炼铁系统节能减排技术的现状和发展

炼铁系统节能减排技术的现状和发展

刘刚

石横特钢集团有限公司，山东 · 泰安 271612

摘要：随着科学技术的迅猛发展，现代炼铁系统和技术获得了持续的进步，但是从环境、能源及资源的角度来看，我国炼铁系统存在较大的环境压力。因此，必须要加强对炼铁系统节能减排技术的研究。论文主要针对炼铁系统节能减排技术的现状以及发展趋势进行探究，指出具体的节能减排的措施以及要点，希望能够为我国炼铁系统的节能减排工作提供一定的参考。 ABSTRACT: With the rapid development of science and technology, modern ironmaking system and technology have made sustained progress, but from the point of view of environment, energy and resources, China's ironmaking system has greater environmental pressure. Therefore, it is necessary to strengthen the research on energy saving and emission reduction technology of ironmaking system. This paper mainly explores the current situation and development trend of energy saving and emission reduction technology in ironmaking system, and points out the specific measures and key points of energy saving and emission reduction, hoping to provide some reference for energy saving and emission reduction work of ironmaking system in China.

关键词：炼铁系统；节能减排技术；发展 Key words: ironmaking system; energy saving and emission reduction technology; development

1 引言

钢铁行业一直以来都是能耗相对比较多、污染比较严重的行业。随着钢铁产量的不断增加以及钢铁企业规模的逐渐扩大，我国钢铁企业面临的环境压力以及能耗压力越来越重，必须要加强对钢铁企业节能减排工作的探究，明确炼铁系统节能减排的相关措施以及具体的执行标准，加快能源消费结构的升级以及产业结构的调整，促进钢铁行业的可持续发展。

2炼铁系统能耗和排放的特征

2.1炼铁工艺的能耗

我国钢铁行业产量迅速增加主要依赖于科学技术的进步、国家经济的迅猛发展以及固定投资的增加这三个原因。钢铁行业产能增加的同时也意味着能耗的上升，对我国近几年来能源资源的消耗以及钢铁产业的发展分析来看，钢铁产量以及能源的消耗都保持着持续增长的趋势，总体来说钢铁产业属于高能耗产业，钢铁产业内部各个生产工序之间存在严重的能耗不均的问题。能耗产生的主要的区域在高炉、烧结、炼焦、球团几个方面，比重达到七成左右，实际炼钢过程所造成的能量消耗非常少。总体的钢铁行业能耗居高不下，在节能减排的形势下钢铁高炉工序和烧结工序的能耗没有获得有效的下降反而有所上升^[1]。

2.2炼铁污染物的排放

在钢铁企业的发展以及生产的过程中，不仅会存在高能耗的问题，也存在高污染的问题，原有的先发展后治理的道路使得我国的环境控制形式以及环境治理现状日益严峻。钢铁企业污染物的排放量也高达70%以上，除了产生二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及烟尘等大气污染物之外，也会产生大量的固体废弃物以及废水，严重影响周围的生态平衡，容易造成环境的恶化，对水资源、土壤资源以及大气环境都会造成一定的破坏。从当前来看，我国钢铁企业的主要污染排放量虽然已经呈现下降的趋势，但是仍然有着较大的排放总量，不容乐观^[2]。

3我国炼铁行业的生产现状

3.1钢铁产量迅速增长

我国自从20世纪末成为世界钢铁产量的主导国以来，钢铁产量一直位于世界第一的位置。国内经济的迅猛发展促进了市场对钢材需求的增加，使得钢铁企业面临繁荣的发展趋势。同时，国家对钢铁行业的重视也使得钢铁产能进一步扩大，持续的投资增加已经成为钢铁工业产能扩张的核心推动力，年产铁量保持着持续的增长趋势。随着社会经济的持续发展，在原材料价格攀升、供应紧张以及质量下降的背景之下，我国高炉炼铁仍然取得了有效的发展。作为所有炼铁原料中最贵的原料，焦炭是人们最为关注的炼铁技术经济指标，在过去十年以来，我国高炉喷吹煤粉技术不断提升，通过煤粉取代焦炭的技术已经获得了成熟，使得煤炭的生产成本有所下降，但是燃料比仍然没有有效地降低。国内钢铁企业在最近十年来烧结矿和焦炭的质量指标基本持平，没有出现较大的波动，矿石品位的波动已经成为炼铁指标波动的主要因素。有的中小企业为了降低生产成本。争相购买的品味的劣质矿物，这些矿物中三氧化二铝的含量比较高，也含有大量的有害杂质，造成的后果是燃料比升高，能耗增加，对周围环境的破坏进一步加大

^[3]。

3.2能耗水平偏高

从钢铁行业的发展情况来看，能源产量和能源消耗都保持着快速增长的方式，以满足我国经济的发展需求。从20世纪90年代开始，我国能源的消耗已经逐渐超过了能源的产量，而且能源消耗的量与产量之间的差距在逐渐加大，我国钢铁行业已经成为重要的能耗大户，但是对于国民经济的直接贡献并不多^[4]。

4炼铁系统节能减排的发展方向

4.1淘汰落后的装备

炼铁系统在生产过程中需要消耗大量的能源资源，排放大量的废弃物质，不仅会对环境系统带来较大的压力，而且制约着钢铁行业的可持续发展。因此，必须要加强对炼铁系统节能减排工作的研究，逐渐淘汰落后的能耗较高的设备，实现高炉大型化生产，有效降低能源资源的消耗，提高系统的生产效率，节约人力资源，减少环境污染，提高铁水质量。根据统计研究表明，落后的炼铁系统生产燃料往往要比先进的大型化的高炉系统高40公斤每吨，落后的工业装备能耗比较高，污染处理难度较大，二次能源回收效率较低。随着高炉设备的大型化和自动化发展，高炉燃料比和二氧化碳的排放强度呈现逐年下降的趋势，高炉设备的自动化、大型化以及智能化有利于低碳发展，对炼铁运行成本、生产装备、产品竞争力以及生产规模具有至关重要的影响，所以我国钢铁行业要加强对装备的升级和优化，实现装备的大型化发展。

4.2喷吹塑料技术

目前全世界的塑料制品仍然保持着较快的速度进行增长，相对应的数量问题引发的白色污染也日益严重，威胁生态系统的平衡以及环境保护工作的顺利开展。高炉喷吹塑料技术在德国和日本等国家已经得到了应用和开发，能够实现塑料制品的减容化、无害化以及资源化的处理，投资费用和运行费用相对比较低。废弃塑料用于高炉炼铁的工艺流程包括塑料分选、粉碎以及碳化处理，将废弃的塑料制品制造成力度适宜的颗粒，取代带部分煤粉从风口吹入高炉，减少焦炭的消耗量。虽然喷吹塑料技术目前已经在国外趋于成熟，并且有着先进的成功的运营案例，但是，由于不同国家产生的塑料制品的品质和特征不同，收集的塑料模式也各不相同，我国高炉喷吹废弃塑料技术的应用仍然有着较长的路要走。我国国内学者对不同种类的塑料进行了燃烧实验，以燃烧塑料的动力学特征为高炉喷吹塑料的应用进行数据支持。在通过各种方法研究混合喷吹塑料和煤粉技术之后，喷吹塑料技术在我国也逐渐走向应用的行列，不仅能够实现部分煤粉的替代，节约燃料，而且还可以有效处理白色污染问题，兼具环保性和节能性的特征。但是，废弃塑料的破碎和分类回收等稳定的处理工艺仍然是难题，而且成本比较高，在大型化的应用中仍然存在较大的困难。

4.3优化配置节能减排工艺

我国当前现有的高炉数量比较多，但是高炉之间容量差别较大，为了提高炼铁系统的节能减排效益，并不能完全照搬先进钢铁企业以及国外的技术手段和生产模式，需要结合各个钢厂自身生产系统的特征，合理地利用自身资源，选择合适的工艺流程进行节能减排工作。节能减排不同工序的系统设计通常需要不同的单位和部门来完成，存在设计思路以及设计理念之间的差距，容易造成系统衔接方面的问题。所以，还需要做好管理制度的完善和优化，为节能减排活动的顺利开展创造良好的环境。

5结语

综上所述，钢铁行业在我国社会经济的发展过程中有着至关重要的作用，也对我国的资源和环境带来了较大的压力，减少能源资源的消耗和污染物质的排放已经成为当前钢铁行业发展的重要方向。需要明确高炉炼铁系统在运行过程中的废弃物产生过程以及能源流动的结构，提高高炉的生产效率，通过资源能源的合理配置实现节能减排的目标。

参考文献：

[1]任海霞,李少岩.新政条件下钢铁行业节能减排重点及实现途径[J].企业技术开,2018,31(8):169-170.

[2]关书生.中国钢铁产业存在的问题及其应对策略[J].经济论坛,2018(10):105,110.

[3]张寿荣.进入 21 世纪后中国炼铁工业的发展及存在的问题[J].炼铁,2018,31(1):16.

[4]沙永志,腾飞,曹军.我国炼铁工艺技术的进步[J].炼铁,2018,31(1):7-11.