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电炉炼钢厂二噁英生成机理与控制,废气治理

发布时间:2023/4/7 22:04:25   
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电炉炼钢过程中二噁英的产生与废钢中附着的油漆、塑料及切削废油等混入物密切相关。瑞典钢铁联合会和MEFOS采用lot电炉进行了电炉冶炼废钢的中间实验,测定了含有塑料和残油的废钢在熔化时生成二噁英的量。

废钢中氯化物来自3种不同情况:含塑料、油类和盐;含氯化物和油类;含PVC。其中,含PVC废钢产生废气中二噁英和氯化有机物含量zui高。在排放的废气中二噁英和氯化酚较低,氯化苯较高。在氯含量相同的情况下,废气中二噁英和氯化有机物在同数量级。尽管一些废钢不含氯,但其废气中也含有二噁英和氯化有机物。其原因是:废钢并非完全无氯;电极表面可为生成氯化有机物提供足够的氯;炉墙等提供其他氯的来源,电炉系统中氯沉积等。

国内近些年来电炉冶炼废钢技术发展很快,但一些规模不大企业的环保水平不高,因此电炉生产应该把好废钢的质量关。国外废旧汽车的废钢中含有较高氯化物和油类碳氢化合物,冶炼这种废钢极易产生二噁英,所以在进口国外废钢时除考虑价格外,还要考虑其清洁度。

关于如何有效地减少炼钢生产过程中产生的二噁英污染的问题,国内还缺乏广泛和深入地研究,综合国外现有的一些防治措施,对策如下:

(1)对作为电炉炼钢原料的废钢,在其进行预热、熔炼前进行拣选。由于有些废钢含有油漆、涂料、塑料、切削油等,而将有机化合物和氯等带入炉内。对于氯源来说,废钢所带的油是氯的主要载体。根据对几个炼钢车间的含油钢屑进行检测,其氯的含量可达~g/t废钢。为此,对电炉废钢应进行拣选,尽量减少使用含有油漆、涂料、塑料、切削油等的废钢,以降低废钢预热、熔炼时排放的二噁英、氯苯类等有毒物质的总量。

(2)控制使用废钢预热。国外有些炼钢车间安装有废钢预热装置,利用电炉冶炼的热烟气预热电炉使用的废钢。这对节省电炉能耗是有利的,但对环境空气带来较大的污染影响。在废钢被预热时,首先是废钢所带的水分和轻有机化合物被蒸发;到高于℃温度时,重有机化合物也被散发出来,同时发生部分或全部的分解。在温度高于℃时,还会生成新的微量有机化合物。试验表明,采用废钢预热会增加烃类的产生和排放量,其数值见下表1:

烃类污染排放量

(3)在熔炼过程中提高炉内氧化程度,有利于降低氯代的芳香族化合物排放量。燃烧过程的氧化程度可控制烟气中未燃烧的有机化合物量,包括像多环芳烃和氯代的芳香族化合物等微量有机化合物。通过缓慢地连续装料方式向炉内装入带油废钢,其氧化程度高,而氯代的芳香族化合物的排放量低,如在烟气净化系统中采用后燃烧方法来解决环境污染问题费用很高。

(4)采用效果好的电炉烟气净化装置可减少二噁英等的排放。电炉炉内和烟道内生成的多氯二苯并二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs),主要以固体形态附着在细颗粒尘表面上,用袋滤式除尘器可以除去其大部分。为进一步降低这类有毒物质的排放量,可通过先降低排烟温度,使气相中的PC-DDs和PCDFs冷凝,附着于烟气中zui小颗粒上,再用袋滤式除尘器捕集,其效果则更好些。如资金条件许可,还可在袋滤式除尘器后增设一座活性炭吸附塔,可使PCDDs和PCDFs的排放浓度控制在0.05ng/m3以下。

(5)向炉气内喷射氨,以控制烟尘中铜等金属对生成PCDDs等的催化作用。有些电炉烟尘中含有铜等金属,它是生成PCDDs和PCDFs的有效催化剂;而氨对铜等金属催化剂是zui有效的催化毒化物,可使铜等金属催化剂失去催化作用。所以喷氨可以减少PCDDS和PCDFs的生成量。

携流吸附装置

上图为电炉炼钢厂除尘系统为二噁英减排所增加的携流吸附装置。炼钢过程中所产生的废气通过电炉的排烟管抽出,经过后燃烧室,经管道进入蒸发冷凝器。废气冷却到℃左右后。进入轴流式分离器去除大颗粒物,该分离器也称为火花分离器。至此,废气夹带的火花以及大颗粒物已被去除,然后进入气体混合腔与厂房收集的空气混合。废气出口接织物过滤器,混合废气温度为80~℃,废气量为1.2Mm3/h。织物过滤器采用持续排灰,过滤灰收集于过滤灰料仓中,用于外循环。

吸附剂直接喷人到在织物过滤器进口的原混合废气中,用于去除含尘废气中的气相污染物,喷入吸附剂通过织物过滤器与过滤灰起被分离出来。

以低于30mg/m3给料量投加HOK,净化后废气中PCDD/F的低排放充分说明了HOK对于废气中多氯代二苯并一对一二噁英(PCDD)和多氯代二苯呋喃(PCDF)的吸附性。即使采用很低的剂量投加,分离效果也非常明显,洁净气体中二噁英的含量可低于0.1ngTE/m3。

二噁英的污染越来越受到人们的重视,欢迎

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