有关高炉炼铁节能减排技术的相关讨论 陈峥

有关高炉炼铁节能减排技术的相关讨论陈峥

摘要：随着环境污染的日益严重，可持续发展的节能减排理念如今被社会各行

业奉为圭臬，特别是对于高炉炼铁行业，受化石燃料资源的日趋匮乏的限制，多

年来该行业一直处于缓慢发展的阶段。在节能减排理念的引导下，高炉炼铁行业

急需更换新技术，进而实现行业优化改革，本文结合国内外高炉炼铁生产的实践

经验，对行业内已经取得效果的高炉炼铁节能减排优良技术进行总结分析，借此

希望能够为我国的高炉炼铁行业的未来发展、减轻企业生产成本压力提供可操作

的思路。

关键词：高炉炼铁；节能减排；技术

引言

我国的高炉炼铁水平在改革开放后实现了飞跃式的发展，2013年炼钢产量突

破7亿吨大关，达到世界高炉炼钢总产量的一半以上，事实证明我国的高炉炼钢

行业已经走在了世界前列。但正因为我国高炉炼钢产量近年来呈现递增趋势，带

动了国际原材料和化石燃料价格的上涨，最终陷入了成品钢铁滞销和出口利润降

低的困境。因此，为改变当前高炉炼铁行业的颓势，节能减排技术的推广成为有

效途径，也被炼铁界所日益重视。

一、高炉煤气回收利用技术

高炉煤气与普通的家用燃气有所不同，其自身带有的化学毒素和烟尘对环境

破坏十分严重，但热值却能达到3000kJ/m3左右，若能加以利用回收，不失为一

种具备可观价值的二次能源。高炉煤气回收技术在国外炼铁界有一定的历史，例

如美国和日本的高炉炼铁工厂都曾经大量应用过此技术，但在我国只有鞍钢开发

过类似高炉煤气回收处理设备。与传统的高炉煤气被释放到高空中逸散相比较，

这种技术存在不少优点，当高炉正常运作时，铁矿石和焦炭需要经过传送带被送

入高温高压的容器内，但在冶炼和布料过程中，高炉内部的压力必须通过炉顶的

泄压装置释放高炉煤气，再经充压后才能继续工作。

经过大量的实验和数据表明，当高炉称料罐内的高炉煤气即将放出时，在低

压差的条件下，打开均压放散阀门或开启上料阀，基本上能回收绝大部分的高炉

煤气，若是再安装一个负抽压装置，即可全部回收高炉煤气。目前这种技术在国

外已经成型运用，但在国内还需要进一步的实验完善。

二、高炉干法除尘技术

通过研究近二十年来的高炉炼铁企业管道事故，不难发现其中绝大多数的事

故发生都是因管道腐蚀引起的，比如某企业建设的一座炼铁高炉，在该高炉运行

的第十年，也就是还未达到设计使用寿命时，其高炉煤气排放管道便出现大规模

腐蚀现象，最后该企业被迫采用管线外部封闭的措施。在事故处理后，有专家学

者发现，近年来我国进口铁矿石比重直线上升，国外的铁矿石中Cl元素含量较多，导致高炉煤气排放中所产生的水蒸气混合Cl和SO2元素，便生成盐酸和次硫酸两种腐蚀性极强的化学物质，近年来这种管道腐蚀现象愈发严重。在德国炼铁界，

则有专家提出干法除尘的概念，该技术不仅能减少炼钢企业污水排放、增加排风

温度，甚至还有人实际核算过，运用高炉干法除尘技术至少可以降低炼铁成本每

吨15到20元人民币。但是对于生产工序不同的企业，可以采用以下两种不同的

方法。

1.化学沉淀法。对于一些采用布袋除尘设备的厂家，建议在出口部位放置一

个喷雾装置，通过喷洒石灰水将Cl和SO2转化为CaCl和CaCO3，为了沉淀转化

好的杂质，还应该建设一个小型的沉淀池，用于回收已不具备腐蚀性的杂质。

2.喷涂耐材法。这种方法的成本相对较高，但使用方法简单，即高炉除尘器

至布袋除尘器之间的一段管道，在管道内壁喷涂一层厚度在50mm左右的耐腐蚀

材料，由此避免废水对煤气管道的腐蚀。

三、高炉喷煤进料技术优化

1.配吹粒煤技术

相对于我国传统高炉炼钢行业使用的粉煤技术而言，高炉炼钢粒煤喷吹技术

在国外发达国家已经大规模推广应用。大量的相关成功案例证明，高炉炼钢粒煤

技术的安全系数更高，不易出现爆炸隐患，制造技术难度系数较小，制造设备成

本较粉煤更低。与此同时，粒煤技术的出现，也给那些中小型炼钢企业带来了新

选择，并且更加值得国内推广。

2.化石燃料配方改良

煤炭作为当前高炉炼铁的主要燃料，其根据种类的不同配比会产生不同的效果。本文以价格相对较低的褐煤为例，这种煤炭的煤化率较低，含水量较高，转

化热值不稳定，并非大型炼钢企业的主要采购原料。但褐煤的含硫量及可塑性较好，完全能适应高炉火焰配吹的需要，所以，在高炉炼铁企业的实际生产过程中，适当性的科学改良配煤配方，完全可以在降低生产成本的同时，抵消因煤炭自身

因素产生的不利影响。

3.适当性使用助燃剂

虽然我国高炉炼钢总产量较高，如高炉喷煤等工序掌握的较好，在此基础上，如何提高煤炭的燃烧效率便成为节能减排技术的最佳突破口。就当前的技术储备

来看，高炉内煤炭燃烧速度是制约高炉热值的重点。本文认为，从鞍钢等国内一

流炼钢企业的生产及研究经验来看，加入助燃剂可以有效降低煤炭的燃点，从而

提高煤炭燃烧效率，缩短高炉冶炼成品的工作时间。

四、更新高炉废气处理设备

在我国高炉废气处理的问题上，基本上都使用干法和湿法两种工艺。其中湿

法废气处理在炼铁界逐渐被淘汰，原因无非有两种，其一是水洗设备基本全靠进口，不仅引进设备较为昂贵，运行和维护管理成本也较高，耐用性也相对较差，

在设备使用中很容易出现堵塞等问题；其二是水洗旋流塔的磨损性较高，并且重

力除尘技术较为耗时，并且工作效率不高。而近年来我国除尘设备发展大有起色，特别是国内自主研发的螺旋筒式旋风除尘工艺设备，迄今为止国内高炉炼钢企业

已经投放使用数十台，与以往进口的旋风和重力除尘器相比，旋流除尘器的工作

效率、使用寿命及制造成本具有大幅度的提升，这不仅能提高高炉炼铁产量，还

能有效地节省资金成本。

五、生物质和环保燃料技术优化

与传统的煤炭和焦煤燃料相比，生物质、木炭、可降解塑料等新型燃料显然

更具有环保功效，通过研究国外关于新型高炉炼钢燃料技术文献资料发现，生物

质不同于生活中的一般物质，而是动植物或微生物经过新产代谢产生的有机物，

俗称“废物”，这种有机物不仅能进行热解行为，还能在碳化的过程中减少二氧化

碳的排放。反观木炭和可降解塑料，在某些炼钢工艺中比焦煤的优势更大，正因

为释放温度比煤炭较低，便可以有效控制二氧化碳的排放量，进而提高矿石原料

的还原能力。

六、铁焦燃料技术创新

目前，关于铁焦取代煤焦的高炉炼铁技术在日本炼铁界较为盛行，其主要原