淺談鋼鐵企業(yè)二次能源的綜合利用

陶冬昱

（湖南省長沙市長郡中學(xué)，長沙 410002）

淺談鋼鐵企業(yè)二次能源的綜合利用

陶冬昱

（湖南省長沙市長郡中學(xué)，長沙 410002）

鋼鐵生產(chǎn)要經(jīng)過多道工序，且流程復(fù)雜，熱態(tài)加工在其中占有很大比重。鋼鐵企業(yè)二次能源的綜合利用可以進(jìn)一步提升能源的利用率，減少對資源不必要的浪費(fèi)，保護(hù)環(huán)境，同時(shí)也可以為本企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，進(jìn)而形成可持續(xù)發(fā)展的社會。

鋼鐵企業(yè)；二次能源；綜合利用

鋼鐵生產(chǎn)過程中所使用的煤炭、石油類產(chǎn)品、天然氣等均稱為一次能源。電力是二次能源，一般是用煤炭、太陽光、水力、風(fēng)力等能量轉(zhuǎn)換而來的。根據(jù)鋼鐵企業(yè)二次能源的特征，可以將二次能源分為3類：可燃性氣體、余能、余熱。在爐窯生產(chǎn)工作中，必然會出現(xiàn)一系列的副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品的主要成分包括高爐煤轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等。

1　鋼鐵企業(yè)二次能源的綜合利用

1.1可燃?xì)怏w利用

焦?fàn)t煤氣主要成分為甲烷（24%～26%）和氫氣（56%～62%），另外含有少量一氧化碳、二氧化碳、氧氣、氮?dú)獾龋渲锌扇汲煞终?1%以上。焦?fàn)t煤氣熱值較高，約為18 000～20 000kJ/Nm3。就現(xiàn)階段來看，鋼鐵廠自備電廠、爐窯、烘烤設(shè)備都可以采用煤氣產(chǎn)生相應(yīng)的熱能，焦?fàn)t煤體中含有大量的甲烷與氫氣，因此，該種材料可以應(yīng)用于化工的原材料，尤其是還原劑。除此之外，焦?fàn)t煤氣在生產(chǎn)過程中，也可以應(yīng)用在尿素、甲烷、氫氣的合成生產(chǎn)中，該種方式可以有效提升煤氣附加值。

1.2余熱利用

第一，紅焦顯熱利用。當(dāng)前工程主要采用干熄焦技術(shù)對紅焦（約1 100℃）熱量進(jìn)行回收利用。在干熄焦的過程中，從干熄爐頂部把紅焦裝入，用循環(huán)風(fēng)機(jī)把132℃的惰性氣體（溫度較低）吹入干熄爐冷卻段的紅焦層內(nèi)，紅焦顯熱被惰性氣體吸收，冷卻后的焦炭從干熄爐底部被排出來。在這種技術(shù)下，紅焦大約85%以上的熱量可以產(chǎn)生蒸汽，平均噸焦可產(chǎn)生423～460 kg，460℃，4.7 MPa的蒸汽。第二，燒結(jié)礦顯熱利用。燒結(jié)礦餅是從燒結(jié)機(jī)尾拆出的，其溫度平均為510℃～810℃，在冷卻過程中，其熱能慢慢減少最后變成廢氣顯熱。廢氣的溫度通常在120℃～480℃，不同的冷卻方式和不同的冷卻機(jī)部位，廢氣的溫度是不同的。工程應(yīng)用上按照燒結(jié)礦顯熱能級匹配的原則，化工設(shè)備可以形成用途各異的管道，來自環(huán)冷機(jī)的高溫?zé)犸L(fēng)通過管道送往余熱鍋爐，在鍋爐中產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而發(fā)電。中溫?zé)犸L(fēng)通過管道送至點(diǎn)火爐，在點(diǎn)火爐中加熱助燃空氣等，低溫?zé)犸L(fēng)通過管道送到各個(gè)車間用來干燥各種原材料。第三，爐渣的顯熱利用方式。高爐熔渣溫度是非常高的，能夠達(dá)到1 600℃，是一種良好的熱源，但是該熱源的回收較為困難，常用的回收方式就是水淬法，這種方式有著理想的熱轉(zhuǎn)換效率，但是效能損失較大，其有效能利用效率據(jù)測算大約僅為12%。水淬法是一種常見方法，除此以外還有一些其他方法，

2　對鋼鐵企業(yè)二次能源綜合利用的建議

鋼鐵工業(yè)是我國重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，鋼鐵產(chǎn)品被廣泛運(yùn)用于房地產(chǎn)、軍工、化工、航天等行業(yè)，鋼鐵企業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)意義重大。但由于鋼鐵行業(yè)的工業(yè)流程還有我國鋼鐵行業(yè)技術(shù)含量不足等原因，鋼鐵公司消耗了國家大量的能源和資源，同時(shí)在有些地方對生態(tài)環(huán)境造成較大的破壞。不斷推進(jìn)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排，綜合利用二次能源，才能實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在煉鋼以及煉鐵的過程中，會出現(xiàn)大量的二次能源，這些能源有著巨大的發(fā)電潛力，能夠直接進(jìn)行加熱，這便有效滿足了居民的要求。種種實(shí)踐顯示，合理利用鋼鐵企業(yè)的二次能源，能夠產(chǎn)生理想的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

但是由于技術(shù)原因和管理方面的原因，我國的鋼鐵行業(yè)在二次能源利用上仍然存在諸多問題。可以采取以下解決方法：第一，從宏觀來看，國家應(yīng)該進(jìn)一步制定相關(guān)法規(guī)和法律。對二次能源利用較好的企業(yè)給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，例如減免稅收，同時(shí)對二次能源利用水平較低的企業(yè)給予足夠的懲罰，例如征收高額的稅收，甚至對部分屢教不改的落后企業(yè)關(guān)停并轉(zhuǎn)。第二，從微觀層面來看，鋼鐵企業(yè)應(yīng)該提高二次能源的利用水平，這可以為本企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。各個(gè)鋼鐵企業(yè)應(yīng)該不斷采用先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)技術(shù)，降低二次能源利用的成本。

［1］ 楊珊珊，崔偉，楊雪.通過剖析達(dá)鋼二次能源綜合利用分析鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排潛力［J］.四川環(huán)境，2011，（03）：309-310.

［2］ 仇芝蓉.我國鋼鐵企業(yè)余熱資源的回收與利用［J］.冶金叢刊，2010，（06）：43-44.

On the Comprehensive Utilization of Secondary Energy of Iron and steel Enterprises

TAODong-yu
（Changsha Changjun Middle School ofHunan,Changsha 410002,China）

Steel production need to go through several processes and complex process,in which hot process accounts a large proportion. Secondary energy comprehensive utilization of iron and steel enterprises can further enhance energy efficiency，reduce unnecessary waste of resources，protect the environment，at the same time create considerable economic and social benefits for enterprises，thus form a sustainable society.

Iron and steel enterprises；Secondaryenergy；Comprehensive utilization

TH 166

A

1674-8646（2015）12-0135-02

2015-09-07有些正處于探索研究階段的方法，如風(fēng)淬法。值得注意的是風(fēng)淬法和化學(xué)法，將是未來的重要研究領(lǐng)域。第四，各種煙氣顯熱利用。鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的廢氣中氣體顯熱多數(shù)從爐窯排出，溫度為160℃～1 640℃。各種溫度的廢氣都可根據(jù)所屬余熱資源的數(shù)量、溫度以及用戶的要求，設(shè)計(jì)不同的工藝流程，采用不同的化工設(shè)備，對溫度逐步回收、逐級利用。第五，余熱的利用。高爐爐頂壓力能夠達(dá)到0.16～0.26MPa，其勢能是非常高的，目前對于余熱的利用主要采用TRT發(fā)電法，該種發(fā)電法的原理就是利用高爐爐頂煤氣熱能與壓力，對煤氣進(jìn)行做功，將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機(jī)械能，從而驅(qū)動(dòng)發(fā)電。研究顯示，高爐煤氣流量與壓力對于整個(gè)系統(tǒng)裝置所發(fā)出的電量有很大關(guān)系，1t鐵發(fā)電量為23～45KW·h。TRT發(fā)電是一項(xiàng)很有前景的技術(shù)，究其原因主要是采用這種技術(shù)可以不消耗任何燃料，能最大限地減少噪音污染，不對環(huán)境產(chǎn)生破壞。