钢铁工业废水废气的形成于处理2

钢铁工业废水废气的形成与处理

现代钢铁工业的生产过程包括材选、烧结、炼铁、炼钢（连铸）、轧钢等生产工艺。钢铁工业废水主要来源于生产工艺过程用水、设备与产品冷却水、烟气洗涤和场地冲洗等，但70％的废水还是源于冷却用水。间接冷却水在使用过程中仅受热污染，经冷却后即可回用；直接冷却水因与产品物料等直接接触，含有污染物质，需经处理后方可回用或串级使用。 矿山废水的处理 矿山废水的特点是水量、水质变化大，废水呈酸性。要合理确定矿山废水的处理规模，并使被处理水的水质波动不要过大，往往需要设调节水池和调节水库，先把水收集起来，再进行处理。矿山废水是呈硫酸型的废水，一般pH值为1.5～6，这样低的硫酸含量，显然没有回收价值，因此往往采用中和处理的方法。 矿山酸性废水的处理，一般采用石灰中和法。

炼钢过程是铁水中的碳和其他元素氧化过程。铁水中的碳与吹氧反应生成转炉煤气，转炉煤气回收，如处理不好，会有泄漏和排放。炼钢厂的废气主要来自冶炼过程，特别在吹氧冶炼时产生大量废气。废气中尘和一氧化碳浓度很高，应加罩进行集气，以袋式除尘器或电除尘器进行净化。铁合金厂废气来源于矿热电炉、精炼电炉、焙烧回转窑、多层机械焙烧炉和铝金属法熔炼炉。铁合金厂废的排放量大，含尘浓度高，废气中90%是二氧化硅，还含有氯气、氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫等。

钢铁工业是消耗能源的大户，也是大气污染的重点行业.钢铁工业的废气治理必须实施综合治理措施，改革落后的生产工艺，采用先进的生产工艺，降低能源和物料的消耗，减少生产工艺废气的排放，强化废气的治理.原料的装卸、破碎、筛分、贮运过程中要严格安全生产措施，减少无组织排放。烧结厂的烧结废气量很大，要采取除尘和脱硫措施。炼铁厂的废气防治，主要是炉前槽的防尘（密闭罩和抽风除尘系统）和高炉除铁厂的除尘（局部加罩和抽尘）。炼钢厂的废气主要来源于吹氧冶炼废气，其含尘浓度较高。耐火材料厂在原料煅烧时产生大量含尘废气和焦油白云石车间、滑板油浸生产过程的沥青油烟。

在钢铁联合企业中，焦炉装煤、出焦；高炉出铁、出渣、开堵铁口；转炉兑铁水、吹氧冶炼、出钢；电炉加料、熔化、氧化、还原、出钢以及浇注钢锭等冶炼过程，其烟气的产生具有阵发性，而且随冶炼过程的不同，散发烟气量也不同，波动极大。一般净化系统主要是控制烟气最大的冶炼过程(即一次烟气)，而对一次集尘系统未捕集到，和其他辅助工艺过程中所散发的烟气(即二次烟气)，形成了无组织地通过厂房或天窗外逸。通常一次烟气中的烟尘约占总烟尘量的90％～93％，而二次烟气中的烟尘虽仅占7％～10％左右，但其尘粒细、

分散度高，对环境的污染影响更大。废气具有回收价值:钢铁生产排出的废气中，高温烟气的余热可以通过热能回收装置转换为蒸汽或电能；炼焦及炼铁、炼钢过程中产生的煤气，已成为钢铁企业的主要燃料，并可外供使用；各废气净化过程中所收集的尘泥，绝大部分含有氧化铁成分，可采用各种方式回收利用。

冶金行业近年主要污染物排放总量，2002年与2000年相比，在钢产量大幅度增长的情况下，主要污染物排放量有所减少。2002年，SO2、烟(粉)尘排放量分别比2000年减少5.2％和20.7％。各项环保指标也有不同程度的改善或保持一定的水平，废气处理率和排放达标率分别由96.01％和90.66％，提高到97.76％和94.36％。但我国钢铁行业环境保护与国外先进水平仍存在较大差距，国内企业之间也很不平衡。钢铁行业的废气治理技术，近年来进展较快，对烟尘控制，基本上有一套有效、实用、成熟的方法。系统机械化、自动化水平逐步提高随着钢铁企业向大规模、大功率、设备集中化方面发展，废气控制系统由单点、小系统发展成多点、大系统。而且系统中配置了设备联锁、超温报警、差压控制、自动启闭等自动化装置，进而实现了净化系统的运转程序控制，以及与生产计算机联机运行。如OG法纯氧顶吹转炉煤气安全回收自动控制技术日臻完善，炉口微差压调节，煤气成分自动连续测定，含氧量超过规定值自动放散等装置已广为应用。高温烟气净化技术日趋成熟钢铁企业中的顶吹氧气转炉、电炉、高炉出铁场、铁合金电炉等高温烟气净化，基本上总结出一套行之有效的净化处理流程及其净化设备的选型。废气中烟尘排放浓度可达100mg／m。(标准状况)以下，最低可达10～20mg／m。(标准状况)，完全符合国家排放标准。每吨钢可回收烟尘10kg左右。烟尘的净化回收技术从湿法向干法转变。鉴于湿法回收尘带来的废水和污泥处理问题，目前已逐步将湿法改为干法。如大型燃煤锅炉烟尘，逐步采用静电收尘代替传统的水膜除尘；550m以下的高炉煤气采用布袋干法净化技术已成熟，目前太钢、武钢的大型高炉已采用煤气干法净化装置，宝钢引进的转炉煤气干式电除尘技术(LT法)为国内提供了样板工程。

炼钢厂废气的治理技术:湿法处理 湿法处理有法国的I-C法（敞口烟罩）、德国的KPUPP法（双烟罩）和日本的OG法（单烟罩）等方法。其中OG法由于技术先进、运行安全可靠，是目前世界上采用最广泛的转炉烟气处理方法。OG法先对转炉煤气进行显热回收，用冷却塔将烟气冷却到380℃，再用湿法除尘洗涤净化并冷却至42℃，然后用PA文丘里洗涤器进行二级除尘。该法的总除尘效率达99.5％;干法处理 该法是利用高压静电除尘器来净化转炉煤气中的尘。从烟气中回收的铁可作为烧结厂的原料使用。烟尘的综合利用:①制造克鲁伯海绵铁 使含4％～8％水分的烟尘成粒状，再放在输送炉上进行干燥和硬化，然后在回转窑内将锌、铝以及其他金属氧化物挥发掉，最后形成高度金属化的海绵铁。同时还可以

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生产韦耳茨法氧化物。②作炼钢炼铁的原料 烟气经湿法净化后，回收下来的烟尘呈泥浆状，经处理后还可作为炼铁和炼钢使用。转炉负能炼钢技术清洁生产指标：煤气平均回收量达到90 m3/吨钢；回收煤气的热值应大于7MJ/m3（CO含量应大于55%）；蒸汽平均回收量80Kg/吨钢；排放烟气含尘量10 mg/m3。若按全面推广应用转炉负能炼钢技术，单位产品节能23.6Kg标煤/吨钢计算，今后若转炉钢生产2亿吨左右规模时，全年将节能236万吨标煤。转炉煤气回收率大幅提高，不仅可减少CO排放使之有效地转化为能源，还可减少烟尘等排放，有效改善厂区环境质量。

钢铁企业废气污染控制新技术:（1）废气治理设备大型化、集中化建设规模大、单机功率大、设备集中程度高是大型钢铁企业的发展方向，这就要求环保方面废气治理设施也要朝着设备处理能力大、设备集中、自动化程度高的方向发展。（2）采用高效、节能的净化设备根据钢铁企业废气污染的特点，以及对固体颗粒物的控制技术的发展，目前国内外采用的高效净化设备主要为袋式除尘器、电除尘器、文丘里洗涤器等三种高效除尘器。设备的高效、系统的节能，要求净化设备从结构、性能、以及装备水平等方面，进一步加以改善。袋式除尘器要改善过滤性能，改进清灰方式、提高滤速以及改良滤料材质；电除尘器要改善气流分布，采用脉冲电源，超高压宽间距结构、推广屋顶电除尘器以及解决高比收尘问题；文丘里洗涤器要改进喉口结构、高效低阻力等新技术。排灰装置的改进是防止粉尘的二次飞扬、减少污染转移、实现粉尘综合利用的有效措施。（3）钢铁企业高温烟气净化以干法为主干法净化与湿法净化相比，高炉、转炉等煤气回收净化过程中，可降低高炉燃烧比15kg/t-20kg/t（铁）；干法净化用于热风炉和锅炉时，热效率可提高30%-35%；用于200t转炉，每炉可节约用电100kWh，节约用水25t，降低成本30%。目前国内外钢铁厂在进行高温烟气冷却处理中，主要是妥善处理好余热利用，烟气降温幅度的控制以及冷却方式的确定。在防爆措施中主要控制成分、消灭火种、防爆以及完善系统监测仪器等措施。（4）在酸雨问题越来越严重的今天，世界各国对形成酸雨的污染物—二氧化硫的控制要求越来越严格，因此必须积极努力发展烟气脱硫技术。

烧结厂废水处理技术及发展趋势 随着钢铁工业技术的发展，烧结厂工艺趋向于带式烧结机大型化。而对于大型厂的除尘设备多采用电除尘器，从而代替了湿式除尘，烧结厂的主要废水便得到根本的解决。从我国的实际情况来看，湿式除尘设备还要在较长时期和较大范围内采用，所以，还是要研究废水处理的新方法、新工艺。根据国内外发展的状况分析，烧结厂废水处理技术的发展趋势，可归纳为以下几方面。 1．强化处理，实施重复用水技术 烧结厂产生的废水，一般不含有毒有害的污染物，通过冷却、沉淀，就可循环使用或串级利用。

对烧结厂废水强化处理，既能节约用水，又可回收有用物质，其经济效益十分客观。只要选择好处理工艺，使生产废水可达到或接近零排放的目标。 2．污泥脱水是关键技术 如上所述，烧结厂含尘废水处理的难点是泥浆的脱水技术，烧结生产工艺要求加入混合配料到污泥含水率不大于12％，这是当前污泥脱水工艺难以达到的，采用烘干加热等措施在经济上显然没有推广使用价值，故在过滤、压滤工艺中，必须强化效果，比如选择适用的絮凝剂，提高脱水效果，或制成球团，直接用于冶炼。 3．应用絮凝剂 国外在烧结废水处理中都投加絮凝剂，以便提高出水水质，我国亦逐步推广使用各种类型的絮凝剂。但无论使用何种絮凝剂，都应事先经过试验，以确定优选药剂及其最佳投药量。

钢铁工业是国民经济的支柱产业，其高能耗高污染的特点对可持续发展构成了潜在的威胁。提高钢铁工业的三废治理水平和能效水平，实现清洁生产是当前面临的重要任务。采用先进的减废治废的工艺措施、将资源进行合理充分的利用，是实现节能、环保，清洁生产的有效途径。（1）采取先进的除尘设备和废气净化措施对烟、气、尘进行治理，将粉尘作为其他工序的原料。改湿法熄焦为干法熄焦，改转炉湿法除尘为干法除尘，利用煤气等生产过程中的废热及副产能源，减少能源消耗等。（2）发展和采用高度循环和闭路循环用水技术，把循环用水技术引入生产全过程，使废水和污染物实现循环利用，将废水和污染物作为资源予以应用，从根本上解决钢铁工业废水对环境的污染和生态循环问题。（3）以固体废弃物回用于钢铁主体工艺为首选方案，尽可能做到就地消化。（4）继续做好平炉改转炉和电炉工程，采用转炉)精炼)连铸和电炉)精炼)连铸的先进炼钢节能工艺，搞好连铸上下工序的配套和衔接。钢铁工业是导致环境污染的主要行业之一。要有效降低环境污染，促进钢铁生产的可持续发展，必须应用先进的清洁生产工艺削减污染源，发展环保技术进行末端治理，综合利用二次能源，组织厂内物料循环，节能降耗，使之更好地与环境相协调。

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