炼铁工业环保技术综述

现在世界上的主要国家已经认识到这种危机的存在，都已经开始重点发展低碳经济，来减少CO2的排放和防治气候变化的影响。通过低碳经济，就能使能源高效的利用，达到降低温室气体污染的效果。清洁能源开发的主要目的就是来通过能源来代替旧的能源和促进减排技术创新和产业化的形成。如果国家对钢铁企业征收实行二氧化碳排放费，就能抑制钢铁企业的二氧化碳的排放。从钢铁企业来说，就要加快制定适应新的政策的变化的措施，在低碳发展中抢得先机，而不能被动的接收这种变化所产生的不利影响。同时要整合科技资源，研究出制约钢铁工业发展的核心技术。根据现在国家制定的政策，国家的相关部门正在加紧推进低碳替代能源研发和推广的相关工作。由于我国现在的能源消费模式在国际上不占优势，因此，我们就要主动地探索和研究低碳工业产品，来推动低碳经济的快速发展和加速低碳关键技术的研究和开发，使我国在国际竞争中占得先机。在现有的技术被替代之前，研发新的技术，以应变政策和技术的变化，这样才能促进钢铁企业的可持续性发展。

钢铁工业节能减排的必要性

钢铁工业是我国国民经济的支柱产业，现在的各个行业生产过程中，都会用到钢铁，因此，钢铁工业在近年来发展迅速。表1为2010年和2011年全国钢材产量表，可以看出，2011年的产量较2010年有较大的增长。钢铁工业总产值在国民经济产值中占有很大的比例，约占GDP的8%。但是，在钢铁生产过程中，能源消耗巨大，并且会产生温室气体的严重污染，国家现在已经开始重点治理相类似的高耗能和高污染企业。钢铁工业要完成国家规定的节能减排的目标，就要清楚节能减排的思路，然后才能制定出相关的针对性措施。这对钢铁工业的可持续发展具有重要的作用。受到钢铁资源匮乏和能源消耗以煤炭为主的限制，与发达国家相比，我国的钢铁工业一直受到高耗能重污染的困扰。在国际上也面临着巨大的压力。虽然我国的钢铁工业现在已经采取各种措施来进行节能减排，但是，不改变传统能源消耗模式，就不可能达到节能减排的目的，或者说节能减排的效果就不能得到保障。我国CO2排放量一直居高不下，因此，就要寻找新的工艺才能解决这种困境。国家相关部门已提出了科技支撑计划的相关项目，依托现有大型钢铁企业技术改造的工程，设计和制造出大型的焦炉能源转换相关技术、全量铁水“三脱”预处理技术、干法粒化干法回收余热、炉渣除尘等重大工艺技术，以此来实现全面提升现有钢铁企业技术水平的目的。

钢铁工业节能减排技术

1.节能技术和途径

1)淘汰落后的设备，安装大型、新型的设备：大型化的生产设备能提高生产效率、降低能源消耗、提高铁水生产的质量、减少环境污染等优点。据资料统计，先进的大高炉一半要比落后的小高炉燃料比节省大约45kg/t的二氧化碳排放量。落后装备不仅能耗高而且能源回收率低，在污染发生时很难处理。随着高炉设备的逐渐大型化，CO2的排放具有下降的趋势。即大型化的高炉设备有利于降低C02的排放。更换大型化的设备虽然会增加钢铁企业的运行成本，但是如果国家对钢铁企业征收碳排放费，那么将对炼铁生产装备、运行成本等产生重要的影响。因此，钢铁企鹅也要及时研究和关注国家的对碳排放政策的变化，及时地添置大型设备，以尽早地适应变化带来的效益影响，并研究和制定减少碳排放的实施方案。从图1中可以看出，随着高炉体积的逐渐变大，CO2的排放量逐渐减少，高炉体积对CO2排放量的影响较大。

2)余热回收技术：如何高效率的将烧结余热进行回收利用是我国重点研究和推广的技术。此类技术已在宝钢等大型钢铁企业得到较广泛的应用，并可提供许多可供借鉴的经验。在烧结过程可回收利用两部分余热：烧结工程后的烟气余热，温度达350℃，含有氧气较多;烧结成品矿的显热，温度800℃，具有较多的显热，在烧结能耗中占据45%左右。因此，对这部分余热记性回收利用，对整个工程的节能具有重要的作用。将成品矿用于冷却热废气并经过除尘后返送回烧结机，就可以减少在点火前对烧结矿石进行预热处理，实行热风烧结，能节约很多的能量。此外，利用烧结过程中的冷却废气余热加热锅炉也可以增加余热回收。

3)低热值煤气燃气轮机技术：低热值煤气燃气轮机技术，简称CCPP技术。这项技术由燃气轮机系统、高炉煤气供给系统、余热锅炉系统和蒸汽轮机系统组成。其工艺过程可以简单描述如下：高炉煤气经除尘加压后与加压的空气混合，然后进入燃烧室，就会产生的高压和高温烟气，烟气机组后膨胀作功，燃气机经过齿轮减速后传递到汽轮发电机组进行发电;产生后的气体进入锅炉，然后产生蒸汽轮机利用蒸汽作功，然后发电机组发电，利用煤气和蒸汽循环系统进行发电。CCPP系统排烟中的二氧化碳排放比常规火力电厂课减少50%，并且不会产生二氧化硫等排放，氮氧化物也很低，可以达到6mg/kg~10mg/kg。CCPP真正的价值就在于回收了大量浪费的能源，减少了燃煤的使用量，并大量的节约了能源使用。与常规的锅炉煤气进行比较，常规锅炉蒸汽发电仅为30%左右，而利用相同的煤气量，采用这种技术就可以多发电量80%左右。

4)固体废物的回收利用：在钢铁工业中，固体废物主要包括矿渣和含铁尘泥等，其中有很大部分可以回收利用。在现阶段，随着固体废物回收利用技术的不断发展，矿渣和含铁尘泥等固体废物逐渐实现了产业化的回收体系。含铁尘泥主要用于烧结过程中的配料，也可以作为脱磷剂进行使用;矿渣回收用于金属铁行业和混凝土等建筑行业，也可以用于一些高价值的产品的开发和利用。钢渣也具有很高的回收利用价值，经过研磨后可以用于生产高强度的钢渣水泥。所以，将炼铁过程中固体废物惊醒回收利用，可以提高能源回收利用率，促进固体废物资源化。

5)提高高炉利用系数：高炉利用系数=冶炼强度/燃料比。因此，降低燃料比，可以大规模的提高高炉利用系数;提高冶炼强度也可以提高高炉利用系数。在现在的炼铁工业中，采用大风量，高冶炼强度的方法来达到提高系数的目的。在高炉设计的时候，就要采用大风机。如果风机是处于大马拉小马的状态，就可能导致炼铁工序能耗很高。所以，降低高炉吨铁风耗就可以达到降低能耗的目的。例如，有炼铁厂就将燃料比定为484kg/t，吨铁风耗维持在950m3左右。