钢铁行业污染物排放核算

1. 全国环境统计培训课件 钢铁行业污染物排放核算 环境保护部污染物排放总量控制司 2012年

2. 钢铁行业发展现状 1 钢铁生产工艺流程及主要产污环节 2 主要污染源、污染物治理措施 3 主要污染物排放量统计核算要点 4

3. 钢铁行业发展现状

4. 钢铁产能迅速增长 中国粗钢产量已连续十七年位居世界第一 ，我国粗钢产量约占世界的一半。 2001-2011年我国粗钢产量与增长速率图

5. 钢铁产能分布情况 2011年中国大陆产钢1000万吨以上的省市有19个,合计产钢63031.5万吨,占全国钢产量92.25%

6. 钢铁生产工艺流程及主要产污环节

7. 钢铁生产流程图 电炉短流程 钢铁生产流程图 石灰 电厂 锅炉

8. 转炉长流程工艺流程演示

9. 汽车运输原燃料 火车运输原燃料 汽车受料 火车受料 粉尘 噪声 粉尘 地下受料槽 链斗卸车机 贮料场 粉尘 高炉返矿、返焦 粉尘 噪声 堆、取料机 胶带机 粉尘 合格杂矿 炼焦车间 混匀配料槽 合格熔 剂焦粉 胶带机 合格焦炭 成品烧结矿 烧结车间 炼铁车间 高炉矿槽筛下矿粉、焦粉 原料场工艺流程及产污环节示意图 粉尘、特别是扬尘等无组织排放

10. 烧结的目的和意义 • 烧结是高炉炼铁的配套工序，把铁精矿焙烧结成块状。 • 高炉炼铁冶炼过程中，为了保证料柱的透气性良好，要求炉料粒度均匀、粉末少，机械强度高，铁精矿必须经过烧结成块才能进入高炉。为了降低高炉焦比，要求炉料含铁品位高、有害杂质少，且具有自熔性和良好的还原性能。采用烧结方法后，上述要求几乎全部达到。 • 含碳酸盐和结晶水较多的矿石，经过破碎进行烧结，可以除去挥发份而使铁富集。某些难还原的矿石，或还原期间容易破碎或体积膨胀的矿石，经过烧结可以变成还原性良好和热稳定性高的炉料。 • 通过烧结过程，可以将如高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、污泥等固体废弃物回收利用，使其变废为宝，降低生产成本，实现循环经济。

11. 烧结机的面积 • 烧结机规格以有效抽风面积进行界定。主要有24m2、36m2、50m2、75m2、90m2、105m2 、132m2、180m2、265m2、360m2、450m2、500m2等。

12. 钢铁生产流程图 烧结工序生产流程 • 将各种粉状含铁原料，按要求配入一定数量的燃料和熔剂，均匀混合制粒后布到烧结台车上点火，引燃烧结料中的固体燃料，开始抽风烧结；在高温下，混合料中部分易熔物质发生软化、熔化，将矿粉颗粒粘结成块。这个过程就称为烧结，所得的块矿称之为烧结矿。

13. 烧结台车

14. 焦粉、无烟煤 含铁混合料 石灰石 白云石 生石灰 配料 粉尘 一混 水 粉尘 干式放灰 粉尘 二混 水 铺底料 煤气 空气 烧结 150～0mm 除尘 粉尘 冷却 抽风机 一次筛分 粉尘 20mm 含尘、SO2烟气 粉尘 二次筛分 成品矿槽 三次筛分 粉尘 12～20mm 5～0mm 5～12mm 高炉矿槽 烧结工艺流程及产污环节示意图

15. 烧结工序污染源污染物 烧结工序的污染主要来自废气：烧结机头烟气成分复杂，主要含尘和SO2，还含有 SO3、NOX、二噁英、HCl、HF、重金属等多种污染物；烧结机尾烟气、供配料系统、筛分整粒系统产生的污染物以烟粉尘为主。 排水：生产设备间接冷却水系统的强制排污水，水质良好，通常都串接使用，或回用于烧结混料，不外排。 固体废弃物：除尘系统收集的除尘灰，作为含铁原料回用于烧结生产。 因此,烧结工序最主要的污染物除了各产尘点产生的烟粉尘，就是烧结机头烟气中的二氧化硫。

16. 球团 • 与烧结矿一样，球团也是人造块矿的一种。 • 把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后，在加水润湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。 • 球团生产一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序。 • 球团主要生产工艺有竖炉、带式焙烧机和链箅机-回转窑三种，目前，应用最广泛、技术最成熟的是链箅机-回转窑工艺。 • 我国球团产量仅占人造块矿的1/5，而欧美国家球团矿产量占人造块矿的比例都在50%以上。 • 球团生产迅速发展：由于天然富矿日趋减少，为提高矿石品位，铁矿石经细磨、选矿后的铁精矿粉粒度过细，不利于烧结抽风；球团生产能耗低于烧结。

17. 精矿 膨润土 配料 干燥 润磨 噪声 16或8mm 造球 生球筛分 含SO2、尘烟气 16～8mm 含尘烟气 鼓风干燥 抽风 抽风干燥 抽风 除尘 抽风 预热段 除尘 除尘 预热段 煤气 焙烧 噪声 冷却段 空气 空气 冷却段 酸性球团 球团工艺流程及产污环节示意图

18. 焦化 • 焦化工序生产的焦炭是炼铁生产的重要原料。 • 炼焦是煤炭的综合利用工业，在煤的各种利用方法中，炼焦工艺对煤的利用程度最高。煤在炼焦时，约有75%左右变成焦炭，另外25%左右则变成煤气和化工产品。从煤气中回收的化工产品主要有氨、粗苯、硫磺和焦油等。 • 焦化最主要的生产工序：炼焦和煤气净化，另外还包括备煤、筛焦等生产辅助设施。 • 炼焦的主体设备：焦炉，以炭化室的高度定义焦炉的规格。通常的焦炉有4.3m、6m、7m、7.63m等等。

20. 焦化工艺流程及产污环节示意图 配煤槽 焦炉煤塔 粉碎机 炼焦煤 干法：焦尘 湿法：含尘水蒸汽 煤焦尘、荒煤气 燃烧废气 熄焦 焦炉 荒煤气 喷洒循环氨水 集气总管 焦尘 破碎筛分 粗焦油 焦油氨水 澄清槽 焦尘 初冷器 储运设施 剩余氨水 电捕焦油器 成品焦炭 焦油渣 焦油储槽 鼓风机 脱硫装置 脱氨装置 终冷塔 终冷排污水 粗苯 脱苯装置 再生器 再生器 残渣 循环洗油 净煤气

21. 干熄焦和湿熄焦 • 熄焦：将赤热焦炭冷却到便于运输和贮存温度的焦炉操作过程。 • 两种熄焦方式：干熄焦和湿熄焦。 • 干法熄焦工艺是在干熄炉中利用冷的惰性气体(氮气)将焦炭熄灭，吸收了红焦热量的惰性气体一次除尘器除尘后进入干熄焦余热锅炉换热，将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体经多管旋风二次除尘器净化后再由循环风机鼓入干熄炉循环使用。。 • 湿法熄焦工艺是在熄焦塔中利用水将熄焦车内的焦炭熄灭。湿熄焦工艺成熟可靠，投资小，占地少，设备简单，操作简便，是目前应用最广泛、应用时间最长的熄焦工艺。

24. 干熄焦和湿熄焦 • 与湿法熄焦相比，干熄焦具有以下优点： • (1) 有利于改善环境 • 配备完善除尘系统的干法熄焦可比传统湿法熄焦少排放颗粒物、SO2等大气污染物80%。 • (2) 有利于回收能源 • 干法熄焦每处理1t红焦可回收3.82~9.8MPa中高压蒸汽0.45~0.6t，在回收能源的同时又避免了生产等量蒸汽的燃煤锅炉对大气的污染。 • (3) 有利于提高焦炭质量 • 干法熄焦可使焦炭强度M40提高3~5个百分点，M10降低0.3~0.5个百分点，CSR提高2~4个百分点，CRI降低2~4个百分点，并大为降低焦炭水分，使焦炭块度更加均匀。 • (4) 有利于节约用水 • 干法熄焦每处理1t红焦相当于节约熄焦用水0.4~0.5m3。 • 干熄焦是钢铁企业鼓励推广的节能减排技术，是“三干”之一。

25. 焦炉煤气净化 • 煤气净化系统通常由冷凝鼓风装置、脱硫装置、脱氨装置和脱苯脱萘装置等工序组成，不同的煤气净化工艺流程主要表现在脱硫和脱氨工艺方案的选择上。 • 脱氨工艺主要有： • 水洗氨蒸氨氨分解工艺：利用蒸氨废水或软水吸收煤气中的氨，富氨水送蒸氨塔用蒸汽蒸馏，蒸氨塔顶的氨汽送氨分解炉，氨汽中的氨在高温和催化剂的作用下分解为氢气和氮气。 • 无水氨工艺：用磷铵溶液吸收煤气中的氨后送解吸塔用蒸汽解吸，解吸出的氨汽经冷凝冷却后成为浓氨水，浓氨水再送精馏塔用蒸汽进行精馏，经冷凝后得到无水氨产品。 • 硫铵工艺：用含游离酸的母液吸收煤气中的氨，生成硫铵产品。

26. 焦炉煤气脱硫

27. 炼铁 • 炼铁是将金属铁从烧结矿、球团矿和天然块矿等含铁矿物（主要为铁的氧化物）中还原出来的工艺过程。焦炭是最主要的还原剂，同时可以向高炉中喷吹一定量的煤粉替代焦炭，降低成本。除此之外，还需添加一定量的石灰石、生石灰等熔剂和造渣剂。 • 炼铁的主体设备：高炉，以炉腔的容积定义高炉的规格，从几百到几千立方米不等。高炉（blast furnace ）通过向高炉下部的风口鼓入预热的热空气，而提供热空气的装置就叫热风炉。

29. 高炉炼铁工艺流程及产污环节示意图 铁矿石 烧结矿 石灰石 焦 炭 辅 料 上料系统 粉尘 烟尘、噪声 尘、噪声 炉顶布料 煤粉制备 煤粉 炉体冷却水 含SO2烟气 噪声 高炉 热风炉 循环水系统 鼓风机 净循环水 荒煤气 铁水 高炉渣 除尘系统 烟尘 冲渣水 新INBA法 水冲渣 剩余煤气 送煤气柜 铸铁机 送炼钢 水处理设施 铁块 水淬渣 污泥 浊循环水

30. 高炉煤气净化 • 高炉煤气含有25%左右的CO，是钢铁企业重要的二次能源之一，在进行回收利用前，需要对其进行净化。 • 高炉煤气中初始含尘浓度5g/m3以上，两种净化工艺：干法除尘、湿法除尘。 • 湿法除尘：洗涤塔加文氏管形式，或者双文形式，洗涤后的污水汇集后经水处理系统处理后循环使用。 • 湿法除尘工艺的缺点：（1）运行中需要大量的水；（2）污水含有有害物质，污染环境；（3）炉顶煤气由200~250℃通过喷水降至35~55℃，二次能源浪费。 • 因此，钢铁企业鼓励推广高炉煤气干法除尘工艺，“三干”之一，采用重力除尘器+袋式除尘器。

31. 炼钢 • 炼钢是提纯、调质过程，将铁水中的C、P、S等杂质去处，同时根据产品的需求，添加一定量的合金元素，改变钢水的性能。 • 两种常见炼钢流程：转炉炼钢、电炉炼钢。 转炉、电炉的规格从几十吨到几百吨不等。

35. 废钢 高炉铁水 铁合金 散状料 烟尘 粉尘 粉尘 废钢间料槽 混铁车 地下料仓 地下料仓 烟尘 兑铁水罐 铁水脱硫 炉顶料仓 高位料仓 顶吹O2 粉尘 粉尘 含尘烟气 噪声 加料系统 下料系统 底吹N2/Ar 顶底复吹转炉 旋转溜槽 钢水 钢渣 煤气 放散 吹Ar喂丝 烟气净化系统 渣罐 烟尘 烟尘 污泥 RH真空脱气 LF钢包精炼 煤气供用户 炉渣间 板坯连铸机 炼钢、精炼工艺流程及产污环节示意图

36. 转炉煤气净化 • 转炉煤气含有60%左右的CO，是钢铁企业重要的二次能源之一。 • 转炉煤气中初始含尘浓度5g/m3以上，两种净化工艺：干法除尘（LT法）、湿法除尘（OG法）。 • 湿法除尘工艺的缺点：（1）运行中需要大量的水；（2）污水含有有害物质，污染环境。 • 因此，钢铁企业鼓励推广转炉煤气干法除尘工艺，“三干”之一，采用电除尘器，但由于OG法工艺成熟，目前大多数转炉煤气净化仍采用OG湿法工艺。

37. LT法回收装置

38. OG法回收装置

39. 合格钢水 烟尘 切割渣 钢包回转台 火焰切割 中间罐 去毛刺 粉尘、噪声 结晶器 烟尘 铸坯喷号 拉矫及二次冷却 出坯辊道 水蒸汽 连铸坯 含油及SS废水 连铸工艺流程及产污环节示意图

40. 热轧带钢工艺流程及产污环节示意图 连 铸 板 坯 直接热装 保温坑热装 冷装 步进梁式加热炉加热 SO2烟气 高压水除鳞 含油及SS废水 噪声 粗轧机轧制 切头飞剪切头、尾 噪声 高压水除鳞 含油及SS废水 噪声 精轧机轧制 层流冷却 噪声 卷取机卷取 热轧带钢 打捆、称重、喷印

41. 冷轧带钢工艺流程及产污环节示意图 热轧原料钢卷 酸洗轧机联合机组 含尘烟气、盐酸雾、乳化液 油雾、含酸及含油废水、废 乳化液、废盐酸、噪声 碱雾、乳化液油雾、含NOX和SO2烟气 含碱、油及乳化液废水、噪声、废耐材 连续退火机组 连续热镀锌机组 包装 碱雾、含NOX和SO2烟气、含碱废水、锌渣、噪声 、废耐材 噪声 剪切 冷轧产品及热镀锌产品

42. 合格石灰石 石灰石贮仓 汽车运出 <18mm 粉尘、噪声 振动筛 贮槽 >18mm CO2、尘 带式输送机 废气 焦炉煤气 回转窑 除尘设施 粉尘 耐热带式输送机 粉尘、噪声 破碎筛分 筛上料 筛下料 粉尘 粉尘 料 槽 料 槽 <5mm >5mm 活性石灰由 汽车外运 活性石灰由 汽车外运 活性石灰工艺流程及产污环节示意图

43. 主要污染源、污染物治理措施

44. 钢铁生产主要污染情况总结 钢铁工业开发的主要对象是多种黑色金属和非金属矿物。冶炼加工过程中，消耗大量的矿石、燃料和其他辅助原料，每生产1吨钢需要消耗6~7吨物料，这些物料中的80%均转化为废物，这些废物以废气、废水、固体废弃物的形式对周边环境造成影响。

45. 钢铁生产主要污染情况总结 废气 第一类是生产工艺过程中排放的废气：如冶炼、炼焦和钢材 轧制过程中产生的烟尘、SO2和其他有害气体 第二类是燃料在炉窑中燃烧产生含尘和SO2的烟气 第三类是原燃料、成品在运输、装卸和加工时中产生的粉尘 除此之外，钢铁企业还是CO2温室气体排放大户

46. 钢铁生产主要污染情况总结 废气的特点 废气排放量大，污染面广 烟气阵发性强，无组织排放多 危害性较强 废气具有回收价值

47. 钢铁生产主要污染情况总结 废气的治理 一直以来，钢铁企业废气的治理主要集中在除尘 近年来，烧结烟气脱硫工作正全面实施 NOx浓度较低，源头广，治理经济性较差，难度大 特征污染物逐渐引起关注

48. 钢铁生产主要污染情况总结 废水 第一类是生产工艺过程中冷却、冲洗等净循环水系统、浊循环水系统的排污水，主要含有悬浮物和石油类 第二类是炼焦及焦炉煤气净化过程中产生的酚、氰废水 第三类是冷轧工序产生含酸、碱、油、乳化液的废水 除此之外，高炉煤气、转炉煤气湿法洗涤产生的含悬浮物 的废水

49. 钢铁生产主要污染情况总结 废水的特点 生产工艺复杂，冶炼过程中冷却和冲洗需要大量用水 废水排放口分布较广 焦化酚氰废水治理难度较大

50. 钢铁生产主要污染情况总结 固体废弃物 高炉水渣、钢渣等冶炼渣 各除尘系统收集的尘泥 固废的特点 产生量巨大 大部分废弃物具有回收价值