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首钢股份迁钢公司全流程超低排放术应用实践

发布时间:2020-06-05 15:15:39

2019年,国家生态环境部等五部委联合下发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》,对钢铁行业实现超低排放提出了明确的标准和时限。首钢股份公司迁安钢铁公司(以下简称“首钢迁钢”)作为特大型钢铁企业,紧跟国家政策导向,超前谋划、积极探索、广泛调研、精细组织,坚持应用先进治理技术,对全工序、全流程实施统一系统治理,成为国内首家实现全流程超低排放治理的钢铁企业。形成一系列可复制、可推广的治理技术,为同行业有序实施超低排放改造提供借鉴,为打好污染防治攻坚战、强化生态文明建设做出积极贡献。

一、有组织排放重点治理技术介绍

(一)高炉煤气一体化控硫技术

炼铁热风炉、轧钢加热炉、燃气锅炉等高炉煤气下游用户排放的so2仅次于烧结球团和焦化工序的排放量,高炉煤气高效脱硫成为实现二氧化硫超低排放的重要因素。

首钢迁钢应用源头控硫和喷碱控硫协同推进方式,采用严格的原燃料质量管控措施,严格限制入厂原燃料硫份,减少生产过程带入有害硫份,保证热风炉燃烧高炉煤气后so2排放满足超低排放标准要求。2019年8月超低排放评估监测期间,国家监测总站对公司所有高炉煤气下游用户排口取样检测,3座热风炉、4台加热炉、3台ccpp及背压发电的排放均满足超低排放要求。

(二)烧结和球团焙烧烟气治理技术

烧结(球团)污染物排放量占钢铁行业总排放量的60%以上,是钢铁行业实施超低排放改造的重点。

首钢迁钢通过充分论证、比较各种技术方案,结合烧结、球团工艺特点和污染物排放实情,采用升级改造原密相塔脱硫系统,并新建scr脱硝工艺对球团一系列和2号烧结机实施超低排放改造,采用国际先进的第二代逆流式活性炭脱硫脱硝(cscr)工艺对球团二系列和1号烧结系统实施超低排放改造。同时,开展了烧结球团半干法脱硫提效技术、烧结球团scr高效脱硝精准控制技术、以及烧结球团活性焦脱硫脱硝优化技术的研究和成功应用与实践。

在对球团烟气特性充分研究基础上,提出球团中低温scr脱硝技术路线,通过流体仿真研究脱硝装置内热流耦合流动规律、氨空混合分布规律,提出优化方案,形成成套控制技术,应用后出口烟气完全满足超低排放的要求。针对烧结活性焦脱硫脱硝投产以来无法稳定达标的问题,开展活性焦脱硫脱硝优化技术。在脱硫脱硝工艺精细运维和活性焦精料控制两方面开展研究,包括低硫煤低硫矿配加、烧结烟气温度提升、活性焦循环能力增大等技术实施后,颗粒物排放指标优于超低排放要求。

(三)颗粒物超低排放治理技术

随着颗粒物排放限值的加严,现有布袋除尘器无法满足超低排放要求。通过对各排放源特性的系统分析,成功应用og除尘与湿式电除尘相结合的转炉一次烟气净化技术、以及滤料替换、高效滤筒应用、增加布袋长度和微正压清灰等多种技术相结合的布袋除尘器超低排放改造工艺。防爆圆筒型湿式电除尘器嵌入转炉og湿法除尘系统工艺应用后,一炼钢3座转炉一次除尘颗粒物排放浓度稳定在7.0mg/m3至8.2mg/m3之间,远低于超低排放标准要求。通过采用超细纤维梯度复合滤料替代普通滤料、更换高效滤筒、微正压清灰除尘技术以及扩容改造加长除尘布袋等新工艺、新技术,实现了所有布袋除尘器外排颗粒物的稳定达标。

二、无组织超低排放治理技术

无组织排放治理是钢铁企业超低排放的共性难题,主要存在于物料存储、物料输送和生产过程。具有源头分散、数量众多、随机排放等特点。通过对物料存储区、物料输送区、生产过程中无组织排放粉尘产尘原因、扩散规律的系统研究,建立无组织排放源清单;通过数据分析,现场逐一踏勘,对不满足超低排放的提出治理方案和控制措施。

一是建立物料储存源清单并开展超低排放治理。对所有物料的储存设施建立清单,明确储存面积、封闭方式、存放物料种类、堆取料作业方式、治理和监测监控设施、主要出入口数量及配套车辆清洗装置情况等。对厂区17个原料厂全部进行封闭改造,每个料棚内配置雾炮等抑尘设施。特别是建设20个总贮存量达14万吨的烧结矿筒仓,彻底解决物料在堆取或二次装卸过程中的无组织排放。

二是建立物料输送源清单并实施超低排放改造。从物料输送全过程建立无组织排放点清单,列出各排放源对应的生产工艺装备环节、污染治理设施和监控设施,注明治理设施主要性能参数及监控设施安装位置等。共梳理无组织物料输送污染源点2059项,其中粉状物料输送点95项,块状或粘湿物料输送产尘点1964项。

三是建立生产工艺过程源清单并实施超低排放管控。以生产工序分类,明确各无组织排放源的治理设施和监控设施,注明主要性能参数和监控设施安装位置等。列入生产工艺过程源清单的无组织污染源点187个,均采取密闭并配备除尘装置的方式。高炉出铁场平台实现半封闭,铁沟、渣沟加盖封闭;炼钢厂房实现封闭改造设有屋顶罩;废钢切割环节、轧钢涂层机组均实施封闭并配备集尘罩和废气收集处理设施。

四是建设无组织排放管控治一体化智能平台。针对无组织排放源多且缺乏实时监测、治理信息不完善等问题,提出了无组织排放管控治一体化系统技术思路。对物料存储区产尘源采用鹰眼图像智能识别技术及时精准驱动超细雾炮、双流体干雾等抑尘技术装备;对物料输送区采用生物纳膜技术实现输送过程中无组织排放的源头抑制;对厂区道路环境管控采用清洁车辆优化调度;利用大数据和物联网技术实现全厂无组织排放智能联动精准管控。

三、提高清洁运输比例满足超低排放要求

迁安地区铁路线全长208.87公里,其中正线里程38公里。首钢迁钢专用线内各存储点位及产成品库均具备火运直达条件,经与唐山货运中心、天津车辆段等单位协调,充分利用自有机车和翻车机、挖掘机、卸车机等装卸设备优势,优化组织调度方式,提升卸车作业效率,确保火运装卸及车流到发顺畅,通过挖潜提效,铁路运输能力提升到700车/天。

通过实现全流程超低排放,首钢迁钢大气污染物排放绩效指标达到国际领先水平,为我国钢铁行业全面提升绿色发展能力探索了新的途径,为钢铁行业推进超低排放改造树立了典范。特别是在有组织排放控制、无组织管控及清洁运输三方面关键技术的应用,为我国钢铁行业超低排放改造的顺利推进,提供了科学、可靠的技术支撑。


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