钢铁生产中的节能工艺

第九章钢铁生产节能技术，第一节中，中国钢铁企业能源指标一些概念吨钢综合能耗概述了企业在报告期间每吨钢消耗的各种能源总量。 吨钢的能耗是钢铁企业组合生产以钢为代表的产品的前后工程能力所必需的能耗。 吨钢比能源规定了统计范围，特别强调了吨钢生产口径，消除了企业生产结构差异对能源消耗的影响。 2国内外钢铁工业能耗指标与中国不同，国外统计范围比较简单，主要生产工艺为烧结、炼铁、炼钢、轧制、铁合金只设定中国吨钢能耗的计算能耗。 修正吨钢能耗指标，修正“无法比较”的能耗指标，影响3吨钢能耗的因素是钢铁与钢铁的比例为1t钢生产所消耗的钢水量与钢水量的比例。 连铸比连铸压铸成形率高10%，加热能量70%，劳动力75%，2005年中国连铸比96.44%。 其他因素能源、原料质量和能源结构、矿山品位、焦炭质量、煤粉质量、自发电量、油气比例以及大型节能设备的普及度、工艺和设备水平等都会影响钢铁企业的能源消耗。 二是我国钢铁工业节能工作取得的成绩，炼铁体系是钢铁工业节能的重点，其他工程占少数比例，钢铁企业产生的可燃气体回收利用，钢铁企业购买的煤能34.12%在生产过程中成为可燃气体的是联合钢铁企业中，可燃气体产生量大， 我国转炉工程能耗与国际先进水平差距最大的我国转炉工程能耗(标准煤)与国际先进水平相比，差距为35.45kg/t的炼钢节能应是我国钢铁工业的节能重点之一，节能技术和装备，单干法焦炭(CDQ ) 2高炉炉顶煤气馀压发电技术(TRT)3精炼技术对炼铁系统节能有重大影响的四板坯连铸轧制五能中心建设，第二节能新技术与装备钢铁工业节能效果显着的工艺设备， 干式焦炭技术日本焦炭21焦炭技术高炉节能技术高炉炉顶馀压发电技术高炉全烧低热量燃气轮机技术(CCPP )高炉气干式除尘技术用高炉和焦炭炉回收废塑料技术转炉气体净化回收和负能量炼钢技术，干式焦炭，简称“干式焦炭”，是将高温焦炭基本原理是密闭循环的系统，用惰性气体逆流红热焦炭层，将焦炭冷却到200以下，将气体升温到800以上，进入废热锅炉产生蒸汽，进行回收利用或发电。 该技术改变了传统湿焦技术中馀热资源的浪费和粉尘、有毒、含有有害物质的雾给大气环境带来严重污染的现状。 干熄焦技术CDQ(CokeDryQuenching )，湿熄焦的特点，煤在碳化室变成焦炭后应立即从碳化室挤出，当红熄焦挤出时，温度约1000的红熄焦不能直接运送到高炉炼铁厂，焦炭不能燃烧一种固焦方法是用水射流将红焦温度降低到300以下的所谓湿式固焦。 湿炼焦的缺点，湿炼焦浪费红炼焦的大量显热，湿炼焦时的红焦急剧冷却会增加焦炭裂纹，降低焦炭质量，焦炭水分的变动大，不利于高炉炼铁生产的湿炼焦产生的蒸汽残留在焦炭内的苯酚、氰化物硫化物等腐蚀性介质侵蚀周围物体，引起周围大面积空气污染，且随着焦炭循环次数的增加，该侵蚀和污染越来越严重的湿烧焦产生的蒸汽含有大量粉尘，污染环境也是浪费。 干熄焦的发展过程，干熄焦起源世纪是瑞士，进入上世纪60年代，前苏联在干熄焦技术方面取得了突破性进展，实现了连续稳定生产，获得了专利发明权。 20世纪70年代全球能源危机及其巨大的经济效益和社会效应，使干熄焦技术引入德国、日本和一些发展中国家。日本的干熄焦技术不仅在国内普遍采用，而且将干熄焦技术出口到德国、中国、韩国等国家，干熄焦技术已经达到国际领先水平。 中国自20世纪80年代初开始，宝钢首次从日本引进干熄宝钢干固焦炭：宝钢配合1250孔(6m )焦炉建设了12套75t/h规模的干固焦炭装置，年处理焦炭510万吨，共建成3期。 宝钢只采用干式法，不使用湿式法的焦炭，国产预备，采用“三开一备”的方式。 国内干固焦技术的发展，浦东气厂干固焦浦东气厂为配合年产50万吨焦炭的焦炉焦炭，1984年从苏联引进2070t/h规模的干固焦炭装置，由苏联国立焦炭设计院负责干固焦炭装置的核心设计，鞍山焦炭耐院和上海化工研究院负责干固焦炭装置的核心设计这套干固焦炭装置是从俄罗斯引进的，保留了湿焦炭作为备用。 济钢干熄焦济钢万为年产焦炭110万吨，1994年从俄罗斯引进焦炭生产702t/h规模的干熄焦装置，由俄罗斯国立焦炭设计院和济钢设计院共同设计。 采用设备方面部分引进，部分合作制造的方式。 开始生产后，发现俄罗斯的技术可靠性很低。 该装置与浦东燃气厂的干熄焦装置相同，自动化水平不高，湿炼焦也留作备用。 首钢新日铁干熄焦项目(65t/h )目前我国18套干熄焦量为841万吨，2003年全国焦总产量为12300万吨，干熄焦率为6.84%。 目前“华泰”公司、“中日联”公司相继承担的干熄焦工程总承包、设备配套、工程设计项目中，13项工程15套装置预计到2005年底完成生产。 到2005年，随着上述干熄焦装置的完成生产，干熄焦总量将达到2436万吨，预计2005年机械熄焦总产量达到14000万吨时，干熄焦率将达到17.4%。 主要技术支持部门：鞍山华泰干炼焦工程技术有限公司，中日联、首钢、武钢、马钢、济纲等济钢干炼焦项目，我国干炼焦技术应用实例：过去干炼焦装置难以推广的原因，规格单一工程投资高能源价格不合理考虑干炼焦延伸效果，工艺流程、 干焦炭主要根据干焦炉、装入装置、排焦装置、卷扬机、电动车和焦炭罐台车、焦炭罐、一次吸尘器、二次吸尘器、干焦炭锅炉单元、循环鼓风机的流动分为焦炭流动、惰性气体流动、锅炉汽水流动、除尘流动。 干熄焦工艺流程示意图，干熄焦工艺流程示意图，旋转炉栅式干熄焦装置，避免1湿熄焦环境污染，提高2焦质量回收3红焦显热4节水，干熄焦技术特点：干熄焦环境保护和节能双重效应，干熄焦关于干固焦炭的投资偿还期，推测前苏联为34年，日本为45年，德国为约6年，中国为56年，差别几乎没有。 干熄焦带来的经济效益、环境效益、资源效益和节能效益，可以完全抵消投资高度和能耗高度带来的不足，特别是在国家对环境的要求越来越高、能源供给越来越紧张的情况下，干熄焦的优势越来越显着。 高炉炉顶气体馀压发电(TRT )技术，高炉气体：不燃惰性气体可燃成分，长期以来，释放率达到4060%。 但是，现代的高炉炉顶压力高达0.150.25MPa，温度约为200，因此炉顶气体中存在很多物理能量。 高炉炉顶气体馀压回收涡轮发电装置(TopGasPressureRecoveryTurbine简称TRT )利用高炉冶炼的副产物高炉炉顶气体所具有的压力能和热能，利用涡轮膨胀机使气体膨胀而工作，驱动发电机发电或驱动其他设备能够回收高炉鼓风机消耗能量的1/3以上。技术概述、TRT装置的特点：不消耗任何燃料，不改变原气质量，无污染设备全球2000立方米以上的高炉有200座以上，近半数设置了TRT。 没有安装TRT装置的高炉炼铁过程图，涡轮是涡轮或英语turbine的音译，是将流体工程学中的能量转换成机械成功的机器。 除了压缩机，涡轮机、涡轮机、排烟涡轮机和膨胀机可以称为涡轮机。 涡轮机械的共同特征是，安装叶片的转子进行高速旋转运动，流体(气体或液体)在叶片之间的通路中流动时，在叶片和流体之间产生力的相互作用，实现能量转换。 根据能量转换的方向，涡轮机械可分为原动机和从动机。 发动机将流体能量(热能、能量或动能)转换为机械能，通过主轴驱动发电机和其他从动机。 原动机有涡轮机、燃气轮机、涡轮膨胀机、水轮机和风力机等。 TRT分类、加气干湿状况分别为湿式干湿两用型、设置湿式TRT装置的高炉炼铁工艺图、干式TRT工艺流程、干式TRT在干式除尘工艺中用于高炉煤气的能量回收。 用干式法除尘的高炉气体一般为150250左右，压力损失约为5kPa左右，含尘量为5mg/m3左右。 主要担心采用干式除尘，打开高炉炉，停炉时难以控制煤气温度，因此也设置了湿式除尘装置进行预备(有的厂家会留下现有的湿式除尘设备进行预备)。 这样，从干法除尘工艺中得到节水、发电量提高的优点，可以避免高炉异常情况下的气体处理。 但干法除尘利用率达到95%，湿法除尘利用率仅为5%。 配备干湿两组除尘系统，配备干湿两用TRT装置的高炉炼铁工艺图为45-50%，利用焦炭、高炉工艺处理城市废塑料的技术，技术背景和意义占我国城市生活垃圾中废塑料垃圾总量的约4%10%，年产量为500600 我国废塑料回收再利用量仅为10%，约90%的废塑料被填埋，高炉内喷吹废塑料的技术，废塑料管理回收利用焚烧发电堆积、填埋。 与这些方法相比，高炉内喷吹废塑料的技术对废塑料的利用效果最好。 这不仅解决了废塑料的污染问题，而且为高炉炼铁开发了新能源的再生技术，与以往的单纯焚烧处理废弃物相比，是防止温室效应的重要措施。 高炉内喷吹废塑料技术的可行性1废塑料的化学成分、废塑料的主要化学成分为高分子烃，其燃烧后产生高热能和化学能。 2废塑料的化学能量利用，3废塑料在高炉内的基本反应过程，废塑料在高炉内的基本反应过程为：(1)管道和风口内的热分解和燃烧行为(2)回旋区内的燃烧和气化反应行为(3)高炉下部塑料的消耗和堆积行为，废塑料的化学另外，与煤相比，有利于铁氧化物的高温还原。 另外，废塑料的灰分和硫的含量极低，与喷涂相同量的煤粉相比，可以减少石灰石，减少炉渣量，有利于减少焦化比和提高生产效率。 我国高炉喷吹废塑料的可行性分析表明： (1)废塑料收集和供应量不足，无分类措施，不能保证高炉喷吹的要求；(2)我国废塑料中聚氯乙烯(PVC )含量高，分解后产生的氯元素严重腐蚀衬里脱氯技术也是影响高炉废塑料喷涂的因素之一(3)开发投资大，德国、日本两国企业开发该技术的费用换算成人民币超过1亿元。 焦化工艺处理城市废塑料工艺，研发与应用情况：该技术开发项目已完成实验室研究，工业规模试验确立了年产能10000吨的小型示范工程。 开发出“利用焦化技术处理废塑料”专利技术，申请国家发明专利5项，实用新型专利5项，已经批准3项。高炉处理废塑料的工艺，美国钢铁工业节能环保现状节能消耗的主要措施是在：淘汰效率低的旧设备，采用喷煤技术减少焦炭使用量，很多钢厂关闭焦炉，进口焦炭， 减少能源消耗，改善高炉技术，增加顶压发电，配合使用提高炉顶气体利用率的预热废铁的电炉熔炼，采用向电炉供给热水的热装热传输、直接熔炼、薄板带连铸轧制等， 在尽量减少工程能源消耗的废气化能的各个加工过程中使用传感器，改善生产效率，扩大产量，降低生产成本，保证了美国钢铁业在世界的竞争优势。 德国钢铁工业节能环境现状，德国非常重视钢铁工业的持续发展，制定相关计划：开发新钢种，开发生产符合用户要求的新性能材料的新制造设备，开发提高劳动生产率、材料化率和连续化、自动化水平的新技术， 简化或缩短生产工艺，保护渣、泥、粉尘等副产物回收利用的环境，保护空气、水、土壤的节能，控制二氧化碳排放的废钢再利用，日本钢铁工业的节能环保技术，日本是一个能源极为匮乏的国家，致力于节能，从全连续铸造、热装热输送、直接轧制等方面考虑因此，日本吨钢的能源消费量多年来在世界上一直处于领先地位。 其能源费用在生产成本中所占的比例逐年下降，其产品在国际市场有很强的竞争力。 日本节能技术的发展经历了几个时期。 第一期(1973年至1978年)，主要采取了减少反复加热引起的能量损失的措施。 降低加热炉热损失，包括钢坯热装热输送。 其次，提高作业水平进行转炉煤气的回收。 二期(1979年至1985年)引进大规模废热回收设备回收废热，节能的具体措施是高炉炉顶气残压发电(TRT )、烧结废热回收、连铸和转炉废热锅炉。 第三期(1986年至1994年)，作为主要的节能措施，有连续退火生产线的使用、高炉的喷煤、煤的湿度管理。 第四期(1995年至2002年)