張惠娟，李 潔，孫雙躍

（1.河北省環(huán)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(huán)保處，河北宣化075100）

鋼鐵行業(yè)環(huán)境綜合治理實踐

張惠娟1，李 潔2，孫雙躍1

（1.河北省環(huán)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(huán)保處，河北宣化075100）

介紹了宣鋼 “十一五”期間采取 “創(chuàng)新應(yīng)用污染防治新技術(shù)，治理污染源；采用清潔生產(chǎn)先進技術(shù)，改進工藝和裝備；加快淘汰落后、裝備結(jié)構(gòu)調(diào)整；二次能源回收、實施循環(huán)經(jīng)濟”綜合治理措施，齊頭并進綜合治理宣鋼的環(huán)境問題，實現(xiàn)了企業(yè)環(huán)保工作的重大進步，為宣鋼可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

環(huán)境；綜合治理；實踐；鋼鐵行業(yè)

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

鋼鐵企業(yè)是一個材料與能源高度密集的行業(yè)，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(yè)普遍存在產(chǎn)業(yè)規(guī)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(chǎn)能及產(chǎn)業(yè)布局不合理等問題，對鋼鐵行業(yè)進行環(huán)境綜合治理仍是 “十二五”的重要任務(wù)。宣鋼“十一五”期間，采取了 “創(chuàng)新應(yīng)用污染防治新技術(shù)，治理污染源；采用清潔生產(chǎn)先進技術(shù)，改進工藝和裝備；加快淘汰落后產(chǎn)能、裝備結(jié)構(gòu)調(diào)整；二次能源回收、實施循環(huán)經(jīng)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(huán)保綜合治理措施實踐

1.1 應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)

1.1.1 燒結(jié)機脫硫技術(shù)

宣鋼在石灰石—石膏旋沖曝氣法的基礎(chǔ)上首次開發(fā)應(yīng)用了逆向空塔噴淋脫硫技術(shù)，煙氣與脫硫漿液逆向結(jié)合；脫硫塔內(nèi)設(shè)三層噴淋層，噴淋層的循環(huán)漿液泵電機采用變頻調(diào)節(jié)，可根據(jù)煙氣量、SO2濃度實時調(diào)節(jié)脫硫漿液噴淋量和噴淋層；設(shè)置了煙氣溫度自動調(diào)節(jié)裝置，煙氣溫度高時開啟冷風閥降溫；兩臺燒結(jié)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(shè)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(zhuǎn)化成硫酸鈣，石膏純度達到了 90%以上［1］。此種燒結(jié)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(xiàn)裝煤推焦除塵改造技術(shù)

宣鋼將第一代6米焦爐雙集氣管改單集氣管，實現(xiàn)裝煤推焦除塵改造，為國內(nèi)首創(chuàng)。當時雙集氣管改單集氣管在國內(nèi)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(jīng)驗。宣鋼精確計算焦爐產(chǎn)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(shè)定碳化室參數(shù)，實現(xiàn)了單集氣管承擔焦爐全部荒煤氣的輸送任務(wù)。焦側(cè)的集氣管改造為裝煤除塵管道，實現(xiàn)了老焦爐的裝煤推焦除塵改造。

1.1.3 轉(zhuǎn)爐、高爐、燒結(jié)機等高溫煙氣治理改造技術(shù)

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(shù)，在風量確定、集氣罩設(shè)計、管網(wǎng)優(yōu)化等方面有所創(chuàng)新。打破了傳統(tǒng)按照爐容設(shè)計風量的模式，充分研究宣鋼爐料結(jié)構(gòu)、頂壓、出鐵方式、原料成分、冶煉節(jié)奏、氣象條件等方面的差異，合理確定風量；解決了生產(chǎn)現(xiàn)場空間狹小等難題，集氣罩設(shè)計為固定罩、移動罩、爐蓋罩相結(jié)合的組合式和可升降式方式；為使系統(tǒng)阻力達到最小，設(shè)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(tǒng)阻力均小于1200Pa。

1.1.4 燒結(jié)機機頭、機尾除塵改造

86m2燒結(jié)機機頭、機尾除塵改造應(yīng)用了國內(nèi)領(lǐng)先成熟的電除塵技術(shù)，并在以下應(yīng)用方面有所創(chuàng)新：陰極線采用防粘涂層，杜絕了粉塵結(jié)球現(xiàn)象，提高了除塵效率；應(yīng)用了預荷電技術(shù)，在電除塵器第一電場前設(shè)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(nèi)設(shè)計3層氣流分布板，在進口管道和進風口內(nèi)設(shè)計導流板，控制大顆粒粉塵不均勻通過；出風口設(shè)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(guān)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(jié)機機頭產(chǎn)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(chǎn)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(huán)利用率

采用國內(nèi)領(lǐng)先的A／O脫氮生化處理技術(shù)，通過精細的水平衡，實現(xiàn)了 “焦油車間廢水、蒸氨廢水、生活廢水、設(shè)備冷卻水”四個自循環(huán)，基本實現(xiàn)焦化廢水 “零排放”。采用國內(nèi)領(lǐng)先的高密度沉淀池＋V型濾池＋多介質(zhì)過濾＋膜處理技術(shù)，并針對當?shù)馗哂捕雀邏A度水質(zhì)特點，自主研配出符合宣鋼水質(zhì)的高效阻垢劑，有效提高了設(shè)備循環(huán)冷卻水中濃縮倍數(shù)；通過對脫鹽水量與水硬度的關(guān)系分析，合理確定水處理系統(tǒng)中脫鹽水量占處理水量的比列，達到了水質(zhì)穩(wěn)定、脫鹽處理成本低的目的。

1.1.6 改造除塵技術(shù)

轉(zhuǎn)爐一次除塵由原來的 “二文一塔”濕法除塵，改造為 “塔＋環(huán)縫＋旋風脫水”濕式除塵技術(shù)，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(tǒng)水處理設(shè)施不用改造就可滿足除塵的需要，且除塵系統(tǒng)效率將大大增加；環(huán)縫文氏管取代了傳統(tǒng)的R－D文氏管，取消了結(jié)構(gòu)復雜的氮氣捅針，降低了故障率。此項技術(shù)適合于宣鋼廠房空間小，不增加配套煤氣洗滌水處理設(shè)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(jù)本地氣候、風速及料堆高度、長度設(shè)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(chǎn)裝備

2009年宣鋼淘汰了 1座 300m3高爐和 2臺36m2燒結(jié)機，2010年淘汰了 2臺 64m2燒結(jié)機、3 座300m3高爐和3座30t轉(zhuǎn)爐。共淘汰落后生鐵產(chǎn)能140多萬 t，燒結(jié)產(chǎn)能310萬 t，粗鋼產(chǎn)量144萬t，年可減排SO22619t、煙粉塵1031t，年實現(xiàn)節(jié)能量2.626萬 t標煤［2］，從根本上解決了能耗成本高、環(huán)境污染大等落后生產(chǎn)工序的環(huán)境污染。

1.3 提高清潔生產(chǎn)水平

清潔生產(chǎn)是鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點［3］?！笆晃濉笔切撉笊妗⒅\發(fā)展關(guān)鍵的五年，宣鋼認真研究、審查新建項目的設(shè)計，重點針對生產(chǎn)工藝與裝備要求、資源能源利用指標、產(chǎn)品指標、污染物產(chǎn)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(huán)保治理措施及清潔生產(chǎn)各項指標達到國內(nèi)領(lǐng)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(xiàn)有工藝和裝備的技術(shù)改造，提高清潔生產(chǎn)水平。

1.3.1 采用先進的工藝節(jié)能技術(shù)，回收二次能源，實施循環(huán)經(jīng)濟

（1）燒結(jié)機系統(tǒng)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(jié)環(huán)冷余熱鍋爐，余熱蒸汽得到充分應(yīng)用。

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

（4）煉鋼系統(tǒng)推廣應(yīng)用了濺渣護爐、頂?shù)讖痛?、高效連鑄技術(shù)，轉(zhuǎn)爐全部配套建設(shè)轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)。目前宣鋼噸鋼回收轉(zhuǎn)爐煤氣 110m3以上，煉鋼余熱蒸汽全部并入企業(yè)蒸汽網(wǎng)得以充分利用，實現(xiàn)負能煉鋼。

（5）軋鋼系統(tǒng)應(yīng)用了熱送熱裝、切分軋制、控冷軋制等技術(shù)，軋鋼加熱爐采用了蓄熱式燃燒技術(shù)燃燒低熱值的高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣，同時與煉鋼實現(xiàn)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(shè)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(chǎn)線、白灰回轉(zhuǎn)窯等工程全部使用自產(chǎn)煤氣，煤氣資源得到了合理利用。公司主要工業(yè)爐窯全部燃用公司自產(chǎn)燃氣，停止用煤、油，大大減少了污染。配套全燃氣鍋爐建設(shè)了 3套6000kW發(fā)電機組、2套 12000kW發(fā)電機組和 2套25000kW汽輪發(fā)電機組，提高了自發(fā)電比例，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1.3.2 采用先進 “三干”技術(shù)

“三干”即高爐煤氣干式除塵、轉(zhuǎn)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(huán)境、改善焦碳質(zhì)量等多項優(yōu)點。宣鋼建設(shè)了焦化干熄焦及配套發(fā)電裝置，實現(xiàn)了紅焦顯熱的回收利用，有效降低焦比、提高高爐生產(chǎn)能力［4］。同時，150他轉(zhuǎn)爐一次煙氣采用了LT干法除塵技術(shù)，是全國產(chǎn)化干法除塵技術(shù)在大型轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝中的首次應(yīng)用；2500m3等大型高爐煤氣采用干法布袋除塵?！叭伞奔夹g(shù)的落實，不僅降低了生產(chǎn)成本，還取得了環(huán)境、經(jīng)濟等多項收益。

2 結(jié)語

宣鋼通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)、淘汰落后產(chǎn)能、工藝裝備水平改造、環(huán)境治理集成技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用等措施，從根本上解決了宣鋼存在的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(chǎn)標準對比，各項指標均達到了二級以上標準要求，實現(xiàn)了環(huán)境、社會、經(jīng)濟效益共贏。

宣鋼的環(huán)境治理實踐表明，實施產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、淘汰落后產(chǎn)能、工藝裝備優(yōu)化、環(huán)保節(jié)能技術(shù)應(yīng)用等綜合環(huán)保治理措施，是鋼鐵企業(yè)實現(xiàn) “綠色轉(zhuǎn)型”和可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

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

［2］楊衛(wèi)東.宣鋼十一五節(jié)能技術(shù)進步 ［J］.河北冶金，2011，（8）.

［3］蘇天森.我國鋼鐵工業(yè)清潔生產(chǎn)的主要成績與發(fā)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(shù)與系統(tǒng)安全 ［A］.2011河北省煉鐵技術(shù)暨學術(shù)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(huán)境科學研究院高級工程師，主要從事環(huán)境影響評價、環(huán)境保護驗收、清潔生產(chǎn)審核、環(huán)?？蒲械裙ぷ?。