中科院《钢铁生产工艺流程和节能减排》.ppt

钢铁生产工艺流程 钢铁冶金过程节能减排新工艺新技术 一 研究背景及意义 中国工业年能源消耗总量 约为20亿t标准煤 钢铁工业消耗 高于3亿t标准煤 占消耗量的15 我国钢铁企业年排放 13 6万t烟尘 41万t 工业粉尘65万t 钢铁工业CO2排放 CO2排放量占全国的15 除电力外 CO2排放最大的行业钢铁工业的节能减排在我国节能减排工作中具有举足轻重的作用 中国钢铁工业能耗状况 中国钢铁能源效率 较发达国家高12 中国钢铁产量 世界钢产量的1 3钢铁冶炼技术 发达国家 西阳工业 研发投入少中国 朝阳工业 必须自主研发技术减排技术重点 提高能源效率 降低能耗廉价分离技术 CCS成本 90 分离 10 存储 钢铁工业CO2减排技术应以节能和CO2富集为主 与世界先进水平相比 吨钢可比能耗高10 能源费用占生产成本的比重高10个百分点 排放方面 对NOx SO2的排放目前基本没有采取处理措施 发达国家粉尘排放标准已降到30 20mg Nm3 而我国粉尘排放标准为50 100mg Nm3等 炼铁及铁前系统能耗占钢铁企业总达70 之多 炼铁及铁前系统是钢铁企业节能减排的重点 电炉炼钢 二次资源综合利用以及低温零散余热综合回收利用方面 节能减排任重道远 从冶金工业自身流程来看 钢铁冶金能源主要消耗于炼铁系统 约占2 3 煤气 30 CO 20 CO2 N2热值 800Kcal m3 500kg煤 350kg焦 1600kg烧结矿 1600矿100kg煤 空气 150kg煤粉 1000kg铁 一 冶金过程节能技术 高炉大喷煤 以煤代焦 节能减排问题 燃烧不完全 限制喷量办法 催化燃烧 1 高炉喷煤催化燃烧 吨铁焦比降低10kg以上炼铁产能提高1 5 以上 863节能专题前沿探索课题工业试验完成 在推广 不加催化剂 1 催化剂 1 催化剂 不加催化剂 2 厚料层 还原 烧结 吨铁用500公斤70 金属化球团 节焦110公斤使用还原烧结矿 吨铁净能耗降低40kg焦炭 增加200mm 总能耗降低20kg煤 吨矿 30 还原烧结矿 70 厚料层烧结矿 高炉喷煤催化助燃 吨铁节能60公斤焦炭 厚料层烧结 还原烧结 钢铁生产是典型的高温 多相 多装置 多过程 多工序的复杂流程工业 客观的存在着多尺度结构的现象和过程 必须对其加以合理地利用和控制 才能实现系统优化 达到节能降耗的目的 3 电炉炼钢过程节能降耗多尺度集成优化控制 4 煤气循环全氧高炉炼铁 前瞻性技术 空分制氧 CO CO2 变压吸附分离 CO2 CO CO 气基直接还原 化工 一碳化学 全氧高炉炼铁的技术与经济条件基本已具备 全氧高炉是80年代开始开发的节能环保技术没有推广的原因 1 经济原因 当时制氧水平1m3氧0 8度电2 技术原因 纯氧燃烧 下部炉缸温度太高煤气量减少 炉身温度太低现在 已具备了解决如上问题的技术与经济条件1 经济条件 制氧水平1m3氧0 3度电2 技术条件 CO2 C 2CO强吸热反应 解决炉缸温度太高煤气返回增加气量 解决炉身温度太低3 外部条件 CO2减排 化工合成气的需求 200目矿粉制成5mm厚的饼 直接还原技术 以煤代焦 节能降污 特别是超细粒粉矿的利用 5 流化床气体炼铁技术 前瞻性技术 二 冶金减排技术 超临界水焦化废水处理技术 余热回收与废水治理 焦化废水超临界水氧化处理前后对比 钢铁厂大量余热产生超临界水 2 重要战略金属资源循环经济技术 粉尘 2 Zn3 KCl 电除尘灰 30 KCl 直接还原铁 锌灰 解决中国20 的锌资源 钾灰 溶析结晶分离 KCl 解决中国30 的钾资源 3 CO2 O2转炉吹炼技术 采用CO2 O2混合喷吹炼钢 全国减少粉尘排放180万吨 粉尘排放下降30 CO2的回收量为20亿m3 CO