钢铁行业炼铁厂环境影响评价中工程分析要点浅析

钢铁行业炼铁厂环境影响评价中工程分析要点浅析

作者：陈雷 校峰 罗晓梅 黄磊 潘涛 来源：《北方环境》2011年第08期

摘要：炼铁厂是大气污染较为严重的工业企业类型之一。在炼铁厂建设项目环境影响评价过程中，严格把握国家相关法律法规、产生政策及冶金工业环保政策，深入了解炼铁生产工艺，掌握炼铁厂的污染特点，提出针对性的较强的污染控制措施，对建设项目的环境管理和工程设计具有重要意义。

关键词：炼铁厂； 工程分析； 环境影响评价

中图分类号：X820.3文献标识码：A文章编号：1007-0370 （2011） 08-0022-03 Main Points of Engineering Analysis of EIA on ironmaking plants of Iron and Steel Industry Chen Lei1, Xiao Feng2, Luo Xiaomei2, Huang Lei1, Pan Tao2

（1. The Appraisal Center for Environment and Engineering of Shanxi Province,Xi'an 710054； 2. Shanxi Zhongsheng Environmental Technology Development Co. Ltd, Xi'an 710054） Abstract：Because of iron making plant belonging to a kind of enterprises leading serous contamination, it is required to those persons who engaged in environment impact assessment

（EIA） to understand the laws and policies relating iron making industry in its proper so as to point out effective mitigation measures, as such it has significance in planning and management of relevant projects.

Key words：ironmaking plants; engineering analysis； environmental impact assessment 1 高炉炼铁的任务和生产工艺流程 1.1 高炉炼铁的任务

高炉炼铁的任务是用还原剂（焦炭、煤等）在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。

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在高炉炼铁生产中，高炉是工艺流程的主体，高炉本体是一个直径不等圆形竖炉，外部为钢结构，内衬耐火材料并装有冷却设备，高炉内部空间构成五段式炉型，整个冶炼过程是高炉内完成。

1.2 高炉炼铁生产工艺流程

高炉炼铁生产时，先将原料和燃料通过上料系统和炉顶（一般炉顶是由料钟与料斗组成，现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶）设备，不断地装入铁矿石、焦炭、石灰石送入炉内，从高炉下部的风口吹进预热空气（1000～1300℃），喷入燃料（煤、油或天然气等）。熔炼过程原料燃料下降，煤气上升。原料中氧化铁在高温下还原成金属铁（铁水），铁水从高炉底部流出。为去除铁矿石中难熔的脉石，加入石灰石作熔剂，反应、生成熔点较低的炉渣（硅酸钙），炉渣浮上铁水上。铁水用铁水罐车送至铸铁及浇铸成铁锭或送至转炉炼钢。高炉炼铁工艺流程系统除高炉本体外，还有供料系统、送风系统、回收煤气和除尘系统、渣铁处理系统、喷吹燃料系统以及为这些系统服务的动力系统等。高炉炼铁生产工艺流程图见图1。 图1 高炉炼铁生产工艺流程 2 炼铁厂的污染特点 2.1 废气和粉尘产生量大

炼铁厂是钢铁企业中主要散发污染物的车间，扬尘点多面广，每生产1吨铁水可产生9～12kg烟尘。炼铁厂的粉尘中含有氧化铁、二氧化硅及石墨炭成分，其中氧化铁含量可达48%～55%，二氧化硅含量为2%～12.77%，石墨炭含量为15%～35%。烟气中尚含有CO、SO2、HF等有害物质，一般出铁场内每冶炼1吨铁水可散发2kg一氧化碳，并有高温辐射。 2.2 产尘点位多

炼铁厂生产过程中粉尘产生点位多，从原料和燃料的准备、槽内及槽下给料、筛分、称量、落料、转运，到出铁场、供料地仓、供料转运站均有粉尘产生，高炉作业生产会产生烟尘，这就给有效收集和去除粉尘效率提出了很高的要求，要求有很高的粉尘捕集率和除尘效率。

2.3 高炉煤气和粉尘具有回收利用价值

利用炼铁产生的高炉煤气的余能，既回收高炉煤气、减少煤气排放，又创造效益，是二次能源利用最重要的技术之一。为了回收高炉煤气的压力能，大型高炉多设置高炉顶余压透平发电装置（简称TRT），转化成电能加以利用。炼铁厂的粉尘中含有氧化铁、二氧化硅及石墨炭等成分，其中氧化铁的含量可达48%～55%，二氧化硅含量为2%～12%，石墨炭含量为15%～35%，因此粉尘具有较高的回收利用价值，返用于烧结生产中。

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2.4 废水产生量大

炼铁厂废水主要来自设备间接冷却废水、设备或产品的直接冷却废水和生产工艺过程废水。炼铁厂废水量基本上和它的用水量相等，每生产1吨生铁需用水量100～130m3，影响用水量的因素很多，如工艺、燃料情况、冶炼操作条件、所有用水设备的构造及其组成、给水系统的设置情况、供水水质、水温、水处理的设备组成和处理工艺、给排水操作管理等。炼铁厂废水零排放实施起来难度比较大，全国只有宝钢实现炼铁废水零排放。 3 环境影响评价技术要点 3.1 产业政策要求

根据国家发展和改革委员会发布的《产业结构调整指导目录》（2005年本）的要求，限制建设有效容积1000m3以下或1000m3及以上、未同步配套煤粉喷吹装置、除尘装置、余压发电装置，能源消耗、新水耗量等达不到标准的炼铁高炉项目。根据《钢铁产业发展政策》（2005年）的要求，现有企业要求通过技术改造努力达到高炉有效容积1000m3及以上； 新上项目高炉必须同步配套高炉余压发电装置和煤粉喷吹装置，高炉必须同步配套煤气回收装置。根据国务院发布的《中国工业产业调整和振兴规划》中《钢铁产业调整和振兴规划》的要求，2010年年底前淘汰300立方米及以下高炉产能5340万吨，2011年底前再淘汰400立方米及以下高炉，相应套袋落后炼铁能力7200万吨。实施淘汰落后、建设钢铁大厂的地区和其他有条件的地区，要将淘汰落后产能标准提高到1000立方米以下高炉及相应的炼钢产能。根据国家发展和改革委员会发布的《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》（国发［2009］38号）要求2011年底前，坚决淘汰400立方米及以下高炉，二次能源基本实现100%回收利用。 3.1 清洁生产要求

［1］

3.2.1 除尘要求 高炉煤气除尘清洁生产一级要求采用干法除尘，二级和三级要求可采用干法或者湿法，同时配有齐全的除尘装置，除尘设备同步运行率达100%。胡江山

［2］

等人对济钢

1750m3高炉煤气除尘方法从工艺过程、动力消耗、TRT发电量、物料消耗、煤气质量等方面进行了比较和分析，结果表明干法除尘的技术经济性均优于湿法除尘。因此本文建议高炉煤气除尘采用干法工艺。

3.2.2 资源能耗利用要求 高炉炼铁国内先进水平要求高炉炼铁工序能耗不大于415千克标准煤/吨，入炉焦比不大于365千克/吨，高炉喷煤比不小于155千克/吨，入炉铁矿品不小于59.2%，生产取水量不大于1.5m3/t，水重复利用率不小于98%，同时要求高炉煤气放散率不大于5%，同时采用高炉冲渣水余热回收利用技术。

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3.2.3 污染物产生控制指标 污染物产生是关系到最终的排放，对环境的污染程度，产生量越少，排放量也自然也少。按照高炉炼铁国内先进水平要求，烟粉尘排放量不大于0.2千克/吨，SO2产生量不大于0.05千克/吨，废水排放量为0m3/t，渣铁比不大于315千克/吨，对于无组织排放粉尘浓度进行监测，并达到国家相关标准要求。 3.2.4 废物回收利用指标 高炉槽下采用焦丁回收措施，熊明炯

［3］

介绍了重钢1200m3高炉

焦丁回收系统工艺及效益，通过槽下碎焦回收>10mm焦丁与矿石混装入炉，缓解焦炭不足的矛盾，同时使高炉顺利稳定，生产技术经济指标提高。高炉炼铁国内先进水平要求高炉炉渣和高炉瓦斯灰泥回收利用率都是100%。江宾

［4］

介绍了优化攀枝花新钢钒公司高炉瓦斯灰和瓦斯

泥，使其作为高炉烧结矿原料的工艺和实施。 3.3 污染控制措施

3.3.1 废气和粉尘 当前国内外先进的炼铁厂普遍采用高效除尘器，即干法的袋式除尘器，并实现了除尘系统的计算机自动控制。

高炉煤气气量大而SO2浓度低，当前，国内尚无成型的高炉烟气脱硫技术。因此，要实行低硫原料，降低煤气含硫量，以此减少SO2的产生量。

提高粉尘的收集效率，扩大集气效率，延长容积密闭罩等措施，最大限度减少粉尘的无组织排放量。因地制宜地采用除尘系统，鼓励采用大型集中式除尘系统，以满足除尘方面的环境保护要求。

3.3.2 废水 在采用干法除尘的炼铁厂，产生的冷却循环水可以作为冲渣水等其他对水质要求不高的地方，冲渣水余热回收后，可以循环使用，实现生产废水的“零排放”。

3.3.3 固体废物 高炉炉渣和高炉瓦斯灰泥作为原料予以回收利用，综合利用率到达100%。 3.4 卫生防护距离的要求

根据GB11660-89的规定，炼铁厂的卫生防护距离具体内容如表1。 4 结论

在对炼铁厂的环境影响评价工程分析过程中，对项目与《产业结构调整指导目录》（2005年本）、《钢铁产业发展政策》、国发2009［38］号文、《钢铁产业调整和振兴规划》的相符性，不仅要关注主体设备符合准入条件，也全面分析排放指标要求、循环经济和原料选用的合理性和可行性，同时在选址上要满足炼铁厂的卫生防护距离的标准，以减少污染物对周围居民的影响。

表1 炼铁厂的卫生防护距离

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参考文献

［1］清洁生产标准 钢铁行业（高炉炼铁）（HJ/T427-2008）.

［2］胡江山，尹元生，吕化军. 济钢1750m3高炉煤气干法湿法除尘工艺比较〔J〕.炼铁，2009.4，28（2）:48-50.

［3］熊明炯. 重钢1200m3高炉焦丁回收系统工艺及效益〔J〕.四川冶金，2000，3:28-29. ［4］江滨，熊学伟.高炉瓦斯泥和瓦斯灰中铁、炭、锌资源回收工艺及实施浅谈〔J〕.中国废钢铁，2006.10，5:30-32. 收稿日期： 2011-07-18

作者简介： 陈雷（1980-），男，工程师，从事环境工程评估工作.