Transcript 4、钢铁行业统计课件
全国环境统计培训课件 钢铁行业污染物排放核算 环境保护部污染物排放总量控制司 2012年 1 钢铁行业发展现状 2 钢铁生产工艺流程及主要产污环节 3 主要污染源、污染物治理措施 4 主要污染物排放量统计核算要点 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。 80000 100 90 70000 粗钢产量（万吨） 80 年增长率（%） 60000 70 50000 60 40000 50 40 30000 30 20000 20 10000 10 0 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2001-2011年我国粗钢产量与增长速率图 2011 钢铁产能分布情况 广西, 1207.8 福建, 1166.9 云南, 1323.2 其他, 5295 广东, 1323.8 2011年中国大陆产 河北, 16450.7 浙江, 1329.9 钢1000万吨以上的 省市有19个,合计产 内蒙古, 1669.7 四川, 1728.6 钢63031.5万吨,占 湖南, 1819.2 安徽, 1966.7 江苏, 6838.8 江西, 2067.4 上海, 2225.5 天津, 2295.7 河南, 2370.7 湖北, 2752.2山西, 3490.3 山东, 5655.2 辽宁, 5349.2 全国钢产量92.25% 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 电炉短流程 石灰 电厂 锅炉 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 汽车运输原燃料 火车运输原燃料 汽车受料 粉尘 地下受料槽 链斗卸车机 粉尘 噪声 贮料场 粉尘 堆、取料机 粉尘 噪声 胶带机 粉尘 剂合 焦格 粉熔 粉尘、特别是 扬尘等无组织 排放 火车受料 混匀配料槽 胶带机 成品烧结矿 烧结车间 高炉矿槽筛下 矿粉、焦粉 合 炼 格 焦 杂 矿 车 高 炉 返 矿 、 返 焦 间 合格焦炭 炼铁车间 烧结的目的和意义 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。 烧结工序生产流程 钢铁生产流程图 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 生石灰 焦粉、无烟煤 含铁混合料 石灰石 白云石 配料 干 式 放 灰 粉尘 粉尘 一混 水 粉尘 二混 水 铺底料 烧结 除尘 抽风机 含尘、SO2 烟气 成品矿槽 12～20mm 煤气 空气 150～0mm 冷却 粉尘 一次筛分 粉尘 20mm 二次筛分 粉尘 三次筛分 5～12mm 粉尘 5～0mm 高炉矿槽 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。 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。 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。 球团 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。 球团工艺流程及产污环节示意图 精矿 膨润土 配料 干燥 噪声 润磨 造球 16～8mm 16或8mm 生球筛分 鼓风干燥 抽风干燥 含尘烟气 抽风 抽风 抽风 预热段 除尘 预热段 噪声 焙烧 煤气 冷却段 空气 冷却段 空气 酸性球团 含SO2、尘烟气 除尘 除尘 焦化 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。 焦化工艺流程及产污环节示意图 炼焦煤 配煤槽 粉碎机 煤焦尘、荒煤气 燃烧废气 喷洒循环氨水 焦油氨水 澄清槽 粗焦油 焦炉煤塔 焦炉 荒煤气 集气总管 破碎筛分 焦尘 初冷器 储运设施 剩余氨水 焦尘 电捕焦油器 焦油渣 焦油储槽 鼓风机 终冷排污水 再生器 残渣 干法：焦尘 湿法：含尘水蒸汽 熄焦 粗苯 成品焦炭 脱硫装置 终冷塔 脱苯装置 再生器 循环洗油 净煤气 脱氨装置 干熄焦和湿熄焦 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。 焦炉煤气净化 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。 焦炉煤气脱硫 工艺名称 脱硫效果 吸收剂及催化剂 描述 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 H2S:< 500mg/m3 涤法(A- 吸收剂：NH3 S法) 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 FRC法 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 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（blast furnace ）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。 高炉炼铁工艺流程及产污环节示意图 铁矿石 烧结矿 焦 石灰石 炭 上料系统 烟尘、噪声 净循环水 高炉渣 烟尘 冲渣水 新INBA法 水冲渣 水淬渣 含SO2烟气 热风炉 高炉 铁水 鼓风机 荒煤气 除尘系统 剩余煤气 送煤气柜 铸铁机 送炼钢 铁块 尘、噪声 煤粉制备 煤粉 循环水系统 料 粉尘 炉顶布料 炉体冷却水 辅 水处理设施 浊循环水 污泥 噪声 高炉煤气净化 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。 炼钢 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、精炼工艺流程及产污环节示意图 烟尘 高炉铁水 废钢 废钢间料槽 粉尘 混铁车 散状料 粉尘 地下料仓 铁合金 地下料仓 烟尘 兑铁水罐 铁水脱硫 顶吹O2 炉顶料仓 底吹N2/Ar 放散 加料系统 钢水 钢渣 渣罐 吹Ar喂丝 烟尘 烟尘 污泥 煤气供 用户 炉渣间 下料系统 旋转溜槽 顶底复吹转炉 煤气 烟气净化系统 粉尘 粉尘 含尘烟气 噪声 高位料仓 RH真空脱气 LF钢包精炼 板坯连铸机 转炉煤气净化 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。 LT法回收装置 OG法回收装置 连铸工艺流程及产污环节示意图 合格钢水 烟尘 水蒸汽 钢包回转台 火焰切割 烟尘 切割渣 中间罐 去毛刺 粉尘、噪声 结晶器 铸坯喷号 拉矫及二次冷却 出坯辊道 含油及SS废水 连铸坯 热轧带钢工艺流程及产污环节示意图 连 铸 直接热装 板 坯 保温坑热装 冷装 步进梁式加热炉加热 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 SO2烟气 含油及SS废水 噪声 噪声 含油及SS废水 噪声 噪声 卷取机卷取 打捆、称重、喷印 热轧带钢 冷轧带钢工艺流程及产污环节示意图 热轧原料钢卷 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 酸洗轧机联合机组 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 连续退火机组 连续热镀锌机组 包装 噪声 碱雾、 含NOX 和SO2 烟气、 含 碱废水、锌渣、噪声 、废耐材 剪切 冷轧产品及热镀锌产品 活性石灰工艺流程及产污环节示意图 合格石灰石 石灰石贮仓 汽车运出 <18mm 贮槽 粉尘、噪声 振动筛 >18mm CO2、尘 带式输送机 废气 焦炉煤气 回转窑 除尘设施 耐热带式输送机 粉尘、噪声 破碎筛分 粉尘 料 槽 活性石灰由 汽车外运 筛下料 <5mm 粉尘 筛上料 >5mm 料 槽 活性石灰由 汽车外运 粉尘 主要污染源、污染物治理措施 钢铁生产主要污染情况总结 钢铁工业开发的主要对象是多种黑色金属和非金 属矿物。冶炼加工过程中，消耗大量的矿石、燃 料和其他辅助原料，每生产1吨钢需要消耗6~7吨 物料，这些物料中的80%均转化为废物，这些废物 以废气、废水、固体废弃物的形式对周边环境造 成影响。 钢铁生产主要污染情况总结 废气 第一类是生产工艺过程中排放的废气：如冶炼、炼焦和钢材 轧制过程中产生的烟尘、SO2和其他有害气体 第二类是燃料在炉窑中燃烧产生含尘和SO2的烟气 第三类是原燃料、成品在运输、装卸和加工时中产生的粉尘 除此之外，钢铁企业还是CO2温室气体排放大户 钢铁生产主要污染情况总结 废气的特点 废气排放量大，污染面广 烟气阵发性强，无组织排放多 危害性较强 废气具有回收价值 钢铁生产主要污染情况总结 废气的治理 一直以来，钢铁企业废气的治理主要集中在除尘 近年来，烧结烟气脱硫工作正全面实施 NOx浓度较低，源头广，治理经济性较差，难度大 特征污染物逐渐引起关注 钢铁生产主要污染情况总结 废水 第一类是生产工艺过程中冷却、冲洗等净循环水系统、浊循环 水系统的排污水，主要含有悬浮物和石油类 第二类是炼焦及焦炉煤气净化过程中产生的酚、氰废水 第三类是冷轧工序产生含酸、碱、油、乳化液的废水 除此之外，高炉煤气、转炉煤气湿法洗涤产生的含悬浮物 的废水 钢铁生产主要污染情况总结 废水的特点 生产工艺复杂，冶炼过程中冷却和冲洗需要大量用水 废水排放口分布较广 焦化酚氰废水治理难度较大 钢铁生产主要污染情况总结 固体废弃物 高炉水渣、钢渣等冶炼渣 各除尘系统收集的尘泥 固废的特点 产生量巨大 大部分废弃物具有回收价值 原料场污染治理措施 原料场最主要的污染物：粉尘，特别是扬尘等无组织排放。 无组织排放治理措施： ① 在料堆表面洒水、喷洒覆盖剂； ② 设置皮带通廊，防止运输时产生粉尘； ③ 在料场周围建设防风抑尘设施； ④ 采用全封闭料仓。 有组织排放治理措施： 在配料槽、转运站、破碎筛分设施等产尘点设置抽风除 尘装置。 常见的除尘器为袋式除尘器，出口浓度可控制在30mg/m3 以下；个别落后企业，还采用旋风除尘器或者多管除尘器，出 口浓度一般在150mg/m3左右。 除尘 多管 除尘器 旋风 除尘器 袋式 除尘器 静电 除尘器 文丘里 湿式 除尘器 除尘效率低 基本已淘汰 个别小钢厂有使用 主流： 除尘效率高的 过滤式除尘器 烧结机 机头机尾 高炉、转炉 煤气洗涤 出口浓度：150mg/m3 30mg/m3 50mg/m3 10mg/m3 转运站 皮带通廊 防风抑 尘网 全封闭料仓 烧结污染治理措施 烧结的污染主要来自废气： 烧结机头烟气复杂，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治理措施除了通风除尘外， 最重要的就是烧结机头烟气脱硫。 钢铁生产流程图 烧结工序主要产污节点 烧结工序主要产污节点 原料粉尘 烧结脱硫装置 建设位置 烧结机尾烟气 含尘 烧结机头烟气 含尘、SO2 成品粉尘 钢铁烧结烟气脱硫技术分类 按脱硫剂种类分为钙基脱硫（如石灰石石膏法、循环流 化床干法、NID干法等）、氨基脱硫（氨法）、胺基脱硫 （有机胺法）、炭基脱硫（活性炭吸附法）等； 按脱硫过程的水耗、脱硫剂进入脱硫反应器时的物理状 态分为：干法脱硫（如循环流化床干法、NID干法、活性 炭吸附法等）和湿法脱硫（如石灰石石膏法、氨法、有 机胺法等）。 如何确保实施烧结脱硫取得实效 干法、湿法都有成功的案例 也都有失败的案例 干 湿 59 如何确保实施烧结脱硫取得实效 烧结脱硫真的是个困扰钢铁企业的难题吗？不是！ 实施烧结脱硫取得实效的两个关键： 脱硫工程的建设质量（50%） 脱硫设施的日常运行维护（50%） 60 焦化 污染治理措施 焦化的污染源、污染物 废气：备煤系统产生的煤尘，焦炭成品筛分、贮运过程产 生的焦尘，焦炉装煤、推焦时散逸的烟尘，干熄焦槽顶、排焦口 和放散管等处产生的烟尘，焦炉炉体加热燃烧煤气产生的烟气。 废水：焦炉煤气净化系统产生的酚氰废水（0.5~1m3/t 焦炭），水质：COD 2000~3500mg/L、石油类 50~70mg/L、氨氮 200~300mg/L、挥发酚 600~800mg/L、氰化物 10~15mg/L。 固体废弃物：各除尘系统回收的粉料；冷凝鼓风工段产生 的焦油渣；轻油蒸馏工段产生的再生器残渣；蒸氨塔产生的沥青 渣；油库内超级离心机产生的分离渣；酚氰废水处理站产生的剩 余污泥。 焦化酚氰废水治理 根据焦化废水中污染物的成分，主要以生化处理为主，为 了给生化处理创造适宜的条件，通常在生化处理之前要进 行预处理。 焦化废水预处理一般由除油、水质均和等部分组成。 焦化废水中的油指随水带出的焦油类物质，苯类、酚油、 蒽油、萘油等不溶于水的成分，实际上就是化产未分离的 残余产品。 易凝聚成较大颗粒的油类，采用重力或过滤方法去除；以 乳化状存在的油类，需要用凝聚沉淀或浮选的方法去除。 由于焦化废水不是一种，水质水量随时间变化，为了给生 化处理创造良好条件，因此，对除油后的废水的浓度、水 温和pH值等进行均和。 焦化酚氰废水治理 焦化废水生化处理的工艺路线最早多为活性污泥法，活性 污泥法对酚、氰等污染物有很好的处理效果，当水力停留 时间为12 h~24 h时，酚类物质的去除率可以达到99 %以上， 但由于焦化废水中含有一定量的难生物降解的有机物，COD 的去除则较差，一般为60 %~70 %，出水COD为350 mg/L~850 mg/L左右，排水的COD和氨氮难以达标。 为了提高COD和氨氮的处理效果，A-O、A-O-O、A-A-O、AA-O-O、SBR等生物脱氮工艺开始得到应用。处理后出水水 质:COD≤100mg/L、石油类≤8mg/L、氨氮≤15mg/L、挥发 酚≤0.5mg/L、氰化物≤0.5mg/L。 A-A-O-O 厌氧 缺氧 好氧 好氧 水解酸化 反硝化 硝化 接触氧化 经过预处理的废水经提升泵送至厌氧反应器，进行水解酸化反应，以 提高废水的可生化性并降解部分有机物。 厌氧反应器出水与从中沉池出水回流的硝化液相混合后，送至缺氧池 进行反硝化反应，将亚硝酸氮和硝酸氮还原为氮气，并同时降解有机 物。 缺氧池出水进入好氧池进行脱碳和硝化反应。废水在硝化池中首先大 幅度降解有机物，然后将氨氮氧化为亚硝酸氮和硝酸氮。好氧出水进 入中沉池，进行固液分离，上清液大部分回流。 中沉池出水进入接触氧化池进一步降解有机物，然后进入二沉池进 行沉淀。剩余的废水经过絮凝、沉淀、过滤后，出水送至厂内回用。 炼铁污染治理措施 炼铁的污染源、污染物 废气：烟粉尘，主要来自高炉出铁时从出铁口、铁水沟、 渣沟逸出的烟粉尘，采用集气罩抽风除尘；上料系统矿槽、炉顶 产生的粉尘；热风炉燃烧煤气产生的废气。 废水：高炉煤气湿法净化系统会产生含SS的废水，经斜 板沉淀池沉淀、冷却塔降温后循环使用；高炉水冲渣系统为亏水 运行。 固体废弃物：各除尘系统回收的除尘灰，高炉煤气净化系 统产生的瓦斯灰、瓦斯泥，含有大量铁元素，作为炼铁原料回 用；高炉水冲渣系统产生的高炉水渣，主要成分是CaO、 SiO2、Al2O3，优质的水泥原料，基本上全部利用。 炼钢污染治理措施 转炉炼钢的污染治理措施 废气：铁水预处理除尘系统；转炉一次烟气（转炉煤气） 除尘系统；转炉二次烟气（即转炉在兑铁水、加废钢、吹炼和出 钢过程产生或外逸的含尘烟气）除尘系统；精炼装置除尘系统； 原辅料上料除尘系统。 废水：转炉煤气OG湿法净化系统会产生含SS的废水，经 斜板沉淀池沉淀、冷却塔降温后循环使用。 固体废弃物：各除尘系统回收的除尘灰，转炉煤气净化系 统产生的瓦斯灰、瓦斯泥，含有大量铁元素，作为炼铁原料回用； 铁水脱硫渣、钢渣经热泼、热闷等处理后，回收废钢炼钢，其余 部分经粉磨处理后生产水泥和建材。 炼钢污染治理措施 电炉炼钢的污染治理措施 废气：电炉冶炼及加料过程中产生的含尘烟气采用第四 孔、大密闭罩加屋顶罩相结合的方式捕集，并经袋式除尘器净化 后排放；精炼装置除尘系统；原辅料上料除尘系统。 固体废弃物：各除尘系统回收的除尘灰含有大量铁元素， 作为炼铁原料回用; 钢渣经破碎回收废钢炼钢（不锈钢冶炼还回 收合金元素），其余部分经粉磨处理后生产水泥和建材，或合理 处置。 连铸污染治理措施 连铸的污染治理措施 废气：连铸结晶器加保护渣时将产生的少量含尘烟气，设 专用风机将其引入连铸二冷室，利用二冷室内的大量水雾将其净 化。 废水：连铸二次喷淋冷却、冲氧化铁皮等用水，受到氧化 铁皮及油的污染，采用一次沉淀池沉淀，化学除油器进一步去除 细小铁皮和油，再经高速过滤器过滤、冷却塔冷却后循环使用。 固体废弃物：连铸水处理系统收集的氧化铁皮作为炼铁原 料回用。 热轧污染治理措施 热轧的污染治理措施 废气：加热炉燃烧煤气的废气直接烟囱排放；轧机轧制产 生的含尘废气采用喷水抑尘或塑烧板除尘器等净化处理。 废水：轧机轧辊冷却、高压水除鳞、带钢层流冷却、冲氧 化铁皮等用水，使用后含有大量氧化铁皮和少量油，经一次铁皮 沉淀池、二次平流沉淀池沉淀，高速过滤器过滤、冷却塔冷却后 循环使用。 固体废弃物：加热炉及水处理系统收集的氧化铁皮全部送 烧结利用；水处理系统收集的废油生产再生油或者焚烧处理。 冷轧污染治理措施 废气： 酸洗机组拉矫、焊接、矫直等过程中产生的氧化铁尘，设 袋式除尘系统； 酸洗机组酸洗槽、漂洗槽等产生的酸雾，经洗涤塔洗涤净 化后排放。 冷轧机组轧制过程中产生的乳化液烟雾，经轧机上部烟罩 送入净化设备过滤后排放。 单机架平整机干平整/湿平整时产生的氧化铁尘或湿平整 烟雾，经除尘器或烟雾净化装置净化后排放。 热镀锌机组、彩涂机组、电工钢连续退火机组各清洗段碱 洗槽、电解清洗槽等均产生碱雾，经洗涤器洗涤净化后排放。 冷轧污染治理措施 废水： 冷轧机组轧制过程中产生的含油、乳化液废水，先进入调 节池，撇去其中大部分浮油，然后用泵送至纸带过滤机，进入超 滤系统循环槽，再用泵送超滤装置，油和部分乳化液回循环槽， 在循环槽中浓缩油用带式撇油机去除，乳化液循环超滤，超滤的 滤出水达标后送酸碱废水处理系统。 从各生产机组产生的含酸、碱废水首先进入酸、碱废水均 衡池，进行水量调节和均衡，然后用泵送至一、二级中和曝气池 投加盐酸或石灰进行中和，并鼓入压缩空气进行曝气，使Fe2+ 充分氧化成易于沉淀的Fe(OH)3，再加入高分子絮凝剂。经絮凝 后废水流入斜板沉淀池沉淀，去除悬浮物，并进行最终pH值调 整，处理后的水在各项指标达到保证值后排放。 全厂性污水处理厂 生产废水 调节池 加压泵 机械搅拌反应 池 回用水 用户 回用水池 过滤池 辐流沉淀池 排放 水平衡 生产 单元 用水量 m3/h 重复利用量 m3/h 焦化 25493 24695 烧结 1464 球团 补充水量 m3/h 重复利用 率% 损耗量 m3/h 798 96.87 523.6 1328 247(111) 90.71 800 778 82(60) 炼铁 38730 38198 炼钢 14125 连铸 排水量 m3/h 备注 274.4 送炼铁、烧结、球团和 中央水处理厂 231 16 排水进入中央水处理厂 97.25 75 7 排水进入中央水处理厂 710(178) 98.63 710 0 13599 563(37) 96.28 507 56 排水进入中央水处理厂 26000 25407 593 97.72 443 150 排水进入中央水处理厂 一热轧 39130 38520 610 98.44 430 180 排水进入中央水处理厂 二热轧 31342 30802 540 98.28 390 150 排水进入中央水处理厂 一冷轧 9670 9477 193 98.00 37.3 155.7 排水进入中央水处理厂 二冷轧 19940 19473 467 97.66 141.7 325.3 排水进入中央水处理厂 三冷轧 13750 13497 253 98.16 61.5 191.5 排水进入中央水处理厂 原料场 942 922 453(433) 97.88 453 0 石灰焙烧 234.5 224.5 10 95.74 7.5 2.5 排水进入中央水处理厂 其它 9737 9138.7 1126.3(496) 93.86 990.5 135.8 排水进入中央水处理厂 合计 231357.5 226059.2 6645.3(1315) 97.71 5001.1 1807.8 1315m3/h作为回用水， 492.8m3/h废水外排 主要污染物排放量统计核算要点 二氧化硫 钢铁企业硫的来源 铁精矿 洗精煤 烟煤、无烟煤 钢铁企业 动力煤 辅料 烧结烟气中SO2的产生机理 烧结的硫主要来自铁矿石，少量来自燃料和熔剂，一般以 FeS2、FeS或者有机硫的形式存在。 烧结生产过程中，原料、燃料中约有80~90%的硫经过氧 化、分解等化学反应随烟气以SO2的形式排出，其余的硫 残留在烧结矿中。 烧结原辅料、燃料的含硫情况 铁精矿： 单耗700-850kg/t烧结矿； 进口铁精矿的含硫率一般在0.01-0.04%，国产铁精矿的含 硫率一般在0.1-0.7%，低于0.1%的比例较少。 固体燃料（煤粉、焦粉）： 单耗40-50kg/t烧结矿； 含硫率一般在0.5-0.75%之间。 熔剂（石灰石、白云石、生石灰）： 单耗130-170kg/t烧结矿； 含硫率一般在0.02-0.04%。 含铁杂料（氧化铁皮、除尘灰、污泥等）： 单耗20-25kg/t烧结矿； 含硫率一般在0.02%左右。 烧结原辅料、燃料的含硫情况 2010年分地区铁矿原料结构及含硫量 序 号 1 2 3 4 5 6 产 地 全国合计 华北 东北 华东 中南 西南 西北 成品铁 国内 国产矿 进口矿 生铁产 进口矿 矿消费 量 含硫量 成品矿 含硫量 （亿吨） 量（亿 （亿吨） （亿吨） （%） （%） 吨） 5.84 2.06 0.71 1.68 0.84 0.33 0.22 8.52 3.01 1.03 2.46 1.22 0.48 0.32 3.38 1.7 0.56 0.33 0.27 0.34 0.17 备注：白云鄂博矿含硫0.67%；攀枝花钒铁矿0.66% 0.168 0.15 0.08 0.30 0.25 0.20 0.20 5.14 1.31 0.47 2.13 0.95 0.14 0.14 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 烧结硫平衡计算 某钢铁企业烧结厂1台180m2烧结机；其年生产报表数据如 下： 烧结机作业率：90.4% 烧结矿产量：167万吨 进口粉矿耗量：75万吨 国产粉矿耗量：55万吨 无烟煤耗量：7.5万吨 烧结矿返矿量：18.7万吨 含铁杂料用量：3.5万吨 生石灰耗量：8.5万吨 石灰石耗量：12万吨 白云石耗量：3万吨 焦炉煤气耗量：696万立方米 高炉煤气耗量：1300万立方米 烧结硫平衡计算 原料、辅料、燃料以及烧结矿的含硫率检测数据如下： 进口粉矿：0.03% 国产粉矿：0.4% 无烟煤：0.75% 生石灰：0.03% 石灰石：0.025% 白云石：0.038% 烧结矿：0.03% 含铁杂料含硫率按0.02%计算； 焦炉煤气中H2S浓度按200mg/m3计算； 高炉煤气中H2S浓度按10mg/m3计算。 烧结硫平衡计算 输入 输出 名称 使用量 （104t） 含硫率 （%） 含硫量 （t） 进口矿 国产矿 石灰石 白云石 生石灰 无烟煤 返矿 75 55 12 3 8.5 7.5 18.7 0.03 0.4 0.025 0.038 0.03 0.75 0.03 高炉煤气 1300×104m3 696×104m3 焦炉煤气 名称 产生量 （104t） 含硫率 （%） 含硫量 （t） 225 2200 30 11.4 25.5 562.5 57.25 烧结矿 167 0.03 501 H2S： 10mg/m3 0.13 脱硫渣 2350.8 H2S： 200mg/m3 1.39 烟气排放 261.2 烟气中含硫量=3113-501=2612t 脱硫效率90%情况下： 排放烟气含硫=2612×10%=261.2t 脱硫渣含硫=2612*90%=2350.8t 小计 3113 小计 注：烟气排放的二氧化硫量=2×261.2=522.4t 减排的二氧化硫量=2×2350.8=4701.6t 3113 硫平衡-焦化 项目 名称 物料名称 焦化 投入 含S率 投入量 104t/a % 397.7 0.7 洗精煤 产出 含S量 t/a 产品 27839.0 焦炭 0 19.45 焦炉煤气 H2S ： 100mg/m3 焦炉煤气 274827.48 H2S ： 129.33 化工产品 5mg/m3 高炉煤气 焦炉烟囱 燃烧废气 焦炉炉体 排烟 出焦及 干熄焦 20664.84 产量 104t/a 298.4 含S率 % 0.56 含S量 t/a 16710.40 129297.6 121.69 H2S： 3 100mg/m 10914.24 148.78* 25.11* 7.88# 39.28* 20.40# 硫平衡-炼铁 项目名称 炼铁 投入 含S率 投入量 序 物料名称 4 10 t/a 号 % 1 焦炭 253.0 0.56 1 铁水 产出 含S率 含S量 产量 4 10 t/a % t/a 920 0.04 3680.00 2 高炉渣 248.4 1288000 H2S ： 5mg/m3 32.22 0.008 2 煤粉 202.4 0.6 3 烧结矿 1030.4 0.005 含S量 t/a 14168.0 0 12144.0 0 515.20 3 高炉煤气 4 5 球团矿 块矿 257.0 147.2 0.005 0.02 128.50 4 294.40 5 6 硅石 5.53 0.006 3.32 石灰石 金属化球 团 9 锰矿 10 高炉煤气 瓦斯灰 热风炉 燃烧排气 水渣系统 H2S 5.53 34.8 0.015 0.02 8.30 69.60 7 8 5.5 0.05 404799.92 H2S： 5mg/m3 11 焦炉煤气 3279.47 H2S： 100mg/m3 27.50 190.50 3.08 序号 6 产品 0.949 23573.16 60.61 25.78 193.58* 19.27 硫平衡-炼钢、连铸 项目名称 序 炼钢 1 2 3 4 5 6 7 8 9 连铸 1 2 投入 含S率 物料名称 投入量 4 10 t/a 号 % 8.2 0.02 铁矿石 920 0.04 铁水 13.3 0.02 铁合金 180.5 0.02 废钢 0.045 轻烧白云 18.6 石 1.93 0.015 石灰 0.03 活性石灰 33.3 焦炉煤气 3146.804 H2S： 100mg/m3 高炉煤气 8567.076 H2S： 5mg/m3 H2S： 焦炉煤气 1090.6 100mg/m3 H2S： 高炉煤气 1642.55 5mg/m3 含S量 t/a 16.40 3680 26.6 361 83.7 序号 产品 1 2 3 4 钢水 钢渣 铁水脱硫渣 烘烤烟气 1 烟气 产出 含S率 含S量 产量 4 10 t/a % t/a 1025.6 0.009 923.04 127.45 3220.00 6.99* 2.89 99.9 2.96 4.03 1.03 0.77 1.80* 硫平衡-轧钢 项目名称 热轧 投入 含S率 投入量 序 物料名称 4 10 t/a 号 % 1 焦炉煤气 11928 H2S： 100mg/m3 2 高炉煤气 32452 H2S： 5mg/m3 项目名称 物料名称 冷轧 焦炉 煤气 高炉 煤气 含S量 序号 产品 t/a 11.23 1 加热炉 烟气 15.27 投入 含S率 含S量 投入量 产品 4 10 t/a t/a % 7819.2 7.36 H2S： 热处理 3 100mg/m 炉烟气 20109.6 H2S： 9.46 5mg/m3 产出 产量 104t/a 含S率 % 含S量 t/a 26.50* 产出 产量 104t/a 含S率 % 含S量 t/a 16.82* 硫平衡-石灰 项目名称 物料名称 石灰焙烧 焦炉 煤气 石灰石 投入 含S率 含S量 投入量 产品 4 10 t/a t/a % 15451.92 H2S： 14.54 活性石灰 100mg/m3 124.06 0.015 186.09 烟气 产出 含S率 含S量 产量 4 10 t/a % t/a 62.03 0.03 186.09 42.56* 硫平衡-电厂、锅炉 项目名称 物料名称 自备电厂 煤 焦炉 煤气 高炉 煤气 投入 含S率 投入量 104t/a % 213.48 0.65 含S量 产品 t/a 13876.2 外排燃烧 0 烟气 14.23 煤灰渣 15122.44 H2S： 100mg/m3 437886.88 H2S： 206.06 脱硫石膏 5mg/m3 产出 产量 104t/a 含S率 % 含S量 t/a 600.75* 2081.43 11414.3 1 钢铁企业二氧化硫产生源 烧结（含球团）：焙烧烟气 来源：铁矿石、固体燃料、辅料 焦化：焦炉烟囱排放烟气 来源：燃料 炼铁：热风炉烟囱排放烟气 来源：燃料 炼钢：钢包烘烤烟气 来源：燃料 连铸：连铸坯切割烟气 来源：燃料 轧钢：加热炉、热处理烟气 来源：燃料 石灰：焙烧烟气 来源：燃料 电厂和锅炉：烟囱排放烟气 来源：燃料 烧结排放 的二氧化硫 燃料燃烧排放 的二氧化硫 钢铁企业排放 的二氧化硫 煤气含硫情况 炼焦过程产生的荒煤气中H2S含量一般在 5g/m3左右，常规的焦炉煤气脱硫工艺有 A-S法、ADA法、HPF法、真空碳酸盐法、 FRC法。A-S法脱硫后焦炉煤气中H2S含 量一般在500mg/m3左右，其他工艺H2S含 量一般在200mg/m3左右。 高炉煤气H2S含量一般在10mg/m3以下。 转炉煤气一般不含有H2S。 焦炉煤气 高炉煤气 转炉煤气 产气量：410~450m3/t焦 产气量：1700~1800m3/t铁 产气量：50~110m3/t钢 热值：0.017GJ/m3 热值：0.0034GJ/m3 热值：0.007GJ/m3 近年来，钢铁行业实施结构调整和节能减排，余能利用率大大提高， 能源结构发生了较大的变化，企业自产的焦炉煤气、高炉煤气、转炉 煤气等副产煤气逐步取代煤和重油成为工业炉窑和锅炉的主要燃料。 同时，大部分燃煤锅炉都已配备了烟气脱硫设施，使得工业炉窑和锅 炉产生的二氧化硫大幅降低。 5 4 3 kg/t钢 2 1 0 吨钢外排SO2 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 4.46 3.94 3.56 3.19 2.89 2.66 2.38 2.23 2 1.75 大中型钢铁企业2000-2010年二氧化硫排放情况 氮氧化物 钢铁企业氮氧化物产生源数量众多，且工况条件差异很大,各生产设 备氮氧化物排放浓度波动也大，监测难度大。 钢铁企业对氮氧化物的监测和统计工作基础也十分薄弱。 绝大多数钢铁企业都是按照产排污系数进行计算。 钢铁行业氮氧化物产排污系数应进一步精确。 烟、粉尘 5 4 kg/t钢 3 2 1 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 吨钢排尘 4.59 3.91 3.3 2.69 2.22 2 1.54 1.51 1.34 1.21 大中型钢铁企业2000-2010年烟粉尘排放情况 用水指标 吨钢用水量不会发生太大变化，一般应该在150m3/t钢左右，如果产 品深加工工序多，用水量应更大。 200 150 m3/t钢 100 50 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 吨钢用水量 175.87 158.01 131.2 135.6 142.24 145.9 146.6 150.8 2009 2010 150 148.1 用水指标 30 20 m3/t钢 10 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 吨钢新水 25.2 18.8 15.6 13.7 11.3 8.6 6.86 5.58 5.18 4.5 4.11 100 95 % 90 85 80 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 重复用水率 88.1 89.3 90.8 90.8 92.4 94.3 95.4 96.3 96.6 97.1 97.3 排水指标 20 15 m3/t钢 10 5 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 吨钢排水量 16.8 12.9 11 7.78 6.89 4.58 3.77 2.99 2.51 2.05 1.65 1 0.8 kg/t钢 0.6 0.4 0.2 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 吨钢COD 0.98 0.65 0.56 0.45 0.36 0.25 0.21 0.15 0.12 0.09 0.08 排水COD 浓度基本 稳定在 50mg/L 固体废弃物 150 100 kg/t钢 50 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 吨钢尘泥产生量 101.1104.992.0789.7986.5280.9178.1887.7882.4280.78 尘泥综合利用率99.44% 固体废弃物 400 300 kg/t钢 200 100 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 吨钢高炉渣产生量 302.4339.3288.1278.6279.1261.7289.3336.3321.8332.3 高炉渣综合利用率97.68% 固体废弃物 150 100 kg/t钢 50 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 吨钢钢渣产生量 134.5140.3131.8134.1127.5115.6115.6140.6131.9139.1 钢渣综合利用率96.25% 钢铁行业国际先进水平 吨钢烟粉尘：0.14kg 吨钢SO2：0.35kg 吨钢NOx：1.1kg 吨钢取水量：3.2m3 吨钢排水量：0m3 • • • • 姓名：刘涛 单位：冶金工业规划研究院 联系电话：13552211441 E－mail：[email protected]