某钢铁企业主要大气污染源及防治措施研究

刘红斌

（山西省长治市武乡县环境监测站，山西 武乡 046300）

1 企业各生产工艺流程

某民营钢铁企业成立于2017 年11 月，现烧结厂有2 台220 m2烧结机，炼铁厂有2 座1 860 m3高炉，炼钢厂有2 座150 t 转炉及配套设施项目。

1.1 综合料场

原料场为机械化综合原料场，负责对烧结所用含铁原料、熔剂等进行受卸、贮存、混匀处理并供料，对高炉所用块矿、杂矿等进行受卸、贮存、供料。由汽车运输来的各种原料、燃料通过受料槽送至一次料场贮存，由火车运输的进口铁矿粉原料采用集装箱运输，送一次料场贮存。其中，块矿、杂矿和球团矿直接送高炉，粉矿通过混匀设施混匀后送烧结车间。

1.2 烧结车间

将含铁原料（精铁矿、返矿）与辅料熔剂（石灰石、白云石）、燃料（无烟煤、碎焦块）按比例进行配料，混合料经输送带送入布料机，由布料机将其均匀地布在烧结机台床上（在布料前，先在烧结机的台车上铺底料）。机上混合料经点火后，对烧结料层进行抽风烧结，利用配料中的燃料燃烧产生的热量，使混合料局部熔化，借助生成的熔融体，使散状料烧成块状烧结饼。烧结饼经破碎机破碎后，进入带式冷却机冷却、整粒后，送高炉贮矿槽，筛下产品返回配料系统重新配料。

1.3 炼铁车间

炼铁原料烧结矿、球团矿、石灰石等熔剂（根据需要加入）以及焦炭（燃料也是还原剂）经配料、称量后，由皮带机经高炉炉顶送至炉体内进行冶炼。由热风炉向高炉炉膛鼓入热风，炽热的煤气在上升过程中把热量传递给炉料，原辅料随着冶炼过程的进行而下降，整体先后发生传热、还原、熔化、渗碳等过程使铁矿还原生成铁水，原料中的杂质与熔剂结合生成炉渣，二者不断积存在炉缸底部，按生产操作时间打开高炉出铁口、出渣口，出铁出渣。铁水通过高炉出铁场的铁沟、摆动流嘴等流入铁水罐车，送铸铁机。高炉渣由出铁场的渣沟流出用水冲渣法生成水渣。高炉煤气经干法除尘净化后供烧结、热风炉等作燃料使用。

1.4 炼钢车间

炼钢生产工艺为：高炉铁水罐→混铁炉→转炉→连铸机。转炉以高炉铁水、废钢为主要原料，以活性石灰为熔剂，采用顶底复吹工艺，顶吹氧气，底吹惰性气体（氩气、氮气可自动切换），并根据冶炼钢种辅助铁合金料。散装料从地下料仓经上料皮带进入高位料仓，根据需要称重后加入转炉。铁合金料由汽车运至地下料仓，通过加料系统加入转炉。转炉出钢时钢水进入钢水罐，并加入铁合金料脱氧，然后运到连铸的钢包回转台上，钢水经中间结晶器铸成方坯。

2 大气主要污染源

2.1 原料运输及贮存

原料运输及贮存主要存在原料运输车辆运输过程中产生含CO、NOx、THC 的废气及扬尘；综合料场各种原料贮存、卸料、受料、转运过程中产生扬尘。

2.2 烧结车间

烧结车间大气污染主要包括四个方面。一是原料系统各种原料卸落、储运、破碎、筛分和混料过程产生含尘废气；二是混合料在烧结台车上点火烧结时，机头产生含有大量颗粒物、SO2、NOx、氟化物、二噁英类污染物的高温烟气；三是在尾部卸矿点以及与之相邻的烧结矿冷却、破碎、筛分、贮运等产生大量粉尘的高温烟气；四是烧结矿成品在转运过程产生的含尘废气。

2.3 炼铁车间

炼铁车间大气污染主要包括五个方面。一是高炉原料在运输、筛分、转运过程中产生的粉尘；二是高炉出铁场作业时产生含颗粒物、CO 的废气；三是高炉煤气放散；四是热风炉燃烧高炉煤气产生含颗粒物、SO2、NOx的废气；五是煤粉储存和制备系统产生含颗粒物的废气。

2.4 炼钢车间

炼钢车间大气污染主要包括五个方面。一是高低位料仓卸料、给料、称量时产生的废气，主要污染物颗粒物；二是转炉在兑铁水、出钢、切割氧枪上的粘钢和输运物料过程将有大量含尘废气；三是转炉冶炼过程中吹炼产生的一次烟气，主要污染物颗粒物、CO；四是转炉焖渣过程中产生的废气，主要污染物颗粒物。

3 大气污染防治措施

3.1 原料公路运输

运输车辆须采取篷布覆盖措施，防治货车抛撒物料和扬尘污染；出原料场车辆经过清洗后方可出厂。

3.2 原料场

1）设1 座全封闭综合料场进行堆取作业，原料转运输送皮带通廊封闭。

2）一次料库共设置16 个喷枪，以消除物料在转运过程中产生的二次扬尘；汽车受料大棚设4 台固定式远程射雾器进行喷雾抑尘；受卸系统槽面、槽下采用干雾抑尘，每个槽口、槽下配干雾箱。

3）A1 转运站、B1、B2 转运站、C1 转运站各设1台单机布袋除尘器。

4）原料场出口配备汽车车轮和车身清洗装置。

5）各产尘点配备有效的废气捕集装置，采用整体密闭或大容积密闭措施。

6）混匀配料槽、C2转运站集中设1 套除尘系统（C2除尘系统），除尘风量150 000 m3/h，选用长袋低压脉冲布袋除尘器1 台，过滤面积3 150 m2，覆膜滤料，过滤风速≤0.8 m/min，粉尘排放质量浓度≤10 mg/m3，废气经30 m 烟囱排放。

3.3 烧结车间

1）原料准备除尘系统。两台烧结机共用燃熔破碎、筛分、转运系统，设1 套除尘系统。熔剂燃料破碎间、熔剂筛分间及熔剂燃料胶带运输机通廊等17 个除尘点设1 套除尘系统。系统参数同原料场C2除尘系统，经1 根20 m 烟囱排放。

2）配料除尘系统。2 台烧结机共用配料、转运系统，设1 套除尘系统。配料室、SZ2 转运站等57 个除尘点设1 套除尘系统。除尘风量500 000 m3/h，过滤面积10 420 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经1 根35 m 烟囱排放。每个除尘灰仓、生石灰仓顶部设1 套仓顶布袋除尘器，共计6 套，单台除尘风量1 800 m3/h，单台过滤面积40 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经6 根15 m 烟囱排放。

3）烧结机尾除尘系统。每台烧结机配1 套机尾除尘系统，2 套除尘系统相同。每台烧结机机头大罩、冷却机卸料、胶带运输机受/卸料等20 个除尘点设1套除尘系统。除尘风量400 000 m3/h，过滤面积9 860 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经2根35m 烟囱排放。

4）整粒成品除尘系统。两台烧结机共用整粒筛分及成品转运系统，设置1 套成品整粒除尘系统。成品筛分间、成品矿槽及胶带运输机转运点等60 个除尘点设1 套除尘系统。除尘风量600 000 m3/h，过滤面积13 900 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经1 根35 m 烟囱排放。

5）混合机系统除尘。烧结一混、二混各设一套除尘，两套系统相同。单台除尘风量40 000 m3/h，选用湿式喷淋旋流脱水除尘器2 台，粉尘排放质量浓度≤10 mg/m3，废气经2 根20 m 烟囱排放。

6）烧结机头烟气处理系统。每台烧结机各设1 套烧结机头烟气处理系统，采用静电除尘+活性焦干法脱硫脱硝净化工艺。单台烧结机机头烟气量873 000 m3/h，静电除尘器为520 m2双室四电场，除尘器出口颗粒物质量浓度≤35 mg/m3；活性焦干法脱硫脱硝净化系统，要求机头烟气污染物排放质量浓度分别为：ρ（颗粒物）≤10 mg/m3，ρ（SO2）≤35 mg/m3，ρ（NOx）≤50 mg/m3，2 台烧结机机头烟气各用1 根80 m 烟囱排放。

每台烧结机头烟气脱硫系统活性焦筛分各设1套布袋除尘器，共2 套。单台除尘风量3 000 m3/h，过滤面积65 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经2 根15 m 烟囱排放。

活性焦解吸系统热风炉废气并入机头脱硫脱硝系统处理。吸附SO2的活性焦在再生塔内加热解吸再生，产生的含SO2再生气体送二期焦化项目制酸。配套建设制酸单元，利用HPF 脱硫产生的硫泡沫和脱硫废液生产硫酸，由预处理、焚烧、净化、干吸、转化工序等工序组成。采用稀硫酸增湿降温、冷却、洗净工艺（包括增湿塔、冷却塔、洗净塔及电除雾器）。采用一级干燥、二级吸收、循环泵后冷却干吸工艺。采用四段“3+1”两转两吸转化工艺。

7）各产尘点配备有效的废气捕集装置，采用整体密闭或大容积密闭措施。

3.4 炼铁车间

1）高炉矿槽除尘系统。每座高炉矿槽系统设1 套除尘系统，2 套除尘系统相同。矿槽除尘系统用于矿槽槽上/下及筛分楼、粉矿仓、焦仓及转运站等处的除尘。主要捕集矿槽、焦槽等原料系统运输过程中各皮带转运点、槽上卸料小车、槽下炉料称量、皮带落料点等处的含尘废气；除尘风量612 000 m3/h，过滤面积14 580 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经2 根35 m 烟囱排放。

2）出铁场除尘系统。每台高炉设1 套出铁场除尘系统，2 套除尘系统相同。每座高炉开堵铁口、出铁、铁水装罐及炉顶等9 个除尘点设1 套除尘系统。除尘风量546 000 m3/h，过滤面积19 600 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经2 根35 m 烟囱排放。

3）热风炉。热风炉采用除尘脱硫净化高炉煤气为燃料，燃烧烟气量260 000 m3/h，其中将1 座热风炉部分废气（73 000 m3/h）送喷煤，其余废气经2 根65 m 烟囱排放。

4）制煤系统煤贮存、转运。煤贮存采用1 座全封闭干煤棚，在干煤棚内四周边墙上设6 个洒水喷枪洒水抑尘。在煤斗上方侧墙设喷嘴洒水抑尘，每个煤斗设8 个，共24 个喷嘴。煤贮运系统每个转运站的头、尾部均设1 套LJD 型微动力除尘器。煤仓犁式卸料器和转运点设1 套布袋除尘器，除尘风量8 000 m3/h，过滤面积170 m2，覆膜防爆滤料，其余参数同原料场C2除尘系统，废气经1 根15 m 烟囱排放。

5）煤粉制备。煤粉制备系统采用1 台布袋收粉工艺。磨细的煤粉在煤粉收集器内气固分离，处理风量87 000 m3/h，过滤面积3 300 m2，覆膜防爆滤料，其余参数同原料场C2 除尘系统，由1 根63 m 烟囱排放。

6）各产尘点、特别是高炉出铁场采取有效的废气捕集装置，将高炉出铁口、渣口、铁沟、渣沟等全封闭，其它产尘点采用整体密闭或大容积密闭措施，减少无组织排放。

3.5 炼钢车间

1）转炉一次烟气净化。每台转炉设1 套一次烟气净化系统。由活动烟罩捕集并经汽化冷却烟道冷却的转炉煤气，首先进入蒸发冷却器降温、调质、粗除尘，温度降至后进入静电除尘器除尘（LT），除尘系统选取高压电源（一、二、三电场采用三相变频电源，四电场采用单相变频电源），电场风速≤0.8 m/s，一次烟气颗粒物排放浓度≤10 mg/m3。；根据煤气品质及生产状况回收或放散除尘煤气，若回收煤气，经煤气冷却器二次冷却降温至约70 ℃送入煤气柜，若放散煤气，则点火燃烧后排放，系统风量102 000 m3/h。每座转炉设1 根70 m 一次烟气排放烟囱。

2）转炉二次烟气除尘系统。1#转炉、2#转炉二次烟气合用一套除尘系统，处理风量730 000 m3/h，过滤面积25 000 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经1 根30 m 烟囱排放。

3）转炉料仓等除尘系统。转炉中位料仓、吹氩站、扒渣位、折罐位、转炉高位料仓、中间罐倾翻、钢包热修等零设1 套除尘系统，处理风量1 100 000 m3/h，过滤面积26 500 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经1 根30 m 烟囱排放。

4）转炉三次烟气除尘系统。转炉屋顶罩除尘设1 套转炉三次烟气除尘系统。处理风量730 000 m3/h，过滤面积18 000 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经1 根30 m 烟囱排放。

5）LF 精炼炉、钢包热修除尘系统。LF 精炼炉、上料及加料系统、中间罐倾翻、钢包热修等含尘废气产生点设1 套除尘系统。处理风量400 000 m3/h，过滤面积11 400 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经1 根30 m 烟囱排放。

6）熔剂、铁合金地下料仓除尘系统。汽车受卸、地下料仓、铁合金和熔剂转运、废钢切割等产尘点设1套除尘系统。处理风量100 000 m3/h，过滤面积2 100 m2，其余参数同原料场C2 除尘系统，废气经1 根30 m 烟囱排放。

7）转炉焖渣除尘系统。转炉焖渣间设1 套焖渣除尘系统，处理风量150 000 m3/h，选用湿式喷淋塔+湿电除尘器净化，粉尘排放浓度≤10 mg/m3，废气经1 根30 m 烟囱排放。

8）各产尘点采取有效的废气捕集装置，采用整体密闭或大容积密闭措施，减少无组织排放。

4 结语

综上所述，本次按照国家钢铁行业污染物超低排放标准要求，对某民营钢铁有限公司进行了废气污染防治措施研究，满足更严格的环境保护管理要求。