高爐煉鐵節(jié)能減排技術(shù)探析

劉寶洋

摘要：十九大以來，我國經(jīng)濟體制的不斷改革與發(fā)展同時對節(jié)能減排做出了具體要求。近階段，我國鋼鐵需求量不斷提升，在鋼鐵企業(yè)滿足各方面需求的同時，產(chǎn)量也在不斷增大，目前，我國高爐煉鐵產(chǎn)量已達(dá)到全球產(chǎn)量的94%，其二氧化碳排放量更是占據(jù)了整個鋼鐵生產(chǎn)制造流程的80%以上。基于此，有必要通過高爐煉鐵節(jié)能減排技術(shù)，從而有效緩解減排壓力。

關(guān)鍵詞：高爐煉鐵;節(jié)能減排;環(huán)境污染

1 引言

鋼鐵行業(yè)是產(chǎn)生環(huán)境污染的重要工業(yè)，加強鋼鐵企業(yè)煉鐵冶金環(huán)保以及節(jié)能技術(shù)的研究，其環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重。我國鋼鐵企業(yè)所排放的二氧化碳是全世界總排量的7%，更是全球鋼鐵工業(yè)二氧化碳總排量的15%。如何能夠有效降低減排壓力是鋼鐵工業(yè)必須面對的問題。

2 我國高爐煉鐵節(jié)能率現(xiàn)狀闡述

通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)國際上較高水平的高爐煉鐵技術(shù)都將煉鐵的燃料比控制在每噸450㎏～500kg之間，目前我國鋼鐵企業(yè)在使用高爐煉鐵技術(shù)的時候可以將其燃料比控制在每噸527.35kg左右。該數(shù)據(jù)表明，我國已經(jīng)掌握了較為先進(jìn)的煉鐵技術(shù)，而且在不斷地完善高爐煉鐵技術(shù)挖掘其節(jié)能保護(hù)環(huán)境的潛力并向國際先進(jìn)技術(shù)水平在不斷的靠近，相信在不久的未來我國高爐煉鐵燃料比能夠進(jìn)一步得到降低并達(dá)到國際先進(jìn)煉鐵的水平。

3 高爐煉鐵節(jié)能減排優(yōu)化技術(shù)措施分析

3.1 優(yōu)化爐頂裝料

在整個高爐煉鐵過程中，為了確保煉鐵質(zhì)量，則需要將鐵礦石以及焦炭固體爐料持續(xù)裝進(jìn)爐頂;高爐內(nèi)部是高溫高壓冶煉的主要容器，在常溫狀態(tài)下經(jīng)過料車或者是膠帶機的提升將焦炭以及礦石運輸?shù)綘t頂之后，然后再投入到高爐之內(nèi)。裝料罐這個裝料的過程中發(fā)揮著極為重要的作用，同時有一個泄壓放散后受料以及充壓均壓之后再進(jìn)入到高爐之內(nèi)實現(xiàn)布料的一個過程。高爐煤氣的一部分經(jīng)過泄壓放散到空中，且會持續(xù)進(jìn)入到爐頂?shù)南羝髦?，依托消音除塵的作用再將其持續(xù)排入到大氣之中。雖然經(jīng)歷了消音除塵，但是依然含有3000kj/m3熱值的二次能源，有毒性也有含塵，意味著未能達(dá)到無害標(biāo)準(zhǔn)，既會對人類身體健康造成損害，還會污染環(huán)境。因此，必須想法辦法進(jìn)行回收?；诟郀t煉鐵裝料工藝特點、頂部壓力、冶煉強度以及裝料罐大小等等因素，在裝料過程中經(jīng)過均壓放散所排入大氣的煤氣量為10m3/t.Fe～20m3/t.Fe，僅占噸鐵煤氣量的1%，因為基數(shù)比較大，所以產(chǎn)量大那么排放量就很大。從相關(guān)統(tǒng)計來看，我國高爐煉鐵的年產(chǎn)量大約為7億噸左右，那么其排放量將為100億m3，其中還含有C0（23%左右）、CO2（16%～23%）。CO被排入到大氣之后，一定程度上會被稀釋，但是依然會對人體健康造成傷害，而且比從CO2溫室氣體的情況更加嚴(yán)重。從能源消耗方面來看也非常巨大，基于相關(guān)統(tǒng)計與計算之后，得知高爐煤氣（1000m3）≈標(biāo)準(zhǔn)煤（100kg）。隨著社會各個領(lǐng)域?qū)︿撹F需求量的逐步增大，隨著煉鐵量的提升已經(jīng)對環(huán)境造成了極大的破壞。現(xiàn)階段，高爐煉鐵必須要高度重視如何減排，基于此，可以通過優(yōu)化爐頂裝料的方式來做到對煤氣的回收（如圖1所示）：

高爐煉鐵過程中，爐頂壓力通常為200kPa～300kPa，而存在于煤氣管網(wǎng)之中的煤氣大約為12kPa的壓力。那么這里就會存在著巨大的壓力差，正因為有壓力差所以能夠為回收料罐的煤氣提供了持續(xù)的動力，從而實現(xiàn)了回收的目標(biāo)，且煤氣回收率能夠達(dá)到90%;從理論上來講，如果增設(shè)一個抽負(fù)壓裝置，則可以達(dá)到100回收。

3.2 提高風(fēng)溫，控制經(jīng)濟損失

在進(jìn)行高爐煉鐵生產(chǎn)的過程中，需要保證能夠為其提供大量且穩(wěn)定的熱量，否則可能會讓高爐煉鐵生產(chǎn)的質(zhì)量大打折扣，高爐煉鐵生產(chǎn)中所需要的熱量，大多來自于燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量和通過熱風(fēng)爐鼓風(fēng)所帶入其中的熱量。如果鼓風(fēng)能夠為高爐煉鐵生產(chǎn)帶來的熱量較多，那么在高爐煉鐵的過程中對燃料的需求會相對減少，進(jìn)而可以達(dá)到降低燃料比的效果。所以由此可以得出提高風(fēng)溫可以將燃料比有效降低，進(jìn)而可以降低生產(chǎn)的成本，為鋼鐵企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟利益。風(fēng)溫的提高不可以隨意提高，應(yīng)該按照一定的經(jīng)驗公式將其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜刂圃谝欢ǖ姆秶?dāng)中，否則可能會對生產(chǎn)人員帶來生命安全的威脅，而且會對鋼鐵企業(yè)的設(shè)備造成一定的損害，進(jìn)而給鋼鐵企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失。

3.3 降低鼓風(fēng)濕度，保證安全可行性

有效降低鼓風(fēng)的濕度，可以讓一些不必要的反應(yīng)得到減少，因為當(dāng)鼓風(fēng)的濕度較高的時候會產(chǎn)生大量的吸熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)會使得風(fēng)口的理論燃燒溫度降低，嚴(yán)重的可能會造成燃料的一定浪費。在降低濕度的時候應(yīng)該結(jié)合當(dāng)天的氣候變化，采取一定可行的措施，切忌盲目地將濕度降低，否則可能會造成一定的安全事故，起到相反的作用。因而在降低高爐煉鐵的燃料比的同時給企業(yè)帶來一定的利益也需要考慮措施的可行性與安全性。所以在對鼓風(fēng)的濕度進(jìn)行控制的時候，需要根據(jù)一定的規(guī)律進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。

3.4 改善燃燒效果，降低損害能力

為了有效降低高爐煉鐵的燃料比可以通過改善燃燒效果這一方式，提高燃燒率，也是現(xiàn)代高爐煉鐵在生產(chǎn)過程中主要采用的方式之一，其可以有效提高燃料的利用率，而且能夠讓高溫燃?xì)鈳淼奈锢頍崮芎突瘜W(xué)能得到充分的利用，有效地避免了不必要的浪費，讓生產(chǎn)的成本也得到了一定的降低。如此一來，也是對高溫燃?xì)獾挠行Ю?，讓爐頂?shù)臏囟鹊玫浇档秃涂刂?。為了讓燃料的燃燒效果盡可能的得到增強，需要保證礦物粉末能夠充分的燃燒，讓風(fēng)溫和含氧量以及頂壓都能維持較高的標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，還可以讓系數(shù)和冶煉的強度得到有規(guī)律的利用，注意提高冶煉強度的時候一定要重視高利用系數(shù)所帶來的對設(shè)備的損壞能力，否則有可能會造成一定的安全事故頻發(fā)。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著環(huán)境保護(hù)意識的逐步增強，作為推動國民經(jīng)濟發(fā)展主要力量的鋼鐵工業(yè)也必須主動積極在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面下功夫，如何減排成為高爐煉鐵必須高度重視的問題。因此，必須要加強對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)以及能源資源消耗的控制。冶金行業(yè)高爐是能源消耗以及環(huán)境污染的重災(zāi)區(qū)，需要采取有效的手段和措施進(jìn)行行業(yè)整體的控制和節(jié)能減排，促進(jìn)社會經(jīng)濟朝向健康、平穩(wěn)以及可持續(xù)的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈峰滿.煉鐵系統(tǒng)節(jié)能減排研究[A].中國金屬學(xué)會.2012年全國煉鐵生產(chǎn)技術(shù)會議暨煉鐵學(xué)術(shù)年會文集（下）[C].中國金屬學(xué)會：中國金屬學(xué)會，2012：5.

（作者單位：河鋼宣鋼煉鐵廠）