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炼铁-烧结系统环保技术讲座沈晓林主要内容一、钢铁行业绿色制造的基本原理和主要对策二、布袋除尘设备及新技术开发与应用三、高效节能电除尘设备及新技术研究开发四、钢铁行业烧结烟气脱硫、脱硝技术要点分析五、湿法脱硫烟气“脱白”技术一、钢铁行业绿色制造的基本原理和主要对策一）绿色制造的总体思路高起点、高标准，建成具有国际先进水平的环境友好企业；走“自然资源—产品—废弃物再生资源化”的循环经济之路，形成生态工业链。循环经济核心：资源、能源的高效利用和循环利用实施手段：输入端--减量化；过程中--再利用；输出端--再循环；基本特征：高效率、低消耗、低排放三个层次资源和能源循环利用形成生态工业链社会范围区域企业间企业内部高炉转炉连铸热连轧冷连轧产品焦化烧结废钢自备电厂煤气建材等渣资源、能源低消耗、固废资源化、污染物低排放等方面达到国际先进水平。钢铁循环经济链钢渣送烧结造纸废液、橡胶清洁燃气污水再生利用废塑料废钢铁供热供冷电力电力生态工业链的发展方向社会及企业社会一清洁的原料清洁的原料低废无废工艺技术低废无废工艺技术节能降耗工艺技术节能降耗工艺技术1.1推行清洁生产，从源头减少污染发生量大气污染控制水污染控制噪声污染控制1.2高标准治理，最大限度削减污染物排放量1.2高标准治理，最大限度削减污染物排放量1.3合理利用次生资源实现固体废弃物资源化1.3合理利用次生资源实现固体废弃物资源化固体废物处理与利用--------1、主要技术对策--------二）绿色制造的主要对策、措施2、污染控制高标准2.1污染物排放指标执行严于国家、地方的企业污染物排放控制高标准；“三废”处理率100%；废气、废水排放、达标率100%；固废综合利用率98%以上。2.2能耗指标综合消耗、工序能耗指标处于国内领先水平；焦炉、高炉、转炉煤气零放散。吨钢新水消耗指标达到3.9m3/t以下；水循环率97%以上。3.1清洁的原料烧结采用高铁低硫配矿，硫含量0.043%，SO2排放量同比减少50％以上。电厂采用低硫煤，硫含量在0.46～1％。吨钢SO2排放量逐年减少。吨钢SO2排放量（kg/t.s）6.775.044.814.273.723.162.562.352.292.041.751.71.751.751.721.531.159.34012345678910909294969820002002200420063、清洁生产主要技术措施3.2先进的低废无废技术•干熄焦技术彻底消除了湿法熄焦产生的有害气体;•烧结铺底料技术使烟尘产生量减少40％;•全厂粉料采用真空罐车输送，避免了二次扬尘;•炼钢转炉煤气采用LT干法除尘；•高炉大喷量喷煤技术（200kg/t以上）；•炼钢采用全连铸工艺;等等，都是国内钢铁行业至2020年之间环保发展指南中推荐应用的低废无废技术技术。3.3先进的节能技术•CDQ干熄焦余热回收发电---降低吨钢综合能耗21kg;•高炉煤气TRT余压发电---降低吨钢综合能耗10kg;•烧结余热回收---降低吨钢综合能耗10kg；•OG法、LT法转炉煤气回收---降低吨钢综合能耗32kg•全烧高炉煤气的燃汽轮发电机组---降低吨钢综合能耗21kg，高炉煤气放散趋于零；•热风炉余热回收----降低高炉工序能耗5kg/t;•负能炼钢----转炉工序能耗-6kg/t;•连铸坏热送热装率67%----加热炉能耗降低20%；先进工艺装备水平的提高和能耗指标值的不断下降,减少了污染物的产生,使得现在吨钢能耗比设计值下降了30％,按年产1500万吨产钢能力测算;烟气发生量减少了300多亿立方米/年；相应烟气中污染物如SO2、NOx、CO2、烟尘等颗粒物排放量得到大幅降低。减轻了污染物末端治理设备的装备负荷。3.4废水处理与利用•水处理系统按单元分流处理、串接使用、一水多用；•高炉、转炉煤气洗涤采用二级文氏管洗涤，废水用来冲渣、冷却钢渣做到不外排；•全厂含油废水处理后用于原料场喷水除尘及皮带机洒水抑尘，也尽量避免了外排；•酚氰废水处理工艺开发改造为A-O法；•采用超滤技术处理废乳化液；•轧钢外排废水进行回用，成为工业补充水；通过废水处理和回收利用技术的开发创新，宝钢吨钢新水耗量由设计值9.0m3下降到3.9m3，全厂水循环率达98%以上，废水处理率为100%，达标率为100%.全世界生产生铁95％以上是高炉流程生产的，高炉流程是现代钢铁生产流程的龙头。4、现代高炉炼铁流程的特点4.1高炉炼铁优点高炉反应器的优点是热效率高、技术完善，设备已大型化、长寿化，单座高炉年产量最高可达400万吨左右，一代炉役产铁量可达5000万吨以上，可以说，没有现代化的大型高炉就没有现代化的钢铁工业大生产。在今后相当长时期内，高炉流程在我国将继续是主要产铁设备，继续占统治地位。我国已完全掌握现代先进高炉技术，单位建设投资和生产成本相对较低。4.2高炉炼铁的缺点一是高炉必须要用焦炭，而炼焦煤越来越少，焦炭越来越贵；二是环境污染严重，特别是焦炉的水污染物、粉尘排放、烧结的SO2和粉尘排放；三是流程长，投资大；四是从铁、烧、焦全系统看重复加热、降温，热能利用不合理。在炼铁工序的结构优化中重点应抓好高炉流程的优化，高炉流程优化的主要目标是降低能耗，节省资源、改善环保。5.1原料工序卸船机卸船机卸船机胶带机煤场矿石料场辅料场混匀料场破碎筛分系统焦化喷煤设施干煤棚烧结球团电厂炼铁炼钢石灰石焙烧粉尘噪声粉尘粉尘粉尘粉尘噪声粉尘粉尘噪声废水治理措施：1.料堆喷洒覆盖剂抑尘(浓度为3%的聚丙乙烯水溶液)2.转运站设机械抽风除尘3.运输汽车设冲洗防尘4.胶带机密闭防尘5.料场周围设置挡风抑尘措施6.设置原料大棚5、炼铁各工序主要污染物及治理措施胶带机胶带机10-20mm＜5mm＜10mm噪声≥20mm5-10mm＜20mm铺底料焦炉煤气水圆筒混合机一次混合圆筒混合机二次混合布料点火烧结单辊破碎机破碎鼓风环式冷却机鼓风冷却SO2、NOx、尘废气一次筛分二次筛分成品矿槽冷返矿燃料生石灰石灰石混匀矿配料三次筛分粉尘粉尘粉尘电除尘脱硫高烟囱排放破碎烧结机头烟气先经过2台260m2双室三电场电除尘器除尘，燃料、配料、机尾及整粒等系统均采用布袋及电除尘净化。烟气采用自主研究开发的烧结烟气脱硫技术，脱硫效率可达到95%以上。烧结烟气净化后SO2:50mg/m3、尘:20mg/m3，通过200m高烟囱达标排放。脱硫的副产品石膏浆液经脱水后，制建材产品。5.2烧结工序烧结生产5.3炼焦工序尘、H2S、苯并芘、NH3等荒煤气送煤气净化系统粉碎机吸气管洗精煤煤场配煤斗槽燃烧室废气煤塔50孔7.63m焦炉拦焦车焦罐车干熄焦装煤车筛焦分级上升管集气管炭化室荒煤气160m烟囱25-80mm送高炉＜25mm送烧结等SO2、NOx等粉尘、噪声粉尘粉尘、噪声尘、H2S、苯并芘、NH3等烟尘煤气惰性气体炉前焦库采用无烟装煤技术，推焦产生的烟尘设地面除尘站。焦炉煤气采用F.R.C脱硫，脱硫后含H2S浓度为100mg/m3。后续建烟气脱硝设施。焦化酚氰废水采用A/O生物脱氮工艺处理，出水送高炉冲渣系统利用。烧结生产炼焦生产5.4高炉生产含SO2、NOx烟气噪声粉尘烟尘荒煤气剩余煤气送煤气柜铁矿石烧结矿焦炭石灰石辅料上料系统炉顶布料热风炉鼓风机煤气干法除尘铸铁机INBA法渣处理水淬渣送炼钢除尘灰高炉渣铁水铁块煤粉制备煤粉煤尘、噪声烟尘、噪声高炉送渣处理厂送原料铁水罐车TRT干渣坑干渣矿、焦槽系统、煤粉制备、炉顶上料及高炉出铁场均经布袋除尘器净化后达标排放。高炉渣采用尹巴法处理成为水淬渣，送去制矿渣微粉。重力除尘器或旋风除尘器缓冲蓄热器煤气冷却器或旁通管高炉荒煤气布袋除尘器减压阀组消声器净煤气尘10mg/m3TRT高炉生产TRT生产流程图INBA法水渣处理工艺流程图高炉水渣微粉厂景彩色路面砖建筑材料二、布袋除尘设备及新技术开发与应用1、烟、粉尘治理总体情况年产1500万吨的钢厂的除尘技术装备235台,其中布袋除尘器197台，电除尘器27台,其它11台。电厂制造部冷轧BSEE炼铁炼钢钢管化工运输部条钢能源部热轧电厂8.1%炼铁69.3%炼钢18.2%台数％风量％当前，新排放标准对烟、粉尘治理设备提出更高要求，除尘设备的优化升级势在必行！能源中又以燃煤造成的污染最为严重。企业一次能源供给的95%是煤炭，随着钢铁产能的增加,能源介质也在增加.企业能源消耗主要集中在发电、高炉、炼焦、烧结和热轧五个工序，约占总能耗的88%左右。因此，这几个工序是钢企的主要污染源，其中二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、二氧化碳(CO2)、烟尘等大气污染物排放问题尤为严重。CO2目前暂无建治理设施，SO2NOx已得到治理和正在治理中；烟尘、粉尘经除尘后99%的得到收集，1%随气体排放，排出中80%以上是微细粉尘。因此，技术突破的重点也在此。2、布袋除尘器建设时按严于国家和地方的环保标准进行污染治理,所采用的技术和装备都处于国际先进水平，并有自己的创新和发展。主要内容简介如下:2.1反吹风大布袋除尘器:适合处理烟气量大、含尘浓度高、粒度细的废气。一期用量最多。全厂最大的4台除尘器如出铁场一、二次除尘都采用反吹风大布袋除尘器。投产后针对存在的问题自行开发应用了新型回转切换定位喷吹装置;三状态清灰阀;新型回转卸灰阀;滤袋自锁密封装置等,使该种除尘装备技术得到完善。2.2长袋低压脉冲除尘器:因其占地面积小,投资、运行成本低,而且随着脉冲喷吹脉冲阀寿命的提高,近些年能长期稳定运行，新建布袋除尘器的80%采用这种形式,三期及后续工程、技改项目中也较多选用这种形式的除尘器、如回送焦台、4高炉矿槽除尘等。脉冲布袋除尘器举例介绍过滤面积：32541m2过滤风速：＜0.8m/min排放浓度：＜5mg/m3清灰方式：低压脉冲；布袋寿命：＞3年滤袋采用100%高精度ePTFE微孔薄膜复合滤料，最高耐温200℃。袋笼长8m，三段设计，拆装容易,滤料厂家专业安装服务，一包到底。以上两种除尘器硬件装备技术成熟、先进，可以保证长期稳定运行。在硬件装置较完善的条件下，除尘效率取决于除尘滤料技术和滤袋的加工技术。2.3除尘器滤料及滤袋的选用是关键经不断探索采用覆膜滤料制作的滤袋过滤效果在99.77%,排放粉尘浓度在15—25mg/Nm3之间。全公司各种布袋除尘器基本都选用了上海市凌桥环保设备厂有限公司开发的聚四氟乙烯覆膜滤袋（聚四氟乙烯覆膜滤袋（ePTFE覆膜复合滤料））,达到了很好的治理效果，而且布袋的使用寿命在3年以上。现今新开发滤袋缝制和粘合技术提升过滤效果，排放浓度可以低于5mg/Nm3，完全满足新环保要求。“近零排放”的探索我们的选择：1、美国技术、德国进口设备生产PTFE密封带2、在三线缝合处热熔无缝处理未处理针缝覆膜滤袋国内首创覆膜无缝针缝滤袋PM0.3PM0.3过滤效率过滤效率一般一般低于低于80.0%80.0%PM0.3PM0.3过滤效率过滤效率一般一般高于高于99.5%99.5%PM0.3PM0.3过滤效率过滤效率一般一般高于高于99.0%99.0%国内首创热熔覆膜无缝滤袋处理前后实物对比----细节决定成败缝线处做处理后缝线处未处理前2.4布袋除尘器的日常维护管理•专业化维护检修（专业检修队伍，保证除尘器正常运行）•清灰装置质量保证（振打、声波、脉冲阀等装置）•根据除尘效率和排放情况适当延长振打周期•布袋定期更换做好记录•排出灰系统畅通是日常维护重点（刮板输送机、斗提机、灰仓、卸灰构机）•压缩空气系统三、高效节能电除尘设备及新技术研究开发1、电除尘器配置一般用于高温燃烧含尘烟气，如烧结机头、机尾烟气、电厂锅炉烟气、炼钢转炉煤气、钢坯热处理、废物焚烧炉等，原排放浓度80—150mg/m3。•烧结机头烟尘比电阻高,粉尘粒径细,采用了264m2超高压、宽间距、三电场ESCS电除尘器。•LT系统电除尘采用卧式圆筒型四电场电除尘器;•其它都为原式EP电除尘器,有干湿两种出灰形式;烧结机头除尘烧结原料除尘转炉烟气设LT法干式电除尘系统2、电除尘器问题烟尘治理基本采用电除尘,烧结和电厂原有的电除