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钢铁行业清洁生产转炉负能炼钢工艺技术一、 所属行业 钢铁 二、 技术名称 转炉负能炼钢工艺技术 三、 技术类型 节能技术 四、 适用范围 大中型转炉炼钢企业 五、 技术内容 1、技术原理 转炉实现负能炼钢是衡量一个现代化炼钢厂生产技术水平关键标志，转炉负能炼钢意味着转炉炼钢工序消耗总能量小于回收总能量，即转炉炼钢工序能耗小于零。转炉炼钢工序过程中支出能量关键包含：氧气、氮气、焦炉煤气、电和使用外厂蒸汽，而转炉回收能量关键包含：转炉煤气和蒸汽回收。传统“负能炼钢技术”定义是一个工程概念，表现了生产过程转炉烟气节能、环境保护综合利用技术集成。 2、 工艺步骤 转炉负能炼钢工艺技术在转炉生产步骤中表现，能量改变指标从消耗部分和支出部分折算而来。该技术工艺步骤包含生产步骤和能源支出/回收利用技术工艺步骤。 最初提出负能炼钢技术时，转炉炼钢工序定义为从铁水进厂至钢水上连铸平台转炉生产全部工艺过程。伴随炼钢技术发展，炼钢厂增加了铁水脱硫预处理、炉外精炼等新技术，而炉外精炼尤其是LF炉能耗较高，整体计算,实现负能炼钢难度大大增加，但从提升转炉炼钢整体技术水平出发，评价负能炼钢技术水平应包含炉外精炼等。六、 关键设备转炉钢生产工艺必需生产设备铁水预处理炉、顶底复吹转炉、炉外精炼炉等，还应包含转炉煤气净化处理、余热利用及转炉煤气利用等设备。如OG法等湿式除尘设备或LT法等干式除尘设备、除尘风机、余热锅炉、回收转炉烟气物理热设备及多种转炉煤气利用技术设备等。 七、关键技术经济指标 转炉负能炼钢技术清洁生产指标：煤气平均回收量达成90 m3/吨钢；回收煤气热值应大于7MJ/m3（CO含量应大于55%）；蒸汽平均回收量80Kg/吨钢；排放烟气含尘量10 mg/m3。若按全方面推广应用转炉负能炼钢技术，单位产品节能23.6Kg标煤/吨钢计算，以后若转炉钢生产2亿吨左右规模时，整年将节能236万吨标煤。转炉煤气回收率大幅提升，不仅可降低CO排放使之有效地转化为能源，还可降低烟尘等排放，有效改善厂区环境质量。 八、 技术应用情况 中国大型转炉负能炼钢技术已日益成熟，宝钢等企业已达成国际领先水平；中型转炉已逐步实现负能炼钢；小型转炉也初步含有对应生产装备条件，经过加强煤气回收也可实现负能炼钢。 相关企业在应用转炉负能炼钢技术过程中取得经验有：提升转炉作业率，缩短冶炼周期可降低冶炼电耗；优化二次除尘风机运行参数，实现节电；采取计算机终点控制等技术，降低氧气消耗；加强设备维护，加强煤气回收，降低转炉煤气放散率；采取蓄热燃烧技术烘烤钢包，有效增加转炉煤气用户；缩短冶炼时间，提升生产效率；合理优化工艺步骤。 九、 技术使用单位 宝钢是中国最早实现“负能炼钢”钢铁企业，即使调整品种结构，增加炉外精炼、电磁搅拌等耗能新工艺装备，转炉工序能耗压力加大，但经过深入挖潜，继续确保了转炉负能炼钢技术有效实施。 多年来武钢三炼钢、马钢一炼钢、鞍钢一炼钢、本钢、唐钢等一批中型转炉也全部成功应用负能炼钢技术，在莱钢等小型转炉负能炼钢技术也取得突破。但各技术使用单位在负能炼钢涵盖范围方面还不统一，有些企业未将铁水脱硫预处理、炉外精炼等能耗纳入其中。 十、 技术推广提议 为深入提升转炉负能炼钢技术应用，在提升煤气回收质量和降低蒸汽放散量方面：应优化锅炉设计，提升蒸汽压力和品质；开发真空精炼应用转炉蒸汽工艺技术，增加炼钢厂本身利用蒸汽能力；发展低压蒸汽发电技术，提升电能转化效率；在优化转炉工艺方面：可采取高效供氧技术，缩短冶炼时间，加紧钢包周转；努力降低铁钢比，增加废钢用量；采取铁水“三脱”预处理技术降低转炉渣；优化复合吹炼工艺，降低氧耗，提升金属收得率；采取自动炼钢技术，实现不倒炉出钢；改善铁钢界面，提升铁水温度；采取单一铁水罐进行铁水运输，降低铁水温降损失等。 “负能炼钢”并未全部涵盖炼钢全工艺过程能量转换和能量平衡，不能作为整体评价炼钢工序能耗水平唯一标准，但国际优异钢铁企业全部把实现转炉负能作为关键指标。中国转炉钢百分比超出80%，所以转炉负能炼钢技术全方面推广对钢铁行业清洁生产意义重大。钢铁行业清洁生产焦化废水生物脱氮技术一、 所属行业 钢铁二、 技术名称焦化废水A/O生物脱氮技术三、 技术类型环境保护、节水综合技术四、 适用范围 焦化企业及其它需要处理高浓度COD、氨氮废水企业五、 技术内容 1、技术原理 焦化废水A/O生物脱氮是硝化和反硝化过程应用。硝化反应是指污水处理中，氨氮在好氧条件下，经过好氧菌作用被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐反应；反硝化是在缺氧无氧条件下，脱氮菌利用硝化反应所产生NO-2和NO-3来替换氧进行有机物氧化分解。 硝化反应是在延时曝气后期进行，对焦化废水生物氧化分解，氨氮降解在酚、氰、硫氰化物等被降解以后进行，需要足够曝气时间，且氨氮氧化必需补充一定量碱度，硝化细菌属好氧性自养菌；而反硝化细菌属碱性异养菌，即在有氧条件下利用有机物进行好氧增殖，在无氧缺氧条件下，微生物利用有机物碳源，以NO-2和NO-3作为最终电子接收体将NO-2和NO-3还原成氮气排出，最终达成脱氮之目标。 2、工艺步骤A/O内循环生物脱氮工艺即缺氧好氧处理工艺，其关键工艺路线是缺氧在前，好氧在后，泥水单独回流。缺氧池进行是反硝化反应，好氧池进行是硝化反应。焦化废水首优异入缺氧池，在这里反硝化细菌利用原水中酚等有机物作为电子供体而将回流水中NO3-N、 NO2-N还原成为气态氮化物（N2或N2O），反硝化出水流入好氧池，在好氧池内，缺氧池出水残留有机物被深入氧化，氨和含氮化合物被氧化成为NO3-N、 NO2-N。污泥回流目标在于维持反应器中一定污泥浓度，即微生物量，预防污泥流失。回流液意在为反硝化提供电子供体（NO3-N、 NO2-N），从而达成去除硝态氮目标。该工艺为前置反硝化，在缺氧池以废水中有机物作为反硝化碳源和能源，无需补充外加碳源；废水中部分有机物经过反硝化反应得以去除，减轻了后续好氧池负荷，降低了动力消耗；反硝化反应产生碱度可部分满足硝化反应对碱度要求，所以降低了化学药剂消耗。六、关键设备 污水处理关键设备包含耐腐蚀泵、液下泵、计量泵，清、污水泵，平流式气浮净水设备，鼓风机及消音器，旋转布水装置，空气过滤器、组合填料、微孔曝气器、中心传动刮泥机、周围传动刮泥机、折浆式搅拌机、加药搅拌装置和撇油机、带式、螺压污泥脱水机七、关键技术经济指标 A/O生物脱氮技术焦化污水处理效率高：该工艺对污水中有机物、氨氮等全部有较高去除效果，当总停留时间HRT大于30小时，经生物脱氮后，出水各项指标，COD经PFS混凝沉淀后可降至 100mg/l 以下，达成污水排放标准。总氮去除率受碳氮比影响，通常在 4060%；技术工艺步骤简单，投资省，运行费用较低，降低硝化过程需要碱耗；缺氧反硝化过程对污染物含有较高降解效率，如COD、BOD、SCN去除率分别为 67%、38%、59%，酚和有机物去除率分别为 62%、36%；因为硝化段采取强化生化专利技术，反硝化段采取了保持高浓度污泥膜技术，提升了硝化及反硝化污泥浓度，含有较高容积负荷；含有较强耐负荷冲击能力，操作管理相对简单。八、技术应用情况 现在中国焦化行业废水处理关键采取A/O内循环生物脱氮技术，该技术对焦化废水处理达标外排及处理后回用起到决定性作用。处理装置出口，除COD外各项指标均达成国家综合排放一级标准。污水处理后出水指标以下：CODcr： 100150mg/L ； 酚：0.5mg/L 以下；CN-： 0.5mg/L 以下； 油： 5mg/L 以下；氨氮： 15mg/l 以下。 焦化废水处理后达标外排，取得了良好环境效益和社会效益，采取A/O内循环生物脱氮技术处理焦化废水污染物去除率为：CODcr 9097.8% 、BOD59699%、酚99100%、NH4+N9499.5%、有机氮9098%、CN9699%、SCN99%。九、技术使用单位 A/O内循环生物脱氮工艺适适用于新建、改扩建焦化工程污水处理及其它含高浓度COD、氨氮有机废水处理。 现在中国焦化厂废水处理采取A/O内循环工艺有三十多个，伴随钢铁企业焦化工程改扩建及各地对环境保护要求提升，焦化行业正陆续进行废水处理装置新建和改造。在山西省数百座焦化厂中，真正上脱氮工艺处理污水达标没有几家。估计未来将有五十多个项目将考虑采取类似技术进行工程建设。十、技术推广提议 A/O内循环生物脱氮技术自开发以来，已被广泛应用于中国焦化行业废水处理工程中，并在近3 至5年内仍将作为焦化废水处理主导技术。伴随大家环境保护意识地增强和国家对环境保护要求提升，焦化行业正在或将对废水处理进行扩建或改造，市场前景良好。 现在A/O内循环生物脱氮工艺技术，投资、占地、运行费还较高，应继续不停优化技术，使处理设施、投资、占地等深入降低，使综合处理成本降至4元/m3以下。提议停止萃取脱酚，采取萃取脱除污水和粗苯中有机氮（吡啶、喹啉、卡唑等）提升污水中COD/TN比值；改善蒸氨工艺和设备，使蒸氨后污水含NHX-N100mg/l，耗蒸汽量100kg蒸汽量/吨污水；处理后焦化废水尽可能回用于焦化生产，如作熄焦补充水、除尘补充水、煤场洒水等，也可将处理后废水送高炉冲渣或泡渣，降低外排水量，采取方法降低对环境及设备影响。钢铁行业清洁生产冷轧盐酸酸洗液回收技术一、 所属行业钢铁二、 技术名称冷轧盐酸酸洗液回收技术三、 技术类型资源回收技术四、 适用范围钢铁酸洗生产线五、 技术内容1、技术原理 现在盐酸酸洗废液回收方法有高温焙烧法、减压硫酸分解法和氯化法,其中高温直接焙烧法是主导技术。直接焙烧法以其加热方法不一样，又分为两种：逆流加热为喷雾焙烧法，顺流加热为流化床焙烧法。盐酸酸洗废液再生回收原理是盐酸废液直接喷入焙烧炉和高温气体相接触，在高温状态下和水、发生化学反应，使废液中盐酸和氯化亚铁蒸发分解，生成Fe2O3和HC1。2、工艺步骤流化床法步骤：废酸洗液进入废酸贮罐，用泵提升进入预浓缩器，和反应炉产生高温气体混合、蒸发，经过浓缩废酸用泵提升喷入流化床反应炉内，在反应炉高温状态下FeCl2和H2O、O2发生化学反应生成Fe2O3和HCl高温气体。HCl气体上升到反应炉顶，先经过旋风分离器，除去气体中携带部分Fe2O3粉再入预浓缩器进行冷却。经过冷却气体进入吸收塔，经喷入新水或漂洗水形成再生酸再回到再生酸贮罐。经补加少许新酸，使HCl含量达成原酸洗液浓度后送回酸洗线使用。经过吸收塔废气再送入收水器，除去废气中水分后经过烟囱排入大气。流化床反应炉中产生氧化铁抵达一定程度后，开始排料，排入氧化铁料仓，再回烧结厂使用。喷雾焙烧法步骤：废酸进入废酸贮罐，用泵提升经废酸过滤器，除去废酸中杂质，再进入预浓缩器，和反应炉产生高温气体混合、蒸发。经过浓缩废酸用泵提升喷入反应炉，在反应炉高温状态下，FeC12和H2O、O2产生化学反应，生成Fe2O3和HC1气体（高温气体），HC1气体离开反应炉先经过旋风分离器，除去气体携带部分Fe2O3粉，再进入预浓缩器进行冷却。经过冷却气体进入吸收塔，喷入漂洗水形成再生酸重新回到酸贮罐，补加少许新酸使HC1含量达成原酸洗液浓度时用泵送到酸洗线使用。经过吸收塔废气再进入洗涤塔喷入水深入除去废气HC1，经洗涤塔后经过烟囱排入大气。反应炉产生Fe2O3粉落入反应炉底部，经过Fe2O3粉输送管进入铁粉料仓，废气经布袋除尘器净化后排入大气，Fe2O3粉经包装机装袋后出售，作为磁性材料原料。六、关键设备流化床法工艺设备关键有流化床反应炉、旋风除尘器、文氏管循环系统泡罩填料塔、风机和氧化铁料仓等。鲁特钠法喷雾焙烧法工艺设备关键有焙烧炉、旋风分离器、预浓缩器、吸收塔、排风设施和氧化铁收储设施等。七、关键技术经济指标盐酸酸洗废液关键由HCl、FeCl2和H2O三部分组成。通常含FeCl2约100140g/L,游离酸（HCl）3040g/L，但含量随酸洗工艺、操作制度、钢材品种不一样而异，盐酸回收技术改变了传统废酸中和处理法对废酸资源浪费，使盐酸再生回收循环利用。流化床焙烧法处理量大，盐酸回收率高，环境保护效果好。鲁奇法反应温度高（850890），生产氧化铁含氯量最低（仅0.02%），但氧化铁粒径较大（大于0.3mm颗粒占98.8%），如经特殊研磨后，可生产硬磁铁氧体。但因该工艺生产氧化铁粒径较大，强度较高，超细磨难度大，所以做磁性材料生产专用氧化铁质量较差，现在大全部返用烧结工序，酸和铁回收率均能达成或靠近99%。鲁特钠法反应温度较低，反应时间较长，炉容较大，操作比较稳定，氧化铁呈空心球形，粒径较小，能全部用于磁性材料工业，可生产软磁或硬磁铁氧体，被称作磁性材料工业专用氧化铁，但含氯量较高（通常小于0.2%）。八、技术应用情况冷轧工序是钢铁工业生产不可缺乏，伴随国民经济建设发展，对钢材品种多样化和高质量要求，而日显其关键性。酸洗工序是钢铁成材必需过程，速度快、不过酸而废酸再生回用既处理环境污染，且带来显著经济效益。1975年武钢冷轧厂从德国引进了流化床法（鲁奇法）废盐酸再生成套装置（设备），1985年宝钢从奥地利引进了喷雾焙烧法（鲁特钠法）废盐酸再生装置，以后鞍钢、本钢、攀钢、宝钢三期、上海益昌和天津等钢铁企业前后引进和建成了多套喷雾焙烧法废盐酸再生装置，成全部华西化工研究所在武钢硅钢片厂有一套设备。九、技术使用单位1975年武钢冷轧厂从德国引进了流化床法（鲁奇法）废盐酸再生成套装置（设备），1985年宝钢从奥地利引进了喷雾焙烧法（鲁特钠法）废盐酸再生装置，以后鞍钢、本钢、攀钢、宝钢三期、上海益昌和天津等钢铁企业前后引进和建成了多套喷雾焙烧法废盐酸再生装置，成全部华西化工研究所在武钢硅钢片厂有一套设备。世界各国采取直接焙烧法再生盐酸工艺中，鲁特钠法约占60%以上，鲁奇法仅次于鲁特钠法，在中国已知引进装置中，前者约占56套。十、技术推广提议酸洗工艺是轧材生产确保产品表面质量必需手段，其中盐酸法速度快、不过酸，故钢铁生产中采取盐酸酸洗工艺居多，废酸再生回用既处理环境污染，全部可取得经济和社会效益。焙烧法再生盐酸废液是主导该再生技术代表作，所以适用范围很广，但焙烧法相对投资较高，所以在相关技术应用推广中：1、 应联合现已引进生产设备企业，以联合或工程总承包形式，将中国设计、科研、设备制作等力量整合，经过技术吸收、消化手段，提升技术装备国产化率，降低总投资和工程造价；2、 紧密跟踪世界废酸回收技术和新发展，争取多路径技术合作，联合开发和技术支持；3、经过国家支持示范工程，完成该技术和设备配套，形成含有自主产权设计和设备制造技术队伍。