我国炼铁节能与环保(共9页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上 我国炼铁节能与环保1   前言    21世纪炼铁工业发展的重点是节能与环保。这是因为炼铁是钢铁生产中的能耗大户和主要污染源。由烧结、球团、焦化以及高炉各工序组成的炼铁过程，消耗了吨钢总能量的70%左右，同时产生大量粉尘、废气和废水。炼钢铁的能量消耗成为吨钢成本中的重要组成部分，而污染物的排放也对环境造成严重影响。因此，炼铁的节能与环保对整个钢铁工业的健康发展是十分重要的。自1995年起，我国生铁的产量已连续多年超过1亿t ,成为世界第一产铁大国。然而在节能和环保方面，我国与国外先进水平存在着较大的差距。在

2、经济全球化的今天 ，缩小并最终消除这种差距，是提高我国钢铁工业整体水平和在国际上竞争力的重要方面。2   在炼铁节能和环保方面存在的主要问题    对比国外先进水平，我国在炼铁节能和环保中存在的主要问题是能耗高和污染严重。2.1  能耗高    目前，国外先进国家的高炉焦比已达300kg/t以下，燃料比500kg/t.而1999年我国重点钢铁企业的入炉焦比为426kg/t,地方骨干企业为488kg/t1，燃料比在560kg/t左右。高炉工艺的能耗（标煤）比世界先进水平高50100kg/t。造成这种现象的主

3、要原因是有以下几点。    （1）原燃料工序能耗高，原燃料质量差，结构不理想。与国外先进水平相比，我国烧结及球团工序能耗（标煤）平均要高出约20kg/t,烧结矿和球团矿的品位分别低4%和3%左右，烧结矿平均粒度较小，入炉粉末含量高，焦炭高温冶金性能差。由于缺少酸性炉料，高炉的炉料结构普遍处于非理想状态。    （2）热风温度低，煤比低，二次能源利用率低。我国的热风温度与国外相比有100200。的差距。喷煤虽然起步较早，近年来也取得较大进步，但大多数厂家的煤比还不高，维持在100120kg/t的水平。高炉煤气放散率仍较高（1998年全国

4、重点企业为11.3%），一些可以回收的能量，如烧结矿的余热、焦炭显热、高炉煤气显热、热风炉废气显热等，未得到普遍回收利用。（3）生产率低，生产规模小，装备落后。1998年重点企业高炉利用系数为1.895t/(m3·d),烧结机平均面积为55m2，重点和地方骨干企业高炉的高炉容仅为550m3。即使重点企业仍有一半以上的高炉装备与国际水平有较大差距2。2.2污染严重国外的钢铁粉尘基本得到控制并全部利用。而我国相当一部分企业的炼铁粉尘排放尚未得到有效治理，尤其是高炉出铁场的粉尘治理。高炉尘泥和回收的超细粉尘的利用率较低。国外对造成大气污染的烧结烟气的SO2处理，北美和欧洲某些国家甚至因此关

5、闭了一些烧结厂，而国内所有钢铁企业均未对烧结烟气的SO2和NOx排放进行任何处理。高炉煤气的大量放散不仅浪费了能源，同时也对大气环境造成严重污染。传统的焦炉，尤其是小焦炉和土焦炉，污染依然严重。此外，炼铁系统由于高能耗而带来的大量CO2排放也是一个潜在的严重环保问题。3     炼铁节能和环保技术调整钢铁工业结构，淘汰落后工艺和装备，是我国钢铁工业节能降耗、改善环保的重要方面。目前我国政府已开始关闭包括小烧结机、小焦炉、小高炉在内的高能耗高污染设备，并取得初步成绩。另一方面，必须对现有生产进行大规模的技术改造，实施各种节能降耗和环保技术，努力使工序各项指

6、标接近或赶上世界先进水平。3.1精料技术原料工序的能耗在整个炼铁能耗中占有一定的比重，而原料准备工序必须坚持以“优质低耗”为核心。（1）低硅烧结矿生产技术低硅烧结矿可以显著降低高炉渣量，是高炉降低焦比实现大喷煤的必要条件。低硅烧矿同时具有高还原度、高温性能好等优点。优质低硅烧矿生产技术包括以下两方面。铁矿原料。根据我国铁矿基本上是高硅铁精矿的现状，应选择进口低硅粉矿搭配使用。目前国内年进口铁矿量多于5400万t,铁矿种类也由最初的几种扩大到目前的20余种，有较宽的选择范围。其中南美的一些铁矿含硅很低，如CVRD的Carajas矿的SiO仅为0.6%。这种铁矿对降低烧结矿硅含量效果显著。

7、0;   烧结工艺。降低烧结矿的硅含量会引起烧结矿的低温还原粉化率（RDI）升高、转鼓强度降低以及利用系数下降等。为消除这些不利影响，应采取强化制粒、偏析布料、提高烧结矿碱度、适当增加MgO含量、低温烧结等措施。国外许多厂的烧结矿SiO2含量已降低到5%以下，1998年芬兰罗德洛基钢铁厂为4.2%3，目前我国宝钢也达到4.6%4的高水平，取得了显著的节焦效果。    （2）提高球团矿品位    球团品位的提高一方面要强调改进所使用精矿的品位，另一方面要大幅度降低澎润土的用量。我国的澎润土配比都在2%以上，高的达5%

8、6%，而国外澎润土的配比在0.2%0.6%之间，仅此一项就损失铁品位2%3%。降低澎润土配比的主要措施有加强精矿的细磨、控制制粒前的精矿水分、使用有机粘结剂替代皂土可以完全消除造成球添加剂对精矿品位的影响。国外一些球团厂早在80年代便开始尝试该技术并获得成功5。   （3）球团烧结、小球烧结    球团烧结和小球烧结是针对我国细精矿制粒性能差、烧结料层透气性低等问题而开发的烧结新工艺。该 技术通过采取强化制粒、燃料分加、蒸汽预热、偏析布料等措施，在提高产量。改善烧结矿质量的同时，大幅度降低了固体燃耗。    洒钢3

9、号115m2烧结机采用球团烧结法生产碱度0.350.55的酸性烧结矿，其固体燃耗为58.51kg/t。而采用普通工艺生产碱度1.5    1.8烧结矿的1、2号烧结机的固体燃耗在73kg/t左右；泰钢采用小球烧结机后，固体燃耗（标煤）降至44.4kg/t；邯钢5×24m2烧结机实施球团烧结改造后（仅一半混合料进行强化制粒），在烧结利用系数提高0.15t/(m2·h)和转鼓指数提高5%的同时，固体燃耗由57.59kg/t降低到50.32kg/t，最低达45.9kg/t；首钢矿业公司6×90m2烧结机进行小球烧结改造后，固体燃耗

10、降低58kg/t；济钢一烧改造后，燃料消耗降低20%。该技术适合我国细精矿烧结的特点，应用效果显著，现已在许多厂推广应用。    洒钢采用球团烧结法生产酸性烧结矿为解决我国缺少酸性炉料开辟了新的途径。酸性球团烧结矿与高碱度烧结矿搭配形成新的高炉炉料结构。目前，涟钢和鞍钢东烧均在进行生产酸性烧结矿的改造。   （4）烧结废热回收技术    废热带走了烧结过程的大部分能量。有统计表明，85%的烧结输入能量最终被排放到大气中去。废热回收的重点应集中在回收烧结矿的显热上。因为显热与烧结废气热相比量大且容易回收。回收的热量可

11、用于预热点火煤气、热风点火、热风烧结、生产蒸汽或余热发电等。以一台180m2烧结机为例，用热风烧结方式回收余热可降低固体燃耗10%，降低工序燃耗9kg/t，降低烧结矿FeO含量1.2%，降低炼铁焦比2.5kg/t，年综合节能3.49t6。  （5）降低烧结漏风率    我国的烧结漏风率较高，平均漏风率在50%左右。其主要原因是密封装置设计不合理，密封材料和设备使用寿命短。因此，应进一步加强对机头机尾两端的密封和滑道的密封，研制密封性好、使用寿命长的密封装置。对于边缘漏风，则可采取适当增加边缘料水分，同时使用压辊压实边缘的做法来减少漏风。国外已有厂家这么做

12、，并取得实效。   （6）干熄焦技术    干法熄焦是炼焦生产中的一项先进技术。它利用冷的惰性气体（通常为氮气）在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却焦炭。吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉冷却红焦。干熄技术具有明显的节能、环保和改善焦炭质量的作用。干熄每吨红焦所能回收的热量可产0.40.5t中压蒸汽，并消除和控制有毒、有害物的排放，焦炭的M40可提高3%8%，M10改善0.3%0.8%7。该技术在宝钢、济钢等厂得到成功应用。3.2高炉节能技术 （1）高炉大喷煤技术从能源替换的角度看

13、，高炉喷煤是炼铁工艺最主要的节能降耗措施。近年来，我国喷煤技术发展较快，如宝钢高炉已达到250kg/t的煤比，处于世界领先水平。相当一部分大中型企业的煤比在100150kg/t。但总的来说，我国的喷煤水平还不高，还有许多需要改进的地方。除了应继续强调高炉的精料、提高风温及改善高炉操作外，还应重视制粉和喷吹系统的技术改造，使其适应高炉大喷煤的需要。在制粉方面，应努力提高产量、降低制粉能耗和加工成本，可采取的技术措施有以下几点。配加烟煤。配加烟煤不仅可以改善高炉喷吹效果，更因为烟煤一般较软好磨，从而可大幅度提高制粉量。安钢将烟煤的配比提高到75%时，球磨机产量提高39%。放宽煤粉粒度。制粉能力与成

14、品煤粉粒度密切相关。据计算，成品煤粉中粒度密切小于74m含量由80%降低到50%时，球磨机出力增加40%8。放宽粒度的上限取决于高炉的接受能力。国外的粒煤喷吹和宝钢用粒度小于74m 占30% 的煤粉实现250kg/t高炉的接受能力。国外的粒煤喷吹和宝钢用粒度可以在很宽的范围 变化。    使用高效粗粉分离器。老式粗粉分离器由于分离效果差，造成球磨机产量低，成品粉杂质多。钢研总院研制的高效粗粉分离器提高了分离效率、增加了粒度调节手段，可提高球磨机产量20%，并显著改善煤粉质量。该装置在承钢、安钢、涟钢及三钢使用后均取得了明显增产效果。  

15、0; 降低收粉系统阻损。早年设计的喷煤收粉系统采用的是旋风加布袋的收尘方式。该方式阴损较大，造成风机负压高，限制抽风风量，最终影响球磨机产量。鞍钢、太钢等厂将其改造成一次大布袋直接收粉，增产节能效果显著。    在煤粉输送和喷吹方面，应降低过程的载气消耗，提高系统的稳定性、可靠性及安全性。可采取的技术包括以下内容。    浓相输送及喷吹技术。煤粉的浓相输送和喷吹可显著降低载气消耗，减少管道机械磨损，降低带入的冷风对热风温度的影响，提高输送和喷吹能力。   煤粉分配器。大喷煤条件下要求分配器必须分配精度高，阻损低，寿

16、命长。首钢使用的弯头高温枪，实现了喷煤与热风同向，消除了磨风口现象。   高效长寿喷枪。喷枪的高效长寿是实现大喷煤的关键之一。宝钢的筒体喷枪解决了喷李的易损等问题，实现了喷枪的长寿。   喷煤监测技术。喷煤的监测、喷吹系统运行监测及喷吹效果监测等多方面。在大煤比的条件下，监测技术的完善是十分重要的。一些相关技术已开发成功并应用于生产。今后还应开发煤粉水分和粒度连续测定技术、布袋自动检漏技术及管路堵塞自动预处理技术等。  （2）高风温技术  高风温具有明显的节能作用。如前所述，我国目前的平均风温水平与国际先进水平有较大差距。在缺乏高热值

17、焦炉煤气的情况下，提高风温应注意采用助燃空气和煤气双预热技术、热风炉燃烧温度鞍钢在全烧高炉煤气的条件下，通过采用热风炉自身预热综合技术，实现了1200。C的高风温。我国存在多种结构形式的热风炉，比较而言，承钢等厂采用的旋流顶燃式热风炉具有燃烧效率高、拱顶温度低、蓄热面积大、隔墙寿命高等优点，可提高风温50100。C。  （3）顶压发电技术（TRT）   高炉炉顶余压发电将炉顶煤气的压力能转换成电能，是一项很好的节能措施。该技术已在国内一些大高炉得到应用。今后应考虑好何降低设备投资和提高发电效率，如探讨两座或多座高炉共用一套TRT装置的可能性9，使该技术在更多的高炉

18、上得到应用。   （4）高炉低硅冶炼    低硅冶炼不仅对高炉本身有显著节能作用，同时还可降低炼钢工程的能耗。我国由于原料条件不好、高炉容积小、炉况稳定性差，使得铁水含硅较高，降低铁水含硅除了要加强高炉操作的控制外，还应注意进行炉前铁水含水量硅的快速分析和铁水温度的连续检测，为低硅冶炼提供指导。  （5）高炉煤气干式除尘    高炉煤气干式除尘可回收煤气显热，消除煤气洗涤造成的水污染，是一项有效的节能和环保技术。干式除尘的方式有布袋除尘和电除尘两种。布袋除尘目前只在国内300m3以下高炉得到成功应用。大中

19、型高炉则基本是湿法除尘。需要解决的问题是炉顶煤气温度和湿度的控制、布袋检漏以及电除尘电场控制和排灰等。   （6）高炉煤气发电    全烧或参烧高炉煤气发电是实现煤气无放散、回收能源和消除环境污染的有效手段。宝钢使用世界首台完全燃烧高炉煤气的大型燃气轮机，消除了煤气放散。其热电转换率高达46%，比火力机组高约6.5%10   。首钢已研制出220t/h大型全烧高炉煤气发电锅炉，运行效果良好11 。进一步的研究表明，通过采取高炉大喷煤一多产煤气用于发电的方案，不仅可以获得节焦带来的效益，同时还可节省钢铁厂外购电力的费用。该方案对企业的能

20、源平衡有积极的意义，值得重视。   （7）高炉喷吹废塑料    塑料的万分是高分子碳氢化合物，是高炉炼铁的良好还原剂和发热剂。开发和应用高炉喷吹废塑料技术，不仅可以使高炉节焦降耗，更是消除“白色污染”、改善社会环境的有效手段。国外已有成功喷吹的先例。我国应加快在废塑料的收集、分类及处理技术方面的研究开发，使其尽早实现工业化。3.3 高炉环保技术   （1）烧结烟气脱硫    烧结烟气中排放的SO2是大气的主要污染物。国外已对此投巨资进行治理，甚至关闭了烧结厂。我国在烧结烟气SO2脱除方面还处于空白状态，而以烧结矿为主要原料的炼铁生产又不允许大量关闭烧结厂。因此，对烧结烟气进行脱