鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)工藝與排污特征.ppt

1、鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)工藝與排污特征,2007年07月,目 錄,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝 二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施 主要污染物的去除 三、產(chǎn)排污系數(shù)的選用 和污染物排放量計算,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,行業(yè)發(fā)展概況,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,行業(yè)發(fā)展概況,2006年世界粗鋼產(chǎn)量登上12億噸新臺階.中國連續(xù)11年居世界鋼產(chǎn)量排行榜第一,2006年我國鋼鐵產(chǎn)量,鋼的生產(chǎn)工藝分為長流程和短流程。 （1）長流程（以鐵礦石為冶煉原料）： 生產(chǎn)過程包含有燒結(jié)、球團、煉焦、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、連鑄/模鑄、軋鋼等多道工序。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,M,鋼的生產(chǎn)工藝分為長流程和短流程。 （ 2）短流程（以廢鋼和直接還原鐵為原料）： 與長流

2、程相比，省去了燒結(jié)、球團、煉焦、高爐煉鐵等鐵前工序。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,特點： 鋼鐵生產(chǎn)是典型的流程制造過程 具有很強的連續(xù)化作業(yè)特點,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,鋼鐵工業(yè)是一個材料與能源高度密集型的行業(yè)，既是原料消耗的大戶，又是能耗大戶；幾乎有一半以上的物料投入以廢氣、固體廢棄料或副產(chǎn)品的形式產(chǎn)出，被排放到環(huán)境中產(chǎn)生污染。 無論是產(chǎn)品流還是廢料流中，水以及能量等方面，多個生產(chǎn)部門聯(lián)系密切。,特點：,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,主要體現(xiàn)為： 燒結(jié)生產(chǎn)原料連續(xù)進入、成品礦連續(xù)生成并產(chǎn)出； 高爐煉鐵原料間歇進入，鐵水連續(xù)生成間歇排出； 轉(zhuǎn)爐煉鋼原料間歇進入，合格鋼水間歇排出； 鋼水連鑄原料連續(xù)進入，鋼坯連續(xù)生成

3、并產(chǎn)出； 鋼坯軋制原料連續(xù)進入，鋼材連續(xù)產(chǎn)出。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,煉鐵 包括高爐法 直接還原鐵法 熔融還原法 在此重點介紹高爐法和直接還原鐵法。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,煉鐵 （1）高爐法 高爐法包括燒結(jié)、球團、高爐煉鐵工序。 燒結(jié)： 工序流程：原料-破碎-配料-混料 -（預(yù)熱）-布料-點火 -燒結(jié)-冷卻-破碎篩分-成品礦,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,煉鐵 （1）高爐法 燒結(jié)： 主體生產(chǎn)設(shè)備：堆取料機、破碎機、振動篩、混料槽、帶式/板式運、輸機、配料倉、混料造球機、布料機、燒結(jié)機等,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,球團 球團礦在國內(nèi)的生產(chǎn)工藝主要有

4、： 豎爐法 帶式焙燒法 連篦機-回轉(zhuǎn)窯法。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,球團豎爐法,主體生產(chǎn)流程： 原料-配料-混料及烘干-造球及篩分-布料-豎爐焙燒-冷卻-篩分-成品礦 主體生產(chǎn)設(shè)備： 配料倉、干燥機、混合機、造球機、帶式/板式輸送機、篩分機、布料機、豎窯、帶冷機、鼓風(fēng)機等。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,球團帶式焙燒法,主體生產(chǎn)流程： 原料-配料-混料及烘干-造球及篩分-布料-帶式機焙燒-冷卻-篩分-成品礦 主體生產(chǎn)設(shè)備： 配料倉、干燥機、混合機、造球機、帶式/板式輸送機、篩分機、布料機、帶式焙燒機、帶冷機、鼓風(fēng)機等。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,球團連篦機-回轉(zhuǎn)窯法,主體生產(chǎn)流程： 原料-配料-輥磨、造球及篩分-

5、布料-干燥及預(yù)熱-回轉(zhuǎn)窯焙燒-篩分-冷卻-成品礦 主體生產(chǎn)設(shè)備： 配料倉、精礦干燥機、輥磨機、強力混合機、造球機、帶式/板式輸送機、篩分布料機、鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機、鼓風(fēng)機等,高爐煉鐵 主體生產(chǎn)流程： 原料-給料-輸送-爐頂裝料-高爐煉鐵-爐前出鐵水-鑄造 主體生產(chǎn)設(shè)備： 高爐、熱風(fēng)爐、給料倉、帶式/板式輸送機、粉磨機、鼓風(fēng)機、鑄鐵機,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,煉鐵 2）直接還原鐵法隧道窯法,主體生產(chǎn)流程： 原料-配料-隧道窯預(yù)熱、還原-冷卻-破碎-磁選-壓塊-海棉鐵 主體生產(chǎn)設(shè)備： 配料倉、隧道窯、帶式/板式輸送機、破碎機、磁選機、壓塊機、鼓風(fēng)機等。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,一、

6、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,煉鐵 煉鋼 鋼水冶煉主要分為轉(zhuǎn)爐法和電爐法； 鋼水爐外精煉主要有LF法、CAS罩、VD法、RH法、VAD/AOD法等 ； 部分特殊鋼還采用電渣重熔、真空自耗電極等重熔冶煉方法 ； 鋼水澆鑄除部分特殊鋼仍采用模鑄法外，大部分鋼種采用了連鑄技術(shù)。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,煉鋼轉(zhuǎn)爐法冶煉 主體工藝： 鐵水-（預(yù)脫硫、磷、硅）-轉(zhuǎn)爐吹煉-爐外精煉-連鑄-火焰切割-連鑄鋼坯 主體生產(chǎn)設(shè)備： 鐵水罐/魚雷罐、鐵水包、混鐵爐、轉(zhuǎn)爐、鋼包精煉爐、鋼包加熱爐、CAS罩、連鑄機、火焰切割機等。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,煉鋼電爐煉鋼 主體工藝： 原料-電爐熔煉-（爐外精煉）-連鑄/模鑄-鋼坯 主體生產(chǎn)設(shè)備：

7、 電爐、精煉爐、鋼包加熱爐、連鑄機/模鑄機等。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,煉鐵 煉鋼 軋鋼 軋鋼工藝主要分熱軋法和冷軋法 。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,軋鋼熱軋法,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,軋鋼熱軋法 連鑄坯熱軋法主體工藝為： 連鑄坯-加熱-熱連軋-（矯直/精整）-卷取/橫切-軋材法 。 模坯熱軋法主體工藝為： 模坯-加熱-開坯-加熱-熱軋-軋材 主體生產(chǎn)設(shè)備： 加熱爐、開坯機、快鍛機（軋制工具鋼）、熱連軋機組、矯直機、平整機、卷取機、飛剪機等。,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,軋鋼冷軋法,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,軋鋼冷軋法 板帶冷軋法主體工藝： 熱軋板帶-開卷-酸洗-冷連軋-（脫脂、退火）- 精整-卷取/橫切-冷軋材 鋼管冷

8、軋主體工藝： 熱軋管坯-加熱爐-穿孔-退火-打頭-酸洗-涂油-冷 軋-熱處理-矯直-冷軋材 冷軋法主體設(shè)備： 開卷機、焊接機、冷連軋機組、退火爐、加熱爐 （管坯穿孔）、矯直機、酸洗槽、脫脂槽、平整機、卷取機、飛剪機等。,鋼鐵聯(lián)合企業(yè)殘渣/副產(chǎn)品管理,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,典型鋼鐵廠水資源合理利用示意圖,一、鋼鐵的生產(chǎn)工藝,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,煉鐵,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,煉鐵 （1）高爐法 燒結(jié)氣態(tài)污染物 ： 燒結(jié)機頭、機尾產(chǎn)生的煙氣（含煙塵、SO2、NOx、CO、HF、重金屬、二惡英等）。 治理方法主要為干法除塵。 原料準(zhǔn)備系統(tǒng)、混合料系統(tǒng)、

9、整粒系統(tǒng)、熱礦冷卻系統(tǒng)產(chǎn)塵（含粉塵）。 治理方法主要采用沖激式濕法除塵器、泡沫式濕法除塵器或布袋除塵器,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,煉鐵 （1）高爐法 燒結(jié)水污染物 ： 濕法除塵廢水（含SS等） 治理方法主要沉淀循環(huán)或梯級利用，部分外排 。 沉積污泥定期排出進行脫水處理，泥餅返用于燒結(jié)配料 燒結(jié)固廢主要為除塵系統(tǒng)收集的冶金塵泥，返用于燒結(jié)配料。,燒結(jié)工序中各產(chǎn)排污節(jié)點及治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,球團,氣態(tài)污染物： 焙燒煙氣（含煙塵、SO2、NOx、CO、HF、重金屬、二惡英等）

10、、配料、篩分及轉(zhuǎn)運揚塵（含粉塵）、熱礦冷卻廢氣（含粉塵）。焙燒煙氣的治理方法與燒結(jié)礦生產(chǎn)相似。配料、篩分、轉(zhuǎn)運及熱礦冷卻等分散式產(chǎn)塵點治理方法也相似。 水污染物： 濕法除塵廢水（含SS、酸等）、設(shè)備間接冷卻水。間接冷卻水處理方法與燒結(jié)工藝類似。除塵廢水處理方法及效果與燒結(jié)工藝類似。 固廢：除塵系統(tǒng)收集的冶金塵泥，返用于球團配料。,球團工序中各產(chǎn)排污節(jié)點及治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,高爐煉鐵 氣態(tài)污染物：高爐荒煤氣（含煙塵、CO、氰化物等）、熱風(fēng)爐煙氣（含煙塵、SO2、NOx、CO等）、鑄鐵機揚塵（煙塵）、碾泥機、爐前礦槽、爐前出鐵揚塵（含粉塵）。

11、 水污染：煤氣濕法洗滌水（含SS、氰化物、揮發(fā)酚、COD等）、設(shè)備間接冷卻水、沖渣水（含SS）。沖渣過程基本不產(chǎn)生污染，沖渣水經(jīng)過濾后循環(huán)使用，基本不外排。煤氣濕法洗滌水一般處理后水循環(huán)使用。,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,高爐煉鐵 固廢 水淬渣和除塵系統(tǒng)收集的冶金塵泥，水淬渣一般用作水泥原料，冶金塵泥返用于燒結(jié)配料。,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,高爐煉鐵工序中各產(chǎn)排污節(jié)點及治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,煉鐵 （1）高爐法 （2）直接還原鐵法 回轉(zhuǎn)窯法煉鐵 氣態(tài)污

12、染物主要為： 窯頭煙氣（含煙塵、CO、SO2、氰化物等）、原料場、配料倉、冷卻及篩分產(chǎn)塵（含粉塵）。 窯頭煙氣一般經(jīng)多管干式除塵或水膜濕法除塵后用作燃料氣；分散式產(chǎn)塵點揚塵治理方式與燒結(jié)法類似，但部分企業(yè)存在無組織排放。 水污染物主要為：窯頭煙氣洗滌水（含SS、COD等）、設(shè)備間接冷卻水。煙氣濕法洗滌水一般采用沉淀法處理后水循環(huán)使用，部分外排。 固廢主要為： 分選后冶金廢渣和除塵系統(tǒng)收集的冶金塵泥，冶金廢渣可用作耐火材料或建筑材料，冶金塵泥返用于配料。,回轉(zhuǎn)窯法工序中各產(chǎn)排污節(jié)點及治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染

13、物的去除,煉鐵 2）直接還原鐵法隧道窯法,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,煉鐵 煉鋼：分為轉(zhuǎn)爐法和電爐法；,M,轉(zhuǎn)爐煉鋼的氣態(tài)污染物主要為：轉(zhuǎn)爐一次煙氣（含煙塵、CO等）、混鐵爐、鋼包加熱爐及火焰切割煙氣（含煙塵、SO2、NOx、CO等）、轉(zhuǎn)爐二次煙塵、脫硫站、連鑄機及精煉爐產(chǎn)塵（含煙塵）、裝料產(chǎn)塵（含粉塵）。 轉(zhuǎn)爐煉鋼的水污染物主要為：煤氣洗滌廢水（含SS，高鉻鋼冶煉含六價鉻）、設(shè)備間接冷卻水、連鑄機直接冷卻水（含SS，石油類、COD）。,轉(zhuǎn)爐法冶煉中各產(chǎn)排污節(jié)點及治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,電爐法冶煉中各產(chǎn)排污節(jié)點及治理設(shè)施對

14、主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,煉鋼電爐煉鋼,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,煉鐵 煉鋼 軋鋼 軋鋼工藝主要分熱軋法和冷軋法 。,熱軋法軋鋼中各產(chǎn)排污節(jié)點及治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,軋鋼熱軋法,冷軋法軋鋼中各產(chǎn)排污節(jié)點及治理設(shè)施對主要污染物的去除,二、產(chǎn)排污節(jié)點、污染治理設(shè)施對主要污染物的去除,軋鋼冷軋法,污染物產(chǎn)生（排放）系數(shù)的定義 污染物產(chǎn)生系數(shù):簡稱產(chǎn)污系數(shù)，是指在典型工況生產(chǎn) 條件下，生產(chǎn)單位產(chǎn)品（使用單位原 料）所產(chǎn)生的污染物量。污染物產(chǎn)生 系數(shù)包括原始產(chǎn)污系數(shù)和個體產(chǎn)污系數(shù)。,三、產(chǎn)

15、排污系數(shù)的選用和污染物排放量計算,污染物排放系數(shù):簡稱排污系數(shù)，是指在典型工況生產(chǎn) 條件下，生產(chǎn)單位產(chǎn)品（使用單位原 料）所產(chǎn)生的污染物量經(jīng)污染治理設(shè) 施削減或直接排放到環(huán)境中的污染物 量，后者的量值與產(chǎn)污系數(shù)相同。污 染物排放系數(shù)包括原始排污系數(shù)和個 體排污系數(shù)。,三、產(chǎn)排污系數(shù)的選用和污染物排放量計算,M,實測數(shù)據(jù)獲取方案,四同:指在某一行業(yè)中，對產(chǎn)品、原材料、生產(chǎn)工藝和 生產(chǎn)規(guī)模四種因素的組合。一個四同組合（條 件）代表生產(chǎn)相同（或類同）產(chǎn)品時、使用相同 （或類同）原材料、采用相同（相近）生產(chǎn)工藝、 具有相同（相近）生產(chǎn)規(guī)模。 四同組合分類原則 分級區(qū)分原則、基本覆蓋原則、差異性原則 四

16、同組合分類方法 產(chǎn)品分類、原料分類、工藝分類、規(guī)模分類,三、產(chǎn)排污系數(shù)的選用和污染物排放量計算,M,樣本企業(yè)選取原則與方法,對每種四同組合對應(yīng)的個體產(chǎn)排污系數(shù)，選取2-6個不同企業(yè)進行調(diào)查或?qū)崪y； 樣本企業(yè)數(shù)量的選取，主要依據(jù)所對應(yīng)的產(chǎn)品產(chǎn)量、污染因子的危害性選取； 側(cè)重于對中小規(guī)模的選取； 樣本企業(yè)污染物排放總量不少于全行業(yè)污染物排放量的5%； 體現(xiàn)原料（礦石、冶金原料）種類的多樣性及地域分布特點； 體現(xiàn)技術(shù)及管理水平的差異性； 排污治理企業(yè)優(yōu)先原則。,三、產(chǎn)排污系數(shù)的選用和污染物排放量計算,主要污染物的分析監(jiān)測方法,三、產(chǎn)排污系數(shù)的選用和污染物排放量計算,氣態(tài)污染物：對配有除塵裝置的產(chǎn)污點

17、，在除塵裝置進、出口取樣；對于沒有除塵裝置的產(chǎn)污點，只在集中排放管道處取樣。 水污染物：對于水污染因子，在工段廢水進口、排出口及水處理廠出口處測定排污量，即測3個點。 為減少實測數(shù)據(jù)偏差，實測的重復(fù)采樣次數(shù)為3次。,三、產(chǎn)排污系數(shù)的選用和污染物排放量計算,產(chǎn)排污系數(shù)測定和表達方法,歷史數(shù)據(jù)的處理：選擇最近年份的歷史數(shù)據(jù)作為環(huán)境統(tǒng)計的歷史數(shù)據(jù)，其它年份的數(shù)據(jù)主要起對照、參考及驗證作用，對于反常情況（產(chǎn)排污系數(shù)出現(xiàn)上升狀況），調(diào)查產(chǎn)生原因，并作出說明。 固體廢物：對于由原料的差異性引起產(chǎn)污系數(shù)顯著性差異的，按原料的差異性分別給出產(chǎn)污系數(shù)。 水污染物 ：按不同冷卻工藝及除塵工藝分別測算并給出產(chǎn)排污系數(shù)。 氣態(tài)污染物 ：按不同凈化工藝分別測算并給出產(chǎn)排污系數(shù)。,三、產(chǎn)排污系數(shù)的選用和污染物排放量計算,固體廢物產(chǎn)生系數(shù)計算方法：,原始產(chǎn)污量： 調(diào)查單位冶金廢渣年度統(tǒng)計總量 原始產(chǎn)污系數(shù)：調(diào)查單位冶金廢渣年度統(tǒng)計總量/調(diào)查單位年度產(chǎn)品總量 個體產(chǎn)污系數(shù)：樣本企業(yè)的原始產(chǎn)污系數(shù)之和/樣本企業(yè)數(shù),三、產(chǎn)排污系數(shù)的選用和污染物排放量計算,水態(tài)污染物產(chǎn)生系數(shù)計算方法：,每個四同組合產(chǎn)生一組個體產(chǎn)排污系數(shù) 污染因子的個體產(chǎn)污系數(shù)： （實測產(chǎn)污系數(shù)之和+歷史調(diào)查產(chǎn)污系數(shù)之和）/樣本總數(shù) 污染因子的個體排污系數(shù)： （實測排污系數(shù)之和+歷史調(diào)查排