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第一篇:鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排刻不容緩
鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排刻不容緩
世界氣象組織最新發(fā)布的《2008年溫室氣體公報》指出,在工業(yè)革命前,二氧化碳在大氣中的濃度大約為280ppm,但工業(yè)革命之后,大多數(shù)溫室氣體濃度不斷增加,到2008年溫室氣體濃度達到了385.2ppm。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)指出,在過去的1000年中,20世紀增溫最大達到0.6℃。
無疑,溫度的上升會給地球帶來很多嚴重甚至災難性的后果,例如海平面會上升,部分國家和地區(qū)面臨著被淹沒的危險;暴雨、干旱等異常氣候會增多并導致生物多樣性減少、沙漠化加劇、缺水現(xiàn)象更為嚴重,而這些又將影響到農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟等深層領(lǐng)域如糧食作物產(chǎn)量的下降等,將對人類未來生存和發(fā)展造成難以計算的影響。
伴隨著溫度的上升,氣候變化、環(huán)境污染、能源安全引發(fā)國際社會的廣泛關(guān)注,降低溫室氣體的排放成為世界各國的共同目標和選擇。
鋼鐵行業(yè)屬于能源密集型產(chǎn)業(yè),是典型的耗能和排放大戶。據(jù)統(tǒng)計,1950年前,全球鋼鐵產(chǎn)量不到2億噸,但近年來鋼鐵產(chǎn)量迅速攀升,二氧化碳也隨之大量排放。2007年全球粗鋼產(chǎn)量13.44億噸,二氧化碳的排放量約為22.9億噸。2009年我國粗鋼產(chǎn)量為5.6億噸,能源消耗約占全國總能耗的16%,占工業(yè)總能耗的23%。鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放量在42個產(chǎn)業(yè)部門中排名第三,為全部二氧化碳排放量的7.3%,這也使得我國是鋼鐵大國,而鋼鐵則成為我國耗能的主要原因。
高耗能、高排放的特征使鋼鐵行業(yè)成為國家關(guān)注的重點目標。在2005年國家公布的《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》中,全行業(yè)2010年噸鋼綜合能耗目標到要降到0.73噸標煤,噸鋼可比能耗降到0.685噸;在2010年國家公布的《鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)范條件》中,對鋼鐵企業(yè)的環(huán)境保護、能耗、生產(chǎn)規(guī)模等方面做了新的規(guī)定,如高爐工序能耗小于或等于446千克標煤/噸。在日益嚴格的能源環(huán)保政策下,鋼鐵行業(yè)成為重點節(jié)能減排對象。
我國鋼鐵行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,節(jié)能減排取得了顯著成績,數(shù)據(jù)顯示,我國噸鋼綜合能耗2009年僅為1980年的30%,見表二。節(jié)能減排工作取得明顯成效。
從我國鋼鐵行業(yè)能源消耗效率同國外先進水平的對比可以看出,除了少量先進大型鋼企同國際先進水平能耗指標接近外,我國大部分中小企業(yè)能耗指標落后,低于世界先進水平15%-30%。而從我國鋼企能耗指標與國家規(guī)定的能耗標準相比,大量鋼企能耗指標低于國家規(guī)定的能耗標準。雖然重點大中型企業(yè)中能耗指標相對較好,但也有近三分之一的企業(yè)工序能耗高于國家強制性標準中的參考限定值,十分之一的企業(yè)焦化工序能耗達不到《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額》的參考限定值。中小鋼鐵企業(yè)能耗指標更是落后,和大中型鋼鐵企業(yè)相比存在約50%的差距。巨大的差距為我國鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排提供了空間。
我國鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排雖然具備一定的潛在空間,但隨著節(jié)能減排的進一步開展,節(jié)能減排的任務更為艱巨,鋼鐵企業(yè)面臨著巨大的壓力,主要體現(xiàn)在以下兩方面:
第一,我國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主,而煤炭是所有化石燃料中產(chǎn)生二氧化碳最多的一種能源。鋼鐵工業(yè)中的煤炭消費占據(jù)主要位置,約為能源消費總量的7O%。另外,我國正處于經(jīng)濟快速發(fā)展階段,廢鋼資源少,鋼企難以大量采用更節(jié)約能源、排放量更小電爐煉鋼工藝。我國電爐鋼比例僅為10%,而美國電爐鋼比約為55%,德國約為30%。這些都造成我國鋼鐵能耗和排放指標與國外先進鋼企指標存在較大差距。
第二,我國鋼鐵行業(yè)能耗排放的特點是,少量企業(yè)工藝先進,節(jié)能指標高,而大部分中小企業(yè)裝備水平低,設(shè)備老化,耗能指標高,見表三。根據(jù)這一特點,淘汰落后和兼并重組,尤其兼并重組是改造大量中小落后企業(yè)的重要途徑。但是我國鋼鐵行業(yè)集中度低,兼并收購工作困難重重。許多鋼鐵企業(yè)屬于依靠發(fā)展鋼鐵產(chǎn)業(yè)來發(fā)展地方經(jīng)濟的當?shù)卣?,這客觀導致了鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)權(quán)隸屬問題成為兼并重組難以逾越的阻礙。從目前來看,我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)整合以省(區(qū))內(nèi)為主,而跨省(區(qū))的聯(lián)合兼并很少,不利于鋼鐵行業(yè)從整體上進行資源整合。
雖然困難重重,但并不是無計可施,鋼鐵行業(yè)可采取以下措施來提高節(jié)能減排能力:
加大力度淘汰落后產(chǎn)能,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。鋼鐵工業(yè)中存在著大量落后產(chǎn)能。根據(jù)國家發(fā)展改革委2007年的調(diào)查,全國鋼鐵工業(yè)中不符合產(chǎn)業(yè)政策的落后煉鐵能力約1億噸,落后煉鋼能力約5500萬噸,全行業(yè)落后產(chǎn)能占總產(chǎn)能的20%左右。只有大力淘汰落后產(chǎn)能,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)才能加速鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排。2007年國家頒布《節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》,公布了“十一五”時期應淘汰的包括鋼鐵工業(yè)在內(nèi)的落后生產(chǎn)能力;2008年制定了單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準,包括《粗鋼生產(chǎn)工序單位產(chǎn)品能源消耗限額》、《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額》等;2010年國務院發(fā)布《關(guān)于進一步加大節(jié)能減排力度加快鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見》,要求加強節(jié)能減排和結(jié)構(gòu)調(diào)整,轉(zhuǎn)變鋼鐵工業(yè)發(fā)展方式。
積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。鋼鐵行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟主要包括鐵素資源循環(huán)利用、水循環(huán)利用、固體廢棄物循環(huán)利用和能源循環(huán)利用,不僅可以提高資源利用效率,降低能耗,還可以降低原材料消耗和成本、提高企業(yè)競爭力。我國很多先進企業(yè)積極發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,已成為循環(huán)經(jīng)濟的典范。例如,首鋼集團把雨水、生產(chǎn)生活污水處理后回用,基本實現(xiàn)了污水“零排放”;煉鋼產(chǎn)生的廢渣被回收再利用,除含鐵部分繼續(xù)煉鋼外,其余部分作為水泥、建材等行業(yè)的原料,每年可減少水泥行業(yè)石灰石開采量約320萬噸、二氧化碳排放220萬噸、標準煤消耗22萬噸、粉塵排放7萬噸。另外,對煉鋼過程產(chǎn)生的各類煤氣全部回收,每年可利用余壓、余氣自發(fā)電47.5億千瓦時。
普及先進技術(shù),加大研發(fā)力度。采用先進的節(jié)能減排技術(shù)可以有效提高能源利用效率,降低能耗,是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段。我國整體節(jié)能技術(shù)水平落后,能源利用率較低,如我國轉(zhuǎn)爐煤氣回收普及率不達20%,而韓國同指標超過50%,日本更高達100%。大力開發(fā)、推廣節(jié)能技術(shù)可以有效提升鋼企節(jié)能減排能力,對我國節(jié)能減排工作具有重要意義。積極推廣干熄焦(CDQ)、TRT、轉(zhuǎn)爐干式除塵、CCPP、能源管理中心(EMS)等先進技術(shù),鋼企會獲得明顯的節(jié)能減排效果。
改善能源結(jié)構(gòu)。改變鋼鐵工業(yè)的能源結(jié)構(gòu)可以有效減少二氧化碳排放,太陽能、風能、氫氣、水能等綠色能源均可以作為鋼鐵能源使用。從成本而言,由于風能、太陽能等綠色能源成本均高于火力發(fā)電,雖然當前大規(guī)模采用綠色能源沒有經(jīng)濟上的優(yōu)勢,但隨著技術(shù)水平的進一步提升,采用新能源,調(diào)整能源結(jié)構(gòu)將成為鋼鐵行業(yè)減排的一個重要發(fā)展趨勢。
總之,鋼鐵工業(yè)是我國節(jié)能減排的重點領(lǐng)域,應加大節(jié)能減排力度,這不僅對鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有重大意義,也是應對全球氣候變化、實現(xiàn)我國節(jié)能減排戰(zhàn)略和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的迫切需要。
作者單位:寶鋼集團有限公司經(jīng)濟管理研究院可持續(xù)發(fā)展研究所
第二篇:鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排方向及措施
鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排方向及措施
作者:節(jié)能減排課題組 單位:中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會 報告訪問次數(shù):1086
次 發(fā)布時間:08-12-24
一、鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀
目前,鋼鐵工業(yè)的發(fā)展已面臨資源和環(huán)境的雙重制約,從長遠來看,資源環(huán)境問題已是影響鋼鐵工業(yè)生存和發(fā)展的重大問題,只有轉(zhuǎn)變增長方式,大幅度提高能源利用效率,以能源的有效利用促進鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,才能使鋼鐵工業(yè)有更大的生存和發(fā)展空間
近年來,我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排進展情況如下
1.環(huán)境明顯改善
通過各項節(jié)能措施的實施,我國大中型鋼鐵企業(yè)的環(huán)境污染局部得到控制,環(huán)境得到明顯改善。2007年大中型鋼鐵企業(yè)二氧化硫排放總量756368噸,比2006年下降0.51%;化學需氧量排放總量59965噸,比2006年下降8.76%;工業(yè)粉塵排放總量382275噸,比2006年下降2.79%。煙塵排放總量156648噸,比2006年上升3.02%。
2.能耗指標進一步好轉(zhuǎn)
2000-2007年我國鋼產(chǎn)量和噸鋼綜合能耗變化情況見表1。
雖然由于電力折算系數(shù)的改變,2005年以后的噸鋼綜合能耗數(shù)據(jù)出現(xiàn)了斷層,但從總的趨勢上可以看出,是在不斷下降的。
2000-2007年重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)工序能耗變化情況見表2。
2005-2007年重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)各工序能耗有不同程度下降,燒結(jié)工序、煉鐵工序、焦化工序、轉(zhuǎn)爐工序分別下降了14.84%、6.56%、14.40%和83.41%。
重點大中型鋼鐵企業(yè)工業(yè)增加值能耗由2005年6.94噸標準煤/萬元,下降到2007年的5.8噸標準煤/萬元,今年能耗與去年同期相比降低5%左右,總體呈逐年遞減趨勢。
目前,寶鋼、鞍鋼、武鋼、馬鋼、太鋼等大型鋼廠的綜合裝備、技術(shù)水平已經(jīng)達到世界先進水平。高爐利用系數(shù)、入爐焦比、高爐噴煤比、轉(zhuǎn)爐爐襯平均壽命、連鑄比、軋鋼綜合成材率等技術(shù)指標都接近或達到了世界先進水平.寶鋼股份2006年噸鋼綜合能耗同比下降2.04%,萬元產(chǎn)值能耗達到1.19噸標準煤/萬元,同比下降11.85%,節(jié)能量達到33.3萬噸標準煤。二氧化硫、煙粉塵和化學需氧量(COD)等主要污染物排放量分別比2005年下降12.38%,17.87%,36.76%。2007年萬元產(chǎn)值能耗降低到1.07噸標準煤,同比下降10.08%,節(jié)能29.7萬噸標準煤,二氧化硫、煙粉塵和化學需氧量(COD)等主要污染物排放量分別比2006年下降13.74%、9.26%、36.67%。
3.裝備大型化、現(xiàn)代化水平進一步提高
我國鋼鐵企業(yè)之間規(guī)模、裝備、能耗水平差距較大,大企業(yè)的裝備、能耗水平相對小企業(yè)要高,環(huán)保設(shè)施配備較完善。
“十一五”以來,鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、工藝裝備大型化、現(xiàn)代化步伐加快,推進了節(jié)能減排,加大了節(jié)能力度,已取得了一定成效。2007年底2000m3以上高爐63座,生產(chǎn)能力達到13750萬噸,較2005年增加17座,生產(chǎn)能力增加了3600萬噸,增長35%;100噸以上轉(zhuǎn)爐98座,生產(chǎn)能力增加到13465萬噸,較2005年增加8座,生產(chǎn)能力增加1000萬噸,增長8%。
裝備的大型化和現(xiàn)代化使得主要耗能設(shè)備的能耗顯著降低,排放減少,鋼鐵工業(yè)總體節(jié)能減排指標得到了改善。
4.重點節(jié)能技術(shù)普及率不斷提高
干熄焦(CDQ)。截至2008年5月底,完全采用我國自主創(chuàng)新技術(shù)并建成投產(chǎn)的75t/h-160t/h干法熄焦裝置共59套,與2005年相比增加39套,加上國產(chǎn)化前已投產(chǎn)的17套,共計71套。當前正在設(shè)計施工的有56套,進行可行性研究的9套,共計124套,總計干熄焦能力10957萬噸,占我國焦炭生產(chǎn)能力三分之一,鋼鐵企業(yè)內(nèi)焦化廠干熄焦率由2005年不足30%提高到目前45%以上。
TRT。到2007年底,49座2000m3以上高爐裝備了TRT。目前采用全干法除塵的大型高爐已有萊鋼、包鋼、鞍鋼等多家企業(yè),首鋼曹妃甸5500m3大型高爐也設(shè)計采用干法除塵系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)爐干式除塵。2007年繼寶鋼之后已有萊鋼、包鋼、太鋼、天鋼、承鋼等企業(yè)的20余座轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)了干法除塵。包鋼投入運行以來,取得了顯著成效,凈化后的煙氣含塵量可達到≤10mg/m3的先進水平,節(jié)電、節(jié)水效果顯著。據(jù)包鋼測算,一座210噸轉(zhuǎn)爐采用干法除塵后年增加經(jīng)濟效益在1200萬元以上。
CCPP。目前我國鋼鐵企業(yè)中已有10個鋼廠15套CCPP發(fā)電機組投產(chǎn)。此外,寶鋼梅山、沙鋼、太鋼、浦鋼、武鋼、首鋼京唐、萊鋼、濰鋼、萍鋼、云南雙友鋼鐵公司也擬建或在建不同規(guī)模的CCPP。
能源管理中心(EMS)。建立能源中心的目的,一是確保生產(chǎn)用能的穩(wěn)定供應;二是充分利用低價能源代替高價能源;三是集中管理與自動化操作,提高勞動生產(chǎn)率。能源中心在寶鋼自1991年投產(chǎn)以來,顯示了其在能源管理的優(yōu)越性。鞍鋼、武鋼、酒鋼、首鋼、攀鋼、本鋼、濟鋼、唐鋼、太鋼、華菱、邯鋼等鋼廠都已在建或準備建能源中心。
二、鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排方向
我國鋼鐵工業(yè)用能特點決定了節(jié)能減排的方向。2006年我國重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)的外購能源結(jié)構(gòu)主要是煤炭,占79.43%,外購電力占19.05%,天然氣占0.43%,油類占1.09%。而日本鋼鐵工業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)中,煤炭占56.4%,電力占23.7%,石油占19.9%。
2007年中國轉(zhuǎn)爐鋼占產(chǎn)量的近90%。從轉(zhuǎn)爐鋼比看,2007年美國是41.1%,德國69.1%,日本74.2%,俄羅斯56.9%,世界平均是66.3%,而我國是89.9%,比世界平均高23.6個百分點。
電爐鋼企業(yè)較高爐—轉(zhuǎn)爐長流程企業(yè)噸鋼綜合能耗要低。從兩種鋼鐵生產(chǎn)流程在能源、排放方面的比較看,高爐—轉(zhuǎn)爐流程消耗能源是670—730kgce/t,排放固態(tài)物質(zhì)是0.6t/t,排放CO2等廢氣是2.1t/t;電爐流程則依次是340—400kgce/t,0.2t/t,0.52t/t。
借鑒日本鋼鐵聯(lián)盟對本國鋼鐵企業(yè)的鐵/鋼比與噸鋼能耗研究,按我國鋼鐵工業(yè)情況測算,鐵鋼比每提高0.1,可造成噸鋼綜合能耗上升約20kgce,中國比其他國家鐵鋼比高0.4左右,因而影響噸鋼綜合能耗約80kgce/t。
我國鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排重點應圍繞以下幾個方面:
1.優(yōu)化能源網(wǎng)絡,建設(shè)能源管理中心
對于鋼廠能量系統(tǒng)優(yōu)化而言,能量高效利用與動態(tài)有序管理同時對運行過程物質(zhì)流和能量流動態(tài)控制,從而使物質(zhì)流和能量流在流程工序中“耦合”又有所分離。分別形成了物質(zhì)流的“物流網(wǎng)絡”和能量流的“能流網(wǎng)絡”,因此,要特別重視各種能源介質(zhì)利用的優(yōu)化集成。
如果能夠?qū)Ω鞴ば蚋髯缘哪芰颗欧?二次能源)和一次能源按一定的“程序”組織起來,并充分利用,就可以構(gòu)成鋼廠內(nèi)部的“能源轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡”—“能量流網(wǎng)絡”。再通過能源管理中心的建設(shè),對各種能源介質(zhì)合理調(diào)控,將實現(xiàn)鋼廠能量系統(tǒng)優(yōu)化。
2.裝備的大型化
我國鋼鐵企業(yè)總體發(fā)展不均衡,設(shè)備規(guī)模參差不齊。大型裝備與小型設(shè)備相比有以下區(qū)別:<300m3高爐的噸鐵工序能耗較>1000m3高爐高出近80kgce/t,相差19%左右;入爐焦比相差200kg/t;煉鋼的金屬料消耗高出約7.0kg/t等。小型設(shè)備環(huán)保設(shè)施缺乏,導致粉塵、SO2等污染物排放量大,環(huán)境污染嚴重:一次能源消耗量大,且二次能源回收利用率低:現(xiàn)有成熟的節(jié)能技術(shù),如TRT、轉(zhuǎn)爐煤氣回收等,小型設(shè)備由于工藝落后、裝備水平差,基本上無法應用,這也正是能耗高的一個主要原因。
我國鋼鐵工業(yè)設(shè)備大型化與國際水平比較見表3。
(1)高爐大小對能耗的影響
大高爐能耗比小高爐低,鐵水溫度比小高爐高,有利于低硅冶煉。從大氣環(huán)境污染方面看,一座高爐就是一個污染點,不論高爐容積大小。高爐容積越大,座數(shù)少,大氣污染就較輕。當然,片面追求大型化是不對的。高爐容積應以建廠條件、規(guī)模和品種決定,應在可能范圍內(nèi)減少高爐座數(shù)。高爐結(jié)構(gòu)的合理化還包括技術(shù)裝備的合理配置。合理的高爐結(jié)構(gòu)是煉鐵節(jié)能的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
(2)轉(zhuǎn)爐大小對能耗的影響
裝機容量對單位產(chǎn)品能耗的影響并不是很明顯,但是在排除人為管理的因素后,其總體趨勢是在同樣的煤氣回收配備方式上,裝機容量越大,其相應的單位產(chǎn)品能耗就越低。
(3)燒結(jié)機面積大小對能耗的影響
燒結(jié)工序能耗與燒結(jié)機的面積基本上呈反比,因此,燒結(jié)機大型化不僅是提高產(chǎn)量的需要,而且也是節(jié)約單位產(chǎn)品能源消耗的途徑之一。
(4)焦爐大小對能耗的影響
大容積焦爐具有機械化自動化程度高、焦炭質(zhì)量好、動力消耗低、生產(chǎn)率高、生產(chǎn)環(huán)境清潔以及經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。在產(chǎn)量相同的條件下,可減少爐孔數(shù),相應減少焦爐的占地面積,減少每天出爐次數(shù),從而減少污染物的排放。
6m焦爐相對于4.3m焦爐在節(jié)能上具有不小的優(yōu)勢,6m焦爐單位產(chǎn)品能耗是125.93k8ce/t焦,4.3m焦爐是167.57kgce/t焦。同時,6m焦爐與4.3m焦爐相比,污染物排放量可減少1/3以上,同時可提高勞動生產(chǎn)率和焦炭質(zhì)量(M40提高1個百分點,M1O降低0.5個百分點),降低生產(chǎn)成本。
3.提高二次能源利用率
我國鋼廠在節(jié)能方面,已經(jīng)經(jīng)歷了兩個主要階段:即80年代的單體節(jié)能及相應的系統(tǒng)節(jié)能,90年代的工序取代優(yōu)化和流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化的系統(tǒng)節(jié)能。進入21世紀以來,通過“三干”(干熄焦、高爐煤氣干法除塵、轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵)、“系統(tǒng)節(jié)水”、“發(fā)電”等措施,逐步進入到全面深入地充分開發(fā)鋼鐵制造流程的“能源轉(zhuǎn)換功能”時期。
目前,鋼鐵工業(yè)已有不少成熟的節(jié)能減排技術(shù),使得二次能源的利用率有了很大提高。在現(xiàn)階段,能源轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)節(jié)能減排的首要任務是推廣、普及現(xiàn)有節(jié)能技術(shù),充分發(fā)揮現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)的節(jié)能潛力。同時,要積極開發(fā)新型節(jié)能技術(shù),努力將現(xiàn)有技術(shù)條件下無法回收利用的二次能源運用新技術(shù)加以回收利用。
對高爐—轉(zhuǎn)爐流程而言,其以鐵礦、煤為源頭,在加工—轉(zhuǎn)換過程中,產(chǎn)生大量的副產(chǎn)煤氣——COG、BFG、LDG和余熱余能。由此,高爐—轉(zhuǎn)爐流程節(jié)能的突破口在于副產(chǎn)煤氣、余熱余能的利用。
二次能源中,各種副產(chǎn)煤氣所占比例最大,總計達到約74.97%,其中焦爐煤氣約占22.29%,高爐煤氣約占43.66%,轉(zhuǎn)爐煤氣約占9.02%。
我國鋼鐵企業(yè)余熱資源的回收率僅25.8%。大量低品質(zhì)余熱資源尚未得到有效利用。按余熱資源的品質(zhì)統(tǒng)計:回收高溫余熱居多,回收率為44.4%;其次是中溫余熱,回收率為30.2%:低溫余熱回收率還不足1%。若按攜帶余熱的物質(zhì)形態(tài)統(tǒng)計:回收最多的是產(chǎn)品顯熱,回收率為50.4%,其次是煙氣顯熱,回收率為14.92%:冷卻水的顯熱回收率只有1.90%;各種渣顯熱的回收率更少,只有1.59%。
副產(chǎn)煤氣的充分、合理利用是降低能源消耗的關(guān)鍵所在。但目前我國鋼鐵工業(yè)焦爐煤氣、高爐煤氣放散率仍較高,轉(zhuǎn)爐煤氣回收量也比較低。重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣放散和利用情況見表4。
各種余熱余能資源中,焦炭顯熱、燒結(jié)礦顯熱、高爐爐頂余壓和轉(zhuǎn)爐煤氣顯熱等是余熱回收的重點,目前已有成熟技術(shù),在進一步開發(fā)新技術(shù)、提高回收效率的基礎(chǔ)上,重點應加強節(jié)能技術(shù)的推廣,提高普及率。燒結(jié)、焦化廢煙氣等低溫顯熱回收技術(shù)尚不成熟,高爐渣和鋼渣顯熱利用技術(shù)有待開發(fā),是未來鋼鐵工業(yè)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新的方向和突破點。
我國鋼鐵企業(yè)中年產(chǎn)粗鋼500萬噸以上的大型鋼鐵企業(yè)節(jié)能設(shè)備相對較完善,二次能源回收水平較高,但與日本等先進產(chǎn)鋼國家相比仍有一定的差距。一些小企業(yè)二次能源回收裝置配備很少。即使是目前比較先進的大型設(shè)備,二次能源回收設(shè)備的潛力也沒有完全發(fā)揮出來。二次能源回收量決定于節(jié)能設(shè)備的選型、運行狀況及管理,要從各個影響環(huán)節(jié)入手,才能最大限度提高二次能源的回收利用量。
二次能源回收環(huán)節(jié)的具體差距原因和節(jié)能潛力以及能夠達到的節(jié)能目標的分析工作正在進行中,2008年年底將有初步結(jié)果。
4.消納社會廢棄物
鼓勵利用廢棄鋼、廢塑料、鋼鐵渣、含鐵塵泥、尾礦、廢輪胎等大宗廢棄物,建議國家和有關(guān)行業(yè)指導,將廢鋼和廢塑料的回收、分類、處理、供應發(fā)展成為一個產(chǎn)業(yè),對廢塑料回收、處理在技術(shù)開發(fā)上給予資金和政策支持。
三、鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排措施
1.積極貫徹相應法規(guī)標準
“十一五”以來,國家制定了各種法律法規(guī),淘汰落后生產(chǎn)能力,制止落后設(shè)備的新建。
(1)在《節(jié)能減排綜合性方案的通知》(國發(fā)[2007]15號)中,公布了“十一五”時期應淘汰的包括鋼鐵工業(yè)在內(nèi)的落后生產(chǎn)能力。
(2)制定了單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準。作為《節(jié)約能源法》的配套標準,國家發(fā)改委組織制定了鋼鐵行業(yè)的能源消耗限額標準《粗鋼單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》、《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》、《鐵合金單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》、《炭素單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》。作為淘汰落后和新建準入的能耗限制標準。標準已于2008年6月1日頒布實施。
標準中對于原有設(shè)備的能耗標準進行了強制性限制,對于不符合能耗標準的設(shè)備予以淘汰。并規(guī)定了新建設(shè)備的能耗準入門檻,不符合能耗標準,不予批準新建。同時,標準中還設(shè)定了能耗先進值,作為企業(yè)的努力方向。
2.推動企業(yè)之間節(jié)能減排對標挖潛,提高企業(yè)節(jié)能減排動力
能效對標是企業(yè)不斷將自己的生產(chǎn)流程或某些工藝設(shè)備能源利用效率與同類企業(yè)或那些被公認是行業(yè)先進的企業(yè)的能源資源進行對比的過程。有助于克服我國鋼鐵工業(yè)能源利用效率的障礙,促進能效水平的提高,支持中國建立一個可持續(xù)的、基于市場的、提高能效的機制,促進完善節(jié)能政策法規(guī)體系。實施能效對標活動,將引導廣大鋼鐵企業(yè)科學用能、節(jié)約用能、合理用能,促進其生產(chǎn)方式向高效率、低消耗、低排放轉(zhuǎn)變,對于緩解能源約束矛盾、促進節(jié)約型社會建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義和作用。
3.提高企業(yè)能源管理,建立完善的節(jié)能減排監(jiān)測制度
一些企業(yè)能源計量配備不完善、不準確,無考核和核查機制。一方面,企業(yè)對很多能源的計量特別是回收的二次能源量的計量誤差很大;另一方面對應該實測的,如煤和焦炭的能源折標準煤系數(shù)很多企業(yè)沒有規(guī)范地去測,致使企業(yè)的能源指標難以真實反映企業(yè)能源利用的水平。一些新上的中小鋼鐵企業(yè)沒有能源統(tǒng)計報告制度,沒有能源管理專業(yè)知識的人員,不做企業(yè)能源平衡,沒有能源平衡表,有的甚至連能源指標的含義都不清楚。
準確的能源計量、監(jiān)測是企業(yè)高效能源管理的基礎(chǔ),也是制定節(jié)能目標考核節(jié)能成果的必要工具。要嚴格鋼鐵企業(yè)計量制度,才能真實反映鋼鐵工業(yè)能耗水平、存在的問題和差距等,為今后節(jié)能目標確定、節(jié)能規(guī)劃的制定提供保證。
4.推廣成熟技術(shù),開發(fā)新技術(shù)
(1)干熄焦(CDQ)技術(shù)
干法熄焦技術(shù)是目前國外較廣泛應用的一項節(jié)能技術(shù),它是回收紅焦顯熱和改善操作環(huán)境的一項先進工藝技術(shù),其優(yōu)勢體現(xiàn)在:
減少環(huán)境污染。對規(guī)模為100萬t/a焦化廠而言,采用干熄焦技術(shù),每年可以減少8萬-10萬t動力煤燃燒對大氣的污染,比傳統(tǒng)的濕熄焦節(jié)水0.443t/t焦。
改善焦炭質(zhì)量。大型高爐采用干熄焦焦炭可使其焦比降低2%,使高爐生產(chǎn)能力提高1%。采用干熄焦可以降低強粘結(jié)性的焦,肥煤配入量10%-20%,可在配煤中多用15%弱粘結(jié)性煤,有利于充分利用資源和降低焦炭成本。
干熄焦技術(shù)對煉焦工序可實現(xiàn)噸焦節(jié)能40千克標煤,可使噸鋼能耗降低15千克標準煤。若我國焦炭生產(chǎn)全部采用干熄焦,則年可節(jié)約1200萬噸標準煤。
干熄焦工藝中的惰性氣體進行冷卻所產(chǎn)生的蒸汽在蒸汽鍋爐中進行發(fā)電時,蒸汽壓力和溫度的高低對干熄焦工藝的節(jié)能效率具有顯著的影響。高的蒸汽壓力和溫度可以使發(fā)電量增加10%左右。濟鋼6、7號焦爐150噸干熄焦工程引進了新日鐵的最新技術(shù),是國內(nèi)首家采用高溫高壓自然循環(huán)鍋爐,配備了世界最先進的焦爐節(jié)能環(huán)保工藝。
(2)煤調(diào)濕(CMC)技術(shù)
煤調(diào)濕是裝爐煤水分控制工藝的簡稱,是將煉焦煤料在裝爐前去除一部分水分,保持裝爐煤水分穩(wěn)定在6%左右,然后裝爐煉焦。按2007年全國的焦炭生產(chǎn)規(guī)模推算,若在全國的焦化企業(yè)推廣實施煤調(diào)濕,年可節(jié)約300萬噸標準煤,年可減少焦化污水約1500萬噸,CO2排放量約1600萬噸,節(jié)能減排效果顯著,潛在經(jīng)濟效益巨大。
(3)燒結(jié)低溫余熱回收技術(shù)
燒結(jié)余熱余能約占整個流程余熱資源的10%左右,余熱溫度在300-500℃之間,是目前我國低溫余熱資源應用的重點。
燒結(jié)余熱發(fā)電是利用低溫余熱的一個有效途徑,但目前應用很少,且存在一些問題,在運行過程中,由于燒結(jié)機和環(huán)冷機工況發(fā)生變化時,余熱回收系統(tǒng)的工作參數(shù)也將隨之變動,輸出的蒸汽壓力、溫度、流量也將發(fā)生變化,從而影響發(fā)電機組的運行效率。
目前我國燒結(jié)余熱利用的重點和難點在于:由于存在漏風率高導致廢氣溫度降低,又要保證進入除塵器前廢氣溫度在露點以上等原因,回收利用燒結(jié)余熱較困難,因此,如何降低漏風率以提高燒結(jié)機煙氣溫度,以及在保證燒結(jié)廢氣除塵所需溫度條件下,實現(xiàn)燒結(jié)機尾部高溫段廢氣顯熱回收、燒結(jié)余熱蒸汽發(fā)電核心技術(shù)的消化吸收和本土化,是燒結(jié)余熱回收的重點。如開發(fā)此技術(shù)將燒結(jié)礦余熱充分利用,則鋼鐵行業(yè)年可節(jié)約能源約900萬噸標準煤。
(4)高爐TRT技術(shù)
TRT主要分為濕式、干式、干濕兩用型。濕式TRT用于采用濕法除塵工藝中高爐煤氣的能量回收。經(jīng)濕法除塵后的高爐煤氣一般為50℃左右,壓力損失約20-35kPa,含塵量10-20mg/m3。濕法除塵后的高爐煤氣壓力較低,大量噴水損失了大量有用的熱能,同時大大增加了煤氣中的含水量,不僅降低了煤氣的熱值,而且對TRT等設(shè)備也不利。
高爐TRT與高爐煤氣干法除塵技術(shù)相結(jié)合是對高爐余壓、煤氣綜合利用的系統(tǒng)集成技術(shù)。這種技術(shù)結(jié)合一方面提高了TRT發(fā)電效率30%以上,使噸鐵發(fā)電量達到了35kWh-
40kWh;另一方面實現(xiàn)了高爐煤氣全干法除塵,減少或基本沒有新水消耗和廢水排放,煤氣含塵量降低到5mg/m3。高爐采用全干法除塵可有效提高TRT發(fā)電量。
隨著高爐無料鐘爐頂技術(shù)及干法除塵工藝的發(fā)展、成熟和推廣應用,TRT裝置由濕式向干式發(fā)展是一種趨勢。
(5)轉(zhuǎn)爐干法除塵技術(shù)
煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用采用干法除塵技術(shù)后,不但可提高除塵效率,而且節(jié)能效果顯著。通過電除塵器可直接將粉塵濃度降至10mg/Nm3以下,不存在二次污染,系統(tǒng)阻損小,煤氣發(fā)熱值高,回收粉塵可直接利用,系統(tǒng)簡化,占地面積小,并可以部分或完全補償轉(zhuǎn)爐煉鋼過程能耗,因而獲得世界各國的普遍重視和采用,己被認定為今后發(fā)展方向。如果在我國普遍推廣,全年除塵電耗可減少近3億度。轉(zhuǎn)爐回收的煤氣與蒸汽綜合起來折成標準煤,每噸鋼可回收35kg左右。干法回收的粉塵成球后直接返回轉(zhuǎn)爐替代廢鋼或礦石作為冷卻劑,直接回收其金屬鐵可增加鋼產(chǎn)量1.8%。
2006年我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量為4.18億噸,占87.48%,若按每噸鋼可回收75Nm3煤氣計,全年可回收270多億立方米,每立方米煤氣熱值為7527kJ以上,折690萬噸標煤,相當于噸鋼降低能耗19kg標煤,所以,回收利用的前景很好。今后,該項技術(shù)要在進一步創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,提高設(shè)備的國產(chǎn)化比例,降低投資,為普及推廣創(chuàng)造條件。
(6)轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽發(fā)電技術(shù)
在提高轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收量的基礎(chǔ)上,重點開發(fā)低壓(飽和)蒸汽發(fā)電技術(shù)。如噸鋼發(fā)電量按照15kWh計算,全國年產(chǎn)鋼5億噸,則每年可以發(fā)電75億kWh,折合300萬tce左右,產(chǎn)生效益40多億元。同時,所發(fā)電可以替代從社會電廠購電,從而實現(xiàn)社會減排CO2630萬噸,減排SO26萬噸,社會環(huán)境效益顯著。
(7)鋼渣處理
目前,我國在高爐水渣利用技術(shù)方面已經(jīng)取得了突破性進展,但轉(zhuǎn)爐、電爐冶煉過程中產(chǎn)生的鋼渣應用技術(shù)還不成熟。2008年,我國鋼產(chǎn)量預計可達到5億噸,鋼渣產(chǎn)量約為0.7億噸,而目前我國鋼渣利用率僅為20%,堆積的鋼渣不僅占用大量土地,且造成環(huán)境污染。
目前鋼渣利用技術(shù)正在不斷探索,但尚未找到大規(guī)模資源化合理利用的有效途徑,今后,解決鋼渣利用問題仍是一項重要的任務。
(8)副產(chǎn)煤氣發(fā)電
在保證鋼鐵生產(chǎn)過程煤氣消耗的基礎(chǔ)上,剩余煤氣利用與余熱余能回收集成到發(fā)電上來,實現(xiàn)鋼廠副產(chǎn)煤氣的動態(tài)平衡,對于鋼廠進一步降低能耗是至關(guān)重要的。而副產(chǎn)煤氣的動態(tài)平衡,關(guān)鍵在于煤氣緩沖用戶的選擇;鋼廠煤氣自發(fā)電問題,則關(guān)鍵在于煤氣波動與動態(tài)平衡的模擬,以及在此基礎(chǔ)上,合理選擇發(fā)電機組。
(9)燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)CCPP
燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(gas-steam Combined Cycle Power Plant簡稱CCPP)。CCPP技術(shù)先進,發(fā)電率高。已接近天然氣和柴油為燃料的相近型號的燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電水平;鋼鐵廠的CCPP以燃高爐煤氣為主、有的工廠可能摻入少量焦爐煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣,與常規(guī)電廠相比,CCPP熱電轉(zhuǎn)換效率提高近10個百分點,為鋼廠富余煤氣利用提供了良好的途徑。
CCPP技術(shù)特點:熱效率高,發(fā)電效率高。在不外供熱時高達40%-45%,而常規(guī)的鍋爐蒸汽發(fā)電僅為35%左右。相同的煤氣量,CCPP要比常規(guī)的鍋爐蒸汽發(fā)電多發(fā)出70%-90%的電。CCPP排煙中CO2排放比常規(guī)火力電廠減少45%-50%,沒有SO2、飛灰及灰渣排放,NOx排放很低,目前己達到小于25mg/kg,今后有望達到5-9mg/kg。
目前我國鋼鐵企業(yè)高爐煤氣、焦爐煤氣仍有放散,若將這些放散的煤氣都用于CCPP發(fā)電,僅此一項每年約可節(jié)約600萬噸標準煤。
(10)鋼廠綜合節(jié)電
鋼廠用電和節(jié)電,一是要提高自發(fā)電效率,二是從技術(shù)、管理方面節(jié)約用電,提高用電效率。如全燒高爐煤氣鍋爐的開發(fā)為高效回收低熱值的高爐煤氣開辟一條新的途徑,可有效提高自發(fā)電效率。節(jié)約用電方面可采用變頻調(diào)速、更新風機水泵、采用節(jié)能型變壓器等。要結(jié)合生產(chǎn)實際情況對各廠礦變配電系統(tǒng)進行優(yōu)化匹配,在保證安全的前提下提高變壓器的負荷率,避免出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象,減少電機無功運轉(zhuǎn)造成的電耗。應采取合理優(yōu)化供電系統(tǒng),合理分配與平衡負荷,使企業(yè)用電均衡化,提高負荷率,優(yōu)化運行;應按經(jīng)濟運行條件選擇調(diào)整變壓器,使其在多數(shù)情況下運行在經(jīng)濟運行點上,降低電能損耗,“削峰填谷”降低用電負荷最大需量,重視鋼鐵企業(yè)高用電設(shè)備的無功動態(tài)補償與諧波治理,對整體照明系統(tǒng)進行優(yōu)化改造,合理配置燈具,提高用電效率。
(11)主要污染物減排
燒結(jié)工序是目前鋼廠SO2排放的源頭,約占整個企業(yè)排放量的80%,因此是鋼鐵企業(yè)SO2減排的重點工序。燒結(jié)機煙氣脫硫在國內(nèi)目前還沒有公認成熟的技術(shù),大多數(shù)鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機煙氣脫硫改造,仍然處于觀望和考察階段。從已經(jīng)驗收的鋼鐵廠燒結(jié)機煙氣脫硫項目來看,暴露出了很多現(xiàn)場問題,事實證明,完全照搬其他領(lǐng)域的煙氣脫硫技術(shù)不能很好地適應于燒結(jié)機生產(chǎn)工作,這是由燒結(jié)機自身的煙氣特性和工藝生產(chǎn)決定的。因此,借鑒國外和其他行業(yè)的煙氣脫硫先進技術(shù),結(jié)合燒結(jié)機工藝生產(chǎn)特性,是我國燒結(jié)機煙氣脫硫的必經(jīng)之路。
國家新修訂的《中華人民共和國水污染防治法》自2008年6月1日起施行。對工業(yè)水污染防治提出更嚴格的要求,加大了污染事故的處罰力度。鋼鐵行業(yè)要繼續(xù)加強鋼鐵生產(chǎn)過程中的各類水污染防治,通過廢水處理、串級循環(huán)使用促進鋼鐵工業(yè)提高水資源利用效率,進一步降低新水用量。要繼續(xù)高度重視焦化廢水處理的經(jīng)濟有效、穩(wěn)定達標技術(shù)的深入研發(fā)與工業(yè)化應用。深入開發(fā)高氨氮及高COD等廢水處理回用技術(shù),真正實現(xiàn)“零”排放。
二惡英和多氯代二苯并呋喃是具持久性、生物累積性、長距離遷移及高毒性化合物。2004年6月25日,第十屆全國人大第十次會議審議批準我國加入《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》(以下簡稱POPs公約),2004年11月11日,公約對中國正式生效,首批列入POPs公約受控名單有12種物質(zhì),其中無意產(chǎn)生的二惡英類POPs物質(zhì)的控制已成為環(huán)境保護熱點問題之一。中國履行POPs公約的《國家實施計劃》(NIP)于2007年4月14日獲得國務院批準。NIP中將鋼鐵行業(yè)確立為二惡英減排優(yōu)先重點控制行業(yè)之一,要求分階段逐步開展BAT/BEP的應用,控制和減少二惡英的排放。
日前環(huán)境保護部要求鋼鐵行業(yè)對二惡英減排近期行動計劃及規(guī)劃進行編制,有關(guān)重點生產(chǎn)工序的排放限值標準也可能出臺,鋼鐵企業(yè)應給予高度重視!
(12)CO2減排工作
由CO2等溫室氣體引發(fā)的全球氣候變化已成為國際社會關(guān)注的焦點,其中CO2減排應成為鋼鐵企業(yè)必須關(guān)注和解決的重大環(huán)境問題。從全球來看,工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的CO2占全球排放量的20%以上,而鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)生的CO2占工業(yè)總排放的15%-20%,相當于世界人為溫室氣體的3%-4%。
我國鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展使得國際上對我國鋼鐵工業(yè)日益關(guān)注,對我國鋼鐵行業(yè)CO2排放問題也存在各種評論,國際鋼鐵協(xié)會也已組織開展對我國鋼鐵工業(yè)CO2排放量進行評估計算。為避免國際社會對我國鋼鐵工業(yè)在CO2排放方面產(chǎn)生認識上的偏頗,我們必須要針對我國鋼鐵企業(yè)實際,運用自己的方法對我國鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放有一個相對正確的評價,因此協(xié)會組織開展了“我國主要鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放現(xiàn)狀研究”課題,對鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放問題進行分析研究.各種余熱余能資源中,焦炭顯熱、燒結(jié)礦顯熱、高爐爐頂余壓和轉(zhuǎn)爐煤氣顯熱等是余熱回收的重點,目前已有成熟技術(shù),在進一步開發(fā)新技術(shù)、提高回收效率的基礎(chǔ)上,重點應加強節(jié)能技術(shù)的推廣,提高普及率。燒結(jié)、焦化廢煙氣等低溫顯熱回收技術(shù)尚不成熟,高爐渣和鋼渣顯熱利用技術(shù)有待開發(fā),是未來鋼鐵工業(yè)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新的方向和突破點。
我國鋼鐵企業(yè)中年產(chǎn)粗鋼500萬噸以上的大型鋼鐵企業(yè)節(jié)能設(shè)備相對較完善,二次能源回收水平較高,但與日本等先進產(chǎn)鋼國家相比仍有一定的差距。一些小企業(yè)二次能源回收裝置配備很少。即使是目前比較先進的大型設(shè)備,二次能源回收設(shè)備的潛力也沒有完全發(fā)揮出來。二次能源回收量決定于節(jié)能設(shè)備的選型、運行狀況及管理,要從各個影響環(huán)節(jié)入手,才能最大限度提高二次能源的回收利用量。
二次能源回收環(huán)節(jié)的具體差距原因和節(jié)能潛力以及能夠達到的節(jié)能目標的分析工作正在進行中,2008年年底將有初步結(jié)果。
4.消納社會廢棄物
鼓勵利用廢棄鋼、廢塑料、鋼鐵渣、含鐵塵泥、尾礦、廢輪胎等大宗廢棄物,建議國家和有關(guān)行業(yè)指導,將廢鋼和廢塑料的回收、分類、處理、供應發(fā)展成為一個產(chǎn)業(yè),對廢塑料回收、處理在技術(shù)開發(fā)上給予資金和政策支持。
三、鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排措施
1.積極貫徹相應法規(guī)標準
“十一五”以來,國家制定了各種法律法規(guī),淘汰落后生產(chǎn)能力,制止落后設(shè)備的新建。
(1)在《節(jié)能減排綜合性方案的通知》(國發(fā)[2007]15號)中,公布了“十一五”時期應淘汰的包括鋼鐵工業(yè)在內(nèi)的落后生產(chǎn)能力。
(2)制定了單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準。作為《節(jié)約能源法》的配套標準,國家發(fā)改委組織制定了鋼鐵行業(yè)的能源消耗限額標準《粗鋼單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》、《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》、《鐵合金單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》、《炭素單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》。作為淘汰落后和新建準入的能耗限制標準。標準已于2008年6月1日頒布實施。
標準中對于原有設(shè)備的能耗標準進行了強制性限制,對于不符合能耗標準的設(shè)備予以淘汰。并規(guī)定了新建設(shè)備的能耗準入門檻,不符合能耗標準,不予批準新建。同時,標準中還設(shè)定了能耗先進值,作為企業(yè)的努力方向。
2.推動企業(yè)之間節(jié)能減排對標挖潛,提高企業(yè)節(jié)能減排動力
能效對標是企業(yè)不斷將自己的生產(chǎn)流程或某些工藝設(shè)備能源利用效率與同類企業(yè)或那些被公認是行業(yè)先進的企業(yè)的能源資源進行對比的過程。有助于克服我國鋼鐵工業(yè)能源利用效率的障礙,促進能效水平的提高,支持中國建立一個可持續(xù)的、基于市場的、提高能效的機制,促進完善節(jié)能政策法規(guī)體系。實施能效對標活動,將引導廣大鋼鐵企業(yè)科學用能、節(jié)約用能、合理用能,促進其生產(chǎn)方式向高效率、低消耗、低排放轉(zhuǎn)變,對于緩解能源約束矛盾、促進節(jié)約型社會建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義和作用。
3.提高企業(yè)能源管理,建立完善的節(jié)能減排監(jiān)測制度
一些企業(yè)能源計量配備不完善、不準確,無考核和核查機制。一方面,企業(yè)對很多能源的計量特別是回收的二次能源量的計量誤差很大;另一方面對應該實測的,如煤和焦炭的能源折標準煤系數(shù)很多企業(yè)沒有規(guī)范地去測,致使企業(yè)的能源指標難以真實反映企業(yè)能源利用的水平。一些新上的中小鋼鐵企業(yè)沒有能源統(tǒng)計報告制度,沒有能源管理專業(yè)知識的人員,不做企業(yè)能源平衡,沒有能源平衡表,有的甚至連能源指標的含義都不清楚。
準確的能源計量、監(jiān)測是企業(yè)高效能源管理的基礎(chǔ),也是制定節(jié)能目標考核節(jié)能成果的必要工具。要嚴格鋼鐵企業(yè)計量制度,才能真實反映鋼鐵工業(yè)能耗水平、存在的問題和差距等,為今后節(jié)能目標確定、節(jié)能規(guī)劃的制定提供保證。
4.推廣成熟技術(shù),開發(fā)新技術(shù)
(1)干熄焦(CDQ)技術(shù)
干法熄焦技術(shù)是目前國外較廣泛應用的一項節(jié)能技術(shù),它是回收紅焦顯熱和改善操作環(huán)境的一項先進工藝技術(shù),其優(yōu)勢體現(xiàn)在:
減少環(huán)境污染。對規(guī)模為100萬t/a焦化廠而言,采用干熄焦技術(shù),每年可以減少8萬-10萬t動力煤燃燒對大氣的污染,比傳統(tǒng)的濕熄焦節(jié)水0.443t/t焦。
改善焦炭質(zhì)量。大型高爐采用干熄焦焦炭可使其焦比降低2%,使高爐生產(chǎn)能力提高1%。采用干熄焦可以降低強粘結(jié)性的焦,肥煤配入量10%-20%,可在配煤中多用15%弱粘結(jié)性煤,有利于充分利用資源和降低焦炭成本。
干熄焦技術(shù)對煉焦工序可實現(xiàn)噸焦節(jié)能40千克標煤,可使噸鋼能耗降低15千克標準煤。若我國焦炭生產(chǎn)全部采用干熄焦,則年可節(jié)約1200萬噸標準煤。
干熄焦工藝中的惰性氣體進行冷卻所產(chǎn)生的蒸汽在蒸汽鍋爐中進行發(fā)電時,蒸汽壓力和溫度的高低對干熄焦工藝的節(jié)能效率具有顯著的影響。高的蒸汽壓力和溫度可以使發(fā)電量增加10%左右。濟鋼6、7號焦爐150噸干熄焦工程引進了新日鐵的最新技術(shù),是國內(nèi)首家采用高溫高壓自然循環(huán)鍋爐,配備了世界最先進的焦爐節(jié)能環(huán)保工藝。
(2)煤調(diào)濕(CMC)技術(shù)
煤調(diào)濕是裝爐煤水分控制工藝的簡稱,是將煉焦煤料在裝爐前去除一部分水分,保持裝爐煤水分穩(wěn)定在6%左右,然后裝爐煉焦。按2007年全國的焦炭生產(chǎn)規(guī)模推算,若在全國的焦化企業(yè)推廣實施煤調(diào)濕,年可節(jié)約300萬噸標準煤,年可減少焦化污水約1500萬噸,CO2排放量約1600萬噸,節(jié)能減排效果顯著,潛在經(jīng)濟效益巨大。
(3)燒結(jié)低溫余熱回收技術(shù)
燒結(jié)余熱余能約占整個流程余熱資源的10%左右,余熱溫度在300-500℃之間,是目前我國低溫余熱資源應用的重點。
燒結(jié)余熱發(fā)電是利用低溫余熱的一個有效途徑,但目前應用很少,且存在一些問題,在運行過程中,由于燒結(jié)機和環(huán)冷機工況發(fā)生變化時,余熱回收系統(tǒng)的工作參數(shù)也將隨之變動,輸出的蒸汽壓力、溫度、流量也將發(fā)生變化,從而影響發(fā)電機組的運行效率。
目前我國燒結(jié)余熱利用的重點和難點在于:由于存在漏風率高導致廢氣溫度降低,又要保證進入除塵器前廢氣溫度在露點以上等原因,回收利用燒結(jié)余熱較困難,因此,如何降低漏風率以提高燒結(jié)機煙氣溫度,以及在保證燒結(jié)廢氣除塵所需溫度條件下,實現(xiàn)燒結(jié)機尾部高溫段廢氣顯熱回收、燒結(jié)余熱蒸汽發(fā)電核心技術(shù)的消化吸收和本土化,是燒結(jié)余熱回收的重點。如開發(fā)此技術(shù)將燒結(jié)礦余熱充分利用,則鋼鐵行業(yè)年可節(jié)約能源約900萬噸標準煤。
(4)高爐TRT技術(shù)
TRT主要分為濕式、干式、干濕兩用型。濕式TRT用于采用濕法除塵工藝中高爐煤氣的能量回收。經(jīng)濕法除塵后的高爐煤氣一般為50℃左右,壓力損失約20-35kPa,含塵量10-20mg/m3。濕法除塵后的高爐煤氣壓力較低,大量噴水損失了大量有用的熱能,同時大大增加了煤氣中的含水量,不僅降低了煤氣的熱值,而且對TRT等設(shè)備也不利。
高爐TRT與高爐煤氣干法除塵技術(shù)相結(jié)合是對高爐余壓、煤氣綜合利用的系統(tǒng)集成技術(shù)。這種技術(shù)結(jié)合一方面提高了TRT發(fā)電效率30%以上,使噸鐵發(fā)電量達到了35kWh-40kWh;另一方面實現(xiàn)了高爐煤氣全干法除塵,減少或基本沒有新水消耗和廢水排放,煤氣含塵量降低到5mg/m3。高爐采用全干法除塵可有效提高TRT發(fā)電量。
隨著高爐無料鐘爐頂技術(shù)及干法除塵工藝的發(fā)展、成熟和推廣應用,TRT裝置由濕式向干式發(fā)展是一種趨勢。
(5)轉(zhuǎn)爐干法除塵技術(shù)
煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用采用干法除塵技術(shù)后,不但可提高除塵效率,而且節(jié)能效果顯著。通過電除塵器可直接將粉塵濃度降至10mg/Nm3以下,不存在二次污染,系統(tǒng)阻損小,煤氣發(fā)熱值高,回收粉塵可直接利用,系統(tǒng)簡化,占地面積小,并可以部分或完全補償轉(zhuǎn)爐煉鋼過程能耗,因而獲得世界各國的普遍重視和采用,己被認定為今后發(fā)展方向。如果在我國普遍推廣,全年除塵電耗可減少近3億度。轉(zhuǎn)爐回收的煤氣與蒸汽綜合起來折成標準煤,每噸鋼可回收35kg左右。干法回收的粉塵成球后直接返回轉(zhuǎn)爐替代廢鋼或礦石作為冷卻劑,直接回收其金屬鐵可增加鋼產(chǎn)量1.8%。
2006年我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量為4.18億噸,占87.48%,若按每噸鋼可回收75Nm3煤氣計,全年可回收270多億立方米,每立方米煤氣熱值為7527kJ以上,折690萬噸標煤,相當于噸鋼降低能耗19kg標煤,所以,回收利用的前景很好。今后,該項技術(shù)要在進一步創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,提高設(shè)備的國產(chǎn)化比例,降低投資,為普及推廣創(chuàng)造條件。
(6)轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽發(fā)電技術(shù)
在提高轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收量的基礎(chǔ)上,重點開發(fā)低壓(飽和)蒸汽發(fā)電技術(shù)。如噸鋼發(fā)電量按照15kWh計算,全國年產(chǎn)鋼5億噸,則每年可以發(fā)電75億kWh,折合300萬tce左右,產(chǎn)生效益40多億元。同時,所發(fā)電可以替代從社會電廠購電,從而實現(xiàn)社會減排CO2630萬噸,減排SO26萬噸,社會環(huán)境效益顯著。
(7)鋼渣處理
目前,我國在高爐水渣利用技術(shù)方面已經(jīng)取得了突破性進展,但轉(zhuǎn)爐、電爐冶煉過程中產(chǎn)生的鋼渣應用技術(shù)還不成熟。2008年,我國鋼產(chǎn)量預計可達到5億噸,鋼渣產(chǎn)量約為0.7億噸,而目前我國鋼渣利用率僅為20%,堆積的鋼渣不僅占用大量土地,且造成環(huán)境污染。
目前鋼渣利用技術(shù)正在不斷探索,但尚未找到大規(guī)模資源化合理利用的有效途徑,今后,解決鋼渣利用問題仍是一項重要的任務。
(8)副產(chǎn)煤氣發(fā)電
在保證鋼鐵生產(chǎn)過程煤氣消耗的基礎(chǔ)上,剩余煤氣利用與余熱余能回收集成到發(fā)電上來,實現(xiàn)鋼廠副產(chǎn)煤氣的動態(tài)平衡,對于鋼廠進一步降低能耗是至關(guān)重要的。而副產(chǎn)煤氣的動態(tài)平衡,關(guān)鍵在于煤氣緩沖用戶的選擇;鋼廠煤氣自發(fā)電問題,則關(guān)鍵在于煤氣波動與動態(tài)平衡的模擬,以及在此基礎(chǔ)上,合理選擇發(fā)電機組。
(9)燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)CCPP
燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(gas-steam Combined Cycle Power Plant簡稱CCPP)。CCPP技術(shù)先進,發(fā)電率高。已接近天然氣和柴油為燃料的相近型號的燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電水平;鋼鐵廠的CCPP以燃高爐煤氣為主、有的工廠可能摻入少量焦爐煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣,與常規(guī)電廠相比,CCPP熱電轉(zhuǎn)換效率提高近10個百分點,為鋼廠富余煤氣利用提供了良好的途徑。
CCPP技術(shù)特點:熱效率高,發(fā)電效率高。在不外供熱時高達40%-45%,而常規(guī)的鍋爐蒸汽發(fā)電僅為35%左右。相同的煤氣量,CCPP要比常規(guī)的鍋爐蒸汽發(fā)電多發(fā)出70%-90%的電。CCPP排煙中CO2排放比常規(guī)火力電廠減少45%-50%,沒有SO2、飛灰及灰渣排放,NOx排放很低,目前己達到小于25mg/kg,今后有望達到5-9mg/kg。
目前我國鋼鐵企業(yè)高爐煤氣、焦爐煤氣仍有放散,若將這些放散的煤氣都用于CCPP發(fā)電,僅此一項每年約可節(jié)約600萬噸標準煤。
(10)鋼廠綜合節(jié)電
鋼廠用電和節(jié)電,一是要提高自發(fā)電效率,二是從技術(shù)、管理方面節(jié)約用電,提高用電效率。如全燒高爐煤氣鍋爐的開發(fā)為高效回收低熱值的高爐煤氣開辟一條新的途徑,可有效提高自發(fā)電效率。節(jié)約用電方面可采用變頻調(diào)速、更新風機水泵、采用節(jié)能型變壓器等。要結(jié)合生產(chǎn)實際情況對各廠礦變配電系統(tǒng)進行優(yōu)化匹配,在保證安全的前提下提高變壓器的負荷率,避免出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象,減少電機無功運轉(zhuǎn)造成的電耗。應采取合理優(yōu)化供電系統(tǒng),合理分配與平衡負荷,使企業(yè)用電均衡化,提高負荷率,優(yōu)化運行;應按經(jīng)濟運行條件選擇調(diào)整變壓器,使其在多數(shù)情況下運行在經(jīng)濟運行點上,降低電能損耗,“削峰填谷”降低用電負荷最大需量,重視鋼鐵企業(yè)高用電設(shè)備的無功動態(tài)補償與諧波治理,對整體照明系統(tǒng)進行優(yōu)化改造,合理配置燈具,提高用電效率。
(11)主要污染物減排
燒結(jié)工序是目前鋼廠SO2排放的源頭,約占整個企業(yè)排放量的80%,因此是鋼鐵企業(yè)SO2減排的重點工序。燒結(jié)機煙氣脫硫在國內(nèi)目前還沒有公認成熟的技術(shù),大多數(shù)鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)機煙氣脫硫改造,仍然處于觀望和考察階段。從已經(jīng)驗收的鋼鐵廠燒結(jié)機煙氣脫硫項目來看,暴露出了很多現(xiàn)場問題,事實證明,完全照搬其他領(lǐng)域的煙氣脫硫技術(shù)不能很好地
適應于燒結(jié)機生產(chǎn)工作,這是由燒結(jié)機自身的煙氣特性和工藝生產(chǎn)決定的。因此,借鑒國外和其他行業(yè)的煙氣脫硫先進技術(shù),結(jié)合燒結(jié)機工藝生產(chǎn)特性,是我國燒結(jié)機煙氣脫硫的必經(jīng)之路。
國家新修訂的《中華人民共和國水污染防治法》自2008年6月1日起施行。對工業(yè)水污染防治提出更嚴格的要求,加大了污染事故的處罰力度。鋼鐵行業(yè)要繼續(xù)加強鋼鐵生產(chǎn)過程中的各類水污染防治,通過廢水處理、串級循環(huán)使用促進鋼鐵工業(yè)提高水資源利用效率,進一步降低新水用量。要繼續(xù)高度重視焦化廢水處理的經(jīng)濟有效、穩(wěn)定達標技術(shù)的深入研發(fā)與工業(yè)化應用。深入開發(fā)高氨氮及高COD等廢水處理回用技術(shù),真正實現(xiàn)“零”排放。
二惡英和多氯代二苯并呋喃是具持久性、生物累積性、長距離遷移及高毒性化合物。2004年6月25日,第十屆全國人大第十次會議審議批準我國加入《關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》(以下簡稱POPs公約),2004年11月11日,公約對中國正式生效,首批列入POPs公約受控名單有12種物質(zhì),其中無意產(chǎn)生的二惡英類POPs物質(zhì)的控制已成為環(huán)境保護熱點問題之一。中國履行POPs公約的《國家實施計劃》(NIP)于2007年4月14日獲得國務院批準。NIP中將鋼鐵行業(yè)確立為二惡英減排優(yōu)先重點控制行業(yè)之一,要求分階段逐步開展BAT/BEP的應用,控制和減少二惡英的排放。
日前環(huán)境保護部要求鋼鐵行業(yè)對二惡英減排近期行動計劃及規(guī)劃進行編制,有關(guān)重點生產(chǎn)工序的排放限值標準也可能出臺,鋼鐵企業(yè)應給予高度重視!
(12)CO2減排工作
由CO2等溫室氣體引發(fā)的全球氣候變化已成為國際社會關(guān)注的焦點,其中CO2減排應成為鋼鐵企業(yè)必須關(guān)注和解決的重大環(huán)境問題。從全球來看,工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的CO2占全球排放量的20%以上,而鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)生的CO2占工業(yè)總排放的15%-20%,相當于世界人為溫室氣體的3%-4%。
我國鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展使得國際上對我國鋼鐵工業(yè)日益關(guān)注,對我國鋼鐵行業(yè)CO2排放問題也存在各種評論,國際鋼鐵協(xié)會也已組織開展對我國鋼鐵工業(yè)CO2排放量進行評估計算。為避免國際社會對我國鋼鐵工業(yè)在CO2排放方面產(chǎn)生認識上的偏頗,我們必須要針對我國鋼鐵企業(yè)實際,運用自己的方法對我國鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放有一個相對正確的評價,因此協(xié)會組織開展了“我國主要鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放現(xiàn)狀研究”課題,對鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放問題進行分析研究.各種余熱余能資源中,焦炭顯熱、燒結(jié)礦顯熱、高爐爐頂余壓和轉(zhuǎn)爐煤氣顯熱等是余熱回收的重點,目前已有成熟技術(shù),在進一步開發(fā)新技術(shù)、提高回收效率的基礎(chǔ)上,重點應加強節(jié)能技術(shù)的推廣,提高普及率。燒結(jié)、焦化廢煙氣等低溫顯熱回收技術(shù)尚不成熟,高爐渣和鋼渣顯熱利用技術(shù)有待開發(fā),是未來鋼鐵工業(yè)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新的方向和突破點。
我國鋼鐵企業(yè)中年產(chǎn)粗鋼500萬噸以上的大型鋼鐵企業(yè)節(jié)能設(shè)備相對較完善,二次能源回收水平較高,但與日本等先進產(chǎn)鋼國家相比仍有一定的差距。一些小企業(yè)二次能源回收裝置配備很少。即使是目前比較先進的大型設(shè)備,二次能源回收設(shè)備的潛力也沒有完全發(fā)揮出
來。二次能源回收量決定于節(jié)能設(shè)備的選型、運行狀況及管理,要從各個影響環(huán)節(jié)入手,才能最大限度提高二次能源的回收利用量。
二次能源回收環(huán)節(jié)的具體差距原因和節(jié)能潛力以及能夠達到的節(jié)能目標的分析工作正在進行中,2008年年底將有初步結(jié)果。
4.消納社會廢棄物
鼓勵利用廢棄鋼、廢塑料、鋼鐵渣、含鐵塵泥、尾礦、廢輪胎等大宗廢棄物,建議國家和有關(guān)行業(yè)指導,將廢鋼和廢塑料的回收、分類、處理、供應發(fā)展成為一個產(chǎn)業(yè),對廢塑料回收、處理在技術(shù)開發(fā)上給予資金和政策支持。
三、鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排措施
1.積極貫徹相應法規(guī)標準
“十一五”以來,國家制定了各種法律法規(guī),淘汰落后生產(chǎn)能力,制止落后設(shè)備的新建。
(1)在《節(jié)能減排綜合性方案的通知》(國發(fā)[2007]15號)中,公布了“十一五”時期應淘汰的包括鋼鐵工業(yè)在內(nèi)的落后生產(chǎn)能力。
(2)制定了單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準。作為《節(jié)約能源法》的配套標準,國家發(fā)改委組織制定了鋼鐵行業(yè)的能源消耗限額標準《粗鋼單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》、《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》、《鐵合金單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》、《炭素單位產(chǎn)品能源消耗限額國家標準》。作為淘汰落后和新建準入的能耗限制標準。標準已于2008年6月1日頒布實施。
標準中對于原有設(shè)備的能耗標準進行了強制性限制,對于不符合能耗標準的設(shè)備予以淘汰。并規(guī)定了新建設(shè)備的能耗準入門檻,不符合能耗標準,不予批準新建。同時,標準中還設(shè)定了能耗先進值,作為企業(yè)的努力方向。
2.推動企業(yè)之間節(jié)能減排對標挖潛,提高企業(yè)節(jié)能減排動力
能效對標是企業(yè)不斷將自己的生產(chǎn)流程或某些工藝設(shè)備能源利用效率與同類企業(yè)或那些被公認是行業(yè)先進的企業(yè)的能源資源進行對比的過程。有助于克服我國鋼鐵工業(yè)能源利用效率的障礙,促進能效水平的提高,支持中國建立一個可持續(xù)的、基于市場的、提高能效的機制,促進完善節(jié)能政策法規(guī)體系。實施能效對標活動,將引導廣大鋼鐵企業(yè)科學用能、節(jié)約用能、合理用能,促進其生產(chǎn)方式向高效率、低消耗、低排放轉(zhuǎn)變,對于緩解能源約束矛盾、促進節(jié)約型社會建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義和作用。
3.提高企業(yè)能源管理,建立完善的節(jié)能減排監(jiān)測制度
一些企業(yè)能源計量配備不完善、不準確,無考核和核查機制。一方面,企業(yè)對很多能源的計量特別是回收的二次能源量的計量誤差很大;另一方面對應該實測的,如煤和焦炭的能
源折標準煤系數(shù)很多企業(yè)沒有規(guī)范地去測,致使企業(yè)的能源指標難以真實反映企業(yè)能源利用的水平。一些新上的中小鋼鐵企業(yè)沒有能源統(tǒng)計報告制度,沒有能源管理專業(yè)知識的人員,不做企業(yè)能源平衡,沒有能源平衡表,有的甚至連能源指標的含義都不清楚。
準確的能源計量、監(jiān)測是企業(yè)高效能源管理的基礎(chǔ),也是制定節(jié)能目標考核節(jié)能成果的必要工具。要嚴格鋼鐵企業(yè)計量制度,才能真實反映鋼鐵工業(yè)能耗水平、存在的問題和差距等,為今后節(jié)能目標確定、節(jié)能規(guī)劃的制定提供保證。
4.推廣成熟技術(shù),開發(fā)新技術(shù)
(1)干熄焦(CDQ)技術(shù)
干法熄焦技術(shù)是目前國外較廣泛應用的一項節(jié)能技術(shù),它是回收紅焦顯熱和改善操作環(huán)境的一項先進工藝技術(shù),其優(yōu)勢體現(xiàn)在:
減少環(huán)境污染。對規(guī)模為100萬t/a焦化廠而言,采用干熄焦技術(shù),每年可以減少8萬-10萬t動力煤燃燒對大氣的污染,比傳統(tǒng)的濕熄焦節(jié)水0.443t/t焦。
改善焦炭質(zhì)量。大型高爐采用干熄焦焦炭可使其焦比降低2%,使高爐生產(chǎn)能力提高1%。采用干熄焦可以降低強粘結(jié)性的焦,肥煤配入量10%-20%,可在配煤中多用15%弱粘結(jié)性煤,有利于充分利用資源和降低焦炭成本。
干熄焦技術(shù)對煉焦工序可實現(xiàn)噸焦節(jié)能40千克標煤,可使噸鋼能耗降低15千克標準煤。若我國焦炭生產(chǎn)全部采用干熄焦,則年可節(jié)約1200萬噸標準煤。
干熄焦工藝中的惰性氣體進行冷卻所產(chǎn)生的蒸汽在蒸汽鍋爐中進行發(fā)電時,蒸汽壓力和溫度的高低對干熄焦工藝的節(jié)能效率具有顯著的影響。高的蒸汽壓力和溫度可以使發(fā)電量增加10%左右。濟鋼6、7號焦爐150噸干熄焦工程引進了新日鐵的最新技術(shù),是國內(nèi)首家采用高溫高壓自然循環(huán)鍋爐,配備了世界最先進的焦爐節(jié)能環(huán)保工藝。
(2)煤調(diào)濕(CMC)技術(shù)
煤調(diào)濕是裝爐煤水分控制工藝的簡稱,是將煉焦煤料在裝爐前去除一部分水分,保持裝爐煤水分穩(wěn)定在6%左右,然后裝爐煉焦。按2007年全國的焦炭生產(chǎn)規(guī)模推算,若在全國的焦化企業(yè)推廣實施煤調(diào)濕,年可節(jié)約300萬噸標準煤,年可減少焦化污水約1500萬噸,CO2排放量約1600萬噸,節(jié)能減排效果顯著,潛在經(jīng)濟效益巨大。
(3)燒結(jié)低溫余熱回收技術(shù)
燒結(jié)余熱余能約占整個流程余熱資源的10%左右,余熱溫度在300-500℃之間,是目前我國低溫余熱資源應用的重點。
燒結(jié)余熱發(fā)電是利用低溫余熱的一個有效途徑,但目前應用很少,且存在一些問題,在運行過程中,由于燒結(jié)機和環(huán)冷機工況發(fā)生變化時,余熱回收系統(tǒng)的工作參數(shù)也將隨之變動,輸出的蒸汽壓力、溫度、流量也將發(fā)生變化,從而影響發(fā)電機組的運行效率。
目前我國燒結(jié)余熱利用的重點和難點在于:由于存在漏風率高導致廢氣溫度降低,又要保證進入除塵器前廢氣溫度在露點以上等原因,回收利用燒結(jié)余熱較困難,因此,如何降低漏風率以提高燒結(jié)機煙氣溫度,以及在保證燒結(jié)廢氣除塵所需溫度條件下,實現(xiàn)燒結(jié)機尾部高溫段廢氣顯熱回收、燒結(jié)余熱蒸汽發(fā)電核心技術(shù)的消化吸收和本土化,是燒結(jié)余熱回收的重點。如開發(fā)此技術(shù)將燒結(jié)礦余熱充分利用,則鋼鐵行業(yè)年可節(jié)約能源約900萬噸標準煤。
(4)高爐TRT技術(shù)
TRT主要分為濕式、干式、干濕兩用型。濕式TRT用于采用濕法除塵工藝中高爐煤氣的能量回收。經(jīng)濕法除塵后的高爐煤氣一般為50℃左右,壓力損失約20-35kPa,含塵量10-20mg/m3。濕法除塵后的高爐煤氣壓力較低,大量噴水損失了大量有用的熱能,同時大大增加了煤氣中的含水量,不僅降低了煤氣的熱值,而且對TRT等設(shè)備也不利。
高爐TRT與高爐煤氣干法除塵技術(shù)相結(jié)合是對高爐余壓、煤氣綜合利用的系統(tǒng)集成技術(shù)。這種技術(shù)結(jié)合一方面提高了TRT發(fā)電效率30%以上,使噸鐵發(fā)電量達到了35kWh-40kWh;另一方面實現(xiàn)了高爐煤氣全干法除塵,減少或基本沒有新水消耗和廢水排放,煤氣含塵量降低到5mg/m3。高爐采用全干法除塵可有效提高TRT發(fā)電量。
隨著高爐無料鐘爐頂技術(shù)及干法除塵工藝的發(fā)展、成熟和推廣應用,TRT裝置由濕式向干式發(fā)展是一種趨勢。
(5)轉(zhuǎn)爐干法除塵技術(shù)
煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用采用干法除塵技術(shù)后,不但可提高除塵效率,而且節(jié)能效果顯著。通過電除塵器可直接將粉塵濃度降至10mg/Nm3以下,不存在二次污染,系統(tǒng)阻損小,煤氣發(fā)熱值高,回收粉塵可直接利用,系統(tǒng)簡化,占地面積小,并可以部分或完全補償轉(zhuǎn)爐煉鋼過程能耗,因而獲得世界各國的普遍重視和采用,己被認定為今后發(fā)展方向。如果在我國普遍推廣,全年除塵電耗可減少近3億度。轉(zhuǎn)爐回收的煤氣與蒸汽綜合起來折成標準煤,每噸鋼可回收35kg左右。干法回收的粉塵成球后直接返回轉(zhuǎn)爐替代廢鋼或礦石作為冷卻劑,直接回收其金屬鐵可增加鋼產(chǎn)量1.8%。
2006年我國轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量為4.18億噸,占87.48%,若按每噸鋼可回收75Nm3煤氣計,全年可回收270多億立方米,每立方米煤氣熱值為7527kJ以上,折690萬噸標煤,相當于噸鋼降低能耗19kg標煤,所以,回收利用的前景很好。今后,該項技術(shù)要在進一步創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,提高設(shè)備的國產(chǎn)化比例,降低投資,為普及推廣創(chuàng)造條件。
(6)轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽發(fā)電技術(shù)
在提高轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收量的基礎(chǔ)上,重點開發(fā)低壓(飽和)蒸汽發(fā)電技術(shù)。如噸鋼發(fā)電量按照15kWh計算,全國年產(chǎn)鋼5億噸,則每年可以發(fā)電75億kWh,折合300萬tce左右,產(chǎn)生效益40多億元。同時,所發(fā)電可以替代從社會電廠購電,從而實現(xiàn)社會減排CO2630萬噸,減排SO26萬噸,社會環(huán)境效益顯著。
(7)鋼渣處理
目前,我國在高爐水渣利用技術(shù)方面已經(jīng)取得了突破性進展,但轉(zhuǎn)爐、電爐冶煉過程中產(chǎn)生的鋼渣應用技術(shù)還不成熟。2008年,我國鋼產(chǎn)量預計可達到5億噸,鋼渣產(chǎn)量約為0.7億噸,而目前我國鋼渣利用率僅為20%,堆積的鋼渣不僅占用大量土地,且造成環(huán)境污染。
目前鋼渣利用技術(shù)正在不斷探索,但尚未找到大規(guī)模資源化合理利用的有效途徑,今后,解決鋼渣利用問題仍是一項重要的任務。
(8)副產(chǎn)煤氣發(fā)電
在保證鋼鐵生產(chǎn)過程煤氣消耗的基礎(chǔ)上,剩余煤氣利用與余熱余能回收集成到發(fā)電上來,實現(xiàn)鋼廠副產(chǎn)煤氣的動態(tài)平衡,對于鋼廠進一步降低能耗是至關(guān)重要的。而副產(chǎn)煤氣的動態(tài)平衡,關(guān)鍵在于煤氣緩沖用戶的選擇;鋼廠煤氣自發(fā)電問題,則關(guān)鍵在于煤氣波動與動態(tài)平衡的模擬,以及在此基礎(chǔ)上,合理選擇發(fā)電機組。
(9)燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)CCPP
燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)(gas-steam Combined Cycle Power Plant簡稱CCPP)。CCPP技術(shù)先進,發(fā)電率高。已接近天然氣和柴油為燃料的相近型號的燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電水平;鋼鐵廠的CCPP以燃高爐煤氣為主、有的工廠可能摻入少量焦爐煤氣或轉(zhuǎn)爐煤氣,與常規(guī)電廠相比,CCPP熱電轉(zhuǎn)換效率提高近10個百分點,為鋼廠富余煤氣利用提供了良好的途徑。
CCPP技術(shù)特點:熱效率高,發(fā)電效率高。在不外供熱時高達40%-45%,而常規(guī)的鍋爐蒸汽發(fā)電僅為35%左右。相同的煤氣量,CCPP要比常規(guī)的鍋爐蒸汽發(fā)電多發(fā)出70%-90%的電。CCPP排煙中CO2排放比常規(guī)火力電廠減少45%-50%,沒有SO2、飛灰及灰渣排放,NOx排放很低,目前己達到小于25mg/kg,今后有望達到5-9mg/kg。
目前我國鋼鐵企業(yè)高爐煤氣、焦爐煤氣仍有放散,若將這些放散的煤氣都用于CCPP發(fā)電,僅此一項每年約可節(jié)約600萬噸標準煤。
(10)鋼廠綜合節(jié)電
鋼廠用電和節(jié)電,一是要提高自發(fā)