探討高爐出鐵場顆粒物無組織排放治理
——以天津市某鋼鐵企業為例

張余 康磊 張芮 曾輝

（1天津環科環境咨詢有限公司天津3001912天津市環境保護科學研究院天津300191）

探討高爐出鐵場顆粒物無組織排放治理
——以天津市某鋼鐵企業為例

張余1康磊2張芮1曾輝1

（1天津環科環境咨詢有限公司天津3001912天津市環境保護科學研究院天津300191）

鋼鐵企業在污染物有組織排放控制技術上比較成熟。面對日益嚴峻的環保形勢和要求，企業必須加強無組織排放控制，對高爐出鐵場無組織控制技術進行改造創新，以提升其除塵效果、減少污染物排放，改善現場環境。本文以天津市某鋼鐵企業為例，介紹其高爐出鐵場顆粒物無組織排放治理改造方案的具體情況及污染物減排量，以期為其他企業的環保治理作為借鑒。

出鐵場；顆粒物；無組織排放治理

隨著高爐高風溫、高富氧等操作手段的應用，高爐冶煉強度不斷提高，煙塵產生量也隨之增大[1]。目前，鋼鐵企業在污染物有組織排放控制技術上比較成熟。面對日益嚴峻的環保形勢和要求，企業必須加強無組織排放控制，對高爐出鐵場無組織控制技術進行改造創新，以提升其除塵效果、減少污染物排放，改善現場環境。

1 高爐出鐵場煙塵產生量情況

高爐是煉鐵車間的最重要組成部分。大型高爐一般為2個出鐵場，3~4個出鐵口，每天出鐵14次左右，每次出鐵時間為100min以上，出鐵時間幾乎是全天連續的，出鐵場的煙塵也是連續不斷地散發出來。出鐵場主要產生的是煙塵，包括“一次煙塵”和“二次煙塵”，“一次煙塵”是指正常出鐵時的出鐵口、撇渣器、鐵水溝、下渣溝、擺動流槽（或鐵水罐）等產生的煙塵；“二次煙塵”是指在開堵鐵口時產生的煙塵。

有統計分析高爐出鐵場煙塵平均每生產1t鐵水就散發2.5kg[2]，其中通過正常出鐵時各污染源產生的“一次煙塵”有2.15kg，占86%，開堵鐵口時產生的“二次煙塵”有0.35kg，占14%?！岸螣焿m”的產生量雖小，但其塵粒極細[3]，1μm以下塵粒占60%。出鐵場一次煙塵濃度在1.33mg/Nm3~4.82mg/Nm3，二次煙塵濃度在5.09mg/Nm3~9.692mg/Nm3，該煙塵微粒可分為兩大類：一種是高溫冶煉過程中由煙氣冷凝和化學反應生成的，主要指煙塵中的固態金屬及金屬氧化物粒子，稱為一次微粒；一種是氣態污染物在大氣中通過化學反應生成的，主要指煙塵中的氣態污染物，如CO、CO2、SO2等與金屬微粒在光化學作用下生產的鹽類，稱二次微粒。國際上微?？刂萍夹g的發展指出，小于3μm以下的固態微粒，在大氣中處于擴散狀態，可以停留很長時間，能降低日照率，影響能見度。固體微粒對影響人體健康有很大的潛伏作用，因此要對出鐵場的“一次煙塵”和“二次煙塵”都進行有效控制。

2 常規采取的控制措施

由于以前對“二次煙塵”捕集技術的發展比較落后和生產條件的限制，目前國內大部分高爐出鐵場沒有設置“二次煙塵”捕集，或者只有簡單的捕集措施，對高爐出鐵場“二次煙塵”治理效果一直不能令人滿意。自上個世紀80年代以來，國內已投產大型高爐鐵口煙塵捕集方式主要有三種：鐵口頂（側）吸式、鐵口密閉小室、鐵口強力抽風式。

鐵口處盡可能的密封，利用風口平臺和頂吸罩將鐵口上部封嚴，并在泥炮和開口機外面設圍擋，上部與風口平臺連接，另一端與高爐殼體相連接，并做到盡量密閉。這樣在不影響高爐操作的情況下相對于高爐鐵口處形成一個半密閉的小室，進而減小出鐵場側向風對高爐鐵口處煙氣的影響，以保證高爐出鐵時鐵口處所產生的煙氣收集在密閉小室內并通過頂吸罩進入除塵系統，以保證散發到出鐵場內的煙氣通過屋頂罩及管道吸入除塵系統，增加撇渣器除塵罩，側吸除塵罩，鐵溝，渣溝加蓋。

3 治理案例

天津某鋼鐵企業為降低出鐵場顆粒物無組織排放量，在2015年對其出鐵場進行了環保治理改造。改造前情況如下：

改造前高爐出鐵平臺為半敞開式結構，出鐵口設有頂部吸風口，含塵煙氣經吸風后引至除塵器處理。鐵水溝上部罩半圓形鐵皮罩蓋進行了簡易封閉，鐵水經鐵水溝入罐處采用密閉罩，并配套吸風除塵系統。渣溝未進行封閉。存在的主要問題：（1）高爐出鐵口雖設有頂部吸風口，但煙氣捕集率相對偏低，致使出鐵口煙塵逸散較大。（2）鐵水溝封閉不嚴，部分半圓形鐵皮罩蓋缺失、局部缺損、開口，造成煙塵無組織排放。（3）渣溝未進行封閉。（4）高爐出鐵平臺為半敞開式結構，未有效封閉，煙塵無組織排放較嚴重。治理前現場情況見圖1~6。

圖1 出鐵場煙塵無組織排放嚴重

圖2 出鐵口頂部吸風口及主鐵溝

圖3 鐵水溝進行了簡易封閉，但封閉不嚴

圖5 渣溝未封閉（一）

圖4 鐵水入罐工位采用密閉罩，但密閉不嚴

圖6 渣溝未封閉（二）

經過改造，主要采取以下治理措施：（1）爐前鐵口采用鋼結構房做到全封閉。并設置集氣罩與高爐除塵主管道連接，將煙塵導入除塵器。（2）爐前主、支、渣、殘鐵溝以前使用的鋼槽全部更換（鋼槽高、寬的尺寸作相應的調整）；主、支、渣、殘鐵溝上部用鋼板封蓋，長度約170m。（3）爐前10個罐位的除塵罩下延1.4m。

改造完成后，出鐵平臺原爐前鐵口設有頂部吸風口，經改造加裝鋼結構圍擋后基本實現爐前鐵口密閉，提高了出鐵口的廢氣捕集效果，出鐵口無明顯煙塵逸散。

圖7 爐前鐵口利用彩鋼板進行封閉

圖8 鐵溝、渣溝全密閉

4 治理后顆粒物無組織排放削減量計算（見表1）

表1 出鐵場顆粒物無組織排放削減量核算

5 結語

該企業通過治理，減少了顆粒物無組織排放量約822.39t，約噸鐵水0.88kg，取得了較明顯的效果。出鐵場工藝設備布置復雜,操作空間小。如何盡可能利用現有的工藝、結構布置形式,在滿足除塵效果的前提下,保證出鐵場的美觀，將是下一步研發的主要方向。為滿足日益嚴峻的環保形勢，鋼鐵企業應充分結合本公司的實際情況，選用適宜的方式進行環保改造。

注：核算方法主要依據環監[2014]27號文中附件1《鋼鐵企業大氣污染物排放量核算細則（試用）》

[1]鞏磊.高爐出鐵場煙塵治理技術在寧鋼的應用[J].世界鋼鐵, 2014（6）.

[2]吳寶兵,孫楊楊.高爐出鐵口煙塵捕集[J].北方釩鈦,2009（3）.

[3]高昆.高爐出鐵場煙塵的治理[J].山西化工,2005（3）.

張余（1983—），女，重慶市，碩士，高級工程師，研究方向：環境影響評價、上市環境保護核查、地方環保標準及規劃制定等。