鋼鐵企業(yè)典型生產(chǎn)工藝顆粒物排放特征研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)在我國(guó)各工業(yè)部門中是廢氣污染環(huán)境的大戶之一。全國(guó)鋼鐵企業(yè)每年廢氣排放量可達(dá)12000億立方米左右，而顆粒物是鋼鐵企業(yè)廢氣排放中的重要污染物，對(duì)環(huán)境和人體的健康都有著非常重要的影響。因此，研究鋼鐵企業(yè)顆粒物排放特征，對(duì)于了解鋼鐵企業(yè)污染物排放規(guī)律，有效地控制和管理污染物排放，從技術(shù)和管理上根本推進(jìn)鋼鐵行業(yè)污染物排放現(xiàn)狀的改善都有著積極的意義。 鑒于鋼鐵行業(yè)在國(guó)家工業(yè)行業(yè)中的典型性，本文選取了鋼鐵行業(yè)中的燒結(jié)和煉鐵過(guò)程作為

2、研究對(duì)象，在綜合分析國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的研究狀況和成果后，制定了詳細(xì)的研究計(jì)劃，并選取了國(guó)內(nèi)具有一定規(guī)模且工藝設(shè)備和廢氣處理設(shè)備均比較典型的某鋼鐵企業(yè)進(jìn)行實(shí)測(cè)，通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)顆粒物排放特征進(jìn)行了相關(guān)的研究。 本研究使用了以ELPI為主體的固定源可吸入顆粒物采樣系統(tǒng)，此系統(tǒng)能捕集的最小粒徑為0.03μm，最大粒徑為10μm，同時(shí)經(jīng)過(guò)本次實(shí)測(cè)驗(yàn)證，該采樣系統(tǒng)能較好地覆蓋鋼鐵行業(yè)典型工藝過(guò)程中排放的顆粒物粒徑范圍，可以有效地應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)污染

3、物排放中的顆粒物采樣測(cè)量。 在正常工況下，實(shí)測(cè)燒結(jié)廠機(jī)頭、機(jī)尾和煉鐵廠出鐵場(chǎng)三個(gè)排放點(diǎn)的煙(粉)塵排放濃度分別為：4.8 mg/m3、9.93 mg/m3、9.5mg/m3，遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)限值，排放狀況良好。 根據(jù)實(shí)測(cè)的排放濃度，本文計(jì)算了三個(gè)特征排放點(diǎn)的單位產(chǎn)品的煙(粉)塵產(chǎn)生量分別為：1.031kg/t—燒結(jié)礦、6.490 kg/t—燒結(jié)礦、4.415 kg/t—鐵，排放量分別為：0.026 kg/t—

4、燒結(jié)礦、0.019kg/t—燒結(jié)礦、0，032kg/t—鐵；并進(jìn)一步研究了在分粒徑上的單位產(chǎn)品顆粒物產(chǎn)生量和排放量，其中PM10的產(chǎn)生量為0.528 kg/t—燒結(jié)礦、0.507 kg/t—燒結(jié)礦、0.209kg/t—鐵，排放量為：0.025 kg/t—燒結(jié)礦、0.008 kg/t—燒結(jié)礦、0.016kg/t—鐵；PM2.5的產(chǎn)生量為0.451kg/t—燒結(jié)礦、0.402kg/t—燒結(jié)礦、0.180kg/t—鐵，排放量為：0，022 k

5、g/t—燒結(jié)礦、0.007kg/t—燒結(jié)礦、0.014kg/t—鐵。由此得出：在三個(gè)特征點(diǎn)煙(粉)塵產(chǎn)生量中PM10的比例分別為51.23％、7.81％、4.74％，排放量中PM10的比例分別為99.38％、43.20％、50.84％；在三個(gè)特征點(diǎn)煙(粉)塵產(chǎn)生量中PM2.5的比例分別為43.73％、6．20％、4.09％；排放量中PM2.5的比例分別為85.00％、36.46％、45.68％。這些數(shù)據(jù)反應(yīng)了鋼鐵企業(yè)特征工藝排放的顆粒物

6、中各粒徑的比例，可作為計(jì)算鋼鐵行業(yè)污染物排放因子的基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)。 通過(guò)各點(diǎn)分級(jí)除塵效率研究得出，燒結(jié)廠機(jī)頭顆粒物中PM2.5、PM10、煙(粉)塵的除塵效率為96.55％、96.56％、98.22％，機(jī)尾顆粒物中PM2.5、PM10、煙(粉)塵的除塵效率分別為98.30％、98.41％、99.71％，出鐵場(chǎng)顆粒物中PM2.5、PM10、煙(粉)塵的除塵效率為93.20％、93.38％、99.39％，在本研究的所有點(diǎn)位上，除塵效

7、率所體現(xiàn)出的規(guī)律均為PM2.5＜PM10＜煙(粉)塵。文中通過(guò)組分研究還門納總結(jié)了不同組分對(duì)除塵效率的影響和貢獻(xiàn)。 鋼鐵企業(yè)排放的顆粒物粒徑分布是有其顯著特征的，燒結(jié)廠機(jī)頭、機(jī)尾除塵器后PM2.5在PM10中的質(zhì)量百分比為85.61％、84.38％，煉鐵廠出鐵場(chǎng)除塵器后PM2.5在PM10中的質(zhì)量百分比為89.70％，即：鋼鐵企業(yè)典型工藝排放的顆粒物主要成分為PM2.5． 通過(guò)對(duì)三個(gè)特征點(diǎn)排放的顆粒物中的化學(xué)組分進(jìn)行

8、測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，各特征點(diǎn)主要的污染物組分大致相同，都含有Fe、Si、Ca、K、Al、Na元素，SO2-4、Cl—和較高比例的有機(jī)碳。但各組分在各個(gè)點(diǎn)的含量排序不太相同，主要取決于各排放點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工藝及其相關(guān)參數(shù)的差異。 通過(guò)上述由宏觀至微觀的研究，本文從顆粒物排放濃度及典型除塵設(shè)備的去除效率特征、顆粒物的粒徑分布特征、顆粒物中各組分的分布特征三個(gè)方面歸納和總結(jié)了鋼鐵企業(yè)顆粒物排放的基本特征，為進(jìn)一步研究鋼鐵企業(yè)污染物的排放因子和建