冶金工藝中的節(jié)能減排技術(shù)研究

王芳

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

關(guān)鍵詞： 冶金；節(jié)能；減排

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

近些年來， 我國的鋼鐵工業(yè)有著突飛猛進(jìn)的發(fā)展，2013 年我國的粗鋼產(chǎn)量達(dá)到 7.82 億 t， 這個數(shù)量已超過了全球產(chǎn)量的 50%。 如此巨大的產(chǎn)量，使鋼鐵行業(yè)成為所有工業(yè)中的能源消耗大戶。 冶金行業(yè)總的能耗量已經(jīng)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(chǎn)時排放的工業(yè)廢水、工業(yè)粉塵和二氧化硫總量分別占全國工業(yè)污染物排放總量的 10%、15%和 10%[1]。 所以，怎樣實現(xiàn)現(xiàn)冶金工業(yè)的節(jié)能減排對我國能源及環(huán)境方面意義重大。 這樣不僅關(guān)系到鋼鐵行業(yè)的自身經(jīng)濟(jì)利益，而且對環(huán)境保護(hù)和實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)尤其重要。

1冶金節(jié)能減排技術(shù)

1.1干熄焦技術(shù)的應(yīng)用和研究。

干熄焦是冶金工業(yè)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?fàn)t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(jìn)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(nèi)的熱水，使其變成水蒸氣，用來發(fā)電或供熱，因此回收了大量的紅焦炭的顯熱， 達(dá)到了節(jié)能的目的。 此外，干熄焦系統(tǒng)產(chǎn)生了大量水蒸汽，也降低了動力燃煤鍋爐的負(fù)荷，大大減輕了[3、4]煤燃燒所產(chǎn)生的污染物，更有效的降低了對環(huán)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(zhì)， 與濕法熄焦相比，節(jié)省了大量的寶貴的水資源。因此干熄焦技術(shù)同時具有節(jié)能和環(huán)境保護(hù)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(guān)注， 而通過控制循環(huán)氣體中的水蒸氣以及可燃?xì)怏w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(shù)難題。

1.2高爐節(jié)能減排技術(shù)。

在冶金領(lǐng)域中， 高爐煉鐵能耗在所有工序中是最大的， 因此高爐節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用對整個冶金工業(yè)至關(guān)重要。而目前精料技術(shù)，高爐煤氣余壓發(fā)電（TRT）工藝，高噴煤技術(shù)，高爐煤氣回收發(fā)電技術(shù)，噴吹焦?fàn)t煤氣等技術(shù)已經(jīng)得到了成熟應(yīng)用，并取得了較好的節(jié)能減排效果。 但是，隨著能源與環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，更加環(huán)保節(jié)能的技術(shù)亟待開發(fā)。

1.3轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)。

轉(zhuǎn)爐主要用于生產(chǎn)碳鋼和合金鋼]，而生產(chǎn)過程產(chǎn)生的煤氣是很好的二次能源。其中，焦?fàn)t煤氣可供民用和焦化廠的自用；高爐煤氣可以用于燒結(jié)點火和發(fā)電[18]。 而在鋼鐵工業(yè)中，轉(zhuǎn)爐工序的能耗與世界水平相差最大。 轉(zhuǎn)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(guī)定水平。 而生成的碳的氧化物混合氣體中 CO 含量可達(dá) 60%以上，因此熱值遠(yuǎn)高于高爐煤氣。 回收轉(zhuǎn)爐煤氣是減輕空氣污染，降低能耗，實現(xiàn)負(fù)能煉鋼的有效手段。 目前轉(zhuǎn)爐煤氣回收普遍采用的是干法回收凈化系統(tǒng)。轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)入系統(tǒng)后，首先被氣化冷卻煙道冷卻，流入蒸發(fā)冷卻器，被霧化噴嘴噴出的水蒸氣冷卻和水霧團(tuán)聚沉降粗除塵， 然后進(jìn)入電除

塵系統(tǒng)精除塵。 達(dá)到回收煤氣標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)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(jié)余熱利用。

燒結(jié)工序的余熱回收利用]是一種實現(xiàn)冶金過程節(jié)能減排行之有效的途徑。 燒結(jié)余熱主要由燒結(jié)煙氣顯熱和環(huán)冷機(jī)廢氣顯熱組成。 主要有 4 種利用方式：①利用環(huán)冷機(jī)冷卻廢氣或燒結(jié)煙氣余熱在點火器前對燒結(jié)料層進(jìn)行預(yù)熱；②將中、低溫冷卻廢氣作為助燃風(fēng)送到點火器， 進(jìn)行熱風(fēng)點火；③利用冷卻廢氣循環(huán)實行熱風(fēng)燒結(jié)，直接回用于燒結(jié)過程， 降低燒結(jié)工序能耗；④利用余熱鍋爐回收燒結(jié)煙氣或環(huán)冷機(jī)冷卻風(fēng)余熱， 所產(chǎn)蒸汽用于預(yù)熱燒結(jié)料及生活用汽或進(jìn)行蒸汽發(fā)電。

當(dāng)今針對燒結(jié)余熱的利用主要集中在冷卻機(jī)余熱的回收上，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而且取得了一定的效果。 但是燒結(jié)煙氣雖然溫度較低，但是數(shù)量很大，疏于對這種低溫?zé)嵩吹睦?，?dǎo)致了整體燒結(jié)余熱回收效率偏低。 為了實現(xiàn)能源回收效率最大化，針對燒結(jié)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(jié)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(chǎn)蒸汽用于并網(wǎng)使用或發(fā)電；而能級較低的余熱返回?zé)Y(jié)工藝，用于對混合料層的預(yù)熱、熱風(fēng)點火助燃和熱風(fēng)燒結(jié)。 這種針對燒結(jié)廢氣和冷卻廢氣分級回收的技術(shù)，梯級利用不同能級的余熱資源，回收效率顯著提高，節(jié)約效果明顯。

2結(jié)論

一個國家工業(yè)的發(fā)展離不開冶金行業(yè)，而冶金工業(yè)要發(fā)展，就必須要變革，滯后的生產(chǎn)工藝必然要淘汰。 在當(dāng)今競爭激烈的市場經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境下，企業(yè)要生存就要依靠先進(jìn)的技術(shù)減少生產(chǎn)能耗， 降低生產(chǎn)成本；面對全球環(huán)境惡化問題的嚴(yán)峻形勢，作為企業(yè)要發(fā)展絕對不能以犧牲環(huán)境為代價。 現(xiàn)如今針對冶金過程產(chǎn)生的二次能源和資源的回收，是實現(xiàn)冶金工業(yè)節(jié)能減排最為行之有效的方法，所有企業(yè)必須認(rèn)識到節(jié)能減排對其生存發(fā)展的重要性，節(jié)約資源，回收二次能源， 減少污染物的排放，才是冶金行業(yè)乃至整個工業(yè)社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

參考文獻(xiàn)

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