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1二英防治
二英是多種多氯代二苯并二英和多氯代二苯并呋喃物質的總稱,它是電爐煉鋼過程中產生的最為有害的污染物,特別是在主要使用外購廢鋼(含有大量有機物和氯化物成分)作原料的電爐煉鋼廠,二英排放問題更為突出。二英的毒性很大,是砒霜的900倍,有“世紀之毒”之稱,國際癌癥研究中心已將其列為人類一級致癌物。電爐煉鋼過程中,在氧氣不足情況下,就會生成二英的前驅物,這些前驅物與廢鋼中的氯化物反應,生成二英。電爐爐膛溫度一般在1400℃以上,二英在850℃就會完全分解,所以在電爐排煙口的二英含量很低。雖然二英在高溫下能夠裂解,但在當廢氣溫度降到200℃~600℃范圍時,煙氣中的有機成分能夠與氯化物發生反應再次生成二英,在250℃~400℃之間二英再合成速度最快。為了削弱二英再生成及排放,90t電爐主要采用2個方面的措施:1)延長廢氣在850℃以上高溫的停留時間,使二英最大程度上熱裂解。電爐燃燒室內溫度在1000℃以上,廢氣流中含有大量CO,與從水冷滑套(電爐第四孔與水冷管道連接的水冷裝置,用于調節縫隙與混入的空氣量)引入的空氣接觸后充分燃燒,電爐冶煉過程廢氣中二英在高溫下裂解。2)加速廢氣冷卻,防止這些化合物再合成。在燃燒區后,水冷煙道將廢氣降溫到600℃,然后在自然風冷卻器中迅速進一步冷卻到200℃以下,基本消除有機合成二英的時間,進一步的去除二英的產生與排放。
2噪聲治理方面
電爐的主要噪聲分兩部分,即電爐化鋼噪聲和除塵風機運行噪聲。電爐化鋼噪聲是利用電極放電對物料熔化和冶煉,電極放電與自然界雷電機理類似,放電時產生強弧光、高溫和高強度噪聲,聲級值高達120dB以上;風機運行的噪聲在85dB~90dB。針對電爐的噪聲特點,電爐全密閉鋼結構“狗窩”的厚墻內部全部填滿阻燃的吸聲材料,狗窩的連接處設“迷宮”咬合,以實現更好的密封及隔音效果。電爐生產過程產生的噪聲能夠有效的被該吸聲墻吸收,狗窩外的噪聲能夠降低15dB,由于電爐冶煉噪聲具有高頻特性,其受電爐車間對噪聲屏蔽和傳輸消減后,車間外的噪聲能夠降低到75dB以下,在廠界處基本無影響。電爐除塵風機系統產生的噪聲在85dB~90dB,對其風機設隔聲房,并對風機及噪聲較大的管道、煙囪包扎200mm的巖棉板隔聲材料,有效的降低了噪聲傳輸,在風機旁的噪聲能夠降低到78dB左右,廠界噪聲能夠滿足《工業廠界噪聲標準》Ⅲ類標準。
3固廢處置與綜合利用方面
1)除塵灰綜合利用。電爐除塵收集的除塵灰由刮板機、斗提機從除塵器的各分灰倉運送至主灰倉,主灰倉底部連接圓盤造球機。圓盤造球機是傾斜的帶有周邊鋼質圓盤,圓盤繞中心軸旋轉,除塵灰由圓盤上部進入,同時在圓盤上部噴一定量的水(一般為除塵灰重量的10%左右),在旋轉過程中,細粒物料散在潮濕的母球表面,不斷的碰撞、粘合,從而使母球長大,形成20mm~40mm成球沿盤底滾落。成球后的除塵灰可以用非密封的罐車拉運,拉運過程杜絕了流撒和揚塵,有效的保護了除塵器卸灰區域和拉運路程的環境。通過造球后的除塵灰送至太鋼富氧豎爐煉鋼綜合利用,充分利用其中的鎳、鉻、鐵等元素,并減少了廢棄物外排。2)鋼渣綜合利用。電爐冶煉廢渣通過渣鍋運至太鋼渣場進行初步分選處理:炙熱的鋼渣采用熱悶工藝將其降溫,使鋼與鋼渣充分分離,經篩分、棒磨、磁選、除鐵等工藝將鋼渣中的鐵元素進行分離提取渣鋼。提取后的渣鋼在太鋼富氧豎爐煉鋼綜合利用,尾渣送至太鋼哈斯科科技公司,進一步提取鐵元素后生產鋼渣肥料、水泥熟料摻合料、鋼渣路基、鋼渣超細粉。由于鋼渣中富含的硅、鈣、鎂離子,能夠與紅土壤中大量積聚的鐵、鋁離子和鹽堿地中大量積聚的鈉離子發生轉換反應,形成無害化合物。利用鋼渣生產肥料具有防治土壤酸化、沙化和鹽堿化功能;能夠打破土壤板結、有效改善土壤團粒結構等理化指標;降低土壤容重,提高土壤透氣性和滲透性、增強土壤保水保肥能力,調節土壤酸堿度。
4節能方面
90t電爐除在冶煉過程采用了爐壁燒嘴、節能變壓器等節能措施,在除塵設施風機運行中合理調配風機輸出轉速(增壓風機為變頻調速,主風機為偶合器根據電爐工況調速),達到了良好的節能效果:煉鋼過程第四孔增壓風機在50Hz運行,加料、出鋼、準備、維修狀態第四孔增壓風機在最低速(12.5Hz)運轉。主風機的輸出轉速根據冶煉的熔化期、精煉期、準備及出鋼由液力偶合器進行調節,煙氣量大時高速運轉,煙氣量小時低速運轉。風機的調速運行使電爐產生煙氣量少時降低電機電流,節約除塵電耗。90t電爐經不斷的改進與完善,已成為了世界一流節能環保設施,但由于車間布置、配套工藝等條件限制,在生產工藝中還存在一些改進的潛力,如:1)盡管電爐除塵排放濃度很低,遠低于國家排放濃度標準的20mg/Nm3,但其排放的顆粒物中有70%以上為PM2.5,在目前大氣環境PM2.5濃度較高造成霧霾天氣嚴重的情況下,如何降低PM2.5的排放,進一步履行社會責任成為了新的發展方向;2)目前生產工藝中還未配備除塵一次煙氣余熱回收系統,未能夠替代自然風冷器,部分余熱資源存在一些浪費現象;3)目前電爐裝料采用兩罐廢鋼的形式進行裝料,第二罐廢鋼料裝料過程中存在熱量散失明顯,且裝料過程造成電爐冶煉時間浪費和輔助設施運行耗能。針對這些問題,我們正在研究對電爐除塵的濾袋系統進行改進,更換更加致密的覆膜濾袋,并對電爐一次煙氣余熱和一罐料裝料技術進行研究、改造,使電爐生產過程的節能環保措施更加完美。
作者:曲朝峰單位:太原鋼鐵(集團)有限公司