鐵合金行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用

摘? ? 要：介紹了鐵合金行業(yè)面臨的一些問題以及節(jié)能減排的概念，分析了該行業(yè)生產(chǎn)過程中污染物的排放及能源的浪費問題，找出污染源和高耗能重點部位，并針對這些重點目標(biāo)，合理應(yīng)用了有效的煙氣余熱發(fā)電、電爐煤氣代煤粉燃燒、變頻技術(shù)、廢渣生產(chǎn)礦渣棉、布袋除塵、廢水凈化等節(jié)能減排技術(shù)，以降低企業(yè)能源消耗和減少污染物的排放，為實現(xiàn)綠色鐵合金行業(yè)具有較大的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：鐵合金;電爐;節(jié)能減排;余熱利用

1? 引言

節(jié)能減排一般是指節(jié)約能源的消耗，以很少的能源生產(chǎn)出一樣多數(shù)量的產(chǎn)品或產(chǎn)值，或以同樣數(shù)量的能源生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品或產(chǎn)值，最大限度的減少和避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生與排放。

鐵合金是耗能較高、污染較為嚴(yán)重的行業(yè)。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人類對生存環(huán)境的要求日益提高，對鐵合金行業(yè)提出了越來越嚴(yán)格的資源、能源與環(huán)保要求，生態(tài)環(huán)境和能源問題已成為影響鐵合金工業(yè)發(fā)展的根本性問題。因此，對于鐵合金行業(yè)來說開展節(jié)能減排是實現(xiàn)全面、協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

2? 能耗的情況及污染物的排放

鐵合金是耗能大戶，生產(chǎn)過程中需要消耗各種能源，主要有煤、油、電、焦碳、工業(yè)水等。因此，減少能源消耗，可以提高鐵合金的競爭力， 這對鐵合金的發(fā)展具有重要意義。

鐵合金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生污染物，主要有廢水、廢氣、廢渣和粉塵。廢渣有鉻渣、硅錳渣和中錳渣等。廢氣是指比較細(xì)的煙塵。廢水有煤氣洗滌水、沖渣水和含金屬水等，如果這些廢水直排，造成了環(huán)境的污染。

3? 鐵合金的節(jié)能減排技術(shù)及其應(yīng)用

3.1? 高溫?zé)煔庥酂崂?/p>

回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣余熱利用途徑較多，常用的有預(yù)熱空氣或燃料、余熱發(fā)電等。余熱發(fā)電技術(shù)是把高溫?zé)煔庾鳛橛酂徨仩t的熱源，生產(chǎn)過熱蒸汽，然后進入汽輪機做功，最后完成發(fā)電。其優(yōu)點在于完全利用廢氣余熱，無外加熱源，生產(chǎn)成本低廉。

某公司回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線窯尾廠房沉降室出口廢氣量約為65000Nm3/h，廢氣溫度為600℃左右，余熱熱量約為4.8×107kJ/h，此部分高溫?zé)煔庑杓尤肜淇諝饫鋮s后，經(jīng)過除塵器除塵，然后經(jīng)過煙囪后排放到大氣中，其高溫?zé)煔獾臒崃堪装桌速M。公司根據(jù)煙氣量大、連續(xù)、熱量高等特點，決定利用窯尾煙氣進行余熱發(fā)電，建設(shè)余熱電站，充分利用焙燒過程中產(chǎn)生的廢氣余熱，使廢氣余熱轉(zhuǎn)換成電能，以降低生產(chǎn)成本，減輕電網(wǎng)供電壓力，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。為了充分利用余熱，余熱電站根據(jù)生產(chǎn)線排放的廢熱參數(shù)采用兩爐兩機配置發(fā)電，每條線窯尾設(shè)置一臺技術(shù)先進的余熱鍋爐和一臺3兆瓦快裝凝汽式汽輪發(fā)電機組。采用DCS控制系統(tǒng)，達(dá)到高效、節(jié)能、穩(wěn)定、優(yōu)化控制的目的，降低生產(chǎn)成本。本項目提高了整體熱利用率，每年增加發(fā)電量約1800萬千瓦時，每年節(jié)約標(biāo)煤約1.5萬噸，同時也減輕了對周圍環(huán)境的熱污染，達(dá)到了節(jié)能、降耗、增效之目的，一舉兩得。

3.2? 電爐煤氣代煤粉燃燒

鐵合金硅錳電爐生產(chǎn)冶煉時，產(chǎn)生了大量的電爐煤氣，經(jīng)過煙氣分析，可知它主要由H2、CH4和CO等可燃?xì)怏w組成，其中CO含量一般高達(dá)約57%，熱值達(dá)7000kJ/Nm3以上，屬于一種優(yōu)質(zhì)的氣體燃料，完全具備可回收價值。

某公司積極采取有效措施，對電爐煤氣進行回收利用，主要利用途徑有煤粉鍋爐摻燒煤氣和回轉(zhuǎn)窯煤氣代煤粉。回收利用的主要工藝是對電爐煤氣采取凈化回收，然后把凈化后的電爐煤氣送往熱電廠、實現(xiàn)煤粉鍋爐摻燒煤氣;送往焙燒回轉(zhuǎn)窯、燒結(jié)車間，實現(xiàn)煤氣代煤粉，其煤氣回收凈化及輸送工藝流程如圖1所示。經(jīng)過計算，年可回收利用煤氣9500多萬立方米，折合標(biāo)煤約為3萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這樣不但可以降低原煤的能源消耗，而且也減少了環(huán)境污染。

3.3? 無功補償及電壓優(yōu)化技術(shù)

主要特點如下：（1）電容器的過零投切;（2）使用無載調(diào)容和調(diào)抗切換開關(guān)，自動地對電容器和串聯(lián)電抗器進行同步調(diào)容調(diào)抗。

它很好的解決了運行可靠性不高、優(yōu)化性能不好、運行不經(jīng)濟的狀況。某公司在高壓無功補償電容器上安裝SVQC型和TBBK型變電站無功補償與電壓優(yōu)化裝置后，公司每年可節(jié)省電量600多萬千瓦時。

3.4? 變頻技術(shù)

變頻調(diào)速技術(shù)非常成熟，得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，是一種節(jié)電的較好方法。鐵合金工業(yè)有些用電設(shè)備功率大，而且經(jīng)常處于變負(fù)荷的狀況下運行，因此出現(xiàn)了許多設(shè)備用電量大、壽命短、燒毀電機的現(xiàn)象。某鐵合金公司針對負(fù)載變化的用電設(shè)備集塵風(fēng)機、電機、水泵等裝置安裝變頻節(jié)能裝置后，每年節(jié)省用電約180多萬千瓦時。經(jīng)過長期運行發(fā)現(xiàn)，采用變頻調(diào)速裝置是節(jié)電的較好方法，特別適用于負(fù)載變化的用電設(shè)備，而且在實際生產(chǎn)中比較實用，它的投資相對較小，節(jié)能效果卻很顯著。

3.5? 三廢的處理和利用

（1）廢渣的處理和利用。①電爐還原廢渣回收錳。冶金焦作還原劑，將碳素錳鐵渣粒化，在電爐內(nèi)進行再還原。②用廢渣煉制硅錳合金。金屬錳渣在電爐中與碳作用，還原并生成含磷較低的碳素錳鐵或硅錳合金。③用廢渣生產(chǎn)礦渣棉。利用錳硅合金爐渣、中錳搖后液態(tài)渣直接吹成礦渣棉，即可降低費用，又可節(jié)約電能。

（2）廢氣的處理和利用。鐵合金電爐煙塵的治理主要集中在兩種高效除塵技術(shù)上：布袋除塵和文丘里除塵。

（3）廢水的處理和利用。在鐵合金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水直接排放會污染環(huán)境。因此，廢水可以凈化，不僅可以保護環(huán)境，還可以重復(fù)利用。廢水利用的主要方法可以是閉環(huán)系統(tǒng)。

某鐵合金公司煤氣洗滌過程中產(chǎn)生大量的廢水，他們在廢水中加入堿和絮凝劑后，廢水中絮凝物沉降于沉降池底部，上層清水和污泥壓濾出來的清水直接返回到儲水池中，然后繼續(xù)進行利用，回收了沉淀物中的有用物質(zhì)，也降低了環(huán)境污染。

4? 結(jié)語

綜上所述，節(jié)能減排貫穿于鐵合金生產(chǎn)的全過程及產(chǎn)品的整個生命周期，從能源開發(fā)到最終利用，應(yīng)該著手從源頭削減污染，進行技術(shù)上可行，經(jīng)濟合理，社會可接受和環(huán)境允許的措施，目的是消耗最少的能源，不斷降低污染，提高企業(yè)的競爭力，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排、降耗增效的目的，達(dá)到經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的有效統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)：

[1] 齊紅衛(wèi)，姚明寬.企業(yè)清潔生產(chǎn)審核指南[M].北京：中國檢察出版社，2000.

[2] 顧崇孝.淺議冶金煙氣的余熱利用[J].有色金屬設(shè)計，1999（1）：32～35.

基金項目：

遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院2019年度學(xué)院課題（LSHYJ1902）。

作者簡介：

宋黨偉（1984—）男，遼寧省錦州市，碩士，講師，研究方向：節(jié)能技術(shù)和電廠熱能動力裝置。