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摘要：随着社会经济的快速发展，工业化建设在不断的加强，所以对各种资源的需求量，特别是对钢铁的需求量在逐渐的增加，但是随着人们生活水平和质量的提高以及环境问题的日渐突出，人们开始越来越重视节能措施和环境保护。因此日益增加的能源需求与环境保护问题之间的矛盾逐渐凸显出来，这就需要在生产的环节减少污染的排放，在炼铁系统中实现节能和环境保护。
关键词：炼铁系统；节能；环境保护
0引言
据相关数据统计表明,近年来,我国生铁产量连续多年超过1亿吨,稳居世界第一产铁大国。但因为工艺特点原因,炼铁行业一直是我国国民经济中的污染大户,在炼铁过程中所产生的废气、废水也使炼铁行业成为主要污染源。在环保与节能问题成为21世纪焦点问题的现在,在环保与节能问题成为影响人类社会可持续性发展的现在,如何提高炼铁行业环保与节能水平,对我国国民经济的可持续性发展,对人民健康的生活都有着极为重要的意义。
1炼铁行业在环保与节能方面存在的主要问题
1.1我国炼铁行业污染严重
污染严重是我国炼铁行业存在的主要问题之一。目前,国外先进国家炼铁过程中所产生的粉尘已经基本得到控制并全部利用,而我国相当一部分企业炼铁过程所产生的粉尘排放得不到有效治理,尤其是高炉炼铁所产生的粉尘,烟尘回收利用率极低。此外,对于烧结烟气中SO2的处理,北美和欧洲一些国家都控制极为严格,甚至因此关闭了一些烧结厂,而我国钢铁企业对烧结烟气中的SO2和NOx处理极不到位,不仅造成大气污染同时还严重的浪费能源,且高能耗所带来的CO2排放也形成严重的环保问题。
1.2我国炼铁行业能耗高
能耗高是我国炼铁行业存在的又一主要问题。据统计,2011年上半年我国重点钢铁企业燃料比为520kg/t,比2010年升高了2kg/t,同2010年相比有42个企业燃料比升高,30个企业燃料比下降,其中,炼铁工序能耗为404.99kgce/t,烧结工序能耗为52.34kgce/t。同国际先进国家炼铁工业能耗相比,国外先进国家早在2004年焦炉比就已经低于300kg/t,燃料比低于500kg/t,而我国炼铁工业能耗比国际先进水平高了100kg/t左右。
2我国钢铁企业污染重能耗高的原因
2.1钢铁企业集中度低,规模程度不够
相较于国外钢铁企业布局,我国虽然也有大型钢铁企业,但中小型钢铁企业占了极大的比例。虽然近年来,国家不断加大钢铁企业环保与节能的力度,但大量中小型钢铁企业的存在,使得我国钢铁企业节能与环保技术整体水平不高,部分中小型钢铁企业节能与环保水平甚至仅与发达国家八九十年代相当。
2.2炼铁装备大型化程度不够
2010年我国新投产和改扩建了高炉近50座,在全国1400多座高炉中,大于1000立方米以上容积的高炉有261座,2011年拟建投产的高炉为23座,其中首钢京唐公司2号高炉达到了5500立方米,可以说我国钢铁企业炼铁装备大型化进程取得了极大的发展,有效的促进了炼铁系统节能减排,但同国际先进国家相比,依然存在巨大的差距。大量1000立方米以下的小高炉占据了总产能的一半左右。
2.3整体节能技术、装备程度较低
目前,我国大型钢铁企业加大了节能技术与节能装备的应用,但整体看来,我国钢铁企业在炼铁工艺、技术、装备以及企业运行流程、结构等都存在不合理性,环保、节能技术应用落后,尤其是一些先进的节能工艺技术和装备更是没能得到普遍采用。
3炼铁工业环保节能策略
3.1大力研发和推广节能新工艺新技术
炼铁过程中,能耗高的环节主要在焦化、烧结两个环节。节能环保技术的研究也应该主要集中于这两个方面,焦化工序可以集中于焦炉大型化的技术改造,如采用新型节能环保技术,包括先进的炉型结构和四大车连锁技术,计算机控制炉温技术,美钢联低水分熄焦工艺等。同时采用先进的装煤除尘环保技术,建立烟尘控制和废水零排放机制,从而降低焦化工序的能耗,提高环保技术水平。对于烧结工序来说,目前采用“厚料层-燃料分加-小球烧结”的新工艺,将料层厚度、混合料粒级、煤粉外加比例进行调整,从而降低固体燃料消耗量。高炉高效化生产首先体现在高炉的大型化上,因此对于原有的高炉,可以进行扩容改造,提高我国高炉平均容积,同时提高高炉利用系数,采用高富氧率等措施,建立现场大型制氧装置,建立多氧气管路并联机制,为高环保低能耗提供有利的硬件基础。
3.2优化高炉焦比和燃料比
燃料消耗是高炉炼铁的主要能耗,因此通过采用先进技术降低焦比和燃料比,可以直接降低高炉的燃料消耗和风耗,并同时减少炼焦工序的能耗。要降低高炉焦比和燃料比,可以对炼铁系统进行技术改造,比如采用大型化烧结机,采用燃料分加、厚料层操作方法,或者采用新型免烧结高炉炼铁节能环保技术,从而提高炼铁过程整体精料水平。对过筛进行改造,改善焦炭和烧结矿的过筛效果,减少粉末入炉,从而强化高炉冶炼效果,改善煤气利用条件。此外,可以提高风温,为大喷煤量提供必要条件,使鼓风带进高炉的热量能被100%利用。现有技术包括硅砖热分炉技术、矩形陶瓷燃烧器技术、双预热技术等,均可以效的保证入炉焦比的降低和煤比的提高。
3.3降低各工序动力消耗
如高炉鼓风机,可以进行改造提高鼓风机同高炉的匹配程度,减少高炉放风操作,降低鼓风消耗率。再如水耗,可以建立制冷站循环冷却系统,代替冷却水直排系统,提高冷却水循环率,并使冷却水在封闭设备中运行,一方面可以减少废水排放量,同时还可以减少数有毒气体污染大气,实现冷却废水零排放。
3.4建立余热回收机制
余热回收机制可以有效提高能源利用率,目前常采用的技术有干熄焦技术,避免传统温法熄焦所造成的热损失和水污染,并可以将热量回收产生蒸气和发电,既节水又提高了能源利用率,还可以改善焦炭质量。再如烧结烟气和冷却风余热的回收利用,可以在环冷机入口安装余热锅炉装置,利用环冷热废气产生蒸汽蒸气用于预热烧结混合料,并可将热废气作为点火助燃空气。
参考文献
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作者:张怀春 单位:唐钢物流公司
