山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司精品基地廢油桶處理再利用工藝技術(shù)的研究與應(yīng)用

王鵬飛

（山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司 煉鋼廠，山東 日照 276800）

我國(guó)作為世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)，2018 年粗鋼產(chǎn)量9.3 億t 左右，約占世界粗鋼總產(chǎn)量的51%[1]。日照公司精品基地是鋼鐵產(chǎn)量大戶，同時(shí)也是液壓油和潤(rùn)滑脂主要消耗工序，廢油桶產(chǎn)生量大得不到合理利用浪費(fèi)嚴(yán)重且殘油產(chǎn)生揮發(fā)性非甲烷總烴對(duì)環(huán)境和人類造成危害，環(huán)保形式嚴(yán)峻，資源再利用、超低排放已是鋼鐵行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，因此，非常有必要采取合適的資源再利用、廢氣處理技術(shù)來降低生產(chǎn)浪費(fèi)和污染，對(duì)山鋼日照公司降本增效、資源再利用、節(jié)能減排、超低排放具有重要意義。

1 廢油桶再利用項(xiàng)目背景

公司一期年產(chǎn)生鐵810 萬t，粗鋼850 萬t，商品鋼材790 萬t，所用油料品種較多，液壓油與潤(rùn)滑脂最多。二期投產(chǎn)后，每年所用油桶約45400 只，每年廢油桶處理總量增加到約1000t，如此龐大的數(shù)目需占據(jù)廠房空間增加存放設(shè)施的建設(shè)無法得到合理利用造成浪費(fèi)并且殘油產(chǎn)生揮發(fā)性廢氣無法達(dá)到超低排放，成分主要為非甲烷總烴，對(duì)環(huán)境和人類造成較為嚴(yán)重危害，因此對(duì)廢油桶處理再利用工藝技術(shù)進(jìn)行研究與分析。

2 廢油桶再利用工藝技術(shù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容

山鋼日照公司煉鋼廠根據(jù)環(huán)境治理及節(jié)能減排的需要，開展廢油桶項(xiàng)目建設(shè)，生產(chǎn)線位于日照公司廠區(qū)內(nèi)，以處理廠內(nèi)200L廢油桶為主，預(yù)計(jì)每天最多回收廢油桶223個(gè)，每只空金屬油桶約18kg，設(shè)計(jì)處理能力1200t/年，項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容主要包括：油桶處理車間及加工設(shè)備、油桶存放間、成品存放間、廢氣吸附間及廢氣處理系統(tǒng)等。將廢油桶加工后加入轉(zhuǎn)爐作為鋼鐵料冶煉成為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、綠色生產(chǎn)的突破口，改善工作環(huán)境，同時(shí)項(xiàng)目將油類產(chǎn)生的揮發(fā)性的非甲烷總烴進(jìn)行廢氣收集無組織排放VOCS（以非甲烷總烴為檢測(cè)物）濃度小于2mg/Nm3，實(shí)現(xiàn)資源再利用和超低排放。主要工藝流程為：廢油桶收集--原料存儲(chǔ)—控油--開孔擠壓--成品暫存—轉(zhuǎn)煉鋼冶煉處理。

3 主體工藝設(shè)施

3.1 建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案

年處理200L 液壓油廢油桶和潤(rùn)滑油脂廢油桶1200t，每只油桶重量約18kg，每天處理油桶數(shù)量210 只。廢油桶經(jīng)擠壓得到圓餅狀成品，提高比重，作為轉(zhuǎn)爐煉鋼原料，設(shè)計(jì)產(chǎn)能1200t/年。

3.2 原料來源

公司所用油料品種較多，液壓油與潤(rùn)滑脂最多，表1 為公司一期工程所需油料的一次需求量，根據(jù)年產(chǎn)850 萬t 鋼計(jì)算，液壓油年用量約4100t，潤(rùn)滑脂年用量約1800t，每桶200L 油品凈重約為180kg，每年所用油桶約22700 只，每只空金屬油桶約18kg，年處理廢油桶產(chǎn)重量約為410t。二期投產(chǎn)后每年廢油桶處理總量增加到約1000t，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)處理能力按1200t，滿足公司需求。

日照公司一期工程一次注油量所需油料。

表1 公司一期工程所需油料的一次需求量

3.3 工藝技術(shù)

主要生產(chǎn)技術(shù)有：廢油桶封閉存儲(chǔ)，控油及廢油收集，擠壓成形，成品封閉存儲(chǔ)，揮發(fā)性油氣處理。

（1）廢油桶封閉存儲(chǔ)。根據(jù)廢油桶存量，共設(shè)計(jì)4座獨(dú)立封閉存儲(chǔ)間，存儲(chǔ)間內(nèi)油桶按2層碼垛。存儲(chǔ)間上部安裝廢氣抽吸管道，廢氣回收集中處理，底部安裝軸流風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)室內(nèi)氣體循環(huán)流動(dòng)。

（2）控油及廢油收集。廠房?jī)?nèi)設(shè)有全封閉控油間，內(nèi)部設(shè)有控油裝置，控油裝置采用高架設(shè)計(jì)，可同時(shí)放置12 只油桶，廢油桶放置于高架平臺(tái)上，流出的廢油通過導(dǎo)流槽匯集流入平臺(tái)底部的收集油桶內(nèi)?？赜烷g靠墻設(shè)置，頂部設(shè)廢氣抽吸管道，廢氣回收集中處理，底部設(shè)軸流風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)室內(nèi)氣體循環(huán)流動(dòng)?？赜蛥^(qū)滿足生產(chǎn)和環(huán)保要求。

（3）擠壓成形。廢油桶通過人工放置到上料輸送機(jī)上，進(jìn)入臥式全自動(dòng)液壓擠壓機(jī)，擠壓并開孔，獲得密實(shí)的圓餅形成品。擠壓機(jī)設(shè)密閉罩，揮發(fā)油氣回收處理。

（4）成品封閉存儲(chǔ)。設(shè)置成品存放間，擠壓成形后的成品，人工碼垛暫存在存放間，存放間頂部設(shè)廢氣抽吸管道，廢氣回收集中處理，底部設(shè)軸流風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)室內(nèi)氣體循環(huán)流動(dòng)。

（5）揮發(fā)性油氣處理。廢油桶加工生產(chǎn)過程產(chǎn)生的揮發(fā)性廢氣，主要是非甲烷總烴，可產(chǎn)生廢氣的各生產(chǎn)作業(yè)區(qū)均實(shí)施封閉，并安裝抽吸管道，各支管匯總至總管，通過風(fēng)機(jī)抽引，進(jìn)入活性炭吸附床，集中處理，達(dá)標(biāo)排放。

3.4 工藝流程

（1）工藝流程說明。處理公司內(nèi)部200L 廢油桶為主。主要工藝流程為：廢油桶收集—暫存—控油—開孔擠壓—存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)爐煉鋼冶煉處理。配套專用危廢運(yùn)輸車輛并定期到各分廠收集廢油桶放在預(yù)處理車間暫存區(qū)，車間職工逐個(gè)油桶進(jìn)行開蓋檢查，桶內(nèi)有殘留油液時(shí)放置在廢油桶排油裝置上靜置放空，無油的廢油桶按批次及時(shí)進(jìn)行擠壓處理，人工將油桶放在擠壓機(jī)的上料輸送帶上，擠壓機(jī)集中完成開孔、擠壓、下料、油桶傳送等工序，將油桶壓為廢鋼塊，之后進(jìn)行人工碼垛，擠壓后的廢鋼塊轉(zhuǎn)運(yùn)到廠內(nèi)煉鋼車間添加到轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行冶煉。擠壓機(jī)能力保證將收集的廢油桶及時(shí)處理。①?gòu)U油桶收集。山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司各工序產(chǎn)生廢油桶，使用危廢專用車輛運(yùn)送至預(yù)處理車間暫存區(qū)暫存。②暫存。廢油桶在預(yù)處理車間暫存，堆垛形式堆放，入庫(kù)后按照要求登記入冊(cè)，填寫轉(zhuǎn)運(yùn)記錄表，按照類別、數(shù)量、入場(chǎng)時(shí)間等信息詳細(xì)記錄，同時(shí)在暫存位置放置信息明確的記錄牌或記錄表。③控油。人工逐個(gè)油桶進(jìn)行開蓋檢查，桶內(nèi)有殘留油液時(shí)放置在廢油桶控油間的控油裝置上倒置放空，無油的廢油桶按批次及時(shí)進(jìn)行處理。殘留油液經(jīng)油槽收集后，置于指定區(qū)域暫存。④擠壓。人工將油桶放在液壓擠壓機(jī)的上料輸送帶上，液壓擠壓機(jī)集中完成開孔、擠壓、下料、廢鋼傳送等工序，將油桶壓為廢鋼片，之后人工進(jìn)行碼垛。⑤成品暫存。擠壓后成品運(yùn)至成品暫存區(qū)，封閉存儲(chǔ)。⑥轉(zhuǎn)煉鋼冶煉處理。最終成品經(jīng)行車裝入危險(xiǎn)廢物運(yùn)輸專用車輛后，廠內(nèi)運(yùn)送至煉鋼車間的廢鋼存放處，替代部分廢鋼分批添加到轉(zhuǎn)爐中。

3.5 生產(chǎn)設(shè)備功能介紹

（1）臥式全自動(dòng)液壓擠壓機(jī)。功能：用于油桶擠壓加工，主要承擔(dān)廢油桶的壓扁任務(wù)，將廢油桶冷壓成圓餅狀，方便存儲(chǔ)、運(yùn)輸和高效回爐。生產(chǎn)線為機(jī)電液一體化設(shè)備，由上料鏈板輸送機(jī)、液壓擠壓機(jī)、下料鏈板輸送機(jī)及電控、液壓系統(tǒng)等部分組成?？蓪?shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，加料輸送機(jī)，主機(jī)壓扁機(jī)和出料輸送機(jī)聯(lián)動(dòng)。擠壓區(qū)相對(duì)密閉，防止廢油外溢，每批容器擠壓完成后，廢油通過導(dǎo)流溝進(jìn)行收集。

（2）廢油收集裝置（控油臺(tái)）。功能：人工逐個(gè)油桶進(jìn)行開蓋檢查，桶內(nèi)有殘留油液時(shí)放置在控油臺(tái)上倒置放空。油桶內(nèi)殘油流入臺(tái)面下的導(dǎo)流槽，沿導(dǎo)流槽匯入收集油桶?？赜团_(tái)為鋼結(jié)構(gòu)件，主要有支腿、平臺(tái)梁、接油槽、放油球閥等組成。重量～1700kg。技術(shù)參數(shù)：控油臺(tái)最多同時(shí)放置12 油桶，2 排，每排設(shè)6 各放置點(diǎn)。臺(tái)面高度約1.3m。

4 廢氣處理

本工程新設(shè)計(jì)兩套24000m3／h 處理能力的廢氣處理裝置（兩套設(shè)備共用一臺(tái)風(fēng)機(jī)及一根煙囪）用于處理廢油桶來料暫存區(qū)、廢油桶控油區(qū)、廢油桶開孔擠壓區(qū)、成品儲(chǔ)存區(qū)產(chǎn)生揮發(fā)性殘油廢氣，將油類產(chǎn)生的揮發(fā)性的非甲烷總烴進(jìn)行廢氣收集無組織排放VOCS（以非甲烷總烴為檢測(cè)物）濃度小于2mg/Nm3。

4.1 廢氣性質(zhì)

廢氣溫度：常溫。煙塵主要成分：非甲烷總烴。

4.2 主要設(shè)備

（1）干式炭纖維漆霧過濾裝置（預(yù)過濾器）。處理煙氣量：24000m3/h。配置雙層過濾棉：初效過濾棉+漆霧棉。數(shù)量：2 臺(tái)。

（2）活性炭吸附式凈化器。處理煙氣量：24000m3/h。單臺(tái)活性炭裝碳量為：3t。設(shè)備阻力：＜1200Pa。工作溫度：常溫。凈化器耐壓：-6000Pa。漏風(fēng)率：＜2%。數(shù)量：2 臺(tái)。

（3）防爆風(fēng)機(jī)（變頻）。風(fēng)量：48000m3/h。全壓：3400Pa。風(fēng)機(jī)安裝型式：D 式離心引風(fēng)機(jī)。電機(jī)功率：75kW。電壓：380V。數(shù)量：1 臺(tái)。

（4）風(fēng)機(jī)出口消聲器。風(fēng)量：48000m3/h。設(shè)備阻力：≤150Pa。消聲量：不小于25dB（A）。數(shù)量：1臺(tái)。

4.3 廢氣處理工藝

廢油桶在開孔擠壓過程中，殘油因摩擦升溫，產(chǎn)生揮發(fā)性殘油廢氣，成分主要為非甲烷總烴，需要采用凈化裝置集中回收處理。在廢油桶來料暫存區(qū)、廢油桶控油區(qū)、成品儲(chǔ)存區(qū)也會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性殘油廢氣。各個(gè)點(diǎn)的風(fēng)量分配如下。

表2 區(qū)域風(fēng)量匹配

在每個(gè)吸風(fēng)口處設(shè)置防火閥及電動(dòng)閥門，電動(dòng)閥門可在控制室及就地控制。揮發(fā)廢氣預(yù)估：每桶200L 油品凈重160kg，油品殘余率1%，極限揮發(fā)比例2%，產(chǎn)生揮發(fā)非甲烷總烴為32g/桶，按照1200t/年處理量，每天處理桶數(shù)約200 個(gè)，揮發(fā)量為267g/h。生產(chǎn)過程中會(huì)伴隨少量飛漆漆霧和粉塵。根據(jù)煙氣性質(zhì)，采用活性炭吸附式凈化器對(duì)廢氣中非甲烷總烴進(jìn)行吸附處理。活性炭吸附式凈化器入口設(shè)置干式炭纖維漆霧過濾裝置對(duì)廢氣進(jìn)行預(yù)處理，以去除飛漆漆霧和粉塵，以免漆霧和粉塵吸附在活性炭表面，影響活性炭的吸附效率。每臺(tái)廢氣處理裝置處理風(fēng)量24000m3／h，兩臺(tái)廢氣處理裝置處理風(fēng)量共48000m3／h。工藝流程如下：產(chǎn)生廢氣點(diǎn)捕集罩管道干式炭纖維漆霧過濾裝置活性炭吸附式凈化器風(fēng)機(jī)消音器由15m 高煙囪排大氣。

5 結(jié)論

日照公司精品基地是鋼鐵產(chǎn)量大戶，同時(shí)液壓油和潤(rùn)滑脂消耗量巨大廢油桶產(chǎn)生量大得不到合理利用浪費(fèi)嚴(yán)重且殘油產(chǎn)生揮發(fā)性非甲烷總烴對(duì)環(huán)境和人類造成危害，環(huán)保形式嚴(yán)峻，資源再利用、超低排放已是鋼鐵行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，通過廢油桶處理再利用技術(shù)的研究與應(yīng)用，每年處理桶數(shù)約45400 個(gè)約1000t，替代部分廢鋼分批添加到轉(zhuǎn)爐中合理利用大大減少浪費(fèi)，對(duì)油品揮發(fā)量為267g/h 的非甲烷總烴進(jìn)行廢氣處理，煙囪排放VOCS（以非甲烷總烴為檢測(cè)物）濃度小于60mg/Nm3，符合《揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)第7 部分：其他行業(yè)》DB37 2801.7-2019中Ⅱ時(shí)段的排放限值。煙囪設(shè)在線檢測(cè)裝置對(duì)外排廢氣進(jìn)行檢測(cè)（檢測(cè)設(shè)由業(yè)主負(fù)責(zé)），并根據(jù)參數(shù)確定是否需要更換活性炭。無組織排放VOCS（以非甲烷總烴為檢測(cè)物）濃度小于2mg/Nm3，符合《揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)第7 部分：其他行業(yè)》DB37 2801.7-2019 中的排放限值。