大型鋼鐵企業(yè)煉鐵工序節(jié)能減排工作實踐

魏金梅，趙 磊

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司，河北唐山 063210）

1 企業(yè)概況

某大型鋼鐵企業(yè)是“十一五”期間城市鋼鐵企業(yè)搬遷結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)調(diào)整的重點鋼鐵廠建設(shè)項目，設(shè)計年產(chǎn)鐵898 萬t。筆者提到的煉鐵工序主要包括燒結(jié)、球團和高爐生產(chǎn)。煉鐵工序主要生產(chǎn)設(shè)施：500 m2帶式燒結(jié)機2 臺，504 m2帶式焙燒機1臺，5500 m3高爐2座。

該企業(yè)對于改善城市環(huán)境、促進全國鋼鐵工業(yè)布局調(diào)整等具有十分重要意義。把環(huán)保視為企業(yè)生存發(fā)展的命脈，走綠色低碳、循環(huán)發(fā)展之路，以減量化、再利用、資源化為原則，以低消耗、低排放、高效率為特征，對生產(chǎn)過程中的余熱、余壓、余氣、廢水和固體廢棄物充分循環(huán)利用，是一個環(huán)境友好、服務(wù)社會、資源節(jié)約的鋼鐵廠。

2 節(jié)能減排工作實踐

煉鐵工序在整個鋼鐵生產(chǎn)流程中不僅是耗能大戶更是污染物排放大戶，煉鐵工序減排對改善鋼鐵企業(yè)及周邊環(huán)境非常關(guān)鍵。該鋼鐵企業(yè)在環(huán)保減排方面做了一系列工作，包括采用清潔運輸、選用大型高效設(shè)備、高爐爐料結(jié)構(gòu)控制、煙氣綜合治理、除塵灰密閉運輸?shù)取?/p>

2.1 運輸方式清潔化

該企業(yè)臨?？扛?，鋼鐵廠臨海優(yōu)勢明顯，深水港可滿足25萬噸級以上大型船舶進出，鐵礦石全部通過海運到達港口，然后通過封閉皮帶通廊運至封閉料場儲存；噴吹煤全部通過火車運輸至廠內(nèi)，通過翻車機、封閉皮帶通廊運至封閉料場。礦粉、煤等原燃料全部采取封閉通廊密閉輸送，皮帶機頭、機尾等處設(shè)置密封罩并配備除塵設(shè)施。焦炭通過封閉皮帶送至高爐；高爐-轉(zhuǎn)爐界面之間采用自主集成的“一罐到底”技術(shù)，原料和產(chǎn)品實現(xiàn)清潔運輸。

2.2 生產(chǎn)設(shè)備節(jié)能減排

2.2.1 大型高爐生產(chǎn)利于節(jié)能降耗

該企業(yè)建設(shè)5500 m3高爐2 座。大型高爐在生產(chǎn)過程中節(jié)能優(yōu)勢明顯。據(jù)資料顯示，5000 m3相比2000 m3高爐，燃料比、焦比、工序能耗分別降低3%、9.7%和2.6%[1]。

2.2.2 大型燒結(jié)生產(chǎn)利于節(jié)能降耗[2]

大型燒結(jié)機在節(jié)能降耗方面，即固體燃料消耗和工序能耗上具有明顯優(yōu)勢。燒結(jié)機大型化是新世紀燒結(jié)技術(shù)發(fā)展主流，適應(yīng)資源高效使用和節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展模式。該企業(yè)建設(shè)了2臺550 m2大型燒結(jié)機，與國內(nèi)燒結(jié)機面積不足400 m2鋼鐵企業(yè)和韓國浦項光陽廠比較見表1。

表1 燒結(jié)機生產(chǎn)指標對比

從表1 可以看出：該企業(yè)550 m2大型燒結(jié)機產(chǎn)能大、能耗低，充分展現(xiàn)了大型燒結(jié)節(jié)能降耗的優(yōu)勢。

2.2.3 帶式焙燒機利于節(jié)能減排

球團生產(chǎn)工藝主要有三種：豎爐球團、鏈篦機回轉(zhuǎn)窯球團和帶式焙燒機球團。豎爐生產(chǎn)能耗高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，污染源多，難治理；鏈蓖機回轉(zhuǎn)窯球團能耗低，污染源少，質(zhì)量穩(wěn)定均勻，是我國球團礦生產(chǎn)的主流工藝；帶式焙燒機球團能耗低，相對鏈蓖機回轉(zhuǎn)窯球團污染源更少，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，是生產(chǎn)球團的技術(shù)發(fā)展方向[3]。

該大型鋼鐵廠建設(shè)一套504 m2帶式焙燒機，設(shè)備本身具有低能耗、低污染的特點。

2.3 大比例球團節(jié)能減排

在鋼鐵冶煉中，高爐煉鐵爐料是由燒結(jié)礦、球團礦和塊礦組成，各高爐要根據(jù)不同的生產(chǎn)條件，制定適宜的爐料結(jié)構(gòu)決定各種爐料的配比。在煉鐵的爐料結(jié)構(gòu)中，球團礦在能耗、污染物排放方面相比于燒結(jié)礦有明顯優(yōu)勢，高比例球團礦冶煉將是未來高爐煉鐵行業(yè)的發(fā)展趨勢。2017 年中鋼協(xié)會員單位高爐的爐料中平均有13%左右的球團礦，78%燒結(jié)礦，9%塊礦[3]。

該企業(yè)高爐入爐球團礦比例可達55%，充分發(fā)揮了球團比燒結(jié)利于減排的優(yōu)勢。公司球團工序能耗為燒結(jié)工序的40%；噸礦污染物排放量不足燒結(jié)工序的80%。高爐采用大比例球團煉鐵工藝，在節(jié)能降耗、環(huán)保排放方面具有重要意義。

2.4 高爐煤氣干法除塵利于節(jié)能減排

高爐煤氣凈化采用全干法布袋除塵方式。高爐煤氣經(jīng)高效旋風除塵系統(tǒng)、低壓脈沖布袋除塵器過濾后，煤氣含塵量達到2～3.5 mg/m3。煤氣干法除塵技術(shù)與濕法相比，日節(jié)水4000 t、節(jié)電3.6 萬kW·h，TRT 發(fā)電提高30%。噸鐵節(jié)能5.37 kg標煤，年減排CO 215.17萬噸。

2.5 除塵灰密閉運輸

所有除塵裝置均設(shè)置密閉灰倉并及時卸灰，采用真空罐車運輸至密封筒倉，作為燒結(jié)原料配加，實現(xiàn)除塵灰不落地，避免了揚塵污染。

2.6 廢氣綜合治理

公司所有生產(chǎn)設(shè)施均按“三同時”要求配套建設(shè)了齊全的環(huán)保設(shè)施。在環(huán)保指標控制上，公司高標準嚴要求。在建廠之初便提出了粉塵排放小于20 mg/m3的企業(yè)控制標準，遠低于當時國家100～120 mg/m3的標準要求。建廠以來，又相繼實施了球團活性焦脫硫脫硝、除塵布袋提標改造、露天料場封閉、燒結(jié)脫硫脫硝等重點環(huán)保治理工程。各污染源排放指標穩(wěn)定達標，污染源顆粒物、燒結(jié)二氧化硫和氮氧化物等指標實現(xiàn)了超低排放。

圖1 2019年6月1#燒結(jié)機頭顆粒物排放濃度曲線圖

圖2 2019年6月1#燒結(jié)機頭二氧化硫排放濃度曲線圖

2.7 高爐水渣綜合利用

建設(shè)4×60 萬噸/年的礦渣細磨水泥生產(chǎn)線，將高爐水渣進行超細磨加工后，作為水泥原料使用，實現(xiàn)固廢資源綜合利用。

3 結(jié)語及建議

圖3 2019年6月1#燒結(jié)機頭氮氧化物排放濃度曲線圖

大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)過程中，煉鐵工序（含燒結(jié)、球團、高爐）能耗占整個生產(chǎn)流程比例達到70%以上，污染物產(chǎn)生量占比達90%以上，因此實施煉鐵工序節(jié)能減排對于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)來講具有重要意義。

作為21世紀新一代的鋼鐵企業(yè)，該大型鋼鐵企業(yè)始終踐行綠色發(fā)展理念，高起點高標準建設(shè)齊全的環(huán)保設(shè)施。項目投產(chǎn)后，以改善環(huán)境質(zhì)量為核心，企業(yè)在推進節(jié)能減排方面做出了一系列工作，是循環(huán)經(jīng)濟和科學發(fā)展觀的具體體現(xiàn)，對于其他企業(yè)具有一定的參考和借鑒意義。鑒于此，建議相關(guān)部門在今后鋼鐵行業(yè)差異化管理過程中，細化管理模式，在錯峰生產(chǎn)、重污染天氣預(yù)警、空氣質(zhì)量保障等過程中，向能耗低、污染排放少、產(chǎn)品質(zhì)量水平高的企業(yè)加大傾斜力度，以進一步激勵鋼鐵企業(yè)朝著綠色高質(zhì)量方向發(fā)展。