钢铁企业节能减排技术ppt课件.ppt

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1、钢铁企业节能减排技术综述,西昌钢钒有限公司能源环保部2014年10月27日,能源管理室：黄毅,综 述 内 容,一、技术概况二、烧结工序三、焦化工序四、炼铁工序五、炼钢工序六、废水处理七、底温余热利用八、高温熔渣显热利用九、CO2减排技术,技术概况,干熄焦余热发电、煤调湿、烟道气余热利用、热导油蒸氨,炼钢,烧结矿余热发电、烧结烟气脱硫及余热利用、降低烧结机漏风,高炉煤气干法除尘、TRT发电、脱湿鼓风,转炉煤气干法除尘、转炉余热回收发电、干式真空冶金,蓄热式燃烧技术、加热炉余热回收发电,铁钢界面一罐制连铸坯热送热装、钢渣显热回收,焦化,烧结,炼铁,轧钢,干熄焦余热发电、煤调湿、烟道气余热利用、热导

2、油蒸氨,燃气蒸汽联合循环发电、CO2减排、高炉渣显热回收,烧结工序余热利用技术,烧结工序热量平衡表,防止干烧可定时更营养,烧结余热利用方式,（1）烧结点火空气（2）预热点火空气（3）预热混合料（4）余热锅炉产生蒸汽（5）发电： 2008年以后，我国烧结余热动力利用方式逐渐占据主导地位，截止到2010年底, 据不完全统计, 全国钢铁企业已建成烧结余热发电机组27套, 涉及到23家钢铁企业的53台烧结机, 总烧结面积14370m2, 发电机组总装机容量484 MW。,工艺流程,烧结余热资源约占烧结工序能耗的一半左右:主要为 冷却机废气余热和烧结机主烟道烟气余热,烧结余热发电烟气系统流程图,烧结工序

3、余热利用技术,某360m2 烧结机废气温度变化：高温废气集中在机尾的5 个风箱, 温度在200 450 , 平均温度约350 。,冷却机按换热后气体温度变化分为高、中、低三个区段, 即高温段450 300 、中温段300200 、低温段200150 。,烧结工序余热利用技术,( a) 方案一: 全部烟气脱硫当除尘器入口烟气要求大于120 ( 北方钢厂、冬季),( c) 方案二: 选择性脱硫,余热回收三段式烟道（当除尘器入口烟气要求大于80 时）,对总的烧结余热资源分析表明每平方米烧结机的余热资源大概可以装机30kW每一吨烧结矿，其生产过程余热可回收至少20kWh 的电力通过烧结余热回收的电能占

4、粗钢电耗的5%多采用“二炉一机”或“三炉一机”配置方式,烧结工序余热利用技术,马钢烧结余热发电装置工艺流程图,马钢台 烧结机，烧结矿带冷机前烟囱排烟温度达，其冷却废气流量约万，其余热回收装置是台.废热锅炉（、.）和 台发电机组（额定功率.）。工程于年月日正式开工，年月日顺利并网，目前已正常运行年，日发电在万以上。马钢烧结带冷废气余热发电工程，是中国第一次在烧结系统实施的低温废气发电项目,烧结工序余热利用技术,济钢400m2烧结环冷机余热利用工程特点 烧结余热发电工艺采用1+1+1建制，即1台烧结环冷机配套1台余热锅炉和1台蒸汽轮发电机。余热锅炉产生中压和低压两种蒸汽，分别通过蒸汽管道输送至电站

5、，中压蒸汽作为汽轮机主进汽，低压蒸汽作为补汽。 环冷机排出的高、低温烟气分别通过高、低温烟道进入余热锅炉，余热锅炉排出的约140烟气再由循环风机送入环冷机（在循环风机入口需要补充515%的冷风）。 优点：（1）可以大幅提高余热锅炉的能量回收效率；（2）可以大幅度减少烟气中矿尘直接排空带来的环境污染；（3）热风冷却烧结矿可减少急冷破碎现象，提高成品烧结矿质量。,济钢400 m 2烧结环冷机余热利用工艺流程示意图,烧结工序余热利用技术,邯钢和协作单位首创了双烟道双压自带除氧锅炉烟气余热回收技术，开发了高效双烟道双压无补燃余热锅炉配置补汽式汽轮机烧结余热发电技术，研发了烧结烟气闭式全循环技术，实现了

6、能量的循环利用，余热锅炉余热利用效率达到60%，比传统单烟道余热锅炉余热利用率提高了约9个百分点，2011年烧结机余热发电达到了13304.9万kWh。,邯钢近三年烧结余热回收发电量,烧结工序余热利用技术,邯钢烧结余热发电,安钢烧结余热发电第一代,安钢2360m2烧结环冷机余热回收工艺简图（工程2009.3建成）,技术特点：双通道、双温双压余热锅炉技术，替代进口闪蒸）设备；烟气全循环；采用新型烧结环冷机密封装置。实施效果：2010年吨矿发电量15kWh；年发电1.07亿kWh；效益7490万元存在问题：（1）环冷机热胀冷缩问题没有解决；（2） 环冷机密封问题没有彻底解决； （3）环冷机发电的稳

7、定运行问题没有解决；（4） 烧结机余热没有回收 。,烧结工序余热利用技术,开发过程： 在安钢3#烧结机上开发，项目正在实施。 技术特点：（1）环冷机采用水密封，彻底解决了环冷机的密封问题和膨胀问 题； （2）回收了烧结机尾部高温烟气余热，扩大了余热回收范围； （3）增加补汽汽源，确保发电机组的稳定运行，避免重复开停。,预期效果： 预计吨矿发电量可到30kWh，比第一代技术发电量提高50%以上。,安钢烧结余热发电第二代,烧结工序余热利用技术,烧结机横截面示意图,烧结机纵截面示意图,烧结工序降低漏风技术,日本烧结机漏风率30%左右，宝钢漏风率40%左右。台车到风箱之间的漏风占烧结机总漏风率的80%

8、左右，主要包括台车体、台车与风箱滑道之间的漏风以及烧结机头尾部的漏风。,宣钢（2011年）、杭钢（2008年10月）降低烧结机漏风率技术烧结机台车本体安装了秦皇岛新特科技有限公司开发研制的全封闭多级磁力密封装置，它是将烧结机从风箱下部起用钢板把台车两侧全部屏蔽起来，上盖板在负压的作用下紧贴在台车挡板上沿，形成第一道密封；在台车档板里侧设有磁性密封板，该磁性密封板插入台车料面中，形成第二道密封；磁性密封板吸附大量矿粉，形成第三道密封，从而实现了对台车体和滑道漏风的有效治理烧结机头尾部安装了秦皇岛新特科技有限公司开发研制的全金属柔磁性密封装置，该技术在活动密封板下部装有高温压缩弹簧组，活动密封板与

9、台车始终保持接触，在活动密封板上布有高温磁性物质，使活动板能吸附周围铁粉，在台车和密封板间形成一个柔性密封层，解决了由于台车底面变形而形成的间隙漏风问题；密封板与机体之间采用了不锈钢板簧联接彻底解决了密封板与机体之间的漏风问题。 宣钢漏风率由改造前的62.0%降到改造后的51.4%。杭钢改造后的漏风率下降了68个百分点。,烧结工序降低漏风技术,莱钢265m2烧结机降低机头机尾漏风率技术原机头、机尾密封，采用的是重力支撑式密封，后选用ZTM型机头、机尾密封装置（秦黄岛市海港三星冶金机械备件厂制造）,重力支撑式密封装置,ZTM型密封装置,烧结工序降低漏风技术,改造后效果：机头、机尾密封效果提高50

10、%，烧结机总漏风量降低2 个百分点,调湿热源：烟道废气、干熄焦蒸汽或其它低压蒸汽第一代：“导热油干燥技术”，1983年在新日铁大分厂建成第一套装置。第二代：“蒸汽干燥方式”，1991年在新日铁君津厂建成第一套装置。第三代：“流化床煤调湿技术”，1996年在日本室兰焦化厂投产，第三代煤调湿技术与前两代相比，具有工艺流程短、传热效果好、构造简单、运行稳定和设备投资费用少等优点。第四代：“风动选择分级及调湿技术”，与第三代调湿技术的不同之处在于其兼具了粒度分级的功能, 一套装置实现了炼焦煤调湿和粒度分级两种功能。另外：“沸腾床炼焦煤风选调湿技术”，由鞍山热能研究院在本世纪初在酒钢引进的乌克兰风选粉碎

11、技术的基础上开发，在本钢建成1t/h处理能力的中试生产装置, 但至今没有实现工业应用。另外，莱钢的“振动流化床风动选择分级及调湿技术”， 以振动流化床替代固定流化床, 于2009 年完成了2 t /h的中试实验。我国第一套煤调湿装置于1996年在重钢焦化厂建成投产，属于第一代技术，第三代技术则由2007年济钢焦化厂建成应用。一至四代的实际可比性投资比大约为1.15：1：0.91：0.68。,焦化工序煤调湿技术概况,煤调湿技术发展趋势（1）具备炼焦煤调湿核心设备的开发，以防止细颗粒煤的过干燥问题。（2）智能化控制系统的开发，用于实现煤量与烟道气量的比例关系以及抽烟道气对焦炉吸力调节的控制，使整套

12、装置的操作具有高度的稳定性，确保不影响焦炉的稳定生产，且具备良好的操作弹性。（3）对调湿过程中所产生煤尘的收集与应用技术的开发，防止二次污染。煤调湿技术评价（1）一代技术由于存在潜在的环保安全隐患、热媒易变质、且投资巨大, 不应考虑；（2）二代技术固然成熟可靠, 但其并不能实现节能，反而每吨湿煤要增加5公斤多标煤的能耗, 且投资高, 因此只能作为备选;（3）三代技术总体不错, 但从日本引进费用巨大， 因此要注重国产化特别是注重开发配套的振动流化床装置；（4）四代技术在没有洗精煤解冻设施的北方企业不能采用固定床, 因为冬季煤的冻结会加剧布风板堵塞, 严重影响效率和开工率，而应关注振动流化床，其能

13、有效解决该问题。,焦化工序煤调湿技术概况,主要利用烟道热废气，使装炉煤水分稳定在67%工艺流程简捷，操作方便，运行及维护费用低，综合能耗低调湿工艺与破碎工艺一体化，占地面积小不需增设生产运行及维护人员岗位投资低，在同等条件下是其他工艺的6070%系统安全可靠，对原煤含水率和粒度无限制,焦化工序莱钢煤调湿技术,减少能耗 5.23 kg标煤/t焦剩余氨水量减少 70165t/a降低配煤成本 5%提高产量 4.44%降本增效 约 14元/t焦,节能减排效果,SDM煤调湿专利技术优点,马钢煤调湿技术流程图,技术特点（1）马钢采用是第代技术，利用焦炉烟道废气显热进行煤的干燥，不增加新的热源。（2）通过流

14、化床装置直接对流交换方式，调整煤的湿度，效率高。（3）将炼焦煤水分（质量分数，下同）由降至，预计可达到增产，节能的效果。,焦化工序马钢煤调湿技术,核心技术：实现干熄焦设备大型化（260t/h干熄焦为世界最大）采用高温高压自然循环余热锅炉技术 炉内大容量焦炭均匀稳定换热技术采用新型耐火材料技术运行效果：（1）提高生产效率50%，降低能耗6%、提高发电效率12%（2）产生9.5MPa、540高温高压蒸汽，比中压和次高压锅炉增加发电量20%和8%（3）2011年吨焦发电平均105.4kWh，达到国内领先水平,近一年吨焦CDQ发电变化趋势,焦化工序首钢京唐高压CDQ发电技术,将碳酸钾脱硫工艺脱硫液再生

15、与初冷工艺相结合，利用部分脱硫贫液代替部分初冷循环水，回收利用初冷上段的热源作为脱硫液再生的热源，既节约了脱硫液再生所需蒸汽，又减少了循环水消耗。重钢新区全年节约蒸汽和循环水折合12766t标煤，扣除增加的电力等能耗约2293t标煤，节约能耗达10473t标煤。,焦化工序重钢焦炉初冷上段荒煤气余热利用,炼焦炉耗热量的11%为焦炉炉体散热，19%为燃烧后烟道废气带走热，30%为荒煤气带走热量，40%为红焦带走热量。,蒸氨采用导热油代替蒸汽加热，从而解决焦化厂原蒸氨工艺落后、效率低、能耗高、设备腐蚀严重、操作环境差等技术难题。 用导热油代替蒸汽用于传统的蒸氨生产，可避免蒸汽冷凝后产生的外排蒸氨废水

16、，实现无蒸汽蒸氨。,节约能源导热油循环使用，加热升温快，年节约6920t标煤。节约蒸汽蒸氨处理量按100m3/h计算，节约蒸汽20t/h，年节约蒸汽17.52万t，相应减少水资源消耗量，减少排污量。更加环保降低废水量1012m3/h,全年减少废水量89万m3。,焦化工序重钢导热油蒸氨技术,高炉炼铁工序脱湿鼓风简介,意义 含湿量增加1g/m3，理论燃烧温度降低6.3 (新日铁经验值)、7.6 （首钢经验值）、焦比增加1kg/t，相当于降低9 风温。考虑到分解产生的H2 在炉内参加还原反应又放出相当于3 风温的热量，因此一般认为鼓风湿分变化1g/m3 相当于影响风温6。在沿江地区，冬季和夏季湿分相

17、差约30g/m3 左右，年平均湿分变化10g/m3左右，南方地区一天中空气湿度波动一般为36 g/m3。因此，湿度随时间的变化是十分显著的，而鼓风含湿量波动大会导致高炉炉况波动甚至失常，对高炉生产有较大的影响。 1985 年起在宝钢四座4000m 3 高炉采用了脱湿鼓风技术, 取得了良好的经济效益。 脱湿方法（1）吸附法：即以低温介质作吸附剂, 让吸附剂与湿空气充分接触, 以吸收空气中的水分, 随后对吸附剂加热脱水再生, 并如此循环连续使用。（2）冷却法：将湿空气通过冷却器冷却, 使其温度降低到空气压力及所含湿量相对应的饱和温度以下, 将湿空气中的水分凝结析出。（3）联合法：顾名思义是将冷却和

18、吸附结合起来，可使空气湿度脱得较低，但是运行和维护复杂，耗能较多。,梅钢 3200 m3高炉脱湿工艺系统简图 使鼓风湿度保持在10g/Nm3,溴化锂吸收式制冷装置流程图,高炉炼铁工序梅钢脱湿鼓风,特点 2500m3 高炉采用直接冷却方式, 即冷媒蒸发器安装在鼓风机进风管道上, 冷媒在蒸发器中蒸发与鼓风机进风直接进行热交换, 降低进风空气温度, 使空气中的水蒸气冷凝析出, 从而降低空气含湿量。该方式与水作载冷剂的间接冷却方式相比, 具有效率高、节能、体积小、系统简单( 少了一个冷水循环系统) 、投资省等特点。 效果 高炉使用脱湿装置后1 个月产量上升了27. 51t/d , 在热风温度下降了14

19、 .35 的情况下, 燃料比仍然下降了18.40 kg/ t。,高炉炼铁工序宝钢不锈脱湿鼓风,工艺简介 2006.3始至2008.8月，完成2座2500m3高炉（三台鼓风机对两座高炉，两用一备）脱湿系统。2009年底完成马钢4000m3 高炉鼓风脱湿一期工程。 鼓风机吸入侧冷却脱湿装置采用双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷方式制造低温冷却水，低温冷却水通过布置在鼓风机入口管道中的高效换热器冷却空气，使空气中的水蒸汽冷凝成水而析出。 技术特点鼓风机节能。鼓风机因吸入的空气温度、湿度的下降而省能。蒸汽致冷节能。马钢4000m3 高炉脱湿鼓风装置蒸汽制冷装置的耗电为电制冷装置耗电的15%，而蒸汽制冷装置仅比

20、电制冷装置多增加了19%的水耗和约12t/h的汽耗。合理利用余热能源。采用低压余热蒸汽为汽源的双效吸收式制冷技术承担100%的制冷负荷，其他企业最多承担75%的制冷负荷。系统配置独特，调节灵活。采用“二拖三”的运行模式，即2套制冷装置对应3 套脱湿装置，每套制冷装置由2台制冷机组组成，单台制冷机组的制冷量为单套制冷装置总制冷量的50%。,高炉炼铁工序马钢脱湿鼓风,脱湿鼓风概况 攀枝花月均气温高达33.8 ，210月份月均气温超过25 ，月均绝对湿度最高达24.3 gm，510月份月均绝对湿度超过18 gm。 攀钢钒2、3 、4 、5 号鼓风机，汽轮机驱动，3用1备，为l 、2 、3号高炉供风，

21、其最大工作转速4400 rmin，设计风量3650 m3min，折合2930m3min。1、2 、3 号高炉有效容积都为1200 m3。 脱湿鼓风效果（1） 在相同的功率下，当空气温度自33降至14 时，风量上升至3448 m3min，同比增加了191 m3min；（2）吸收式制冷机组有利于利用富余的低压蒸汽资源。,高炉炼铁工序攀钢钒脱湿鼓风,高炉炼铁工序重钢脱湿鼓风,以2500m3高炉为例,降低焦比的效益：鼓风脱湿1g/m，焦比约1kg，全年节焦42777t。提高喷煤的效益：鼓风脱湿1g/m，喷煤2.23kg/tFe，置换焦炭1.78kg/tFe，全年可置换焦炭28161t。节约鼓风机电耗：

22、由于降低湿度，风机年节电5985万kWh。高炉顺行增产效益：鼓风脱湿1g/m，高炉顺行增产2%，年增产12.6万t铁。降低煤气消耗效益：每降低1kg焦比，高炉所需鼓风量降低2.5m，2.5m的风在热风炉中升高1100，所需高炉煤气0.96m（按高炉煤气热值800kCal/m)。,高炉炼铁工序重钢脱湿鼓风,燃气蒸汽联合循环发电机组（CCPP）,高炉炼铁工序CCPP和高炉煤气锅炉发电机组,高炉煤气锅炉发电机组,高炉炼铁工序CCPP和高炉煤气锅炉发电机组,对CCPP和高炉煤气锅炉发电机组的比较分析CCPP效率高，远远高于高炉煤气锅炉发电机组的热电转换效率。高炉煤气锅炉发电机组适应性强，技术较为成熟，

23、操作简单。高炉煤气锅炉发电机组维修费用低、投资费用低，投资回收期短，是较好的短平快投资项目。CCPP关键设备及零部件还没有国产化，导致维修费用高、投资费用高，投资回收期较长。CCPP机组属于刚性用户，负荷变化对效率影响极大，要求稳定在最佳经济负荷运行。因此，要实现煤气零放散，需要配置操作灵活的变工况适应能力强的高炉煤气锅炉发电机组。稳定高炉煤气热值可以同时提高CCPP和高炉煤气锅炉发电机组效率。,高炉炼铁工序CCPP和高炉煤气锅炉发电机组,工艺选择：满足高炉鼓风工艺要求，富余煤气发电，综合效益最大。,电动鼓风+CCPP发电 建设项目：三台53MWCCPP、二台30MW和一台35MW电动鼓风机及

24、相应配套设施。 综合效益：总投资约15亿元；年运行成本（含折旧）1.7亿元；年净收益2.2亿元；投资回收期约6.8年。 工艺特点：工艺复杂，辅助设备多，运行维护成本高；投资高，占地大，发电效益高，但投资回收期长，长期效益高。,VS,建设背景：安钢2003年根据国家批复建设两座高炉，分别是2200和2800m3高炉，面临着鼓风方式的选择。,汽动鼓风+锅炉发电 建设项目：2130t/h1180t/h锅炉，2台AV801台AV90风机和一台3万kW发电机组。 综合效益：总投资3.8亿元；年运行成本（含折旧）0.85亿元；年净收益1.07亿元；投资回收期约2.3年。 工艺特点：工艺成熟，配套设备少，运

25、行维护成本低；投资小，占地少，综合效益较高，投资回收期短。,高炉炼铁工序安钢汽动鼓风技术,图：安钢2000m3级高炉汽动鼓风工艺流程,运行效果：投资小、占地少，符合安钢发展要求。吨铁耗电量减少80kWh，年减少外购电量3.2亿kWh；年发电量2.38亿kWh。汽动鼓风虽然是一种古老、原始的鼓风方式，但仍然有一定的生命力！,工艺流程：如右图。,高炉炼铁工序安钢汽动鼓风技术,高炉冲渣产生温度在80左右的冲渣热水，经过滤空冷后循环使用，热量没有得到利用。新建设施包括凝结水池、换热器、循环泵站、外部蒸汽管网、散热片等，采暖供回水管道主要沿厂区煤气管道敷设，利用煤气管道支架，在煤气管道支架上设置绑柱支架

26、。工艺流程如下：,高炉炼铁工序南钢拟实施的高炉冲渣水余热利用技术,问题：邯钢3200m3高炉煤气干式布袋除尘于2 0 0 9 年7 月正式投用, 至2 0 10 年2 月开始陆续发生多起低温净煤气管道、煤气水封下降管及补偿器腐蚀泄漏等一系列问题；6 0 MW 发电机组的锅炉烟道腐蚀严重, 检修时发现烟道底部积有厚厚铁锈, 锅炉炉膛壁上附有铁锈；冷轧厂罩式炉和镀锌连退炉的喷嘴前滤网经常堵塞, 每天靠清理滤网维持生产, 滤网上是一种白色粉末物质, 溶于水, 经化验主要是氯盐。通过以上分析, 可知在煤气及结晶物中主要含氯化物、硫化物和氧化铁。,对策: 具备脱盐功能的干法除尘工艺布置图,效果：冷轧厂加

27、热罩烧嘴前的滤网清理周期: 在脱盐塔没有投运之前为12 天, 投入运行之后的清理周期为15天左右, 达到冷轧厂生产初期的水平, 且清理出来的杂物比原来有明显减少。,高炉炼铁工序干法除尘的腐蚀问题及解决方法,炼钢工序重钢RH干式真空系统组泵技术,专利：RH干式真空精炼装置,专利：RH干式抽真空系统泵站的泵房,重钢210tRH生产实践表明：钢水初始氢含量小于4.0ppm，驱动Ar流量为90150m3/h时，钢水循环20min后可将钢中氢脱至1.5ppm以下、最低达0.9ppm、平均脱氢率63.5%，RH处理前后钢中氢含量见图4，其脱氢效果与国内使用多级蒸汽喷射泵的RH基本一致。,炼钢工序重钢RH干

28、式真空系统脱氢效果,RH干式真空泵系统主要消耗能介包括电能、氮气、补偿冷却水三部分。重钢干式真空泵系统能源消耗与国内某钢厂多级蒸汽喷射泵相比，吨钢成本约低7.74元。,炼钢工序重钢RH干式真空系统运行成本,炼钢工序重钢RH干式真空系统优劣对比,蒸汽发电汽轮机组以转炉汽化冷却系统产生的、额定压力.的蒸汽作为主汽源，并入、温度约、压力.的管网蒸汽作为补汽。机组装机容量，发电机的出力基本维持在。汽轮发电机组于年月日一次冲转成功并且完成了并网发电工作，是国内第套全国产化转炉汽化蒸汽发电且运行正常的装置。,马钢转炉汽化蒸汽发电流程图,炼钢工序马钢转炉汽化蒸汽发电,马钢转炉蒸汽回收利用流程图,技术特点（）

29、首次采用转炉汽化蒸汽应用于 精炼生产。（）实现自产转炉汽化蒸汽高效利用。（）实现余热蒸汽就地循环利用，减少长距离输送产生的损失，实现全系统能源利用效益最大化。 （4）增加一个稳定蒸汽用户，有效避免了转炉吹炼高峰期蒸汽瞬时放散。,炼钢工序马钢转炉汽化蒸汽用于RH,简要情况马钢新区四钢轧精炼炉的蒸汽喷射泵需要使用.的过热蒸汽。设计时，将转炉汽包压力设定在.下运行，蓄热器工作压力设定在.范围，而蒸汽管网压力设定在.范围。通过提高蓄热器蓄热量以及蒸汽管网系统优化，成功地将转炉汽化蒸汽应用到炉上，实现转炉汽化蒸汽高效利用。,从1994 年宝钢第一次全套引进国外转炉煤气干法除尘系统开始，至今已有40 多座

30、转炉采用了干法除尘。OG法和LT法的比较 （1）LT法净化后的煤气含尘量可在l025mgNm3以下，可直接供用户使用。湿式系统净化后煤气含尘量约100mgNm3，供用户使用前需再用电除尘器净化； （2） LT法由于净化后气体含尘量低，因而风机使用寿命长，维护工作量小； （3）LT系统阻力约3000Pa，湿式系统阻力约16500Pa，因此干式系统耗电约为湿式系统的15； （4）LT系统耗水量低，对120t的转炉系统用水量约1 525m3h，是湿式系统的13左右。整个系统没有污水。根据宝钢经验，与OG 法相比，采用LT 法除尘工艺，吨钢可节电约1.1kWh，节水约3t，并可回收10.5kg 含铁7

31、5% 以上的粉尘和相当于20L 燃油的优质煤气。主要问题 （1）系统泄爆 （2）蒸发冷却器喷淋效果控制不佳 （3）静电除尘器极线断裂 （4）输灰系统故障,炼钢工序转炉干法除尘,10001100,200,70,10mg/m3,转炉干法除尘流程示意图,炼钢工序转炉干法除尘,普通烘烤器与蓄热式烘烤器烘烤效果对比,蓄热式钢包烧烤器原理图,炼钢工序蓄热式钢包烘烤器,蓄热式燃烧技术的原理 通过成对的蓄热体交替切换工作于吸热和放热状态来回收烟气中的余热，即一侧蓄热体进行煤气与空气的混合气体燃烧放热，燃烧后的高温烟气经另一侧蓄热体排出，高温烟气排出的同时，其余热被该蓄热体充分吸收；蓄热体工作状态切换后，供应燃

32、气的一侧蓄热体在提供能源的同时自身吸收储存的热量也被释放，而另一侧则进行对高温烟气进行热量吸收和储存，两个蓄热体切换工作状态时间通常设定为50 s。可将空气和煤气预热到1000 以上，使用低热值煤气，也能取得良好的烘烤效果。 效果 昆钢于2007年9月至2008年4月，对炼钢厂43个煤气烘烤点改用HRC高效蓄热燃烧技术，采用转炉煤气作为燃料，经济效益显著。（1）煤气消耗下降47.80 。（2）新包烘烤时问由原来的812 h缩短到26 h；初始温度大于800时10 min达到1100 ，在高温区升温速度大大加快，钢包、中间包的周转时间缩短。（3）钢包烘烤效果明显改善，裂纹等缺陷显著减少。（4）排

33、烟温度：150,炼钢工序蓄热式钢包烘烤器,（1）工艺流程图,转炉余热蒸汽用于RH/VD炉工艺流程图,即，将转炉汽化冷却间断饱和蒸汽通过蓄热器稳压（新增1台192m3蓄热器与原有蓄热器并联），分三路通过微过热装置（新建3座）过热，使之分别满足2座RH和1座VD真空精炼炉的要求；同时，从稳压器上出一路管子进入低压饱和蒸汽管网；另外，当转炉蒸汽不足时由动力中温中压蒸汽补充。,炼钢工序安钢转炉余热蒸汽综合利用,（2）主要技术介绍,RH/VD用汽参数：蒸汽过热度1015；2套RH最大用量232t/h，压力0.91.0MPa；VD最大用量16 t/h，压力1.2MPa。,3座150t转炉余热蒸汽参数：平均

34、产汽量60 t/h，压力2.02.45Mpa，饱和蒸汽；配备2座192 m3的蓄热器，工作压力2.45MPa。,“转炉汽化冷却系统向真空精炼供汽技术”是国家重点发展的清洁生产技术之一（国家经贸委和国家环保总局早在2003年提出）；安钢投资2060万元，和中冶京城合作完成。,使用效果：替代了进口的快燃锅炉，省去了其建设和运行费用； 在VD炉使用，经计算其运行成本是原传统模式的三十五分之一； 在RH炉使用，其效益更加显著。,炼钢工序安钢转炉余热蒸汽综合利用,以冶金污水为水源，采用外压浸入式超滤（UF）+反渗透（RO）的双膜法制取脱盐水的新工艺，于2009年12月在西区深度脱盐水站成功投产，产出的脱

35、盐水完全满足生产线用水要求，具有运行成本低、对源水适应性强等一系列显著优势。,采用双膜法工艺技术的污水处理厂外观,废水处理邯钢双膜法水处理技术,焦化酚氰废水含有酚、氰、氨氮、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物，成分复杂，污染物浓度高、色度高、毒性大，是一种难以降解有机废水，是焦化行业水处理的技术难题。 邯钢自主研发了一种酚氰污水处理工艺，通过蒸氨工序改造、预处理及生化系统的工艺改进、混凝药剂配方的优化等创新，出水指标达到了工业水污染物国家一级标准 ，且投资费用少，运行成本低。,废水处理邯钢酚氰废水处理技术,太钢于06年投运的新不锈钢生产系统，通过引进具有国际先进水平的表面蒸发冷却器技术，采用被

36、冷却水闭路循环和管外水膜蒸发强化传热的方法，大大降低了生产循环水损耗，节约了水资源。目前，这种技术被广泛应用于新高炉、新炼钢、新冷轧系统，每年可节约新水300多万吨。,蒸发空冷,废水处理太钢表面蒸发冷却技术,2009年建成一套膜处理系统，将生活污水处理系统产生的中水进行深度处理，水质达到工业新水补水要求。该工程2009年4月份投产，设计除盐水产量为3.35万吨/日，作为工业新水的补水水源，大大减少新水的采购量。(左图为中水深度处理膜机组),废水处理太钢膜处理技术,采用国内先进处理技术，集中处理太钢及周边生活污水，处理后的水质完全达到回用水的标准，设计日处理生活污水量5万吨,作为膜处理的源水。(

37、左图为生活污水处理沉淀池),低温余热利用概况,我国工业企业中余热余能资源占整个输入能源的7.3%，余热余能资源回收率平均约，国内先进，国外先进，采取目前先进回收技术理论可回收，中国与国际先进水平还有很大差距，余热回收潜力很大，余热回收利用等同于对另一种新资源的开采。按余热的载热体形态将余热资源分为三类: 固态、液态、气态按余热的温度可划分为：高温余热，即温度高于500的余热资源；中温余热，即温度在200-500的余热资源；低温余热，即温度低于200的烟气及低于100的液体。在余热资源中，占其总量2/3的为低温余热资源，由于其值低而还未被很好利用。,低温余热利用分布式利用趋势,分布式能源系统是直

38、接面向用户提供各种形式能量的中小型终端供能系统, 它不同于传统的集中式能源生产与供应模式, 而是分散在用户端, 以能源综合梯级利用模式, 能更好地回收低温余热, 达到更高的能源利用率、供能安全性以及更好的环保性能等多项目标。,分布式能源系统供能示意图,同级利用：主要将低温热替代高、中温热源，向能级相近但较需要加热的物流供热，如预热原料、锅炉进水、管线伴热以及生活用能等，但受传热推动力等条件限制，其低温余热回收程度有限 。升级利用：是更高级的热能利用形式，通过对低温热进行加工改造，提高温位或转变成机械功输出给高能级用户以实现能量系统的最优匹配和合理回收，是最有效的低温余热回收利用技术。常见低温余

39、热升级利用技术主要有热泵、制冷、余热发电、热管以及变热器。1、 热泵技术 升温型吸收式热泵(第二类吸收式热泵)是一种有效的低温余热回收利用技术, 其功能是将低温余热的一部分升高温度, 供用户使用, 而另一部分则释放到更低的温度中。利用热泵可以将3040的低温废水升温至5090 ，一般400 W热泵即可产生1 500 W 电炉所制热量。,低温余热利用升级利用技术,2、制冷技术 常见的是以水作制冷剂、溴化锂作吸收剂的制冷机组，性能系数较高，应用比较普遍。但由于水蒸发性能局限，一般只能制得5 以上冷量。3、 发电技术 利用余热(60170热水、200300 废热烟气等)加热水，使之成为高压高温水蒸汽

40、带动汽轮机或膨胀机做功，驱动发电机发电。4、热管技术 利用密闭管内工质的蒸发与冷凝进行热量传导，工质在加热段汽化，吸收大量汽化潜热，并通过热管将热量快速传递到热源外。由于多数工质潜热巨大，很少蒸发量便可转移大量热能，传热效果显著，可在两端温差很小(10左右)的情况下进行高效传热。5、变热器技术 变热器又称第二类吸收式热泵，借助介质热力性能的变化，可将低品位热源50100废热转变成中品位可用热源，最高输出温度可达150，而继续制取200以上热能则比较困难,低温余热利用升级利用技术,利用汽轮机做功驱动的废气源热泵机组把环冷机低温段废气的温度由200提升到245 以上, 再进入余热锅炉的低温蒸发段,

41、 产生低压饱和蒸汽。,低温余热利用升级利用技术,58,（1）蒸汽管网优化设计与运行 蒸汽管网分S1高压管网、S2中 压管网和S3低压管网。S1汽源（压力2.5-3.8MPa，温度390-450）：启动锅炉、CDQ的抽汽等S2汽源（压力0.78-1.27MPa，温度170-250） ：工序余热锅炉产生的中压蒸汽等S3汽源（压力0.3-0.5MPa，温度250）：230万kW电站抽汽，S2蒸汽降温减压部分,京唐钢铁厂蒸汽梯级利用示意图,（2）不同蒸汽压力的梯级利用技术S1管网：供RH真空冶炼，少量降级并入S2 网。 S2管网：22.29%用于生产，62.44%并入S3网。 S3管网：与锅炉发电后的

42、乏汽协同提供低温多效海水淡化蒸汽。,效果：蒸汽管网运行稳定，蒸汽压力波动幅度0.1MPa，实现蒸汽“零放散”。,低温余热利用首钢京唐低温蒸汽高效利用,（1）蒸汽管网优化设计与运行 蒸汽管网分S1高压管网、S2中 压管网和S3低压管网。S1汽源（压力2.5-3.8MPa，温度390-450）：启动锅炉、CDQ的抽汽等S2汽源（压力0.78-1.27MPa，温度170-250） ：工序余热锅炉产生的中压蒸汽等S3汽源（压力0.3-0.5MPa，温度250）：230万kW电站抽汽，S2蒸汽降温减压部分,（2）不同蒸汽压力的梯级利用技术S1管网：供RH真空冶炼，少量降级并入S2 网。 S2管网：22.

43、29%用于生产，62.44%并入S3网。 S3管网：与锅炉发电后的乏汽协同提供低温多效海水淡化蒸汽。,海水淡化项目一期采用热法（低温多效海水淡化LTMED），远期预留膜法（RO）。一期分两步建设，每步建设海水淡化装置2套，单套日产水能力12500吨，单套产水能力目前国内最大。一期一步建设两个单元（U1、U2），全部引进法国技术，于2007年9月开工建设，2009年3月22日以及2009年5月22日分别调试成功满负荷产出合格蒸馏水。一期二步建设两个单元（U3、U4），全部实现国产化，于2009年3月开工建设，2010年8月19日及10月3日U3、U4分别调试成功满负荷产出合格蒸馏水。,低温余热利

44、用首钢京唐海水淡化,采用低温多效蒸馏工艺，可消耗低品质蒸汽（6572、0.35ata的低品质乏汽）或余热蒸汽， 年节约地表水资源2400万吨， 年节约工业盐7200吨。,高温熔渣显热利用钢渣,转炉渣显热100回收含热量分析(回收温度下限300，发电煤耗0.404kgeekWh),转炉炼钢过程中，每生产一吨粗钢约产生0.It的转炉渣，其中6070可以用现有技术处理后磁选废钢和后续利用，其余的一般采用重锤破碎后拣选废钢的处理方式，尾渣不利于利用。可以回收显热的转炉渣限于这6070流动性较好的渣。也就是说，生产一吨粗钢约产生0.06t可回收显热的转炉渣。,年产1.0107 t炼钢厂回收转炉渣显热的节

45、能效益估算,钢渣显热回收技术现状,日本钢管公司钢渣风淬处理工艺,1981年末,福山制铁所,世界上第一套转炉钢渣风淬粒化热回收装置,可回收(4045)的炉渣热量,400,俄罗斯钢渣风淬和余热回收装置,回收室l主要回收辐射热，振动器防止渣粒粘结；热回收室2以流化床形式与空气换热。熔渣经两次余热回收，冷却至160200。余热(以热空气的形式)用于生产热水、蒸汽等,高温熔渣显热利用钢渣,钢渣余热回收的难点和技术关键1、与干熄焦回收红焦显热不同，转炉渣在整个冷却过程中有相变，是一个涉及气、液、固相的复杂的动量与热量传输过程，给余热回收设备的设计增加了困难。2、导热系数低且粘度随温度降低急剧升高。为保证流

46、动性，熔渣的处理温度必须很高。这样虽然熔渣热焓大，但是其导热率低，换热慢，换热介质难以选择，而且回收的余热品质难以保证。3、 排渣不连续而且剧烈波动，出渣的间歇性和热量利用的连续性之间存在矛盾。余热回收工艺流程既要满足冷却速度等处理参数的要求，又要使回收热量的品质不出现大的波动，设计难度高。4、转炉渣还存在黏度高、流动性差、消解游离氧化钙等困难。熔渣的粒化技术是转炉渣显热回收技术开发的关键，微粒化程度越高，则换热越快、玻璃化程度越高、固化也越快、粘附的可能性越小，越有利后续利用,高温熔渣显热利用钢渣,2005年至2010年，东北大学开展了高炉渣转杯粒化及余热回收技术的研究，提出了采用转杯粒化自

47、流床余热回收产生蒸汽的工艺路线。承钢曾于2010年底研究计划在其新3号或新4号进行高炉渣干法粒化及余热回收工业试验。,转杯法（离心粒化法）粒化炉渣、余热锅炉回收高炉渣余热技术路线,每1t生铁约产生 400kg高炉渣，排出温度在1450 1650，1t渣约含1800MJ的热量，折合64kg标煤，约为炼铁工序能耗的410。,高温熔渣显热利用高炉渣,高炉渣显热利用,高炉渣处理的发展方向“化学法处理高炉渣工艺”（1）CH4和H2O蒸气作介质：CH4(g)+H2O(g)=3 H2(g)+CO(g) 此反应在渣的高温下向右进行，生成的气体进入下一反应器，在一定条件下氢气和一氧化碳气体反应生成甲烷和水蒸气，

48、放出热量。高温甲烷和水蒸气的混合气体经热交换器冷却，重新返回循环使用，热交换出来的热量经处理后可供发电、高炉热风炉等使用。（2）用液态渣的显热制氢 A 甲烷和水蒸气制氢：CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g) B 沼气制氢：CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)（3）用液态渣的显热进行煤的气化。利用高炉渣的显热来保证反应温度。 “化学法处理高炉渣工艺”优势 上述利用化学反应生产可燃气体以达到熔渣余热回收的方案，不但可以省去众多传统的余热回收设备，而且由于能量形式转换的次数少，炉渣显热的热损失小，同时转化产物能值高、用途广，能量回收效率大大高于物理法，化学法的热损失

49、仅为物理法的15。但是现阶段化学法都处于概念设计和理论探索阶段，离实际应用还很遥远。,高温熔渣显热利用高炉渣,CO2减排技术欧盟ULCOS 项目,CO2排放强度目前欧洲、美国、日本、韩国钢铁企业吨钢CO2 排放量多为1.61.8t。受废钢资源缺乏的制约，我国钢铁企业吨钢CO2 排放量大多为1.71.9t。因冶炼钒钛磁铁矿，攀钢钒吨钢CO2 排放量一直处在高位，目前每生产一吨钢约排放2.04t。按排放因子0.1t/GJ 计算，每消耗一吨标煤大约排放2.93t CO2。 ULCOS项目的研发目标至2050 年吨钢CO2排放量比2004 年的最好水平减少50%，即吨钢CO2排放量从2t 减少到1t。

50、 ULCOS 项目研发内容高炉炉顶煤气循环HIsarna 熔融还原新型气基直接还原熔融氧化铁电解,HIsarna 基本工艺流程主要能耗可降低17%，CO2排放量可减少21%,TGRBF 基本工艺流程 吨铁CO2 排放量减少24%,CO2减排技术欧盟ULCOS 项目,MOE 基本工艺流程MOE 生产的铁水完全不含碳，实验室实验吨铁电耗平均约为2800kWh。若由核电为电解提供电能，无CO2 排放；如果由火力发电为电解提供电能，折算的等价吨铁能耗高达1130kg 标煤，较之高炉炼铁系统，吨铁CO2 排放量将高出1.8t。,CO2减排技术欧盟ULCOS 项目,CO2减排技术日本COURSE 50项目