钢铁企业高能效低碳发展分析

钢铁企业的低碳转型，对我国钢铁企业高能效低碳发展、实现我国“双碳”目标起着至关重要的作用。本文分析了我国钢铁企业在能源方面的利用现状和余热资源的主要分布情况以及余热资源的主要利用方式。在能源消耗方面，虽然中国重点钢铁企业吨钢综合能耗在逐年下降，但是由于大部分钢铁企业节能技术较为传统，导致近年来吨钢能耗下降幅度逐渐减小，已经呈现出几乎不变的趋势，在节能技术方面进行创新改革已势在必行。同时，各个钢铁企业技术发展水平不一，导致吨钢能耗最小值与最大值之间相差巨大。在钢铁企业余热资源利用方面，情况依旧不容乐观，虽然炼钢、热轧工序中余热资源利用程度在40%～50%之间，但是焦化、烧结、炼铁工序中余热资源利用程度不足20%,尤其在炼铁工序中，余热资源利用程度仅仅达到10%左右。因此，进行余热回收技术的创新，对钢铁企业降低能耗，提高余热资源利用程度至关重要。最后，本文讨论了新能源(例如生物质能、绿电等)对传统能源的替代作用，使用新能源有助于降低钢铁企业的能耗，从而早日达成“双碳”目标。     

基于响应曲面法优化H_2O_2/Fe~(3+)脱除烧结烟气中的Hg~0

烧结烟气中重金属汞的含量较高,湿法氧化脱除零价汞(Hg~0)是当前最受关注的技术之一,但该氧化脱除技术的操作条件仍需优化。为此,以响应曲面法对H_2O_2/Fe~(3+)氧化脱除Hg~0进行了研究和优化。首先参照单因素实验结果,利用Box-Behnken设计(BBD)的3因素3水平实验研究了溶液温度、H_2O_2浓度和Fe~(3+)浓度3个条件的交互作用并进行分析和优化,发现以H_2O_2/Fe~(3+)氧化脱除Hg~0的最佳条件为溶液温度41.78℃、H_2O_2浓度0.55mol·L~(-1)和Fe~(3+)浓度0.007mol·L~(-1),在此最佳条件下Hg~0的脱除效率可高达87.28%。最后,在该条件下进行了验证研究,实验结果表明最优条件下Hg~0的脱除效率为87.93%±0.87%,与模型预测值基本吻合,表明基于响应曲面分析法所得出的最佳工艺参数准确可靠,对利用H_2O_2/Fe~(3+)脱除钢铁行业烧结烟气中Hg~0的条件优化具有较好的指导作用。     

活性炭颗粒对超细颗粒物的过滤性能

UFPs(超细颗粒物)对人体危害较大且难以脱除,但活性炭颗粒床利用多孔结构可以提高其过滤效率. 为探究试验条件对UFPs过滤效率的影响以及活性炭孔隙结构和UFPs过滤效率之间的关系,以实验室发生UFPs为研究对象,活性炭为过滤介质,对活性炭颗粒粒径、滤层厚度以及表观风速等条件对过滤UFPs的影响进行了研究,并通过对比过滤前后活性炭的孔径分布,分析活性炭多孔性与UFPs的关系. 结果表明:当活性炭颗粒平均粒径由2.50 mm减至0.45 mm、滤层厚度由20 mm增至100 mm、表观过滤风速由4.25 cm/s降至0.84 cm/s时,总过滤效率分别由41.87%、49.39%、68.24%升至86.27%、89.29%、83.04%;但从活性炭的单颗粒过滤效率和过滤质量角度来看,在活性炭颗粒粒径大、滤层厚度小、表观过滤风速低的条件下,更有利于单个活性炭颗粒的过滤作用的发挥;当UFPs粒径小于14.3 nm时,UFPs发生“热反弹”效应,并且主要过滤机理是扩散效应,但随着UFPs粒径增大,拦截和惯性碰撞对过滤效率的作用增强;活性炭500 nm以下的孔隙结构对脱除UFPs起着重要作用. 研究显示,选择含有更多500 nm以下孔隙的多孔材料更有利于过滤UFPs.      

洱海10条入湖河流缓冲带三圈内氮含量沿程变化

2013年7月采集了10条洱海入湖河流缓冲带三圈(外圈、内圈、中圈)内沿程34个断面的表层水样,测定了水样中总氮、可溶性总氮和氨氮的含量,分析其空间分布特征.结果表明,缓冲带内3个采样点的水质变化规律有9种类型:连续升高型,连续降低型,先降低后升高的“V”字型,先升高后降低的倒“V”字型,平稳型,先升高后平稳型,先下降后平稳型,先平稳后降低型,先平稳后升高型,10条洱海入湖河流水体ρ(TN)较高,平均值为2.93mg/L,特别是内圈入湖河口处ρ(TN)平均值为3.74mg/L,对洱海威胁较大,应加大河道治理,完善缓冲带内圈村落管网收集系统和垃圾处理设施.其中,茫涌溪、黑龙溪和清碧溪流域缓冲带ρ(DTN)为0.30~2.31mg/L,占TN比例的平均值为81%,中圈水体中氮负荷明显较内圈和外圈的高,应通过测土平衡施肥以及有机肥增施来降低化肥使用量,减少农田污染物随径流流失.考虑入湖河流水质上游普遍较好,中游开始恶化,建议在缓冲带外圈建设生态砾石床、生态塘和地下渗透池等生态截蓄净化工程.     

改性矿物吸附法和O3氧化法对维生素B12废水脱色处理

采用改性矿物吸附法和O3氧化法对某制药厂维生素B12废水进行脱色处理。以废水色度去除率大于50％为目的,通过实验确定改性矿物吸附法和O3氧化法处理维生素B12废水的最佳工艺条件：废水的pH为3．00,有机化膨润土的投加量为5g／L,PAC的投加量为6g／L,投加有机化膨润土后搅拌时间为30min时,废水的色度去除率可达到51．3％,处理成本为12．85元／t。O3氧化法的最佳条件：废水的pH保持不变,O3流量为5g／h,反应时间为2min,废水的色度去除率可达到68．8％,处理成本为0．96元／t。对比这2种方法,O3氧化法处理该废水成本更低、效率更高,并且能提高废水的可生化性以便后续处理。     

处理湖水的垂直流湿地中陶粒的磷吸附特性

研究了净化城市湖泊(宜兴团汣)湖水的3个下行垂直潜流人工湿地(运行1年)中的不同深度层的陶粒对磷的吸附特性。结果表明,当标准液KH2PO4-P为5 mg/L和10 mg/L时,上层陶粒的磷吸附能力强弱依次是1#美人蕉湿地(2.98和4.63 mg/kg)﹥2#曝气湿地(1.78和3.71 mg/kg)﹥3#无植物湿地(1.56和3.42 mg/kg);下层陶粒的磷吸附能力从强到弱排序依次是:1#美人蕉湿地(3.51和5.43 mg/kg),3#无植物湿地(3.01和4.39 mg/kg),2#曝气湿地(2.44和4.14mg/kg)。综合对比,1#美人蕉湿地中陶粒具有更强的磷吸附能力,1#湿地中陶粒的磷吸附能力比后两者分别高出23.69%和31.16%。同一湿地的下层陶粒比上层陶粒有更强的磷吸附能力,当标准液中磷浓度为10 mg/L时,1#、2#和3#下层陶粒磷吸附量分别为上层陶粒的1.17倍、1.12倍和1.28倍。     

高炉渣在微动力砂滤器中的应用研究

利用高炉渣作为微动力砂滤器的滤料,研究了它去除水中总磷、悬浮物的效果.结果表明：高炉渣对总磷的去除率可达到 85%以上,对悬浮物的去除率可达到 90%以上.     

O3氧化-湿式镁法同步脱除烧结烟气中NOx和SO2的中试研究

为了探究烧结烟气O₃镁法吸收技术的实际应用情况,对模拟烧结烟气开展O₃氧化镁法吸收技术的中试研究。采用中晶中试试验平台研究验证O₃氧化镁法吸收技术的脱硫脱硝超低排放路线,研究表明:在烟气量为1000 m3/h,ρ(SO₂)为1500 mg/m3,ρ(NO)为280 mg/m3,烟温为130 ℃的条件下,将n(O₃)∶n(NO)控制在1.5∶1以上时,NO氧化效率可稳定达到100%,系统整体NO_x脱除率可达到90%,出口的ρ(NO_x)可维持在20~35 mg/m3。研究结果表明,中试条件下O₃氧化镁法吸收技术应用于烧结烟气脱硫脱硝满足钢铁行业对硫氧化物和NO_x的超低排放标准。     

我国社会废钢回收量预测

依据统计数据,采用SPSS软件分析得到全社会固定资产投资总额与钢材表观消费量相关系数最高. 依据各省市固定资产投资总额,采用插值法推测得2006—2008年我国各省市(不包含港澳台地区)社会废钢回收量,其加和值与统计值平均误差为5.9%. 2011—2015年我国各省市社会废钢回收量均呈上升趋势,2015年各省市社会废钢回收量平均值是2011年的1.8倍;2011—2015年我国东、中、西部地区社会废钢回收量呈递减趋势,2015年东、中、西部地区社会废钢回收量分别为5 683×104,4 190×104和3 148×104 t;预计到2015年我国钢材表观消费量将达到8.8×108 t;假设2015年钢材表观消费量保持在8.8×108 t水平,则2011—2018年加工废钢回收量高于折旧废钢回收量,并且从2019年起折旧废钢回收量将超过加工废钢回收量.      

生物移动床技术在电厂生活污水回用工程中的应用研究

河北西柏坡发电责任有限公司对生活污水进行回用改造 ,厂区内的生活污水CODCr在 10 0mg L左右 ,采用“生物移动床 +生物过滤 +深度过滤 +臭氧消毒”联合工艺。实践证明 ,该工艺处理效率高 ,效果稳定 ,运行安全可靠。