下一个钢板切割工件：钢板零售渣利用途径。

用岛炉和钢板加工回收废塑料的技术 1996年开始，作为炼铁功能扩大化的一个新的尝试，H本将废塑料喷人髙炉进行回收。其后利用钢板加工和钢板加工回收废塑料的事业快速进展，作为一项全新的事业已经被社会接受。其背景是各种废弃物的投弃引起的环境问题，社会全体建立循环型社会的决心以及与社会耑求相对应的钢铁业技术开发的积极姿态。另外，钢板加工喷煤、钢板加工高度干馏等丰富的技术积累对这项事业的开展也作出了很大贡献。 8.8.1钢板加工回收废塑料 废塑料回收还有油化、气化等多种方式，可是，工艺可行性上存在经济条件的制约，没有形成大规模的生产。活用钢板加工、钢板加工等现存的工艺，在髙温炼铁T.艺不变的情况下回收塑料，把炼铁功能适当扩大，具有竞争力，也富有灵活性，因而获得f社会的高度评价。这种再生技术把过去单纯焚烧处理的废弃物在炼铁T.艺中当作还原剂进行有效利用，也是防止地球温暖化的重要措施。 1997 年，全日本来自工业和市政的废塑料，接近950万t。其中的34%填埋处理；其余的600万t被焚烧掉；大约280万t被用于发电或回收热能。即使包含再生的部分，也仅有40%(400万I)被有效利用。2000年4月，日本开始执行包装废弃物，该法赞同把PET瓶以外的塑料包装材料用作钢板加工还原剂。 原NKK(现JFESteel)京浜厂1号钢板加工每天消耗40001焦炭，l_t煤粉，还原l6000l铁矿石，生产lOOOOt铁水。通过破碎和造粒，用专用喷粉设备从钢板加工风口喷进钢板加工，废塑料可以替代部分焦炭和煤粉。喷进钢板加工的塑料被分解产生还原气体（C0+H2)，这些气体在钢板加工内上升并与铁矿石反应。反应剩余的气体（发热值接近3347.2kJ/m3)在钢板加工炉顶作为钢板加工煤气被回收发电。 废塑料在风口冋旋区将完全气化，生成C0和H2，钢板加工利用废塑料产生的H2参与钢板加工内的还原过程，可以减排30%的C02排放最。还原气作为还原剂的利用率基本固定在60%,其后钢板加工煤气除尘后作为燃料气在钢厂内使用，又可利用总量的20%，因此有废塑 料产生的还原气体总的利用率为80%。 焦炭在钢板加工中还起到骨架作用以维持钢板加工内气体、液体和固体的相对运动，槊料颗粒和煤粉无法替代焦炭的这种功能，所以塑料只能替代40%的焦炭。一座年产300万t的钢板加工一年可回收60万t废塑料。 8.8.1.1不适于钢板加工原料的废塑料 小钢板加工内喷吹含氯的賴料例如PVC会产生HC1,钢板加工渣中的石灰会中和HC1而降低艽浓度。由于钢板加工风口附近的温度接近2400弋，HC1的存在不会导致二恶英的生成，因为钢板加工顶部的还原气体中没有氧，所以既不能产生二恶英，也不会发生二恶英的冉合成反应。因为钢板加工煤气的后续利用过程中没有针对HC1腐蚀的防护措施，所以要极力避免含氯的废塑料进人钢板加工。夹杂在废塑料中的少量的砂石、废纸不会影响废塑料的回收，它们最后都 进人炉渣。 8.8.1.2工业废塑料的处理 NKK1号钢板加工01996年10月起把不含PVC的工业废塑料喷入钢板加工作还原剂。所用的装置和流程如阁8-28所示。 塑料瓶和固体塑料 图8-28工业废塑料转换为髙炉原料的设备和流程 如图8-28所示，固体废塑料经破碎机破碎成所溢的粒度，直接喷人钢板加工。为防止管路堵塞，塑料膜需要先熔化，然后造粒，才能喷人钢板加工。工业废塑料的成分一般总是很清楚的，可以避免PVC的混人。根据H本的法律规定，钢板加工可回收的PET瓶以外的废塑料冇塑料瓶、容器、杯子、管、袋等。不包含PET瓶。二类PET瓶用于软饮料、酒、濟油等的容器，被单独收集，回收用作PET树脂产品。洗手盆、其他塑料制品也不在钢板加工原料之列。与炼铁厂签约进行非塑料处理的厂家包括电器、通讯、电机、机械、化工、印刷、塑料产品制造商、超市等行业的公司。在处理之前废塑料必须经过严格的分类和预处理。收集来的废塑料先要清除不㈡丨燃物，如金属，在利用密度差用离心装置分选出PVC塑料，PVC需要在无氧条件下MOT干馏除去HC1,以防止HC1腐蚀钢板加工设备。这样提取的HC1 以盐酸的形式回收，供酸洗或热轧厂使用。钢板加工回收废塑料的全部流程如图8-29所示。目前用上述工艺将废塑料粉碎或造粒成数毫米的颗粒喷入髙炉，JFE全公司每年可处理】5万t废塑料。神户制钢的加古川厂也实施了同样的工艺。德国的E.S.C.H.公司开发的废塑料喷射塔每年可利用废塑料22万t,相当于70kg/i铁水。 排气 图8-29髙炉处理废塑料的流程 8. 8.2废塑料钢板加工化学原料化技术 新日铁为了构筑循环型社会，降低钢铁厂的能耗，开发了钢板加工回收废塑料使之成为化 工原料的技术，2000年实现了工业化生产。 炼焦的过程就是把固态的煤在高温还原气氛中干馏，得到焦炭，同时得到焦油、轻油和钢板加工煤气等副产品。炼钢板加工工艺非常适合废塑料的热分解处理？ 8.8.2. 1钢板加工内废塑料的热分解行为和千馏生成物收率 各种塑料和Goonyella煤在氮气纸中以每分钟lOT的速率升温的热重分析结果如图8-30所示，从图可知，PE、PS、PET、PPSOOt前后开始热分解，420〜4701热分解基本  结束。PVC在2501以上开始第一次分解反应，约4001C时开始第二次分解反应，即主链的热分解。从这些结果看出，一般的塑料比煤在较低的温度开始热分解，约在200~45(n：间气化，500T以上作为残渣的碳化物生成。钢板加工的干馏条件是还原气氛，温度高达1100-1200^,废塑料在钢板加工内很容易热分解。 废塑料预处理时，先粗破碎到20mm以下，然后磁选、风选除去混到废塑料中的金属等重物，然后二次破碎到lOmrn以下，装人炼钢板加工之前为提高处理效率将破碎后的废塑料制成直径25mm的块状以减少体积。废塑料按焦炭的质量的1%~2%添加到炼钢板加工，考察了干馏制品的转换率。结果表明废塑料冇转化为焦油和轻油，20%转化为焦炭，40%转化为钢板加工煤气。 8.8.2.2对焦炭强度影响的评价 添加1%废塑料的钢板加工产出的焦炭的常温强度转鼓指数与不加废塑料的焦炭相比，都在85以h,没有劣化。焦炭的高温反应强度CSR接近60。因此添加1%废塑料的钢板加工产出的焦炭的质量可以保证，用钢板加工处縄废塑料是可行的。但是如果配入更多的塑料，将降低煤的黏结性，焦块内会产生由塑料导致的孔隙，降低焦炭的强度。 8.8.2.3氯的行为 新H铁化学公司在君津厂的钢板加工（高6.5m,幅宽430mm，装煤董30t/窑）作了添加废塑料的炉温丨lOOt、干馏时间21h的情况下氯的行为的调査。实验所用塑料的组成和化学成分以及煤的化学成分见表8-24。实验所用的塑料、煤以及各种干馏产品中氯元素的浓度用燃烧管燃烧氧气处理-离子色谱法进行分析。将各种待分析试料每种0.2g在1300^C的燃烧管内燃烧，燃烧生产的气体用规定的1/500的氢氧化钠溶液系80mL吸收，装人容量瓶稀释到刻度后进行离子色谱测定。测定结果表明，添加1%和2%的塑料的钢板加工原料中氯的浓度从不添加塑料的450\丨0-6分别升髙为750乂10-6和1050><丨0_6。结果显示添加2%的塑料的钢板加工原料中来自废塑料中的氯有92%进人氨水，7%进人焦炭，1%进入钢板加工煤气。所以添加1%~2%的废塑料在钢板加工中热分解生成的氯大部分进入氨水形成氣化铵，干馏产品和焦炭中的氯上升很少。 表8-24塑料和煤的组成和化学成分 （％) 废塑料品种构成 FE PS PP PVC PVDC ptr 其余 21.4 24.8 13.7 5.2 0.4 15.5 19.0 废塑料和煤的兀素分析 成分 C H N C1 S 0 灰分 废塑料 71.1 9.0 0.4 3.0 0.02 10.8 5.7 煤 87.36 4.59 1.59 0.045 1.02 5.40 8.9 考虑到废塑料的分类回收、中间处顼、运输和预处理所发生的能耗，假定It垃圾中含44kg塑料，废塑料的运输距离为100km,计算表明钢板加工每处理44kg废塑料可回收能量920.5MJ0钢板加工煤处理It废塑料可减排C023278kg。因此用钢板加工处理废塑料对减轻钢铁企业的环境负荷有较大贡献。新H铁全公司每年用钢板加工处理废塑料的能力为22.5万t。8.9转炉煤气问收技术 转炉煤气是钢铁企业重要的二次能源，也是我围二次能源回收利用的薄弱环节之•,提高转炉煤气回收量，不仅能有效降低炼钢工序生产成本，为实现“负能”炼钢打下基础，而且能极大降低钢厂污染物排放总量，实现清洁牛产。因此，“转炉煤气回收”成为现代转炉炼钢中的重要技术，被国家列为“十五”期间重点推广的技术之一。 转炉吹炼过程中产生大M高温烟气，由于转炉生产的+连续性，使得冶炼过程中元索反应也是不均匀进行的，即在一炉钢冶炼的不同时期，烟气的成分、温度和烟气量足不断变化的，特别是在碳氧反应期会产生大S—氧化碳浓度较高的转炉煤气，温度高达1450=^1。其主要成分为：C0215%~20%,02^2.0%,CO60%~70%,N210%~20%， H2d.5%。转炉煤气含有较高浓度的一氣化碳，叶载能值也较高，平均达SOOOkJ/m3，其回收利用将有利于降低能源消耗。转炉煤气回收系统管线长，设备复杂，影响转炉煤气冋收的因素较多。资料表明，国内绝大部分钢厂的转炉煤气回收利用效果均不理想，2〇03年，吨钢煤气回收量多数停留在40~60mVt的水平与国外先进水平相差甚远，既浪费了大撒能源，又严璽污染了环境。2006年我W革:点大中型钢铁企业转炉煤气回收M平均为56m3/t，仍远低于国际先进水平（H本平均为llOmVt)。我同各企业煤气回收水平参差不齐，大部分波动在18~100m3/l钢，只冇个别企业达到国际先进水平，如武钢三炼钢2501转炉最好曾回收煤气到112.33m3/t。因此，尽快消化掌握转炉煤气回收技术、充分挖掘设备潜能、安全高效的提髙转炉煤气间收水平，已成为国内绝大部分钢厂面临的共同课题。 烟气经过活动烟罩收集和汽化冷却烟道（即余热锅炉）初步冷却后，进入烟气净化系统，烟气在这里进一步降温和除尘。目前，转炉煤气回收技术主要是以“LT”法干法处理和“OG”法湿法处理两种方法最为先进而被普遍采用。 8.9.1 “LT"法干式处理技术 “LT”法干法处理技术源于德国(即Lurgi—Thyssen法简称“LT”法）。1960年代末开发成功。目前世界上已建成十几套LT系统，大部分在德同、奥地利、乌克兰等欧洲闰家，韩国有3套。1994年，在宝钢三期工程250t转炉项目中，我国鋅次引进奥钢联LT转炉煤气净化冋收技木，这也是国内目前唯一在转炉炼钢中采用干法电除尘技术回收转炉煤气的厂家。该装置自投产以来，一直运行稳定。相比较而言，LT法具有以下显著优点： (1)利用电场除尘，除尘效率高达99%,可直接将烟气中的含尘量净化至lOmg/m3以下，供用户使用；（2)可以省去庞大的循环水系统；（3)回收的粉尘压块可返回转炉代替铁矿石利用；（4)系统阻损小，节省能耗。就环保和节能而言，LT法代表着转炉煤气回收技术发展方向。“LT”法转炉煤气回收流程详见图8-31。然而由于国内尚不掌捤此项技术，需引进国外技术和设备，而使投资大幅度增加，使其发展受到抑制。 8.9.1.1LT系统参数 A转炉 炉数：2座（2吹1);平均出钢2751；工艺：LD2KGC;铁水比：90%;冶炼周期:36rain；知名供氧量:712x104mVh；矿石供氧量：8xl03m3/h。 细粉尘 t TO! 粉尘成晶块 阁8-31LT法转炉煤气回收流程I—转炉；2_电除尘器；3—放散烟囱；4一引风机；5—切换站；6—煤气冷却器；7—煤气管；8_热压块 BLT系统 燃烧空气串：10%；烟气流M:知名为1175x105mVh;冷却烟道出U温度：最高1000^；锅炉系统的丄作压力：2~4MPa;回收煤气中含尘量：<10mg/m3。 C烟气冷却及热量回收 转炉烟气冷却系统如图8-32所示。转炉吹氧过程中，碳与氧反应产生的气体中约有90%为CO,艽他为废气。废气逸出炉口进人裙罩中大约有10%燃烧掉，其余的经过冷却烟道进人蒸发冷却器，冷却烟道中产生的蒸汽被送人管网中回收。 图8-32转炉烟气冷却系统1—烟罩；2—副材孔；氧枪孔；4—冷却烟道；5—转向弯头 烟气冷却系统由低压和高压冷却水回路组成。髙压冷却水回路由移动烟罩、固定烟罩、冷却烟道、转向弯头以及检査盖组成；低压冷却水回路由裙罩、氧枪孔、两个副原料投人孔组成。低压回路中的水由低压循环泵送人除娬水箱，然后通过给水浆供给汽包使用；高压冋路中设有一条自然循环系统，冷却烟道中的水在非吹炼期切换到强制循环，吹 炼期则转换成自然循环以节约能源,，高压冋路中的水在吹炼期部分汽化，水汽混合进人汽包，在汽包中汽、水分离，蒸汽被送到蓄热器中储存起来，多余蒸汽则送到能源部的管网中。 从冷却烟道出来的烟气，首先在蒸发冷却器中进行冷却并调节到静电除尘器要求的温度。为此，需要通过双相喷嘴向蒸发冷却器中喷水，利用水的相变需要吸收大量热的原理，使烟气温度从lOOOt降到210弋左右。为使喷入的水形成雾状，耑同时喷入蒸汽，喷人量由烟气热含量决定。由于烟气在蒸发冷却器中减速，粗颗粒的粉尘沉降下来，通过链式输送机和闸板阀排出，烟气通过粗管道导人到静电除尘器。 静电除尘器采用圆筒形设计，烟气轴向进人，并通过气流分布板均匀分布在横截闹上，由于电场的作用，烟气中尘粒被集尘电极捕集于电除尘器的下部，用刮灰器将艽刮到链式输送机中送往中间料仓，通过气力输送系统将此干灰送往压块系统。 除尘后的烟气经IDF风机进入切换站，根据其CO浓度决定是回收还是放散。由于LT系统的压力损失较小，因而采用功率较小且变频调速的轴流风机，以实现精确控制。需要回收的煤气，在进入煤气柜前必须进行冷却，以保证煤气柜容纳更多的煤气；需要放散的含CO的烟气，通过位于放散烟囱顶部的点火装置点火燃烧后放散到大气中。 为了便于维修，在煤气回收系统中布置有气密的可开关的切断阀。此外，每一段管道都配有人孔和N2冲洗用孔。 D压块系统 形式：热压块；压块机能力：12t/h;混合比：60%细灰、40%粗灰；回转窑出口温度：大约500T。 压块系统工艺流程图如图8-33所示。 回转窑 圧块排出 图8-33转炉炉尘压块系统工艺流程图 蒸发冷却器中沉集的粗灰以及静电除尘器中捕集的细灰分别送到压块间的料仓中，由设在料仓下的速度可调的回转阀将其按一定的比例排出，然后同筛下的颗粒一 起通过流aH•称量，由链式输送机和4•式提升机送到回转窑中加热到大约soot,经螺旋给料机以一定速度送人压块机中，在两个压辊的作用下挤压成形，并进行筛选。筛选后粒度小于12mm的颗粒返回和粗灰、细灰混合再利用；温度低于5001的压块，在冷却输送机上冷却到801后送往成品仓，再用车运到副原料地下料仓或废钢间加以利用。 8.9.1.2系统特点 (1) 回收的煤气含尘量极低，小于10mg/m3。 (2) 产生蒸汽量多，大于60kg/t,可进一步利用。 (3) 每年回收近5万t压块，可直接用于转炉作冷却材料使用，节约了矿石。 (4) 煤气回收址大，最多可达到llOmVt以上。 (5) 开炉准备较之0G系统更为便捷。 (6) 没有污水处理和二次污染问题。 8.9.2 “OG”法湿法除尘煤气回收流程 湿法除尘是以双级文氏管为主的煤气回收流程（OxygenConverterGasRecoverySystem,简称“OG”法），“OG”法在日本最先得到发展，1985年，宝钢一期300t转炉成功引进了日本“0G”技术和设备，即所谓的第三代“OG”技术，工艺流程见图8-34。国内在立足自主开发的基础上对这项技术进行了消化吸收，使“o(r法技术在国内得到了较快的发展而占据主要地位，并取得了成熟的经验。 图8-34“OG”法转炉煤气回收流程图1_烟罩转炉；2_汽化冷却器；3—一文脱水器；4一二文脱水器；5_流量计；6—风机;7_旁通阀；8—三通阀；9一V形水封；10—放散烟囱；11一水封逆止阀；12—煤气柜 国内“0G”法0前的流程为经汽化冷却烟道的烟气首先进入一级水溢流固定文氏管,下设脱水器，然后进入二级可调文氏管，烟气中的灰尘主耍在这里除去，然后经过90°弯头脱水器和塔式脱水器进入风机系统送至用户或放散塔。本流程核心是二级可调文氏管喉/=1,外观呈米粒形的翻板（Rice—Damper,简称RD,见图8-35)。 其作用主要是控制转炉炉口的微差压和二文的喉口阻损，进而在烟气量不断变化的情况下，不断调整系统的阻力分配，从而达到最佳的净化冋收效果，这种流程和设备配置在国内比较普遍，技术上也相对成熟。但这种流程也有其缺点，如设备单元多、系统阻力损 失大、RD喉口易堵塞等。因此，国内外也不断出现其他形式的“OG”法流程。武钢三炼钢250t转炉OG系统，弓丨进了西班牙TR公司技术，见图8-36。 图8-35KL)翻板二文喉口示意图 图8-36250t转炉塔式双文“OG”法流程图 1一较炉；2—裙罩；3_移动烟道；4一主烟道； 5—尾部烟道；6—洗涤塔；7—去风机 该系统是将两级文氏管及脱水器串联重组安装在一个塔体内，烟气自h而下，该系统总阻损仅为18kPa,而一般“OG”需25kPa，且流程系统紧凑、简洁、易于维护管理。 1998 年，作为环保示范项目，日本政府在马钢三炼钢厂70t转炉扩容改造项目中旳马钢无偿提供了一套新型“OG”法除尘技术和设备。这项技术对传统的“OG”进行了技术改进，这种改进主要体现在二文喉口，即将二文RD可调喉口改为重砣式，即环缝洗涤器(RingSlitWasher,简称RSW)，还取消了一文喉口，代之以饱和器。烟气首先进人饱和器，然后经过二文RSW和下部90°弯头脱水器去风机系统，即所谓第四代“OG”法，或称新塑“OG”法，见图8-37。该技术流程简洁、单元设备少、阻损小。二文采用RSW技术，除尘效率高，易于控制，且不易堵塞。除尘效果保证值不大于50nig/m3。