某鋼鐵企業(yè)主要大氣污染源及防治措施研究

劉紅斌

（山西省長治市武鄉(xiāng)縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站，山西 武鄉(xiāng) 046300）

1 企業(yè)各生產(chǎn)工藝流程

某民營鋼鐵企業(yè)成立于2017 年11 月，現(xiàn)燒結(jié)廠有2 臺(tái)220 m2燒結(jié)機(jī)，煉鐵廠有2 座1 860 m3高爐，煉鋼廠有2 座150 t 轉(zhuǎn)爐及配套設(shè)施項(xiàng)目。

1.1 綜合料場(chǎng)

原料場(chǎng)為機(jī)械化綜合原料場(chǎng)，負(fù)責(zé)對(duì)燒結(jié)所用含鐵原料、熔劑等進(jìn)行受卸、貯存、混勻處理并供料，對(duì)高爐所用塊礦、雜礦等進(jìn)行受卸、貯存、供料。由汽車運(yùn)輸來的各種原料、燃料通過受料槽送至一次料場(chǎng)貯存，由火車運(yùn)輸?shù)倪M(jìn)口鐵礦粉原料采用集裝箱運(yùn)輸，送一次料場(chǎng)貯存。其中，塊礦、雜礦和球團(tuán)礦直接送高爐，粉礦通過混勻設(shè)施混勻后送燒結(jié)車間。

1.2 燒結(jié)車間

將含鐵原料（精鐵礦、返礦）與輔料熔劑（石灰石、白云石）、燃料（無煙煤、碎焦塊）按比例進(jìn)行配料，混合料經(jīng)輸送帶送入布料機(jī)，由布料機(jī)將其均勻地布在燒結(jié)機(jī)臺(tái)床上（在布料前，先在燒結(jié)機(jī)的臺(tái)車上鋪底料）。機(jī)上混合料經(jīng)點(diǎn)火后，對(duì)燒結(jié)料層進(jìn)行抽風(fēng)燒結(jié)，利用配料中的燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，使混合料局部熔化，借助生成的熔融體，使散狀料燒成塊狀燒結(jié)餅。燒結(jié)餅經(jīng)破碎機(jī)破碎后，進(jìn)入帶式冷卻機(jī)冷卻、整粒后，送高爐貯礦槽，篩下產(chǎn)品返回配料系統(tǒng)重新配料。

1.3 煉鐵車間

煉鐵原料燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、石灰石等熔劑（根據(jù)需要加入）以及焦炭（燃料也是還原劑）經(jīng)配料、稱量后，由皮帶機(jī)經(jīng)高爐爐頂送至爐體內(nèi)進(jìn)行冶煉。由熱風(fēng)爐向高爐爐膛鼓入熱風(fēng)，熾熱的煤氣在上升過程中把熱量傳遞給爐料，原輔料隨著冶煉過程的進(jìn)行而下降，整體先后發(fā)生傳熱、還原、熔化、滲碳等過程使鐵礦還原生成鐵水，原料中的雜質(zhì)與熔劑結(jié)合生成爐渣，二者不斷積存在爐缸底部，按生產(chǎn)操作時(shí)間打開高爐出鐵口、出渣口，出鐵出渣。鐵水通過高爐出鐵場(chǎng)的鐵溝、擺動(dòng)流嘴等流入鐵水罐車，送鑄鐵機(jī)。高爐渣由出鐵場(chǎng)的渣溝流出用水沖渣法生成水渣。高爐煤氣經(jīng)干法除塵凈化后供燒結(jié)、熱風(fēng)爐等作燃料使用。

1.4 煉鋼車間

煉鋼生產(chǎn)工藝為：高爐鐵水罐→混鐵爐→轉(zhuǎn)爐→連鑄機(jī)。轉(zhuǎn)爐以高爐鐵水、廢鋼為主要原料，以活性石灰為熔劑，采用頂?shù)讖?fù)吹工藝，頂吹氧氣，底吹惰性氣體（氬氣、氮?dú)饪勺詣?dòng)切換），并根據(jù)冶煉鋼種輔助鐵合金料。散裝料從地下料倉經(jīng)上料皮帶進(jìn)入高位料倉，根據(jù)需要稱重后加入轉(zhuǎn)爐。鐵合金料由汽車運(yùn)至地下料倉，通過加料系統(tǒng)加入轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)鋼水進(jìn)入鋼水罐，并加入鐵合金料脫氧，然后運(yùn)到連鑄的鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)上，鋼水經(jīng)中間結(jié)晶器鑄成方坯。

2 大氣主要污染源

2.1 原料運(yùn)輸及貯存

原料運(yùn)輸及貯存主要存在原料運(yùn)輸車輛運(yùn)輸過程中產(chǎn)生含CO、NOx、THC 的廢氣及揚(yáng)塵；綜合料場(chǎng)各種原料貯存、卸料、受料、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中產(chǎn)生揚(yáng)塵。

2.2 燒結(jié)車間

燒結(jié)車間大氣污染主要包括四個(gè)方面。一是原料系統(tǒng)各種原料卸落、儲(chǔ)運(yùn)、破碎、篩分和混料過程產(chǎn)生含塵廢氣；二是混合料在燒結(jié)臺(tái)車上點(diǎn)火燒結(jié)時(shí)，機(jī)頭產(chǎn)生含有大量顆粒物、SO2、NOx、氟化物、二噁英類污染物的高溫?zé)煔?；三是在尾部卸礦點(diǎn)以及與之相鄰的燒結(jié)礦冷卻、破碎、篩分、貯運(yùn)等產(chǎn)生大量粉塵的高溫?zé)煔?；四是燒結(jié)礦成品在轉(zhuǎn)運(yùn)過程產(chǎn)生的含塵廢氣。

2.3 煉鐵車間

煉鐵車間大氣污染主要包括五個(gè)方面。一是高爐原料在運(yùn)輸、篩分、轉(zhuǎn)運(yùn)過程中產(chǎn)生的粉塵；二是高爐出鐵場(chǎng)作業(yè)時(shí)產(chǎn)生含顆粒物、CO 的廢氣；三是高爐煤氣放散；四是熱風(fēng)爐燃燒高爐煤氣產(chǎn)生含顆粒物、SO2、NOx的廢氣；五是煤粉儲(chǔ)存和制備系統(tǒng)產(chǎn)生含顆粒物的廢氣。

2.4 煉鋼車間

煉鋼車間大氣污染主要包括五個(gè)方面。一是高低位料倉卸料、給料、稱量時(shí)產(chǎn)生的廢氣，主要污染物顆粒物；二是轉(zhuǎn)爐在兌鐵水、出鋼、切割氧槍上的粘鋼和輸運(yùn)物料過程將有大量含塵廢氣；三是轉(zhuǎn)爐冶煉過程中吹煉產(chǎn)生的一次煙氣，主要污染物顆粒物、CO；四是轉(zhuǎn)爐燜渣過程中產(chǎn)生的廢氣，主要污染物顆粒物。

3 大氣污染防治措施

3.1 原料公路運(yùn)輸

運(yùn)輸車輛須采取篷布覆蓋措施，防治貨車拋撒物料和揚(yáng)塵污染；出原料場(chǎng)車輛經(jīng)過清洗后方可出廠。

3.2 原料場(chǎng)

1）設(shè)1 座全封閉綜合料場(chǎng)進(jìn)行堆取作業(yè)，原料轉(zhuǎn)運(yùn)輸送皮帶通廊封閉。

2）一次料庫共設(shè)置16 個(gè)噴槍，以消除物料在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中產(chǎn)生的二次揚(yáng)塵；汽車受料大棚設(shè)4 臺(tái)固定式遠(yuǎn)程射霧器進(jìn)行噴霧抑塵；受卸系統(tǒng)槽面、槽下采用干霧抑塵，每個(gè)槽口、槽下配干霧箱。

3）A1 轉(zhuǎn)運(yùn)站、B1、B2 轉(zhuǎn)運(yùn)站、C1 轉(zhuǎn)運(yùn)站各設(shè)1臺(tái)單機(jī)布袋除塵器。

4）原料場(chǎng)出口配備汽車車輪和車身清洗裝置。

5）各產(chǎn)塵點(diǎn)配備有效的廢氣捕集裝置，采用整體密閉或大容積密閉措施。

6）混勻配料槽、C2轉(zhuǎn)運(yùn)站集中設(shè)1 套除塵系統(tǒng)（C2除塵系統(tǒng)），除塵風(fēng)量150 000 m3/h，選用長袋低壓脈沖布袋除塵器1 臺(tái)，過濾面積3 150 m2，覆膜濾料，過濾風(fēng)速≤0.8 m/min，粉塵排放質(zhì)量濃度≤10 mg/m3，廢氣經(jīng)30 m 煙囪排放。

3.3 燒結(jié)車間

1）原料準(zhǔn)備除塵系統(tǒng)。兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)共用燃熔破碎、篩分、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，設(shè)1 套除塵系統(tǒng)。熔劑燃料破碎間、熔劑篩分間及熔劑燃料膠帶運(yùn)輸機(jī)通廊等17 個(gè)除塵點(diǎn)設(shè)1 套除塵系統(tǒng)。系統(tǒng)參數(shù)同原料場(chǎng)C2除塵系統(tǒng)，經(jīng)1 根20 m 煙囪排放。

2）配料除塵系統(tǒng)。2 臺(tái)燒結(jié)機(jī)共用配料、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，設(shè)1 套除塵系統(tǒng)。配料室、SZ2 轉(zhuǎn)運(yùn)站等57 個(gè)除塵點(diǎn)設(shè)1 套除塵系統(tǒng)。除塵風(fēng)量500 000 m3/h，過濾面積10 420 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)1 根35 m 煙囪排放。每個(gè)除塵灰倉、生石灰倉頂部設(shè)1 套倉頂布袋除塵器，共計(jì)6 套，單臺(tái)除塵風(fēng)量1 800 m3/h，單臺(tái)過濾面積40 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)6 根15 m 煙囪排放。

3）燒結(jié)機(jī)尾除塵系統(tǒng)。每臺(tái)燒結(jié)機(jī)配1 套機(jī)尾除塵系統(tǒng)，2 套除塵系統(tǒng)相同。每臺(tái)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭大罩、冷卻機(jī)卸料、膠帶運(yùn)輸機(jī)受/卸料等20 個(gè)除塵點(diǎn)設(shè)1套除塵系統(tǒng)。除塵風(fēng)量400 000 m3/h，過濾面積9 860 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)2根35m 煙囪排放。

4）整粒成品除塵系統(tǒng)。兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)共用整粒篩分及成品轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，設(shè)置1 套成品整粒除塵系統(tǒng)。成品篩分間、成品礦槽及膠帶運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)等60 個(gè)除塵點(diǎn)設(shè)1 套除塵系統(tǒng)。除塵風(fēng)量600 000 m3/h，過濾面積13 900 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)1 根35 m 煙囪排放。

5）混合機(jī)系統(tǒng)除塵。燒結(jié)一混、二混各設(shè)一套除塵，兩套系統(tǒng)相同。單臺(tái)除塵風(fēng)量40 000 m3/h，選用濕式噴淋旋流脫水除塵器2 臺(tái)，粉塵排放質(zhì)量濃度≤10 mg/m3，廢氣經(jīng)2 根20 m 煙囪排放。

6）燒結(jié)機(jī)頭煙氣處理系統(tǒng)。每臺(tái)燒結(jié)機(jī)各設(shè)1 套燒結(jié)機(jī)頭煙氣處理系統(tǒng)，采用靜電除塵+活性焦干法脫硫脫硝凈化工藝。單臺(tái)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣量873 000 m3/h，靜電除塵器為520 m2雙室四電場(chǎng)，除塵器出口顆粒物質(zhì)量濃度≤35 mg/m3；活性焦干法脫硫脫硝凈化系統(tǒng)，要求機(jī)頭煙氣污染物排放質(zhì)量濃度分別為：ρ（顆粒物）≤10 mg/m3，ρ（SO2）≤35 mg/m3，ρ（NOx）≤50 mg/m3，2 臺(tái)燒結(jié)機(jī)機(jī)頭煙氣各用1 根80 m 煙囪排放。

每臺(tái)燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硫系統(tǒng)活性焦篩分各設(shè)1套布袋除塵器，共2 套。單臺(tái)除塵風(fēng)量3 000 m3/h，過濾面積65 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)2 根15 m 煙囪排放。

活性焦解吸系統(tǒng)熱風(fēng)爐廢氣并入機(jī)頭脫硫脫硝系統(tǒng)處理。吸附SO2的活性焦在再生塔內(nèi)加熱解吸再生，產(chǎn)生的含SO2再生氣體送二期焦化項(xiàng)目制酸。配套建設(shè)制酸單元，利用HPF 脫硫產(chǎn)生的硫泡沫和脫硫廢液生產(chǎn)硫酸，由預(yù)處理、焚燒、凈化、干吸、轉(zhuǎn)化工序等工序組成。采用稀硫酸增濕降溫、冷卻、洗凈工藝（包括增濕塔、冷卻塔、洗凈塔及電除霧器）。采用一級(jí)干燥、二級(jí)吸收、循環(huán)泵后冷卻干吸工藝。采用四段“3+1”兩轉(zhuǎn)兩吸轉(zhuǎn)化工藝。

7）各產(chǎn)塵點(diǎn)配備有效的廢氣捕集裝置，采用整體密閉或大容積密閉措施。

3.4 煉鐵車間

1）高爐礦槽除塵系統(tǒng)。每座高爐礦槽系統(tǒng)設(shè)1 套除塵系統(tǒng)，2 套除塵系統(tǒng)相同。礦槽除塵系統(tǒng)用于礦槽槽上/下及篩分樓、粉礦倉、焦倉及轉(zhuǎn)運(yùn)站等處的除塵。主要捕集礦槽、焦槽等原料系統(tǒng)運(yùn)輸過程中各皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)、槽上卸料小車、槽下爐料稱量、皮帶落料點(diǎn)等處的含塵廢氣；除塵風(fēng)量612 000 m3/h，過濾面積14 580 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)2 根35 m 煙囪排放。

2）出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)。每臺(tái)高爐設(shè)1 套出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)，2 套除塵系統(tǒng)相同。每座高爐開堵鐵口、出鐵、鐵水裝罐及爐頂?shù)? 個(gè)除塵點(diǎn)設(shè)1 套除塵系統(tǒng)。除塵風(fēng)量546 000 m3/h，過濾面積19 600 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)2 根35 m 煙囪排放。

3）熱風(fēng)爐。熱風(fēng)爐采用除塵脫硫凈化高爐煤氣為燃料，燃燒煙氣量260 000 m3/h，其中將1 座熱風(fēng)爐部分廢氣（73 000 m3/h）送噴煤，其余廢氣經(jīng)2 根65 m 煙囪排放。

4）制煤系統(tǒng)煤貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)。煤貯存采用1 座全封閉干煤棚，在干煤棚內(nèi)四周邊墻上設(shè)6 個(gè)灑水噴槍灑水抑塵。在煤斗上方側(cè)墻設(shè)噴嘴灑水抑塵，每個(gè)煤斗設(shè)8 個(gè)，共24 個(gè)噴嘴。煤貯運(yùn)系統(tǒng)每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站的頭、尾部均設(shè)1 套LJD 型微動(dòng)力除塵器。煤倉犁式卸料器和轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)設(shè)1 套布袋除塵器，除塵風(fēng)量8 000 m3/h，過濾面積170 m2，覆膜防爆濾料，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)1 根15 m 煙囪排放。

5）煤粉制備。煤粉制備系統(tǒng)采用1 臺(tái)布袋收粉工藝。磨細(xì)的煤粉在煤粉收集器內(nèi)氣固分離，處理風(fēng)量87 000 m3/h，過濾面積3 300 m2，覆膜防爆濾料，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，由1 根63 m 煙囪排放。

6）各產(chǎn)塵點(diǎn)、特別是高爐出鐵場(chǎng)采取有效的廢氣捕集裝置，將高爐出鐵口、渣口、鐵溝、渣溝等全封閉，其它產(chǎn)塵點(diǎn)采用整體密閉或大容積密閉措施，減少無組織排放。

3.5 煉鋼車間

1）轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化。每臺(tái)轉(zhuǎn)爐設(shè)1 套一次煙氣凈化系統(tǒng)。由活動(dòng)煙罩捕集并經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻的轉(zhuǎn)爐煤氣，首先進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器降溫、調(diào)質(zhì)、粗除塵，溫度降至后進(jìn)入靜電除塵器除塵（LT），除塵系統(tǒng)選取高壓電源（一、二、三電場(chǎng)采用三相變頻電源，四電場(chǎng)采用單相變頻電源），電場(chǎng)風(fēng)速≤0.8 m/s，一次煙氣顆粒物排放濃度≤10 mg/m3。；根據(jù)煤氣品質(zhì)及生產(chǎn)狀況回收或放散除塵煤氣，若回收煤氣，經(jīng)煤氣冷卻器二次冷卻降溫至約70 ℃送入煤氣柜，若放散煤氣，則點(diǎn)火燃燒后排放，系統(tǒng)風(fēng)量102 000 m3/h。每座轉(zhuǎn)爐設(shè)1 根70 m 一次煙氣排放煙囪。

2）轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)。1#轉(zhuǎn)爐、2#轉(zhuǎn)爐二次煙氣合用一套除塵系統(tǒng)，處理風(fēng)量730 000 m3/h，過濾面積25 000 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)1 根30 m 煙囪排放。

3）轉(zhuǎn)爐料倉等除塵系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐中位料倉、吹氬站、扒渣位、折罐位、轉(zhuǎn)爐高位料倉、中間罐傾翻、鋼包熱修等零設(shè)1 套除塵系統(tǒng)，處理風(fēng)量1 100 000 m3/h，過濾面積26 500 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)1 根30 m 煙囪排放。

4）轉(zhuǎn)爐三次煙氣除塵系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐屋頂罩除塵設(shè)1 套轉(zhuǎn)爐三次煙氣除塵系統(tǒng)。處理風(fēng)量730 000 m3/h，過濾面積18 000 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)1 根30 m 煙囪排放。

5）LF 精煉爐、鋼包熱修除塵系統(tǒng)。LF 精煉爐、上料及加料系統(tǒng)、中間罐傾翻、鋼包熱修等含塵廢氣產(chǎn)生點(diǎn)設(shè)1 套除塵系統(tǒng)。處理風(fēng)量400 000 m3/h，過濾面積11 400 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)1 根30 m 煙囪排放。

6）熔劑、鐵合金地下料倉除塵系統(tǒng)。汽車受卸、地下料倉、鐵合金和熔劑轉(zhuǎn)運(yùn)、廢鋼切割等產(chǎn)塵點(diǎn)設(shè)1套除塵系統(tǒng)。處理風(fēng)量100 000 m3/h，過濾面積2 100 m2，其余參數(shù)同原料場(chǎng)C2 除塵系統(tǒng)，廢氣經(jīng)1 根30 m 煙囪排放。

7）轉(zhuǎn)爐燜渣除塵系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐燜渣間設(shè)1 套燜渣除塵系統(tǒng)，處理風(fēng)量150 000 m3/h，選用濕式噴淋塔+濕電除塵器凈化，粉塵排放濃度≤10 mg/m3，廢氣經(jīng)1 根30 m 煙囪排放。

8）各產(chǎn)塵點(diǎn)采取有效的廢氣捕集裝置，采用整體密閉或大容積密閉措施，減少無組織排放。

4 結(jié)語

綜上所述，本次按照國家鋼鐵行業(yè)污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)某民營鋼鐵有限公司進(jìn)行了廢氣污染防治措施研究，滿足更嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)管理要求。