冶金企業(yè)節(jié)能減排生產(chǎn)技術(shù)研究

田野 張曉琳 王志成 李井斌

摘 要：冶金企業(yè)在生產(chǎn)過程中不僅耗費(fèi)大量的電力能源，而且也將產(chǎn)生大量的一氧化碳、二氧化硫等有害物質(zhì)，因此，也給自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染和破壞。近年來，針對(duì)冶金行業(yè)，國(guó)家有關(guān)部門提出了“節(jié)能減排”的號(hào)召，對(duì)冶金企業(yè)的生產(chǎn)流程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。在這一背景下，冶金企業(yè)對(duì)節(jié)能減排生產(chǎn)技術(shù)不斷加大投入，旨在減少污染物排放量，降低能源消耗量，為企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展保駕護(hù)航。本文結(jié)合冶金企業(yè)節(jié)能減排生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)節(jié)能減排生產(chǎn)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)展開論述。

關(guān)鍵詞：冶金企業(yè);節(jié)能減排;生產(chǎn)技術(shù)

在對(duì)全國(guó)各行業(yè)總能源消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，冶金行業(yè)的能源消耗量占比達(dá)到20%以上，以至于許多冶金企業(yè)不堪重負(fù)，生產(chǎn)利潤(rùn)始終在低位徘徊，另外，由于冶金行業(yè)在生產(chǎn)過程中，將牽涉到諸多化學(xué)反應(yīng)流程，進(jìn)而產(chǎn)生大量的有毒有害物質(zhì)，在給自然生態(tài)環(huán)境造成污染的同時(shí)，也威脅著人民群眾的身體健康安全。因此，在冶金生產(chǎn)過程中引入節(jié)能減排技術(shù)刻不容緩。

1 冶金企業(yè)節(jié)能減排生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 干熄焦技術(shù)

干熄焦技術(shù)主要是利用低溫惰性氣體在干熄爐內(nèi)與高溫紅焦換熱，而使紅焦快速冷卻的一種熄焦工藝。目前，在冶金行業(yè)，干熄焦技術(shù)是一種較為常用的熄焦技術(shù)類型。其工藝流程是：從干熄爐頂部裝入紅焦，利用鼓風(fēng)機(jī)向干熄爐內(nèi)吹入低溫惰性氣體，被冷卻的紅焦從干熄爐底部排處，此時(shí)，鍋爐產(chǎn)生蒸汽，低溫惰性氣體則借助于風(fēng)機(jī)作用重新鼓入干熄爐，進(jìn)而達(dá)到循環(huán)使用的目的。這種技術(shù)能夠回收紅焦顯熱時(shí)產(chǎn)生的大量蒸汽，進(jìn)而減少溫室效應(yīng)，也可以有效阻止硫化物、氰化物等有害物質(zhì)排放到大氣當(dāng)中，同時(shí)，干熄焦技術(shù)能夠有效降低煉焦的能量損耗，每噸焦炭可以回收36—52kg標(biāo)準(zhǔn)煤，消耗的電力能源約為130kwh/t焦。因此，從目前應(yīng)用形式來看，應(yīng)用干熄焦技術(shù)能夠收到良好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

1.2 高爐噴煤技術(shù)

噴煤技術(shù)是高爐煉鐵過程中一道關(guān)鍵工序，該技術(shù)具有噴吹濃度高，節(jié)約電力能源，提升煤粉噴吹量等優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用高爐噴煤技術(shù)時(shí)，需要在煤粉當(dāng)中添加助燃劑，以促使煤粉能夠完全燃燒，進(jìn)而提高煤粉的利用率。但是，這種技術(shù)對(duì)煤粉質(zhì)量要求高，設(shè)備價(jià)格昂貴，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修成本較高，因此，冶金企業(yè)不斷對(duì)高爐噴煤技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新改良，旨在降低投入成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益共贏的既定目標(biāo)。

1.3 TRT與CCPP發(fā)電技術(shù)

電力能源消耗是冶金企業(yè)支出成本的最大項(xiàng)，要想提高經(jīng)濟(jì)效益，就必須在降低能耗方面大做文章。因此，許多冶金企業(yè)在生產(chǎn)過程中介入了TRT與CCPP發(fā)電技術(shù)，其中TRT技術(shù)即回收透平高爐煤氣余壓發(fā)電裝置，主要將高爐爐頂煤氣余熱與余壓轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這就為冶金企業(yè)節(jié)省了大量的電力能源。而CCPP技術(shù)即聯(lián)合燃?xì)馀c蒸汽循環(huán)發(fā)電裝置，該裝置是將低熱值高爐煤氣作為燃料的一種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，這一裝置能夠充分利用高爐中的富余煤氣，供給發(fā)電機(jī)電力能源，在節(jié)能降耗的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了煤氣零排放目標(biāo)，這就大幅減少了對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的污染與破壞[1]。

1.4 轉(zhuǎn)爐煤氣的回收利用技術(shù)

眾所周知，冶金企業(yè)在生產(chǎn)過程中，作業(yè)環(huán)境較為惡劣，常常在高溫、高壓的環(huán)境下進(jìn)行，尤其在轉(zhuǎn)爐溫度達(dá)到1600℃左右時(shí)，爐內(nèi)氣體就會(huì)在高溫作用下生成有毒有害的一氧化碳?xì)怏w，如果不及時(shí)予以處理，將直接威脅作業(yè)人員的生命安全。因此，需要對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行回收再利用。比如常見的干法除塵技術(shù)，與濕法除塵技術(shù)相比，干法除塵凈化效率高，在處理廢氣時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生污水，同時(shí)，煤氣的發(fā)熱值也會(huì)快速升高，這就節(jié)省了大量的電力能源。

比如以一種新型的干法除塵系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)由圓筒型靜電除塵器、蒸發(fā)冷卻器、軸流風(fēng)機(jī)、煤氣冷卻器以及轉(zhuǎn)換站等裝置組成。在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的煙氣溫度約為1200℃，這些煙氣經(jīng)過固定煙罩進(jìn)入汽化冷卻煙道，此時(shí)的煙氣溫度降至800℃左右，利用蒸發(fā)冷卻器的冷卻作用，煙氣溫度迅猛降至180℃左右，在此期間，大概有40%的粗粉塵顆粒被系統(tǒng)捕捉，然后通過靜電吸附，使煙氣含塵量降至10mg/m3以下。通過近一年的運(yùn)行可以看到，經(jīng)過系統(tǒng)處理后的煙氣含塵量均在6.8mg/m3以下，每噸鋼的耗水量?jī)H為0.07m3，這一消耗量約為濕法除塵技術(shù)的三分之一。由此可見，利用干法處理技術(shù)對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行處理，其節(jié)能降耗效果較為明顯。

2 冶金企業(yè)節(jié)能減排生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 大型化焦?fàn)t的應(yīng)用

爐型的大小直接決定著煉焦效果，因此，許多冶金企業(yè)相繼引進(jìn)一些大爐型設(shè)備，比如某企業(yè)為了擴(kuò)大再生產(chǎn)，購(gòu)置了7.63m的超大型焦?fàn)t，這種焦?fàn)t最大的特點(diǎn)是能夠節(jié)約大量的電力能源，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。而且在生產(chǎn)過程中，全程不會(huì)產(chǎn)生對(duì)空氣有害的污染物，這恰恰與國(guó)家的節(jié)能減排的號(hào)召不謀而合[2]。

2.2 COREX熔融還原煉鐵技術(shù)

COREX熔融還原煉鐵技術(shù)始終是冶金科研領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對(duì)象，顧名思議，該技術(shù)是在熔融狀態(tài)下，使碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為二氧化碳，進(jìn)而完成鐵氧化物的還原反應(yīng)。由此可見，COREX熔融技術(shù)能夠大幅減少碳能源的消耗量，為冶金企業(yè)節(jié)省大量的財(cái)力資源。但是，目前，該技術(shù)尚處于研發(fā)階段，在研發(fā)過程中，主要遇到以下幾方面問題：其一是這種技術(shù)對(duì)塊礦以及煤的質(zhì)量要求較高，而且符合這一要求的礦山少之又少。其二，COREX熔融還原技術(shù)大量使用優(yōu)質(zhì)煤與球團(tuán)礦，這就使高爐的環(huán)保性能突顯出來。其三，受到高溫、高壓等惡劣環(huán)境的影響，COREX熔融裝置中螺旋給料器、熱旋風(fēng)分塵器以及閥門等裝置的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響，COREX設(shè)備的使用壽命也將大幅縮減。另外，由于COREX熔融還原技術(shù)所需的主原料成本較高，消耗的電力能源量較大，企業(yè)所承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)也逐步浮出水面。因此，這種技術(shù)還需要進(jìn)一步予以完善，才能在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中產(chǎn)生良好的應(yīng)用效果。

結(jié)束語：

通過對(duì)冶金企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的分析與研究能夠發(fā)現(xiàn)：節(jié)能降耗是促進(jìn)企業(yè)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益雙豐收的一條有效路徑，因此，冶金企業(yè)應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)有的節(jié)能減排技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷對(duì)節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，在實(shí)踐過程中，積極采用新技術(shù)、新工藝、新方法。操作人員需要樹立起高度的主人公司責(zé)任意識(shí)與風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，與國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召并軌一處，以加快企業(yè)的經(jīng)營(yíng)發(fā)展步伐。

參考文獻(xiàn)：

[1]李吉鋒.冶金企業(yè)節(jié)能減排生產(chǎn)技術(shù)淺析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016（4）：1397-1397.

[2]董萍萍.冶金企業(yè)節(jié)能減排管理工作重點(diǎn)探討[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2019（1）：5，7.

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