國際鋼鐵業節能環保和工序技術發展趨勢

隨著國(guo)(guo)際(ji)社會對環境問題(ti)的(de)(de)(de)(de)不斷(duan)關注(zhu)和(he)資源緊(jin)(jin)張對節(jie)能(neng)降(jiang)耗提出的(de)(de)(de)(de)緊(jin)(jin)迫要求,世(shi)界各(ge)(ge)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)鋼鐵行(xing)業在節(jie)能(neng)減(jian)排和(he)環境保護方(fang)面的(de)(de)(de)(de)技術(shu)不斷(duan)涌現。同時,為了提高生產(chan)效率,鋼鐵生產(chan)各(ge)(ge)個(ge)工(gong)序的(de)(de)(de)(de)先進技術(shu)也不斷(duan)被開發應(ying)用。本期《國(guo)(guo)際(ji)技術(shu)》就為大(da)家介紹今(jin)年我們在國(guo)(guo)際(ji)技術(shu)領(ling)域關注(zhu)的(de)(de)(de)(de)焦(jiao)點(dian)以及國(guo)(guo)際(ji)鋼鐵業節(jie)能(neng)環保和(he)工(gong)序技術(shu)的(de)(de)(de)(de)新發展、新趨(qu)勢。

節能環保篇多國研究CO2減排前沿技術日本:鐵焦技術新進展日本JFE鋼廠(chang)高(gao)爐(lu)生(sheng)產成功開發的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)焦(jiao)技術,是將廉價的(de)(de)非(fei)微黏結煤和(he)鐵(tie)(tie)(tie)礦粉混合(he)壓塊成型后(hou),送入連續式爐(lu)內(nei)加熱干(gan)餾以生(sheng)產出(chu)含鐵(tie)(tie)(tie)30%、含焦(jiao)70%的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)焦(jiao)。在京(jing)濱廠(chang)制成日產造鐵(tie)(tie)(tie)40噸(dun)(dun)、鐵(tie)(tie)(tie)焦(jiao)30噸(dun)(dun)的(de)(de)混合(he)選塊裝(zhuang)置(zhi)后(hou),經(jing)(jing)該廠(chang)中型高(gao)爐(lu)摻入10%代(dai)焦(jiao)炭(tan)經(jing)(jing)多次(ci)連續使用后(hou),取(qu)得(de)了(le)在爐(lu)況正常(chang)下節(jie)約(yue)焦(jiao)炭(tan)的(de)(de)明(ming)顯(xian)效(xiao)果。JFE利用含鐵(tie)(tie)(tie)礦比(bi)(bi)為30%的(de)(de)成型鐵(tie)(tie)(tie)焦(jiao)代(dai)替10%的(de)(de)常(chang)規焦(jiao)炭(tan),經(jing)(jing)5000m3大型高(gao)爐(lu)的(de)(de)試驗結果顯(xian)示:節(jie)焦(jiao)和(he)節(jie)約(yue)主焦(jiao)煤的(de)(de)綜合(he)效(xiao)果明(ming)顯(xian)。新日鐵(tie)(tie)(tie)通過對(dui)鐵(tie)(tie)(tie)焦(jiao)在高(gao)爐(lu)中相(xiang)關作用的(de)(de)基(ji)礎(chu)研(yan)究,更證明(ming)了(le)鐵(tie)(tie)(tie)焦(jiao)在高(gao)爐(lu)中降低還原反應溫(wen)度和(he)提高(gao)反應效(xiao)率的(de)(de)催化劑作用,并證明(ming)鐵(tie)(tie)(tie)焦(jiao)代(dai)鐵(tie)(tie)(tie)礦的(de)(de)比(bi)(bi)例可(ke)提高(gao)到(dao)30%左右。

現(xian)狀:該技術已經完成(cheng)了實驗室階段的(de)(de)(de)(de)(de)研究工作(zuo),并且(qie)在日(ri)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)大型生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)高(gao)(gao)爐(lu)中(zhong)進行了部分工業試制,取得了良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)效(xiao)果(guo)。目前,該技術尚須完善,大批量應用(yong)(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)仍需(xu)要在工業中(zhong)試驗,以(yi)達到穩定運(yun)行的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。德(de)國、日(ri)本(ben)(ben):利(li)用(yong)(yong)(yong)木(mu)炭(tan)、生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)和廢塑料(liao)(liao)(liao)減排(pai)CO2“生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)”是指動物(wu)、植物(wu)和微生(sheng)(sheng)物(wu)通(tong)(tong)(tong)過生(sheng)(sheng)長和新陳代謝所產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)材料(liao)(liao)(liao)。原(yuan)生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分適用(yong)(yong)(yong)于熱(re)處理過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)解行為,進而通(tong)(tong)(tong)過碳(tan)化溫(wen)度(du)來影響CO2的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)放量。使用(yong)(yong)(yong)可再生(sheng)(sheng)或含氫能(neng)源也可減少CO2的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)放。德(de)國和日(ri)本(ben)(ben)學(xue)者分別對直接還(huan)原(yuan)工藝脫除CO2進行試驗研究后(hou)發現(xian),生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)和廢塑料(liao)(liao)(liao)在較短(duan)時間內可成(cheng)功(gong)應用(yong)(yong)(yong)于傳統(tong)高(gao)(gao)爐(lu)、煉焦和直接還(huan)原(yuan)廠的(de)(de)(de)(de)(de)裝備(bei)上(shang),并且(qie)不需(xu)要大的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)動和投資。通(tong)(tong)(tong)過高(gao)(gao)爐(lu)風口(kou)噴吹生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)、木(mu)炭(tan)和廢塑料(liao)(liao)(liao),可代替煤(mei)粉等還(huan)原(yuan)劑。它們以(yi)固結物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)形式加入高(gao)(gao)爐(lu)中(zhong)且(qie)具有(you)(you)雙重效(xiao)果(guo):有(you)(you)利(li)于保持(chi)CO2含量或減少CO2含量;提(ti)(ti)高(gao)(gao)了含碳(tan)爐(lu)料(liao)(liao)(liao)在高(gao)(gao)爐(lu)爐(lu)身的(de)(de)(de)(de)(de)還(huan)原(yuan)能(neng)力,進而降(jiang)低(di)高(gao)(gao)爐(lu)恒溫(wen)帶的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du),可有(you)(you)效(xiao)提(ti)(ti)高(gao)(gao)氣體利(li)用(yong)(yong)(yong)率(lv),降(jiang)低(di)還(huan)原(yuan)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗。

現狀:目(mu)前(qian),噴吹木(mu)(mu)炭粉(fen)技(ji)術已(yi)被應(ying)(ying)用(yong)于巴西的(de)(de)微型(xing)高(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu),在(zai)現代大型(xing)高(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)上噴吹生(sheng)(sheng)物(wu)質(zhi)或木(mu)(mu)炭的(de)(de)技(ji)術也正在(zai)開發過(guo)程中(zhong)。該(gai)工藝技(ji)術為減(jian)少CO2排(pai)放提供了(le)一種新的(de)(de)方法(fa),但目(mu)前(qian)尚處在(zai)研究試驗階段,在(zai)工業中(zhong)廣泛應(ying)(ying)用(yong)還(huan)有(you)大量(liang)的(de)(de)問題需要解決。意大利:ENERGIRON工藝選擇(ze)性脫除CO2在(zai)高(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)冶煉中(zhong),始終存在(zai)過(guo)剩的(de)(de)焦爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)煤(mei)氣(qi)、轉爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)煤(mei)氣(qi)和高(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)頂(ding)(ding)煤(mei)氣(qi)。而(er)用(yong)產自天然氣(qi)、焦爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)煤(mei)氣(qi)和高(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)頂(ding)(ding)煤(mei)氣(qi)的(de)(de)直接還(huan)原(yuan)(yuan)鐵(tie)而(er)排(pai)出。當還(huan)原(yuan)(yuan)鐵(tie)用(yong)作(zuo)鐵(tie)源(yuan)而(er)無需重(zhong)新氧化,冶煉過(guo)程中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)還(huan)原(yuan)(yuan)反應(ying)(ying)能夠有(you)效利用(yong)能源(yuan),整(zheng)個過(guo)程的(de)(de)能量(liang)損失達(da)到最(zui)小化。轉底爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)此技(ji)術最(zui)經濟有(you)效。現狀:目(mu)前(qian),新日鐵(tie)已(yi)發展(zhan)了(le)6個轉底爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)項目(mu)并完(wan)成了(le)生(sheng)(sheng)產中(zhong)全部粉(fen)塵的(de)(de)規模化循環利用(yong)。這些轉底爐(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)回(hui)收能力達(da)到120萬噸/年(nian),為節(jie)約能源(yuan)和資源(yuan)提供了(le)良好的(de)(de)條件。

在(zai)(zai)反應爐(lu)(lu)中(zhong),必須采(cai)取措施避免氧(yang)廢物的(de)(de)化學成分在(zai)(zai)還(huan)原期間減少。為(wei)了(le)降低(di)容易吸附在(zai)(zai)耐火(huo)材料(liao)表面的(de)(de)粉塵(chen),造(zao)粒方(fang)法也(ye)(ye)要(yao)(yao)改進(jin)。同時,要(yao)(yao)防止轉底爐(lu)(lu)操作中(zhong)氧(yang)廢物顆粒雜質(zhi)的(de)(de)不良影響。點評:如今(jin),常(chang)見的(de)(de)霧霾天氣(qi)給全國空氣(qi)質(zhi)量帶來了(le)嚴峻(jun)的(de)(de)挑戰。鋼鐵(tie)企(qi)業(ye)(ye)怎(zen)樣除塵(chen)已是(shi)面對愈發猛烈的(de)(de)環保“風暴”迫在(zai)(zai)眉(mei)睫的(de)(de)問題。雖(sui)然(ran)中(zhong)國鋼鐵(tie)企(qi)業(ye)(ye)還(huan)面臨著市場、布局、設備、工(gong)藝、觀念等(deng)各方(fang)面的(de)(de)困(kun)難和不足(zu),起步(bu)也(ye)(ye)相對較晚,但是(shi)應該看到(dao)經歷多重考驗的(de)(de)中(zhong)國鋼鐵(tie)工(gong)業(ye)(ye)正在(zai)(zai)向(xiang)著實現環境友(you)好(hao)、社會(hui)和諧發展、可持(chi)續發展的(de)(de)方(fang)向(xiang)邁進(jin)。而國外鋼鐵(tie)工(gong)業(ye)(ye)有害氣(qi)體減排技術也(ye)(ye)為(wei)國內企(qi)業(ye)(ye)提(ti)供(gong)了(le)借鑒(jian),樹立(li)了(le)趕超(chao)的(de)(de)目標。