煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)探析

龐師艷

（山東鋼鐵萊蕪分公司煉鐵廠，山東 濟(jì)南 271104）

根據(jù)有關(guān)分析，我國每年生產(chǎn)的生鐵產(chǎn)量持續(xù)增加，多年連續(xù)維持在1億噸左右，居世界首位。然而，由于我國該生產(chǎn)過程的技術(shù)特點(diǎn)，冶煉工業(yè)從來都是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的主要污染者。由此產(chǎn)生的大量的直接排放的廢氣廢水也讓煉鐵工業(yè)成為威脅環(huán)境保護(hù)的主要源頭。進(jìn)入21世紀(jì)，環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排問題變成人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，這些問題已經(jīng)成為了經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康平穩(wěn)持續(xù)發(fā)展的重要絆腳石。如何從技術(shù)上整體提高我國煉鐵業(yè)的綠色生產(chǎn)能力，直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，維系著人們的身心健康，對(duì)此進(jìn)行研究對(duì)于建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會(huì)具有十分重大的意義。

1 存在的問題

1.1 高污染

當(dāng)前冶煉行業(yè)中一個(gè)非常突出的污染問題，就在于產(chǎn)生大量未處理的廢氣廢水直接排放到自然環(huán)境之中，導(dǎo)致冶煉行業(yè)成為了我國眾多工業(yè)生產(chǎn)中最大的污染源頭。許多國外冶煉技術(shù)發(fā)達(dá)的國家也曾受到污染的痛苦，經(jīng)過多年的探索，已經(jīng)掌握了對(duì)冶煉過程中產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行有效控制并充分再利用的技術(shù)，非常有效地降低了環(huán)境污染。但我國不少企業(yè)冶煉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵排放沒有得到有效控制，，粉塵處理后再次利用的效率非常低。就廢棄排放而言，許多發(fā)達(dá)國家都制定了非常嚴(yán)格的二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)，甚至有部分國家已經(jīng)完全關(guān)停了一些達(dá)不到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的工廠。但是，中國冶煉企業(yè)對(duì)廢氣排放中的二氧化硫和氮氧化合物的處置技術(shù)明顯落后，對(duì)環(huán)境造成極大的污染。它不僅造成空氣污染，而且也是一個(gè)嚴(yán)重的浪費(fèi)。

1.2 高能耗

除了對(duì)環(huán)境的高污染，能源的利用率低、消耗大也是我國冶煉工業(yè)但求面臨的一個(gè)非常重要的問題。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，2010年1-6月，中國的大型冶煉企業(yè)的燃料比為518公斤/噸，而2011年1-6月為520公斤/噸，同比增長了2公斤/噸。相較2010年，燃料比率增加的冶煉企業(yè)達(dá)到了42家，有所下降的有30家。在能源消耗中，冶煉工程每噸消耗404.99千克標(biāo)準(zhǔn)煤，燒結(jié)工藝每噸消耗52.34千克標(biāo)準(zhǔn)煤。在2000年左右，相關(guān)技術(shù)發(fā)達(dá)的國家的焦?fàn)t比就已經(jīng)不足300千克/噸，燃料比不足500千克/噸。

2 原因分析

2.1 規(guī)模化程度不高

與國外鋼鐵企業(yè)相比，我國鋼鐵企業(yè)規(guī)模也較大，但中小鋼鐵企業(yè)占很大比重。長期以來，國家相關(guān)部門不斷提升在冶煉領(lǐng)域的環(huán)境保護(hù)力度，出臺(tái)了許多辦法和措施促進(jìn)節(jié)能減排，但是，由于有很多中小規(guī)模的冶煉企業(yè)，從整體上拉低了我國在冶煉領(lǐng)域的節(jié)能減排水平。由于這種布局分散，發(fā)展水平參差不齊，一些中小型冶煉企業(yè)在節(jié)能減排方面的技術(shù)沒有得到長足發(fā)展，甚至落后一些技術(shù)發(fā)達(dá)的國家二三十年。

2.2 冶煉設(shè)備落后

從技術(shù)上來說，我國冶煉企業(yè)的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的大規(guī)模生產(chǎn)取得了很大的進(jìn)步，在很大程度上確保了冶煉行業(yè)的節(jié)能減排，但相較于世界上的一些技術(shù)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，這方面的差距還是很明顯的。冶煉設(shè)備的大型化問題仍然廣泛地存在于我國的冶煉企業(yè)當(dāng)中，這也是我國在冶煉領(lǐng)域的節(jié)能減排工作所面臨的一大難題。需要在以后的工作中，要重點(diǎn)向這個(gè)方面傾斜，從技術(shù)和設(shè)備方面做好節(jié)能減排工作。

2.3 技術(shù)裝備不足

當(dāng)前，我國越來越重視冶煉領(lǐng)域的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，不斷地加大對(duì)于技術(shù)革新和裝備換代的投入力度，在一定的層面上取得了一定才成績。但是從全國整個(gè)冶煉行業(yè)來看，無論是冶煉工序和技能，還是設(shè)備和管理方法，各方面都包含有諸多問題，不能完全滿足當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的技術(shù)需要。特別是一些處于行業(yè)前沿領(lǐng)域的節(jié)能環(huán)保技術(shù)和設(shè)施設(shè)備沒有在國內(nèi)的諸多冶煉企業(yè)廣發(fā)應(yīng)用，是我國的冶煉領(lǐng)域的節(jié)能環(huán)保工作成效與世界技術(shù)發(fā)達(dá)的國家之間的差距越拉越大。

3 措施建議

3.1 不斷發(fā)展更新節(jié)能技術(shù)

通過實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，在冶煉生產(chǎn)的整個(gè)過程當(dāng)中，能源消耗和環(huán)境污染問題最嚴(yán)重的環(huán)節(jié)就在于焦化和燒結(jié)這兩個(gè)環(huán)節(jié)。因此技術(shù)革新的重點(diǎn)也就要從這兩個(gè)環(huán)節(jié)中開始，從中找出能源消耗和環(huán)境污染的問題根源所在節(jié)，并有針對(duì)性地采取措施和手段進(jìn)行應(yīng)對(duì)。在技術(shù)革新和改造方面，可以將重點(diǎn)放在擴(kuò)大焦?fàn)t規(guī)模上面。比如，可以將先進(jìn)的節(jié)能減排設(shè)備和手段運(yùn)用到其中，包括發(fā)達(dá)的爐架組裝和車聯(lián)動(dòng)方法、智能控制高爐溫度的技術(shù)、低濕焦炭滅火技術(shù)等。還可以將發(fā)達(dá)的煤載除塵工藝運(yùn)用其中，就可以做到生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣廢水進(jìn)行無害化處理和循環(huán)利用，就能夠有效低昂地焦化過程中的能源浪費(fèi)的問題，使環(huán)境保護(hù)技術(shù)得到進(jìn)步地發(fā)展。

就燒結(jié)過程而言，當(dāng)前采用較多的技術(shù)的是“厚層燃料分粒燒結(jié)”的方法，通過調(diào)整材料層的厚度、混合物的顆粒大小和增加的煤粉比例來減少固體燃料消耗的新過程。大型高爐生產(chǎn)中比較清晰地體現(xiàn)了高爐的生產(chǎn)效率，所以，對(duì)于原有的高爐，可以擴(kuò)大到提高我國高爐的平均容量，同時(shí)提高高爐的利用率。

3.2 提高能源利用效率

這一點(diǎn)可以通過優(yōu)化焦化比率來實(shí)現(xiàn)。在高爐冶煉的過程中，能源消耗的主體就在于對(duì)于燃料的消耗。所以，必須要探索出一條能夠降低焦化比和燃料比的方法，達(dá)到有效減少能源消耗的目的，也可以讓焦化過程的能源消耗降到最低。要在最大程度上將焦化比和燃料比降到最低，就需要根據(jù)實(shí)際情況，將先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用到冶煉系統(tǒng)當(dāng)中去，在這方面永達(dá)信燒結(jié)機(jī)替換現(xiàn)有的機(jī)械、分別添加燃料、采用厚層操作方法等都是被實(shí)踐證明了的行之有效的方法?；虿捎靡环N新型的無燒結(jié)節(jié)能環(huán)保冶煉技術(shù)，讓冶煉企業(yè)的高爐煉鐵技術(shù)從整體上得到提高。為了提高焦炭和燒結(jié)的篩選效果，從數(shù)量上降低進(jìn)入爐中的粉塵，可以加強(qiáng)高爐的冶煉效率，提高煤氣的使用條件。與此同時(shí)，還可以提高高爐溫度，并提供大型噴煤的必須要件，從而100%地利用高爐帶來的熱量。要充分利用現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)，可以有效保證焦炭比的減少和煤比的增加。

3.3 減少動(dòng)力消耗

降低能源消耗的途徑也可以從降低動(dòng)力消耗入手。例如，可以對(duì)高爐鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行改修，使鼓風(fēng)機(jī)在最大程度上與高爐向適應(yīng)，還要盡可能地鼓風(fēng)機(jī)的排氣操作，是鼓風(fēng)機(jī)本身的消耗減少。還可以通過技術(shù)手段減少冷卻水的消耗，可以在制冷站而不是冷卻水排水系統(tǒng)中設(shè)置冷卻水系統(tǒng)，從而是冷卻水的循環(huán)率得到提升，讓冷卻水的運(yùn)行環(huán)境處于封閉狀態(tài)。在這種改造之下，不僅可以讓廢水的排放量降低，還可以防止廢棄對(duì)空氣的污染，最終達(dá)到冷卻廢水零排放的目的。

3.4 提高廢熱回收

廢熱回收體系充分發(fā)揮作用能夠使能源利用效率得到提升。通常采用的技術(shù)是有干焦淬火技術(shù)，可以在最大才程度上防止熱損失，也避免了水體被污染。既可以提高節(jié)水效率，又可以提高焦炭的質(zhì)量。例如，燒結(jié)廢氣的余熱回收和冷卻空氣可安裝在環(huán)式冷卻器的進(jìn)口，環(huán)式冷熱廢氣產(chǎn)生的蒸汽可用于預(yù)熱燒結(jié)混合物，熱廢氣可用于點(diǎn)火以及支持燃燒的空氣。

4 結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展的過程中，環(huán)境污染和資源消耗問題已經(jīng)成為了人們不得不面臨的一個(gè)重大問題，這個(gè)問題直接關(guān)系到人們的生活環(huán)境和身心健康。冶煉行業(yè)在國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中發(fā)揮著巨大的作用，但同時(shí)也是環(huán)境污染和能源消耗的重災(zāi)區(qū)，務(wù)必要采取一切措施和手段不斷提升行業(yè)整體的節(jié)能減排水平，不斷促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)沿著平穩(wěn)、健康、可持續(xù)發(fā)展的道路向前發(fā)展。