锐意自控|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

　　钢铁是工业的粮食，是人类使用多的金属材料，在社会生产生活的各个领域都有着广泛的应用，是*的战略性基础工业品。钢铁工业以铁、钢、钢材、工业纯铁和铁合金为主要产品，是一个国家的重工业基础，也是衡量一个国家综合国力和工业化水平的重要因素。我国是当之无愧的钢铁大国，粗钢产量常年位居世界。

　　钢铁工业中涉及到一系列工序，每道工序都会派出各种各样的残料和废物。按污染物状态可分为固态、液态、气态。其中固态的有尘泥、高炉渣、转炉渣、氧化铁皮与耐火材料等；液态的有SS、油、氨氮、酚、氰等有毒有害物质；气态的有CO2、NOx、H2S、CO以及VOC与烟尘等颗粒物。

钢铁企业生产流程图

　　一、钢铁生产中的污染物排放

　　1、 原料系统

　　在卸料、贮料以及运输过程中会产生粉尘。

　　2、烧结、造球系统

　　将细粒或粉状的铁矿通过反应变成块状物料。其中烧结是指铁粉矿等含铁原料加入熔剂和固体燃料，按要求的比例配合，加水混合制粒后，平铺在烧结机台车上，经点火抽风，使其燃料燃烧，烧结料部分熔化粘结成块状。球团是指铁精矿等原料与适量的膨润土均匀混合后，通过造球机造出生球，然后高温焙烧，使球氧化固结的过程。

　　烧结过程的污染物排放主要来自于原料装卸作业和炉箅上的燃烧反应。后一来源的燃烧气体含有直接由炉箅产生的粉尘以及其他燃烧产物，如CO、CO2、SOx、NOx和颗粒物。其他排放物包括由碳屑、含油轧制铁鳞中的挥发物生成的挥发性有机物质、在噪声条件下由有机物生成的二噁英、从所有原料中挥发出的金属（包括放射性同位素），以及由所用原料的卤化成分生成的酸蒸汽。造球过程排放物与烧结过程基本相同。烧结及造球过程中次要的排放物为二氧芑、Pb、Cd、放射性同位素、VOC、碳氢化合物、PM10、HCl、HF等。

　　3、炼焦系统

　　炼焦煤按生产工艺和产品要求配比后，装入隔绝空气的密闭炼焦炉内，经高、中、低温干馏转化为焦炭、焦炉煤气和化学产品，其中焦炭将作为铁矿石炼铁的还原剂。在炼焦系统中会产生废气废水、颗粒物等污染物。

　　炼焦系统中次要的排放物为多环芳烃（PAH、苯、PM10、H2S、甲烷）。有关废水成分为悬浮固体、油、cyanide、酚、氨等。

　　4、高炉系统

　　高炉系统运行过程中产生的排放物主要是氧化铁的颗粒物，主要固体副产品是高炉渣，废水主要来源于气体净化和炉渣处理工序。

　　高炉系统中次要的排放物为PM10、H2S，有关废水成分为悬浮固体、油等。

　　5、氧气顶吹炼钢

　　氧气顶吹炼钢的主要废气和粉尘的排放来自吹氧过程的BOF炉口，气体排放物主要是CO，通过炉内进一步氧化会产生一些CO2。粉尘以氧化钙、氧化铁为主，可能含有废钢铁带入的重金属、锌类元素以及渣和石灰的颗粒。

　　氧气顶吹炼钢工序中次要的排放物为PM10、锌，有关废水成分为悬浮固体、油等。

　　6、电炉炼钢

　　电炉炼钢的主要排放物为粉尘和废气。粉尘排放物主要由氧化铁和其他金属（包括锌和铅）所组成，他们是从镀层钢或合金钢经冶炼而挥发出来的。或因废钢加料时混入有色金属碎片而产生的；废气主要是因通过渣门、电极孔、炉壁和炉顶之间等进入炉内的空气以及废钢代入的矿物燃料和有机化合物经燃烧产生的气体。

　　电炉炼钢中次要的排放物有金属（Zn、Pb、Hg、Ni、Cr）、二氧芑、VOC、PM10，有关废水成分为悬浮固体、油等。

　　7、热轧

　　热轧阶段的排放物包括来自加热炉和均热炉的燃烧产物（如CO、CO2、SO2、NOx、颗粒物），它们取决于燃料类型和燃烧条件，还包括来自轧制和润滑油的挥发性有机物。还会产生被铁鳞和油所污染的污水。而该过程产生的固体废物包括铁鳞皮和切余料。

　　热轧阶段中次要的排放物为VOC，废水成分为悬浮固体、油等。

　　8、酸洗、冷轧、退火与回火

　　这一工序产生的排放物包括来自退火炉和回火炉的燃烧产物，轧钢油产生的VOCs和油雾以及酸洗过程产生的酸性气溶胶；废水可能是含有冷轧过程的悬浮固体和油乳化液以及来自酸洗过程的酸性废物；固体废物包括切余料、酸洗污泥、酸再生污泥和废水处理装置的氢氧化物污泥。

　　这一工序中次要排放物为VOCs、酸性气溶胶、油烟、油雾，有关废水成分为悬浮固体、油、溶解金属等。

　　9、涂镀

　　涂镀工序的排放物包括VOCs、金属烟雾、酸性气溶胶、颗粒物、燃烧产物和气体等。

　　涂镀工序中次要的排放物为金属Zn、Ni、Cr、VOC，有关废水的成分为SS、油、金属等。

　　二、排放标准

表1、烧结、造球系统污染物排放标准

表2、炼铁系统污染物排放标准

表3、炼钢系统污染物排放标准

表4、轧钢系统污染物排放标准

　　三、结语

　　通过以上介绍可知，钢铁行业的污染物主要来源于原料、燃料的运输、装卸及加工；各个制造阶段的窑炉在生产过程中产生大量的含尘及有害气体；生产工艺过程中化学反应排放的废气，如冶炼、烧焦、化工产品和钢材酸洗过程等。钢铁企业应同步实施大气污染治理并进行专业化的管理，在治理污染的同时确保工艺设备的运行效率和运行效果，实现突出的社会效益、经济效益和环境效益。

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