環(huán)境科學-熱加工污染

1、 1*第二節(jié) 熱加工的環(huán)境污染問題 2.1 我國熱加工工業(yè)的現狀及其帶來的環(huán)境問題 熱加工工業(yè)包括(boku)用“熱”能進行加工和作業(yè)的工業(yè)：機械熱加工、冶金、熱發(fā)電、水泥行業(yè)等，范圍很廣泛。核心問題：“熱能” 的存在而導致環(huán)境的一系列問題比如：“熱” 使得物質發(fā)生化學反應，導致有害氣體和液體、有害粉塵、有害固 體物的產生；進入水中造成水污染，進入大氣造成大氣污染，進入土地造成土壤污染；“熱” 使得物質發(fā)生物理作用，產生很大的粉塵、固體、噪聲污染；“熱” 產生強光，造成光污染、光輻射等共二十八頁 2*從行業(yè)來看，能源、冶金、化工(hugng)、建材等基礎工業(yè)的年增長則更高，這些企業(yè)一般來說均為

2、重污染型行業(yè)。 我國環(huán)境污染的70%是由工業(yè)生產造成的 共二十八頁 3*共二十八頁 4*金屬(jnsh)熱加工主要污染物金屬熱加工過程產生的廢物形式，主要有以下六種：有害氣體：SO2、H2S、CO、NOx、HF、O3；煙塵、粉塵(fnchn)、錳塵；廢渣：熔煉爐渣、澆注廢渣、熱處理熔渣、焊接廢渣、電鍍廢渣、鍛造氧化皮等；廢水：電鍍含CN、Cr+6、Cd+2、Ba+2、C1-1、SO4-2、NO3-1等廢水，工業(yè)爐窯冷卻廢水、切削液、清洗液、涂裝廢水等；噪聲：機械噪聲、電磁鼓噪聲、空氣動力噪聲等；其它：包括光、熱輻射、電磁輻射、放射性等的物理污染。共二十八頁 5*2.2 工業(yè)污染的類型(lixn

3、g)和危害 指某一具體材料在其生產、使用、消費或再生過程中耗用的自然資源數量(shling)和能源數量(shling)，以及其向環(huán)境體系排放的各種廢棄物，例如氣態(tài)、固態(tài)和液態(tài)廢棄物之總量。 一、環(huán)境負荷 材料產業(yè)是工業(yè)能源的主要消耗者，其能耗約占工業(yè)總能耗的30%40%。共二十八頁 6*材料的生產(shngchn)過程涉及大量的資源消耗。這種資源包括兩大類。一類是主原料，例如生產(shngchn)碳鋼時的鐵礦石。另一類是輔料，例如碳鋼生產(shngchn)過程中的脫氧劑、脫硫劑、鐵合金等。 生產(shngchn)1t金屬的資源量金屬名稱AlFeTiNiMnCrCuZn原礦量/t2.52.066

4、.71004.02.520040輔料量/t31.3421.58785.6614.425.6877.310.65123.57材料的環(huán)境負荷的另一個因子是材料壽命周期中向環(huán)境的排放物。它包括污染物和廢棄物兩大部分。通常將排放物按其存在的物理特征分：大氣物質、水體物質、固體物質及能量形式4種類型。 共二十八頁 7*鋼鐵工業(yè)的大氣污染鋼鐵工業(yè)生產過程有三個方面能引起大氣污染：燃料燃燒或不完全燃燒產生的粉塵、二氧化硫和煙道氣等； 加工原材料時，機械破碎如煤、焦炭、鐵礦(ti kun)、石灰等所產生的渣和粉塵； 加工裝料時的化學反應 鋼鐵工業(yè)大氣污染以二氧化硫、硫化氫、粉塵為主，對廠內外環(huán)境產生嚴重污染，

5、其面積可達幾平方公里，下風區(qū)5公里以外的二氧化硫的日平均濃度也超過國家標推。二、材料工業(yè)的污染(wrn)特征共二十八頁 8*大氣污染(d q w rn)的特點：排放量大、煙氣溫度(wnd)高、間斷性、煙氣中的含塵多，變化大 生產1億噸鋼鐵： 廢氣占工業(yè)總排放量的30.0，SO2、H2S、粉塵等為主共二十八頁 9*鋼鐵工業(yè)的水污染： 生成1噸鋼需要49噸水資源鋼鐵工業(yè)用水多，污染程度高，冷卻水 (冷卻高爐爐體、熱風爐熱風閥、平爐爐體、電爐電極夾子、軋鋼機架軸承等)，這種水稱為凈廢水，不經處理可以排出，也可以循環(huán)使用；洗滌水 (清洗煤氣、高爐水渣、沖軋鋼(zh gng)鐵屑等)，含有浮懸固體物、氧

6、化物、酚、氨和鐵屑以及酸洗的酸性廢水和乳化油類，這種污水必須處理才能排出 排放的廢水(fishu)占工業(yè)總排放量的14.1，廢水、廢氣污染排放量僅次于化工行業(yè)，居第二共二十八頁 10*鋼鐵工業(yè)的廢渣(fizh)及其他鋼鐵工業(yè)廢渣主要來自礦石和焦煤(jiomi)的選洗過程、冶煉生鐵的高爐渣及鋼渣等。此外，鋼鐵工業(yè)中大型機械如鼓風機、壓縮機、軋鋼機、采掘機等的噪聲也很大，影響周圍環(huán)境。共二十八頁 11*我國鋼鐵行業(yè)現狀(xinzhung) 根據鋼鐵協(xié)會(xihu)的統(tǒng)計： 2004年全國的生產形勢種類噸位（億T/Y）比上年增長（）鋼2.722.7鐵2.923.29鋼材2.923.29種類噸位（萬T

7、/Y）總固定資產投資1780.8億元RMB煉鋼5600煉鐵5500軋鋼5600共二十八頁 12*鋼材(gngci)消費強度鋼材使用強度呈現以下四個階段的變化：不發(fā)達階段:相當于人均000美元以下的時期，這一時期鋼材消費強度很低。工業(yè)化初期和中期階段:相當于人均0002000美元的時期，鋼材消費強度呈現迅速上升(shngshng)趨勢。工業(yè)化后期階段:相當于人均20004000美元的時期，這一階段鋼材消費強度將維持在一定高水平上。成熟階段:相當于人均大于4000美元的時期，產業(yè)結構優(yōu)化、科技進步和居民消費結構的變化，導致鋼材消費強度緩慢下降。 共二十八頁 13*環(huán)境治理現狀(xinzhung)1

8、、大型鋼鐵企業(yè)有成效 “九五”期間，我國建成投產的寶鋼三期工程、攀鋼二期工程、武鋼第三煉鋼廠以及鞍鋼、馬鋼和湘鋼的平爐改轉爐工程等，都堅持(jinch)了工藝技術和環(huán)境保護的高起點、高標準，并通過“以新帶老”等措施，消除了一些老的污染源，實現了增產不增污或增產減污的良好環(huán)境效益。 “平”改“轉” 連鑄連軋共二十八頁 14*武漢鋼鐵（集團(jtun)）公司 武漢鋼鐵（集團）公司于1955年10月破土動工，1958年9月13日正式投產。武鋼廠區(qū)座落在武漢市青山區(qū)，占地面積21.17平方公里?，F有在崗職工近9萬人。武鋼是中國重要的板材生產基地，現已具備年產鋼鐵各1000萬噸的綜合生產能力，擁有從礦山

9、采掘、煉焦、燒結(shoji)、冶煉、軋鋼等一整套工藝設備。武鋼鋼鐵生產規(guī)模國內排第3名，世界排第25名。共二十八頁 15*武鋼環(huán)保(hunbo)現狀武鋼目前擁有296臺（套）廢氣治理設施(shsh)，30臺（套）廢水處理設施，30臺（套）噪聲和5套廢渣治理設施，形成廢水處理能力約150萬m3/日、廢氣處理能力1300萬m3/h、鋼渣年處理能力120萬噸的規(guī)模。環(huán)保工作基本思路武鋼在“十五”期間搶抓機遇，加快建設，把工作重點放在提高工業(yè)水循環(huán)利用率、削減粉塵排放總量和控制SO2的排放總量三大問題上。 共二十八頁武鋼的企業(yè)精神：“品種、質量(zhling)、環(huán)境、效益” “九五”期間，新、擴、改

10、建項目中環(huán)保投資高達16億元，所有項目均編制(binzh)了環(huán)境影響評價報告書，并獲相應環(huán)保部門審批。7#8#焦爐干熄焦于2004年元月20日竣工投產，該工程投資達2.1億元，消除有毒有害氣體排放量達700噸/年，回收熱能發(fā)電4000萬千瓦/年，直接經濟效益達1400多萬元/年；除塵工程投資近1700萬元，此項目為武漢市政府限期治理目標項目，工程于2004年11月30日順利通過武漢市環(huán)保局的驗收，除塵效率達99.5%，年減少粉塵排放量1000噸以上?；厥彰簹獬趵渲迸潘难h(huán)水工程于2004年9月24日竣工，年減少廢水排放量約3000萬噸。老三軋廢水循環(huán)工程于2004年5月18日竣工投運，年減少

11、廢水排放量約6000萬噸。 武漢鋼鐵（集團）公司“十一五”環(huán)保規(guī)劃的編制工作已完成。在“十一五”期間，武鋼將加大環(huán)保投入，加大環(huán)保治理力度。至“十一五”未，武鋼噸鋼取水量將由2003年的29.15m3下降到6m3,污染物排放總量將大幅削減，滿足環(huán)境總量控制指標。共二十八頁 17*環(huán)保規(guī)劃(guhu)目標武鋼的污染物排放總量以省、市核準總量為基準，并滿足區(qū)域環(huán)境質量要求。工業(yè)廢氣外排污染物控制達到國內一流水平廢氣排放達標率為100%。廢水排放達標率為100%，水重復利用率為94.67%，噸鋼取新水為8m3，污水回用水2.91m3，噸鋼外排水4.62m3。高爐水渣、轉爐鋼渣、除塵泥、鍋爐粉煤灰（渣

12、）、軋鋼系統(tǒng)的氧化鐵皮利用率實現100%，焦化系統(tǒng)產生的塵、焦油渣、瀝清渣等100%回用于焦化系統(tǒng)。廠界噪聲達到國家環(huán)境噪聲標準。推行清潔生產工藝，建立(jinl)IS014001環(huán)境管理體系；清潔生產評價（P1）值108，進入行業(yè)清潔生產前三名。建成花園式工廠，廠區(qū)綠地率達到35%以上。建成環(huán)境質量實時監(jiān)測網絡。共二十八頁 18*2、小企業(yè)污染嚴重 2000 年以來，鋼鐵價格持續(xù)走高，在經濟利益驅動下，當地鋼鐵行業(yè)迅速膨脹。從主觀上來說，是當地一些領導干部沒有樹立正確的政績觀，地方(dfng)保護主義嚴重，以犧牲環(huán)境為代價片面追求經濟增長，導致區(qū)域經濟畸形發(fā)展。 進入21世紀以來，鋼產量以超

13、過20的增幅高速增長，我國鋼產量已連續(xù)8年位居世界第一。但我國鋼鐵行業(yè)消耗的能源以及污染物造成的環(huán)境負荷均占整個工業(yè)總量的10。共二十八頁 19*案例(n l)：唐山鋼鐵企業(yè)對唐山鋼鐵企業(yè)都沒有環(huán)保審批手續(xù)；幾乎沒有污染治理設施；生產工藝多為國家已明令淘汰(toti)的落后工藝；多數企業(yè)排放氣體濃度超標，污染嚴重。 共二十八頁 20*由于鋼材市場需求旺盛，價格大幅回升，企業(yè)利潤豐厚(fnghu)，不到一年時間價格指數已上升到94.9點，即鋼材平均價格上升了27%。2001年河北地區(qū)的民營鋼鐵企業(yè)噸鋼利潤高達400元，去年大中型鋼鐵平均噸鋼利潤在150元以上，許多100萬噸規(guī)模的民營企業(yè)年利潤高

14、達4-5億元，利益驅動是造成鋼鐵投資熱的重要原因。共二十八頁 21*鑄造技術(jsh)的綠色化鑄造科技的發(fā)展趨勢歸納為四個方面(fngmin)：與高新科技相互融合、鑄造技術日新月異；信息技術大大促進和提升鑄造技術水平；極大、極小、極精密等極端條件下鑄造是鑄造技術發(fā)展的重要領域；綠色鑄造是鑄造技術的發(fā)展方向。 輕量化、精確化、高效化、數字化、網絡化、清潔化生產鑄的發(fā)展方向共二十八頁材料(cilio)科學與工程學院材料(cilio)加工與控制 系 Tel:87543876 E-mail: 22*奧迪汽車(qch)：3L/100km 耗油量奧迪已經推出世界上第一臺百公里油耗低于升的四門轎車，全車重量

15、只有？公斤是重要原因。 汽車所用鑄件重量的降低，是整車重量下降、減少油耗的重要因素。 為了減輕對資源消耗和環(huán)境污染的壓力，鑄件輕量化已經成為重要的發(fā)展趨勢。共二十八頁 23*豐田(fn tin)Prius 實現世界最低耗油量豐田汽車公司對其混合動力車“Prius”進行了部分改良，并于6日向外界發(fā)售。改良后的該車型每升燃油最大行駛距離由原來的29公里提升到了31公里。這一數據創(chuàng)下5人座已批量生產汽油轎車的世界(shji)最低耗油紀錄。環(huán)保汽車共二十八頁 24*21世紀的鑄造(zhzo)新技術可控壓力精確砂型(shxng)鑄造壓力鑄造消失模鑄造 定向凝固熔模鑄造半固態(tài)鑄造快速或直接鑄造成形技術 共

16、二十八頁 25*鑄造模擬(mn)仿真 模擬仿真成為材料科學與制造科學的前沿領域和研究熱點。 根據美國(mi u)有關科技機構的報道，模擬仿真可以有如下優(yōu)勢： 可提高產品質量到倍、 增加材料出品率、 縮短產品設計和試制周期到。 共二十八頁 26*ISO 14000 環(huán)境(hunjng)管理體系 ISO14000是一種推薦標準。是由世界上最大的非政府性國際標準化組織ISO制定的第一套關于企業(yè)內部環(huán)境管理體系的建立、實施(shsh)和審核的標準。企業(yè)得到ISO14000的認證，表明該企業(yè)重視環(huán)境保護、進行清潔生產、遵循可持續(xù)方向 。ISO14000著眼于生產管理過程。該體系有下面幾個要素：（1）環(huán)境

17、方針；（2）環(huán)境目標與計劃；（3）實施與運行；（4）經常對照檢查并做修改；（5）進行管理體系的評價審查。 共二十八頁 27*ISO14000著眼于生產管理(gunl)過程1995年制訂完成了ISO14000系列中的第一批五個標準：ISO14001：環(huán)境管理體系規(guī)范及使用指南。 ISO14004：環(huán)境管理體系原理、體系和支撐技術通用指南ISO14010：環(huán)境審核指南通用原則ISO14011：環(huán)境審核指南審核程序(chngx)環(huán)境管理體系審核ISO14012：環(huán)境審核指南環(huán)境審核員資格要求。 。 共二十八頁內容摘要1。燃料燃燒或不完全燃燒產生的粉塵、二氧化硫和煙道氣等。 加工裝料時的化學反應。生成1噸鋼