冶金工藝中的節能減排技術研究

王芳

摘 要： 為了更好的在冶金生產過程中能夠利用有限的資源創造出更大的價值，還可以將對環境的破壞降到最低，針對鋼鐵工業各個工藝環節分析，利用先進的科學技術，對生產中的二次能源回有效的回收在利用，最終達到降低能源消耗，減輕環境污染的目的。目前大部分鋼廠已經將二次能源回收工藝應用到了生產過程中，并取得了一定的研究成果。

關鍵詞： 冶金；節能；減排

【中圖分類號】 TF11 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2236-1879（2018）11-0191-01

近些年來， 我國的鋼鐵工業有著突飛猛進的發展，2013 年我國的粗鋼產量達到 7.82 億 t， 這個數量已超過了全球產量的 50%。 如此巨大的產量，使鋼鐵行業成為所有工業中的能源消耗大戶。 冶金行業總的能耗量已經占到我國總能耗的 12%～15%，能源消耗的同時不可避免地會帶來大量污染物的排放。 鋼鐵生產時排放的工業廢水、工業粉塵和二氧化硫總量分別占全國工業污染物排放總量的 10%、15%和 10%[1]。 所以，怎樣實現現冶金工業的節能減排對我國能源及環境方面意義重大。 這樣不僅關系到鋼鐵行業的自身經濟利益，而且對環境保護和實現社會可持續發展的戰略目標尤其重要。

1冶金節能減排技術

1.1干熄焦技術的應用和研究。

干熄焦是冶金工業中煉焦的一種新興工藝。 其工作原理是利用惰性氣體冷卻熄滅從煉焦爐推出的溫度為 1 000～1 050 ℃紅焦。燒的熾熱的紅焦由干熄爐爐頂送入，向下降落，與干熄爐底部向上鼓入的惰性氣體進行逆行換熱， 因此熄焦車要承受急冷急熱和磨損腐蝕的考驗[2]。 冷卻焦炭的同時將惰性氣體加熱到 800 ℃左右。 高溫的惰性氣體用于加熱干熄焦鍋爐內的熱水，使其變成水蒸氣，用來發電或供熱，因此回收了大量的紅焦炭的顯熱， 達到了節能的目的。 此外，干熄焦系統產生了大量水蒸汽，也降低了動力燃煤鍋爐的負荷，大大減輕了[3、4]煤燃燒所產生的污染物，更有效的降低了對環境的污染。 同時，用惰性氣體冷卻紅焦碳不僅提高了焦炭的品質， 與濕法熄焦相比，節省了大量的寶貴的水資源。因此干熄焦技術同時具有節能和環境保護的作用，很值得推廣。而一直以來， 干熄焦工藝中焦炭的燒損率一直備受關注， 而通過控制循環氣體中的水蒸氣以及可燃氣體的量等因素可以降低焦炭的燒損率。 同時干熄焦耐材的使用壽命問題是急需攻克的技術難題。

1.2高爐節能減排技術。

在冶金領域中， 高爐煉鐵能耗在所有工序中是最大的， 因此高爐節能減排技術的應用對整個冶金工業至關重要。而目前精料技術，高爐煤氣余壓發電（TRT）工藝，高噴煤技術，高爐煤氣回收發電技術，噴吹焦爐煤氣等技術已經得到了成熟應用，并取得了較好的節能減排效果。 但是，隨著能源與環境問題的日益嚴重，更加環保節能的技術亟待開發。

1.3轉爐煤氣回收技術。

轉爐主要用于生產碳鋼和合金鋼]，而生產過程產生的煤氣是很好的二次能源。其中，焦爐煤氣可供民用和焦化廠的自用；高爐煤氣可以用于燒結點火和發電[18]。 而在鋼鐵工業中，轉爐工序的能耗與世界水平相差最大。 轉爐煉鋼過程主要是吹入氧氣使鐵液中的碳氧化物以氣體形式放出， 將碳含量降低到規定水平。 而生成的碳的氧化物混合氣體中 CO 含量可達 60%以上，因此熱值遠高于高爐煤氣。 回收轉爐煤氣是減輕空氣污染，降低能耗，實現負能煉鋼的有效手段。 目前轉爐煤氣回收普遍采用的是干法回收凈化系統。轉爐煤氣進入系統后，首先被氣化冷卻煙道冷卻，流入蒸發冷卻器，被霧化噴嘴噴出的水蒸氣冷卻和水霧團聚沉降粗除塵， 然后進入電除

塵系統精除塵。 達到回收煤氣標準的，冷卻至 70 ℃

以下，加壓后儲存到煤氣柜，供用戶使用。 干法回收凈化系統因其具有能耗低，耗水量小，凈化效率高， 回收煤氣量較大等特點而備受青睞。

1.4燒結余熱利用。

燒結工序的余熱回收利用]是一種實現冶金過程節能減排行之有效的途徑。 燒結余熱主要由燒結煙氣顯熱和環冷機廢氣顯熱組成。 主要有 4 種利用方式：①利用環冷機冷卻廢氣或燒結煙氣余熱在點火器前對燒結料層進行預熱；②將中、低溫冷卻廢氣作為助燃風送到點火器， 進行熱風點火；③利用冷卻廢氣循環實行熱風燒結，直接回用于燒結過程， 降低燒結工序能耗；④利用余熱鍋爐回收燒結煙氣或環冷機冷卻風余熱， 所產蒸汽用于預熱燒結料及生活用汽或進行蒸汽發電。

當今針對燒結余熱的利用主要集中在冷卻機余熱的回收上，技術已經比較成熟，而且取得了一定的效果。 但是燒結煙氣雖然溫度較低，但是數量很大，疏于對這種低溫熱源的利用，導致了整體燒結余熱回收效率偏低。 為了實現能源回收效率最大化，針對燒結余熱固有的特點，提出了按能級匹配的回收原則，即逐級回收，梯級利用。 把冷卻廢氣和燒結廢氣的熱量分級回收，把能級較高的余熱用于加熱余熱鍋爐， 生產蒸汽用于并網使用或發電；而能級較低的余熱返回燒結工藝，用于對混合料層的預熱、熱風點火助燃和熱風燒結。 這種針對燒結廢氣和冷卻廢氣分級回收的技術，梯級利用不同能級的余熱資源，回收效率顯著提高，節約效果明顯。

2結論

一個國家工業的發展離不開冶金行業，而冶金工業要發展，就必須要變革，滯后的生產工藝必然要淘汰。 在當今競爭激烈的市場經濟的大環境下，企業要生存就要依靠先進的技術減少生產能耗， 降低生產成本；面對全球環境惡化問題的嚴峻形勢，作為企業要發展絕對不能以犧牲環境為代價。 現如今針對冶金過程產生的二次能源和資源的回收，是實現冶金工業節能減排最為行之有效的方法，所有企業必須認識到節能減排對其生存發展的重要性，節約資源，回收二次能源， 減少污染物的排放，才是冶金行業乃至整個工業社會實現可持續發展的必由之路。

參考文獻

[1] 秦亮， 徐玉松. 淺析我國冶金行業節能減排現狀及對策 // 第十七屆 （2013 年） 全國冶金反應工程學學術會議論文集 （下冊）[C]. 太原：2013： 986-992.

[2] 黃平， 李軍， 吳恩輝， 等. 熄焦車板用低成本含釩鑄鋼的開發研究及生產實踐[J]. 鑄造技術， 2015， 36（6）： 1380-1383.

[3] 豐恒夫. 我國干熄焦技術應用現狀與創新 [J]. 河北冶金， 2015 （4）： 1-4.

[4] 張安. 高爐煤氣余壓回收設備探討 [J]. 冶金動力， 2014 （12）： 22-24.：