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钢铁生产、能源转换、废弃物消纳处理三大功能缺一不可

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钢铁生产、能源转换、废弃物消纳处理三大功能缺一不可

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【摘要】:
在7月11日于河北钢铁集团唐钢召开的钢铁余热余能利用研讨会上,中国工程院院士殷瑞钰强调,钢铁工业应该具有的三大功能,即钢铁产品制造功能、能源转换功能和大宗废弃物消纳处理功能缺一不可。
在7月11日于河北钢铁集团唐钢召开的钢铁余热余能利用研讨会上,中国工程院院士殷瑞钰强调,钢铁工业应该具有的三大功能,即钢铁产品制造功能、能源转换功能和大宗废弃物消纳处理功能缺一不可。钢铁厂应该是重化工业生态园的核心,是相关产业间资源循环利用链的中心环节,并能够成为实现能源逐级利用的保障。钢铁行业要通过废钢、废塑料、废轮胎、城市污水资源化利用进行产业间的资源循环。
 殷瑞钰指出,在钢铁制造流程上述三大功能拓展理念的指导下,钢铁行业节能技术的普及率显著提高,有力地推动了钢铁行业的节能减排。据估计,2010年我国重点钢铁企业的吨钢能耗比1990年和2000年分别降低了约58.0%和26.5%。
开展二次能源利用节能潜力可观
 殷瑞钰表示,在钢铁生产流程各工序中,二次能源的产生量很大,理论产生量约为408.73 千克标煤/吨(修正的基准温度下),如果充分利用现有技术,二次能源回收利用率可以达到约85.6%。在二次能源中,副产煤气所占比例最大,约占74.6%,其中高炉占22.29%,焦炉占43.66%,转炉占9.02%。若不包括煤气余热和余压,二次能源产生量约为104千克标煤/吨。目前高炉渣、钢渣显热尚无有效回收利用技术;高炉煤气显热、烧结和焦化烟气显热由于技术原因,尚未很好地回收利用。
 目前,由于全行业内存在着工艺、技术、装备的多层次性以及一些企业的结构不合理,我国钢铁工业在二次能源利用上存在着一定的问题:一是落后产能影响整体能效水平的提高;二是我国钢铁工业在余热余能回收效果上与国外先进水平相比还有一定差距,尤其是湿式TRT及3000立方米以下干式TRT的发电量还有较大差距。此外,焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气的回收利用水平也仍有进一步提高的潜力。
 谈到钢铁工业二次能源利用的途径与潜力,殷瑞钰认为,钢铁生产流程应进一步提高能效,淘汰落后。据估计,截至“十一五”末,占总产能约10%的落后产能将钢铁工业的整体能耗拉高了52千克标煤/吨,若“十二五”末这一比例降至5%(假设钢产量不变),则全行业年可实现节能量163万吨标煤。 
 殷瑞钰还对钢铁生产流程提高能效的单体节能技术在我国的推广情况进行了介绍。
 一是干熄焦技术(CDQ)已居世界首位。截至2010年11月,我国投产运行的干熄焦装置共104套,有10117万吨焦炭生产能力配置了干熄焦装置,占我国炼焦产能的22.5%,重点企业干熄焦率达到73%,在建的干熄焦装置还有近50套,干熄焦设备数量和能力均居世界首位。干熄焦可减少焦化工序能耗约40千克标煤/吨,若按重点企业焦炭产量11646万吨、干焦率达到100%计算,年可增加节能量135万吨标煤。
 二是煤调湿技术(CMC)稳步推进。目前,宝钢、太钢和攀钢已建成投产以蒸汽为热源的煤调湿装置,采用国产的回转式干燥机。济钢于2007年10月投产了自己开发的以焦炉烟道废气为热源、具有风选功能的流化床煤调湿装置。首钢、昆钢、鞍钢、沙钢和安钢正在进行煤调湿的前期工作。如果煤粉水份由12%降至6%,煤调湿的节能效果为11千克标煤/吨,按重点企业焦炭产量11646万吨、煤调湿应用率达到25%~30%计算,则节能量为32.02万~38.43万吨标煤。
 三是烧结余热发电利用大有潜力。目前烧结余热发电技术在重点钢铁企业已有初步应用,有8家钢铁企业配备了烧结余热发电装置,装机容量达到19.05万千瓦。太钢、沙钢、南钢等20多家钢铁企业的60多台烧结机正在陆续建设烧结余热发电项目。按照每生产1度电需要0.404千克标煤、全年满负荷生产天数为300天计算,预计年可节约标煤157.52万吨。
 四是高炉炉顶煤气余压透平发电(TRT)利用广泛。1000立方米以上高炉TRT配备率达到96%,其中干式TRT比例约为20%左右。若按1000立方米以上高炉全部配备干式TRT,发电效率达到40千瓦时/吨计算,年节能潜力为67.18万~100.77万吨标煤;若1000立方米以上高炉全部配备TRT,并提高湿式TRT发电效果至35千瓦时/吨,则年节能潜力为25.19万~58.78万吨标煤。
推进行业联合,提高社会能源资源利用效率
 殷瑞钰指出,若仅考虑钢铁厂,在钢铁生产的温度区域内实施热能利用工艺是有局限的。但如果扩大视野,则可以看到许多产业之间存在能量供给的逐级链接关系。其具体做法是要推进行业间联合,促进社会能源、资源高效利用。这种减排量虽然不在钢铁行业或企业内部体现,但对于社会整体的能源、资源效率提高和减排CO2是有益的。
 一是消纳社会废塑料,在高炉或焦炉中高效利用。另外,钢厂处理废轮胎和罐类的循环利用技术也趋于成熟、稳定。当前焦炉消纳废塑料的添加比例能达到2%左右,折合吨钢废塑料消纳量为8千克/吨。
 二是与电力行业链接,用钢厂副产煤气发电。实现钢铁企业煤气“零排放”的一个重要途径是建立“共同火力”的模式。“共同火力”是一项钢厂和电厂双赢的项目。对钢厂来说,钢厂剩余的副产气体可以全部利用并将电力外销,与内部发电相比可以有效引进大容量、高效率的发电设备;对电厂来说,可以利用钢厂的基础设施,选址较为容易,并可减轻送电方面设备和运行的损耗。
 三是与建材行业链接,做好冶金渣综合利用。一般来讲,使用1吨高炉渣,相当于节省生产1吨普通水泥所需的资源、能源消耗,并相应减少由此引起的CO2排放。目前高炉渣水泥中高炉渣的配比可达到40%左右。
钢铁行业要考虑钢材全生命周期的综合节能
 在谈到钢材全生命周期的综合节能时,殷瑞钰指出了以下几个发展方向。
 一要提高钢材性能,满足下游行业节能减排对钢铁材料的需求。钢铁工业的节能减排要转变方式,不仅仅局限于钢铁生产流程本身的节能减排,还要从钢铁产品全生命周期的角度考虑,从社会大循环的角度考虑。既要考虑到上游生产过程中的低消耗、低排放,又要考虑到产品整个生命周期中的高效使用,满足下游产品节能减排的要求。
 以汽车轻量化和使用高强度钢筋为例,大量试验和数据表明,在风阻和滚动阻力不变的情况下,汽车车重每减轻100千克,汽车每百公里耗油便会减少0.6升~0.7升。因此,采用高性能钢材,减少汽车板、配件的重量,同样可达到节省燃料的目的。而目前我国仍然广泛使用的Ⅱ级钢筋,如果被HRB500级钢筋替代,可节约用钢量28%以上。
 二要提高废钢的回收利用。一方面,从资源链条来看,废钢除作为自产废钢在企业内部循环利用外,各行业使用的钢铁材料报废后可以通过回收利用重新作为原料用于生产钢铁产品;另一方面,从能源链条来看,废钢的回收利用,减少了由铁矿石到粗钢的生产过程,减少了煤炭等一次能源的消耗,减少废水、废气、废渣的排放。
 利用废钢生产1吨钢可节约铁精粉1.3吨,降低能耗350千克标煤,减排CO21.4吨。预计“十二五”期间我国吨钢废钢消耗量将达到250千克左右,节能13.5千克标煤/吨,产生54.1千克/吨的CO2减排效果。
 此外,河北钢铁集团唐钢和邯钢、首钢京唐公司、安钢等企业对自身余热余能的利用情况作了介绍。此次会议由中国设备管理协会主办,国联资源网、钢铁链商网、杭州西子联合公司共同承办。(2011年7月21日中国冶金报)