為降低能源消耗、減少碳排放、保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，鋼鐵企業(yè)將發(fā)展著力點逐步向高爐煉鐵工藝的節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。重點圍繞高爐煉鐵工藝的節(jié)能減排技術(shù)要點進(jìn)行全面闡述，對原有節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，并對各種新型技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，實現(xiàn)了增產(chǎn)、節(jié)能、提效的美好愿景。
據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：2020年，我國的粗鋼產(chǎn)量達(dá)到10.65億t，其中生鐵產(chǎn)量為88752.4萬t，鋼鐵產(chǎn)量與消費量均位列世界首位。而在這利好形勢的背后，不得不看到，鋼鐵行業(yè)作為能源消耗密集型行業(yè)，節(jié)約能源與減少碳排放已經(jīng)成為當(dāng)下亟需面對與解決的問題。降低能源消耗、減少碳排放、保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境是鋼鐵企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的堅實保障，因此，在進(jìn)入21世紀(jì)后，我國的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)在完成經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的同時，也將社會效益與生態(tài)效益納入到企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃當(dāng)中，不斷對高爐煉鐵工藝的節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化，并取得了良好的實際應(yīng)用效果。
1、高爐煉鐵工藝流程
高爐煉鐵工藝技法簡單、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)量大、能源消耗量低，在鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域被普遍推廣使用。其生產(chǎn)工藝流程為：首先將焦炭、礦石、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦等生產(chǎn)原料經(jīng)過粉碎處理后，由皮帶運輸機(jī)直接運送至高爐料倉當(dāng)中，并經(jīng)過篩分與計量后輸送至加熱爐內(nèi)；然后由高爐的下風(fēng)口鼓入熱風(fēng)，使高爐內(nèi)各種原料中的碳元素與熱風(fēng)發(fā)生燃燒反應(yīng)，繼而產(chǎn)生大量的一氧化碳與氫氣等還原性氣體；當(dāng)高爐內(nèi)的溫度上升到一定區(qū)間范圍后，高爐內(nèi)的礦石將與還原性氣體發(fā)生還原反應(yīng)，這時礦石中的鐵被還原出來；再經(jīng)過熔化與滲碳工序，便形成鐵水。在高爐煉鐵生產(chǎn)過程中，生成的煤氣經(jīng)過重力除塵器的粗除塵工序與降溫后，直接進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行精除塵，經(jīng)過凈化處理后的煤氣通過管道直接供給燒結(jié)、煉鋼、軋鋼生產(chǎn)工序使用。
2、高爐煉鐵工藝節(jié)能減排技術(shù)要點
2.1利用加壓熱風(fēng)爐煙道廢氣作為煤粉噴吹的惰性氣體
在高爐煉鐵生產(chǎn)過程中，加壓熱風(fēng)爐會產(chǎn)生大量的廢氣，如果直接將這些廢氣排出爐外，不僅會給自然生態(tài)環(huán)境造成污染，而且也會耗費大量能源，進(jìn)而增加了煉鐵生產(chǎn)成本。因此，隨著近年來高爐噴煤技術(shù)的日漸純熟，加壓熱風(fēng)爐煙道廢氣完全可以扮演干燥劑的角色，同時，也可以利用廢氣的惰化作用來完成高爐噴煤工序，這樣可以節(jié)省大量的煤氣能源。其作用原理如下：加壓熱風(fēng)爐煙道廢氣的主要成分包括φ（N）?=60%~66%，φ（CO）?=23%~30%，φ（H?O）=6%~8%，φ（O）?=0.10%~0.30%，φ（CO）=0~0.10%，φ（H?）=0.01%~0.15%。這些氣體可以作為噴吹煤粉的惰性氣體或者載氣，比如以氮氣成分為例，這種氣體在經(jīng)過吸入口簡單的除塵與脫水處理之后，便可以直接作為噴煤載氣使用，其惰化效果明顯好于未經(jīng)過處理的氮氣。
從廢氣的主要成分看，φ（CO?）達(dá)到23%以上，如果二氧化碳?xì)怏w與煤粉中的碳優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)，那么焦炭的氣化反應(yīng)將減弱，在這種情況下，焦炭自身的強(qiáng)度將得到有效保護(hù)。另外，由于二氧化碳?xì)怏w在發(fā)生氣化反應(yīng)之前是處于吸熱狀態(tài)的，當(dāng)該氣體參加了還原反應(yīng)以后，將放出大量的熱，這就加快了還原反應(yīng)速度，高爐內(nèi)部也將同時獲得高風(fēng)溫，進(jìn)而對煉鐵生產(chǎn)效率的提升起到很大幫助，并且這種工藝也能夠最大限度地降低煙道廢氣的排放量。
2.2煤氣干法布袋除塵技術(shù)要點
高爐煤氣當(dāng)中的一氧化碳含量較高，而在高爐煉鐵生產(chǎn)當(dāng)中，一氧化碳可以作為二次能源為其他冶煉工序提供充足的熱量，經(jīng)過計算，噸鐵燃?xì)馑尫懦龅臒崃颗c180kg左右的標(biāo)準(zhǔn)煤所產(chǎn)生的熱量相同，由此可以看出，對高爐煤氣進(jìn)行高效利用，可以節(jié)省大量的煤炭資源。而眾所周知，一氧化碳的毒性較大，如果不經(jīng)處理，直接用于煉鐵生產(chǎn)，則極易埋下嚴(yán)重的安全風(fēng)險隱患。因此，在使用高爐煤氣之前，需要對其進(jìn)行凈化處理，以最大限度地降低有毒氣體含量。一般情況下，處理高爐煤氣的基本步驟為粗除塵后再經(jīng)過精除塵工序，經(jīng)過這兩道處理工序后的氣體含塵量（質(zhì)量濃度）將降到5mg/m³以下，這樣便可以直接供給熱風(fēng)爐進(jìn)行二次利用。
文章摘自：煉鐵技術(shù)
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