冶金企业节能减排生产技术浅析

401 编辑：中冶有色技术网来源：林建筑

2024-03-12 15:42:10

摘要：本文分别从焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢五个方面论述了冶金企业节能减排生产技术的现状及发展趋势, 综述了冶金企业节能减排生产的重要意义。

关键词：冶金, 节能, 减排, 技术, 发展

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：

冶金企业节能生产技术的现状

随着我国钢产量的增加, 钢铁业的技水装备水平也在不断提升, 重点大中型钢铁企业的主体装备已达到或接近国际先进水平。干熄焦、高炉喷煤、炉外精炼、薄板坯连铸- 连轧等环境友好型工艺技术也得到推广和应用。但在能源有效利用方面, 国内和国外先进的冶金企业还存在着较大的差距, 这种差距主要体现在钢铁生产的各个工序上。国内和国外先进冶金企业的综合能耗差距虽然只有14% , 但个别工序能耗指标差距较大, 存在一定的挖潜降耗潜力。目前钢铁行业主要通过新技术的应用、工艺改进、设备改造等技术措施, 以及对原来废弃资源的综合利用等措施, 来降低能耗, 保护环境, 采用的主要措施如下:

1. 焦化方面

1. 1 干熄焦技术的应用

干熄焦技术工艺流程主要是: 从焦炉推出的红焦温度为950~ 1 050e , 通过运载车送往干熄焦容器内, 由循环风机鼓入冷惰性气体, 与红焦直接进行热交换, 从干熄焦容器内出来的惰性气体温度为850e 左右, 经过除尘进入余热锅炉换热, 从余热锅炉出来的惰性气体再由循环风机送入干熄焦容器内进行循环使用。

1. 2 炼焦配煤优化系统的研究利用

配煤就是将两种以上的单种煤料, 按适当的比例均匀配合, 以求制得各種用途所要求的焦炭。采用配煤炼焦既可保证焦炭质量符合要求, 又可合理利用煤炭资源, 同时还可增加炼焦化学产品的产量。2. 2 烧结方面

1. 3 烧结烟气的综合利用

低温烟气余热发电需要三项核心技术: 一是废气温度的梯次科学利用, 二是低能耗、高效率的余热回收系统的技术和设备, 三是生产和余热发电系统的协调控制和管理。应用这些核心技术建设低温烟气余热发电项目, 可为企业带来巨大的环保效益和经济效益。每吨烧结矿的发电量可达23. 6kW# h,机组发电可满足烧结生产用电量的35% ~ 40%。

1.. 4 催化燃烧烧结助剂的应用

在烧结过程中, 除了电以外需要最多的能源主要是煤或焦粉。在煤中或焦粉中添加燃烧催化烧结助剂, 提高煤的燃烧效率和热值释放, 可以大大节约能源, 尤其是可以提高烧结矿厚度, 提高烧结矿的强度, 从而提高烧结效率, 节约能源。

2.炼铁方面

2. 1 提高高炉喷煤比

高炉喷吹煤粉, 强化冶炼是优化炼铁工序燃料结构, 以价格低廉的煤炭代替价格较昂贵的焦炭, 从而实现降低生铁成本、降低炼铁能耗的有效技术措施之一。合理搭配使用煤种, 控制好混合煤成分, 实现煤焦置换比达到1. 0。

2. 2 高炉喷煤助燃剂的利用

高炉在喷煤时, 煤粉在高炉中停留的时间只有几秒, 喷吹的煤粉能否燃烧完全是关键所在。从除尘灰中可以检测到煤含量, 有时除尘灰中高达50%~ 60%的碳粉, 说明喷吹的煤粉在高炉中没有充分燃烧。

3.炼钢方面

3. 1 转炉煤气回收利用

在冶炼过程中转炉内处于高温, 碳氧反应形成的CO气体称为转炉煤气。转炉炼钢过程中释放出的能量是以高温煤气为载体的, 要做到负能炼钢必须回收煤气, 而且应尽可能提高回收煤气的数量和质量。

3. 2 干法除尘技术

氧气转炉炼钢的净化回收主要有两种方法, 一种是煤气湿法( OG 法)净化回收, 一种是煤气干法( LT 法)净化回收。干法除尘技术的主要优点是:除尘净化效率高, 通过电除尘器可直接将粉尘浓度降至10mg /m3 以下, 不存在二次污染和污水处理问题, 且系统阻损小, 煤气发热值高, 回收粉尘可直接利用, 节约了能源。因此, 干法除尘技术比湿法除尘技术有更高的经济效益和环境效益。

3. 3 连铸坯热装热送技术

钢水经过连铸后, 形成的连铸坯表面红热, 温度较高, 在冷却达到一定强度后, 直接进入加热炉进行加热后轧制, 从生产工序上实现了转炉- 精炼- 连铸- 连轧短流程新工艺。采用该工艺后, 加热炉热装比达90%以上, 轧钢的吨钢煤气消耗明显降低。每提高热送率1%, 吨钢大约降低1m3 煤气, 直接节约成本0. 52元/ ,t 同时, 提高加热炉的加热能力, 减少了烧损, 提高成材率0. 08%, 吨钢效益约2. 80元左右。

4.轧钢方面

高效蓄热式加热炉和煤气、空气预热技术在轧钢工序中的应用。高效蓄热式燃烧技术, 可以降低加热炉能耗35%, 目前我国已有270 多个蓄热式加热炉。

节能减排生产技术的发展趋势

1.焦炉大型化及非回收型炼焦技术

目前国内最先进的焦炉7. 63米超大型焦炉, 利用干熄焦技术回收热能用于发电, 装煤系统采用了负压抑尘无烟装煤等技术, 实现焦化系统的节能减排。

另外, 为了减少焦炭生产对环境的污染, 美国Sesa 炼焦公司建起了非回收型焦炉[ 1] 。这种炼焦工艺不回收化工副产品, 而是将其燃烧回收热能。生产时看不到明显的污染物排放, 而且产量提高30% , 焦炭质量更佳。非回收型焦炉的投资少于传统焦炉, 操作也比较容易。

2.氢冶金技术

目前, 炼钢系统也普遍采用了煤气回收、气化冷却、全连铸等技术, 并同步建设冶金固废综合处理及循环再生利用工程, 进一步实现炼钢工序的节能减排。这一系列高新技术的运用, 将有效地减少污染物的排放。但由于炼焦煤和焦炭资源的日益短缺,限制了传统炼铁工业的进一步发展, 发展氢冶金工艺, 替代碳还原剂的炼铁工艺, 不仅可行, 而且有许多传统炼铁工艺不可比拟的优势。目前, M idex 和H yL - Ó, 竖炉法使用的是用天然气重整得到的氢气和二氧化碳的混合气体, 在委内瑞拉、澳大利亚等国建设的Finm et流化床法工厂使用的则是纯氢气。如果用氢气进行铁氧化物的还原, 就意味着零CO2排放, 问题的关键是如何得到丰富而廉价的氢气。

3.冶金渣的显热利用技术

冶金渣是钢铁生产过程中所产生的最大量的副产物, 冶金渣温度较高, 显热温度都在1 400e 以上,是一种非常有利用价值的二次资源。通常情况下冶金渣主要用于水泥厂或建材厂作原料使用, 或直接做成微晶玻璃或者矿渣棉等建筑装饰材料等。但是, 冶金渣所含的丰富热量却还没有能够得到充分的利用。

( 1) 钢渣滚筒法热能回收的新设想

俄罗斯利用采用滚筒法处理钢渣的可集中排放, 进行显热回收开发。钢渣经渣罐进入滚筒, 在滚筒内生成的蒸汽混合气体温度为90~ 170度 , 可直接用于生活设施或将其加热至600度用于发电, 经测试, 热利用系数可达到50% 。

( 2) 钢渣风淬法热能回收新工艺

俄罗斯乌拉尔钢铁研究院曾为查布罗什钢铁厂研制了一套附有热能回收的风淬钢渣处理工艺。将液态钢渣倾倒过程中与空气流接触产生的辐射热通过专用设置收集后作为热水、蒸汽和热空气回收利用。

结束语：

在炼铁、炼钢、轧钢系统的能耗、高性能钢铁材料研究、废弃处理利用等方面,节能工艺新技术和装备也得到了大力的推广和应用, 在节能减排生产方面已取得了可喜的成绩, 但与国际先进水平相比仍然有很大差距, 一些新工艺的研究和应用才刚刚起步。今后, 我们要进一步提高对生态冶金技术重要性的认识, 加强对节能减排生产新技术的跟踪和研究, 为建设生态型、环境友好型的钢铁工业而努力。

参考文献：

[ 1] 毕学工. 生态钢铁冶金的发展. 河南冶金, 2006 ( 2) : 3- 6.

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