钢铁行业炼钢工艺污染防治可行技术指南

附件二：HJ-BAT-005环境保护技术文件钢铁行业炼钢工艺污染防治最佳可行技术指南（试行）GuidelineonBestAvailableTechnologiesofPollutionPreventionandControlforSteel-makingProcessoftheIronandSteelIndustry（onTrial）环境保护部2010年12月目次前言………………………………………………………………………………………………………I1总则……………………………………………………………………………………………………11.1适用范……………………………………………………………………………………………11.2术语和定义………………………………………………………………………………………12生产工艺及污染物排放…………………………………………………………………………12.1生产工艺及产污环节…………………………………………………………………………12.2污染物排放………………………………………………………………………………………23炼钢工艺污染防治技术…………………………………………………………………………43.1工艺过程污染预防技术………………………………………………………………………43.2大气污染治理技术………………………………………………………………………………53.3水污染治理技术…………………………………………………………………………………73.4固体废物综合利用及处理处置技术…………………………………………………………83.5噪声污染治理技术……………………………………………………………………………113.6炼钢工艺污染防治新技术……………………………………………………………………114炼钢工艺污染防治昀佳可行技术……………………………………………………………124.1炼钢工艺污染防治昀佳可行技术概述……………………………………………………124.2工艺过程污染预防昀佳可行技术…………………………………………………………144.3大气污染治理昀佳可行技术………………………………………………………………144.4水污染治理昀佳可行技术……………………………………………………………………184.5固体废物综合利用及处理处置昀佳可行技术…………………………………………184.6昀佳环境管理实践……………………………………………………………………………19I前言为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》，加快建立环境技术管理体系，确保环境管理目标的技术可达性，增强环境管理决策的科学性，提供环境管理政策制定和实施的技术依据，引导污染防治技术进步和环保产业发展，根据《国家环境技术管理体系建设规划》，环境保护部组织制订污染防治技术政策、污染防治最佳可行技术指南、环境工程技术规范等技术指导文件。本指南可作为钢铁行业炼钢工艺生产项目环境影响评价、工程设计、工程验收以及运营管理等环节的技术依据，是供各级环境保护部门、规划和设计单位以及用户使用的指导性技术文件。本指南为首次发布，将根据环境管理要求及技术发展情况适时修订。本指南由环境保护部科技标准司提出。本指南起草单位：中冶建筑研究总院有限公司、北京市环境保护科学研究院、中钢集团天澄环保科技股份有限公司。本指南由环境保护部解释。—1—1总1.11.21.2.1.2.2生2.1则适用范围本指南适用于具有炼钢工艺的钢铁生产企业。术语和定义1最佳可行技术是针对生产、生活过程中产生的各种环境问题，为减少污染物排放，从整体上实现高水平环境保护所采用的与某一时期技术、经济发展水平和环境管理要求相适应、在公共基础设施和工业部门得到应用、适用于不同应用条件的一项或多项先进、可行的污染防治工艺和技术。2最佳环境管理实践是指运用行政、经济、技术等手段，为减少生产、生活活动对环境造成的潜在污染和危害，确保实现最佳污染防治效果，从整体上达到高水平环境保护所采用的管理活动。产工艺及污染物排放生产工艺及产污环节炼钢工艺是指以铁水或废钢为原料，经高温熔炼、提纯、脱碳、成分调整后得到合格钢水，并浇铸成钢坯的过程。炼钢生产工艺序主要包括铁水预处理、转炉或电炉冶炼、炉外精炼及连铸等工序。根据工序组合的不同，可生产碳钢、不锈钢和特钢，工艺流程及产污环节基本类似。炼钢生产方法主要有转炉炼钢和电炉炼钢，其工艺流程及产污环节分别见图1和图2。—2—2.22.2.污染物排放炼钢工艺产生的污染包括大气污染、水污染、固体废物污染和噪声污染，其中大气污染（颗粒物）是主要环境问题。1大气污染炼钢工艺产生的大气污染物主要为颗粒物，还包括少量的一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、氟化物（主要成分为氟化钙）、二噁英、铅、锌等。炼钢工艺主要大气污染物及来源见表1。图1转炉炼钢工艺流程及产污环节图2电炉炼钢工艺流程及产污环节表1炼钢工艺主要大气污染物及来源工序产污节点主要污染物铁水预处理铁水倒罐、前扒渣、后扒渣、清罐、预处理过程等颗粒物吹氧冶炼（一次烟气）CO、颗粒物、氟化物（主要成分为CaF2）转炉炼钢兑铁水、加废钢、加辅料、出渣、出钢等（二次烟气）颗粒物吹氧冶炼（一次烟气）电炉炼钢加废钢、加辅料、兑铁水、出渣、出钢等（二次烟气）颗粒物、CO、NOx、氟化物（主要成分为CaF2）、二噁英、铅、锌等精炼钢包精炼炉（LF）、真空循环脱气装置（RH）、真空脱气处理装置（VD）、真空吹氧脱碳装置（VOD）等设施的精炼过程颗粒物、CO、氟化物（主要成分为CaF2）连铸中间罐倾翻和修砌、连铸结晶器浇铸及添加保护渣、火焰清理机作业、连铸切割机作业、二冷段铸坯冷却等颗粒物原辅料输送、地下料仓、上料系统、钢渣处理等颗粒物其他中间罐和钢包烘烤SO2、NOx—3——4—2.2.2.2.2.2.3炼3.13.1.3.1.2水污染炼钢工艺产生的废水主要为转炉煤气洗涤废水和连铸废水，主要污染物为悬浮物和石油类污染物，生产废水经处理后循环利用。3固体废物污染炼钢工艺产生的固体废物主要为钢渣和除尘灰（泥），还包括少量的氧化铁皮、废油、废钢、废耐火材料、脱硫渣等，其中废油属危险废物。4噪声污染炼钢工艺产生的噪声分为机械噪声和空气动力性噪声，主要噪声源包括转炉、电炉、蒸汽放散阀、火焰清理机、火焰切割机、煤气加压机、吹氧阀站、空压机、真空泵、各类风机、水泵等。在采取噪声控制措施前，各主要噪声源强通常在85～130dB(A)之间。钢工艺污染防治技术工艺过程污染预防技术1烟气余热回收技术烟气余热回收技术是转炉一次高温烟气或电炉烟气进入除尘系统前，通过汽化冷却烟道或余热锅炉回收余热并产生蒸汽。该技术可回收余热，间接减少污染物排放。该技术适用于炼钢工艺转炉一次烟气和电炉烟气的余热回收。2蓄热式钢包烘烤技术蓄热式钢包烘烤技术是利用高温烟气在蓄热体内预热助燃空气和煤气，并进行封闭式钢包烘烤。—5—3.1.3.1.3.23.2.3.2.该技术可提高煤气利用率，提高钢包温度，缩短烘烤时间，降低能耗，间接减少污染物排放。该技术适用于炼钢工艺钢水保温烘烤和用耐火材料修补后的钢包烘烤。3连铸坯热送热装技术连铸坯热送热装技术是直接把热铸坯送至轧机轧制或送加热炉加热后轧制。该技术可节约能源，缩短生产周期，间接减少污染物排放。该技术适用于连铸工序与轧钢工艺布局衔接紧密的钢铁生产企业。4废钢分拣预处理技术通过对废钢进行分选，最大限度地减少含油脂、油漆、涂料、塑料等含氯有机物和放射性物质废钢的入炉量，并对分选出的含有机物的废钢进行除油、焚烧或热解等加工处理，从源头减少电炉工序二噁英的生成量。该技术适用于电炉炼钢工艺废钢预处理工序。大气污染治理技术1烟气捕集技术根据不同废气来源，采用排烟罩、第四孔排烟、密闭罩、屋顶罩、导流罩、炉盖侧吸罩、半密闭罩、移动式顶吸罩、移动式切割操作室等进行烟气捕集。2除尘技术—6—3.2.3.2.3.2.3.2.2.1袋式除尘技术袋式除尘技术是利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行净化。该技术除尘效率高，适用范围广，可同时去除烟气中的氟化物、二噁英和重金属。该技术适用于炼钢工艺中除转炉一次烟气外其他含尘废气的治理。2.2LT干法除尘技术LT干法除尘技术是将转炉一次高温烟气经蒸发冷却器降温、调质及粗除尘后，通过圆筒型静电除尘器进行精除尘，同时回收煤气。该技术除尘效率高，不产生废水，可回收大量蒸汽，收集的除尘灰可热压块后利用；系统阻损小（约8～8.5kPa），占地面积少，运行费用低，但一次性投资费用高。该技术适用于炼钢工艺转炉一次烟气除尘和煤气净化回收。2.3第四代OG系统除尘技术第四代OG系统除尘技术是将转炉一次高温烟气经蒸发冷却塔降温、调质及粗除尘后，采用RSW型环隙式可调喉口的二级文氏管进行精除尘，同时回收煤气。该技术除尘效率较高，设备国产化程度高，工艺流程简洁，单元设备少，一次性投资费用低；但系统阻损较大（约15kPa），运行费用较高，用水量较大，有废水产生。该技术适用于炼钢工艺转炉一次烟气除尘和煤气净化回收。2.4第三代OG系统除尘技术—7—3.2.3.33.3.第三代OG系统除尘技术是将转炉一次高温烟气经蒸发冷却塔降温、调质及粗除尘后，采用R-D可调喉口的二级文氏管进行精除尘，同时回收煤气。该技术除尘效率低，外排废气含尘浓度约100mg/m3。该技术的设备国产化程度高，一次性投资费用较低；但单元设备多，系统易结垢、阻损大（约20kPa），运行费用高，用水量大，有废水产生。3二噁英治理技术在确保废钢清洁入炉的前提下，通常采取以下措施减少电炉烟气中二噁英的排放：最大限度地捕集电炉烟气，减少二噁英的无组织排放。烟气急冷技术：通过在汽化冷却烟道上设计一段急冷烟道，使用具有双相喷嘴的喷淋冷却装置对电炉烟气进行急冷，使其在不超过1秒的停留时间内从约650℃快速降到200℃以下，避开二噁英生成的温度区间（200～550℃），避免二噁英的再次合成。高效过滤技术：利用袋式除尘器的高效过滤作用，在除尘的同时将大部分二噁英截留在粉尘中。水污染治理技术1混凝沉淀法废水处理技术混凝沉淀法是在废水中投加一定量的高分子絮凝剂，使废水中的胶体颗粒与絮凝剂发生吸附架桥作用形成絮凝体，通过重力沉淀与水分离。—8—3.3.3.3.3.43.4.3.4.该技术适用于炼钢工艺转炉煤气洗涤废水的处理。2三段式废水处理技术三段式废水处理技术是废水先后流经一次沉淀池（旋流井）和二次沉淀池（平流沉淀池或斜板沉淀池），去除其中的大颗粒悬浮杂质和油质，出水进入高速过滤器，进一步对废水中的悬浮物和石油类污染物进行过滤，最后经冷却塔冷却后循环使用。该技术适用于炼钢工艺对回用水质要求较高的连铸废水处理。3化学除油法废水处理技术化学除油法是通过投加化学药剂，使废水中的石油类、氧化铁皮等污染物通过凝聚、絮凝作用与水分离；主要设备是集除油、沉淀为一体的化学除油器。该技术适用于炼钢工艺对回用水质无特殊要求的连铸废水处理。固体废物综合利用及处理处置技术1碳钢钢渣预处理技术1.1热闷法钢渣预处理技术热闷法是将热熔钢渣从渣罐直接倾翻入热闷装置内，喷淋冷却后加盖热闷，产生的饱和蒸汽使钢渣中的游离态氧化钙和游离态氧化镁充分消解，使钢渣自解粉化，渣铁分离。该技术利用钢渣自身余热产生蒸汽，节约能源；处理后的钢渣粒度小，降低后续破碎的能耗；金属回收率高，尾渣稳定性好，便于综合利用。—9—3.4.3.4.3.4.3.4.该技术适用于各种碳钢钢渣的处理。1.2滚筒法钢渣预处理技术滚筒法是将热熔钢渣置于特制的且出旋转状态的滚筒内通水急冷，液态钢渣在滚筒内同时完成冷却、固化、破碎及渣铁分离。该技术工艺流程短，占地面积小，设备简单，运行费用较低，尾渣稳定性好，但金属回收率较低。该技术适用于流动性好的碳钢钢渣的处理。2碳钢钢渣综合利用技术2.1钢渣再选技术钢渣再选技术是将预处理后的碳钢钢渣，经筛分、破碎、磁选、提纯等过程将渣和金属铁分离，回收的金属铁返回炼钢或烧结工艺作为原料利用。2.2钢渣作为钢铁冶炼熔剂利用技术将钢渣加工到粒度小于10mm时，可代替部分石灰石作