)（有時(shí)富含氧）和輔助燃料從底部注入，以便提供逆流還原氣體。這種鼓風(fēng)與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳（CO），后者再將氧化鐵還原成鐵。鐵水連同渣被聚集在爐膛內(nèi)定期排出。鐵水通過混鐵罐車運(yùn)往煉鋼廠，爐渣

59、則被加工生產(chǎn)成骨料、粒料，可供公路建設(shè)和水泥制造綜合利用。高爐爐頂部的煤氣經(jīng)過凈化，然后配送到其他工序作為燃料。 圖9－12為煉鐵生產(chǎn)工藝流程及其排污示意圖，圖9－13為高爐生產(chǎn)主要物料平衡。 燒結(jié)礦、球團(tuán)礦 焦炭 冷返礦 白云石 石灰石 煙囪 除塵系統(tǒng) 上 料 系 統(tǒng) 煙塵 高 爐 富氧噴煤 荒煤 氣 熱風(fēng) 高爐煤氣送用戶 除塵系統(tǒng) 爐 渣 鐵 水 SO2煙塵 熱風(fēng)爐 煤氣洗滌廢水處理 沖渣廢水 混合 煤氣 空 氣 廢水 鑄鐵機(jī) 高爐瓦斯灰、泥

60、 高爐水渣 送煉鋼 鐵 塊 圖9－12 煉鐵生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖  高 爐 煉 鐵 廠 1500kg燒結(jié)礦/球團(tuán)/石灰石 415kg焦炭 1t 鐵水 1kgCO 300kgCO2 140gSO2 90kgNOx 85g 顆粒物 廢氣 0.2m3廢水 10gSS 20g油 1g 氰化物 2g金屬 60kg煤 150kg塊礦石 1324kg渣 0.4kg粉塵 19kg污泥 固體廢物 廢 水

61、 圖9－13 高爐煉鐵生產(chǎn)的主要物料平衡 2、煉鐵生產(chǎn)的污染 煉鐵生產(chǎn)排出的污染物數(shù)量大，且廢氣、廢水和固體廢物幾乎數(shù)量相當(dāng)。 煉鐵產(chǎn)生的主要污染物包括：基本上為氧化鐵的顆粒物（含鐵粉塵），它們主要是在出鐵作業(yè)期間以及一些輔助作業(yè)排放的；渣處理過程排出的不同數(shù)量的H2S和SO2，這些排放物會(huì)產(chǎn)生氣味問題。高爐出鐵場(chǎng)可裝有排氣/袋濾凈化裝置，或設(shè)有可用來減少顆粒物形成和排放的系統(tǒng)。在擁有高爐出鐵場(chǎng)排氣系統(tǒng)的情況下，收集的顆粒物通常可以完全返回?zé)Y(jié)廠。 廢水產(chǎn)生于高爐煤氣濕式凈化和爐渣處理工序。這些工序往往采用循環(huán)裝置，但出水在排放之前要經(jīng)過處理，以便去除SS、金屬和油。 （五

62、）煉鋼、二次精煉和鑄造 鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的煉鋼廠實(shí)際包括三種作業(yè)類型，即煉鋼（轉(zhuǎn)爐、電爐）、二次精煉和鑄造，這三種作業(yè)的目的是：首先獲得鋼水；其次是調(diào)節(jié)鋼水適當(dāng)?shù)慕M分和潔凈度，以便生產(chǎn)適應(yīng)各種用途的產(chǎn)品；以及將其固化成適合于軋制的形狀。 1、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼 （1）轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝 氧氣煉鋼包括：通過采用純氧（主要是去除碳，但也去除硅和其他元素）和添加 助熔劑和合金元素以便去除雜質(zhì)和改變組分，將來自高爐的鐵水冶煉為鋼。氧化發(fā)生在被稱為堿性氧氣轉(zhuǎn)爐（BOF）的爐身中，該爐襯有鎂和白云石耐火材料，對(duì)這一過程加以控制，以便達(dá)到成品鋼需要的碳、硅和磷含量，鐵水的脫硫和有時(shí)脫磷的預(yù)處理可以單獨(dú)進(jìn)行，因?yàn)闊o

63、法在BOF中有效地進(jìn)行這些預(yù)處理。 首先，將廢鋼鐵加入BOF，并通過澆包將鐵水注入。加入的廢鋼鐵的數(shù)量將取決于廢鋼鐵的可得性、鐵水的可得性、最終鋼的質(zhì)量、工藝操作條件和經(jīng)濟(jì)性等，但它很少超過30%。然后，純氧通過一根垂直氧槍從頂部吹入（LD法），或與添加的燃料（如丙烷或天然氣）從底部浸沒透氣磚吹入（OBM法、LWS法、Q－BOP法）。也可以在爐底吹入隋性氣體，以幫助攪拌。在這一過程中，鐵中的碳被氧化，并以CO和CO2氣體的形式被釋放。硅、錳和磷也被氧化，并被熔劑捕集形成渣。硅、碳和氧之間的反應(yīng)是強(qiáng)放熱性的，從而導(dǎo)致爐內(nèi)溫度升高。這被大量冷卻廢鋼所抵消。這類冷卻廢鋼的加入被精心控制，以便確保正

64、確的出鋼溫度?，F(xiàn)代化的煉鋼廠還能夠在靠近煉鋼爐的獨(dú)立的精煉間對(duì)鋼的成分和溫度進(jìn)行微調(diào)。當(dāng)達(dá)到成品鋼的成分和溫度要求，鋼水就被輸送到鑄造區(qū)。 圖9－14為轉(zhuǎn)爐煉鋼和連鑄生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖。圖9－15為轉(zhuǎn)爐煉鋼廠主要物料平衡圖。 煙塵 鐵水倒罐站 污水處理 渣 扒 渣 煤氣 除塵系統(tǒng) 鐵水罐 高爐鐵水 魚雷罐車 輔料 篩分室 送用戶 塵泥 電振給料機(jī) 補(bǔ)充水 煤氣柜 煙塵 循環(huán)水 鋼渣 稱量漏斗 廢水 煙囪塵 轉(zhuǎn) 爐 匯總漏斗 煙塵 鋼包及鋼包車 煙塵 精煉爐

65、 廢水處理后回用 連鑄機(jī) SS、少量油 鋼渣 連鑄坯 圖9－14 轉(zhuǎn)爐煉鋼和連鑄生產(chǎn)工藝流程及排污示意圖  轉(zhuǎn) 爐 鋼 廠 850kg鐵水 212kg廢鋼 1t 鑄造產(chǎn)品 1kgCO 30kgCO2 140gSO2 90kgNOx 85g 顆粒物 廢氣 3kg鐵礦石 0.1m3廢水 4gSS 5g油 22kg石灰 131kg渣 14kg氧化鐵皮 25kg污泥 4kg耐火材料 65kg油 5kg白云石 固體廢物 廢

66、 水 圖9－15 轉(zhuǎn)爐煉鋼廠主要物料平衡 （2）轉(zhuǎn)爐煉鋼的污染 轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的污染主要來自廢氣和固體廢物，特別是廢氣與煙塵應(yīng)予高度關(guān)注。轉(zhuǎn)爐煉鋼主要的廢氣和粉塵排放來自吹氧過程中的BOF爐口。但轉(zhuǎn)爐煤氣成分主要是一氧化碳，通過爐內(nèi)的進(jìn)一步氧化，產(chǎn)生一些二氧化碳。二次反應(yīng)的強(qiáng)度取決于爐口上方煙霧罩的設(shè)計(jì)（即特別合適的罩可以最大限度減少空氣進(jìn)入，為此，最大限度地增加轉(zhuǎn)爐氣中的CO的含量）。如果CO含量足夠高，這種氣體就可以收集用作寶貴的能源，否則它將被燒掉。 煙塵主要由氧化鐵和氧化鈣組成，來源于氧槍對(duì)鋼水熔池的作用，以及一些鐵被氧化成細(xì)微氧化鐵顆粒。粉塵可能含有廢鋼鐵所產(chǎn)生的重金屬如鋅以及渣和石灰微粒。所產(chǎn)生的粉塵量取決于吹氧系統(tǒng)、操作條件（如流速）和是否使用泡沫渣以及廢鋼的質(zhì)量。 BOF煤氣的凈化與回收系統(tǒng)包括濕式洗滌或干式技術(shù)。凈化過程會(huì)產(chǎn)生BOF污泥或煙塵，它們可以根據(jù)雜元素含量來決定是否返回這一流程，作為水泥添加劑出售或被填埋處理。 當(dāng)鐵水澆在BOF爐體中的廢鋼上時(shí)，以及當(dāng)鐵水與空氣接觸產(chǎn)生氧化鐵細(xì)粉塵時(shí)，出