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      技術文章

      銳意自控|鋼鐵行業生產中污染物排放標準及煙氣在線監測檢測儀的監測應用

      閱讀:7084          發布時間:2018/12/11

       

       

        鋼鐵是工業的糧食,是人類使用多的金屬材料,在社會生產生活的各個領域都有著廣泛的應用,是不可或缺的戰略性基礎工業品。鋼鐵工業以鐵、鋼、鋼材、工業純鐵和鐵合金為主要產品,是一個國家的重工業基礎,也是衡量一個國家綜合國力和工業化水平的重要因素。我國是當之無愧的鋼鐵大國,粗鋼產量常年位居世界。

       

       

        鋼鐵工業中涉及到一系列工序,每道工序都會派出各種各樣的殘料和廢物。按污染物狀態可分為固態、液態、氣態。其中固態的有塵泥、高爐渣、轉爐渣、氧化鐵皮與耐火材料等;液態的有SS、油、氨氮、酚、氰等有毒有害物質;氣態的有CO2、NOx、H2S、CO以及VOC與煙塵等顆粒物。

      鋼鐵企業生產流程圖

       

        一、鋼鐵生產中的污染物排放

       

        1、 原料系統

       

        在卸料、貯料以及運輸過程中會產生粉塵。

       

        2、燒結、造球系統

       

        將細粒或粉狀的鐵礦通過反應變成塊狀物料。其中燒結是指鐵粉礦等含鐵原料加入熔劑和固體燃料,按要求的比例配合,加水混合制粒后,平鋪在燒結機臺車上,經點火抽風,使其燃料燃燒,燒結料部分熔化粘結成塊狀。球團是指鐵精礦等原料與適量的膨潤土均勻混合后,通過造球機造出生球,然后高溫焙燒,使球氧化固結的過程。

       

        燒結過程的污染物排放主要來自于原料裝卸作業和爐箅上的燃燒反應。后一來源的燃燒氣體含有直接由爐箅產生的粉塵以及其他燃燒產物,如CO、CO2、SOx、NOx和顆粒物。其他排放物包括由碳屑、含油軋制鐵鱗中的揮發物生成的揮發性有機物質、在噪聲條件下由有機物生成的二噁英、從所有原料中揮發出的金屬(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。造球過程排放物與燒結過程基本相同。燒結及造球過程中次要的排放物為二氧芑、Pb、Cd、放射性同位素、VOC、碳氫化合物、PM10、HCl、HF等。

       

        3、煉焦系統

       

        煉焦煤按生產工藝和產品要求配比后,裝入隔絕空氣的密閉煉焦爐內,經高、中、低溫干餾轉化為焦炭、焦爐煤氣和化學產品,其中焦炭將作為鐵礦石煉鐵的還原劑。在煉焦系統中會產生廢氣廢水、顆粒物等污染物。

       

        煉焦系統中次要的排放物為多環芳烴(PAH、苯、PM10、H2S、甲烷)。有關廢水成分為懸浮固體、油、cyanide、酚、氨等。

       

        4、高爐系統

       

        高爐系統運行過程中產生的排放物主要是氧化鐵的顆粒物,主要固體副產品是高爐渣,廢水主要來源于氣體凈化和爐渣處理工序。

       

        高爐系統中次要的排放物為PM10、H2S,有關廢水成分為懸浮固體、油等。

       

        5、氧氣頂吹煉鋼

       

        氧氣頂吹煉鋼的主要廢氣和粉塵的排放來自吹氧過程的BOF爐口,氣體排放物主要是CO,通過爐內進一步氧化會產生一些CO2。粉塵以氧化鈣、氧化鐵為主,可能含有廢鋼鐵帶入的重金屬、鋅類元素以及渣和石灰的顆粒。

       

        氧氣頂吹煉鋼工序中次要的排放物為PM10、鋅,有關廢水成分為懸浮固體、油等。

       

        6、電爐煉鋼

       

        電爐煉鋼的主要排放物為粉塵和廢氣。粉塵排放物主要由氧化鐵和其他金屬(包括鋅和鉛)所組成,他們是從鍍層鋼或合金鋼經冶煉而揮發出來的。或因廢鋼加料時混入有色金屬碎片而產生的;廢氣主要是因通過渣門、電極孔、爐壁和爐頂之間等進入爐內的空氣以及廢鋼代入的礦物燃料和有機化合物經燃燒產生的氣體。

       

        電爐煉鋼中次要的排放物有金屬(Zn、Pb、Hg、Ni、Cr)、二氧芑、VOC、PM10,有關廢水成分為懸浮固體、油等。

       

        7、熱軋

       

        熱軋階段的排放物包括來自加熱爐和均熱爐的燃燒產物(如CO、CO2、SO2、NOx、顆粒物),它們取決于燃料類型和燃燒條件,還包括來自軋制和潤滑油的揮發性有機物。還會產生被鐵鱗和油所污染的污水。而該過程產生的固體廢物包括鐵鱗皮和切余料。

       

        熱軋階段中次要的排放物為VOC,廢水成分為懸浮固體、油等。

       

        8、酸洗、冷軋、退火與回火

       

        這一工序產生的排放物包括來自退火爐和回火爐的燃燒產物,軋鋼油產生的VOCs和油霧以及酸洗過程產生的酸性氣溶膠;廢水可能是含有冷軋過程的懸浮固體和油乳化液以及來自酸洗過程的酸性廢物;固體廢物包括切余料、酸洗污泥、酸再生污泥和廢水處理裝置的氫氧化物污泥。

       

        這一工序中次要排放物為VOCs、酸性氣溶膠、油煙、油霧,有關廢水成分為懸浮固體、油、溶解金屬等。

       

        9、涂鍍

       

        涂鍍工序的排放物包括VOCs、金屬煙霧、酸性氣溶膠、顆粒物、燃燒產物和氣體等。

       

        涂鍍工序中次要的排放物為金屬Zn、Ni、Cr、VOC,有關廢水的成分為SS、油、金屬等。

       

        二、排放標準

       

      表1、燒結、造球系統污染物排放標準

       

      表2、煉鐵系統污染物排放標準

       

      表3、煉鋼系統污染物排放標準

       

      表4、軋鋼系統污染物排放標準

       

        三、結語

       

        通過以上介紹可知,鋼鐵行業的污染物主要來源于原料、燃料的運輸、裝卸及加工;各個制造階段的窯爐在生產過程中產生大量的含塵及有害氣體;生產工藝過程中化學反應排放的廢氣,如冶煉、燒焦、化工產品和鋼材酸洗過程等。鋼鐵企業應同步實施大氣污染治理并進行專業化的管理,在治理污染的同時確保工藝設備的運行效率和運行效果,實現突出的社會效益、經濟效益和環境效益。

       

        在線氣體分析系統廠商與產品推薦

       

        單位名稱:湖北銳意自控系統有限公司

       

        產品推薦:在線氣體分析系統Gasboard-9031

       

       

        Gasboard-9031針對樣氣中低粉塵工況設計,由預處理單元、控制單元、氣體分析單元三部分構成。基于國際領先的NDIR非分光紅外技術,可同時在線連續測量煤氣、生物質燃氣的熱值,以及CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等氣體的體積濃度,有利于提高煤氣利用效率、節能降耗、保障工業現場安全。

       

        1、預處理單元

       

        采用不銹鋼、電加熱溫控干法取樣探頭,使用壽命長、精度高;利用新型反吹掃技術解決探頭堵塞問題,保證分析系統的可靠性;配置單級制冷器去除樣氣中的水分,實現兩級過濾,確保儀器長期在線運行。

       

        2、控制單元

       

        采用PLC程序控制,自動完成采樣、反吹、排水等操作。

       

        3、氣體分析單元

       

        采用自主知識產權的煤氣分析儀Gasboar3100(在線型)進行氣體在線分析檢測,可同時測量CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等多組分氣體的體積濃度,自動計算并顯示煤氣、生物燃氣熱值,替代燃燒法熱值儀。

       

        同時還具有如下特點:

       

        ①使用壽命長,性能穩定;

       

        ②全自動化檢測,操作簡單;

       

        ③可同時測量氣體體積濃度與熱值;

       

        ④無需人工值守,低維護、低成本運行;

       

        ⑤可通過多種接口將數據傳輸到上級集中控制系統,可實現遠程監測,為調整現場工藝提供依據。

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