我國鋼鐵工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)

謝　玲

摘要：循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種新經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式，是人類社會(huì)發(fā)展的要求，也是解決生態(tài)環(huán)境惡化，資源匱乏問題，保持經(jīng)濟(jì)增長的必由之路。作為我國基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，鋼鐵工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是必要和有益的嘗試。

關(guān)鍵詞：循環(huán)經(jīng)濟(jì) 鋼鐵工業(yè) 發(fā)展現(xiàn)狀 解決途徑

0 引言

隨著人類勞動(dòng)生產(chǎn)力的不斷提高，人類對自然界的開發(fā)能力達(dá)到空前水平，在全球范圍發(fā)生影響深遠(yuǎn)的三大變化：①生產(chǎn)力的極大提高，創(chuàng)造出空前的社會(huì)財(cái)富；②人口爆炸式激增，目前已達(dá)到65億，仍以每年9000萬的速度增長；③環(huán)境污染、資源匱乏以及生態(tài)破壞到達(dá)前所未有的程度，人類不得不面對怎樣節(jié)約和高效利用有限的資源的問題。循環(huán)經(jīng)濟(jì)在國際上的提出，是人類對難以為繼的傳統(tǒng)發(fā)展模式反思后的創(chuàng)新，是對人與自然界關(guān)系在認(rèn)識(shí)上不斷演進(jìn)的結(jié)果?？梢哉f，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源枯竭、生態(tài)環(huán)境惡化之間的矛盾，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的現(xiàn)實(shí)背景，可持續(xù)發(fā)展理念、生態(tài)工業(yè)理念是循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的理論背景。

1 我國鋼鐵工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》于2005年7月8日施行。該文件從政策目標(biāo)、發(fā)展規(guī)劃、布局調(diào)整、技術(shù)政策、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整、投資管理、原材料政策、鋼材節(jié)約使用等9方面提出了目標(biāo)和要求,是我國鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)性文件。在第1章第5條中特別提出：“要按照可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，提高環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用水平，節(jié)能降耗，最大限度地提高廢氣、廢水、廢物的綜合利用水平，力爭實(shí)現(xiàn)‘零排放，建立循環(huán)型鋼鐵工廠。我國鋼鐵工業(yè)粗放型的現(xiàn)狀和冶金工藝流程的特點(diǎn)，決定了它在眾多的工業(yè)行業(yè)中是最有條件、最具潛力、最為緊迫發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)。鋼鐵工業(yè)作為我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)的試點(diǎn)部門之一，于2003年開始了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的試點(diǎn)改革，先行的是國內(nèi)大型鋼廠。目前鋼鐵行業(yè)通過技術(shù)改造與觀念創(chuàng)新，在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面，初步形成了三個(gè)工業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng):一是煤—焦—煤氣回收—發(fā)電的能源回收利用系統(tǒng)；二是補(bǔ)充新水—工業(yè)用水—污水處理—替代新水的水循環(huán)系統(tǒng)；三是鐵礦石等原料—鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)—廢棄物利用的固態(tài)物回收利用系統(tǒng)。

2 節(jié)能技術(shù)

在當(dāng)今能源緊缺的形勢下，提高鋼鐵工業(yè)能源效率，做好二次能源回收，對鋼鐵工業(yè)和能源的可持續(xù)發(fā)展都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。近年來我國各鋼鐵企業(yè)不斷進(jìn)行節(jié)能工藝的改造，積極引進(jìn)國外先進(jìn)的節(jié)能及二次能源回收技術(shù)，取得了很大的成績。

2.1 高爐煤氣潛熱利用。高爐煤氣是高爐煉鐵的副產(chǎn)品，其產(chǎn)量占煉鐵工序能源消耗的40%左右。

2.2 高爐煤氣余壓利用。高爐爐頂余壓發(fā)電技術(shù)(TRT)，是利用高爐爐頂煤氣壓力驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)膨脹作功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量回收機(jī)組，不消耗任何燃料，也不產(chǎn)生環(huán)境污染，可回收高爐鼓風(fēng)機(jī)所需能量的25%～30%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.3轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)。轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼就要使煤氣、蒸汽等回收的能量大于消耗的水、電、氧能，國際上先進(jìn)的鋼廠都把實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼作為煉鋼的重要指標(biāo)。目前我國寶鋼、武鋼、本鋼、馬鋼、萊鋼等鋼廠通過技術(shù)攻關(guān)與改造，已實(shí)現(xiàn)了負(fù)能煉鋼的目標(biāo)。

2.4焦?fàn)t干熄焦技術(shù)(CDQ)。與傳統(tǒng)的濕法熄焦技術(shù)相比，干熄焦具有能充分回收紅焦顯熱，提高焦炭質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，并且可大大減少酚、氰、硫化物等有毒有害氣體的排放。

3 節(jié)水技術(shù)

在工業(yè)用水中，鋼鐵工業(yè)是五大耗水行業(yè)之一。2004年全行業(yè)取水量約34億m3，約占全國工業(yè)用水的20%。我國鋼鐵企業(yè)噸鋼新水用量和水重復(fù)利用率與國外先進(jìn)水平存在一定差距，國內(nèi)各企業(yè)之間也存在很大差距。目前在我國鋼鐵行業(yè)應(yīng)用的節(jié)水技術(shù)和設(shè)備主要有以下幾類。

3.1 高爐煤氣干法除塵措施。高爐煤氣除塵技術(shù)經(jīng)歷了由濕式向干濕并用，再向全干式的演變。傳統(tǒng)的高爐煤氣濕式清洗系統(tǒng)由重力除塵器和二級(jí)文氏洗滌塔組成，需要大量水和比較復(fù)雜的水處理系統(tǒng)。

3.2 高爐煤氣環(huán)縫洗滌技術(shù)。高爐煤氣環(huán)縫洗滌技術(shù)(俗稱比肖夫煤氣清洗工藝)是聯(lián)邦德國比肖夫公司1969年成功開發(fā)的一種具有控制高爐爐頂壓力功能，先進(jìn)、可靠、有效的煤氣清洗系統(tǒng)。國外大型高壓高爐采用此清洗工藝已達(dá)數(shù)十座。到2004年，我國大型高壓高爐采用環(huán)縫煤氣清洗工藝的也已達(dá)十幾座。

3.3 高爐軟水密閉循環(huán)技術(shù)。漣鋼1號(hào)高爐采用軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，以蒸發(fā)式空冷器代替板式冷卻器后，每年節(jié)約用水135萬t，節(jié)約用電160萬kWh，直接經(jīng)濟(jì)效益約140萬元，并且減少了污水排放量，有良好的社會(huì)效益。武鋼1號(hào)高爐進(jìn)一步發(fā)展了軟水密閉循環(huán)技術(shù)，采用并聯(lián)、串聯(lián)相結(jié)合的工藝，變?nèi)齻€(gè)軟水密閉循環(huán)冷卻子系統(tǒng)為一個(gè)組合式冷卻系統(tǒng)，節(jié)約一次性投資50%，每年節(jié)約補(bǔ)充水30萬t，水循環(huán)率達(dá)99.9%，該技術(shù)是密閉循環(huán)冷卻技術(shù)的重大進(jìn)步。

3.4 循環(huán)水高濃縮倍數(shù)運(yùn)行技術(shù)。尹國梅等人研究寶鋼1號(hào)高爐清循環(huán)水系統(tǒng)，指出提高其濃縮倍數(shù)，就要最大限度地減少系統(tǒng)的非蒸發(fā)水量，同時(shí)提高冷卻塔的冷卻效率。

3.5 轉(zhuǎn)爐除塵水零排放技術(shù)。安陽鋼鐵公司第二煉鋼廠3臺(tái)轉(zhuǎn)爐，年產(chǎn)鋼量200多萬t，轉(zhuǎn)爐除塵水處理系統(tǒng)處理廢水量為700m3/h，1999年經(jīng)過第三次改造實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán)，基本達(dá)到零排放，每年可節(jié)水500多萬m3。

4 減排技術(shù)

鋼鐵工業(yè)固體廢物主要有尾礦、高爐渣、鋼渣等，這些固體廢物主要含鐵、硅、鋁、鈣、鎂的氧化物。這些固體廢物可以返回生產(chǎn)工藝流程，又可以作為制造新產(chǎn)品的原料。

4.1 高爐礦渣利用技術(shù)。20世紀(jì)中期，高爐礦渣的綜合利用技術(shù)在國外開始發(fā)展。目前歐美一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高爐礦渣全部資源化，我國高爐礦渣的利用率在85%以上。高爐礦渣、水渣用來生產(chǎn)礦渣硅酸鹽水泥、石膏礦渣水泥、石灰礦渣水泥等，還可用來生產(chǎn)礦渣磚和濕碾礦渣混凝土。礦渣碎石可用作大型設(shè)備基礎(chǔ)骨料，也可作為道路、鐵路道碴。

4.2 鋼渣綜合利用技術(shù)。鋼渣作為煉鋼過程中的副產(chǎn)品，具有較高的回收利用價(jià)值。除可回收廢鋼鐵外，還可用作燒結(jié)礦熔劑，高爐煉鐵熔劑、鐵水預(yù)處理熔劑，經(jīng)處理后也可用于鋪路和生產(chǎn)建筑材料等。武鋼自行開發(fā)的鋼渣處理生產(chǎn)線，將轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的鋼渣進(jìn)行破碎、磁選、分離、磨碎等深加工處理，處理后各部分鋼渣分別得到了應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了鋼渣“零排放”的目標(biāo)。

5 發(fā)展方向

中國工程院院士殷瑞玉等指出鋼鐵廠的功能絕不止局限在冶金—材料制造功能上，作為流程制造業(yè)鋼鐵企業(yè)也應(yīng)發(fā)揮其能源轉(zhuǎn)換功能和大宗社會(huì)廢棄物處理功能，未來鋼廠的發(fā)展模式將通過綠色制造過程走向生態(tài)化轉(zhuǎn)型的道路，以鋼廠為核心發(fā)展鋼—電—水泥聯(lián)產(chǎn)，與石化工業(yè)、造船工業(yè)、集裝箱制造業(yè)等形成產(chǎn)業(yè)鏈。

參考文獻(xiàn)：

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