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高爐節能減排的一些有效措施
  瀏覽量:24055 發布時間:2017-07-11

高爐的節能減排已成為鋼鐵工業實現低碳發展的重中之重。我國的一些大型鐵企業(如寶鋼)經過多年的節能減排努力,高爐工序能耗已經接近或達到世界先進水平,卻很難繼續降低。一些裝備水平較高的大高爐,其節能減排已處于瓶頸階段。因此,研究高爐節能減排,還需要進一步尋求新思路和新方法。

由于高爐反應是一個大規模的通過碳進行脫氧的還原過程,其本質決定了高能耗和高排放,僅通過改善原燃料條件、加強操作和應用先進設備的節能減排效果是有限的。近年來,一些研究工作者提出了在不對高爐進行根本性工藝變革的條件下可以推行的一些有效的節能減排措施。

一、噴吹廢塑料

廢棄塑料應用于高爐煉鐵的工藝流程包括分選、粉碎并進行球團化處理,造成粒度適宜的顆粒,取代部分煤粉從風口噴入高爐,以減少焦炭的消耗。噴吹廢塑料不僅能夠替代部分煤粉,節約燃料,同時還能處理白色污染,兼具節能和環保。但是,廢塑料也會給高爐帶入硫等有害物質,需加以注意。

二、煤氣自循環

高爐具有較高的熱效率,在 60%以上。損耗的部分除冷卻水帶走及熱散失~3%、高爐渣顯熱~4%外,其他主要為不能有效利用的高爐煤氣中所含的潛熱。高爐煤氣用來發電,其效率不到 30%,剩下的 70%的潛熱均為浪費,同時,高爐煤氣燃燒也會造成大量的 CO2排放到大氣中。針對這種情況,采用全氧高爐能夠很好的利用煤氣,其特點是用全氧鼓風來取代傳統的熱風鼓風,同時將爐頂產生的高爐煤氣進行 CO2和 CO 的分離,并對 CO2進行捕集,將剩余的 CO 加熱后重新鼓入到高爐中,降低燃料比,形成煤氣自循環。全氧高爐的預期目標是碳消耗減少 24%,焦比降低到 210 kg/t,CO2在有捕集封存和無捕集封存的情況下能分別減排 50%和 26%。

三、噴吹焦爐煤氣

將焦爐煤氣噴入高爐后,可使高爐焦比降低至200 kg/t 以下。噴吹量可在 100 m3/t 到 200 m3/t之間。高爐噴吹焦爐煤氣,噴嘴安裝部位可有兩處:一是通過風口取代煤粉噴入;二是從爐身下部開設噴吹孔進行噴吹。從爐內的反應原理出發,從爐身下部噴入的焦爐煤氣可避免直接在風口處大量燃燒,而使得煤氣中的 H2和 CO 更多的參與間接還原,理論上更具優越性。噴吹 1 m3焦爐煤氣大約能替代 0.7 kg 焦炭或0.8 kg 煤粉。

四、強化低能耗設計

在高爐工程初步設計階段就較大程度地強化節能設計。包括合理、緊湊的物流設計,如采用“一罐制”工藝,減少鐵水的倒運時間,從而降低鐵水溫降;能源介質需求應盡可能地準確計算,防止設計值較實際需求存在過大的富余量,形成浪費;設備選型上要力求精準匹配,尤其是風機、電機等高耗能設備,防止“大馬拉小車”;在管道設計上應力求合理布局,減少能源介質的熱損失;等等。

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