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钢厂的废气不是一根烟囱的事。烧结机头一股气里挂着颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物和二噁英,得按降温柔化、除尘、脱硫、脱硝的次序往里排;机尾、原料场、落料点不起眼,反倒是厂界容易出事的地方;出铁场的阵发浓烟、转炉的两次烟气、轧钢加热炉的氮氧化物,各有各的脾气。分线定工艺,别指望一套设备通吃全厂。
烧结机头是全厂重的一股气。一台 360 m² 的烧结机,机头烟气量常在 60 万到 100 万 m³/h,含湿 10%–15%,温度 120–160 ℃,二氧化硫 500–2000 mg/m³,氮氧化物 200–400 mg/m³,还带着氟化物和二噁英。风量大、湿度高、成分杂,这三条决定了它没法用单一手段打发。
次序上先降温、粗除尘,再脱硫,末了脱硝。倒过来先脱硝,催化剂先被碱金属和二氧化硫放倒,几千块一立方的模块撑不过一个检修周期。
除尘段多用高效电除尘或布袋。含湿高、露点高的烟气,普通涤纶滤料在 130 ℃ 附近配酸性气,寿命掉得快,覆膜滤料或电袋复合更稳。要做到超低那 10 mg/m³,机头后面常再挂一台湿式电除尘,把脱硫带出的石膏雾滴收掉。
脱硫段看硫高低。入口二氧化硫 1000 mg/m³ 以下、场地紧的,半干法配布袋是通行做法;硫高、又要同步脱硝的,活性炭法一套把硫硝尘一起处理,占地小,代价是炭耗和解析制酸要一并配齐,湿法效率高,排烟温度却掉到 50 ℃ 上下,再接脱硝必须加再热。
脱硝走 SCR 或活性炭。中温催化剂起效要 280 ℃ 以上,原烟温度不够就得靠热风炉补温,补温的燃气消耗常比催化剂本身还贵。
还有一处容易栽:机头基准含氧量按 16% 折算,不是通行的 18%。按 18% 算出来的数看着漂亮,一折算就多出一截,实测达标、折算超标多半出在这里。
机头数据做得再漂亮,厂界一测照样可能超。我们在现场见过的厂,在线数据很稳,厂界颗粒物却压不住,顺着风向找回去,源头都在料场和转运站。
机尾、环冷机、筛分楼属于有组织,机尾按 GB 28662-2012 表 2 是 30 mg/m³,特别排放限值收到 20。这部分好办,密闭罩加布袋,罩口风速取 1.0–1.5 m/s,管道风速走 18–20 m/s,低了积灰,高了磨损。
难的是原料场。铁精矿、煤、焦炭露天堆着,铲车上料、汽车卸车、堆取料机作业全是敞开面。超低排放的要求写得很实:粉状料进料仓或储罐,块状和粘湿料进封闭料棚,皮带通廊封闭,落料点配集气罩加除尘。落地常见料棚封了顶没封端,风一吹照样扬。
无组织限值不算高,GB 28662 表 4 里,有厂房车间 8.0 mg/m³,无完整厂房 5.0 mg/m³,厂界还要对 GB 16297-1996 的 1.0 mg/m³。数字宽松,测的是监控点浓度,考的是收集率。
高炉出铁场的气是阵发的。开铁口、出铁、撇渣、堵口,每个动作都是一次集中放散,烟柱黑而短。按平均浓度定风量必然抽不净,通行做法是按同时作业的铁口数量配屋顶罩,平台做半封闭,铁沟渣沟加盖,把无组织先圈成有组织。
高炉煤气走另一条思路。煤气里的硫化氢烧完就是二氧化硫,末端脱硫再使劲,不如在煤气侧做精脱硫,把硫在进热风炉之前拿掉,末端压力立刻小一截。
转炉分一次和二次烟气。一次烟气是吹炼时从炉口出来的高浓度煤气,走活动烟罩加冷却除尘后回收;二次烟气是加废钢、兑铁、出钢的逸散,靠密闭车间加屋顶罩收集。转炉跨全封闭的厂,屋顶罩风量能省三成,前提是行车孔、溜槽口这些漏点堵上。
电炉的麻烦在废钢。表面的油和塑料在电弧高温下生成二噁英,收完烟要靠急冷把 500 ℃ 到 200 ℃ 快速跨过去,再喷活性炭,末端布袋在 150 ℃ 以下运行。
轧钢段烟气量小、排口多,容易在验收清单上被漏掉。加热炉和热处理炉的氮氧化物靠低氮烧嘴加分级的做法压在 150–200 mg/m³,再往下要靠烟气再循环。冷轧乳化液的油雾走静电除油,浓度不高但黏。
不锈钢酸洗是另一回事,硝酸加氢氟酸混酸槽的酸雾带氮氧化物和氟化物,碱洗之外还要考虑氮氧化物还原。彩涂和镀锌的涂覆段有溶剂,风量小浓度高,直接烧比吸附省事。
烧结、球团的有组织排放,现行国标是 GB 28662-2012。表 2 新建企业:颗粒物 50 mg/m³、二氧化硫 200 mg/m³、氮氧化物 300 mg/m³、氟化物 4.0 mg/m³、二噁英 0.5 ng-TEQ/m³;机尾和其他设备颗粒物 30。表 3 特别排放限值收到 40、180、300,机尾 20。
超低排放是政策要求,不是标准。机头、球团焙烧的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物小时均值分别不高于 10、35、50 mg/m³,其他主要污染源 10、50、200,每月至少 95% 的时段要满足。链篦机回转窑和带式焙烧机的基准氧是 18%,同一套数据换个基准能差一成多,验收前把口径写进合同。
现场常卡在三处:CEMS 采样点前后直管段不够,流场偏;机头湿度大,颗粒物采样不做加热,滤筒凝水读数虚高;旁路取消了但挡板没拆,检查时被认定旁路还在。都不是设备问题,改起来要停产。
按标称风量选机头风机,不核漏风率。烧结机漏风率常见 30%–40%,风机和脱硫塔全在超负荷下跑。
湿法脱硫后直接接 SCR,不加再热。50 ℃ 的烟气进不了催化剂窗口,硫酸氢铵在模块上结住,几个月就堵死。
机头除尘按普通涤纶滤料配,没做防结露。露点一到就糊袋,压差顶到 2500 Pa 以上,只能停机换袋。
烧结机头能不能用一套活性炭设备全干完?
可以,脱硫脱硝除尘一体,占地小,适合场地紧的老厂改造。前提是炭耗和解析制酸一起算,入口硫高时炭循环量大,运行费不低。
钢厂一定要上 SCR 吗?
要做到 50 mg/m³ 多数机头绕不开,原烟温度不够就得补温,能耗要提前核;本底低的厂可先试活性炭或臭氧氧化。
厂界颗粒物老是压不住,是不是除尘器不行?
顺着风向找料场、落料点、汽车卸车这些敞开面,多数是收集没做到位,末端效率再高,气没进管道也白搭。
二噁英怎么控才算到位?
三件事一起做:控制废钢带入的油污,烟气在 500 ℃ 到 200 ℃ 间急冷,末端喷活性炭并在 150 ℃ 以下布袋捕集。缺一环都撑不住。
老厂场地不够,改造怎么排?
机头走一体化,活性炭法或半干法加布袋,占地比湿法加 SCR 小;机尾、料场用小型布袋就地处理,别拉长管道集中收。
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数据说明:文中烟气量、温度、含湿、入口浓度、漏风率、风速等为行业常见区间,实际以烧结机规格、原料配比与设计文件为准;标准限值引用 GB 28662-2012 表 2、表 3、表 4 及 GB 16297-1996,超低排放指标引自《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》,执行以生态环境部门现行有效版本及项目环评批复为准。