1、钢铁超低排放技术

1.1烟（yān）气循环利用

烟气循环利用源头减量技术（shù）就是将（jiāng）不处（chù）理（lǐ）或简单处（chù）理后（hòu）的烟气返回工序（xù）循环利（lì）用，从（cóng）而实现烟气的源头减量。目前，烧结机烟气循环利用已（yǐ）经成为行业推荐采用的技（jì）术，正在迅速推广应用，实际应用（yòng）可以减少烟气（qì）处理量40%，那（nà）么超（chāo）低排放改造（zào）需处理的（de）烟气量就只有原（yuán）来的（de）60%，最大（dà）限度地保（bǎo）留利用（yòng）现有（yǒu）烟气处理设施，通（tōng）过选择氮氧化物浓度高（gāo）的部分（fèn）循环，还（hái）可以（yǐ）降低入口浓度（dù），有可能就不用上脱硝项目，既（jì）使上，投资和运行（háng）成本都会（huì）降（jiàng）低。

根据现场（chǎng）考察（chá）的（de）研究成果（guǒ），钢铁长（zhǎng）流程吨钢排放烟（yān）气量（liàng）平均34650Nm3（折合43.7t），采用烟气循（xún）环利（lì）用，至少可以减少50%，烟气循（xún）环源（yuán）头减量应该作为保（bǎo）护大气环（huán）境的（de）首选技术，通（tōng）过此技术，最终实现吨（dūn）钢外排烟（yān）气量减少（shǎo）到现（xiàn）状的10%以（yǐ）下（xià），这对减少钢（gāng）铁（tiě）超（chāo）低排放改造的投资（zī）和成本具（jù）有非常重要的（de）意义（yì），特别（bié）是可以减少大气污（wū）染物总量。

1.2喷雾蒸发（fā）冷却调质、喷雾干燥（zào）技（jì）术

喷（pēn）雾蒸发冷却调质与喷雾干燥系统（tǒng）由液体管线、压缩气体管线、控制器、壳体（tǐ）和卸灰等部分组（zǔ）成，工艺原（yuán）理和设（shè）备组成是（shì）相同的，只是用途不（bú）同。喷雾蒸发冷却（què）调质主要是用于烟气的冷却、调质、抑尘等预处理，比如转炉（lú）干法电除尘前的蒸发冷却塔（tǎ）、烧结机头烟气（qì）半干法（fǎ）的蒸发加湿。

喷雾蒸发冷却调质技术的主要特点（diǎn）：1）可以（yǐ）实现烟气快（kuài）速冷却，将烟气从1000℃冷却到260℃所需（xū）时间不到1s，特（tè）别适合钢铁行业瞬时性烟气量、温度大（dà）幅、频繁、快（kuài）速变化（huà）的工（gōng）况；2）可（kě）以实现烟气大幅（fú）减量（liàng），比如800℃烟气冷却（què）到130℃，采用混风（fēng）冷却（què）后的烟气体积是标况烟气体（tǐ）积的10倍（bèi）以上，而采用喷雾蒸发冷却只有1.1倍；3）蒸（zhēng）发冷却本身就（jiù）有（yǒu）除尘功（gōng）能，可以使粉尘颗粒凝聚长大，还有利（lì）于提高后步除尘设备的效率。

喷雾干燥技术的主要（yào）目的是（shì）利用（yòng）烟气余热处理废水，比（bǐ）如分离浓盐（yán）水（shuǐ）中的水蒸气（qì）和盐、将高炉渣等高温熔渣干法粒化、分离（lí）浓缩（suō）酸（suān）洗废水中的酸、热解热（rè）氧化废水中的COD有机（jī）污染（rǎn）物等（děng）。

1.3烟（yān）气多功能（néng）高效喷淋洗（xǐ）涤（dí）技术

管（guǎn）道式多（duō）功能高效喷淋洗（xǐ）涤技术具（jù）有除尘、脱（tuō）硫、脱硝、脱白、脱酸、脱有（yǒu）机污（wū）染（rǎn）物、脱重金属、高效低阻换热等多功（gōng）能，既可（kě）用作烟气循环利（lì）用的简单（dān）处理，又是超低排放改造的终端技（jì）术。作（zuò）为精除尘器，出口颗粒物浓度小于20mg/Nm3，与（yǔ）湿电结合（hé），可以确（què）保达到10、5mg/Nm3的超低水平，甚至低到（dào）微克级，即小于（yú）1mg/Nm3。

该技（jì）术的主（zhǔ）要（yào）特点：1）精除尘：对于旋（xuán）风除尘、电（diàn）除尘、布袋除尘不能达到超（chāo）低排（pái）放的烟气，可以对超（chāo）细颗粒进行两（liǎng）级相变和冲击吸收，实现除（chú）尘（chén）超（chāo）低排（pái）放。与湿电结合，可以更高效地精除尘（chén）、除雾。2）脱硫、脱硝：对于（yú）能溶于水（shuǐ）的（de）二（èr）氧（yǎng）化硫、氮氧化物，可以在烟气温度50℃左右实（shí）现（xiàn）超低排放，与喷雾干燥结（jié）合，还可以处理（lǐ）脱硫脱硝浓缩液，回（huí）收产物。去除NO，可以先（xiān）氧化。3）其他：可以高效冷却水蒸气、去除大（dà）部分可（kě）溶于水的污染物，设备阻损小、地面上布置（zhì）或地（dì）下布（bù）置（zhì）基本不占地。

2、在主要工序的应用

钢铁长流程通常包括原料（liào）、烧（shāo）结、球（qiú）团、焦化、高炉炼铁、转（zhuǎn）炉炼钢、热（rè）轧（zhá）、辅助等（děng）众多工序，在充分利用原有（yǒu）设施基础上，都可（kě）以“打补（bǔ）丁”方式采用上（shàng）述技（jì）术实（shí）现超低排（pái）放。下面分别探讨上述技术（shù）在烧结、高（gāo）炉、转炉等工序的应用。

2.1烧结

烧结烟气包括机头、冷却、原料、混料等（děng）工序烟气，是钢铁超低（dī）排放（fàng）改造（zào）的重（chóng）点，投资（zī）成本增加较多，特别是机头烟气脱硝。

1）脱硝：首选（xuǎn）烟气循环，与烧结漏风治理结（jié）合，大幅减少40%以上的烟气（qì）量，选择NO浓度高的烟（yān）气循（xún）环（huán），使超低（dī）排放改造进口（kǒu）烟气氮（dàn）氧化物（wù）浓度降（jiàng）低，排（pái）放要（yào）求不高时不必上脱硝项目，既使（shǐ）上（shàng），投（tóu）资和成本都（dōu）会减少。在脱硝工艺选择上，在现有湿（shī）法脱硫的（de）基础上，补（bǔ）丁或旁路增加次氯酸（suān）钠（nà）、臭氧、等（děng）离子等氧化脱硝（xiāo）技术，在（zài）脱硫塔（tǎ）顶部或外部，采（cǎi）用多功能高效喷淋洗涤技术，实现排烟（yān）脱硝、除湿脱白，还有二噁（wù）英（yīng）、硫酸、盐酸（suān）、氢氟酸等酸（suān）雾、重（chóng）金属等多（duō）污染物的协同去除。低温氧化脱硝的副产物是硝（xiāo）酸钠、亚硝（xiāo）酸（suān）钠，提（tí）纯后为化工产品。

2）脱硫：利用原（yuán）有湿法脱（tuō）硫系统，改用（yòng）钠（nà）法（fǎ）、镁法（fǎ）、氨法脱硫，结合（hé）采（cǎi）用烟气喷雾干燥技术，处理零排脱（tuō）硫废水，提高脱硫产物（wù）附加值。

3）除尘：机头烟气在脱（tuō）硫脱硝过程中（zhōng）就可以实现超低（dī）排放（fàng），冷却、原料、混料（liào）等工序的补（bǔ）丁式组合（hé）采用多（duō）功能高效喷（pēn）淋洗涤和（hé）烟（yān）气（qì）循环利用技（jì）术，可以极限回（huí）收烟气余（yú）热，大幅（fú）减少、近零（líng）外排（pái）烟气，减少除尘电耗。

2.2高炉

高炉区域超低排（pái）放改造涉及出铁场（chǎng）除尘、上（shàng）料除尘、水冲渣、热（rè）风炉烟气（qì）脱硫脱硝、高炉煤气除尘（chén）脱硫脱（tuō）氯等。

1）出铁场除尘：高炉出铁场除尘几乎都是采用大型布袋（dài）除（chú）尘（chén）器，多尘源烟气（qì）集中捕集进入大（dà）布袋除尘器除尘后（hòu），由集中的引风机抽引对空排放（fàng）。多数用户原（yuán）设计排放粉尘浓度都是20mg/m3，与（yǔ）超低（dī）排放差距不大。可以尝试组合采用喷雾蒸发冷却干雾抑（yì）尘、多功（gōng）能喷淋洗涤和烟气循环利（lì）用，将个别尘源或部分烟气简单处理（lǐ）后循（xún）环利（lì）用，原布袋除尘器由于风速降低就可（kě）以实现超低排（pái）放，风机工况风量减少到额定风（fēng）量的60%时，风机电耗就可以（yǐ）减半，低（dī）投入实现（xiàn）超（chāo）低排放的同时，还（hái）具有显著的节（jiē）电效益，比如高炉出铁场除尘风机额定电（diàn）机功率2500kW，小时节（jiē）电超过1000kWh。

2）高炉上料（liào）除尘：高炉上料除尘多采用电除尘，设计排放粉尘浓度约50mg/m3，实际会更（gèng）高。可以在现有（yǒu）风机出（chū）口后、排放前，增加多（duō）功能喷淋洗涤、烟气循环（huán）利用（yòng）实现超低排（pái）放，原有电除尘器检修后保留作（zuò）为粗（cū）除（chú）尘设备，或停止供电仅作为粗除尘（chén）设备节电。

3）高炉（lú）水冲渣：高炉水（shuǐ）冲渣主要需要脱白和回收余热（rè）。目（mù）前多采用风（fēng）冷（lěng）却冷凝+混风脱白，余（yú）热（rè）回收（shōu）一般是通过循环水余热回收供暖。由（yóu）于冲水后蒸汽温度、循环水温都只有90℃，回收利（lì）用余热难（nán）度大、效（xiào）率低，冒蒸汽的（de）源点（diǎn）很多，很难（nán）密（mì）封收集干净。可以尝试改用喷雾干燥粒化（huà），可以在干燥坑一侧单独另做一套，改（gǎi）造不影响生产，可回收（shōu）高品（pǐn）质余热，还可以处理废水。

4）热（rè）风炉脱（tuō）硫：热风炉烟气中（zhōng）SO2、NOx含量都不高，但按照（zhào）超（chāo）低排放烟气要（yào）求（qiú）又不得不改造（zào）。目前，行业趋向（xiàng）于（yú）采用高炉煤气源（yuán）头脱硫，通过高比例烟气循环利用来脱硝。

2.3转炉（lú）

转炉区域除尘超低排（pái）放改造，可（kě）以尝试在（zài）现有（yǒu）除尘系统（tǒng）基础上，选择表（biǎo）1推荐的实用技术通过“打（dǎ）补（bǔ）丁”实现，同（tóng）时降低电耗和（hé）设备维修成本。

1）转炉一次除（chú）尘：转炉一次除尘是转炉区（qū）域（yù）超低（dī）排放（fàng）改造的重点和难点，主要是因为一次除尘涉及（jí）煤气净（jìng）化，存在（zài）爆炸隐患。对于现（xiàn）在采用的干法、半干法（fǎ）、湿法，都可以通过补丁或旁路增加多功能（néng）直接（jiē）喷淋洗涤系统实现（xiàn）超低排（pái）放（fàng），喷淋洗涤系统与湿电（diàn）相结（jié）合，可（kě）以更稳定地达到超低、微（wēi）克排放水平（píng），还有除湿脱白（bái）。

2）转炉二次（cì）三次除尘（chén）、铁（tiě）水处（chù）理除尘：尘（chén）源点多，采用集中大型布袋（dài）除尘器（qì），设计（jì）排放浓度与超低排放水平差（chà）距小，结合采（cǎi）用烟气循环利（lì）用、多功能喷淋洗涤、蒸发冷却技术，都可（kě）以实现低投入低成本超（chāo）低排放，循环利用率超过40%，还能取得节电效益。

3）钢渣处理、连铸二冷却蒸汽：主要都是涉及水（shuǐ）蒸气（qì）冷凝处理，采用多（duō）功能喷淋洗涤和烟气循（xún）环利用，可（kě）以在（zài）回收冷凝水和余热（rè）的同时（shí），实现超低近零（líng）排（pái）放。

3、参考案例

3.1三座120t转（zhuǎn）炉干法除尘局部优化改造

用户干法（fǎ）电除尘（chén）器设计尺寸小、运行（háng）时间长、性能下降、存在（zài）瞬时性冒（mào）烟（yān），三座转炉扩容到120t，烟气量增加（jiā）。在保留利用原（yuán）工（gōng）艺设备（bèi）的前（qián）提（tí）下，组合采用补（bǔ）丁方案，蒸发冷却器（qì）喷枪改用（yòng）氮气雾化，并提高出口温度（dù）100℃，减少了工况烟气量，增加旋风除（chú）尘器（qì），粗灰比（bǐ）例提高（gāo）到约70%以（yǐ）上，电除尘（chén）器前增（zēng）加（jiā）间接换热（rè）器。旋风和颗粒层（céng）除尘器（qì）可以低成本地（dì）将粗灰比例从40%提高（gāo）到（dào）80%以上，对实（shí）现超（chāo）低排放（fàng）和减少（shǎo）电除尘（chén）器积灰维修量十分有利。改造达到（dào）了（le）预期（qī）目标，解（jiě）决了（le）瞬时冒（mào）烟（yān），并具备（bèi）实现（xiàn）超低排放和脱白的条件，投资（zī）减少（shǎo）一（yī）半，最快一（yī）座转炉仅施工两周时间。转炉半干法、湿法（fǎ）超低排放改造都（dōu）可以参考。

3.2两台210m2烧结（jié）机尾烟气除尘

用（yòng）户两台（tái）烧结机机尾除尘采用电除尘，出口实际粉尘浓（nóng）度在80-150mg/m3，在引风机与烟囱之间，新安装多（duō）功能直接喷淋洗涤器，改造（zào）后粉尘浓度平均（jun1）在10mg/m3以下。方案主要优点：投资少，只有其他方案的（de）一（yī）半，设备（bèi）新增阻（zǔ）损不超过500Pa，系统总阻损降（jiàng）低（dī），改造只有管道（dào）对接需（xū）要停（tíng）产，车间内（nèi）吸风口的负（fù）压（yā）增大，车间环境卫生（shēng）好。沉淀泥浆回（huí）原料，不（bú）需（xū）要循环水处理（lǐ），没有二（èr）次污染。下步（bù）增加烟气循（xún）环利用，喷淋出（chū）口净湿烟气送环（huán）冷可以节电，可以（yǐ）处理浓盐水。高炉出铁场、铁水处理、原料除（chú）尘（chén）等原采用电除尘器的场合，都（dōu）可以考虑增（zēng）加多功能直（zhí）接喷淋洗涤实现超低排（pái）放，同时节电。

3.3 2000m3高炉出（chū）铁场（chǎng）除尘

用户2000m3高炉出铁场除尘为（wéi）侧吸，开、堵铁口会有（yǒu）瞬时性的烟气抽（chōu）吸不（bú）到，出铁场当时（shí）没做（zuò）密封，时常会有烟气冒出车间（jiān），环保压力（lì）大、改（gǎi）造难度大。采用（yòng）了现场喷雾蒸（zhēng）发干雾抑除改造（zào），投资很少，改造不（bú）需要停产，圆满（mǎn）解决了问题，车间环境卫生好，实测岗位（wèi）粉尘浓度2mg/m3。下步打算（suàn）与多功（gōng）能（néng）喷淋洗涤、烟气循环利用减（jiǎn）量结（jié）合，实现超低排放（fàng）和节电。

4、结论（lùn）与（yǔ）建议

钢铁超低排放（fàng）改造时间紧、任务（wù）重，在（zài）确保完成全流程超低排放目标的过程中，在参考示范企业改造方（fāng）法的同时，需要不断尝试采用可行、可靠（kào）的新技术，以（yǐ）降低成本、减少投（tóu）资。在现有（yǒu）工艺设备（bèi）的基础（chǔ）上通过“打补丁”实（shí）现超低排放，与节电、节（jiē）水、节（jiē）省设备维修相（xiàng）结合，能实现不增加成本甚至有效益（yì），这就（jiù）为采用环保管家、合同节（jiē）能（néng）、合同（tóng）节水等方式改造创造了条（tiáo）件，缓解（jiě）企业的（de）资金压力和技术风险。