冶金工业清洁生产

2019-03-11 19:03:00
钢铁冶金与清洁生产 重庆大学 关键字:冶金 清洁 生产 回收 摘要: 冶金工业作为我国的工业大户不仅是能源与资源的消耗大户,其生产过 程释放的大量颗粒物、SOx、NOx、温室气体和废水等也使其成为了环境污染大 户。因此除非钢铁工业能够确保环境不受污染与行业的可持续发展密切结合,否 则社会将限制钢铁工业的存在。在冶金工业中实施清洁生产,是解决该问题的根 本方法和途径。 一.污染控制战略的根本转变 (一)传统的工业生产 传统的工业生产是以最大限度地谋求经济效益为唯一目标的, 生产过程中会排放一些对 环境有害的物质, 会引其环境遭受到破坏, 传统的工业生产是以环境遭受破坏为代价换取经 济效益,必定会对后来的治理造成巨大的困难,是一种很不合理的生产方式。 (二)清洁生产 联合国在 1989 年提出清洁生产是对生产过程与产品采取整体预防性的环境策略,以减 小对人类与环境可能的危害。 清洁生产包括清洁的生产过程和清洁的产品两方面的内容, 对 生产过程而言, 清洁生产包括节约原材料, 并在全部排放物离开生产过程以前就减少它们的 数量,实现生产过程的无污染或少污染;对产品而言,清洁生产则是采用生命周期分析,使 得从原料获得直至产品最终处置的一系列过程中,都尽可能对环境影响最小。《中国 21 世 纪议程》对清洁生产作出的定义是:清洁生产是指既可满足人们的需要,又可合理使用自然 资源和能源, 并保护环境的生产方法和措施, 其实质是一种物料和能源消费最小的人类活动 的规划和管理,将废物减量化、资源化和无害化,或消灭于生产过程之中。 在我国走向工业化、城市化的进程当中,环境问题日益成为必须面对的挑战之一。发达 国家在发展过程中曾经遇到环境恶化的情况在中国初露端倪,在某些地区情况已相当严重, 影响了人民群众的生活质量和身体健康,也危害了当地可持续发展的能力。 近几十年来各个国家及企业对清洁生产重视程度越来越高, 清洁生产不仅是对环境保护 的一种支持而且对企业提高经济效益也有很大的正面作用。 二.冶金制造过程中的清洁生产技术 前面谈到了人们生产污染控制观念的转变, 越来越趋向于清洁生产技术, 下面就来谈一 些关于我所学的冶金方面的有关清洁生产的一些技术和过程。 (一)冶金企业废弃物回收利用 (一)冶金企业废弃物回收利用 1 清洁生产及其实现 清洁生产的实现途径包括清洁材料、清洁工艺和清洁产品,要求在提高生产效率的同 时,必须兼顾削减或消除危险物及其他有毒化学品的用量,改善劳动条件,减少对操作者的 健康威胁,并能生产出安全的与环境兼容的产品。清洁生产的实施途径包括: (1) 材料投入,有用副产品的利用,回收产品的再利用,以及对原材料的就地 再利用,特别是在工艺过程中的循环利用; (2) 生产工艺或制造技术,改善工艺控制,改造原有设备,将原材料消耗量、 废物产生量、能源消耗、健康与安全风险以及生态的损坏减少到最低程度; (3) 自然资源使用以及空气、土壤、水体和废物排放的环境评价;根据环境负荷 的相对尺度,确定其对生物多样性、人体健康、自然资源的影响评价。 2 冶金企业废弃物回收利用模式 废弃物的采集、回收、储存、运输、加工处理、利用途径等各个环节构成了钢铁 生产废弃物的回收系统,这个系统中具有输入、输出、转化处理、环境制约等要素。系统输 入就是来源于生产过程的废弃物。系统输出则是具有价值的再生资源、加工原料,能够重新 投入钢铁生产和其他部门使用的消费品。 系统转换是指将废弃物变为再生资源的全过程, 其 中废弃物的采集回收、捡选分类、加工处理是系统转换的重要环节,直接关系着作为再生资 源的数量、质量和价值。同时,废弃物的资源管理、计划管理、信息管理、运作管理也是系 统转换中必不可少的内容。社会的发展,钢铁工业水平,科技进步与人员素质,资源能源现 状对回收系统起着环境制约的作用,图 1 为钢铁企业废弃物回收利用模式。 图 1 冶金工业废弃物回收模式 (二)冶金工业清洁生产技术 1 建立冶金协同优化体系 冶金协同优化体系,将涉及钢材制造过程、加工组装过程、使用过程、废弃过程、回 收利用过程等因果链,组成若干区域性的兼顾社会整体节能、降低社会环境负荷、协同优化 的冶金生产体系是一种发展趋势。 在冗长的钢铁冶金过程中, 频繁地加热和冷却物料引起了能量消耗增高。 从钢水浇注成 钢锭开始到锻造、轧制成各种钢材、型材,经历了台车式退火炉、室状炉、均热炉、连续加 热炉、步进式加热炉、辊底式退火炉等多种炉型的反复加热、冷却,多次加热及不同目的退 火处理,钢经历了漫长多次的热循环过程,消耗了巨大能源,包括煤气、重油、电能、天然 气等的消耗。这大量能源的燃烧,消耗了巨大的热能。研究钢的热循环工艺;建设和改造高 炉热风炉、大型烧结冷却机、轧钢加热炉等生产装置的余热回收装置,提高余热回收率;开 展连铸?热装热送等,在不同工序上大面积的进行工艺改革,使加热工艺、热处理工艺全面 系列化、规范化、科学化,全面为冶金企业节能降耗,提高生产效率以及改进钢的质量带来 的巨大经济效益和社会效益。在冶金生产过程中实现清洁生产,注意工艺变革,可以将污染 消除在过程内。 2 冶金过程排放清洁处理 冶金企业从原料、焦化、烧结到炼铁、炼钢、连铸以及轧钢的生产过程中产生大量含 有可利用热量的废气、废水、废渣,同时在各工序之间存在着含有可利用能量的中间产品和 半成品。 (1) 再能源化 冶金企业排放的废气主要包括:烧结废气、高炉煤气、电炉烟气和轧钢加热炉烟气等, 其余热回收后可用于预热助燃空气、预热煤气和生产蒸汽。 (2) 再资源化 以回收废钢为原料,在电弧炉内溶化。溶化后的钢水在钢包内进行精练,再经过连铸和 轧制成型。最初再生法只能生产低级产品,特别是钢筋,现在它占钢铁市场份量越来越大。 目前美国 40%以上的钢是用这种方法炼的。美国环境保护局的测试表明,使用废钢代替铁矿 石炼钢时,总能耗降低近 2/3,空气污染排放物可减少 86%。 冶金生产中产生许多种排放物,对这些排放物进行适当处理,不仅可防止二次污 染,而且可回收作为资源利用。例如: ● 废油 回收设备→油水分离器→做燃料。 ● 粉尘和污染 除尘器和脱水后污泥→造球→做烧结原料或转炉原料。 ● 碎耐火砖 回收→分选和加工→供制造厂做原料。 ● 废料 回收→再生→利用。 ● 矿渣 高炉渣→重矿渣→做道路→修道路或做混凝土骨料; 高炉渣→水淬渣→ 脱水加工→做水泥原料或肥料;转炉渣→重矿渣→破碎、磁选→返回燃结、转炉做原料或修 道路。 (3) 无害化处理 冶金企业的无害化处理比较集中在水处理、烟尘处理以及某些有害刺激性气体的处理 上。 冶金企业废水排放量大,例如利用不同工序的酸性废水和碱性废水调节混合,中和为 中性后,不仅可满足环保上对废水pH值的要求,而且可消除废水复用时对管道的腐蚀,提 高废水循环复用的实际可能性。 另外, 利用有些废水混合后反应产生沉淀物及产生的沉淀物 的吸附性能,降低废水中悬浮物含量及其它有害物质含量,不仅提高废水水质,而且可使本 不能复用的废水能够复用。 结语 以上便是我所了解到的关于冶金方面的清洁生产与节能环保的一些知识,查阅资料和 自己的一些总结,其中还有一些专业方面的知识。毫无疑问冶金工业是国民经济支柱产业, 钢铁仍然是非常重要的结构材料和迄今为止产量最大的功能材料, 在众多的使用领域内钢铁 仍属必选材料,是工、农业、交通运输业和国防工业的基础。冶金工业属于流程制造业,在 冶金制造体系中大量的物质/产品流、大量能量转换过程、多种形式的排放过程和大量的排 放/废弃物都对环境造成不同层次、不同程度上的影响,其污染困惑着这一行业的发展,走 清洁生产的道路是冶金工业面向新世纪的重要命题, 也是我们每一个冶金人所要努力努力探 求的一条道路。 参考文献 王宝玉.钢铁冶金制造过程中的清洁生产技术.中国钢铁产业网信息中心.2010
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