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摘要：隨著社會經濟的快速發展，工業化建設在不斷的加強，所以對各種資源的需求量，特別是對鋼鐵的需求量在逐漸的增加，但是隨著人們生活水平和質量的提高以及環境問題的日漸突出，人們開始越來越重視節能措施和環境保護。因此日益增加的能源需求與環境保護問題之間的矛盾逐漸凸顯出來，這就需要在生產的環節減少污染的排放，在煉鐵系統中實現節能和環境保護。

關鍵詞：煉鐵系統；節能；環境保護

0引言

據相關數據統計表明,近年來,我國生鐵產量連續多年超過1億噸,穩居世界第一產鐵大國。但因為工藝特點原因,煉鐵行業一直是我國國民經濟中的污染大戶,在煉鐵過程中所產生的廢氣、廢水也使煉鐵行業成為主要污染源。在環保與節能問題成為21世紀焦點問題的現在,在環保與節能問題成為影響人類社會可持續性發展的現在,如何提高煉鐵行業環保與節能水平,對我國國民經濟的可持續性發展,對人民健康的生活都有著極為重要的意義。

1煉鐵行業在環保與節能方面存在的主要問題

1.1我國煉鐵行業污染嚴重

污染嚴重是我國煉鐵行業存在的主要問題之一。目前,國外先進國家煉鐵過程中所產生的粉塵已經基本得到控制并全部利用,而我國相當一部分企業煉鐵過程所產生的粉塵排放得不到有效治理,尤其是高爐煉鐵所產生的粉塵,煙塵回收利用率極低。此外,對于燒結煙氣中SO2的處理,北美和歐洲一些國家都控制極為嚴格,甚至因此關閉了一些燒結廠,而我國鋼鐵企業對燒結煙氣中的SO2和NOx處理極不到位,不僅造成大氣污染同時還嚴重的浪費能源,且高能耗所帶來的CO2排放也形成嚴重的環保問題。

1.2我國煉鐵行業能耗高

能耗高是我國煉鐵行業存在的又一主要問題。據統計,2011年上半年我國重點鋼鐵企業燃料比為520kg/t,比2010年升高了2kg/t,同2010年相比有42個企業燃料比升高,30個企業燃料比下降,其中,煉鐵工序能耗為404.99kgce/t,燒結工序能耗為52.34kgce/t。同國際先進國家煉鐵工業能耗相比,國外先進國家早在2004年焦爐比就已經低于300kg/t,燃料比低于500kg/t,而我國煉鐵工業能耗比國際先進水平高了100kg/t左右。

2我國鋼鐵企業污染重能耗高的原因

2.1鋼鐵企業集中度低,規模程度不夠

相較于國外鋼鐵企業布局,我國雖然也有大型鋼鐵企業,但中小型鋼鐵企業占了極大的比例。雖然近年來,國家不斷加大鋼鐵企業環保與節能的力度,但大量中小型鋼鐵企業的存在,使得我國鋼鐵企業節能與環保技術整體水平不高,部分中小型鋼鐵企業節能與環保水平甚至僅與發達國家八九十年代相當。

2.2煉鐵裝備大型化程度不夠

2010年我國新投產和改擴建了高爐近50座,在全國1400多座高爐中,大于1000立方米以上容積的高爐有261座,2011年擬建投產的高爐為23座,其中首鋼京唐公司2號高爐達到了5500立方米,可以說我國鋼鐵企業煉鐵裝備大型化進程取得了極大的發展,有效的促進了煉鐵系統節能減排,但同國際先進國家相比,依然存在巨大的差距。大量1000立方米以下的小高爐占據了總產能的一半左右。

2.3整體節能技術、裝備程度較低

目前,我國大型鋼鐵企業加大了節能技術與節能裝備的應用,但整體看來,我國鋼鐵企業在煉鐵工藝、技術、裝備以及企業運行流程、結構等都存在不合理性,環保、節能技術應用落后,尤其是一些先進的節能工藝技術和裝備更是沒能得到普遍采用。

3煉鐵工業環保節能策略

3.1大力研發和推廣節能新工藝新技術

煉鐵過程中,能耗高的環節主要在焦化、燒結兩個環節。節能環保技術的研究也應該主要集中于這兩個方面,焦化工序可以集中于焦爐大型化的技術改造,如采用新型節能環保技術,包括先進的爐型結構和四大車連鎖技術,計算機控制爐溫技術,美鋼聯低水分熄焦工藝等。同時采用先進的裝煤除塵環保技術,建立煙塵控制和廢水零排放機制,從而降低焦化工序的能耗,提高環保技術水平。對于燒結工序來說,目前采用“厚料層-燃料分加-小球燒結”的新工藝,將料層厚度、混合料粒級、煤粉外加比例進行調整,從而降低固體燃料消耗量。高爐高效化生產首先體現在高爐的大型化上,因此對于原有的高爐,可以進行擴容改造,提高我國高爐平均容積,同時提高高爐利用系數,采用高富氧率等措施,建立現場大型制氧裝置,建立多氧氣管路并聯機制,為高環保低能耗提供有利的硬件基礎。

3.2優化高爐焦比和燃料比

燃料消耗是高爐煉鐵的主要能耗,因此通過采用先進技術降低焦比和燃料比,可以直接降低高爐的燃料消耗和風耗,并同時減少煉焦工序的能耗。要降低高爐焦比和燃料比,可以對煉鐵系統進行技術改造,比如采用大型化燒結機,采用燃料分加、厚料層操作方法,或者采用新型免燒結高爐煉鐵節能環保技術,從而提高煉鐵過程整體精料水平。對過篩進行改造,改善焦炭和燒結礦的過篩效果,減少粉末入爐,從而強化高爐冶煉效果,改善煤氣利用條件。此外,可以提高風溫,為大噴煤量提供必要條件,使鼓風帶進高爐的熱量能被100%利用。現有技術包括硅磚熱分爐技術、矩形陶瓷燃燒器技術、雙預熱技術等,均可以效的保證入爐焦比的降低和煤比的提高。

3.3降低各工序動力消耗

如高爐鼓風機,可以進行改造提高鼓風機同高爐的匹配程度,減少高爐放風操作,降低鼓風消耗率。再如水耗,可以建立制冷站循環冷卻系統,代替冷卻水直排系統,提高冷卻水循環率,并使冷卻水在封閉設備中運行,一方面可以減少廢水排放量,同時還可以減少數有毒氣體污染大氣,實現冷卻廢水零排放。

3.4建立余熱回收機制

余熱回收機制可以有效提高能源利用率,目前常采用的技術有干熄焦技術,避免傳統溫法熄焦所造成的熱損失和水污染,并可以將熱量回收產生蒸氣和發電,既節水又提高了能源利用率,還可以改善焦炭質量。再如燒結煙氣和冷卻風余熱的回收利用,可以在環冷機入口安裝余熱鍋爐裝置,利用環冷熱廢氣產生蒸汽蒸氣用于預熱燒結混合料,并可將熱廢氣作為點火助燃空氣。

參考文獻

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作者:張懷春 單位:唐鋼物流公司