废塑料在钢铁生产流程中资源化利用研究进展

摘要：废塑料是废弃的含有较高化学能和热能的碳氢化合物之一,其产生量的日益增多给生态环境带来严重污染。介绍了填埋法、焚烧法、再生利用处理废塑料的优缺点,综述了废塑料在钢铁生产流程中资源化利用新进展,分析梳理了废塑料在高炉喷吹、非高炉炼铁、焦炉炼焦、转炉炼钢以及电炉冶炼等方面的发展轨迹和应用前景,并给出中国废塑料在钢铁工业中利用的建议,为废塑料高效资源化利用新技术的开发和工业应用提供参考。     

废塑料在钢铁行业的应用现状及建议

塑料制品在工业及民用中的不断普及,大量废塑料的回收利用已成为一个重要研究课题。冶金行业具有消纳废塑料的设备和技术优势,国内外对此已开展了积极研究。对废塑料在钢铁行业中的应用的相关研究进行了综合分析,从高炉炼铁、焦化、电炉冶炼、直接还原铁生产等几个方面对废塑料的消纳技术状况进行了总结,可为促进废塑料在钢铁行业中的应用提供参考。     

2005年钢铁工业技术十大要闻

（1）日本大同特殊钢开发出电炉用废塑料代替煤焦技术；     

日本钢铁工业的废塑料循环利用

日本每年生活垃圾中所包含的废塑料高达万，且工业垃圾中所含的废塑料也高达万。日本钢铁工业在开发废塑450t450t料循环再利用技术方面已取得明显进展，年废塑料处理量可达万，年达到万。200014t200121t废塑料循环再利用技术之一是分选、粉碎并进行球团化，随后将其喷入高炉作为还原剂以取代部分焦炭。另一种废塑料循环再利用技术是利用炼焦炉将其转化成化学原材料。在这种工艺中，切碎的废塑料以及其它预处理废塑料被装入炼焦炉，在此废塑料进行碳化，化学分解成焦炭（）、液态塑料（）和富氢焦炉煤气（），产物焦炭可用作铁矿石20%40%40%…     

治理“白色污染”新技术

结合国内外废塑料处理现状和技术发展方向，通过不同废塑料处理方法和技术的分析比较，详细阐述城市生活垃圾中废塑料与煤共焦化的理论基础和应用前景，综合分析了利用首钢现有焦炉处理北京市生活垃圾中废塑料的可行性。     

中国高炉喷吹废塑料的可行性分析

介绍了对高炉喷吹废塑料进行可行性研究的必要性；阐明了废塑料的化学成分及其化学能的可利用价值；论述了废塑料在高炉内的基本反应过程和国内研究的进展情况；并以鞍钢为例，通过列举废塑料的收集、分类、除氯、投资及经济效益等影响因素，进一步分析了中国高炉喷吹废塑料的可行性。     

日本炼铁中废塑料作为高炉原料的技术

JFE钢公司于1996年10月开始在京浜厂1号高炉对产业废塑料进行处理，是日本最早开始进行高炉喷吹废塑料的钢铁公司。从2000年4月开始，与《包装容器再生利用法》实施同时，日本高炉开始喷吹普通废塑料。高炉喷吹废塑料的工艺是，先把收集的废塑料进行破碎分解，分成薄膜类塑料和固形类塑料。     

日本利用焦炉对废塑料再生利用技术

新日铁从2000年10月开始在名古屋厂和君津制铁所将废塑料作为焦炉化学原料进行再生利用。作为焦炉化学原料使用时，先对废塑料进行体积压缩处理，压缩成块状，在提高处理性能后，投入焦炉使用。废塑料与煤一起投入焦炉干馏，20％变为焦炭，40％变为焦油和轻油，40％变为焦炉煤气。     

新日铁公司塑料回收系统

为了对建立一个回收型社会做出贡献，日本新日铁公司积极开展利用炼钢生产过程有效回收废塑料。2004年4月1日，日本“回收容器和包装物法律”开始生效，根据该法律，市政当局从居民手中收集塑料容器和包装材料并分类以便回收利用。新日铁公司接收这些废品，利用其钢厂的焦炉，通过“焦炉废塑料回收方法”将废塑料转化成化学原料。     

废塑料用作炼铁还原剂

日本川崎钢铁公司研究利用废塑料作为炼铁还原剂的技术。该技术被称为“废塑料和脱氯和粉碎技术”。具体做法是先对废塑料进行尽量简单的预处理，脱氯（氯可回收用作钢材的清洗剂）。然后再将脱氯后的废塑料粉碎成｝4Opm的颗粒。这些颗粒可以代替煤炭作为炼铁用的还原剂。为此需要研究的是：对混有氯乙烯的废塑料进行预处理的技术，从废塑料中除去杂质并进行脱氯、固化、粉碎的技术，将塑料微粒吹进高炉的技术等。该公司的这项技术即可以节约能源，又可减轻废塑料产生的环境污染。该公司计划在3年内开发出实用化的操作技术和设备。废塑料用…     

日本炼铁中废塑料的循环利用技术

JFE钢公司于1996年10月开始在京浜厂1号高炉对产业废靼料进行处理．是日本最早开始进行高炉喷吹废期料的钢铁公司。从2000年4月开始，与《包装容器再生利用法》实施同时，日本高炉开始喷吹普通废塑料。高炉喷吹废塑料的工艺是．先把收集的废塑料进行破碎分解，分成薄膜类塑料和固形类塑料。后用破碎机破碎到适合高炉喷吹的粒度。薄膜类废塑料破碎处理后．利用比重差法的离心分离装置分离出聚氯乙烯．通过制粒工序进行制粒。将两个系统加工的废塑料颗粒装入贮料仓。然后再送入喷吹罐。喷吹时再从喷吹罐与喷吹气体一起喷入高炉风口回旋区。废塑料在高炉风口回旋区内会急剧燃烧气化．并在炉内作为还原气体被有效利用。     

利用焦化工艺处理废塑料技术研究

介绍了由首钢自行研究开发的利用焦化工艺处理废塑料技术。20kg与200kg焦炉试验研究表明：废塑料、添加剂与首钢炼焦配煤按一定比例共焦化能够显著提高焦油和焦炭的质量，增加焦炉煤气产率与热值。利用焦化工艺处理废塑料技术将为解决我国“白色污染”和资源回收利用提供了一条新的途径。     

废塑料配煤炼焦工艺技术研究

介绍了国内外废塑料配煤炼焦工艺技术的研究和应用情况,阐述了废塑料配煤炼焦在技术上的可行性,指出了废塑料配煤炼焦技术在环境保护和资源再利用方面具有广阔的前景。     

"白色污染"治理新技术--利用炼焦工艺高温炭化处理废塑料

结合国内外废塑料处理现状和技术发展趋势,通过不同废塑料处理方法和技术的分析比较,阐述了利用炼焦工艺处理废塑料的应用前景,综合分析了用焦炉处理我国城市生活垃圾中废塑料的可行性。     

利用焦化工艺处理废塑料技术研究

利用钢铁企业高温设备处理城市固体废弃物已经引起了全世界的关注.介绍了由首钢自行研究开发的利用焦化工艺处理废塑料技术,该技术充分利用现有成熟的焦化设备和系统,大规模高温炭化处理废塑料,将其分解成焦炭、焦油和煤气,实现废塑料的资源化利用和无害化处理.20 kg与200kg焦炉试验研究表明:废塑料、添加剂与首钢炼焦配煤按一定比例共焦化能够显著提高焦油和焦炭的质量,增加焦炉煤气产率与热值.利用焦化工艺处理废塑料技术将为解决我国"白色污染"和资源回收利用提供了一条新的途径.     

加废塑料配煤炼焦的产品产率和性能研究

在炼焦配合煤中添加一定的废塑料，利用自制的小焦炉炼焦，对所得的焦炭和焦油产率、焦炭粒度、焦炭Ⅰ转鼓强度和焦炭灰分等进行了分析。实验表明，在炼焦配煤中添加适当的废塑料可以使焦油产率、焦炭产率、焦炭强度和焦炭粒度等有不同程度的提高。     

高炉喷吹废塑料的先进技术

废塑料循环利用技术对于全球环境保护和社会发展都是一个非常重要的课题。JFE制钢公司为了将废塑料作为高炉的还原剂,通过热模燃烧实验;研究了废塑料的燃烧气化率。经过研究,为了改善粗粒废塑料的燃烧性,开发了同时喷吹煤粉或／和天然气的技术,为了提高废塑料的燃烧和气化率及炉内透气性,JFE开发出将废塑料与碳酸钙（CaC03）复合造粒技术。另外,JFE还研究了废塑料精细粉碎技术。此技术已经应用在实际生产中。     

高炉喷吹废塑料的预处理技术

日本将从２０００年４月起正式对一般废塑料进行分别收集和再利用。日本钢管公司已于１９９６年开始,对产业排出的废塑料进行再利用,本研究除开发了从一般废塑料中分离出聚氯乙烯塑料的技术,还开发了废塑料作为高炉原料的预处理技术。试验表明,整个处理系统有效、可靠。     

废弃聚氯乙烯热解脱氯的研究

高炉喷吹废塑料是20世纪90年代初由德国提出的处理废塑料的最佳方法，在国外高炉喷吹废塑料的实践中，含氯废塑料的处理一直是个难题，作对含氯废塑料的热解法脱氯进行了实验室基础研究。结果表明：在隔绝空气或用氮气保护的条件下，以一恒定的温度加热，氯脱除率超过90%，处理后的含氯废塑料可以直接喷入高炉。     

电炉冶炼兑铁水技术及设备新结构的分析

本文主要对当今世界上电炉冶炼采用热装铁水技术时，在理论上对其兑铁水的各种方式的优缺点和相关的设备结构作一分析，指出采用电炉热装铁水既利用铁水的物理能，又利用了铁水中含碳量高的化学能，使电炉能大大降低，并且也提高了钢水的纯净度。另我选用铁水包小车方式兑铁水包小车方式兑铁水对减少电炉冶炼时的热损失，减兑铁水时的飞溅，减少铁水对电炉炉底耐料的冲击是极为有利的。