钢铁厂烧结工艺的节能环保设计探讨--中国期刊网

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钢铁厂烧结工艺的节能环保设计探讨

发表时间：2020/7/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：郜青华

[导读] 摘要：近些年，我国钢铁行业产能严重过剩，导致整个行业企业之间的竞争日益加剧，企业的经济效益水平出现大幅下降，严重制约了行业的可持续发展，同时在钢铁企业生产过程中排放了大量的废气、废液与固体废弃物，给国家环保工作造成了巨大的压力。

        江苏省徐州环境监测中心 221018
        摘要：近些年，我国钢铁行业产能严重过剩，导致整个行业企业之间的竞争日益加剧，企业的经济效益水平出现大幅下降，严重制约了行业的可持续发展，同时在钢铁企业生产过程中排放了大量的废气、废液与固体废弃物，给国家环保工作造成了巨大的压力。在钢铁厂实际生产过程中，烧结部分是耗能非常大的一个环节，通过对烧结工艺进行优化和改进，采用节能环保的设计方案，能够降低烧结对能耗的需求，实现钢铁厂的节能环保。基于此，本文对钢铁厂烧结工艺的节能环保设计展开了分析。
        关键词：钢铁厂；烧结工艺；节能环保
        1 钢铁厂烧结工艺进行节能环保设计的必要性。
        近几年，国家环保部门对钢铁行业进行了重点的整治，并对其总量减排展开了全口径的检查核算，相关部门采用责任状的形式，对钢铁企业中的烧结球团脱硫以及电厂脱硝展开限期治理，对于没有应用脱硫措施的企业将会限制生产和排放，甚至会进行关停整治，部分省市针对节能减排任务与国家环保部门签订了目标责任书，通过不懈的努力，使氨氮排放量及化学需氧量大大降低，同时，氮氧化物以及二氧化硫排放量也得到了有效的控制，在此期间，各省市的政府部门需要对重点企业当中的污染减排情况进行检查，并向环保部门进行结果反馈，对于按期完成目标，且节能环保效果显著的企业，给予适当的奖励，而对于没有按期完成任务的企业，则会进行问责处理，同时还会对其项目实施进行限批。此外，环保部门也会根据责任书对各省市的执行情况进行定期考核，在结果通过国务院批准以后正式向社会公布。钢铁厂通过对烧结工艺中连铸坯热送热装等技术展开进一步的攻关活动，能够使热装温度以及高热装率得到有效的提升，提升钢铁厂生产的节能性。因此在钢铁厂实际生产中，要对节能技术加强开发和应用，对能够对低品位加以适应的冶炼条件加以创造，加强蓄热式燃烧、高炉鼓风脱湿以及煤调湿等技术的推广，
        2 烧结工艺节能环保设计分析
        在钢铁厂生产中通常都是以烧结矿来作为高炉的主要炉料的，烧结能好在整个钢铁厂生产能耗中的占比非常大。因此，要实现钢铁厂的节能环保，就必须要对烧结工艺进行优化，提升其节能性与环保性。
        2.1 减少固体燃料的消耗
        （1）厚料层烧结技术。在钢铁厂烧结过程中，厚料层烧结具有更好的蓄热效果，因此其能够降低燃料配比，与此用时烧结过程边缘效应比例的下降，能够进一步提升烧结成品率，最终是单位能好下降。因此在实际生产中应该结合设备的实际情况，在其允许范围内不断提升烧结机结料层的厚度。
        （2）对含碳粉尘进行回收再利用。烧结环节中产生的粉尘中含铁、含碳量非常高，因此通过对含碳粉尘进行回收再利用，不但能够有效减少向外环境中排放粉尘的量，同时还能够实现对铁、碳等原材料的回收，提升钢铁厂经济效益。
        （3）对固体燃料的燃烧效果进行改进和优化。在烧结过程中，如果固体燃料不能够实现充分燃烧，那么不但会造成燃料的浪费，同时会导致热能的损失。因此应该采取措施来促使固体燃料完全燃烧，一般来讲，能够通过运用控制燃料粒度以及粒度分布的方式来优化燃料的燃烧速率，避免燃烧不充分的状况发生。与此同时，还应该对投入燃料的方式以及燃烧环境进行进一步的优化，运用催化剂对燃料进行助燃，帮助燃料进行更加充分的燃烧。
        （4）提升烧结工艺制粒的科学性。由于在钢铁厂烧结生产中大部分原料的低品位，所以常常需要非常精细地粉碎才能够得到高质量的浓缩精矿。因此，在烧结过程的颗粒化过程中，为了避免不合理的能量消耗，需要充分考虑空气透过性和气体偏流。
        2.2 降低点火耗能
        相关研究结果已经充分表明，点火能量消耗约占烧结能量消耗的十分之一。

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在实际生产中可以通过两个方面来减少点火能量消耗，一是积极推进和应用节能型点火炉。新型的节能型点火炉，摒弃了传统的壳体型或涡流型燃烧器，主要采用线性、多缝式、表面燃烧型燃烧器，不仅简化了点火炉的结构，还提高了点火效率，降低了点火能耗。随着相关工作人员对烧嘴火焰分布、电火炉温度场分布的更加深入研究，在未来电火炉的能耗必将进一步下降。第二，为了提高燃烧炉的燃烧温度，对燃烧辅助空气进行预热，从而降低点火能量的消耗。实际上，能够运用热废气来作为助燃空气，假如助燃空气预热适当，那么理论上能够大幅度减低点火燃料的损耗。同时，可以预热混合物以消除过湿层，提高材料层的透气性，降低点火能量消耗，提高烧结速度和质量。
        2.3 降低电能消耗
        在整个烧结过程中，烧结过程的电能消耗是特别大的，这些电能消耗中大部分是主排气风扇的消耗。因此，烧结节电设计的关键是排气风扇。相关研究已经发现，通过减少漏气并实现低风量运行，可以大大降低排气风扇的能耗。同时，使用变频技术的烧结装置也是降低消耗功率的重要手段。变频技术在排气风扇装置中的运用，可以使排气风扇能够结合实际生产需求来对设备的功率进行自动调整，从而降低设备运行负载，提升能源利用效率。
        2.4 余热的回收利用
        在烧结过程中，热支出中冷却废气热和废气显热占比超过一半，烧结结束时从气箱排出的废气温度高达500℃，烧结废热的回收和利用是强化其环保节能设计的关键内容。实现余热的回收利用主要可以从下面方面开展工作：（1）要充分运用余热锅炉。工作人员可以砸烧结矿冷却系统中装设余热锅炉，运用余热锅炉与其进行热交换产生蒸汽，之后再运用余热锅炉产生的蒸汽来进行发电与供热。（2）运用余热废气烧结技术。由于烧结过程中冷却机带走的热量占比非常大，因此可以运用余热废气烧结技术来实现对这部分热量的充分利用。运用这些热量进行热风烧结能够使烧结料层分布变得均匀，从而有效的避免烧结中发生的温度不够或者粉末多等问题，最终能够减少固体燃料的使用，同时提升烧结矿质量。
        3 烧结过程中的污染治理
        在钢铁厂生产中，烧结过程中的污染物排放在总污染物排放中占比非常大，这些污染物主要有SO2、NO2以及Dioxins。SO2的主要来源是铁矿石或者煤炭中的硫元素，这些元素在烧结过程中发生反应生产SO2散发到空气中造成污染；NO2来源于燃料中或者空气中；Dioxins是二恶英类物质，是一种毒性较强的芳烃类化合物，对人类健康有着较大的威胁。相关研究资料充分表明，钢铁厂生产中的烧结料层会形成二恶英，其生成量与烧结原料中碳氢化合物含量有着较为紧密的联系。
        烧结过程中污染物的处理是现代钢铁厂污染物处理工作的关键部分，在污染物治理过程中，针对污染物种类的不同可以采用不同的工艺设计来实现钢铁厂烧结工艺的节能环保。烧结废气中的粉尘治理通常可以运用旋风除尘器、布袋除尘器以及电除尘等工艺，其中后两者采用较多。二氧化硫。一般使用各种脱硫装置进行去除，而不同的脱硫装置采用的方法又有不同，其中石灰一石膏法的应用最广，效果也最好，去除率可以达90％以上。
        4 结语
        综上所述，伴随着我国可持续理念的确立，对于工业生产节能环保提出了更高的要求。钢铁行业中烧结工艺作为能耗占比非常大的一个环节，对烧结工艺进行节能环保设计具有着非常重要意义，不但能够降低钢铁厂生产中的能源与资源消耗，同时还能够降低企业生产成本，保障企业拥有良好的经济效益与社会效益。
        参考文献：
        [1]刘丹聃. 浅谈钢铁厂烧结工艺的节能环保设计[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2018, 000(026):P.147-147.
        [2]王章国. 钢铁企业烧结工艺节能环保技术探讨[J]. 科技创新导报, 2019, 16(02):107-108.
        [3]梁晓东 . 大型钢铁厂降低烧结工艺能耗的措施研究[J]. 山东工业技术, 2018.