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從目前的發(fā)展情況看，中國鋼鐵產(chǎn)量占世界鋼鐵總產(chǎn)量的50%以上。然而，隨著鋼鐵冶煉技術(shù)和工藝的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，近年來，我國對高爐煉鐵節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用提出了更嚴(yán)格的要求。在高爐煉鐵過程中，節(jié)能減排技術(shù)主要包括精礦煉鐵、高壓爐頂、高風(fēng)溫和噴煤的綜合應(yīng)用。鋼鐵企業(yè)要結(jié)合自身鋼鐵冶煉和煉鐵規(guī)模的實(shí)際情況，合理選擇節(jié)能減排技術(shù)，在節(jié)能減排的基礎(chǔ)上，提高鋼鐵產(chǎn)品的整體生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1當(dāng)前高爐煉鐵工藝發(fā)展現(xiàn)狀

人們環(huán)保意識的不斷提高，使用環(huán)保材料取代傳統(tǒng)的嚴(yán)重污染材料已成為主要發(fā)展方向。特別是在近年來鋼鐵工業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大的背景下，污染問題日益嚴(yán)重，對人們的日常生活和社會正常生產(chǎn)產(chǎn)生了一定的影響。因此，必須采取相應(yīng)措施，有效控制高爐煉鐵對鋼鐵行業(yè)造成的環(huán)境污染。在鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域，鋼鐵企業(yè)要實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展，必須進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，引進(jìn)高效節(jié)能減排技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，全面落實(shí)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約的理念。此外，節(jié)能減排技術(shù)可以有效提高鋼鐵行業(yè)高爐煉鐵的效率，促進(jìn)鋼鐵行業(yè)的良好發(fā)展。

2高爐煉鐵工藝環(huán)保措施

2.1循環(huán)運(yùn)用熱量目前，大多數(shù)中國企業(yè)在這方面已經(jīng)取得了良好的初步成績，在實(shí)踐過程中也取得了非常寶貴的經(jīng)驗(yàn)。此外，在金屬冶煉過程中，廢熱主要包括：一是在完全燃燒后從燃燒氣體中回收熱量，通常約300℃。第二，浮渣的熱回收。該工藝產(chǎn)生的溫度很高，通常在1000℃左右；這對節(jié)能降耗也起著非常重要的作用。這部分熱交換完成的能量回收非常成熟。此外，燃燒氣體產(chǎn)生的熱量可減少正式鑄造前的能源浪費(fèi)，最大限度地充分利用能源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

2.2循環(huán)利用廢氣固體

在金屬冶煉過程中，通常會產(chǎn)生大量的固體殘渣，包括許多類似爐渣的固體殘渣。但這些固體殘留物可以得到更好的利用。隨著高爐煉鐵工藝的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，產(chǎn)生的固體廢氣得到了有效的回收利用，固體廢物的回收利用已經(jīng)形成了較為成熟的工藝。一般來說，礦渣在實(shí)際應(yīng)用中被廣泛使用。通過對金屬冶煉過程中產(chǎn)生的固體廢棄物的合理利用，不僅可提高資源的利用效率，而且可最大限度地減少廢棄物的排放，對鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.3實(shí)現(xiàn)燃料替換

在金屬冶煉過程中，碳通常是最關(guān)鍵的燃料。然而，在大量碳燃燒的情況下，會給環(huán)境帶來非常嚴(yán)重的污染。因此，為了減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展目標(biāo)，必須注重新能源的開發(fā)利用。目前，許多發(fā)達(dá)國家在金屬冶煉過程中使用天然氣和塑料作為燃料，發(fā)展效果十分顯著。然而，這些能源在中國尚未普及。根本原因是這些能源的利用效率低，回收率不合理。在上述問題的影響下，高爐煉鐵工藝的發(fā)展受到了極大的限制。此外，氫氣還可以作為一種新的節(jié)能能源，應(yīng)用于金屬冶煉。但氫氣的開發(fā)程度相對較低，不能滿足金屬冶煉的實(shí)際要求。

3高爐煉鐵工藝中的節(jié)能減排技術(shù)

3.1均壓放散煤氣回收技術(shù)在高爐煉鐵工藝的具體實(shí)施過程中，礦石和焦炭應(yīng)從爐頂裝載。頂部裝料過程中使用的熔煉容器通常處于高溫高壓狀態(tài)，而礦石和焦炭的混合物在裝入爐頂之前始終保持在正常溫度和壓力下。當(dāng)爐料被提升到爐頂時，稱重罐首先釋放混合物的壓力，然后將其排入高爐［4］。在此過程中，高爐煤氣在消聲除塵作用下排入大氣。此時，工作空間中的CO有毒氣體含量將顯著增加，并伴有大量粉塵。該工藝產(chǎn)生的煤氣放熱可達(dá)3000kJ/m3，消耗了大量的二次能源，給鋼鐵企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)帶來了非常嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。對于上述情況，一定要對爐頂裝料期間所放散出來的高爐煤氣進(jìn)行回收處理，具體回收裝置如圖1所示。從圖1中可以明確看出，這一類型的煤氣回收裝置主要包括燃燒排放式以及回收入管網(wǎng)方式，凡是進(jìn)入到管網(wǎng)中的煤氣都可以被當(dāng)作新能源進(jìn)行二次利用。另外，在爐頂裝料過程中，因?yàn)槿細(xì)夤芫W(wǎng)中的煤氣壓力值只有10kPa，所以在高爐稱料罐中依然積攢著很多煤氣。面對這樣的情況，如果打開均壓放散閥，那么煤氣的回收效率能夠高達(dá)95%以上，但如果采用的是圖1當(dāng)中抽負(fù)壓裝置，那么煤氣回收率可以實(shí)現(xiàn)100%，通過實(shí)踐應(yīng)用可以證明，這種類型的回收裝置具有較高的可行性。

3.2加壓熱風(fēng)爐煙道廢氣處理技術(shù)

這種廢氣在實(shí)際處理過程中會面臨著兩方面問題，一是隨著高爐煉鐵中的氮?dú)夂坎粩嘣黾樱郀t實(shí)際應(yīng)用的但凄涼都超過了2000m3/h，如果煤氣凈化效果不理想，那么單位時間內(nèi)所消耗的氮?dú)饬烤蜁_(dá)到5000m3/h。并且在噴吹煙煤好無煙煤的過程中，為了能夠提高噴吹過程的安全性，在加壓、噴吹以及循環(huán)補(bǔ)氣等流程中，經(jīng)常會應(yīng)用氮?dú)猓@樣一來就明顯加大了氮?dú)獾南牧浚唧w工藝流程如圖2所示。熱風(fēng)爐煙道中所產(chǎn)生的廢氣主要包括氧氣、一氧化碳、氫氣、二氧化碳等成分，其中氮?dú)獾暮孔罡撸伎倧U氣量的65%以上，如果采取的是圖2當(dāng)中的節(jié)能減排方式，那么就會加快間接還原反應(yīng)的速度，從而保持高爐煉鐵較強(qiáng)的高風(fēng)溫，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的良好效果。

3.3煤氣干法布袋除塵技術(shù)

在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，生成的CO含量較高。這種氣體是高爐煉鐵過程中非常重要的二次能源。每噸鐵氣釋放的熱值相當(dāng)于約180kg標(biāo)準(zhǔn)煤釋放的能量。因此，使用高爐煤氣可以達(dá)到節(jié)能減排的效果。然而，由于CO是一種有毒氣體，在實(shí)際應(yīng)用之前，必須對其進(jìn)行良好的凈化處理。首先進(jìn)行粗除塵，去除原料氣中顆粒較大的粉塵，然后進(jìn)行細(xì)除塵，確保氣體中的凈含塵量小于5mg/m3，凈化后的高爐煤氣也可作為余壓發(fā)電或提供給熱風(fēng)爐繼續(xù)使用。

3.4高爐干法除塵防腐技術(shù)

在鋼鐵工業(yè)的發(fā)展領(lǐng)域，高爐煤氣干法除塵防腐技術(shù)有著非常重要的應(yīng)用作用，但也有許多優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用該方法，可降低鋼材成本13~16元/t，但可能發(fā)生管道腐蝕。一旦出現(xiàn)此問題，應(yīng)立即采取相應(yīng)措施予以彌補(bǔ)。首先，從重力除塵器和旋風(fēng)除塵器出口到布袋除塵器進(jìn)口的半潔凈燃?xì)夤艿揽蓢娡考s50mm的耐火材料，可有效抑制點(diǎn)蝕。其次，在除塵過程中，一些企業(yè)主要在氣囊除塵口噴灑石灰水，使其產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鈣，然后結(jié)合具體應(yīng)用要求，增加旋流脫水裝置，確保水的循環(huán)利用。最后，建造一個小型沉淀池收集這些固體沉積物，以解決高爐煤氣罐的腐蝕問題。

4結(jié)語

綜上所述，隨著我國環(huán)保問題所帶來的壓力逐年加大，高爐煉鐵節(jié)能減排技術(shù)也得到了廣泛推廣與應(yīng)用，滿足了當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的發(fā)展要求，同時也成為了世界范圍內(nèi)共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題。現(xiàn)如今，各種節(jié)能減排技術(shù)都在創(chuàng)新與研究過程中，在這樣的發(fā)展背景下，我國必須要對高爐煉鐵工藝節(jié)能減排技術(shù)給予高度重視，對當(dāng)前技術(shù)進(jìn)行不斷完善，從而實(shí)現(xiàn)高爐煉鐵工藝智能化，重視新工藝與新技術(shù)的應(yīng)用，從而提高高爐煉鐵的實(shí)際效率，促進(jìn)我國鋼鐵企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)長久發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

［1］韓成.關(guān)于高爐煉鐵工藝節(jié)能減排技術(shù)研究［J］.冶金與材料，2020，40（1）：2.

作者:張繼軍 單位:南京鋼鐵集團(tuán)