燒結(jié)工藝節(jié)能與環(huán)保問題的研究

葉永彪

摘 要：近幾年來，鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過剩嚴(yán)重，整個(gè)行業(yè)的競爭環(huán)境日益惡劣，經(jīng)濟(jì)效益大幅滑坡，影響了行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)也給國家的節(jié)能環(huán)保造成重大壓力。鋼鐵廠的燒結(jié)部分是能量消耗的主要環(huán)節(jié)之一，通過技術(shù)創(chuàng)新，積極改進(jìn)鋼鐵廠燒結(jié)工藝是鋼鐵廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的重要途徑之一。文章對燒結(jié)工藝的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)工藝；鋼鐵廠；節(jié)能；環(huán)保

作為我國國民經(jīng)濟(jì)重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在全國工業(yè)總能耗中，鋼鐵工業(yè)能耗約占16%，是我國節(jié)能減排的重點(diǎn)行業(yè)。當(dāng)前，鋼鐵行業(yè)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機(jī)遇，因此，鋼鐵行業(yè)要積極轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，利用高新技術(shù)改造提升行業(yè)技術(shù)管理水平，以節(jié)能減排為抓手，走環(huán)境污染少、科技含量高、資源消耗低、經(jīng)濟(jì)效益好的新型工業(yè)化道路。

一、鋼鐵廠燒結(jié)工藝的概述

鋼鐵廠燒結(jié)工藝技術(shù)主要是指將粉末或粉末壓坯，加熱到低于其中基本成分的溶點(diǎn)溫度后，再以有效性措施和速度將其冷卻到室溫的一個(gè)過程。而燒結(jié)的最終目的，是使粉末之間發(fā)生粘結(jié)，使燒結(jié)體的強(qiáng)度增加，并將粉末顆粒的聚集體轉(zhuǎn)變成為晶粒的聚結(jié)體，最終獲得生產(chǎn)所需要的機(jī)械、物理性能的材料制品。鋼鐵廠燒結(jié)工藝的技術(shù)手段與流程，對燒結(jié)生產(chǎn)的質(zhì)量與產(chǎn)量有著重要且直接的影響，因此，我國各鋼鐵廠也十分注重對先進(jìn)性技術(shù)指標(biāo)的應(yīng)用，并嚴(yán)格要求在燒結(jié)中選擇最為合適的工藝流程與操作方法。通過對當(dāng)前鋼鐵廠燒結(jié)工藝應(yīng)用情況的詳細(xì)分析，該生產(chǎn)工藝主要的流程包括原料的接受、兌灰、拌合、篩分破碎、配料、混料、點(diǎn)火、抽風(fēng)燒結(jié)與冷卻、除塵等。

二、鋼鐵廠燒結(jié)工藝的節(jié)能降耗設(shè)計(jì)

（一）降低固體燃料消耗

以玉溪新興鋼鐵有限公司為參考依據(jù)，其采用的為260m2燒結(jié)機(jī)，固體燃料單耗一般在59kg/t燒結(jié)礦（刨除內(nèi)外返礦后高爐入爐燒結(jié)礦）。由此可見，其固體燃料消耗較大，需要進(jìn)行節(jié)能降耗處理。首先，可以實(shí)施厚料層燒結(jié)技術(shù)，利用厚料層燒結(jié)自動蓄熱能力，達(dá)到降低燃料配比，降低燒結(jié)期間邊緣效應(yīng)比例，提高燒結(jié)成品率，降低單位產(chǎn)品消耗的目的。其次，通過回收生產(chǎn)期間生產(chǎn)的碳粉塵來代替部分固體燃料，減少固體燃料的過度消耗。最后，采取措施改善固體燃料的燃燒效果和性能，通過控制燃料粒度以及粒度分布來改善燒結(jié)過程中的傳熱和燃燒速度，從而有效減少不完全燃燒比例。

（二）減少點(diǎn)火能量消耗

點(diǎn)火能量的耗損可通過兩方面實(shí)現(xiàn)。首先，推廣使用節(jié)能型的點(diǎn)火爐，新型的點(diǎn)火爐偏向于線性、多縫式、面燃式燒嘴，其簡化了點(diǎn)火爐的結(jié)構(gòu)，且還能夠提高點(diǎn)火率，從而降低能量消耗。進(jìn)一步研究燒嘴火焰的分布、點(diǎn)火爐溫度分布，節(jié)能型的點(diǎn)火爐能量消耗將會進(jìn)一步降低。其次，使用預(yù)熱助燃空氣方式，提高點(diǎn)火爐的溫度，以此可降低點(diǎn)火能量的消耗。在實(shí)際操作期間，熱廢氣可直接作為助燃空氣或熱源預(yù)熱助燃空氣。在助燃空氣預(yù)熱達(dá)到300℃后，點(diǎn)火能量就可降低25%。并且利用預(yù)熱混合料可促使過濕的燒結(jié)層消失，從而改善燃料的透氣效果，降低點(diǎn)火能量消耗，加快燒結(jié)速度，提高燒結(jié)質(zhì)量。

（三）余熱的回收利用

燒結(jié)工藝的余熱回收包括燒結(jié)機(jī)余熱回收與環(huán)冷機(jī)余熱回收。在燒結(jié)機(jī)余熱回收中，為了更好的確保燒結(jié)機(jī)獨(dú)立運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，根據(jù)燒結(jié)工藝運(yùn)行要求，可以在燒結(jié)機(jī)設(shè)置余熱鍋爐回收煙氣余熱，燒結(jié)機(jī)尾部風(fēng)箱并聯(lián)余熱鍋爐運(yùn)行，后部煙氣經(jīng)余熱鍋爐后返回主抽煙道，煙道和鍋爐分別設(shè)置分?jǐn)嚅y和調(diào)節(jié)閥進(jìn)行系統(tǒng)投切和運(yùn)行調(diào)節(jié)，以保證燒結(jié)工藝和余熱回收系統(tǒng)的正常和高效運(yùn)行。玉溪新興鋼鐵有限公司采用的為環(huán)冷機(jī)余熱回收，主要原理是回收環(huán)冷機(jī)的熱量加熱鍋爐，產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機(jī)運(yùn)行，而汽輪機(jī)嚙合在主抽風(fēng)機(jī)上，從而能達(dá)到主抽風(fēng)機(jī)省電的目的。

三、燒結(jié)工藝的環(huán)保方案

燒結(jié)工藝過程中的污染物排放（以SO2為例）的比例僅次于焦化過程，是鋼鐵廠污染治理的重要部分。燒結(jié)過程產(chǎn)生的污染物主要包括二氧化硫、二氧化氮和二惡英污染。燒結(jié)廢氣中硫的來源主要是鐵礦石中的硫化鐵以及燃料中的有機(jī)硫等，燒結(jié)廢氣中的氮?jiǎng)t來自于燃料或者空氣中，二惡英是氯化環(huán)芳烴類化合物的一種，屬于毒性較大的化合物之一，對人類健康造成嚴(yán)重威脅，有研究資料表明，鋼鐵廠的燒結(jié)料層中會產(chǎn)生二惡英化合物，二惡英生成的量和燒結(jié)原料中碳?xì)浠衔锖棵芮邢嚓P(guān)。燒結(jié)工藝污染物的治理是鋼鐵廠污染物治理的重要組成部分，也是鋼鐵企業(yè)社會責(zé)任的重要體現(xiàn)。針對不同的污染物可以采取不同的工藝設(shè)計(jì)來進(jìn)行有效治理。第一，對于燒結(jié)廢氣中的粉塵，一般采用旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器以及電除塵等，其中，后兩者采用較多，除塵效果較好；第二，針對二氧化硫，一般使用各種脫硫裝置進(jìn)行去除，而不同的脫硫裝置采用的方法又有不同，其中石灰-石膏法的應(yīng)用最廣，效果也最好，去除率可以達(dá)到90%以上。玉溪新興鋼鐵有限公司所采用的是氨法脫硫技術(shù)，主要是利用氨基吸收劑吸收煙氣中的SO2，能耗較低且效率比較高；第三，對氮氧化物的排除首要的是要采用節(jié)能型的點(diǎn)火裝置，同時(shí)要安裝專用裝置，最后就是需要采用合適的催化劑。有條件的鋼鐵廠可以采用先進(jìn)的專門裝置，去除粉塵、脫硫和脫氮同時(shí)進(jìn)行。

四、結(jié)語

節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)越來越受到人們的重視，節(jié)能與環(huán)保也越來越受燒結(jié)工作者重視。玉溪新興鋼鐵有限公司260m2燒結(jié)機(jī)經(jīng)過近幾年的技術(shù)創(chuàng)新，在生產(chǎn)工藝和余熱利用方面有了很大的進(jìn)步，收到了很好的效果。因此，在今后的生產(chǎn)中，各相關(guān)企業(yè)應(yīng)該在燒結(jié)煙氣脫硫、燒結(jié)煙氣整體利用和燒結(jié)除塵灰氣力輸送等新技術(shù)應(yīng)用的熱點(diǎn)上多做研究，為燒結(jié)節(jié)能環(huán)保做出更大貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王素平.鐵礦石燒結(jié)節(jié)能與環(huán)保的研究[D].武漢科技大學(xué)，2013.endprint