气候变化与钢铁工业脱碳化发展

 中国政府高度重视气候变化问题,积极主动地做出了减排承诺。钢铁行业作为工业的重要领域,是能源消费大户,同时也是CO₂排放大户。对中国钢铁工业CO₂排放现状分析表明,中国钢铁工业吨钢CO₂排放量下降明显,CO₂排放总量在2014年已经达到峰值,随后呈下降趋势,但由于粗钢产量巨大,钢铁工业的CO₂排放量占全国CO₂排放总量仍然较高,必须走脱碳化发展的道路。通过对钢铁工业脱碳化发展策略和技术的分析,表明有策略地推进并提高全废钢电炉流程的比例是当前最为实际的钢铁工业脱碳化发展途径。     

基于LCA的煤制气-气基竖炉-电炉短流程和高炉-转炉流程环境影响分析

摘要：随着中国煤制气技术的日趋成熟及废钢产生量和累积量增多,基于煤制气的气基竖炉-电炉短流程是钢铁工业低碳绿色发展的重要方向。基于GaBi73软件分别对煤制气-气基竖炉-电炉短流程和高炉-转炉（BF-BOF）长流程进行生命周期评价（LCA）,对比了短流程及长流程的环境性能优劣。结果表明,煤制气-气基竖炉-电炉短流程和BF-BOF流程LCA结果分别为1.83×10-11和9.31×10-11,短流程LCA结果仅为长流程工艺的20%左右。相比BF-BOF流程,短流程吨钢能耗、CO2排放可分别减少60.64%和55.65%,SO2、NOx以及粉尘排放量分别减少74.0%、22.7%和15.9%。综合可知,煤制气-气基竖炉-电炉短流程环境影响远小于传统长流程。     

基于LCA的煤制气-气基竖炉-电炉短流程和高炉-转炉流程环境影响分析

随着中国煤制气技术的日趋成熟及废钢产生量和累积量增多,基于煤制气的气基竖炉-电炉短流程是钢铁工业低碳绿色发展的重要方向。基于GaBi7.3软件分别对煤制气-气基竖炉-电炉短流程和高炉-转炉(BF-BOF)长流程进行生命周期评价(LCA),对比了短流程及长流程的环境性能优劣。结果表明,煤制气-气基竖炉-电炉短流程和BF-BOF流程LCA结果分别为1.83×10~(-11)和9.31×10~(-11),短流程LCA结果仅为长流程工艺的20%左右。相比BF-BOF流程,短流程吨钢能耗、CO_2排放可分别减少60.64%和55.65%,SO_2、NO_x以及粉尘排放量分别减少74.0%、22.7%和15.9%。综合可知,煤制气-气基竖炉-电炉短流程环境影响远小于传统长流程。     

中国钢铁工业空气污染物排放现状及趋势

 目前中国粗钢产量已经占世界总产量的一半以上,中国钢铁工业的发展对世界意义重大。中国钢铁工业主要采用以煤炭为主要燃料的“高炉-转炉”长流程冶炼工艺,因此在钢铁生产过程中排放出大量的空气污染物,主要包括二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_x)和颗粒物(PM_2.5)等。从钢铁工业污染物的来源、污染物的排放总量变化情况、不同冶炼工序污染物排放特点、中国钢铁工业污染物排放量地域分布特点以及不同规模的钢铁企业污染物排放特点等多角度综述了近年来中国钢铁工业的空气污染物排放现状。同时简要综述了中国钢铁工业为治理空气污染物而进行的超低排放改造进展情况,据此提出了中国钢铁工业空气污染物治理存在的问题,并分析了未来中国钢铁工业空气污染物排放及减排趋势。     

2000年冶金环保的具体目标

在不久前结束的全国冶金环保工作会议上，冶金部发展规划司司长梁才说，“九五”末（即2000年）我国钢铁工业环境质量的具体目标是：污染物综合排放合格率达80％；外排废水、废气的达标率为85％；主要污染物（除SO2外）的吨钢排放量分别减少25％左右，力争实现主要污染物排放总量稳中有降和增产不增污的目标。这个目标距离清洁生产和优美环境还有很大差距，而要实现这个目标还是十分艰巨的。正如刘滨部长指出的：必须进一步重视环境保护工作，把环境保护纳入法制轨道。2000年冶金环保的具体目标     

论中国发展全废钢电炉流程的战略意义

 在分析国内外电炉钢发展概况的基础上,从废钢资源保障、电力资源保障、钢铁工业脱碳化发展、钢厂与城市的和谐共存、钢厂智能化5个方面系统论述了中国发展全废钢电炉流程的战略意义和价值。指出未来充足的废钢资源和丰富的电力资源将为全废钢电炉流程的发展提供资源和能源保障;发展全废钢电炉流程是当前最易实现的钢铁工业脱碳化发展的途径,可以更好地实现钢厂与城市的和谐共存,并将成为实现钢厂智能化的突破口。     

晋南钢铁高炉喷吹富氢气体工业化实践

 钢铁工业是中国制造业中碳排放量最高的行业,碳排放占全国碳排放总量的15%左右。高炉是钢铁工业碳消耗量最大的工序,碳消耗占钢铁流程总碳消耗的70%以上,减少高炉冶炼碳消耗是降低钢铁工业碳排放的最有效措施。高炉喷吹富氢气体不但可以提高冶炼效率,减少污染物排放,而且可以减少焦炭或煤粉消耗,从源头上降低高炉冶炼碳消耗,从而减少碳排放。以山西晋南钢铁两座1 860 m3高炉风口喷吹富氢气体工业化生产数据为例,详细研究了高炉喷吹富氢气体对燃料比、风口理论燃烧温度、炉腹煤气量、H₂利用率以及CO₂排放量的影响。结果表明,喷吹富氢气体可以显著降低高炉固体燃料消耗,在吨铁富氢气体喷吹量为65 m3条件下,富氢气体与固体燃料的置换比为0.49 kg/m3;风口喷吹富氢气体降低了风口理论燃烧温度,吨铁每喷吹1 m3富氢气体,风口理论燃烧温度降低约1.5 ℃,高炉鼓风量和炉腹煤气量都少量降低;喷吹富氢气体以后,炉内H₂的利用率平均为37.3%,CO的利用率约为43.2%;吨铁CO₂排放量可以降低80 kg左右,高炉CO₂排放降低了5.6%,取得了较好的经济、环境和减污降碳效果。     

发展循环经济是钢铁工业进一步发展的必然要求

由于各种原因,我国经济增长的粗放型特征还很明显,单位GDP的能源消耗、污染排放均高于发达国家,水、土地、能源、矿产等资源不足的矛盾会越来越突出,生态建设和环境保护的形势日益严峻。发展循环经济是缓解资源约束矛盾的根本出路。钢铁行业是能源、水资源、矿石资源消耗大的资源密集型产业,同时又面临资源不足、环境污染的严重制约。我国钢铁工业吨钢综合能耗比世界先进水平高15%~20%,吨钢耗新水比世界先进水平高8~10t。再比如,钢铁工业能源有效利用率只有30%,而且是污染排放的大户,固体废弃物占工业排放总量的16%,废水、废气排放量占工…     

钢铁工业减碳与CO2资源化利用技术的研究进展

在全球“碳达峰、碳中和”新发展背景下,钢铁工业低碳发展尤为重要。分析了钢铁工业构建低碳循环及减碳领域的典型技术研究现状,以及新型CO₂资源化利用产业的发展情况。从全球相对成熟的钢铁工业生产流程现状出发,重点介绍了高炉-转炉、全废钢-EAF、直接还原和熔融还原4类钢铁生产流程的碳排放强度。目前,全球钢铁制造流程主要以高炉-转炉长流程和废钢-电炉短流程为主,长流程吨钢碳排放强度约为电炉短流程的3倍。结合全球钢铁产量的演变值推算了2001—2022年间全球钢铁工业的CO₂排放量,阐述了减碳以及CO₂资源化利用的紧迫性和必要性。根据已有的钢铁工业减碳经验,选取日本、欧洲和中国的低碳冶炼项目进行分析,包括其在钢铁工业减碳发展中所进行的试验性技术探索和阶段发展实践。在钢铁工业减碳的基础上,推进CO₂的资源化利用是实现钢铁工业碳中和的重要任务。阐述了钢铁企业碳捕集固碳技术的研究现状与特点,系统归纳了当前助力钢铁工业CO₂资源化利用的有效方法,包括在炼钢转炉和精炼工序上采用不同模式的CO     

中国钢铁工业绿色发展回顾及展望

钢铁工业绿色发展是推动钢铁行业转型升级、实现可持续发展的重要途径。中国钢铁工业绿色发展经历了末端治理、清洁生产、生态工业、循环经济4个阶段。在相关政策指导下，钢铁工业推广应用了干熄焦、高炉富氧喷煤、连铸坯热送热装等技术，开展了超低排放改造、清洁生产试点示范、生态工业示范园区、循环经济示范点等工作。围绕钢铁制造流程的“产品制造、能源转换、废弃物消纳-处理-再资源化”3大功能，钢铁工业绿色发展已取得巨大进步。吨钢综合能耗(以标准煤计)从1981年的1.93 t/t下降至2020年的0.55 t/t,降幅为71.8%;吨钢颗粒污染物、SO₂排放量分别由2000年的6.77 kg/t、5.56 kg/t下降至2020年0.36 kg/t、0.30 kg/t,降幅分别为94.7%、94.6%;吨钢NO_x排放量由2007年的1.68 kg/t下降至2020年0.87 kg/t,降幅为48.2%;吨钢化学需氧量排放量由2000年的0.99 kg/t下降至2017年0.02 kg/t,降幅为98.2%;钢铁渣利用率自2005年以来一直高于90%;吨钢新水消耗...     

Development and commercial application of Baosteel sintering flue gas recirculating process

Because of the low temperature,large waste gas volume,high pollutant content,and complicated compositions,waste heat recovery and emission gas treatment of sintering flue gas have always presented a challenge in the steel industry,and this issue has attracted widespread attention both locally and abroad. Recently,based on the first domestic pilot plant and demonstration project,Baosteel has performed a series of innovative research and development investigations on its sintering flue gas recirculating( SFGR) process,in which the system design and optimization,dioxin-related contaminant source suppression,ore matching structure optimization,wear-resistant design of cycling fans and pipelines,high-efficiency dust removal equipment,system control and stable operation strategy,flue gas mixing and switching control,circular hood sealing,oxygen content conditioning,recirculation sintering system process control,and model development have been studied,and a complete set of equipment and technology for the SFGR process has been initially developed. The investigation results suggest that the SFGR process can not only significantly reduce exhaust gas volume and pollutant emissions but also recover low-temperature waste heat and reduce the energy consumption of sintering; therefore,the overall technologies possess great value in energy savings,pollution emission reduction,and sintering ore quality / yield improvement.     

莱钢烧结机废气余热回收利用实践

莱钢3×265m^2烧结机成功设计安装以热管为主要传热元件的余热回收装置,将环冷高温段废气转化为热蒸汽并应用于生产和生活;中温段热废气通过热风罩引入烧结料面,采用环冷机安装平料器、改进密封方式、改造烧结机布料系统、优化工艺操作参数以改善料层透气性等一系列措施,充分利用烧结矿显热资源实现了热风烧结。废气余热的回收利用,大大降低了烧结工序能耗,减少了热源排放,经济效益和环保效益显著。     

混合料预先干燥对烧结NOx排放的影响

 为利用烧结过程自身特性,实现烧结NO_x过程减排,通过烧结杯试验研究了烧结混合料热风预先干燥对烧结产质量指标和烧结烟气中NO_x排放浓度的影响。研究表明,随着烧结混合料热风预先干燥时间的增加,烧结矿转鼓强度和落下强度呈现总体增加的趋势,烧结成品率、垂直烧结速度和烧结利用系数呈先升高后下降的趋势;随着热风预先干燥时间的增加,烧结过程中烟气NO_x基准质量浓度和NO_x排放量会逐渐减少,当干燥时间达到30 min时,在不降低烧结矿产质量的情况下,在氧气体积分数为16% 的基准下NO_x质量浓度可降低20%左右,NO_x排放总量相比基准烧结减少22.82%。烧结混合料热风预先干燥可以减少烟气NO_x的排放,在烧结过程中实现NO_x减排的目的,为钢铁企业实现NO_x达标排放提供思路和方法。     

Utilization and recycling of low-temperature waste heat of stainless steel continuous annealing furnace

Stainless steel continuous annealing furnace is mainly used for heat treatment of hot-rolled strip steel.The combustion air will be enabled to heat to 520℃by waste heat recovery system,but the discharge temperature is still up to about 300℃.Owing to with development of global emphasis on energy conservation energy saving and discharge reduction,it’s significant to lower the discharge temperature to below 200℃, for the sake of achieving rational use of waste heat resource.Through the analysis of the existing heat recovery system by this study,it is proved that mixing low temperature with flue gas in high temperature standard will increase the capacity of the flue gas and deteriorate the quality of remaining heat resource.In stead of that,increasing the combustion air temperature to 600℃on the basis of stability temperature for the prerequisite of recuperator design,and giving priority to reducing fuel consumption are the better way.The recovery and recycle of low temperature gas are also be introduced.It is demonstrated by the way of setting a secondary recuperator at the exit of the primary recuperator,and using low temperature flue gas to heat the air used for drying the strip steel,the exhuast temperature of flue gas can be reduced to lower than 200℃.At the same time,the steam required for heating air is saved,the energy reserve as high as 2 300 t of standard coal per year.     

烧结烟气与垃圾焚烧控制二恶英的技术对比

钢铁企业中烧结烟气与垃圾焚烧是二恶英最主要的排放源。对比了烧结过程与垃圾焚烧中二恶英的生成机制;分别从添加抑制剂、优化工艺及烟气处理三个方面对两者的二恶英控制技术进行了论述和对比, 提出彻底解决二恶英污染问题需要在烟气排放过程中实现,建议烧结烟气控制二恶英借鉴垃圾焚烧SCR技术,垃圾焚烧控制二恶英采用烧结烟气的移动床活性炭脱硫技术。     

烧结烟气脱硝技术分析及比较

钢铁行业氮氧化物排放主要来自烧结工序。根据新颁布的排放标准对排放限值的规定,氮氧化物减排任务艰巨,末端治理是达到减排目的的有力措施。介绍了常用的烟气脱硝工艺,包括选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)以及活性炭/焦吸附法等;从脱硝性能、经济指标、适用性等方面比较上述烟气脱硝工艺的优缺点;针对钢铁企业烧结项目的建设程度提出了适宜的脱硝技术路线。     

鞍钢鲅鱼圈近年来烧结生产节能措施

为了降低烧结工序能耗,近年来鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司采取了一系列措施,如利用环冷机热废气进行发电和预热烧结混合料、烧结配矿使用工业含碳废弃物、改造烧结机头尾密封盖板降低系统有害漏风等,使烧结工序能耗大幅度降低,节能效果明显。     

宝钢热废气烧结的实验研究

分析了在不同热风烧结温度下的实验结果,提出宝钢２＃烧结机利用热废气进行热风烧结的工艺方案。     

烧结余热回收发电现状及发展趋势

在分析钢铁生产中烧结工序耗能状况的基础上,指出了在烧结系统中开展节能工作,增加余热回收发电装置,对节能减排、提高企业自供电率的重要意义.介绍了国内外烧结余热回收发电的现状、烧结余热发电中应注意的问题及该技术的发展趋势.     

Sulfur Flow Analysis for New Generation Steel Manufacturing Process

Sulfur flow for new generation steel manufacturing process is analyzed by the method of material flow analysis, and measures for SO2 emission reduction are put forward as assessment and target intervention of the results. The results of sulfur flow analysis indicate that 90 % of sulfur comes from fuels. Sulfur finally discharges from the steel manufacturing route in various steps, and the main point is BF and BOF slag desulfurization. In sintering process, the sulfur is removed by gasification, and sintering process is the main source of SO2 emission. The sulfur content of coke oven gas （COG） is an important factor affecting SO2 emission. Therefore, SO2 emission reduction should be started from the optimization and integration of steel manufacturing route, sulfur burden should be reduced through energy saving and consumption reduction, and the sulfur content of fuel should be controlled. At the same time, BF and BOF slag desulfurization should be optimized further and coke oven gas and sintering exhausted gas desulfurization should be adopted for SO2 emission reduction and reuse of resource, to achieve harmonic coordination of economic, social, and environmental effects for sustainable development.