钢铁行业面临严峻环保压力,超低排放已成绿色转型关键。通过分析主要污染物排放源及特点,探讨烟气治理,无组织排放控制,水污染治理与固废资源化等核心技术路径,并提出技术改造,智能环保体系建设及流程优化等实施策略,助力企业实现超低排放目标,推动行业高质量,低碳发展。

转炉炼钢是钢铁行业中的重要工序,该过程会产生大量粉尘。目前,湿法除尘系统尾部排放的烟尘浓度一般为30～50 mg/m3,难以达到转炉细颗粒的超低排放目标。本文提出了相变凝聚转炉超净除尘技术,利用转炉产生的余热蒸汽构建过饱和水汽环境促进转炉细颗粒长大,并结合膜式高效除雾技术实现工业实际中转炉烟气颗粒物的超净排放。实验研究包括了除雾塔的除雾特性,阻力特性,蒸汽相变促进转炉典型组分Fe3O4细颗粒在过饱和条件下的长大脱除效果;通过ANSYS平台研究了除雾塔丝网除雾效率随丝网孔隙率和雾滴粒径的变化规律,并研究了旋流装置个数和角度对除雾塔的流场速度分布和阻力损失的影响。在相似准则理论指导下,以某钢厂转炉除尘系统脱水塔为原型并按1:10比例设计并搭建了除雾塔主体,建立了除雾除尘一体化系统实验平台,进行了阻力损失特性,除雾特性和蒸汽相变凝聚除尘实验;建立了除雾塔及除雾装置数值模型,为了验证添加蒸汽可以促进细颗粒物排放,在某钢厂50t/h#1转炉超净排放改造工程进行工业测试。研究包括三个主要方面:压强阻力损失特性,除雾效率,除尘效率。实验结果表明,影响压降和除雾效率的因素包括气流速度,丝网厚度,丝网孔隙率,丝网种类等。其中,气流速度对压降和除雾效率的影响最为明显。采用控制变量法控制单因素变化进行实验得出:随着丝网厚度增加,系统压降增加,除雾效率提高;随着目数增加,系统压降增加,除雾效率提高;丝网添加位置和丝网材质对于系统压降和除雾效率影响不明显;对于气流速度来说,压降随气流速度成二次函数曲线增加,泛液气速在3～3。5 m/s范围内,在此气速下除雾效果最好,气速过大引起二次夹带,除雾效率下降;模拟得出的空塔阻力损失结果和实验结果相差不大,S<10%。影响除尘效率的因素包括:蒸汽添加量,气流速度,烟气入口温度,灰尘粒径。工业实验的测试结果表明添加蒸汽配合脱水除雾装置可有效降低细颗粒物排放浓度,其中,蒸汽添加量在20 mg/m3即可有效促进细颗粒物长大脱除,达到排放浓度小于10 mg/m3的超净排放目标。

焦炉烟气超低排放改造是长流程钢铁企业的重点,难点之一。采用量化的评价手段来合理选择和优化焦炉烟气超低排放改造工艺,是实现焦炉烟气稳定,高效达到超低排放标准的有益技术支撑。以某大型钢铁企业S现有的2种焦炉烟气超低排放改造工艺为研究对象,在实地调研的基础上,采用生命周期评价法构建相关的模型,借助Simapro软件计算,获得了 2种工艺量化的环境影响结果。结果表明:相较于密相干脱硫+陶瓷滤筒脱硫除尘脱硝一体化工艺(B工艺),活性焦吸附法脱硫脱硝工艺(A工艺)对环境的影响减少33。33%,是更值得推荐的焦炉烟气超低排放改造工艺;2种工艺潜在环境影响主要包括人体致癌毒性,臭氧形成(人类健康),淡水生态毒性,淡水富营养化和海洋生态毒性等方面;焦炉煤气和电力是两种工艺造成环境影响共同的关键因素;针对以上关键因素,对2种工艺在环境影响方面的改进提出了初步建议,可为焦炉烟气超低排放改造工艺的选择和优化提供参考。

近年来,钢铁行业各项主要污染物排放量已超过电力行业,成为工业领域最大的排放源,实施钢铁行业超低排放改造是打赢蓝天保卫战的重要措施。同时,钢铁行业作为重度碳素燃料使用行业,其碳排放量占比全国碳排放的18%以上,中国提出在2030年和2060年分别实现"碳达峰"和"碳中和"。要实现钢铁行业的"超低排放"与"碳中和"的减排目标,需围绕半干法,湿法,干法全覆盖,统筹兼顾污染物治理,节能,副产物资源化进行技术创新与研究。本次报告聚焦钢铁的绿色低碳发展:钢铁以煤基化石燃料为主,能源-污染物-碳排放具有同源性,高效低耗多功能耦合超低排放技术是污染物治理的科学之道;在现有常规污染物减排的同时要逐步关注非常规污染物减排如预烟气脱氯和精脱硫,实现全面超低排放是碳捕集的基础,并对未来钢铁行业减污降碳和碳减排路线进行了探索和展望。

项目简介:项目属于环境工程技术领域。钢铁工艺流程长,产污节点多,是中国大气污染重点排放源之一。烧结,球团和焦化等工序排放量和排放强度大,是超低排放改造的重点工序。不同工序烟气量大小,波动幅度,烟温和污染物浓度等排放特征显著不同;因环保标准升级,投入的物耗,能耗大幅增加,治理成本高,能效低;脱硫灰等大量治污固废未有效利用,新形势下常规单一治理手段简单叠加很难满足不同工序烟气超低排放需求。因此,研发适配不同工序的治理工艺,降低物耗,能耗,拓展副产物利用途径与规模,成为推动行业绿色发展的关键。

煤气冷却器前置技术是指对经转炉一次除尘系统净化后的煤气进行再降温除尘,可满足钢铁行业转炉烟气超低排放要求。其中循环水系统通过有效控制水泵和冷却塔的启停,来控制冷热水池和煤冷液位,浅层砂过滤器的反冲洗等,实现除尘喷淋水的循环利用,以达到节能减排的目的。本文结合工程实例,阐述了钢厂转炉一次除尘系统煤气冷却器前置的必要性,并对其主要设备中循环水系统的结构组成,控制系统,控制方法和要点等进行介绍。

钢铁行业已成为中国大气污染防治重点行业,目前中国已提出钢铁行业烧结,球团等工序超低排放限值。总结了烧结(球团),焦炉,高炉,转炉等多个工序高效净化技术路线,集成了源头减排,过程控制和末端治理的多污染物超低排放技术体系,包括'烟气循环技术','半干法脱硫耦合中低温SCR脱硝技术','活性炭法一体化技术','臭氧氧化硫硝协同吸收技术','高炉炉料结构优化的硫硝源头减排技术','转炉二次烟气预荷电袋滤器除尘技术'等关键技术,上述技术在中国部分钢铁企业均有应用实践。最后提出了生产技术绿色化,污染计量合理化,加强非常规污染物管控,重视钢铁行业碳排放的发展建议。

我国是钢铁生产大国,2018年全国粗钢产量为9。28亿吨,占世界粗钢总产量的51。3%。同时,由于总产量巨大,排放水平参差不齐,钢铁行业又是我国大气污染的重要来源。近年来,通过采取结构优化,强化末端污染治理等措施,我国钢铁行业大气污染物减排工作取得了重要进展,但仍存在未对氮氧化物采取治理措施,无组织排放严重等问题,我国钢铁行业大气污染减排仍有较大的空间。有数据显示,2017年,钢铁行业是工业部门中最大的污染物排放来源。