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摘要:十九大以来,我国经济体制的不断改革与发展同时对节能减排做出了具体要求。近阶段,我国钢铁需求量不断提升,在钢铁企业满足各方面需求的同时,产量也在不断增大,目前,我国高炉炼铁产量已达到全球产量的94%,其二氧化碳排放量更是占据了整个钢铁生产制造流程的80%以上。基于此,有必要通过高炉炼铁节能减排技术,从而有效缓解减排压力。
关键词:高炉炼铁;节能减排;环境污染
1 引言
钢铁行业是产生环境污染的重要工业,加强钢铁企业炼铁冶金环保以及节能技术的研究,其环境污染问题也越来越严重。我国钢铁企业所排放的二氧化碳是全世界总排量的7%,更是全球钢铁工业二氧化碳总排量的15%。如何能够有效降低减排压力是钢铁工业必须面对的问题。
2 我国高炉炼铁节能率现状阐述
通过调查研究发现国际上较高水平的高炉炼铁技术都将炼铁的燃料比控制在每吨450㎏~500kg之间,目前我国钢铁企业在使用高炉炼铁技术的时候可以将其燃料比控制在每吨527.35kg左右。该数据表明,我国已经掌握了较为先进的炼铁技术,而且在不断地完善高炉炼铁技术挖掘其节能保护环境的潜力并向国际先进技术水平在不断的靠近,相信在不久的未来我国高炉炼铁燃料比能够进一步得到降低并达到国际先进炼铁的水平。
3 高炉炼铁节能减排优化技术措施分析
3.1 优化炉顶装料
在整个高炉炼铁过程中,为了确保炼铁质量,则需要将铁矿石以及焦炭固体炉料持续装进炉顶;高炉内部是高温高压冶炼的主要容器,在常温状态下经过料车或者是胶带机的提升将焦炭以及矿石运输到炉顶之后,然后再投入到高炉之内。装料罐这个装料的过程中发挥着极为重要的作用,同时有一个泄压放散后受料以及充压均压之后再进入到高炉之内实现布料的一个过程。高炉煤气的一部分经过泄压放散到空中,且会持续进入到炉顶的消音器之中,依托消音除尘的作用再将其持续排入到大气之中。虽然经历了消音除尘,但是依然含有3000kj/m3热值的二次能源,有毒性也有含尘,意味着未能达到无害标准,既会对人类身体健康造成损害,还会污染环境。因此,必须想法办法进行回收。基于高炉炼铁装料工艺特点、顶部压力、冶炼强度以及装料罐大小等等因素,在装料过程中经过均压放散所排入大气的煤气量为10m3/t.Fe~20m3/t.Fe,仅占吨铁煤气量的1%,因为基数比较大,所以产量大那么排放量就很大。从相关统计来看,我国高炉炼铁的年产量大约为7亿吨左右,那么其排放量将为100亿m3,其中还含有C0(23%左右)、CO2(16%~23%)。CO被排入到大气之后,一定程度上会被稀释,但是依然会对人体健康造成伤害,而且比从CO2温室气体的情况更加严重。从能源消耗方面来看也非常巨大,基于相关统计与计算之后,得知高炉煤气(1000m3)≈标准煤(100kg)。随着社会各个领域对钢铁需求量的逐步增大,随着炼铁量的提升已经对环境造成了极大的破坏。现阶段,高炉炼铁必须要高度重视如何减排,基于此,可以通过优化炉顶装料的方式来做到对煤气的回收(如图1所示):
高炉炼铁过程中,炉顶压力通常为200kPa~300kPa,而存在于煤气管网之中的煤气大约为12kPa的压力。那么这里就会存在着巨大的压力差,正因为有压力差所以能够为回收料罐的煤气提供了持续的动力,从而实现了回收的目标,且煤气回收率能够达到90%;从理论上来讲,如果增设一个抽负压装置,则可以达到100回收。
3.2 提高風温,控制经济损失
在进行高炉炼铁生产的过程中,需要保证能够为其提供大量且稳定的热量,否则可能会让高炉炼铁生产的质量大打折扣,高炉炼铁生产中所需要的热量,大多来自于燃料燃烧所产生的热量和通过热风炉鼓风所带入其中的热量。如果鼓风能够为高炉炼铁生产带来的热量较多,那么在高炉炼铁的过程中对燃料的需求会相对减少,进而可以达到降低燃料比的效果。所以由此可以得出提高风温可以将燃料比有效降低,进而可以降低生产的成本,为钢铁企业带来更多的经济利益。风温的提高不可以随意提高,应该按照一定的经验公式将其严谨地控制在一定的范围当中,否则可能会对生产人员带来生命安全的威胁,而且会对钢铁企业的设备造成一定的损害,进而给钢铁企业带来一定的经济损失。
3.3 降低鼓风湿度,保证安全可行性
有效降低鼓风的湿度,可以让一些不必要的反应得到减少,因为当鼓风的湿度较高的时候会产生大量的吸热反应,吸热反应会使得风口的理论燃烧温度降低,严重的可能会造成燃料的一定浪费。在降低湿度的时候应该结合当天的气候变化,采取一定可行的措施,切忌盲目地将湿度降低,否则可能会造成一定的安全事故,起到相反的作用。因而在降低高炉炼铁的燃料比的同时给企业带来一定的利益也需要考虑措施的可行性与安全性。所以在对鼓风的湿度进行控制的时候,需要根据一定的规律进行有效的调节。
3.4 改善燃烧效果,降低损害能力
为了有效降低高炉炼铁的燃料比可以通过改善燃烧效果这一方式,提高燃烧率,也是现代高炉炼铁在生产过程中主要采用的方式之一,其可以有效提高燃料的利用率,而且能够让高温燃气带来的物理热能和化学能得到充分的利用,有效地避免了不必要的浪费,让生产的成本也得到了一定的降低。如此一来,也是对高温燃气的有效利用,让炉顶的温度得到降低和控制。为了让燃料的燃烧效果尽可能的得到增强,需要保证矿物粉末能够充分的燃烧,让风温和含氧量以及顶压都能维持较高的标准。除此之外,还可以让系数和冶炼的强度得到有规律的利用,注意提高冶炼强度的时候一定要重视高利用系数所带来的对设备的损坏能力,否则有可能会造成一定的安全事故频发。
4 结语
综上所述,随着环境保护意识的逐步增强,作为推动国民经济发展主要力量的钢铁工业也必须主动积极在生态环境保护方面下功夫,如何减排成为高炉炼铁必须高度重视的问题。因此,必须要加强对生态环境的保护以及能源资源消耗的控制。冶金行业高炉是能源消耗以及环境污染的重灾区,需要采取有效的手段和措施进行行业整体的控制和节能减排,促进社会经济朝向健康、平稳以及可持续的方向发展。
参考文献:
[1]沈峰满.炼铁系统节能减排研究[A].中国金属学会.2012年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集(下)[C].中国金属学会:中国金属学会,2012:5.
(作者单位:河钢宣钢炼铁厂)
关键词:高炉炼铁;节能减排;环境污染
1 引言
钢铁行业是产生环境污染的重要工业,加强钢铁企业炼铁冶金环保以及节能技术的研究,其环境污染问题也越来越严重。我国钢铁企业所排放的二氧化碳是全世界总排量的7%,更是全球钢铁工业二氧化碳总排量的15%。如何能够有效降低减排压力是钢铁工业必须面对的问题。
2 我国高炉炼铁节能率现状阐述
通过调查研究发现国际上较高水平的高炉炼铁技术都将炼铁的燃料比控制在每吨450㎏~500kg之间,目前我国钢铁企业在使用高炉炼铁技术的时候可以将其燃料比控制在每吨527.35kg左右。该数据表明,我国已经掌握了较为先进的炼铁技术,而且在不断地完善高炉炼铁技术挖掘其节能保护环境的潜力并向国际先进技术水平在不断的靠近,相信在不久的未来我国高炉炼铁燃料比能够进一步得到降低并达到国际先进炼铁的水平。
3 高炉炼铁节能减排优化技术措施分析
3.1 优化炉顶装料
在整个高炉炼铁过程中,为了确保炼铁质量,则需要将铁矿石以及焦炭固体炉料持续装进炉顶;高炉内部是高温高压冶炼的主要容器,在常温状态下经过料车或者是胶带机的提升将焦炭以及矿石运输到炉顶之后,然后再投入到高炉之内。装料罐这个装料的过程中发挥着极为重要的作用,同时有一个泄压放散后受料以及充压均压之后再进入到高炉之内实现布料的一个过程。高炉煤气的一部分经过泄压放散到空中,且会持续进入到炉顶的消音器之中,依托消音除尘的作用再将其持续排入到大气之中。虽然经历了消音除尘,但是依然含有3000kj/m3热值的二次能源,有毒性也有含尘,意味着未能达到无害标准,既会对人类身体健康造成损害,还会污染环境。因此,必须想法办法进行回收。基于高炉炼铁装料工艺特点、顶部压力、冶炼强度以及装料罐大小等等因素,在装料过程中经过均压放散所排入大气的煤气量为10m3/t.Fe~20m3/t.Fe,仅占吨铁煤气量的1%,因为基数比较大,所以产量大那么排放量就很大。从相关统计来看,我国高炉炼铁的年产量大约为7亿吨左右,那么其排放量将为100亿m3,其中还含有C0(23%左右)、CO2(16%~23%)。CO被排入到大气之后,一定程度上会被稀释,但是依然会对人体健康造成伤害,而且比从CO2温室气体的情况更加严重。从能源消耗方面来看也非常巨大,基于相关统计与计算之后,得知高炉煤气(1000m3)≈标准煤(100kg)。随着社会各个领域对钢铁需求量的逐步增大,随着炼铁量的提升已经对环境造成了极大的破坏。现阶段,高炉炼铁必须要高度重视如何减排,基于此,可以通过优化炉顶装料的方式来做到对煤气的回收(如图1所示):
高炉炼铁过程中,炉顶压力通常为200kPa~300kPa,而存在于煤气管网之中的煤气大约为12kPa的压力。那么这里就会存在着巨大的压力差,正因为有压力差所以能够为回收料罐的煤气提供了持续的动力,从而实现了回收的目标,且煤气回收率能够达到90%;从理论上来讲,如果增设一个抽负压装置,则可以达到100回收。
3.2 提高風温,控制经济损失
在进行高炉炼铁生产的过程中,需要保证能够为其提供大量且稳定的热量,否则可能会让高炉炼铁生产的质量大打折扣,高炉炼铁生产中所需要的热量,大多来自于燃料燃烧所产生的热量和通过热风炉鼓风所带入其中的热量。如果鼓风能够为高炉炼铁生产带来的热量较多,那么在高炉炼铁的过程中对燃料的需求会相对减少,进而可以达到降低燃料比的效果。所以由此可以得出提高风温可以将燃料比有效降低,进而可以降低生产的成本,为钢铁企业带来更多的经济利益。风温的提高不可以随意提高,应该按照一定的经验公式将其严谨地控制在一定的范围当中,否则可能会对生产人员带来生命安全的威胁,而且会对钢铁企业的设备造成一定的损害,进而给钢铁企业带来一定的经济损失。
3.3 降低鼓风湿度,保证安全可行性
有效降低鼓风的湿度,可以让一些不必要的反应得到减少,因为当鼓风的湿度较高的时候会产生大量的吸热反应,吸热反应会使得风口的理论燃烧温度降低,严重的可能会造成燃料的一定浪费。在降低湿度的时候应该结合当天的气候变化,采取一定可行的措施,切忌盲目地将湿度降低,否则可能会造成一定的安全事故,起到相反的作用。因而在降低高炉炼铁的燃料比的同时给企业带来一定的利益也需要考虑措施的可行性与安全性。所以在对鼓风的湿度进行控制的时候,需要根据一定的规律进行有效的调节。
3.4 改善燃烧效果,降低损害能力
为了有效降低高炉炼铁的燃料比可以通过改善燃烧效果这一方式,提高燃烧率,也是现代高炉炼铁在生产过程中主要采用的方式之一,其可以有效提高燃料的利用率,而且能够让高温燃气带来的物理热能和化学能得到充分的利用,有效地避免了不必要的浪费,让生产的成本也得到了一定的降低。如此一来,也是对高温燃气的有效利用,让炉顶的温度得到降低和控制。为了让燃料的燃烧效果尽可能的得到增强,需要保证矿物粉末能够充分的燃烧,让风温和含氧量以及顶压都能维持较高的标准。除此之外,还可以让系数和冶炼的强度得到有规律的利用,注意提高冶炼强度的时候一定要重视高利用系数所带来的对设备的损坏能力,否则有可能会造成一定的安全事故频发。
4 结语
综上所述,随着环境保护意识的逐步增强,作为推动国民经济发展主要力量的钢铁工业也必须主动积极在生态环境保护方面下功夫,如何减排成为高炉炼铁必须高度重视的问题。因此,必须要加强对生态环境的保护以及能源资源消耗的控制。冶金行业高炉是能源消耗以及环境污染的重灾区,需要采取有效的手段和措施进行行业整体的控制和节能减排,促进社会经济朝向健康、平稳以及可持续的方向发展。
参考文献:
[1]沈峰满.炼铁系统节能减排研究[A].中国金属学会.2012年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集(下)[C].中国金属学会:中国金属学会,2012:5.
(作者单位:河钢宣钢炼铁厂)