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　　1鋼鐵超低排放技術(shù)

　　1.1煙氣循環(huán)利用

　　煙氣循環(huán)利用源頭減量技術(shù)就是將不處理或簡單處理后的煙氣返回工序循環(huán)利用，從而實現(xiàn)煙氣的源頭減量。目前，燒結(jié)機煙氣循環(huán)利用已經(jīng)成為行業(yè)推薦采用的技術(shù)，正在迅速推廣應(yīng)用，實際應(yīng)用可以減少煙氣處理量40%，那么超低排放改造需處理的煙氣量就只有原來的60%，最大限度地保留利用現(xiàn)有煙氣處理設(shè)施，通過選擇氮氧化物濃度高的部分循環(huán)，還可以降低入口濃度，有可能就不用上脫硝項目，既使上，投資和運行成本都會降低。

　　根據(jù)現(xiàn)場考察的研究成果，鋼鐵長流程噸鋼排放煙氣量平均34650Nm3(折合43.7t)，采用煙氣循環(huán)利用，至少可以減少50%，煙氣循環(huán)源頭減量應(yīng)該作為保護(hù)大氣環(huán)境的首選技術(shù)，通過此技術(shù)，最終實現(xiàn)噸鋼外排煙氣量減少到現(xiàn)狀的10%以下，這對減少鋼鐵超低排放改造的投資和成本具有非常重要的意義，特別是可以減少大氣污染物總量。

　　1.2噴霧蒸發(fā)冷卻調(diào)質(zhì)、噴霧干燥技術(shù)

　　噴霧蒸發(fā)冷卻調(diào)質(zhì)與噴霧干燥系統(tǒng)由液體管線、壓縮氣體管線、控制器、殼體和卸灰等部分組成，工藝原理和設(shè)備組成是相同的，只是用途不同。噴霧蒸發(fā)冷卻調(diào)質(zhì)主要是用于煙氣的冷卻、調(diào)質(zhì)、抑塵等預(yù)處理，比如轉(zhuǎn)爐干法電除塵前的蒸發(fā)冷卻塔、燒結(jié)機頭煙氣半干法的蒸發(fā)加濕。

　　噴霧蒸發(fā)冷卻調(diào)質(zhì)技術(shù)的主要特點：1)可以實現(xiàn)煙氣快速冷卻，將煙氣從1000℃冷卻到260℃所需時間不到1s，特別適合鋼鐵行業(yè)瞬時性煙氣量、溫度大幅、頻繁、快速變化的工況;2)可以實現(xiàn)煙氣大幅減量，比如800℃煙氣冷卻到130℃，采用混風(fēng)冷卻后的煙氣體積是標(biāo)況煙氣體積的10倍以上，而采用噴霧蒸發(fā)冷卻只有1.1倍;3)蒸發(fā)冷卻本身就有除塵功能，可以使粉塵顆粒凝聚長大，還有利于提高后步除塵設(shè)備的效率。

　　噴霧干燥技術(shù)的主要目的是利用煙氣余熱處理廢水，比如分離濃鹽水中的水蒸氣和鹽、將高爐渣等高溫熔渣干法粒化、分離濃縮酸洗廢水中的酸、熱解熱氧化廢水中的COD有機污染物等。

　　1.3煙氣多功能高效噴淋洗滌技術(shù)

　　管道式多功能高效噴淋洗滌技術(shù)具有除塵、脫硫、脫硝、脫白、脫酸、脫有機污染物、脫重金屬、高效低阻換熱等多功能，既可用作煙氣循環(huán)利用的簡單處理，又是超低排放改造的終端技術(shù)。作為精除塵器，出口顆粒物濃度小于20mg/Nm3，與濕電結(jié)合，可以確保達(dá)到10、5mg/Nm3的超低水平，甚至低到微克級，即小于1mg/Nm3。

　　該技術(shù)的主要特點：1)精除塵：對于旋風(fēng)除塵、電除塵、布袋除塵不能達(dá)到超低排放的煙氣，可以對超細(xì)顆粒進(jìn)行兩級相變和沖擊吸收，實現(xiàn)除塵超低排放。與濕電結(jié)合，可以更高效地精除塵、除霧。2)脫硫、脫硝：對于能溶于水的二氧化硫、氮氧化物，可以在煙氣溫度50℃左右實現(xiàn)超低排放，與噴霧干燥結(jié)合，還可以處理脫硫脫硝濃縮液，回收產(chǎn)物。去除NO，可以先氧化。3)其他：可以高效冷卻水蒸氣、去除大部分可溶于水的污染物，設(shè)備阻損小、地面上布置或地下布置基本不占地。

　　2在主要工序的應(yīng)用

　　鋼鐵長流程通常包括原料、燒結(jié)、球團、焦化、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、熱軋、輔助等眾多工序，在充分利用原有設(shè)施基礎(chǔ)上，都可以“打補丁”方式采用上述技術(shù)實現(xiàn)超低排放。下面分別探討上述技術(shù)在燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐等工序的應(yīng)用。

　　2.1燒結(jié)

　　燒結(jié)煙氣包括機頭、冷卻、原料、混料等工序煙氣，是鋼鐵超低排放改造的重點，投資成本增加較多，特別是機頭煙氣脫硝。

　　1)脫硝：首選煙氣循環(huán)，與燒結(jié)漏風(fēng)治理結(jié)合，大幅減少40%以上的煙氣量，選擇NO濃度高的煙氣循環(huán)，使超低排放改造進(jìn)口煙氣氮氧化物濃度降低，排放要求不高時不必上脫硝項目，既使上，投資和成本都會減少。在脫硝工藝選擇上，在現(xiàn)有濕法脫硫的基礎(chǔ)上，補丁或旁路增加次氯酸鈉、臭氧、等離子等氧化脫硝技術(shù)，在脫硫塔頂部或外部，采用多功能高效噴淋洗滌技術(shù)，實現(xiàn)排煙脫硝、除濕脫白，還有二噁英、硫酸、鹽酸、氫氟酸等酸霧、重金屬等多污染物的協(xié)同去除。低溫氧化脫硝的副產(chǎn)物是硝酸鈉、亞硝酸鈉，提純后為化工產(chǎn)品。

　　2)脫硫：利用原有濕法脫硫系統(tǒng)，改用鈉法、鎂法、氨法脫硫，結(jié)合采用煙氣噴霧干燥技術(shù)，處理零排脫硫廢水，提高脫硫產(chǎn)物附加值。

　　3)除塵：機頭煙氣在脫硫脫硝過程中就可以實現(xiàn)超低排放，冷卻、原料、混料等工序的補丁式組合采用多功能高效噴淋洗滌和煙氣循環(huán)利用技術(shù)，可以極限回收煙氣余熱，大幅減少、近零外排煙氣，減少除塵電耗。

　　2.2高爐

　　高爐區(qū)域超低排放改造涉及出鐵場除塵、上料除塵、水沖渣、熱風(fēng)爐煙氣脫硫脫硝、高爐煤氣除塵脫硫脫氯等。

　　1)出鐵場除塵：高爐出鐵場除塵幾乎都是采用大型布袋除塵器，多塵源煙氣集中捕集進(jìn)入大布袋除塵器除塵后，由集中的引風(fēng)機抽引對空排放。多數(shù)用戶原設(shè)計排放粉塵濃度都是20mg/m3，與超低排放差距不大。可以嘗試組合采用噴霧蒸發(fā)冷卻干霧抑塵、多功能噴淋洗滌和煙氣循環(huán)利用，將個別塵源或部分煙氣簡單處理后循環(huán)利用，原布袋除塵器由于風(fēng)速降低就可以實現(xiàn)超低排放，風(fēng)機工況風(fēng)量減少到額定風(fēng)量的60%時，風(fēng)機電耗就可以減半，低投入實現(xiàn)超低排放的同時，還具有顯著的節(jié)電效益，比如高爐出鐵場除塵風(fēng)機額定電機功率2500kW，小時節(jié)電超過1000kWh。

　　2)高爐上料除塵：高爐上料除塵多采用電除塵，設(shè)計排放粉塵濃度約50mg/m3，實際會更高。可以在現(xiàn)有風(fēng)機出口后、排放前，增加多功能噴淋洗滌、煙氣循環(huán)利用實現(xiàn)超低排放，原有電除塵器檢修后保留作為粗除塵設(shè)備，或停止供電僅作為粗除塵設(shè)備節(jié)電。

　　3)高爐水沖渣：高爐水沖渣主要需要脫白和回收余熱。目前多采用風(fēng)冷卻冷凝+混風(fēng)脫白，余熱回收一般是通過循環(huán)水余熱回收供暖。由于沖水后蒸汽溫度、循環(huán)水溫都只有90℃，回收利用余熱難度大、效率低，冒蒸汽的源點很多，很難密封收集干凈。可以嘗試改用噴霧干燥粒化，可以在干燥坑一側(cè)單獨另做一套，改造不影響生產(chǎn)，可回收高品質(zhì)余熱，還可以處理廢水。

　　4)熱風(fēng)爐脫硫：熱風(fēng)爐煙氣中SO2、NOx含量都不高，但按照超低排放煙氣要求又不得不改造。目前，行業(yè)趨向于采用高爐煤氣源頭脫硫，通過高比例煙氣循環(huán)利用來脫硝。

　　2.3轉(zhuǎn)爐

　　轉(zhuǎn)爐區(qū)域除塵超低排放改造，可以嘗試在現(xiàn)有除塵系統(tǒng)基礎(chǔ)上，選擇表1推薦的實用技術(shù)通過“打補丁”實現(xiàn)，同時降低電耗和設(shè)備維修成本。

　　1)轉(zhuǎn)爐一次除塵：轉(zhuǎn)爐一次除塵是轉(zhuǎn)爐區(qū)域超低排放改造的重點和難點，主要是因為一次除塵涉及煤氣凈化，存在爆炸隱患。對于現(xiàn)在采用的干法、半干法、濕法，都可以通過補丁或旁路增加多功能直接噴淋洗滌系統(tǒng)實現(xiàn)超低排放，噴淋洗滌系統(tǒng)與濕電相結(jié)合，可以更穩(wěn)定地達(dá)到超低、微克排放水平，還有除濕脫白。

　　2)轉(zhuǎn)爐二次三次除塵、鐵水處理除塵：塵源點多，采用集中大型布袋除塵器，設(shè)計排放濃度與超低排放水平差距小，結(jié)合采用煙氣循環(huán)利用、多功能噴淋洗滌、蒸發(fā)冷卻技術(shù)，都可以實現(xiàn)低投入低成本超低排放，循環(huán)利用率超過40%，還能取得節(jié)電效益。

　　3)鋼渣處理、連鑄二冷卻蒸汽：主要都是涉及水蒸氣冷凝處理，采用多功能噴淋洗滌和煙氣循環(huán)利用，可以在回收冷凝水和余熱的同時，實現(xiàn)超低近零排放。

　　3結(jié)論與建議

　　鋼鐵超低排放改造時間緊、任務(wù)重，在確保完成全流程超低排放目標(biāo)的過程中，在參考示范企業(yè)改造方法的同時，需要不斷嘗試采用可行、可靠的新技術(shù)，以降低成本、減少投資。在現(xiàn)有工藝設(shè)備的基礎(chǔ)上通過“打補丁”實現(xiàn)超低排放，與節(jié)電、節(jié)水、節(jié)省設(shè)備維修相結(jié)合，能實現(xiàn)不增加成本甚至有效益，這就為采用環(huán)保管家、合同節(jié)能、合同節(jié)水等方式改造創(chuàng)造了條件，緩解企業(yè)的資金壓力和技術(shù)風(fēng)險。