冶金生产过程中的节能技术

冶金生产过程中的节能技术

目前钢铁企业节能降耗最有效的措施是进行大规模的节能技术改造和余热余能的综合利用，主要体现在高炉炉顶煤气余压回收发电技术，干法熄焦技术、煤调湿技术、焦炉煤气制H2综合利用等等。下面主要介绍下几个主要节能技术：一、高炉炉顶煤气余压回收发电技术

高炉炉顶煤气余压回收发电技术是利用高炉炉顶煤气中的余压能及热能经透平膨胀做功来驱动发电机发电的一项技术。所用的透平装置TRT是利用炉顶煤气压力回收炼铁生产过程中的二次能源，是不消耗燃料，无污染的经济的发电设备。现代高炉炉顶压力达0.15到0.25兆帕，炉顶煤气中存在大量势能。TRT就是利用炉顶煤气剩余压力使气体在透平内膨胀做功，推动透平转动，带动发电机发电。TRT发电不消耗任何燃料就回收大量电力，根据炉顶压力不同每吨铁可发电20-40Kwh，如果高炉煤气采用干法除尘发电量可增加30%左右。一般炉子越大，炉顶压力越高，投资回收期越短。这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本又低是高炉冶炼工序的重大节能项目，经济效益十分显著。此技术在国外非常普及，国内正在逐步推广。

二、干法熄焦技术

干法熄焦技术是相对于用水熄灭炽热红焦的湿法熄焦而言的，简称“干熄焦”。它是回收红热焦显热、改善操作环境的一项先进工艺技术，有利于提高焦炭质量，降低焦化工序能耗和改善大气环境质量。目前干熄焦技术是国外应用较广泛的一项技术。

采用干熄焦可回收80%的红焦显热，平均每熄一顿焦炭可回收3.9Mp、4500C的蒸汽0.45-0.6吨。若将这些干熄焦产生的蒸汽用来发电，采用全凝机组时，平均每熄一顿红焦，净发电95-110Kwh。扣除干熄焦自身的能量消耗，包括低压蒸汽、氮气、电力、纯水等，采用干熄焦平均降低炼焦能耗40kgce/t焦左右。三、煤调湿技术

煤调湿技术是“装炉煤水分控制工艺”的简称，是在干燥煤炼焦工艺的基础上发展来的一种通过加热来降低并稳定、控制转炉煤水分的一种炼焦用煤的预处理技术。其核心是不管原料的水分是多少，装入炉内的煤的水分要控制在5%～6%的

范围内。

四、焦炉煤气制氢技术

煤气资源化利用除了钢厂发电外，还可以高附加值利用，如焦炉煤气生产氢气不仅可以提高利用的附加值也有利于温室气体减排。焦炉煤气制氢比直接使用较贵的天然气和煤炭制氢等更加经济，是大规模、高效、低成本地生产廉价氢气的有效途径。焦炉煤气吸附制氢是发展循环经济，构建循环经济产业链的一项有效措施，社会效益和经济效益显著。

节能减排不仅是钢铁行业社会责任的体现，更是钢铁企业当前降本增效的一个重要方向。近年来，中冶北方积极履行社会责任，大力推动钢铁冶金行业节能减排技术进步和创新，先后推出了烧结烟气循环工艺、活性焦烟气净化技术、集成式环保筛分系统、烧结环冷机余热资源高效回收与利用技术等多项新工艺、新技术，多功能高效环冷机便是其中之一。

面对挑战积极探索

鼓风环冷机是烧结生产工艺的重要设备之一，用于冷却由烧结机焙烧并经单辊破碎机破碎的热烧结矿。传统的环冷机源于上世纪50年代，在多年的生产应用实践中，暴露出耗能高、环境污染严重、余热利用效率低等问题。特别是在倡导低碳环保、节约能源、清洁生产的今天，传统的烧结环冷机的缺陷越发突出，迫切需要一种既能满足冷却功能，又节约能源、清洁环保，安全高效，同时兼具良好余热回收功能的新型多功能环冷机。

中冶北方多年来一直致力于钢铁行业节能减排新技术的开发和推广应用。面对传统烧结机环冷机遇到的挑战，中冶北方成立了专门的研发团队，积极探索、创新适应现代烧结工艺的烧结矿冷却设备，力图走出一条节能环保的新路。

研发团队在积极总结烧结领域多年的设计和研发经验的基础上，大胆创新，借鉴球团领域相关技术，创造性地将球团环冷机技术与烧结环冷机技术有机结合，通过反复的对比、研究、试验，2013年成功研制出了既拥有优良的冷却功能，又兼具有效收集余热，节能环保的多功能烧结环冷机。该环冷机在回转框架结构、台车技术、密封形式、智能检测控制技术、配风技术等方面进行了全面创新。具体包括以下关键技术：

高刚性回转框架技术。多功能烧结环冷机回转框架采用圆环型结构，内、外圆环之间通过环冷机中心的径向钢管连接，解决了传统环冷机刚度差、设备变形严重、设备运行可靠度低等问题。多功能回转框架的应用也使得台车下部的密封接触面为平面，为实现液体密封、颗粒状介质密封及柔性材料的密封提供了条件。

焊接装配式台车技术。新型台车采用焊接框架、装配式篦板，简化了台车制造工艺，减轻了台车自重，在保证高可靠性的同时，降低了设备制造成本。新型装配式篦板解决了散料量大及台车整体更换的问题，台车的更换只需更换某些损坏的篦板即可，节约了运行、维护成本。

全密封技术。台车下部的密封结构有三种形式可供选择，分别为液体密封、颗粒状介质、柔性材料密封，可根据需要选择。环冷机漏风率降到5%以内，相对传统环冷机节能30%以上，大大减低了风机的能量消耗。同时，由于密封介质流动性好，与传统环冷机的双层间断式橡胶密封相比减少了密封阻力，使得环冷机的拖动阻力减小，节约能源，环冷机周围的粉尘量大大减少，环境状况得到显著改善。同时，台车上部与环冷罩之间的密封为迷宫加柔性材料，减少了热量的散失，更多的收集余热。

保温技术。环冷机上罩采取保温结构，防止了热量散失，同时在结构设计上兼顾了余热发电的优选工艺，在保证设备正常运行的条件下，更有效的收集余热。

智能检测控制技术。环冷机传动装置打滑自动检测，卸料安全装置，台车粘料检测、风压检测技术能随时检测设备运行中的状况并及时处理。

动态化配风技术。环冷机密封结构的改进，漏风率的降低为动态化配风提供了条件。根据具体工况可将冷却风的用量反馈到自动化系统中，适时自动调节风机的冷却风的供给，有效降低风机能耗。同时，环冷机的余热发电效能也有效提高，在2℃/吨烧结矿条件下，余热发电效能可提高10%以上。

面对市场坚守信念

多功能高效环冷机有广阔的市场前景，但是，面对这样一个创新产品，大多数烧结生产企业还是抱着观望、试探的态度。在全面市场化之前，中冶北方以360平方米环冷机为具体规格，制作出了全套设备图纸，使该设备具备了应用于工程实践的条件，这也给有意尝试、又不敢“第一个吃螃蟹”的人吃了一颗定心丸。

2013年底，在中冶北方总承包的联峰钢铁（张家港）有限公司450平方米烧结机工程中，这种多功能高效环冷机首次应用。工程配置一台520平方米多功能高效烧结环冷机，配套5台700kW冷却风机。该工程已于2015年4月底投运，目前设备运行良好。而随着在联峰工程初露峥嵘，更多的企业开始了解、认同中冶北方多功能高效环冷机，表现出了极大的兴趣，纷纷与中冶北方联系、洽谈。

截至目前，多功能高效环冷机共申报专利11 项，其中发明5项，已有10项获得国家知识产权局授权，发明专利授权4项，1项发明专利已经进入公示阶段。2015年4月，其核心专利多功能烧结鼓风环式环冷机”的授权。

中冶北方多功能高效环冷机不仅适用于新建项目，还可以用于传统烧结环冷机改造。多功能环冷机技术可以利用原有传统环冷机的设备机架、传动装置等构件，对其进行升级改造，改造周期短，投资省，改造后的环冷机在有效冷却烧结