內(nèi)容提供：東方環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所

引　言1972年在瑞典斯德哥爾摩召開了人類第一次環(huán)境大會。至今已有30年，在環(huán)境與發(fā)展的問題上，人們已逐漸——

 

懂得了自然規(guī)律是不可背離的，

懂得了發(fā)展過程是不可以隨意逾越的，

懂得了主觀愿望不能代替客觀的現(xiàn)實(shí)。

環(huán)境與發(fā)展是當(dāng)今國際社會普遍關(guān)注的問題，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為全世界緊迫而艱巨的任務(wù)，冶金工業(yè)亦不能背離可持續(xù)發(fā)展這一大趨勢。

對于冶金行業(yè)環(huán)保工作者而言，探索符合我國國情的高溫?zé)煔庵卫砑肮?jié)能技術(shù)的新路子，是一項(xiàng)迫在眉睫的艱巨任務(wù)。

我國冶金高溫?zé)煔庵卫砼c節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀

主要存在的二大問題：

（一） 高溫?zé)煔饪刂扑捷^低，不能最大限度地控制排放總量，特別是對無組織排放的控制更為嚴(yán)重，普遍存在的捕集率較低的問題。

（二） 高溫?zé)煔庵卫磉\(yùn)行能耗高，用綜合指標(biāo)功流比考核，功流比高，指標(biāo)較落后，即實(shí)際每獲得104m3/h風(fēng)量，風(fēng)機(jī)電機(jī)功率很大，運(yùn)行電耗普遍較高。

通過對某廠九十年代新建的一座60t超高功率電爐，除塵系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)的對比，充分說明以上問題。

某廠60t電爐除塵系統(tǒng)改造前后參數(shù)比較

按噸鋼產(chǎn)塵量12kg計(jì)算。

由此可見，無論是“三同時”項(xiàng)目，還是對老除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用先進(jìn)高溫?zé)煔庵卫砼c節(jié)能技術(shù)，均可獲得滿意的環(huán)保效果和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

其中三個方面是造成上述情況的重要因素。

1、 沿襲國外的高溫?zé)煔獠都夹g(shù)，未能在找出傳統(tǒng)捕集技術(shù)有悖高溫?zé)煔獠都瘷C(jī)理的本質(zhì)問題的基礎(chǔ)上，探索各種在確保生產(chǎn)工藝及操作的前提下既能確保環(huán)保要求，又能降低運(yùn)行能耗的捕集形式。

2、 治襲國外高溫?zé)煔庵卫砉に嚶肪�，或者是將國外工藝設(shè)備拼湊組合成一套工藝系統(tǒng)，其工藝路線仍超越不了國外的工藝路線模式。

3、 對除塵系統(tǒng)的節(jié)能研究往往把風(fēng)機(jī)調(diào)速與節(jié)能相提并論，進(jìn)入了一個誤區(qū)，未認(rèn)識到煙氣治理工藝技術(shù)的進(jìn)步是節(jié)能的主要途徑。

高溫?zé)煔庵卫砉に嚶肪�的探討

工藝路線的設(shè)計(jì)決定了系統(tǒng)工藝的設(shè)計(jì)，設(shè)備的設(shè)計(jì)選型和配置，最終決定了整套高溫?zé)煔庵卫砑夹g(shù)的優(yōu)劣。它是一個涉及到設(shè)計(jì)思想，基礎(chǔ)理論以及污染源的生產(chǎn)工藝、廠房布置等一系列條件，是一個理論與實(shí)踐并重的課題，而決非是除塵器、風(fēng)機(jī)、冷卻裝置及管道等的簡單組合。

目前高溫?zé)煔庵卫砉に嚶肪�主要有三點(diǎn)：

其一，強(qiáng)制冷卻工藝路線——高阻、高溫、小流量

其二，混合工藝路線——高阻、中溫、中流量

其三，短流程工藝路線——低阻、中溫、大流量短流程工藝路線分為一次捕集和二次捕集兩類。

一次捕集——混冷風(fēng)型短流程工藝

二次捕集——一、二次煙氣溫合短流程工藝

上述三類工藝路線的選擇是決定系統(tǒng)綜合指標(biāo)優(yōu)劣的重要條件，然而，往往因沒有認(rèn)識到重要性而不被重視，經(jīng)常出現(xiàn)未經(jīng)計(jì)算論證憑感覺否定一種，選擇另一種。其實(shí)上述各種工藝線路均有特定的適用條件，它將大大影響環(huán)保效果、運(yùn)行電耗以及一次性投資、維護(hù)管理等的重要技經(jīng)指標(biāo)。

一般情況下，在能確保一次性將高溫?zé)煔獠都⑦_(dá)標(biāo)時（如鐵合金爐），可采用第一類工藝路線，既能保證環(huán)保達(dá)標(biāo)，能耗又不高，但由于高溫?zé)煔獠捎脗鹘y(tǒng)的強(qiáng)制冷卻方式，且阻力很高，為此只能認(rèn)為在現(xiàn)階段是較好的方案。當(dāng)然，如果采用第一類工藝路線，而冷卻技術(shù)不過關(guān)，不能保證進(jìn)入除塵器的煙氣溫度低于允許上限值而混入一定空氣降溫，那也是迫不得已。

對于第二類工藝路線，由于不必要的工藝環(huán)節(jié)過多，冷卻器低效且阻力又高等等問題，使得整個系統(tǒng)特征為高阻、長流程，所以在消耗功率很大的情況下卻得不到較大的處理風(fēng)量，一般情況則應(yīng)盡量避免使用。

當(dāng)高溫?zé)焿m源面積較大、煙氣發(fā)生量變化大、生產(chǎn)工藝動作狀態(tài)多時，則應(yīng)選擇第三類工藝路線，例如，煉鋼電爐僅采用第一類（內(nèi)排煙）解決了吹氧出鋼、加料等二次的煙氣捕集問題無法確保環(huán)保指標(biāo)。為此，采用第三類混合工藝路線（天車通過式集煙罩、短流程工藝）。如果隨著高溫?zé)煔獾淖兓蛛A段分別采用第一類和第三類工藝路線，只要能滿足環(huán)保和節(jié)能雙重目標(biāo)，也是可行的，但這必須是分階段的分別單獨(dú)應(yīng)用，而不是全過程的組合使用。然而，在國內(nèi)全過程的組合使用十分普遍，既難保證環(huán)保要求，又大大提高運(yùn)行電耗，這方面的例子舉不勝舉。

近期東方環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所針對大中型電爐鐵水熱裝強(qiáng)化冶煉工藝又研制成功內(nèi)外排混合短流程工藝，即典型的第三類一、二次煙氣混合短流程工藝，較好地解決了長期以來得不到解決的一些問題，取得了可喜的效果。

1、用低溫的二次煙氣混入高溫的一次煙氣，使之進(jìn)入除塵器的混合煙氣溫度在允許使用溫度下。

2、刪除了一次系統(tǒng)中冷卻器等高阻、維修量大、噪聲大的工藝設(shè)備，使一次系統(tǒng)阻力大幅下降；刪除了一次系統(tǒng)中的又一故障因子加壓風(fēng)機(jī)。

3、解決了一次系統(tǒng)普遍存在的易積灰、易堵塞的問題。

4、解決了冷卻器效率波動大，而二次風(fēng)量又較低，最終導(dǎo)致燒濾袋的問題。

5、大大提高了一、二次系統(tǒng)的匹配性，徹底解決了常見的二次系統(tǒng)風(fēng)量低于設(shè)計(jì)風(fēng)量的問題。

6、大大降低了功流比，在同樣功率配置下，大大提高了系統(tǒng)風(fēng)量，尤其是二次系統(tǒng)，使得普遍存在的二次系統(tǒng)效果不佳的問題得以解決（輔之合理的捕集裝置）；或者說在保持原工藝的設(shè)計(jì)風(fēng)量下，可大大降低運(yùn)行電耗。

該技術(shù)研究開發(fā)成功是高溫?zé)煔庵卫砉に嚶肪�的一大突破，是實(shí)現(xiàn)低阻、中溫、大流量的一個范例。

就目前的技術(shù)水平而言，第三類工藝路線既能確保很好的環(huán)保指標(biāo)，又可大幅降低電耗，而且適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。天車通過式治理技術(shù)（包括三個要素）作為第三類工藝路線的典型實(shí)例，雖然問世僅幾年時間，由于理論上的進(jìn)步及實(shí)踐的成功，已被廣泛認(rèn)同，并得以迅速推廣。僅2000年1~10月就分別在電爐、AOD爐上采用了15套。該技術(shù)既被授予“二000年國家和理點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)（A類）"證書，以及國家五部委頒發(fā)的“國家重點(diǎn)新產(chǎn)品”證書。

國際上電視機(jī)技術(shù)的發(fā)展由黑白電視到彩色電視，由普通屏幕到直角平幕到超平，進(jìn)而又發(fā)展到純平……始終在不斷進(jìn)步。在競爭中取勝無疑靠的是科技進(jìn)步，而科技進(jìn)步需要超前的科技意識，是對獲得成果的不斷修正，甚至否定。

在冶金高溫?zé)煔庵卫砑夹g(shù)方面，如不站在戰(zhàn)略的高度，進(jìn)一步探索環(huán)保指標(biāo)更優(yōu)、運(yùn)行電耗更低、更實(shí)用可靠的、更佳的工藝路線及相關(guān)技術(shù)，那我們將錯失良機(jī)，只能是永遠(yuǎn)依賴于引進(jìn)與模仿。

當(dāng)年東方所的半密閉罩技術(shù)也獲得了最佳實(shí)用技術(shù)證書，并在全國推廣應(yīng)用了五十多套，但是為了適應(yīng)冶金技術(shù)的進(jìn)步、環(huán)保及節(jié)能的需要，東方所在半密閉罩技術(shù)的基礎(chǔ)上通過八年的努力，終于研制成功了“天車通過式電爐煙氣治理技術(shù)。”又一次榮獲“國家重點(diǎn)環(huán)境保護(hù)實(shí)用技術(shù)(A)類”證書。今天，在“天車通過式電爐煙氣治理技術(shù)”、“低阻、中溫、大流量”獲得成功的時候，東方人卻又在冷靜地思考探索更佳的高溫?zé)煔庵卫砑肮?jié)能技術(shù)，主要攻關(guān)課題是工藝路線及其相關(guān)技術(shù)。

探索的工藝路線（A）——超低阻工藝路線

超低阻工藝路線特征——超低阻、中溫、大流量

* 超低阻——通過捕集凈化一體化、除塵器改進(jìn)及系統(tǒng)優(yōu)化，將系統(tǒng)阻力降到最低。

* 中　溫——改進(jìn)除塵設(shè)備的允許使用溫度，并使系統(tǒng)溫度趨近于允許溫度。

* 大流量——捕集凈化一體化加之允許溫度的提高，使流量大而不多余。

* 超低阻工藝路線是“天車通過式”、“低阻、中溫、大流量”的進(jìn)步，與“天車通過式”、“低阻、中溫、大流量”比較，系統(tǒng)阻力更小，溫度有所提高，風(fēng)量有所下降，運(yùn)行電耗將更低，其實(shí)用性、適應(yīng)性很強(qiáng)。

探索的工藝路線（B）——強(qiáng)化冷卻、低阻、小流量工藝路線

特征——煙氣強(qiáng)化冷卻、低阻、小流量

* 高溫——即進(jìn)入系統(tǒng)的煙氣溫度高

* 強(qiáng)化冷卻——設(shè)計(jì)效率高、能耗低、不用水的大規(guī)格冷卻器強(qiáng)化冷卻，或者采用噴霧冷卻技術(shù)，它不同于現(xiàn)階段效率較低、能耗較高的強(qiáng)制冷卻。

* 小流量——在實(shí)施強(qiáng)化冷卻及提高工藝設(shè)備允許使用溫度的條件下，只要保證捕集效果，最大限度地減少處理風(fēng)量。

以上二類工藝路線有其特定的適用范圍：

工藝路線（A）：適用性強(qiáng)，應(yīng)用于高溫?zé)煔庠疵娣e大、發(fā)生量大而波動、生產(chǎn)工藝動態(tài)的情況。

工藝路線（B）：適用性受到生產(chǎn)設(shè)備的限制。適用于一次性捕集高溫?zé)煔饧茨苓_(dá)到環(huán)保指標(biāo)。

對于類似煉鋼電爐的設(shè)備，如果將二類工藝路線相結(jié)合，分階段的分別使用

其一，通電時用（B）路線，出鋼加料時用（A ）路線，有望將電耗進(jìn)一步下降，關(guān)鍵是能否達(dá)到環(huán)保效果的最佳化。

工藝技術(shù)發(fā)展趨勢

在高溫?zé)煔庵卫砑夹g(shù)上的慣性思維，使人墨守成規(guī)，禁錮于傳統(tǒng)技術(shù)，束縛于國外模式。

回眸審視國內(nèi)多年來高溫?zé)煔庵卫淼目萍歼M(jìn)步，幾乎看不到什么優(yōu)秀的成果。諸如天車通過式捕集和內(nèi)外排混合短流程工藝技術(shù)成果可謂鳳毛麟角。

今后科研攻關(guān)的選題應(yīng)緊緊圍繞“環(huán)保高指標(biāo)、節(jié)能降耗和實(shí)用可靠”三個相互統(tǒng)一的目標(biāo)。這也是高溫?zé)煔庵卫砑夹g(shù)發(fā)展的趨勢。具體目標(biāo)有：

* 超短流程化。終究會通過科技進(jìn)步，既實(shí)現(xiàn)長流程到短流程再到超短流程的轉(zhuǎn)變，又實(shí)現(xiàn)從大流量到小流量的轉(zhuǎn)變。

* 三個一體化——即廠房與除塵設(shè)備一體化、生產(chǎn)工藝設(shè)備與除塵設(shè)備一體化、煙氣捕集裝置與凈化設(shè)備一體化。三個一體化其實(shí)也是超短流程的工藝路線的體現(xiàn)，而不是簡單的布局規(guī)劃。將大大提高環(huán)保效果和降低運(yùn)行電耗。這一方面國內(nèi)外已有過探索。例如，屋頂除塵器、天車通過式捕集罩……等，最終獲得成功將是必然的。而且，可以開拓的領(lǐng)域也十分廣闊，如LF爐、鐵水倒罐站、混鐵爐等，東方所正在作研究開發(fā)。

* 高溫?zé)煔饫鋮s器的高效、低阻化。這是實(shí)現(xiàn)“低阻、小流量”的必要條件。

* 煙氣治理與余熱利用相結(jié)合。例如，利用電爐煙氣余熱預(yù)熱廢鋼，八十年代作過不少探索，均未獲成功，九十年代，引進(jìn)國外先進(jìn)的電爐煉鋼技術(shù)已取得了可喜的成績，而對于大量現(xiàn)有電爐特別是大中型電爐，如何通過技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)技術(shù)這一目標(biāo)是必然趨勢。

* 除塵設(shè)施管理的專業(yè)化和無人化

在發(fā)達(dá)國家除塵設(shè)施的專業(yè)化管理是現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)的普通模式，已廣泛為采用，而在我國由于思想觀念、企業(yè)管理模式、人力資源、環(huán)保法規(guī)以及一系列因素的制約，致使除塵設(shè)施的專業(yè)化管理遲遲未開先河。

專業(yè)化管理的優(yōu)點(diǎn)

* 有利于實(shí)現(xiàn)長期“環(huán)保達(dá)標(biāo)”

* 有利于減少運(yùn)行管理及維修費(fèi)用

* 有利于降低運(yùn)行電耗

* 有利于提高除塵設(shè)施的使用壽命

* 有利于為進(jìn)一步提高除塵設(shè)施裝置水平，最終提高環(huán)保效果、降低運(yùn)行費(fèi)、減少總投入。

* 大大減少環(huán)保問題對企業(yè)各級分管領(lǐng)導(dǎo)的干擾，分散領(lǐng)導(dǎo)精力。

石家莊鋼鐵公司，在國內(nèi)率先委托東方環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所對電爐及高爐出鐵場除塵設(shè)施進(jìn)行專業(yè)化管理。這一創(chuàng)舉將大大推進(jìn)我國冶金行業(yè)除塵設(shè)施的專業(yè)化管理進(jìn)程。

有關(guān)技術(shù)政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的探討

現(xiàn)行的一些技術(shù)政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在一定程度上制約，甚至誤導(dǎo)了技術(shù)的進(jìn)步，需要重新探討：

* 關(guān)于“由分散治理到集中治理”

對于污水治理由分散到集中的過渡顯然正確的，但是對于高溫?zé)煔猓òǔ兀┲卫韰s需要客觀的論證。根據(jù)二種類型的能量消耗分析比較，可以結(jié)論，一般情況下，只要若干個污染源相互間距離不是特別近，就不應(yīng)該采用集中處理的辦法。

集中處理消耗的能量相當(dāng)于采用氣力輸送的方式搬運(yùn)粉塵所消耗的能量，而且又是料氣比非常小，效率非常低的一種氣力輸送。為此，國內(nèi)常見把各污染源捕集的煙氣分別通過100～200米，甚至更遠(yuǎn)的距離，然后集中到一座除塵器凈化的工藝流程是不可取的，除非受到設(shè)備布置條件的限制。然而，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般不存在這方面的困難。

* 關(guān)于煙氣治理設(shè)施的環(huán)�？己�

國家及行業(yè)有關(guān)污染的考核標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)政策，對高溫?zé)煔庵卫淼募夹g(shù)進(jìn)步起著的導(dǎo)向作用。這方面還存在一些缺陷，有待修正。

國家標(biāo)準(zhǔn)（GB4911-85和GB9078-1996）中只規(guī)定了排放濃度，強(qiáng)調(diào)了有組織排放的考核，而忽略了無組織排放的考核，即使有組織排放部分，亦會造成“稀釋排放”即可達(dá)標(biāo)的混淆概念。

有關(guān)冶金行業(yè)政策中對煉鋼電爐提出的噸鋼收塵量考核規(guī)定，一定程度解決了無組織排放的稀釋排放的問題，但對于不同捕集形式存在片面性。例如，目前很多單位強(qiáng)調(diào)噸鋼收塵量，認(rèn)為越高越好。實(shí)際上，采用內(nèi)排煙形式時，高噸鋼收塵量往往將相當(dāng)?shù)奶挤邸⑹曳?hellip;…等吸入系統(tǒng)。我們治理的目的不是要增加收塵量，而是最大限度減少細(xì)粉塵對大氣的排放污染。所以，應(yīng)該以控制無組織和有組織排放的總量為目的進(jìn)行考核。對于無組織排放，捕集率最能說明問題，但又難以定量考核，這方面建議研究制定一些更加合理、并切合實(shí)際的規(guī)定。

隨著總量控制的逐步實(shí)施，企業(yè)必然會努力減少排放總量，上述問題也將隨之解決。

* 有關(guān)除塵器技術(shù)性能的標(biāo)準(zhǔn)。例如，凈化效率、漏風(fēng)率等這些標(biāo)準(zhǔn)對于除塵器單體設(shè)備來說，起到了一定規(guī)范性能及制造質(zhì)量等作用。目前，在對治理污染的設(shè)施進(jìn)行環(huán)保驗(yàn)收時往往強(qiáng)調(diào)除塵器凈化效率并不合理，因?yàn)樘幚頍煔獾暮瑝m濃度以及粉塵顆粒分散度都將直接影響凈化效率，靜止的考核凈化效率是片面的。

結(jié)束語

毋庸置疑，伴隨世界冶金技術(shù)迅速發(fā)展，必然會出現(xiàn)與之相適應(yīng)的高溫?zé)煔庵卫砑夹g(shù)，其特征為“環(huán)保高指標(biāo)、節(jié)能降耗、投資省和實(shí)用可靠”。然而，問題關(guān)鍵是在“優(yōu)與劣”、“早與晚”、“中與洋”的結(jié)果上，這將取決于國人自己。因?yàn)�，即我國加入WTO后，國外“先進(jìn)”技術(shù)的引進(jìn)也有一個過程，更何況國外的技術(shù)不盡完全適合我國國情。我們深信，適合國情的高溫?zé)煔庵卫砑夹g(shù)只能依靠我們自己的努力，國內(nèi)高溫?zé)煔庵卫淼氖袌�，將由我們國人領(lǐng)銜，走出國門，在國際市場上占據(jù)“半壁江山”亦非夢想。