高炉炼铁工艺节能减排新技术

高炉炼铁工艺节能减排新技术

殷四强

伊犁钢铁有限责任公司 新疆新源县 835802

摘要：经过多年的生产实践，中国炼铁工艺不断的发展和提升，结合现今社会对环保节能的需求，发展出高炉炼铁工艺的节能减排新技术。节能减排作为社会发展的新需求，不断的受到各个专业、各个领域的应用和开发，在高炉炼铁工艺中的应用已经发展出多种高炉设备工艺改进技术方式。本文针对几种不同高炉炼铁工艺节能减排技术进行分析，完成这些工艺在节能减排中的作用探索，从而为我国炼铁工艺中的节能减排给出一定的建议。

关键词：高炉炼铁；节能减排；炼铁工艺

引言：随着社会的不断发展，人们对生活质量越来越重视，对环境的要求也越来越高。全球工业化不断进步，温室效应的影响越发强烈，工业二氧化碳排放管控技术随之发展起来。钢铁行业二氧化碳排放量在工业当中居高不下，为人类生存与发展带来很大困扰。随着社会科学技术的不断发展，国家政策的不断完善，倡导节能减排，不仅提高我国对能源方面的控制，还提高了对环境的保护。钢铁行业当中已经将高炉炼铁工艺进行优化，降低二氧化碳排放，在节能减排方面已经取得显著效果[1]。除此之外，随着人们思想的不断进步，对环境保护愈加重视，在改建社会过程当中非常注重使用环保材料的运用。钢铁行业发展规模不断扩大，虽然便利了人们的生活，但是在环境污染上并没有太大的改善，就此而言，钢铁行业的发展需要采取各种节能减排的措施，降低对环境的污染。积极采用各种节能减排技术，不仅降低能源消耗，还充分提高了环境保护的效果，这样有助于钢铁行业的长期发展，对国家的需求有很大帮助。

1.简析高炉炼铁工艺

高炉炼铁是钢铁行业生产的重要环节。高炉炼铁能够实现持续生产，只需在炉顶投入炼铁所需的原料，保证炉底热风和燃料供应充足，在高温作用下，铁矿石便能通过还原反应炼出生铁和铁水，而炉渣等杂质也能分别排出。但在高炉炼铁的生产制造过程中，不仅污染物排放总量占比较高，钢铁行业的能源消耗总量也较多，其中高炉炼铁的工序能耗、焦炭等燃料的加工工序能耗以及烧结等铁矿原料的加工工序能耗是高炉炼铁工艺全流程能源消耗的三大构成。

2.高炉炼铁工艺节能减排技术分析

2.1煤气干法除尘系统技术

传统的湿气煤气回收，具有一定的局限性，对于炉顶的温蒂要求为100到250摄氏度，这种情况情况温度的提升较慢，着火后需要等待15小时以上，这就造成等待时间煤气的长时间不回收，之后大量的高炉煤气会放散到空气中，造成产能的浪费以及环境的污染。因此干起除尘系统就更具有应用意义。干法除尘的技术原理在于首先进行送风点火前的冷风输送，温度约为100到200摄氏度[2]。对原料柱首先进行干燥和加热，这样点火后就能够完成快速稳定的高炉顶温度提升，可以快速的进行煤气回收。这种回收技术，在送风风口充分燃烧后就可进行煤气的回收，不会产生湿气的问题，不会造成回收袋的粘连情况。

2.2喷吹天然气与煤粉的技术

早在上世纪60年代，一些发达国家在高炉炼铁中采用喷吹天然气技术，提高高炉炼铁效率。现阶段，天然气价格下调，为了节省钢铁企业的运营成本，大部分企业都采用喷吹天然气技术进行高炉炼铁。使用天然气进行高炉炼铁不仅节省了不可再生资源的使用，对高炉炼铁质量有很大幅度的提升。根据喷吹天然气技术试验表明，在高炉炼铁过程当中喷吹天然气，可以有效降低高炉内热量波动，有效改善了炉内各种化学反应，因而提高高炉炼铁的稳定性及质量。

2.3新型旋风除尘器技术

在处理高炉粗煤气与半净煤气时，倘若选用重力除尘 + 干法净化除尘或重力除尘 + 湿法除尘时，这些设备的实际应用过程中，往往需要大量的运行成本，并且有着较高的维护费用，难于调节，耐磨块掉落堵塞卸灰系统。根据相关调查研究表明，部分钢铁企业在进行高炉改造时，选用湿法除尘方式，引进了肖夫塔设备，在实际的应用过程中尝尽了苦头，之所以出现这一现象，主要在于重力除尘效率低，比肖夫旋流塔磨损严重。在后续改造时选用旋风除尘 + 干法除尘（或者重力除尘 +旋风除尘 + 干法除尘），此时可运用旋风除尘器，在湿法上选用代维钟水净化设备。运用新型旋流除尘器工艺设备，取得了显著性的成效。与传统重力除尘器相比较而言，其除尘率得到了极大的提升，致使其有着较强的优势[3]。

2.4 烧结烟气治理技术

烧结烟气是钢铁行业中治理烟气污染重点。烧结烟气具有温度低、烟量大、污染物含量高且复杂的特点。现阶段，国家不断提倡绿色生活、低碳生活，对环境保护的标准也来越高，钢铁行业中烟气治理愈发困难，压力逐渐增加。在发达国家已经运用各种先进技术对烧结烟气进行治理，严格控制各种污染物排放量。治理烧结烟气的原理是减少污染物的产生，通过LEEP技术对烧结烟气进行治理，对烟气进行循环烧结，此技术应用后废气排放量减少45%，有效提高了环保质量，能源消耗减少了5kg/t，实现了节能原则[4]。

3.高炉炼铁工艺中节能减排技术的应用对策

3.1优化焦比和燃料比

优化焦比和燃料比是指在高炉炼铁过程中将高炉焦比和燃料比进行科学、适当地降低处理，以降低燃料比，提高煤比，增强煤粉燃烧率。采用厚料层燃料分批次加入、高炉节能技术以及对其进行过筛改造等方式，来有效降低粉末的入炉量，不仅能够整体提升高炉冶炼技术，还能进一步改善煤气的利用条件。另外通过使用双预热技术等提高风温，保证喷煤量的温度条件适宜，也是保证将所有热量进行完全利用的重要途径。针对高炉炼铁二氧化碳、二氧化硫等污染物排放量过高的发展现状，钢铁企业要重视配套完善计量装置，在重点污染源产生区域排布监控设施，并充分利用信息技术实时交互的功能，逐步建立实时监测监控系统，全面提升钢铁企业高炉炼铁工艺中的节能减排信息化水平，以实现能源配比的在线调整与动态优化，从而实时监测并保证污染物的排放达标。

3.2回收利用部分能源

为有效增强高炉炼铁能源回收利用效率，钢铁企业要加大对先进生产技术的研发力度。如干熄焦技术的运用可以降低传统高炉炼铁工艺方法给水质带来的污染以及产生的热损失情况，还能将热量进行回收并产生蒸汽或发电。炉顶装料过程中均压放散煤气回收技术的运用是在煤气管网中增加抽负压设施，通过两次均压，实现煤气以及热能的百分百回收，不仅能够降低燃料的燃烧排放量，还能将排放的煤气重新回收到管网中，从而增加企业能源。将预热锅炉装备安装在环冷机入口，既能保证产生的蒸汽运用在预热烧结的混合料中，又能将烧结的烟尘和废气当作助燃空气，使其形成能源循环，从而提高能源利用率。

结束语：随着我国环保压力的加强，钢铁工业进行相应的环保改革是必然的，高炉炼铁节能减排也成为了现今社会的热点问题与重点问题，各个国家都积极的研发相关技术，积极的应用各种具有低碳化、绿色化特征的新技术，从而实现高强度的节能减排。

参考文献：

[1]汤清华,王宝海,张洪宇,王再义.高炉炼铁工艺节能减排新技术[J]. 炼铁,2021,34(04):1-3.

[2]李克江,张建良,张亚鹏,刘征建,姜曦. 基于节能减排思想分析炼铁工艺的发展[J].过程工程学报,2020,14(01):162-172.

[3]张波,薛庆斌,牛得草,罗思红,刘彦祥. 高炉煤气利用现状及节能减排新技术[J]. 炼铁,2021,37(02):51-55.

[4]孙敏敏,宁晓钧,张建良,李克江,王广伟,王海洋.炼铁系统节能减排技术的现状和发展[J].中国冶金,2020,28(03):1-8.