張余 康磊 張芮 曾輝

（1天津環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司天津3001912天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院天津300191）

探討高爐出鐵場(chǎng)顆粒物無組織排放治理
——以天津市某鋼鐵企業(yè)為例

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（1天津環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司天津3001912天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院天津300191）

鋼鐵企業(yè)在污染物有組織排放控制技術(shù)上比較成熟。面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)和要求，企業(yè)必須加強(qiáng)無組織排放控制，對(duì)高爐出鐵場(chǎng)無組織控制技術(shù)進(jìn)行改造創(chuàng)新，以提升其除塵效果、減少污染物排放，改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。本文以天津市某鋼鐵企業(yè)為例，介紹其高爐出鐵場(chǎng)顆粒物無組織排放治理改造方案的具體情況及污染物減排量，以期為其他企業(yè)的環(huán)保治理作為借鑒。

出鐵場(chǎng)；顆粒物；無組織排放治理

隨著高爐高風(fēng)溫、高富氧等操作手段的應(yīng)用，高爐冶煉強(qiáng)度不斷提高，煙塵產(chǎn)生量也隨之增大[1]。目前，鋼鐵企業(yè)在污染物有組織排放控制技術(shù)上比較成熟。面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)和要求，企業(yè)必須加強(qiáng)無組織排放控制，對(duì)高爐出鐵場(chǎng)無組織控制技術(shù)進(jìn)行改造創(chuàng)新，以提升其除塵效果、減少污染物排放，改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

1 高爐出鐵場(chǎng)煙塵產(chǎn)生量情況

高爐是煉鐵車間的最重要組成部分。大型高爐一般為2個(gè)出鐵場(chǎng)，3~4個(gè)出鐵口，每天出鐵14次左右，每次出鐵時(shí)間為100min以上，出鐵時(shí)間幾乎是全天連續(xù)的，出鐵場(chǎng)的煙塵也是連續(xù)不斷地散發(fā)出來。出鐵場(chǎng)主要產(chǎn)生的是煙塵，包括“一次煙塵”和“二次煙塵”，“一次煙塵”是指正常出鐵時(shí)的出鐵口、撇渣器、鐵水溝、下渣溝、擺動(dòng)流槽（或鐵水罐）等產(chǎn)生的煙塵；“二次煙塵”是指在開堵鐵口時(shí)產(chǎn)生的煙塵。

有統(tǒng)計(jì)分析高爐出鐵場(chǎng)煙塵平均每生產(chǎn)1t鐵水就散發(fā)2.5kg[2]，其中通過正常出鐵時(shí)各污染源產(chǎn)生的“一次煙塵”有2.15kg，占86%，開堵鐵口時(shí)產(chǎn)生的“二次煙塵”有0.35kg，占14%?！岸螣焿m”的產(chǎn)生量雖小，但其塵粒極細(xì)[3]，1μm以下塵粒占60%。出鐵場(chǎng)一次煙塵濃度在1.33mg/Nm3~4.82mg/Nm3，二次煙塵濃度在5.09mg/Nm3~9.692mg/Nm3，該煙塵微?？煞譃閮纱箢悾阂环N是高溫冶煉過程中由煙氣冷凝和化學(xué)反應(yīng)生成的，主要指煙塵中的固態(tài)金屬及金屬氧化物粒子，稱為一次微粒；一種是氣態(tài)污染物在大氣中通過化學(xué)反應(yīng)生成的，主要指煙塵中的氣態(tài)污染物，如CO、CO2、SO2等與金屬微粒在光化學(xué)作用下生產(chǎn)的鹽類，稱二次微粒。國(guó)際上微粒控制技術(shù)的發(fā)展指出，小于3μm以下的固態(tài)微粒，在大氣中處于擴(kuò)散狀態(tài)，可以停留很長(zhǎng)時(shí)間，能降低日照率，影響能見度。固體微粒對(duì)影響人體健康有很大的潛伏作用，因此要對(duì)出鐵場(chǎng)的“一次煙塵”和“二次煙塵”都進(jìn)行有效控制。

2 常規(guī)采取的控制措施

由于以前對(duì)“二次煙塵”捕集技術(shù)的發(fā)展比較落后和生產(chǎn)條件的限制，目前國(guó)內(nèi)大部分高爐出鐵場(chǎng)沒有設(shè)置“二次煙塵”捕集，或者只有簡(jiǎn)單的捕集措施，對(duì)高爐出鐵場(chǎng)“二次煙塵”治理效果一直不能令人滿意。自上個(gè)世紀(jì)80年代以來，國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)大型高爐鐵口煙塵捕集方式主要有三種：鐵口頂（側(cè)）吸式、鐵口密閉小室、鐵口強(qiáng)力抽風(fēng)式。

鐵口處盡可能的密封，利用風(fēng)口平臺(tái)和頂吸罩將鐵口上部封嚴(yán)，并在泥炮和開口機(jī)外面設(shè)圍擋，上部與風(fēng)口平臺(tái)連接，另一端與高爐殼體相連接，并做到盡量密閉。這樣在不影響高爐操作的情況下相對(duì)于高爐鐵口處形成一個(gè)半密閉的小室，進(jìn)而減小出鐵場(chǎng)側(cè)向風(fēng)對(duì)高爐鐵口處煙氣的影響，以保證高爐出鐵時(shí)鐵口處所產(chǎn)生的煙氣收集在密閉小室內(nèi)并通過頂吸罩進(jìn)入除塵系統(tǒng)，以保證散發(fā)到出鐵場(chǎng)內(nèi)的煙氣通過屋頂罩及管道吸入除塵系統(tǒng)，增加撇渣器除塵罩，側(cè)吸除塵罩，鐵溝，渣溝加蓋。

3 治理案例

天津某鋼鐵企業(yè)為降低出鐵場(chǎng)顆粒物無組織排放量，在2015年對(duì)其出鐵場(chǎng)進(jìn)行了環(huán)保治理改造。改造前情況如下：

改造前高爐出鐵平臺(tái)為半敞開式結(jié)構(gòu)，出鐵口設(shè)有頂部吸風(fēng)口，含塵煙氣經(jīng)吸風(fēng)后引至除塵器處理。鐵水溝上部罩半圓形鐵皮罩蓋進(jìn)行了簡(jiǎn)易封閉，鐵水經(jīng)鐵水溝入罐處采用密閉罩，并配套吸風(fēng)除塵系統(tǒng)。渣溝未進(jìn)行封閉。存在的主要問題：（1）高爐出鐵口雖設(shè)有頂部吸風(fēng)口，但煙氣捕集率相對(duì)偏低，致使出鐵口煙塵逸散較大。（2）鐵水溝封閉不嚴(yán)，部分半圓形鐵皮罩蓋缺失、局部缺損、開口，造成煙塵無組織排放。（3）渣溝未進(jìn)行封閉。（4）高爐出鐵平臺(tái)為半敞開式結(jié)構(gòu)，未有效封閉，煙塵無組織排放較嚴(yán)重。治理前現(xiàn)場(chǎng)情況見圖1~6。

圖1 出鐵場(chǎng)煙塵無組織排放嚴(yán)重

圖2 出鐵口頂部吸風(fēng)口及主鐵溝

圖3 鐵水溝進(jìn)行了簡(jiǎn)易封閉，但封閉不嚴(yán)

圖5 渣溝未封閉（一）

圖4 鐵水入罐工位采用密閉罩，但密閉不嚴(yán)

圖6 渣溝未封閉（二）

經(jīng)過改造，主要采取以下治理措施：（1）爐前鐵口采用鋼結(jié)構(gòu)房做到全封閉。并設(shè)置集氣罩與高爐除塵主管道連接，將煙塵導(dǎo)入除塵器。（2）爐前主、支、渣、殘鐵溝以前使用的鋼槽全部更換（鋼槽高、寬的尺寸作相應(yīng)的調(diào)整）；主、支、渣、殘鐵溝上部用鋼板封蓋，長(zhǎng)度約170m。（3）爐前10個(gè)罐位的除塵罩下延1.4m。

改造完成后，出鐵平臺(tái)原爐前鐵口設(shè)有頂部吸風(fēng)口，經(jīng)改造加裝鋼結(jié)構(gòu)圍擋后基本實(shí)現(xiàn)爐前鐵口密閉，提高了出鐵口的廢氣捕集效果，出鐵口無明顯煙塵逸散。

圖7 爐前鐵口利用彩鋼板進(jìn)行封閉

圖8 鐵溝、渣溝全密閉

4 治理后顆粒物無組織排放削減量計(jì)算（見表1）

表1 出鐵場(chǎng)顆粒物無組織排放削減量核算

5 結(jié)語

該企業(yè)通過治理，減少了顆粒物無組織排放量約822.39t，約噸鐵水0.88kg，取得了較明顯的效果。出鐵場(chǎng)工藝設(shè)備布置復(fù)雜,操作空間小。如何盡可能利用現(xiàn)有的工藝、結(jié)構(gòu)布置形式,在滿足除塵效果的前提下,保證出鐵場(chǎng)的美觀，將是下一步研發(fā)的主要方向。為滿足日益嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)，鋼鐵企業(yè)應(yīng)充分結(jié)合本公司的實(shí)際情況，選用適宜的方式進(jìn)行環(huán)保改造。

注：核算方法主要依據(jù)環(huán)監(jiān)[2014]27號(hào)文中附件1《鋼鐵企業(yè)大氣污染物排放量核算細(xì)則（試用）》

[1]鞏磊.高爐出鐵場(chǎng)煙塵治理技術(shù)在寧鋼的應(yīng)用[J].世界鋼鐵, 2014（6）.

[2]吳寶兵,孫楊楊.高爐出鐵口煙塵捕集[J].北方釩鈦,2009（3）.

[3]高昆.高爐出鐵場(chǎng)煙塵的治理[J].山西化工,2005（3）.

張余（1983—），女，重慶市，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：環(huán)境影響評(píng)價(jià)、上市環(huán)境保護(hù)核查、地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)劃制定等。