鋼鐵工業(yè)廢氣的治理技術綜述

1、鋼鐵工業(yè)廢氣的治理技術綜述 一、概述 鋼鐵工業(yè)廢氣的來源及特點鋼鐵工業(yè)廢氣的主要來源于：原料、燃料的運輸、裝卸及加工等過程產(chǎn)生大量的含塵廢氣；鋼鐵廠的各種窯爐再生產(chǎn)的過程中將產(chǎn)生大量的含塵及有害汽體的廢氣；生產(chǎn)工藝過程化學反應排放的廢氣，如冶煉、燒焦、化工產(chǎn)品和鋼材酸洗過程中產(chǎn)生的廢氣。鋼鐵企業(yè)廢氣的排放量非常大，污染面廣；冶金窯爐排放的廢氣溫度高，鋼鐵冶煉過程中排放的多為氧化鐵煙塵，其粒度小、吸附力強，加大了廢氣的治理難度；在高爐出鐵、出渣等以及煉鋼過程中的一些工序，其煙氣的產(chǎn)生排放具有陣發(fā)性，且又以無組織排放多。鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)廢氣具有回收的價值，如溫度高的廢氣余熱回收，煉焦及煉鐵、煉鋼過程中

2、產(chǎn)生的煤氣的利用，以及含氧化鐵粉塵的回收利用。 鋼鐵工業(yè)廢氣的治理對策 鋼鐵工業(yè)是大氣的污染大戶，鋼鐵工業(yè)廢氣治理必須貫徹綜合治理的原則。努力降低能耗和原料消耗，這是減少廢氣排放的根本途徑之一；改革工藝、采用先進的工藝及設備，以減少生產(chǎn)工藝廢氣的排放；積極采用高效節(jié)能的治理方法和設備，強化廢氣的治理、回收；大力開展綜合利用。 二、燒結(jié)廠廢氣治理 燒結(jié)廠廢氣的來源及特點 燒結(jié)廠的生產(chǎn)工藝中，在如下的生產(chǎn)環(huán)境將產(chǎn)生廢氣：1、燒結(jié)原料在裝卸、破碎、篩分和儲運的過程中將產(chǎn)生含塵廢氣；2、在混合料系統(tǒng)中將產(chǎn)生水汽粉塵的共生廢氣；3、混合料在燒結(jié)時，將產(chǎn)生含有粉塵、煙氣、SO2和NOX的高溫廢氣；4、燒結(jié)

3、礦在破碎、篩分、冷卻、貯存和轉(zhuǎn)運的過程中也將產(chǎn)生含塵廢氣。燒結(jié)廠產(chǎn)生廢氣的氣量很大，含塵和含SO2的濃度較高，所以對大氣的污染較嚴重。 燒結(jié)廠廢氣的治理技術 1、原料準備系統(tǒng)除塵 燒結(jié)原料準備工藝過程中，在原料的解收、混合、破碎、篩分、運輸和配料的各個工藝設備點都產(chǎn)生大量的粉塵。 原料準備系統(tǒng)除塵，可采用濕法和干法除塵工藝。對原料場，由于堆取料機露天作業(yè)，揚塵點無法密閉，不能采用機械除塵裝置，可采用濕法水力除塵，即在產(chǎn)塵點噴水霧以捕集部分粉塵和使物料增濕而抑制粉塵的飛揚；對物料的破碎、篩分和膠帶及轉(zhuǎn)運點，設置密閉和抽風除塵系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)可采用分散式或集中式。分散式除塵系統(tǒng)的除塵設備可采用沖激式

4、除塵器、泡沫除塵器和脈沖袋式除塵器等。旋風除塵器和旋風水膜除塵器的效率低，不宜使用；集中式系統(tǒng)可集中控制幾十個乃至近百個吸塵點，并裝置大型高效除塵設備，如電除塵器等，除塵效率高。圖111是原料準備系統(tǒng)除塵工藝流程圖。 2混合料系統(tǒng)除塵 在混合料的轉(zhuǎn)運、加水及混合過程中，產(chǎn)生含粉塵和水氣的廢氣。熱返礦工藝產(chǎn)生大量的粉塵水政氣共生廢氣，該廢氣溫度高、濕度大、含塵濃度高，是治理的重點。冷返礦工藝由于溫度低，不產(chǎn)生大量的水蒸氣，只在物料轉(zhuǎn)運點產(chǎn)生含塵廢氣。 解決混合料系統(tǒng)廢氣治理的關鍵是盡可能采用冷返礦工藝?；旌狭舷到y(tǒng)的除塵應采用濕式除塵，除塵設備可采用沖激式除塵器等高效除塵設備。 3燒結(jié)機廢氣治理

5、（1）燒結(jié)機廢氣除塵 含鐵原料燒結(jié)主要使用抽風帶式燒結(jié)機。燒結(jié)機產(chǎn)生的廢氣主要含粉塵和SO2、NOX等有害物質(zhì)。 燒結(jié)機廢氣的除塵，可在大煙道外設置水封拉鏈機，將大煙道的各個排灰管、除塵器排灰管和小格排灰管等均插入水封拉鏈機槽中，灰分在水封中沉淀后，由拉連帶出。除塵設備一般采用大型旋風除塵器和電除塵器。圖112是大煙道水封拉鏈裝置示意圖。 （2）燒結(jié)機煙氣中二氧化硫的治理 高煙囪排放 燒結(jié)機煙氣中二氧化硫的濃度一般在5001000mLm3，高的達到40007000Ml/m3。該廢氣的排放量大，若回收在經(jīng)濟性上還有一些問題，故大部分國家仍以高煙囪排放為主。按照燒結(jié)生產(chǎn)的需要，煙囪高度100120

6、m即可。但為保護環(huán)境，許多發(fā)達國家采用更高的煙囪，如美國煙囪最高達360m，英國260m，日本達230m。中國包鋼燒結(jié)廠目前采用低硫原料、燃燒，燒結(jié)煙氣不需脫硫，經(jīng)200m高的煙囪排放后，SO2最大落地濃度在0.006mL/m3以下. 煙氣脫硫 在燒結(jié)機燒結(jié)時產(chǎn)生的煙氣中,二氧化硫的濃度是在變化的.其頭部和尾部煙氣含SO2濃度低,中部煙氣含SO2濃度高。為減少脫硫裝置的規(guī)模，可只將含SO2濃度高的燒結(jié)尾氣引人脫硫裝置。世界各國燒結(jié)機脫硫研究已進入實用階段。如日本的氨硫銨法、石灰石膏法、鋼渣石膏法；前蘇聯(lián)的是灰石膏法和循環(huán)菱鎂礦法以及我國的茍性蘇打亞硫酸鹽法等。圖113使氨硫銨法脫硫的工藝流程圖

7、。該法是以亞硫酸銨溶液作為吸收劑，生成亞硫酸氫銨，它再與焦爐中排出的氨氣反應，生成亞硫酸銨。亞硫酸銨又作為吸收劑，再與SO2反應。這樣往復循環(huán)的反應，亞硫酸銨的濃度愈來愈高。到一定濃度后，將部分溶液提取出來，進行氧化，濃縮成為硫酸銨回收。 2、 燒結(jié)機尾除塵 燒結(jié)機尾部卸礦點，以及與之相鄰的燒結(jié)礦的破碎、篩分、貯存和運輸?shù)赛c含塵廢氣的除塵，優(yōu)先選用干法除塵，這樣可以避免濕法除塵帶來的污水污染，同時也有利于粉塵的回收利用。燒結(jié)機尾氣除塵大多采用大型集中除塵系統(tǒng)。機尾采用大容量密閉罩,密閉罩向燒結(jié)機方向延長,將最末幾個真空箱上部的臺車全部密閉,利用真空箱的抽力,通過臺車料層抽取密閉罩內(nèi)的含塵廢氣,

8、以降低機尾除塵抽氣量.除塵設備優(yōu)選采用電除塵器。圖114是燒結(jié)機廢氣處理工藝流程圖。 3、 整粒系統(tǒng)除塵 整粒系統(tǒng)包括冷燒結(jié)礦的破碎和多段篩分，它的除塵抽風點多，風量大，必須設置專門的整粒除塵系統(tǒng)。該系統(tǒng)設置集中式除塵系統(tǒng)，采用干式高效除塵設備，一般采用高效大風量袋式除塵器或電除塵器。 4、 球團豎爐煙氣治理 （1）球團豎爐煙氣除塵 在利用鐵礦粉和石灰、皂土、焦粉等添加劑混合造球時，在豎爐中進行焙燒的過程產(chǎn)生煙氣。該煙氣大多采用干式除塵處理，除塵設備可采用袋式除塵器或電除塵器。采用旋風除塵器和多管除塵器達不到國家排放標準，故不宜使用。圖115是8m3球團豎爐煙塵工藝流程圖。 （2）球團豎爐煙氣

9、除硫 對球團豎爐煙氣中的SO2，尚未采取有效的治理措施。處理的方法主要是對高硫燃燒初步脫硫和回收煙氣中的二氧化硫。如日本鋼鐵公司采用（NH4）2SO3作吸收劑，吸收廢氣中的二氧化硫后，再與焦爐煤氣中的NH3反應，使吸收液再生并返回燒結(jié)廠再用。吸收液的一部分抽出氧化，然后制取硫酸銨。美國在燒結(jié)機廢氣中加入白云石等物料，配合使用袋式除塵器，既除塵又除二氧化硫。 三、煉鐵廠廢氣治理 （一）煉鐵廠廢氣的來源及特點 煉鐵廠的廢氣主要來源于以下的工藝環(huán)節(jié)：高爐原料、燃料及輔助原料的運輸、篩分、轉(zhuǎn)運過程中將產(chǎn)生粉塵；在高爐出鐵時將產(chǎn)生一些有害廢氣，該廢氣主要包括粉塵、一氧化碳、二氧化硫和硫化氫等污染物；高爐

10、煤氣的放散以及鑄鐵機鐵水澆注時產(chǎn)生含塵廢氣和石墨碳的廢氣。 （二）煉鐵廠廢氣的治理技術 1、 爐前礦槽的除塵 煉鐵廠爐前礦槽的除塵，主要是要解決高爐燒結(jié)礦、焦炭、雜礦等原料燃燒在運輸、轉(zhuǎn)運、卸料、給料及上料時產(chǎn)生的有害粉塵?？刂圃搹U氣的粉塵的根本措施是嚴格控制高爐原料燃燒的含粉量，特別是燒結(jié)礦的含粉量。此外，針對不同產(chǎn)塵點的設備可設置密閉罩和抽風除塵系統(tǒng)。密閉罩根據(jù)不同的情況采取局部密閉罩（如皮帶機轉(zhuǎn)運點）、整體密閉罩（如振動篩）或大容量密閉罩（如在上料小車的料坑處）。除塵器可采用袋式除塵器等。 2、 高爐出鐵場除塵 高爐在開爐、堵鐵口及出鐵的過程中將產(chǎn)生大量的煙塵。為此，在諸如出鐵口、出渣口

11、、撇渣器、鐵溝、渣溝、殘鐵罐、擺動流嘴等產(chǎn)塵點設置局部加罩和抽風除塵的一次除塵系統(tǒng)；在開、堵鐵口時，出鐵場必須設置包括封閉式外圍結(jié)構(gòu)的二次除塵系統(tǒng)。除塵器可采用濾袋除塵器等。圖116是出鐵場煙氣處理工藝流程。 3、 碾泥機室除塵高爐堵鐵口使用的炮泥由碳化硅、粉焦、粘土等粉料制成。在各種粉料的裝卸、配料、混碾、裝運的過程中將產(chǎn)生大量的粉塵。治理這些廢氣可設置集塵除塵系統(tǒng)，除塵設備可采用袋式除塵器收集粉塵。圖117是碾泥機室除塵工藝流程圖。四、煉鋼廠廢氣治理（一） 煉鋼廠廢氣的來源及特點煉鋼廠廢氣主要來源于冶煉過程，特別是在吹氧冶煉期產(chǎn)生大量的廢氣。該廢氣中含塵濃度高，含CO等有毒氣態(tài)物的濃度也很

12、高。（二） 煉鋼廠廢氣的治理技術1、吹氧轉(zhuǎn)爐煙氣的治理（1）濕法處理 濕法處理有法國的I-C法（敞口煙罩）、德國的KPUPP法（雙煙罩）和日本的OG法（單煙罩）等方法。其中OG法由于技術先進、運行安全可靠，是目前世界上采用最廣泛的轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法。OG法先對轉(zhuǎn)爐煤氣進行顯熱回收，用冷卻塔將煙氣冷卻到380，再用濕法除塵洗滌凈化并冷卻至42，然后用PA文丘里洗滌器進行二級除塵。該法的總除塵效率達99.5。（2）干法處理 該法是利用高壓靜電除塵器來凈化轉(zhuǎn)爐煤氣中的塵。從煙氣中回收的鐵可作為燒結(jié)廠的原料使用。（3）煙塵的綜合利用制造克魯伯海綿鐵 使含48水分的煙塵成粒狀，再放在輸送爐箅上進行干燥和硬

13、化，然后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)將鋅、鋁以及其他金屬氧化物揮發(fā)掉，最后形成高度金屬化的海綿鐵。同時還可以生產(chǎn)韋耳茨法（Waelz）氧化物。作煉鋼煉鐵的原料 煙氣經(jīng)濕法凈化后，回收下來的煙塵呈泥漿狀，可通過如圖118所示的流程供煉鐵和煉鋼使用。2、電爐煙氣的治理電爐煙氣可采用半封閉罩或大密閉罩集煙集氣，然后以袋式除塵器或電除塵器收塵系統(tǒng)加以凈化。圖119是電爐煙氣凈化系統(tǒng)流程圖。五、軋鋼廠及金屬制品廠廢氣來源（一） 軋鋼廠及金屬制品廠廢氣來源、軋鋼廠生產(chǎn)過程中在以下幾個工序產(chǎn)生廢氣：鋼錠和鋼坯的加熱過程中，爐內(nèi)燃燒時產(chǎn)生大量廢氣；紅熱鋼坯軋制過程中，產(chǎn)生大量氧化鐵皮、鐵屑及水蒸氣；冷軋時冷卻、潤滑軋輥和軋件而

14、產(chǎn)生乳化液廢氣；鋼材酸洗過程中產(chǎn)生大量的酸霧。金屬制品生產(chǎn)過程中廢氣來源于以下各個方面：鋼絲酸洗過程中產(chǎn)生大量的酸霧和水蒸氣，普通金屬制品有硫酸酸霧、鹽酸酸霧，特殊金屬制品有氰化氫、氟化氫氣體及含堿、含磷等氣體；鋼絲在熱處理過程中產(chǎn)生鉛煙、鉛塵和氧化鉛；鋼絲熱鍍鋅過程中產(chǎn)生氧化鋅廢氣；鋼絲電鍍過程中產(chǎn)生酸霧及電鍍氣體；鋼絲在拉絲時產(chǎn)生大量的熱和石灰粉塵；鋼絲和鋼繩在涂油包中產(chǎn)生大量的油煙。(二)軋鋼廠及金屬制品廠廢氣治理1軋機排煙治理軋機排煙經(jīng)排氣罩收集后加以處理。由于熱軋與冷軋機產(chǎn)生的廢氣都混有水汽，因此都采用濕法凈化裝置，如濕泡式除塵器、沖激式除塵器、低速文丘里洗滌器及濕式電除塵器等。圖1

15、1-10是精軋機煙氣治理工藝流程圖。2火焰清理機廢氣治理在鋼坯進行火焰清理過程中，將產(chǎn)生熔渣及煙塵廢氣?？山煔鈨艋到y(tǒng)來處理這些廢氣。該系統(tǒng)將廢氣加罩收集后進行處理，除塵器可采用濕式電除塵器。圖1111是火焰清理機廢氣治理工藝。3酸洗車間酸霧的治理(1)抑制覆蓋法 為了抑制酸霧的散發(fā),可加固體覆蓋層或泡沫覆蓋層于酸表面上。固體覆蓋層是在酸洗槽的酸液面上加入固體覆蓋層，以抑制酸霧的散發(fā)。覆蓋層采用耐腐蝕輕質(zhì)材料，如泡沫塑料塊、管及球等；泡沫覆蓋層是利用化學分解作用產(chǎn)生的泡沫飄浮在酸液表面，以抑制酸氣的散發(fā)。目前采用的泡沫有皂莢液、十二烷基酸鈉等。 I (2)抽風排酸霧 對酸洗槽建立酸洗槽密閉

16、排氣系統(tǒng)，抽風排酸霧。 (3)酸氣的處理方法 該法可將酸氣在填料塔、泡沫塔等洗滌塔中用水吸收凈化。凈化效率可達90左右。圖11-12是酸霧凈化工藝流程。它是將酸洗槽和噴淋洗滌槽抽出的酸霧，通過密閉罩及排氣罩進入噴淋塔，在噴淋塔中用水洗滌凈化。 該法是以稀堿液對酸霧進行吸收處理，常用的吸收劑有氨液、蘇打、石灰乳等。蘇打液的濃度為2-6，對初始濃度小于300-400mgm3的酸霧，凈化率可達93-95以上。吸收設備采用噴淋塔或填料塔。吸收設備應進行防腐處理。 過濾法 該法以尼龍絲或塑料絲網(wǎng)的過濾器將酸霧截留捕集。 高壓靜電凈化 該法是在排氣豎管中，利用排氣管作為陽極板，管內(nèi)設置高壓電暈線，極線間形

17、成高壓靜電場以凈化通過的酸霧。 4鉛浴爐煙氣治理 鋼絲線材熱處理過程中產(chǎn)生鉛蒸汽、鉛和氧化鉛的粉塵，治理這些廢氣可在鉛液表面敷設覆蓋劑，并在鉛鍋的中部加活動密封蓋板，在鋼絲出鉛鍋處設置抽風裝置。常用的覆蓋劑有SRQF。鉛煙凈化設備一般有濕法和干法兩種。濕法可采用沖激式除塵器，凈化效率可達98以上；干法可采用袋式除塵器和纖維過濾器等，凈化效率可達99以上。 六、鐵合金廠廢氣治理 i (一)鐵合金廠廢氣的來源及特點 鐵合金廠廢氣主要來源于礦熱電爐、精煉電爐、焙燒回轉(zhuǎn)窯和多層機械焙燒爐，以及鋁金屬法熔煉爐。鐵合金廠廢氣的排放量大，含塵濃度高。廢氣中90是Si02，還含有SO2、CI2、NOx、CO等

18、有害氣體。鐵合金廠廢氣的回收利用價值較高。 (二)礦熱電爐廢氣治理技術 1半封閉式礦熱電爐廢氣治理 (1)熱能回收干法處理法 硅鐵礦熱電爐廢氣所含的熱能相當于電爐全部能力輸入的4050。故一般設置余熱鍋爐回收廢氣顯熱產(chǎn)生蒸汽，供給工藝或城市民用。廢氣從余熱鍋爐中出來后，進入袋式除塵器凈化后排人大氣。圖1113是熱能回收干法凈化工藝流程。 (2)非熱能回收干法處理法 一般變壓器容量大于6000kVA的大中型電爐半封閉式煙罩，出口溫度控制在450550左右，進入列管自然冷卻器，其出口溫度小于200，然后，進入預除塵器撲擊火星或直接進入袋式除塵器，其廢氣凈化設備采用吸入式或壓入式分室反吹袋式除塵器；

19、對于變壓器容量小于6000kVA的半封閉式礦熱電爐，則不設列管冷卻器，采用在半封閉式煙罩內(nèi)混入野風?？刂茝U氣溫度小于200直接進入袋式除塵器，凈化后廢氣的含塵量小于50mgm3，其除塵設備可采用機械回轉(zhuǎn)反吹扁袋除塵器。圖1114是非熱能回收干法凈化工藝流程。 2封閉式礦熱電爐廢(煤)氣治理 (1)濕法電爐廢(煤)氣治理 “雙文一塔”濕法凈化法 該法是挪威技術。它采用兩級文丘里洗滌器和一級脫水塔對廢氣加以凈化，凈化效率高。圖11-15是封閉式礦熱電爐雙文一塔濕法處理工藝流程。 “洗滌機”濕法凈化法 該流程是德國馬克公司的凈化工藝。其洗滌設備主要為多層噴嘴復噴型洗滌塔及蒂森型煤氣洗滌機。圖11-1

20、6是封閉式礦熱電爐洗滌機濕法凈化爐氣的工藝流程。 “兩塔一文”濕法凈化法 該法是礦熱荒煤氣由煤氣上升導管導出，經(jīng)集塵箱除去大顆粒煙塵后,進入噴淋洗滌塔經(jīng)初步凈化,并使煤氣溫度降至飽和溫度,消除了高溫、火星，并被初步凈化；然后飽和溫度下的煤氣進入文丘里洗滌器內(nèi)槽；凈化后的氣體進入脫水塔使氣水分離，并收集夾帶于水中的塵粒，使煤氣凈化。其出口含塵量為4080mg/m3。煤氣洗滌水污水處理設施基本循環(huán)使用。圖1117是“兩塔一文”濕法凈化高碳鉻鐵封閉式電爐煤氣的凈化工藝流程圖（2）干法電爐費（煤）氣治理 該法是采用旋風除塵器和袋式除塵器處理廢氣的方法。干法可消除洗滌廢氣、污泥等二次污染。圖1118是德

21、國克虜伯公司的處理技術用于錳硅合金封閉式礦熱電爐干法除塵的工藝流程圖。（3）礦熱電爐出鐵口廢氣治理 對半封閉式礦熱電爐，可在出鐵口上方設置局部集煙罩，將廢氣如送入電爐廢氣治理主系統(tǒng)中，一并凈化處理。也可以將廢氣送入半封閉罩內(nèi)，作為電爐半封閉工作門的氣封源；對封閉式礦熱電爐，在出鐵口上方設置局部集煙罩，采取獨立的凈化系統(tǒng)。（三） 鎢鐵電爐廢氣治理鎢鐵電冶煉爐產(chǎn)生的廢氣主要采用干法凈化法加以凈化。它采用吸入式低氣布比反吹風袋式除塵器。圖1119是鎢鐵電爐廢氣治理的工藝流程（四） 鉬鐵車間廢氣治理1多層機械焙燒廢氣治理鉬精礦焙燒過程產(chǎn)生的廢氣含有入爐精礦5的礦粉，還含有錸和二氧化硫，故處理鉬精礦焙燒

22、廢氣時，設置凈化效率高于98的干式除塵器以回收鉬；其次，廢氣含錸是以氧化生華氣態(tài)出現(xiàn)，當溫度降至100以下時，大部分錸呈1m左右的細顆粒，故須設置濕法凈化設施，當廢氣經(jīng)過它時，廢氣中的三氧化硫經(jīng)噴淋除塵器、濕式電除霧器和捕集器后，生成硫酸。硫酸和Re2O7生成錸酸液，再經(jīng)過二級復噴復擋器的反復多次吸收，當錸酸達到富集濃度后，送制錸工段回收錸。最后，廢氣中的SO2采用氨為吸收劑吸收除去。圖1120是鉬精礦焙燒廢氣治理工藝流程。2鉬鐵熔煉爐廢氣治理鉬熔煉廢氣的治理一般采用干法凈化設施。凈化設備采用大型壓入式低氣布比反吸風袋式除塵器，除塵器一般配備滌綸針刺氈或滌綸布濾料。圖1121是鉬鐵熔煉爐廢氣治

23、理工藝流程。（五） 礬鐵車間回轉(zhuǎn)窯廢氣治理礬渣焙燒回轉(zhuǎn)窯廢氣含有氯氣、二氧化硫和三氧化硫等有害氣體，以及礬渣和礬精礦粉。故在處理該廢氣時還需回收礬塵。該廢氣治理一般有以下兩種工藝流程。1干式處理法該法是采用旋風分離器和干式電除塵器凈化廢氣中的塵，但是不回收氯氣和硫有害物。圖1122是釩渣焙燒回轉(zhuǎn)窯廢氣治理不回收CL2和SO2的工藝流程。2濕式處理法該法是在干法的基礎上，再增加洗滌塔和濕式電除塵器，以再除去氯氣和二氧化硫。圖1123是濕法治理礬渣焙燒回轉(zhuǎn)窯廢氣的工藝流程。 (六)金屬鉻熔煉爐廢氣治理 金屬鉻熔煉爐廢氣主要采用干、濕兩級組合旋風除塵器來治理。第一級旋風分離器主要收集粗顆粒的Cr203干塵后，進入淋洗除塵器凈化，淋洗液循環(huán)使用富集Na2Cr204進行回收。圖1124是金屬鉻熔煉爐廢氣治理的工藝流程。 七、耐火材料廠廢氣治理 (一)