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湖北銳意自控系統有限公司>技術文章>銳意自控|鋼鐵行業生産中汙染物排放標准及煙氣在線監測檢測儀的監測應用

技術文章

銳意自控|钢铁行业生产中污染物排放标准及烟气在线监测检测仪的监测应用

閱讀:12178          發布時間:2018/12/11

 

 

  鋼鐵是工業的糧食,是人類使用多的金屬材料,在社會生産生活的各個領域都有著廣泛的應用,是不可或缺的戰略性基礎工業品。鋼鐵工業以鐵、鋼、鋼材、工業純鐵和鐵合金爲主要産品,是一個國家的重工業基礎,也是衡量一個國家綜合國力和工業化水平的重要因素。我國是當之無愧的鋼鐵大國,粗鋼産量常年位居世界。

 

 

  鋼鐵工業中涉及到一系列工序,每道工序都會派出各種各樣的殘料和廢物。按汙染物狀態可分爲固態、液態、氣態。其中固態的有塵泥、高爐渣、轉爐渣、氧化鐵皮與耐火材料等;液態的有SS、油、氨氮、酚、氰等有毒有害物質;氣態的有CO2、NOx、H2S、CO以及VOC與煙塵等顆粒物。

鋼鐵企業生産流程圖

 

  一、鋼鐵生産中的汙染物排放

 

  1、 原料系统

 

  在卸料、貯料以及運輸過程中會産生粉塵。

 

  2、燒結、造球系統

 

  將細粒或粉狀的鐵礦通過反應變成塊狀物料。其中燒結是指鐵粉礦等含鐵原料加入熔劑和固體燃料,按要求的比例配合,加水混合制粒後,平鋪在燒結機台車上,經點火抽風,使其燃料燃燒,燒結料部分熔化粘結成塊狀。球團是指鐵精礦等原料與適量的膨潤土均勻混合後,通過造球機造出生球,然後高溫焙燒,使球氧化固結的過程。

 

  燒結過程的汙染物排放主要來自于原料裝卸作業和爐箅上的燃燒反應。後一來源的燃燒氣體含有直接由爐箅産生的粉塵以及其他燃燒産物,如CO、CO2、SOx、NOx和顆粒物。其他排放物包括由碳屑、含油軋制鐵鱗中的揮發物生成的揮發性有機物質、在噪聲條件下由有機物生成的二噁英、從所有原料中揮發出的金屬(包括放射性同位素),以及由所用原料的鹵化成分生成的酸蒸汽。造球過程排放物與燒結過程基本相同。燒結及造球過程中次要的排放物爲二氧芑、Pb、Cd、放射性同位素、VOC、碳氫化合物、PM10、HCl、HF等。

 

  3、煉焦系統

 

  煉焦煤按生産工藝和産品要求配比後,裝入隔絕空氣的密閉煉焦爐內,經高、中、低溫幹餾轉化爲焦炭、焦爐煤氣和化學産品,其中焦炭將作爲鐵礦石煉鐵的還原劑。在煉焦系統中會産生廢氣廢水、顆粒物等汙染物。

 

  煉焦系統中次要的排放物爲多環芳烴(PAH、苯、PM10、H2S、甲烷)。有關廢水成分爲懸浮固體、油、cyanide、酚、氨等。

 

  4、高爐系統

 

  高爐系統運行過程中産生的排放物主要是氧化鐵的顆粒物,主要固體副産品是高爐渣,廢水主要來源于氣體淨化和爐渣處理工序。

 

  高爐系統中次要的排放物爲PM10、H2S,有關廢水成分爲懸浮固體、油等。

 

  5、氧氣頂吹煉鋼

 

  氧氣頂吹煉鋼的主要廢氣和粉塵的排放來自吹氧過程的BOF爐口,氣體排放物主要是CO,通過爐內進一步氧化會産生一些CO2。粉塵以氧化鈣、氧化鐵爲主,可能含有廢鋼鐵帶入的重金屬、鋅類元素以及渣和石灰的顆粒。

 

  氧氣頂吹煉鋼工序中次要的排放物爲PM10、鋅,有關廢水成分爲懸浮固體、油等。

 

  6、電爐煉鋼

 

  電爐煉鋼的主要排放物爲粉塵和廢氣。粉塵排放物主要由氧化鐵和其他金屬(包括鋅和鉛)所組成,他們是從鍍層鋼或合金鋼經冶煉而揮發出來的。或因廢鋼加料時混入有色金屬碎片而産生的;廢氣主要是因通過渣門、電極孔、爐壁和爐頂之間等進入爐內的空氣以及廢鋼代入的礦物燃料和有機化合物經燃燒産生的氣體。

 

  電爐煉鋼中次要的排放物有金屬(Zn、Pb、Hg、Ni、Cr)、二氧芑、VOC、PM10,有關廢水成分爲懸浮固體、油等。

 

  7、熱軋

 

  熱軋階段的排放物包括來自加熱爐和均熱爐的燃燒産物(如CO、CO2、SO2、NOx、顆粒物),它們取決于燃料類型和燃燒條件,還包括來自軋制和潤滑油的揮發性有機物。還會産生被鐵鱗和油所汙染的汙水。而該過程産生的固體廢物包括鐵鱗皮和切余料。

 

  熱軋階段中次要的排放物爲VOC,廢水成分爲懸浮固體、油等。

 

  8、酸洗、冷軋、退火與回火

 

  這一工序産生的排放物包括來自退火爐和回火爐的燃燒産物,軋鋼油産生的VOCs和油霧以及酸洗過程産生的酸性氣溶膠;廢水可能是含有冷軋過程的懸浮固體和油乳化液以及來自酸洗過程的酸性廢物;固體廢物包括切余料、酸洗汙泥、酸再生汙泥和廢水處理裝置的氫氧化物汙泥。

 

  這一工序中次要排放物爲VOCs、酸性氣溶膠、油煙、油霧,有關廢水成分爲懸浮固體、油、溶解金屬等。

 

  9、塗鍍

 

  塗鍍工序的排放物包括VOCs、金屬煙霧、酸性氣溶膠、顆粒物、燃燒産物和氣體等。

 

  塗鍍工序中次要的排放物爲金屬Zn、Ni、Cr、VOC,有關廢水的成分爲SS、油、金屬等。

 

  二、排放標准

 

表1、燒結、造球系統汙染物排放標准

 

表2、煉鐵系統汙染物排放標准

 

表3、煉鋼系統汙染物排放標准

 

表4、軋鋼系統汙染物排放標准

 

  三、結語

 

  通過以上介紹可知,鋼鐵行業的汙染物主要來源于原料、燃料的運輸、裝卸及加工;各個制造階段的窯爐在生産過程中産生大量的含塵及有害氣體;生産工藝過程中化學反應排放的廢氣,如冶煉、燒焦、化工産品和鋼材酸洗過程等。鋼鐵企業應同步實施大氣汙染治理並進行專業化的管理,在治理汙染的同時確保工藝設備的運行效率和運行效果,實現突出的社會效益、經濟效益和環境效益。

 

  在線氣體分析系統廠商與産品推薦

 

  单位名称:湖北銳意自控系統有限公司

 

  産品推薦:在線氣體分析系統Gasboard-9031

 

 

  Gasboard-9031針對樣氣中低粉塵工況設計,由預處理單元、控制單元、氣體分析單元三部分構成。基于國際的NDIR非分光紅外技術,可同時在線連續測量煤氣、生物質燃氣的熱值,以及CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等氣體的體積濃度,有利于提高煤氣利用效率、節能降耗、保障工業現場安全。

 

  1、預處理單元

 

  采用不鏽鋼、電加熱溫控幹法取樣探頭,使用壽命長、精度高;利用新型反吹掃技術解決探頭堵塞問題,保證分析系統的可靠性;配置單級制冷器去除樣氣中的水分,實現兩級過濾,確保儀器長期在線運行。

 

  2、控制單元

 

  采用PLC程序控制,自動完成采樣、反吹、排水等操作。

 

  3、氣體分析單元

 

  采用自主知识产权的煤氣分析儀Gasboar3100(在线型)进行气体在线分析检测,可同时测量CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等多组分气体的体积浓度,自动计算并显示煤气、生物燃气热值,替代燃烧法热值仪。

 

  同時還具有如下特點:

 

  ①使用壽命長,性能穩定;

 

  ②全自動化檢測,操作簡單;

 

  ③可同時測量氣體體積濃度與熱值;

 

  ④無需人工值守,低維護、低成本運行;

 

  ⑤可通過多種接口將數據傳輸到上級集中控制系統,可實現遠程監測,爲調整現場工藝提供依據。

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