鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)粉塵無(wú)組織排放控制

朱明奕 張 余（天津市環(huán)境工程評(píng)估中心天津3009 天津環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司天津3009)

鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)粉塵無(wú)組織排放控制

朱明奕1張 余2
（1天津市環(huán)境工程評(píng)估中心天津300191 2天津環(huán)科環(huán)境咨詢有限公司天津300191)

原料場(chǎng)作為鋼鐵企業(yè)主要污染源之一，主要污染物是在原料的受卸作業(yè)、堆料和取料作業(yè)、露天堆放、篩分作業(yè)、混勻配料、輸送等過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，屬于鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)污染控制單元。若不采取治理措施，污染物原始濃度約5~ 15g/m3，且屬于無(wú)組織排放，對(duì)周邊環(huán)境造成相當(dāng)嚴(yán)重的污染。面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)，城市鋼廠及處于重點(diǎn)防控區(qū)域的鋼鐵企業(yè)料場(chǎng)必須實(shí)施原料場(chǎng)封閉改造。本文主要介紹了國(guó)內(nèi)典型的原料場(chǎng)封閉改造案例，并計(jì)算了無(wú)組織排放削減量。

原料場(chǎng)；粉塵；無(wú)組織排放治理

引言

原料場(chǎng)作為鋼鐵企業(yè)主要污染源之一，主要污染物是在原料的受卸作業(yè)、堆料和取料作業(yè)、露天堆放、篩分作業(yè)、混勻配料、輸送等過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，屬于鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)污染控制單元。若不采取治理措施，污染物原始濃度約5~15g/m3，且屬于無(wú)組織排放，對(duì)周邊環(huán)境造成相當(dāng)嚴(yán)重的污染[1]。2012年環(huán)保部發(fā)布的《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》中指出，大型煤堆、料堆場(chǎng)應(yīng)建立密閉料倉(cāng)。2014年施行的《鋼鐵企業(yè)清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》更是首次將原料場(chǎng)污染控制技術(shù)納入。同年，環(huán)保部《關(guān)于在化解產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩矛盾過(guò)程中加強(qiáng)環(huán)保管理的通知》（環(huán)發(fā)（2014）55號(hào)）中明確要求：“鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)應(yīng)建設(shè)防風(fēng)抑塵網(wǎng)或（半）密閉料倉(cāng)，城市鋼廠及位于沿海、大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域的企業(yè)應(yīng)采用密閉料場(chǎng)或筒倉(cāng)”。面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)，城市鋼廠及處于重點(diǎn)防控區(qū)域的鋼鐵企業(yè)料場(chǎng)必須實(shí)施原料場(chǎng)封閉改造。

1 原料場(chǎng)粉塵產(chǎn)生量情況

現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)承擔(dān)著企業(yè)90%以上散狀原燃料的貯存加工和物流配送，作為原料集散、精料加工和物流管理中心，是燒結(jié)和煉鐵降低燃料消耗的重要工序，是廠內(nèi)運(yùn)輸物流成本的重要組成，是控制粉塵污染的重要環(huán)節(jié)。原料場(chǎng)的儲(chǔ)存物質(zhì)一般有煤料、石料、鐵礦、石灰、焦炭等，大部分都是露天堆放。由于物料堆存量大，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中造成粉塵大量逸散。造成粉塵逸散的主要原因可歸納為以下4項(xiàng)：（1）原料的進(jìn)場(chǎng)及儲(chǔ)存；（2）原料取料及卸料作業(yè)；（3）場(chǎng)區(qū)內(nèi)的交通運(yùn)輸活動(dòng)；（4）原料堆受到風(fēng)蝕作用[2]。

原料場(chǎng)具有塵源點(diǎn)多、初始粉塵濃度高、粉塵類(lèi)型混雜等特點(diǎn)。通常鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)占地面積大于10萬(wàn)m2，原料儲(chǔ)存多采用露天堆放方式。這些散狀物料在二級(jí)風(fēng)以上風(fēng)力的作用下極易干燥，在裝卸、堆存作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生揚(yáng)塵，尤其是粒度在0~3mm的散狀原料表面極易造成大面積揚(yáng)塵，給周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)對(duì)崗位職工的身心健康亦產(chǎn)生一定程度的影響，同時(shí)也導(dǎo)致原料的大量風(fēng)蝕，給企業(yè)帶來(lái)一定程度的經(jīng)濟(jì)損失。有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，受風(fēng)力作用影響，原料場(chǎng)附近大氣含塵濃度高達(dá)100mg/m3，原料場(chǎng)堆存原料每年損失量可達(dá)0.2%~0.5%[3]。

2 常規(guī)采取的控制措施

針對(duì)目前大部分原料堆場(chǎng)采取露天堆放且產(chǎn)生大量無(wú)組織排放粉塵的現(xiàn)象，目前控制堆場(chǎng)揚(yáng)塵，所采取的技術(shù)措施主要有水噴淋降塵、噴灑抑塵劑降塵、設(shè)置防風(fēng)抑塵網(wǎng)、建封閉倉(cāng)等。傳統(tǒng)的水噴淋降塵對(duì)水資源和能耗浪費(fèi)大，抑塵效果不理想，不能解決二次揚(yáng)塵；噴灑降塵劑雖可有效降塵，但只適合用于長(zhǎng)期堆放的物料，不適合流動(dòng)性的隨時(shí)有作業(yè)要求的鋼鐵企業(yè)料場(chǎng)；防風(fēng)抑塵網(wǎng)近年來(lái)比較流行，抑塵效果可達(dá)80~ 90%，同時(shí)解決了二次揚(yáng)塵問(wèn)題，投資費(fèi)用也相對(duì)較低，但對(duì)于多風(fēng)、多雨及沿海地區(qū)效果一般。封閉料場(chǎng)抑塵效果最佳，可接近100%，不受天氣影響，也沒(méi)有二次揚(yáng)塵的問(wèn)題，可最大限度的減少粉塵無(wú)組織排放。

綜上，雖然密閉料場(chǎng)前期投入資金大，建設(shè)周期長(zhǎng)，但對(duì)于城市鋼廠和位于沿海、大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域的鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)是最佳選擇。

3 封閉料場(chǎng)治理案例

2008年寶鋼湛江開(kāi)始建設(shè)的我國(guó)鋼鐵企業(yè)首座大型封閉原料場(chǎng)，開(kāi)啟了我國(guó)鋼鐵企業(yè)原料環(huán)保儲(chǔ)存技術(shù)的應(yīng)用之路。“十二五”期間，原料環(huán)保儲(chǔ)存技術(shù)已在寶鋼股份、寶鋼湛江鋼鐵、寶鋼八鋼、寶鋼寧鋼、邯鋼、包鋼、唐鋼、攀鋼西昌、湖北新冶鋼、江陰興澄特鋼、營(yíng)口京華鋼鐵、邢臺(tái)德龍鋼鐵等國(guó)內(nèi)多個(gè)原料場(chǎng)工程中得到應(yīng)用，此外，還有多家鋼鐵企業(yè)正在制定或開(kāi)始實(shí)施原料場(chǎng)封閉改造，以實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)原料封閉儲(chǔ)存。

鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)封閉改造常用結(jié)構(gòu)類(lèi)型采用的是空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。從受力性能上，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)采用大致相同的網(wǎng)格組成空間交匯的桿件體系，承重結(jié)構(gòu)與支撐體系合二為一，從而有效地改變了桁架結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，合理優(yōu)化了結(jié)構(gòu)用鋼量。空間網(wǎng)架及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)空間剛度大，制作安裝方便，節(jié)點(diǎn)連接采用螺栓球節(jié)點(diǎn)，避免大量的現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量，其零配件工廠加工，產(chǎn)品工廠化，能有效確保工程質(zhì)量，運(yùn)輸安裝方便。由于原料堆放的客觀要求，料場(chǎng)封閉結(jié)構(gòu)常為大跨度結(jié)構(gòu)。料場(chǎng)封閉主要結(jié)構(gòu)形式有平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、球形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、斜拉網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、大跨度預(yù)應(yīng)力拱形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等。料場(chǎng)封閉建設(shè)情況如下：

某鋼鐵公司封閉料場(chǎng)，跨度120m，平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

某公司圓形貯煤場(chǎng)工程，跨度115m，球形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

某公司封閉料場(chǎng)，跨度90m，雙層三心圓網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

某鋼鐵公司料場(chǎng)封閉，跨度70m

某鋼鐵公司焦炭料場(chǎng)，雙層柱面穹型網(wǎng)架

焦炭料場(chǎng)內(nèi)景

4 治理后粉塵無(wú)組織排放削減量計(jì)算

以一個(gè)占地20萬(wàn)m2的原料場(chǎng)為例，其原、輔料及燃料進(jìn)場(chǎng)總量按350萬(wàn)t/a核算，封閉改造前主要采取的治理措施為料場(chǎng)四周設(shè)置擋風(fēng)抑塵網(wǎng)、料場(chǎng)內(nèi)定期進(jìn)行噴灑水、不用料堆進(jìn)行苫蓋。原料在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中使用封閉皮帶、并且在轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)設(shè)有粉塵集氣罩，并連入除塵系統(tǒng)。改造為全封閉料場(chǎng)后，按環(huán)監(jiān)[2014]27號(hào)文中附件1《鋼鐵企業(yè)大氣污染物排放量核算細(xì)則（試用）》中推薦公式計(jì)算，治理后可減少粉塵無(wú)組織排放量約525t。

表1 原料場(chǎng)粉塵無(wú)組織排放削減量核算

結(jié)語(yǔ)

物料露天堆放受風(fēng)、雨、雪等惡劣天氣影響較大，堆取作業(yè)產(chǎn)生的揚(yáng)塵嚴(yán)重影響廠區(qū)及周邊環(huán)境，難以滿足日益嚴(yán)格和高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保要求，這也制約了物料堆場(chǎng)的場(chǎng)址選擇。鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)改造為全封閉料場(chǎng)，雖前期投入大，但可最大限度的減少粉塵排放，是實(shí)現(xiàn)從源頭控制污染，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一的重要手段，也是未來(lái)鋼鐵企業(yè)原料準(zhǔn)備技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

[1]燕開(kāi)文.鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)設(shè)計(jì)的環(huán)保因素[J].山西冶金.2010（2）.

[2]李崇垓,袁中新等.灑水控制對(duì)鋼鐵廠原料堆場(chǎng)逸散揚(yáng)塵的影響[J].中國(guó)粉體科技.2009（2）.

[3]金暉.冶金原料場(chǎng)粉塵抑制技術(shù)與措施探討.第九屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集.

朱明奕，（1982.3-），男，工程碩士，工程師。主要研究方向：火電、冶金、化工石化醫(yī)藥類(lèi)別項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)及技術(shù)評(píng)估工作。