钢铁行业课件.ppt
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1、,钢铁生产与环境保护,日照钢铁有限公司环保部2012年,1,PPT课件,中国钢铁工业现状,1,日钢现有生产工艺及主要产污环节,2,日钢主要污染源、污染物治理措施,3,日照钢铁环保工作简介,4,2,PPT课件,中国钢铁工业现状,3,PPT课件,中国钢铁产业的现状,作为耗能大户、资源消耗大户的钢铁工业,除需要消耗高品位铁矿石外,还需要消耗大量的辅助材料煤、焦炭、水、电及熔剂等。钢铁行业更是污染物排放大户,废气、废水、废渣排放量占全国总排放量的14,是个地道的大污染行业。在生产中,产生大量的废渣留在国内,我国钢铁工业年排废渣高达5亿吨左右,占全国总排放量的14,出口产品近5300万吨,在生产过程中废
2、渣排放量占全国总排放量2.4%。全国钢铁工业每年氟化物气体排放量约250万吨以上,而出口产品部分,留在国内大气中的氟化物约占1/10。,4,PPT课件,中国钢铁产业的现状,另一个严重的问题是:“高能耗、高污染、争抢资源”的小钢铁厂一直得不到有效的约束和遏制,走入一个“产能扩大-产量增加-低价出口-遭遇制裁”的产业循环怪圈。从我国的资源情况来看,我们没有条件和能力为国际市场大量提供钢铁产品,我们也不应当成为世界钢铁产品的制造基地,更不应该以牺牲环保、能源和资源为代价,换取他国对钢铁产品的需要。我国的钢铁工业不能一方面大量进口原料,另一方面大量出口初级产品,这样的产业格局如果继续下去,必将对我国钢
3、铁工业的健康发展造成巨大伤害。,5,PPT课件,21世纪,环境问题将成为决定钢铁工业能否生存的仅次于成本的第二因素,钢铁工业对环境的影响已成为约束其发展的最主要原因之一。 节约能源,减少温室气体排放;发展低碳冶金技术;发展高强、高品质钢,做到用材减量化;积极推进中国电炉钢的发展, 实现“高效、清洁、省能”,为中国钢铁工业可持续发展注入无穷活力。,6,PPT课件,钢铁工业发展的巨大贡献,钢铁工业实现由大到强转变奠定了坚实基础的五年,“十一五”时期,钢铁工业为国民经济发展做出贡献最大的五年,钢铁工业发展最快、结构调整成效显著的五年,钢铁工业有力地支撑了国民经济快速发展,钢材品种质量明显改善,基本满
4、足了经济发展和产业结构调整的需要,工艺技术装备水平显著提升,为实现钢铁工业由大到强转变奠定了坚实基础,自主创新能力不断提升,技术创新体系逐步完善,节能减排工作取得显著进步,环境质量明显提升,产业集中度不断提高,产业布局初步优化,体制机制改革不断深化,现代化企业制度逐步完善,国际化意识不断增强,国际合作领域逐步扩大,7,PPT课件,钢铁工业发展重点解决的问题,钢铁工业取得巨大成就的同时,也是新矛盾、新问题不断出现,资源、环境等瓶颈制约和企业利润率下降问题突出的五年,“十一五”时期,市场竞争加剧,企业盈利能力下降,自主创新水平不高,创新环境有待改善,转变生产发展方式已成为钢铁企业面对的急迫问题,中
5、小钢铁企业如何发展已成为钢铁工业必须解决的问题,节能减排、低碳发展越来越成为钢铁企业生存发展的关键问题,产业布局优化已成为钢铁工业发展的重要战略问题,国内原料资源保障程度低,对外依存度高,信息化带动钢铁产业转型升级的深度融合仍有差距,8,PPT课件,节能减排,促进钢铁企业转变发展方式,2020年单位GDP排放CO2 比2005年减少40%-45%,国家相继颁布了强制性的粗钢、焦炭、铁合金、炭素单位产品能源消耗限额标准。,污染物排放标准与环境容量限制。,钢铁工业发展,钢铁工业必须转变发展方式,节能减排,9,PPT课件,节能减排,促进钢铁企业转变发展方式,以“铁焦烧”工序为中心,大力推行“精料方针
6、”:降低原燃料灰分、硫分,提高入炉矿品位等措施,可能增加采购成本,但有利于节能减排,仍可降低制造成本,新技术,系统集成优化已有技术:集成高炉、转炉煤气净化及余热综合利用技术系统集成烧结工序节能减排技术集成冶金渣处理利用与过程中余热利用技术加快研发与推广应用新型节能减排技术措施:焦化煤调湿技术降低烧结漏风率技术烧结余热发电技术高炉脱湿鼓风技术高炉喷吹焦炉煤气技术转炉余热蒸汽和轧钢加热炉余热蒸汽综合利用,循环.效率,进一步提高二次能源和资源循环利用效率:与供热企业合作,扩大余热利用范围利用高炉或焦炉消纳社会废塑料等,发挥钢铁企业的社会功能与电力企业合作,开展“共同火力”发电副产煤气的资源化高效利用
7、与建材企业合作,提高冶金渣利用附加值系统集成脱盐、城市污水利用、深度处理回用综合水利用技术,发挥钢铁企业的城市功能,精料,深化节能减排,加大淘汰落后力度,通过结构节能、技术节能、管理节能,实现节能减排目标,装备升级,源头治理,淘汰落后,二次能源回收利用,提高能源效率,10,PPT课件,节能减排,促进钢铁企业转变发展方式,研发低碳生产技术,制订钢铁工业低碳技术路线图研究提出符合我国国情的钢铁低碳生产技术重点,尽早开展研发,占领未来低碳技术制高点。,提高废钢等资源利用率,降低铁钢比在新的低碳技术未开发应用前,最有效的减排手段就是降低铁/钢比,即在生产过程中多吃废钢(废钢不作为含碳载体进入碳平衡),
8、以降低铁前工艺的大量能源和资源消耗、碳排放及各类污染物排放。钢铁企业要高度重视废钢资源的掌控。企业应积极参与对社会废钢铁、废塑料、废轮胎及废旧汽车、家电、船舶等各种废旧物资回收利用,建立废钢铁回收系统。,研究利用清洁能源和新型钢铁工艺技术高能质燃料基本都是清洁能源,如天然气(含LNG)、液化石油汽、焦炉煤气、电力等,做燃料用量少,碳税也缴得少。建议钢铁企业加大研究清洁能源利用力度,如氢冶金、纯氧高炉冶炼等新技术。研究基于非高炉炼铁的钢铁新工艺的应用,如:基于FINEX的转炉-轧钢“短流程”、“一包到底”新型钢铁工艺流程等。,应对碳减排,大力提高能源利用效率通过降低各工序能耗,进一步降低能源消耗
9、强度,实现减少CO2排放。,努力实现绿色制造和循环经济成为钢铁产业发展的主流,11,PPT课件,12,PPT课件,未来的中国钢铁产业,世界是相同的,不同的是掌控它的方法;时间是相同的,不同的是使用它的效率;资源是相同的,不同的是我们更善于整合;所以,我们才能翻手为云,覆指为雨。,我们相信,通过努力,“十二五”以后的十年间,把钢铁工业发展成资源节约、环境友好、可持续发展、创新能力强、经济效益好,具有较强国际竞争力的现代化钢铁产业。,13,PPT课件,日钢现有生产工艺及主要产污环节,14,PPT课件,钢铁生产流程图,日钢生产流程图,15,PPT课件,转炉长流程工艺流程演示,16,PPT课件,原料场
10、工艺流程及产污环节示意图,粉尘、特别是扬尘等无组织排放,17,PPT课件,原料场与堆取料机,18,PPT课件,钢铁生产流程图,烧结工序生产流程,将各种粉状含铁原料,按要求配入一定数量的燃料和熔剂,均匀混合制粒后布到烧结台车上点火,引燃烧结料中的固体燃料,开始抽风烧结;在高温下,混合料中部分易熔物质发生软化、熔化,将矿粉颗粒粘结成块。这个过程就称为烧结,所得的块矿称之为烧结矿。,19,PPT课件,烧结是高炉炼铁的配套工序,可以把铁精矿焙烧结成块状。高炉炼铁冶炼过程中,为了保证料柱的透气性良好,要求炉料粒度均匀、粉末少,机械强度高,铁精矿必须经过烧结成块才能进入高炉。为了降低高炉焦比,要求炉料含铁
11、品位高、有害杂质少,且具有自熔性和良好的还原性能。采用烧结方法后,上述要求几乎全部达到。含碳酸盐和结晶水较多的矿石,经过破碎进行烧结,可以除去挥发份而使铁富集。某些难还原的矿石,或还原期间容易破碎或体积膨胀的矿石,经过烧结可以变成还原性良好和热稳定性高的炉料。通过烧结过程,可以将如高炉炉尘、转炉炉尘、轧钢皮、污泥等固体废弃物回收利用,使其变废为宝,降低生产成本,实现循环经济。,烧结的目的和意义,20,PPT课件,转炉长流程工艺流程演示,21,PPT课件,烧结台车,22,PPT课件,烧结工艺流程及产污环节示意图,23,PPT课件,烧结工序污染源污染物,烧结工序的污染主要来自废气:烧结机头烟气成分
12、复杂,主要含尘和SO2,还含有 SO3、NOX、二噁英、HCl、HF、重金属等多种污染物; 烧结机尾烟气、供配料系统、筛分整粒系统产生的污染物以烟粉尘为主。 排水:生产设备间接冷却水系统的强制排污水,水质良好,通常都串接使用,或回用于烧结混料,不外排。 固体废弃物:除尘系统收集的除尘灰,作为含铁原料回用于烧结生产。 因此,烧结工序最主要的污染物除了各产尘点产生的烟粉尘,就是烧结机头烟气中的二氧化硫。,24,PPT课件,烧结烟气中SO2的产生机理,烧结的硫主要来自铁矿石,少量来自燃料和熔剂,一般以FeS2、FeS或者有机硫的形式存在。烧结生产过程中,原料、燃料中约有8090%的硫经过氧化、分解等
13、化学反应随烟气以SO2的形式排出,其余的硫残留在烧结矿中。,25,PPT课件,随着烧结反应的进行,产生的二氧化硫也逐渐增加,接近烧结完成末期,烧结烟气中的二氧化硫又逐步下降。,SO2浓度(mg/Nm3),烧结过程,300,二氧化硫浓度分布情况,26,PPT课件,烧结原辅料、燃料的含硫情况,铁精矿:单耗700-850kg/t烧结矿;进口铁精矿的含硫率一般在0.01-0.04%,国产铁精矿的含硫率一般在0.1-0.7%,低于0.1%的比例较少。,含铁杂料(氧化铁皮、除尘灰、污泥等):单耗20-25kg/t烧结矿;含硫率一般在0.02%左右。,熔剂(石灰石、白云石、生石灰):单耗130-170kg/
14、t烧结矿;含硫率一般在0.02-0.04%。,固体燃料(煤粉、焦粉):单耗40-50kg/t烧结矿;含硫率一般在0.5-0.75%之间。,27,PPT课件,与烧结矿一样,球团也是人造块矿的一种。把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少量添加剂混合后,在加水润湿的条件下,通过造球机滚动成球,再经过干燥焙烧,固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。球团生产一般包括原料准备、配料、混合、造球、干燥和焙烧、冷却、成品和返矿处理等工序。 球团主要生产工艺有竖炉、带式焙烧机和链箅机-回转窑三种,日钢采用为国内应用最广泛、技术最成熟的链箅机-回转窑工艺。采用球团工艺的原因:由于天然富矿日趋减少,为提高矿石品
15、位,铁矿石经细磨、选矿后的铁精矿粉粒度过细,不利于烧结抽风;球团生产能耗低于烧结。,球团,28,PPT课件,链篦机回转窑生产线,29,PPT课件,球团生产工艺流程,生产球团用的铁精粉和膨润土进厂储存于精粉料场和膨润土仓库,使用时,精粉由轮式装载机装入精粉矿仓,膨润土由人工加入膨润土矿仓,按合理配比配料,配合料经圆筒烘干机烘干混均后,由胶带机输送至润磨机进行混均和再磨,混均后的混合料再由胶带机输送至造球室缓冲料仓,皮带机给入圆盘造球机造球,生球经圆辊筛筛分,不合格的生球筛除,返回造球室混合料仓重新造球。合格生球均匀布至链篦机篦床上,经干燥、预热后,预热球经过铲料板、溜槽进入回转窑,氧化焙烧后的球
16、团矿卸入环冷机鼓风冷却,冷却后的成品球经胶带机输送至成品仓(或者成品料场),由汽车运至高炉料场。,30,PPT课件,球团工艺流程及产污环节示意图,31,PPT课件,炼铁是将金属铁从烧结矿、球团矿和天然块矿等含铁矿物(主要为铁的氧化物)中还原出来的工艺过程。焦炭是最主要的还原剂,同时可以向高炉中喷吹一定量的煤粉替代焦炭,降低成本。除此之外,还需添加一定量的石灰石、生石灰等熔剂和造渣剂。 炼铁的主体设备:高炉,以炉腔的容积定义高炉的规格,从几百到几千立方米不等。高炉(blast furnace )通过向高炉下部的风口鼓入预热的热空气,而提供热空气的装置就叫热风炉。,炼铁,32,PPT课件,转炉长流
17、程工艺流程演示,33,PPT课件,34,PPT课件,含SO2烟气,噪声,粉尘,烟尘,荒煤气,剩余煤气送煤气柜,铁矿石,烧结矿,焦 炭,石灰石,辅 料,上料系统,炉顶布料,热风炉,鼓风机,除尘系统,铸铁机,循环水系统,新INBA法水冲渣,水淬渣,净循环水,炉体冷却水,送炼钢,水处理设施,浊循环水,高炉渣,冲渣水,污泥,铁水,铁块,煤粉制备,煤粉,尘、噪声,烟尘、噪声,高炉,高炉炼铁工艺流程及产污环节示意图,35,PPT课件,高炉煤气含有25%左右的CO,是钢铁企业重要的二次能源之一,在进行回收利用前,需要对其进行净化。高炉煤气中初始含尘浓度5g/m3以上,两种净化工艺:干法除尘、湿法除尘。湿法除
18、尘:洗涤塔加文氏管形式,或者双文形式,洗涤后的污水汇集后经水处理系统处理后循环使用。湿法除尘工艺的缺点:(1)运行中需要大量的水;(2)污水含有有害物质,污染环境;(3)炉顶煤气由200250通过喷水降至3555,二次能源浪费。因此,钢铁企业鼓励推广高炉煤气干法除尘工艺,“三干”之一,采用重力除尘器+袋式除尘器。,高炉煤气净化,36,PPT课件,炼钢是提纯、调质过程,将铁水中的C、P、S等杂质去处,同时根据产品的需求,添加一定量的合金元素,改变钢水的性能。两种常见炼钢流程:转炉炼钢、电炉炼钢。 转炉、电炉的规格从几十吨到几百吨不等。,炼钢,37,PPT课件,转炉长流程工艺流程演示,38,PPT
19、课件,39,PPT课件,炼钢、精炼工艺流程及产污环节示意图,40,PPT课件,转炉煤气含有60%左右的CO,是钢铁企业重要的二次能源之一。转炉煤气中初始含尘浓度5g/m3以上,两种净化工艺:干法除尘(LT法)、湿法除尘(OG法)。湿法除尘工艺的缺点:(1)运行中需要大量的水;(2)污水含有有害物质,污染环境。因此,钢铁企业鼓励推广转炉煤气干法除尘工艺,“三干”之一,采用电除尘器,但由于OG法工艺成熟,目前大多数转炉煤气净化仍采用OG湿法工艺。,转炉煤气净化,41,PPT课件,OG法回收装置,42,PPT课件,连铸工艺流程及产污环节示意图,43,PPT课件,转炉长流程工艺流程演示,44,PPT课
20、件,噪声,保温坑热装,连 铸 板 坯,步进梁式加热炉加热,直接热装,冷装,高压水除鳞,粗轧机轧制,切头飞剪切头、尾,高压水除鳞,精轧机轧制,层流冷却,卷取机卷取,打捆、称重、喷印,热轧带钢,SO2烟气,含油及SS废水噪声,噪声,含油及SS废水噪声,热轧带钢工艺流程及产污环节示意图,45,PPT课件,转炉长流程工艺流程演示,46,PPT课件,活性石灰工艺流程及产污环节示意图,47,PPT课件,主要污染源、污染物治理措施,48,PPT课件,钢铁生产主要污染情况总结,钢铁工业开发的主要对象是多种黑色金属和非金属矿物。冶炼加工过程中,消耗大量的矿石、燃料和其他辅助原料,每生产1吨钢需要消耗67吨物料,
21、这些物料中的80%均转化为废物,这些废物以废气、废水、固体废弃物的形式对周边环境造成影响。,49,PPT课件,钢铁生产主要污染情况总结,第一类是生产工艺过程中排放的废气:如冶炼和钢材轧制过程中产生的烟尘、SO2和其他有害气体,废气,第二类是燃料在炉窑中燃烧产生含尘和SO2的烟气,第三类是原燃料、成品在运输、装卸和加工时中产生的粉尘,除此之外,钢铁企业还是CO2温室气体排放大户,50,PPT课件,钢铁生产主要污染情况总结,废气排放量大,污染面广,废气的特点,烟气阵发性强,无组织排放多,危害性较强,废气具有回收价值,51,PPT课件,钢铁生产主要污染情况总结,一直以来,钢铁企业废气的治理主要集中在
22、除尘,废气的治理,近年来,烧结烟气脱硫工作正全面实施,NOx浓度较低,源头广,治理经济性较差,难度大,特征污染物逐渐引起关注,52,PPT课件,钢铁生产主要污染情况总结,第一类是生产工艺过程中冷却、冲洗等净循环水系统、浊循环水系统的排污水,主要含有悬浮物和石油类,废水,第二类是炼焦及焦炉煤气净化过程中产生的酚、氰废水,第三类是冷轧工序产生含酸、碱、油、乳化液的废水,除此之外,高炉煤气、转炉煤气湿法洗涤产生的含悬浮物的废水,53,PPT课件,钢铁生产主要污染情况总结,生产工艺复杂,冶炼过程中冷却和冲洗需要大量用水,废水的特点,废水排放口分布较广,焦化酚氰废水治理难度较大,54,PPT课件,钢铁生
23、产主要污染情况总结,高炉水渣、钢渣等冶炼渣,固体废弃物,各除尘系统收集的尘泥,固废的特点,产生量巨大,大部分废弃物具有回收价值,55,PPT课件,原料场污染治理措施,原料场最主要的污染物:粉尘,特别是扬尘等无组织排放。,无组织排放治理措施: 在料堆表面洒水、喷洒覆盖剂; 设置皮带通廊,防止运输时产生粉尘; 在料场周围建设防风抑尘设施; 采用全封闭料仓。有组织排放治理措施:在配料槽、转运站、破碎筛分设施等产尘点设置抽风除尘装置。常见的除尘器为袋式除尘器,出口浓度可控制在30mg/m3以下;个别落后企业,还采用旋风除尘器或者多管除尘器,出口浓度一般在150mg/m3左右。,56,PPT课件,除尘,
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