张惠娟，李 洁，孙双跃

（1.河北省环境科学研究院，河北 石家庄050037；2.河北钢铁集团宣钢公司能源环保处，河北宣化075100）

钢铁行业环境综合治理实践

张惠娟1，李 洁2，孙双跃1

（1.河北省环境科学研究院，河北 石家庄050037；2.河北钢铁集团宣钢公司能源环保处，河北宣化075100）

介绍了宣钢 “十一五”期间采取 “创新应用污染防治新技术，治理污染源；采用清洁生产先进技术，改进工艺和装备；加快淘汰落后、装备结构调整；二次能源回收、实施循环经济”综合治理措施，齐头并进综合治理宣钢的环境问题，实现了企业环保工作的重大进步，为宣钢可持续发展奠定了基础。

环境；综合治理；实践；钢铁行业

2011年12月，国务院印发的 《国家环境保护“十二五”规划》，提出了“控制总量、改善质量、防范风险和均衡发展”四大战略任务，要求到2015年，主要污染物排放总量显著减少，实现化学需氧量、二氧化硫排放总量在2010年基础上削减8%，氨氮、氮氧化物排放总量削减10%；城乡饮用水水源地环境安全得到有效保障，水质大幅提高，地表水国控断面劣Ⅴ类水质的比例控制在15%以内，七大水系国控断面水质好于Ⅲ类的比例达到60%，地级以上城市空气质量达到二级标准以上的比例达到80%以上。

钢铁企业是一个材料与能源高度密集的行业，既是原料消耗大户，又是能耗大户、高排放大户［1］。目前钢铁企业普遍存在产业规模庞大，能源消耗总量大，污染物排放量大，资源利用率低，落后产能及产业布局不合理等问题，对钢铁行业进行环境综合治理仍是 “十二五”的重要任务。宣钢“十一五”期间，采取了 “创新应用污染防治新技术，治理污染源；采用清洁生产先进技术，改进工艺和装备；加快淘汰落后产能、装备结构调整；二次能源回收、实施循环经济”综合治理措施，齐头并进综合治理，取得了显著的效果。

1 宣钢主要环保综合治理措施实践

1.1 应用创新技术

1.1.1 烧结机脱硫技术

宣钢在石灰石—石膏旋冲曝气法的基础上首次开发应用了逆向空塔喷淋脱硫技术，烟气与脱硫浆液逆向结合；脱硫塔内设三层喷淋层，喷淋层的循环浆液泵电机采用变频调节，可根据烟气量、SO2浓度实时调节脱硫浆液喷淋量和喷淋层；设置了烟气温度自动调节装置，烟气温度高时开启冷风阀降温；两台烧结机共用一套脱硫塔，一次性投资和运行费用降低约 40%；脱硫岛底部设有氧化风机，增加脱硫塔底部浆液中氧的含量，保证亚硫酸钙能全部转化成硫酸钙，石膏纯度达到了 90%以上［1］。此种烧结机脱硫装置运行可靠性好，脱硫效率高达95%以上，SO2外排浓度＜50mg／m3。

1.1.2 实现装煤推焦除尘改造技术

宣钢将第一代6米焦炉双集气管改单集气管，实现装煤推焦除尘改造，为国内首创。当时双集气管改单集气管在国内第一代 6米焦炉上还没有先例，只有一些4.3米焦炉改造的成功经验。宣钢精确计算焦炉产生的荒煤气量，通过合理控制装煤量、降低集气管压力、增大初冷器前吸力，重新设定碳化室参数，实现了单集气管承担焦炉全部荒煤气的输送任务。焦侧的集气管改造为装煤除尘管道，实现了老焦炉的装煤推焦除尘改造。

1.1.3 转炉、高炉、烧结机等高温烟气治理改造技术

采用了成熟的低阻力脉冲袋式除尘和电除尘集成治理技术，在风量确定、集气罩设计、管网优化等方面有所创新。打破了传统按照炉容设计风量的模式，充分研究宣钢炉料结构、顶压、出铁方式、原料成分、冶炼节奏、气象条件等方面的差异，合理确定风量；解决了生产现场空间狭小等难题，集气罩设计为固定罩、移动罩、炉盖罩相结合的组合式和可升降式方式；为使系统阻力达到最小，设计采用弯头曲率半径至少大于1.5倍管道直径，至少八段对接，特别是铁口顶吸罩采用约五十多段对接，除尘支管进主管采用顺气流方向渐扩进马蹄式，烟气收集效果很好。项目实施后，有效风量达到90%以上，系统阻力均小于1200Pa。

1.1.4 烧结机机头、机尾除尘改造

86m2烧结机机头、机尾除尘改造应用了国内领先成熟的电除尘技术，并在以下应用方面有所创新：阴极线采用防粘涂层，杜绝了粉尘结球现象，提高了除尘效率；应用了预荷电技术，在电除尘器第一电场前设置一排预荷电装置，有效改进除尘效率；为使进风口气流均布，在进风口内设计3层气流分布板，在进口管道和进风口内设计导流板，控制大颗粒粉尘不均匀通过；出风口设计迷宫型收尘装置，避免极少未被阳极板收集的粉尘进入烟筒排放，影响除尘效果；防漏风措施，防止漏风是机头电除尘需要解决的关键问题，宣钢一是采用电液动双层卸灰阀，既能保证卸灰阀的气密性，又很好解决了由于机头除尘器负压高卸灰困难的问题，二是电除尘箱体人孔门采用硅橡胶材料密封；采用恒流源供电装置，烧结机机头产生的烟气比电阻较大，荷电的高比电阻粉尘在收尘极板沉积后，电荷不容易释放，使粉尘层和收尘极板之间形成一个新的电场，逐步产生电晕放电，导致电除尘器除尘效率下降。原电除尘器采用可控硅控制电源，改造后采用恒流源供电方式，解决了此问题。

1.1.5 提高水的循环利用率

采用国内领先的A／O脱氮生化处理技术，通过精细的水平衡，实现了 “焦油车间废水、蒸氨废水、生活废水、设备冷却水”四个自循环，基本实现焦化废水 “零排放”。采用国内领先的高密度沉淀池＋V型滤池＋多介质过滤＋膜处理技术，并针对当地高硬度高碱度水质特点，自主研配出符合宣钢水质的高效阻垢剂，有效提高了设备循环冷却水中浓缩倍数；通过对脱盐水量与水硬度的关系分析，合理确定水处理系统中脱盐水量占处理水量的比列，达到了水质稳定、脱盐处理成本低的目的。

1.1.6 改造除尘技术

转炉一次除尘由原来的 “二文一塔”湿法除尘，改造为 “塔＋环缝＋旋风脱水”湿式除尘技术，高效喷雾洗涤塔取代了一级文氏管及重力脱水器，取消了水冷夹套、溢流水封，减少了用水量，保证了原除尘系统水处理设施不用改造就可满足除尘的需要，且除尘系统效率将大大增加；环缝文氏管取代了传统的R－D文氏管，取消了结构复杂的氮气捅针，降低了故障率。此项技术适合于宣钢厂房空间小，不增加配套煤气洗涤水处理设施的改造情况。

1.1.7 有效控制面源污染

原料场采用挡风抑尘墙，根据本地气候、风速及料堆高度、长度设计防风墙，采用高分子聚酯纤维复合刚性材料，治理效果显著。

1.2 淘汰落后生产装备

2009年宣钢淘汰了 1座 300m3高炉和 2台36m2烧结机，2010年淘汰了 2台 64m2烧结机、3 座300m3高炉和3座30t转炉。共淘汰落后生铁产能140多万 t，烧结产能310万 t，粗钢产量144万t，年可减排SO22619t、烟粉尘1031t，年实现节能量2.626万 t标煤［2］，从根本上解决了能耗成本高、环境污染大等落后生产工序的环境污染。

1.3 提高清洁生产水平

清洁生产是钢铁工业结构调整的重点［3］。“十一五”是宣钢求生存、谋发展关键的五年，宣钢认真研究、审查新建项目的设计，重点针对生产工艺与装备要求、资源能源利用指标、产品指标、污染物产生控制指标、废物回收利用指标等进行了严格审查、评价、修订和改进，确保新建项目的工艺装备、环保治理措施及清洁生产各项指标达到国内领先水平以上，最大限度地控制新建项目污染物排放。另外加大对现有工艺和装备的技术改造，提高清洁生产水平。

1.3.1 采用先进的工艺节能技术，回收二次能源，实施循环经济

（1）烧结机系统完成了高效密封改造，降低了漏风率，提高了热效率。建成了烧结环冷余热锅炉，余热蒸汽得到充分应用。

（2）焦化系统建设了先进的负压回收装置，煤气初冷水用于采暖，余热得到充分利用。

（3）炼铁系统进行了热风炉顶燃式改造、热风炉燃烧系统双预热改造、喷煤改造和高炉富氧改造，高炉全部建设了TRT装置、采用了煤粉喷吹煤气回收工艺。

（4）炼钢系统推广应用了溅渣护炉、顶底复吹、高效连铸技术，转炉全部配套建设转炉煤气回收系统。目前宣钢吨钢回收转炉煤气 110m3以上，炼钢余热蒸汽全部并入企业蒸汽网得以充分利用，实现负能炼钢。

（5）轧钢系统应用了热送热装、切分轧制、控冷轧制等技术，轧钢加热炉采用了蓄热式燃烧技术燃烧低热值的高炉煤气和转炉煤气，同时与炼钢实现了高温热连接，能耗指标显著降低。

（6）充分利用煤气资源，建设了 3台 75t／h、2台 130t／h、2台 160t／h和1台180t／h全燃气锅炉，新建的轧钢生产线、白灰回转窑等工程全部使用自产煤气，煤气资源得到了合理利用。公司主要工业炉窑全部燃用公司自产燃气，停止用煤、油，大大减少了污染。配套全燃气锅炉建设了 3套6000kW发电机组、2套 12000kW发电机组和 2套25000kW汽轮发电机组，提高了自发电比例，取得了良好的经济效益和社会效益。

1.3.2 采用先进 “三干”技术

“三干”即高炉煤气干式除尘、转炉煤气干式除尘和干熄焦工艺。干熄焦具有能源回收综合利用、保护环境、改善焦碳质量等多项优点。宣钢建设了焦化干熄焦及配套发电装置，实现了红焦显热的回收利用，有效降低焦比、提高高炉生产能力［4］。同时，150他转炉一次烟气采用了LT干法除尘技术，是全国产化干法除尘技术在大型转炉炼钢工艺中的首次应用；2500m3等大型高炉煤气采用干法布袋除尘。“三干”技术的落实，不仅降低了生产成本，还取得了环境、经济等多项收益。

2 结语

宣钢通过优化结构、淘汰落后产能、工艺装备水平改造、环境治理集成技术创新应用等措施，从根本上解决了宣钢存在的产业结构不合理，工装水平低，资源能源利用水平低，能耗高，排污大等问题。 “十一五”期间，宣钢共减排SO28027.95t、COD 802.8t、烟粉尘 （包括无组织）9265t，到2010年 宣 钢 COD、SO2分别比2005年 削 减88.14%和27.77%，完成了国家下达的约束性指标，吨钢耗新水由 6.0m3／t钢降低到 4m3／t钢以下。吨钢综合能耗由 2005年 710kgce／t下降到2010年的645.32kgce／t，与清洁生产标准对比，各项指标均达到了二级以上标准要求，实现了环境、社会、经济效益共赢。

宣钢的环境治理实践表明，实施产业结构调整、淘汰落后产能、工艺装备优化、环保节能技术应用等综合环保治理措施，是钢铁企业实现 “绿色转型”和可持续发展的必由之路。

［1］曲士宝.空塔喷淋脱硫技术在宣钢烧结机中的应用 ［J］.河北冶金，2011，（8）.

［2］杨卫东.宣钢十一五节能技术进步 ［J］.河北冶金，2011，（8）.

［3］苏天森.我国钢铁工业清洁生产的主要成绩与发展前景 ［J］.冶金信息导刊，2002，（6）.

［4］张子君.宣钢干熄焦的工艺技术与系统安全 ［A］.2011河北省炼铁技术暨学术年会论文集 ［C］.2011.

Practices of Environmental Comprehensive Treatment in Steel Industry

ZHANG Hui－juan1，LI Jie2，SUN Shuang－yue1
（1.Hebei Provincial Academy of Environmental Science，Shijiazhuang Hebei 050037 China）

In order to solve the environmental problems，Hebei xuanhua iron and steel company has taken a series of comprehensive measures coveringinnovating new technology of pollution control and management of pollution sources，adoption of cleaner production，improving the technology and equipment，speeding up eliminating the outdated technologies andadjusting the equipment structure，energy recovery，and implementing circular economy during the 11th five－year plan.These measures have achieved a great progress ofenvironmental protection，which has established a foundation for sustainable development for the company in the future.

environment；comprehensive control；practice；steel industry

X38

A

1673－9655（2014）05－0046－03

2014－03－21

张惠娟，女，河北省环境科学研究院高级工程师，主要从事环境影响评价、环境保护验收、清洁生产审核、环保科研等工作。