鋼鐵行業環境綜合治理實踐

張惠娟，李 潔，孫雙躍

（1.河北省環境科學研究院，河北 石家莊050037；2.河北鋼鐵集團宣鋼公司能源環保處，河北宣化075100）

鋼鐵行業環境綜合治理實踐

張惠娟1，李 潔2，孫雙躍1

（1.河北省環境科學研究院，河北 石家莊050037；2.河北鋼鐵集團宣鋼公司能源環保處，河北宣化075100）

介紹了宣鋼 “十一五”期間采取 “創新應用污染防治新技術，治理污染源；采用清潔生產先進技術，改進工藝和裝備；加快淘汰落后、裝備結構調整；二次能源回收、實施循環經濟”綜合治理措施，齊頭并進綜合治理宣鋼的環境問題，實現了企業環保工作的重大進步，為宣鋼可持續發展奠定了基礎。

環境；綜合治理；實踐；鋼鐵行業

2011年12月，國務院印發的 《國家環境保護“十二五”規劃》，提出了“控制總量、改善質量、防范風險和均衡發展”四大戰略任務，要求到2015年，主要污染物排放總量顯著減少，實現化學需氧量、二氧化硫排放總量在2010年基礎上削減8%，氨氮、氮氧化物排放總量削減10%；城鄉飲用水水源地環境安全得到有效保障，水質大幅提高，地表水國控斷面劣Ⅴ類水質的比例控制在15%以內，七大水系國控斷面水質好于Ⅲ類的比例達到60%，地級以上城市空氣質量達到二級標準以上的比例達到80%以上。

鋼鐵企業是一個材料與能源高度密集的行業，既是原料消耗大戶，又是能耗大戶、高排放大戶［1］。目前鋼鐵企業普遍存在產業規模龐大，能源消耗總量大，污染物排放量大，資源利用率低，落后產能及產業布局不合理等問題，對鋼鐵行業進行環境綜合治理仍是 “十二五”的重要任務。宣鋼“十一五”期間，采取了 “創新應用污染防治新技術，治理污染源；采用清潔生產先進技術，改進工藝和裝備；加快淘汰落后產能、裝備結構調整；二次能源回收、實施循環經濟”綜合治理措施，齊頭并進綜合治理，取得了顯著的效果。

1 宣鋼主要環保綜合治理措施實踐

1.1 應用創新技術

1.1.1 燒結機脫硫技術

宣鋼在石灰石—石膏旋沖曝氣法的基礎上首次開發應用了逆向空塔噴淋脫硫技術，煙氣與脫硫漿液逆向結合；脫硫塔內設三層噴淋層，噴淋層的循環漿液泵電機采用變頻調節，可根據煙氣量、SO2濃度實時調節脫硫漿液噴淋量和噴淋層；設置了煙氣溫度自動調節裝置，煙氣溫度高時開啟冷風閥降溫；兩臺燒結機共用一套脫硫塔，一次性投資和運行費用降低約 40%；脫硫島底部設有氧化風機，增加脫硫塔底部漿液中氧的含量，保證亞硫酸鈣能全部轉化成硫酸鈣，石膏純度達到了 90%以上［1］。此種燒結機脫硫裝置運行可靠性好，脫硫效率高達95%以上，SO2外排濃度＜50mg／m3。

1.1.2 實現裝煤推焦除塵改造技術

宣鋼將第一代6米焦爐雙集氣管改單集氣管，實現裝煤推焦除塵改造，為國內首創。當時雙集氣管改單集氣管在國內第一代 6米焦爐上還沒有先例，只有一些4.3米焦爐改造的成功經驗。宣鋼精確計算焦爐產生的荒煤氣量，通過合理控制裝煤量、降低集氣管壓力、增大初冷器前吸力，重新設定碳化室參數，實現了單集氣管承擔焦爐全部荒煤氣的輸送任務。焦側的集氣管改造為裝煤除塵管道，實現了老焦爐的裝煤推焦除塵改造。

1.1.3 轉爐、高爐、燒結機等高溫煙氣治理改造技術

采用了成熟的低阻力脈沖袋式除塵和電除塵集成治理技術，在風量確定、集氣罩設計、管網優化等方面有所創新。打破了傳統按照爐容設計風量的模式，充分研究宣鋼爐料結構、頂壓、出鐵方式、原料成分、冶煉節奏、氣象條件等方面的差異，合理確定風量；解決了生產現場空間狹小等難題，集氣罩設計為固定罩、移動罩、爐蓋罩相結合的組合式和可升降式方式；為使系統阻力達到最小，設計采用彎頭曲率半徑至少大于1.5倍管道直徑，至少八段對接，特別是鐵口頂吸罩采用約五十多段對接，除塵支管進主管采用順氣流方向漸擴進馬蹄式，煙氣收集效果很好。項目實施后，有效風量達到90%以上，系統阻力均小于1200Pa。

1.1.4 燒結機機頭、機尾除塵改造

86m2燒結機機頭、機尾除塵改造應用了國內領先成熟的電除塵技術，并在以下應用方面有所創新：陰極線采用防粘涂層，杜絕了粉塵結球現象，提高了除塵效率；應用了預荷電技術，在電除塵器第一電場前設置一排預荷電裝置，有效改進除塵效率；為使進風口氣流均布，在進風口內設計3層氣流分布板，在進口管道和進風口內設計導流板，控制大顆粒粉塵不均勻通過；出風口設計迷宮型收塵裝置，避免極少未被陽極板收集的粉塵進入煙筒排放，影響除塵效果；防漏風措施，防止漏風是機頭電除塵需要解決的關鍵問題，宣鋼一是采用電液動雙層卸灰閥，既能保證卸灰閥的氣密性，又很好解決了由于機頭除塵器負壓高卸灰困難的問題，二是電除塵箱體人孔門采用硅橡膠材料密封；采用恒流源供電裝置，燒結機機頭產生的煙氣比電阻較大，荷電的高比電阻粉塵在收塵極板沉積后，電荷不容易釋放，使粉塵層和收塵極板之間形成一個新的電場，逐步產生電暈放電，導致電除塵器除塵效率下降。原電除塵器采用可控硅控制電源，改造后采用恒流源供電方式，解決了此問題。

1.1.5 提高水的循環利用率

采用國內領先的A／O脫氮生化處理技術，通過精細的水平衡，實現了 “焦油車間廢水、蒸氨廢水、生活廢水、設備冷卻水”四個自循環，基本實現焦化廢水 “零排放”。采用國內領先的高密度沉淀池＋V型濾池＋多介質過濾＋膜處理技術，并針對當地高硬度高堿度水質特點，自主研配出符合宣鋼水質的高效阻垢劑，有效提高了設備循環冷卻水中濃縮倍數；通過對脫鹽水量與水硬度的關系分析，合理確定水處理系統中脫鹽水量占處理水量的比列，達到了水質穩定、脫鹽處理成本低的目的。

1.1.6 改造除塵技術

轉爐一次除塵由原來的 “二文一塔”濕法除塵，改造為 “塔＋環縫＋旋風脫水”濕式除塵技術，高效噴霧洗滌塔取代了一級文氏管及重力脫水器，取消了水冷夾套、溢流水封，減少了用水量，保證了原除塵系統水處理設施不用改造就可滿足除塵的需要，且除塵系統效率將大大增加；環縫文氏管取代了傳統的R－D文氏管，取消了結構復雜的氮氣捅針，降低了故障率。此項技術適合于宣鋼廠房空間小，不增加配套煤氣洗滌水處理設施的改造情況。

1.1.7 有效控制面源污染

原料場采用擋風抑塵墻，根據本地氣候、風速及料堆高度、長度設計防風墻，采用高分子聚酯纖維復合剛性材料，治理效果顯著。

1.2 淘汰落后生產裝備

2009年宣鋼淘汰了 1座 300m3高爐和 2臺36m2燒結機，2010年淘汰了 2臺 64m2燒結機、3 座300m3高爐和3座30t轉爐。共淘汰落后生鐵產能140多萬 t，燒結產能310萬 t，粗鋼產量144萬t，年可減排SO22619t、煙粉塵1031t，年實現節能量2.626萬 t標煤［2］，從根本上解決了能耗成本高、環境污染大等落后生產工序的環境污染。

1.3 提高清潔生產水平

清潔生產是鋼鐵工業結構調整的重點［3］。“十一五”是宣鋼求生存、謀發展關鍵的五年，宣鋼認真研究、審查新建項目的設計，重點針對生產工藝與裝備要求、資源能源利用指標、產品指標、污染物產生控制指標、廢物回收利用指標等進行了嚴格審查、評價、修訂和改進，確保新建項目的工藝裝備、環保治理措施及清潔生產各項指標達到國內領先水平以上，最大限度地控制新建項目污染物排放。另外加大對現有工藝和裝備的技術改造，提高清潔生產水平。

1.3.1 采用先進的工藝節能技術，回收二次能源，實施循環經濟

（1）燒結機系統完成了高效密封改造，降低了漏風率，提高了熱效率。建成了燒結環冷余熱鍋爐，余熱蒸汽得到充分應用。

（2）焦化系統建設了先進的負壓回收裝置，煤氣初冷水用于采暖，余熱得到充分利用。

（3）煉鐵系統進行了熱風爐頂燃式改造、熱風爐燃燒系統雙預熱改造、噴煤改造和高爐富氧改造，高爐全部建設了TRT裝置、采用了煤粉噴吹煤氣回收工藝。

（4）煉鋼系統推廣應用了濺渣護爐、頂底復吹、高效連鑄技術，轉爐全部配套建設轉爐煤氣回收系統。目前宣鋼噸鋼回收轉爐煤氣 110m3以上，煉鋼余熱蒸汽全部并入企業蒸汽網得以充分利用，實現負能煉鋼。

（5）軋鋼系統應用了熱送熱裝、切分軋制、控冷軋制等技術，軋鋼加熱爐采用了蓄熱式燃燒技術燃燒低熱值的高爐煤氣和轉爐煤氣，同時與煉鋼實現了高溫熱連接，能耗指標顯著降低。

（6）充分利用煤氣資源，建設了 3臺 75t／h、2臺 130t／h、2臺 160t／h和1臺180t／h全燃氣鍋爐，新建的軋鋼生產線、白灰回轉窯等工程全部使用自產煤氣，煤氣資源得到了合理利用。公司主要工業爐窯全部燃用公司自產燃氣，停止用煤、油，大大減少了污染。配套全燃氣鍋爐建設了 3套6000kW發電機組、2套 12000kW發電機組和 2套25000kW汽輪發電機組，提高了自發電比例，取得了良好的經濟效益和社會效益。

1.3.2 采用先進 “三干”技術

“三干”即高爐煤氣干式除塵、轉爐煤氣干式除塵和干熄焦工藝。干熄焦具有能源回收綜合利用、保護環境、改善焦碳質量等多項優點。宣鋼建設了焦化干熄焦及配套發電裝置，實現了紅焦顯熱的回收利用，有效降低焦比、提高高爐生產能力［4］。同時，150他轉爐一次煙氣采用了LT干法除塵技術，是全國產化干法除塵技術在大型轉爐煉鋼工藝中的首次應用；2500m3等大型高爐煤氣采用干法布袋除塵。“三干”技術的落實，不僅降低了生產成本，還取得了環境、經濟等多項收益。

2 結語

宣鋼通過優化結構、淘汰落后產能、工藝裝備水平改造、環境治理集成技術創新應用等措施，從根本上解決了宣鋼存在的產業結構不合理，工裝水平低，資源能源利用水平低，能耗高，排污大等問題。 “十一五”期間，宣鋼共減排SO28027.95t、COD 802.8t、煙粉塵 （包括無組織）9265t，到2010年 宣 鋼 COD、SO2分別比2005年 削 減88.14%和27.77%，完成了國家下達的約束性指標，噸鋼耗新水由 6.0m3／t鋼降低到 4m3／t鋼以下。噸鋼綜合能耗由 2005年 710kgce／t下降到2010年的645.32kgce／t，與清潔生產標準對比，各項指標均達到了二級以上標準要求，實現了環境、社會、經濟效益共贏。

宣鋼的環境治理實踐表明，實施產業結構調整、淘汰落后產能、工藝裝備優化、環保節能技術應用等綜合環保治理措施，是鋼鐵企業實現 “綠色轉型”和可持續發展的必由之路。

［1］曲士寶.空塔噴淋脫硫技術在宣鋼燒結機中的應用 ［J］.河北冶金，2011，（8）.

［2］楊衛東.宣鋼十一五節能技術進步 ［J］.河北冶金，2011，（8）.

［3］蘇天森.我國鋼鐵工業清潔生產的主要成績與發展前景 ［J］.冶金信息導刊，2002，（6）.

［4］張子君.宣鋼干熄焦的工藝技術與系統安全 ［A］.2011河北省煉鐵技術暨學術年會論文集 ［C］.2011.

Practices of Environmental Comprehensive Treatment in Steel Industry

ZHANG Hui－juan1，LI Jie2，SUN Shuang－yue1
（1.Hebei Provincial Academy of Environmental Science，Shijiazhuang Hebei 050037 China）

In order to solve the environmental problems，Hebei xuanhua iron and steel company has taken a series of comprehensive measures coveringinnovating new technology of pollution control and management of pollution sources，adoption of cleaner production，improving the technology and equipment，speeding up eliminating the outdated technologies andadjusting the equipment structure，energy recovery，and implementing circular economy during the 11th five－year plan.These measures have achieved a great progress ofenvironmental protection，which has established a foundation for sustainable development for the company in the future.

environment；comprehensive control；practice；steel industry

X38

A

1673－9655（2014）05－0046－03

2014－03－21

張惠娟，女，河北省環境科學研究院高級工程師，主要從事環境影響評價、環境保護驗收、清潔生產審核、環保科研等工作。