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盘点2013冶金技术“潮流”

2013年12月26日 11:37 中国冶金报 吕林/文

  

  节能环保促发展

  在传统的行业划分中,钢铁冶炼通常被称作"黑色冶金",而现在,钢铁业界流行的潮流是"绿色钢铁",这是政策、环境倒逼的结果,更是钢铁人追求可持续健康发展所作的主动转变。在我国钢铁技术的发展史上,节能环保的生命力,从来没有像今天这样蓬勃兴盛,催人奋进。

 

  "潮点"一:技术节能与节能评估

  技术节能始终是推动钢铁行业节能减排的动力,也是钢铁行业转变发展方式的重要手段,对于推动钢铁企业实现结构调整、深化技术进步、加强节能环保等方面的工作将产生重要作用。要完成"十二五"钢铁行业节能减排目标,技术节能是钢铁行业节能工作之首选。技术节能要紧紧围绕铁前节能技术、铁后节能技术、能量系统优化等工艺技术关键环节来实施。

  钢铁行业节能技术应用及能量系统优化是一项系统工程,必须全行业共同努力并要落实好以下措施:一是加强以企业为主体、市场为导向、产学研结合的节能减排技术推广服务体系建设;二是加强节能减排先进适用技术的推广应用的激励和评估机制;三是进一步加强节能减排先进技术标准或规范的制定和完善工作;四是国家要进一步出台并落实相关配套政策,各级财政加大对节能减排技术创新和推广资金支持力度;五是加强技术推广示范,选择关键领域和重点技术,开展节能减排先进适用技术的推广,形成一批由科技成果到产业化、由试点到示范的重大工程项目,形成一批节能减排技术应用示范的优秀企业,形成具有重大推广价值的节能减排技术推广应用模式,促进全行业实现"十二五"节能任务目标。

  能源评估是提高能源回收利用的重要环节。从技术节能、管理节能和理念节能3个维度出发可对能源介质工艺系统进行全面系统的节能评估,其中技术节能包括设备节能和系统节能两个方面:首先对评估对象进行技术指标对标找出薄弱环节,然后有针对性地进行评估分析,最后提出优化节能措施,建立满足优化能源调度和管理的工艺系统。

 

  "潮点"二:电力需求侧管理

  近年来,钢铁行业积极开展综合节电工作,大力推行节电工艺、技术和设备,取得了有效进展。但钢铁行业的电力需求侧管理水平仍有差距,亟待提高。

  冶金企业的结构调整进一步推动了节能降耗向深层次开展,即由单体设备节能向工艺系统优化节能转变,由单一抓能耗量降低向抓能耗量降低和用能费用降低相结合方向转移;在产品结构调整投入中注重向节能基本建设和技术改造倾斜,坚持重大项目的技术高起点和节能高起点;注意上下工序的优化配合和合理衔接,实现系统优化节能。

 具体来说,钢铁企业可以通过加强电力需求侧管理,包括电网升压改造、变压器经济运行、电机系统节电技术、电力无功补偿、静止型动态无功补偿(SVC)、实施技术管理手段、企业供配电系统优化、绿色照明、完善余热余能自发电等措施,达到综合节电的效果。

  

  "潮点"三:干熄焦推广应用

  业内人士指出,至2013年上半年,占焦化厂总数65%的独立焦化厂还没有配备干熄焦装置。未来几年,随着干熄焦设备性能的改进,发电量和回收粉尘带来的经济效益提高,我国干熄焦余热发电系统的需求规模将不断增大。

  目前,国内一些干熄焦项目在实际建设和运行中出现了一些问题,成为目前干熄焦市场健康发展的障碍,主要表现为应用技术不过关和经济效益低于预期。此外,干熄焦技术装置在独立焦化企业的推广也受到制约,这由多方面原因造成,如投资规模大、废水难处理、技术尚未掌握、没有预留厂地等。

  干熄焦作为一项节能环保的先进技术,希望政府管理部门、行业、企业能够多方联手,共同解决技术推广应用中的问题,早日实现技术的普及应用。

  加快干熄焦的技术升级和产业化进程,应及时捕捉国际干熄焦新技术发展、变化的新动向,不断总结我国近年来干熄焦技术装备在应用过程中出现的问题。同时,集结行业内技术装备研究、设计的一流专家、一流科技人才组成强势科技创新团队,对国际、国内干熄焦发展过程中的技术问题进行深入研究,从各个方面进行升级,使其不断完善、不断突破。

 

  "潮点"四:烧结烟气综合治理

  据有关统计,截至2012年底,全国共建成烧结烟气脱硫装置389台套,尚有2/3的烧结机未建设烧结脱硫装置,还存在多方面问题。烧结烟气综合治理已是发展的方向,除了脱硫脱硝,还包括脱除二口恶英、粉尘(尤其是PM2.5)等。随着GB28662-2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》的实行,烧结烟气综合治理已成为国家强制性内容,烧结烟气综合治理一体化技术也逐渐成为业界关注的焦点。

  烧结烟气脱硫脱硝一体化综合治理技术的发展方向或将有以下几种:选择性催化还原(SCR法)工艺、干法烟气脱硫脱硝一体化技术(活性炭吸附、循环流化床CFB-FGD、高能电子氧化法)、低温SCR技术、湿法烟气同时脱硫脱硝技术(氧化吸收法、还原吸收法、络合吸收法)。

  烧结烟气深层净化须要考虑高效脱除剂、投资运行费用和副产品的综合利用等多方面的因素,慎重选取合适的脱除方式。在生产实践方面,太钢烧结低排放低能耗清洁生产实践引起了业界关注。太钢对烧结机与脱硫脱硝技术、余热发电装置进行优化匹配及集成,采用活性炭吸附工艺,脱硫、脱硝、脱二口恶英、脱重金属、除尘五位一体,其副产品制备浓硫酸,在国内烧结专业为首例,至今运行平稳,效果较好。

  

  "潮点"五:提高钢渣利用率

  目前我国钢渣的利用还很不充分,仅约10%得到了利用,多数仍然处于简单堆存和任意排放状态。

  制约我国钢渣利用率提高的原因,主要是炉渣的排放及收集缺乏有效控制,需要更高层面的综合利用规划。对钢渣的综合利用应从3个环节入手:一是减少炉渣的产出,二是钢渣的循环利用,三是对外排钢渣的利用。其中前两个环节属于过程控制,第三个环节为末端控制。而钢渣利用目前仍处于末端治理为主,对前两个环节还须加大关注力度。这是一项系统工程,需要多方参与,协同行动。

  而在应用技术层面,钢渣的回收利用面临两个问题:一是钢渣的碱度过高,渣中含有大量的自由氧化钙和氧化镁,使其体积不稳定,直接用作建筑材料的难度较大。二是钢渣用作冶炼熔剂存在局限性:由于烧结和炼铁过程均无法脱磷,钢渣用作烧结熔剂和高炉炼铁熔剂,必然使铁水的磷含量不断提高,给下一步炼钢增加负担。另外,钢渣的铁含量仅为10%~15%,钢渣的配入必然降低高炉入炉料品位。

  从钢渣减排考虑,减少钢渣产出和在内部循环使用是最积极的方向。而少渣冶炼与钢渣循环利用---转炉渣热态返回利用工艺,是一种理想的钢渣利用方式,值得企业关注。

  预期未来钢渣的减排与综合利用将在以下方面得到进一步发展:一是实现分类收集与区别化应用;二是建立系统性的钢渣减排、内部循环综合利用整体优化方案;三是开发具有热态调制和控制冷却功能,兼顾余热利用的技术;四是继续开发钢渣高效利用技术,拓宽钢渣利用途径。

  

  "潮点"六:生物质能

  生物质通常可定义为所有碳氢化合物材料,资源种类繁多,主要包括农作物及农业有机剩余物、林木及林业有机剩余物、工业及社会生活有机废弃物等。生物质焦是生物质在一定温度的缺氧环境下热解,脱除大部分挥发分后所得的高碳固体残余物。生物质能是唯一一种可再生碳源,与传统的化石能源相比具有良好的经济、环保优势和社会效益。若将其合理应用于炼铁过程,或能带来钢铁生产的技术革新和成本优化。

  一是用于焦炉炼焦。生物质或生物质焦能够代替炼焦配煤中的部分煤炭,将生物质或生物质焦按一定比例与炼焦煤混合后生产高炉焦炭,可以降低焦炉炼焦过程的污染。

  二是用于铁矿造块。利用生物质能可以生产新型的含碳球团等炉料,将这些高反应性炉料应用于高炉,可实现高炉低还原剂操作或低碳炼铁。将生物质能用于铁矿石烧结配料,或能代替部分焦粉,从而降低烧结过程中SO2、NOx等污染物的排放。

  三是用于高炉炼铁。生物质或生物质焦可以部分或完全代替高炉喷吹用煤粉而通过高炉风口喷入,这已经在工业生产中进行了实践。某些高强度生物质焦可以与焦炭混合直接加入高炉,从而可以代替部分冶金焦炭。

  四是用于非高炉炼铁。生物质或生物质焦或可代替煤基直接还原工艺和煤基熔融还原工艺中的煤粉,起到发热剂和还原剂的作用,从而可较清洁地生产高质量直接还原铁(DRI)和铁水。

  此外,生物质能还可用于铁矿的还原磁化、球团矿的焙烧以及热风炉的加热等。

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