炼铁冶金环保与节能技术探析

庞师艳

（山东钢铁莱芜分公司炼铁厂，山东 济南 271104）

根据有关分析，我国每年生产的生铁产量持续增加，多年连续维持在1亿吨左右，居世界首位。然而，由于我国该生产过程的技术特点，冶炼工业从来都是我国经济发展过程中的主要污染者。由此产生的大量的直接排放的废气废水也让炼铁工业成为威胁环境保护的主要源头。进入21世纪，环境保护和节能减排问题变成人们普遍关注的焦点，这些问题已经成为了经济社会健康平稳持续发展的重要绊脚石。如何从技术上整体提高我国炼铁业的绿色生产能力，直接关系到经济社会的可持续发展，维系着人们的身心健康，对此进行研究对于建设环境友好型、资源节约型社会具有十分重大的意义。

1 存在的问题

1.1 高污染

当前冶炼行业中一个非常突出的污染问题，就在于产生大量未处理的废气废水直接排放到自然环境之中，导致冶炼行业成为了我国众多工业生产中最大的污染源头。许多国外冶炼技术发达的国家也曾受到污染的痛苦，经过多年的探索，已经掌握了对冶炼过程中产生的粉尘进行有效控制并充分再利用的技术，非常有效地降低了环境污染。但我国不少企业冶炼生产过程中产生的粉尘排放没有得到有效控制，，粉尘处理后再次利用的效率非常低。就废弃排放而言，许多发达国家都制定了非常严格的二氧化硫排放标准，甚至有部分国家已经完全关停了一些达不到相应排放标准的工厂。但是，中国冶炼企业对废气排放中的二氧化硫和氮氧化合物的处置技术明显落后，对环境造成极大的污染。它不仅造成空气污染，而且也是一个严重的浪费。

1.2 高能耗

除了对环境的高污染，能源的利用率低、消耗大也是我国冶炼工业但求面临的一个非常重要的问题。根据数据分析，2010年1-6月，中国的大型冶炼企业的燃料比为518公斤/吨，而2011年1-6月为520公斤/吨，同比增长了2公斤/吨。相较2010年，燃料比率增加的冶炼企业达到了42家，有所下降的有30家。在能源消耗中，冶炼工程每吨消耗404.99千克标准煤，烧结工艺每吨消耗52.34千克标准煤。在2000年左右，相关技术发达的国家的焦炉比就已经不足300千克/吨，燃料比不足500千克/吨。

2 原因分析

2.1 规模化程度不高

与国外钢铁企业相比，我国钢铁企业规模也较大，但中小钢铁企业占很大比重。长期以来，国家相关部门不断提升在冶炼领域的环境保护力度，出台了许多办法和措施促进节能减排，但是，由于有很多中小规模的冶炼企业，从整体上拉低了我国在冶炼领域的节能减排水平。由于这种布局分散，发展水平参差不齐，一些中小型冶炼企业在节能减排方面的技术没有得到长足发展，甚至落后一些技术发达的国家二三十年。

2.2 冶炼设备落后

从技术上来说，我国冶炼企业的相关技术和设备的大规模生产取得了很大的进步，在很大程度上确保了冶炼行业的节能减排，但相较于世界上的一些技术发达国家和地区，这方面的差距还是很明显的。冶炼设备的大型化问题仍然广泛地存在于我国的冶炼企业当中，这也是我国在冶炼领域的节能减排工作所面临的一大难题。需要在以后的工作中，要重点向这个方面倾斜，从技术和设备方面做好节能减排工作。

2.3 技术装备不足

当前，我国越来越重视冶炼领域的节能环保技术，不断地加大对于技术革新和装备换代的投入力度，在一定的层面上取得了一定才成绩。但是从全国整个冶炼行业来看，无论是冶炼工序和技能，还是设备和管理方法，各方面都包含有诸多问题，不能完全满足当前节能环保的技术需要。特别是一些处于行业前沿领域的节能环保技术和设施设备没有在国内的诸多冶炼企业广发应用，是我国的冶炼领域的节能环保工作成效与世界技术发达的国家之间的差距越拉越大。

3 措施建议

3.1 不断发展更新节能技术

通过实践可以发现，在冶炼生产的整个过程当中，能源消耗和环境污染问题最严重的环节就在于焦化和烧结这两个环节。因此技术革新的重点也就要从这两个环节中开始，从中找出能源消耗和环境污染的问题根源所在节，并有针对性地采取措施和手段进行应对。在技术革新和改造方面，可以将重点放在扩大焦炉规模上面。比如，可以将先进的节能减排设备和手段运用到其中，包括发达的炉架组装和车联动方法、智能控制高炉温度的技术、低湿焦炭灭火技术等。还可以将发达的煤载除尘工艺运用其中，就可以做到生产中产生的废气废水进行无害化处理和循环利用，就能够有效低昂地焦化过程中的能源浪费的问题，使环境保护技术得到进步地发展。

就烧结过程而言，当前采用较多的技术的是“厚层燃料分粒烧结”的方法，通过调整材料层的厚度、混合物的颗粒大小和增加的煤粉比例来减少固体燃料消耗的新过程。大型高炉生产中比较清晰地体现了高炉的生产效率，所以，对于原有的高炉，可以扩大到提高我国高炉的平均容量，同时提高高炉的利用率。

3.2 提高能源利用效率

这一点可以通过优化焦化比率来实现。在高炉冶炼的过程中，能源消耗的主体就在于对于燃料的消耗。所以，必须要探索出一条能够降低焦化比和燃料比的方法，达到有效减少能源消耗的目的，也可以让焦化过程的能源消耗降到最低。要在最大程度上将焦化比和燃料比降到最低，就需要根据实际情况，将先进的技术运用到冶炼系统当中去，在这方面永达信烧结机替换现有的机械、分别添加燃料、采用厚层操作方法等都是被实践证明了的行之有效的方法。或采用一种新型的无烧结节能环保冶炼技术，让冶炼企业的高炉炼铁技术从整体上得到提高。为了提高焦炭和烧结的筛选效果，从数量上降低进入炉中的粉尘，可以加强高炉的冶炼效率，提高煤气的使用条件。与此同时，还可以提高高炉温度，并提供大型喷煤的必须要件，从而100%地利用高炉带来的热量。要充分利用现有的先进技术，可以有效保证焦炭比的减少和煤比的增加。

3.3 减少动力消耗

降低能源消耗的途径也可以从降低动力消耗入手。例如，可以对高炉鼓风机进行改修，使鼓风机在最大程度上与高炉向适应，还要尽可能地鼓风机的排气操作，是鼓风机本身的消耗减少。还可以通过技术手段减少冷却水的消耗，可以在制冷站而不是冷却水排水系统中设置冷却水系统，从而是冷却水的循环率得到提升，让冷却水的运行环境处于封闭状态。在这种改造之下，不仅可以让废水的排放量降低，还可以防止废弃对空气的污染，最终达到冷却废水零排放的目的。

3.4 提高废热回收

废热回收体系充分发挥作用能够使能源利用效率得到提升。通常采用的技术是有干焦淬火技术，可以在最大才程度上防止热损失，也避免了水体被污染。既可以提高节水效率，又可以提高焦炭的质量。例如，烧结废气的余热回收和冷却空气可安装在环式冷却器的进口，环式冷热废气产生的蒸汽可用于预热烧结混合物，热废气可用于点火以及支持燃烧的空气。

4 结语

在经济社会不断发展的过程中，环境污染和资源消耗问题已经成为了人们不得不面临的一个重大问题，这个问题直接关系到人们的生活环境和身心健康。冶炼行业在国家经济社会发展过程中发挥着巨大的作用，但同时也是环境污染和能源消耗的重灾区，务必要采取一切措施和手段不断提升行业整体的节能减排水平，不断促进经济社会沿着平稳、健康、可持续发展的道路向前发展。