低碳经济下的冶金工程技术分析

低碳经济下的冶金工程技术分析

蔡锦鸿

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摘要：低碳经济指的是新时代背景下一种新的经济发展模式，由于近些年经济的快速发展，对于生态环境带来了严重影响，因此人们的环保意识得到增强，强调可持续发展战略理念，而低碳经济便由此应运而生。低碳经济重点在于低污染和低能耗，通过提高能源利用率、降低能源浪费现象和排放污染来创造更高的经济效益和生态效益。

关键词：低碳经济；冶金工程；技术分析

一、低碳经济的发展趋势及特点

经济的快速发展使得资源短缺和环境污染问题也逐渐成为人们广泛关注的话题，工业化和城市化建设的共同发展导致能源消耗愈发严重，资源匮乏与环境问题都会对经济的发展带来限制，不利于经济的长远发展。对此低碳经济理念便由此产生，低碳经济的发展不仅是环境保护责任的承担，完成节能降耗的指标要求，同时也是经济结构的调整，提高能源的利用率，降低能源浪费和污染物的排放，发展新型工业，建设生态文明。低碳经济不同于先污染后治理或先粗放后集约的发展模式而是注重于经济发展的过程，在过程中实现低碳、节能、高效、环保、可持续发展。

二、低碳经济下冶金工程技术分析

（一）新一代可循环钢铁流程

对于可循环钢铁流程来说，其优势主要表现在流程的合理性、装备的大型化、技术的先进化、环保效益较高等，这与低碳经济理念非常契合，从循环经济的方向来看，循环钢铁流程可以将冶金工程生产期间所生成的废渣进行二次利用，将其转变为新的产品。这一环节形成的除尘灰在通过烧结工艺处理之后能够实现分离，并且形成的废气也能够通过循环回收技术将其转变为电能，让能源实现高效利用。

冶金工程的生产规模通常较大，设备的占地空间也较大，生产过程较为繁杂，在生产加工期间需要大量的能源，也会产生大量的废弃物，会对环境带来严重污染。而新一代可循环钢铁流程则很好地弥补了这些不足，进一步提高了资源利用率，也为冶金行业提供了更高的社会效益和经济效益。新一代可循环钢铁流程具有动态性等特征，使得生产过程中的废弃物很多都可以转变为能再次利用的资源，所以新一代可循环钢铁流程也得到了广泛应用。

（二）氢冶金技术

作为一种无污染能源，氢一直以来都是国内外重点研究和重点开发的目标，氢也是清洁型的还原剂，并不需要利用转换机便能参与到还原反应之中，相较于碳具有更高的还原效率，也能作为还原剂应用在冶金技术中，改善冶金工程二氧化碳的排放问题，也是实现无碳冶金的主要方向。氢冶金技术的化学反应式为根据化学反应式能够得知，其中的还原剂便是氢气，所产生的的物质则是水，不会产生二氧化碳，也不会对周围环境带来污染问题。传统的高炉冶炼技术所产生的物质都有二氧化碳，若二氧化碳气体直接排放在空气中也会产生二次污染，对周边生态环境带来严重污染。因为氢气是一种环保型的清洁能源，具有非常高的生态效益，所以国内很多冶金企业都根据自身的发展情况响应低碳环保的号召，全面推广氢冶金技术，也取得了明显的收效。

（三）冶金环保和节能

1、烟气脱硫技术

二氧化硫一般是在煤或石油等化石燃料燃烧过程中生成，我国冶金行业煤炭消耗量非常大，煤炭基本占据我国能源生产及消耗的70%还要多，而钢铁行业的二氧化硫排放量仅次于电力行业，居于全国第二的位置。钢铁行业中，二氧化硫的生成环节一般为烧结环节，占企业二氧化硫排放量的70%以上，所以烧结机脱硫成为了冶金工程二氧化硫减排的关键点，也是冶金工程实现可持续发展的重要途径。

我国钢铁冶金企业目前广泛应用的技术手段为烟气脱硫技术，能够对烧结机头生成的二氧化硫气体进行净化，可以通过石灰石—石膏法技术，但这一技术的应用所需场地较大，而我国钢铁企业在设计建造时便需要考虑为烟气脱硫设计预留的场地，但这对于占地较小的企业来说却有一定难度。烟气脱硫技术最主要的优势便是耗水量非常低和占地面积较小等，运行成本也相较于湿法耕地，但符合适应性不足，对于人员具有较高的技术要求，且吸收剂利用率在60%～80%之间，这一点并没有达到湿法的利用水平，脱硫副产品很难综合利用等，一般情况下脱硫效率在80%～90%之间。

2、烟气脱硝技术

目前我国对工业烟气氮氧化物的排放控制越来越严格，冶金工程烧结烟气所排放出的氮氧化物基本占据整个钢铁企业氮氧化物的60%左右，所以烧结烟气脱硝至关重要。针对氮氧化物的控制来说，通常能够选择燃烧前控制、燃烧过程控制、燃烧后控制三种，而若是选择燃烧前控制可能无法满足当下及以后的氮氧化物排放标准，而燃烧过程控制操作起来难度较大，所以燃烧后控制也就是烟气脱硝成为了重点所在，当前有关烟气脱硝技术通常利用选择性催化还原工艺，这一工艺的重点在于脱硝催化剂的植被以及反应设备的流场优化。

3、二氧化碳分离回收

现行燃料结构通常难以改变，所以降低二氧化碳排放量的另一个方法便是在排放气体中将二氧化碳进行分离回收。二氧化碳虽然是一种污染气体，但同时也可以作为一种工业资源，能够生产纯碱或尿素等物质，还能用作石油开采，提高石油开采铝。所以在排放气体中将二氧化碳分离出来并回收利用，不但能起到很好的环保效果，同时也实现了资源的再次利用，具有较高的环保效益和经济效益。

对于燃煤电厂烟气中的二氧化碳来说，实现减排可以通过化学溶剂吸收法或膜分离法等技术手段将二氧化碳分离出来，通过这些方法分离出的二氧化碳浓度更高，之后便可以将二氧化碳进行储存。当前有机胺溶液吸收法在分离回收二氧化碳方面应用较为广泛，也是当下最有效的技术手段，国外在化工领域中已经有了很多应用案例，国内在化工厂中也有了一定应用。

（四）电气自动化技术的应用

对于冶金工程来说电气自动化技术的应用能够进一步控制冶金生产的成本同时提高生产的质量与效率，充分展现了电气自动化技术的应用优势。在冶金工程生产期间，节能环保和冶金产品生产流程的优化设计都是冶金领域的重点研究方向，冶金整体流程都要进行优化和改进，从而提高冶金工业的整体生产效率和生产质量，使冶金生产对环境带来的影响最小化，也让能源的利用率最大化，推动冶金工程实现长远可持续发展。

电气自动化技术也有利于冶金生产汇总污染物排放的控制，通过检测监控技术能够对污染物进行监测，并对污染物进行分类处理，比如固体废物和废液、废气等，都会对环境和大气带来不利影响，但这些废物的类型不同处理方式也不同，所以进行分类处理能够提高废物的处理效率，也规避冶金生产不合格而导致的资源浪费问题，使得低碳冶金的目标得以实现。

结束语

综上所述，随着我国经济的稳定增长，各个行业都获得了充足的发展动力和广阔的发展空间，对于冶金工程来说其规模与数量也获得了显著提高，但冶金工程的发展在促进经济迅速发展的基础上却也带来了环境污染问题，尤其是二氧化碳和化石能源的排放，产生了各种有害物质，并不符合可持续发展战略理念。因此冶金生产中需要结合低碳经济理念，进一步改进和优化冶金工程技术，通过先进的技术手段降低能源的消耗，从而控制对环境带来的污染问题，在提高生产率的基础上推动人与自然的协调发展。

参考文献

[1]张志韬.低碳经济视角下钢铁企业成本管理分析[J].山西青年,2020(15):13-14.

[2]李凡.生态哲学视野下的低碳技术创新研究[D].成都理工大学,2020.

[3]黄海.基于低碳经济的冶金工程技术探索[J].科技创新导报,2019,16(25):51-52.