钢铁行业节能减排方向及措施.ppt

1 1 钢铁行业节能减排方向及措施 中国钢铁工业协会节能减排课题组2008年7月30日 2 2 主要内容 钢铁行业节能减排方向 钢铁行业节能减排措施 2 3 3 3 国家节能减排形势 2008年7月1日 国务院总理 国务院节能减排工作领导小组组长温家宝在北京主持召开节能减排工作领导小组会议 会议指出 2007年节能减排取得积极进展 但目前形势仍然十分严峻 突出表现在经济增长速度偏快 为实现今年节能减排的目标任务 必须明确工作重点 一 强化目标责任评价考核 二 坚决遏制高耗能 高排放行业过快增长 三 加快淘汰落后生产能力 四 加大节能减排重点工程实施力度 五 抓好重点领域节能 六 加快节能减排技术开发和推广 七 加快推进循环经济发展 八 强化重点污染源监管 九 实施有利于节能减排的经济政策 十 完善节能减排法规和标准 十一 加强节能减排工作的监督检查和行政执法 十二 组织开展 节能减排全民行动 4 4 政策要求 十一五 期间我国单位GDP能耗要降低20 左右 主要污染物排放总量减少10 这是具有法律效力的约束性指标 节能减排目标制定 其核心是落实科学发展观 2006年我国GDP能耗比2005年下降1 33 2007年比2006年降低3 27 为完成 十一五 节能减排目标 我们面临的任务更加艰巨 为加大节能减排的工作力度 国家采取了一系列的节能减排措施 颁布了新的 节约能源法 和六个节能减排实施方案 此外 国家还陆续颁布 能源法 循环经济法 以及直接涉及钢铁行业的 钢铁行业 粗钢 焦炭 铁合金 炭素单位产品能源消耗限额标准 钢铁工业节能规范 钢铁企业清洁生产工序 等国家标准 5 5 钢铁行业的责任 在强劲的市场需求拉动下 2007年粗钢产量达到4 89亿吨 约占世界粗钢产量的36 钢铁产业是资源 能源密集型产业 是一个资源 能源重要载体 钢铁工业的节能减排必然是我国实现既定目标的重点行业 6 6 我国钢铁生产和消费量占世界生产和消费的比例变化 我国粗钢产量增加的同时 国内粗钢消费量也急剧增加 粗钢消费量占世界粗钢消费量的比例从1997年的14 6 提高到33 8 增加了19 2 7 7 1990 2007年中国GDP 固定资产投资额 钢材表观消费量增长情况 钢铁工业是国民经济重要的基础产业和支撑产业 建筑 机械制造 家电 汽车 造船等国民经济重要行业的发展带动了钢铁工业的发展 我国钢铁工业的快速发展支撑了我国经济的发展 奥运场馆建设 国内经济发展需求 能源建设 交通运输 汽车 船舶 8 8 发达国家单位GDP能耗变化规律表明 从发生时间上看 各国单位GDP能耗峰值出现时间与工业化加速发展是基本吻合的 英国单位GDP能耗的峰值出现最早 在1880年左右 美国 德国相对较晚 出现在1920年前后 法国次之 日本最晚 越晚实现工业化的国家单位GDP能耗峰值越低 从英国的1 0吨标油 千美元 美国的0 9吨标油 千美元依次下降到日本峰值0 3吨标油 千美元左右 由此可见科技进步对降低能耗的作用是非常显著的 同时经济发展到一定水平之后 第三产业才能成为GDP能耗下降途径之一 在此之前 第二产业是拉动经济增长的主要动力 9 9 节能是有效的环保 节能是有效的环保 近年来 通过各项节能措施的实施 我国大中型钢铁企业的环境污染局部得到控制 环境得到明显的改善 2000 2007年重点大中型企业主要污染物排放 2007年大中型钢铁企业二氧化硫排放总量756368吨 比2006年下降0 51 化学需氧量排放总量59965吨 比2006年下降8 76 工业粉尘排放总量382275吨 比2006年下降2 79 烟尘排放总量156648吨 比2006年上升3 02 10 10 进入21世纪 由于GDP高速增长市场需求的拉动 粗钢产量大幅度上升 导致能源消耗急剧增长 在走新型工业化道路 落实科学发展观和建设资源节约环境友好型社会的时代背景下 降低资源 能源消耗 减轻地球环境负荷 走制造绿色化道路 实现可持续发展 将是我国钢铁工业的历史责任 11 钢铁工业的发展已面临资源和环境的双重制约 从长远来看 资源环境问题已是影响钢铁工业生存和发展的重大问题 只有转变发展观念 以科学发展观为指导 转变增长方式 调整经济结构 依靠节能减排 大幅度提高能源利用效率 以能源的有效利用促进钢铁工业的可持续发展 才能使钢铁工业有更大的生存和发展空间 12 12 2000 2007年钢产量和吨钢综合能耗变化 虽然由于电力折算系数的改变 2005年以后的吨钢综合能耗数据出现了断层 但从总的趋势上可以看出 是在不断下降的 钢铁工业节能减排进展 1 能耗指标进一步改善 13 13 2000 2007年重点统计钢铁企业工序能耗的变化 单位 kgce t 2005 2007年重点统计钢铁企业各工序能耗也有了不同程度的下降 烧结工序 炼铁工序 焦化工序 转炉工序分别下降了14 84 6 56 14 40 和83 41 14 14 重点大中型钢铁企业工业增加值能耗由2005年6 94吨标准煤 万元下降到2007年的5 8吨标准煤 万元 今年能耗与去年同期相比降低5 左右 总体呈逐年递减趋势 重点大中型钢铁企业能耗占国内生产总值 15 15 目前 宝钢 鞍钢 武钢 马钢 太钢等大型钢厂的综合装备 技术水平已经达到世界先进水平 高炉利用系数 入炉焦比 高炉喷煤比 转炉炉衬平均寿命 连铸比 轧钢综合成材率等技术指标都接近或达到了世界先进水平 宝钢股份2006年吨钢综合能耗同比下降2 04 万元产值能耗达到1 19吨标准煤 万元 同比下降11 85 节能量达到33 3万吨标准煤 二氧化硫 烟粉尘和化学需氧量 COD 等主要污染物排放量分别比2005年下降12 38 17 87 36 76 2007年万元产值能耗降低到1 07吨标准煤 同比下降10 08 节能29 7万吨标准煤 二氧化硫 烟粉尘和化学需氧量 COD 等主要污染物排放量分别比2006年下降13 74 9 26 36 67 16 16 2007年 我国钢铁企业中年产1000万吨钢以上企业10家 年产500万吨以上的钢铁企业24家 比2000年增加了20家 比2005年增加了6家 2007年 年产500万吨以上粗钢的企业钢产量占全国钢产量的55 75 比2000年增加了23 66 比2005年增加了12 36 2 产业集中度进一步增大 17 17 2000 2007年500万吨以上钢铁企业 18 18 我国钢铁企业之间规模 装备 能耗水平差距较大 大企业的装备 能耗水平相对小企业要高 环保设施配备较完善 十一五 以来 钢铁工业结构调整 工艺装备大型化 现代化步伐加快 推进了节能减排 加大了节能力度 已取得了一定的成效 2007年底2000m3以上的高炉63座 生产能力达到13750万吨 较2005年增加17座 生产能力增加了3600万吨 增长35 100吨以上的转炉98座 生产能力增加到13465万吨 较2005年增加8座 生产能力增加1000万吨 增长8 3 装备大型化 现代化水平进一步提高 装备的大型化和现代化使得主要耗能设备的能耗显著降低 排放减少 钢铁工业总体节能减排指标得到了改善 19 19 干熄焦 CDQ 截至2008年5月底 完全采用我国自主创新技术并建成投产的75t h 160t h干法熄焦装置共59套 与2005年 20套 相比增加39套 国产化前已投产17套 共计71套 当前正在设计施工的有56套 进行可研的9套 共计124套 总计干熄焦能力10957万吨 占我国焦炭生产能力三分之一 钢铁企业内焦化厂干熄焦率由2005年不足30 提高到目前45 以上 TRT到2007年底 49座2000m3级以上高炉装备了TRT 目前采用全干法除尘的大型高炉已有莱钢 包钢 鞍钢等多家企业 首钢曹妃甸5500m3大型高炉也设计采用干法除尘系统 4 重点节能技术普及率不断提高 20 20 转炉干式除尘2007年继宝钢之后已有莱钢 包钢 太钢 天钢 承钢等企业的20余座转炉实现了干法除尘 包钢投入运行以来 取得了显著成效 净化后的烟气含尘量可以达到 10mg m3的先进水平 节电 节水效果显著 据包钢测算 一座210吨转炉采用干法除尘后年增加经济效益在1200万元以上 CCPP目前我国钢铁企业中已有10个钢厂15套CCPP发电机组投产 此外 宝钢梅山 沙钢 太钢 浦钢 武钢 首钢京唐钢铁 莱钢 潍坊钢铁公司 江西萍乡钢铁公司 云南双友钢铁公司也拟建或在建不同规模的CCPP 21 21 能源管理中心建设 建立能源管理中心 EMS 建立能源中心的目的 一是确保生产用能的稳定供应 二是充分利用低价能源代替高价能源 三是集中管理与自动化操作 提高劳动生产率 能源中心在宝钢自1991年投产以来 显示了其在能源管理的优越性 鞍钢 武钢 酒钢 首钢 攀钢 本钢 济钢 唐钢 太钢 华菱 邯钢等钢厂都准备或已在建能源中心 22 22 主要内容 钢铁行业节能减排现状 钢铁行业节能减排措施 1 3 23 23 2007年中国转炉钢占产量的近90 比当年世界比例高23 6个百分点 2007年主要钢铁生产国转炉钢比的比较 钢铁行业节能减排方向 2006年重点统计钢铁企业外购能源结构 我国钢铁工业用能特点决定了节能减排的方向 24 24 各钢铁企业吨钢综合能耗差别 从图中可看出 我国钢铁企业的吨钢综合能耗水平很不平衡 相对来说 电炉钢企业较高炉 转炉长流程吨钢综合能耗要低 25 25 借鉴日本钢铁联盟对本国钢铁企业的铁 钢比与吨钢能耗研究 按我国钢铁工业情况测算 铁钢比每提高0 1 可造成吨钢综合能耗上升约20kgce 中国比其他国家铁钢比高0 4左右 影响吨钢综合能耗约80kgce t 日本铁钢比与吨钢能耗值 26 钢铁行业节能减排重点围绕以下几个方面 1 优化能源网络 建设能源管理中心 2 装备的大型化 3 提高二次能源利用率 4 消纳社会废弃物 27 钢铁行业节能减排重点围绕以下几个方面 1 优化能源网络 建设能源管理中心对于钢厂能量系统优化而言 能量高效利用与动态有序管理同时对运行过程物质流和能量流动态控制 从而使物质流和能量流在流程工序中 耦合 又有所分离 分别形成了物质流的 物流网络 和能量流的 能流网络 因此 要特别重视各种能源介质利用的优化集成 如果能够对各工序各自的能量排放 二次能源 和一次能源按一定的 程序 组织起来 并充分利用 就可以构成钢厂内部的 能源转换网络 能量流网络 再通过能源管理中心的建设 对各种能源介质合理调控 将实现钢厂能量系统优化 28 对于钢厂能量系统优化而言 在提高能源使用效率的同时 因能量分布不平衡的原因 要特别重视各种能源介质利用的优化集成 通过能源管理中心的建设 对煤气等各种能源介质合理调控 将实现钢铁企业的全厂能量系统优化 29 新一代钢厂物质流网络 30 30 钢铁企业副产煤气与二次能源利用集成 以煤气利用系统为例 31 32 32 2 装备的大型化 我国钢铁企业总体发展不均衡 设备规模参差不齐 我国钢铁工业设备大型化与国际水平比较 大型装备与小型设备相比有以下区别 小型设备环保设施缺乏 导致粉尘 SO2等污染物排放量大 环境污染严重 一次能源消耗量大 且二次能源回收利用率低 现有成熟的节能技术 如TRT 转炉煤气回收等 小型设备由于工艺落后 装备水平差 基本上无法应用 这也正是能耗高的一个主要原因 33 33 小型设备资源 能源消耗量大 利用效率低 如 1000m3高炉高出近80kgce t 相差19 左右 入炉焦比相差200kg t 炼钢的金属料消耗高出约7 0kg t 等 34 34 大高炉能耗比小高炉低 铁水温度比小高炉高 有利于低硅冶炼 从大气环境污染方面 一座高炉就是一个污染点 不论高炉容积大小 高炉容积越大 座数少 大气污染就较轻 当然 片面追求大型化是不对的 高炉容积应以建厂条件 规模和品种决定 应在可能范围内减少高炉座数 高炉结构的合理化还包括技术装备的合理配置 合理的高炉结构是炼铁节能的重要物质基础 35 35 转炉大小对能耗的影响 装机容量对单位产品能耗的影响并不是很明显 但是在排除人为管理的因素后 其总体趋势是在同样的煤气回收配备方式上 装机容量越大 其相应的单位产品能耗就越低 36 36 烧结机面积大小对能耗的影响 由图中可以看出 烧结工序能耗与烧结机的面积基本上呈反比 因此 烧结机大型化不仅是提高产量的需要 而且也是节约单位产品能源消耗的途径之一 37 焦炉大小对能耗的影响 37 大容积焦炉具有机械化自动化程度高 焦炭质量好 动力消耗低 生产率高 生产环境清洁以及经济效益好等优点 在产量相同的条件下 可减少炉孔数 相应减少焦炉的占地面积 减少每天出炉次数 从而减少污染物的排放 6m焦炉相对于4 3m焦炉在节能上具有不小的优势 同时 6m焦炉与4 3m焦炉相比 污染物排放量可减少1 3以上 同时可提高劳动生产率和焦炭质量 M40提高1个百分点 M10降低0 5个百分点 降低生产成本 38 3 提高二次能源利用率 38 我国钢厂在节能方面 已经经历了两个主要阶段 即80年代的单体节能及相应的系统节能 90年代的工序取代优化和流程结构优化的系统节能 进入21世纪以来 通过 三干 干熄焦 高炉煤气干法除尘 转炉煤气干法除尘 系统节水 发电 等措施 逐步进入到全面深入地充分开发钢铁制造流程的 能源转换功能 时期 目前 钢铁工业已有不少成熟的节能减排技术 使得二次能源的利用率有了很大提高 在现阶段 能源转换环节节能减排的首要任务是推广 普及现有节能技术 充分发挥现有节能技术的节能潜力 同时 要积极开发新型节能技术 努力将现有技术条件下无法回收利用的二次能源运用新技术加以回收利用 39 39 烧结矿 热轧机 烧结 球团 钢水 LDG 铁水 BFG 焦粉 连铸机 焦炉 热风炉 高炉 转炉 焦炭 加热炉 COG 高炉渣 钢渣 焦炉烟气 煤气余压 烧结烟气 加热炉烟气 煤气显热 无法回收 难以回收 没有回收 没有回收 钢铁余热资源总量为288kgce t s 钢铁生产二次能源利用技术现状 占吨钢余热资源总量的32 40 40 对高炉 转炉流程而言 其以铁矿 煤为源头 在加工 转换过程中 产生大量的副产煤气 COG BFG LDG和余热余能 由此 高炉 转炉流程节能的突破口在于副产煤气 余热余能的利用 二次能源中 各种副产煤气所占比例最大 总计达到约74 97 其中焦炉煤气约占22 29 高炉煤气约占43 66 转炉煤气约占9 02 我国钢铁企业余热资源的回收率仅25 8 大量低品质余热资源尚未得到有效利用 按余热资源的品质统计 回收高温余热居多 回收率为44 4 其次是中温余热 回收率为30 2 低温余热回收率还不足1 若按携带余热的物质形态统计 回收最多的是产品先热 回收率为50 4 其次是烟气显热 回收率为14 92 冷却水的显热回收率只有1 90 各种渣显热的回收率更少 只有1 59 41 42 42 各种余热余能资源中 焦炭显热 烧结矿显热 高炉炉顶余压和转炉煤气显热等是余热回收的重点 目前已有成熟技术 在进一步开发新技术 提高回收效率的基础上 重点应加强节能技术的推广 提高普及率 烧结 焦化废烟气等低温显热回收技术尚不成熟 高炉渣和钢渣显热利用技术有待开发 是未来钢铁工业节能技术创新的方向和突破点 副产煤气的充分 合理利用是降低能源消耗的关键所在 但目前我国钢铁工业焦炉煤气 高炉煤气放散率仍较高 转炉煤气回收量也比较低 重点统计钢铁企业副产煤气放散和利用情况 43 我国钢铁企业中年产粗钢500万吨以上粗钢的大型钢铁企业节能设备相对较完善 二次能源回收水平较高 但与日本等先进产钢国家相比仍有一定的差距 44 44 各企业之间二次能源回收水平相差很大 大企业二次能源回收装备相对较完善 一些小企业二次能源回收装置配备很少 即使配备了回收装置的大企业 回收利用量差异也很大 45 45 46 46 2007年2000m3以上高炉TRT发电量 从不同设备二次能源回收情况来看 即使是目前比较先进的大型设备 二次能源回收设备的潜力也没有完全发挥出来 47 二次能源回收量决定于节能设备的选型 运行状况及管理 要从各个影响环节入手 才能最大限度提高二次能源的回收利用量 二次能源回收环节的具体差距原因和节能潜力以及能够达到的节能目标的分析工作正在进行中 2008年年底将有初步结果 48 鼓励利用废弃钢 废塑料 钢铁渣 含铁尘泥 尾矿 废轮胎等大宗废弃物 建议国家和有关行业指导 将废钢和废塑料的回收 分类 处理 供应发展成为一个产业 对废塑料回收 处理在技术开发上给予资金和政策支持 4 消纳社会废弃物 49 49 主要内容 钢铁行业节能减排现状 钢铁行业节能减排方向 1 2 50 50 针对上述我国钢铁工业节能减排的方向 我们必须采取不同的措施 达到钢铁行业节能减排的目的 1 积极贯彻相应法规 调整产业结构 2 推动企业之间对标挖潜 提高企业节能减排的动力 3 提高企业能源管理 建立完善的节能减排监测制度 4 采用有效的节能减排技术 推广 改进一批成熟技术 开发一批新型技术 51 51 1 积极贯彻相应法规标准 十一五 时期淘汰落后生产能力一览表 十一五 以来 国家制定了各种法律法规 淘汰落后生产能力 制止落后设备的新建 1 节能减排综合性方案的通知 国发 2007 15号 52 原国务院副总理曾培炎在节能减排工作会议上指出 钢铁工业要重点做好五项工作 一是依法淘汰不符合产业政策的落后生产能力 二是坚决遏制新上落后钢铁生产能力 三是加强资源综合利用和环境保护 四是着力建设世界一流的钢铁企业 五是鼓励钢铁企业联合重组 53 作为 节约能源法 的配套标准 国家发改委组织制定了钢铁行业的能源消耗限额标准 粗钢单位产品能源消耗限额国家标准 焦炭单位产品能源消耗限额国家标准 铁合金单位产品能源消耗限额国家标准 炭素单位产品能源消耗限额国家标准 作为淘汰落后和新建准入的能耗限制标准 标准已于2008年6月1日颁布实施 标准中对于原有设备的能耗标准进行了强制性限制 对于不符合能耗标准的设备予以淘汰 并规定了新建设备的能耗准入门槛 不符合能耗标准 不予批准新建 同时 标准中还设定了能耗先进值 作为企业的努力方向 2 单位产品能源消耗限额国家标准 54 对标管理 不断寻找和研究同行一流公司的最佳实践 以此为基准与本企业进行比较 分析 判断 从而使自己企业得到不断改进 进入赶超一流公司创造优秀业绩的良性循环过程 其核心是向业内或业外的最优秀企业学习 通过学习 企业重新思考和改进经营实践 创造自己 改善自己 对标管理是一种强有力的工具 为企业提供了人员 设备及流程方面能够达到的客观的 有效的衡量指标 使企业能够打破以往的思维和经营模式 认识到重大的经营改善活动的可行性和必要性 增添企业实现目标的决心 54 2 企业之间节能减排对标挖潜 提高企业节能减排动力 55 55 能效对标既是企业不断地将自己的生产流程或某些工艺设备能源利用效率与同类企业或那些被公认是行业先进的企业的能源资源进行对比的过程 有助于克服我国钢铁工业能源利用效率的障碍 促进能效水平的提高 支持中国建立一个可持续的 基于市场的 提高能效的机制 促进完善节能政策法规体系 实施能效对标活动 将引导广大钢铁企业科学用能 节约用能 合理用能 促进其生产方式向高效率 低消耗 低排放转变 对于缓解能源约束矛盾 促进节约型社会建设具有重要的现实意义和作用 56 56 3 提高企业能源管理 建立完善的节能减排监测制度 一些企业能源计量配备不完善 不准确 无考核和核查机制 一方面 企业对很多能源的计量特别是回收的二次能源量的计量误差很大 另一方面对应该实测的 如煤和焦炭的能源折标准煤系数很多企业没有规范地去测 致使企业的能源指标难以真实反映企业能源利用的水平 一些新上的中小钢铁企业没有能源统计统计报告制度 没有能源管理专业知识的人员 不做企业能源平衡 没有能源平衡表 有的甚至连能源指标的涵义都不清楚 准确的能源计量 监测是企业高效能源管理的基础 也是制定节能目标考核节能成果的必要工具 要严格钢铁企业计量制度 才能真实反映钢铁工业能耗水平 存在问题和差距等 为今后节能目标确定 节能规划的制定提供保证 57 57 4 推广成熟技术 开发新技术 转炉煤气干式除尘转炉余热蒸汽发电 TRT发电高炉干式除尘 烧结矿余热回收技术烧结脱硫 干熄焦 CDQ 煤调湿 CMC 煤气发电 CCPP技术 钢厂综合节电技术 58 58 1 干熄焦 CDQ 技术 干法熄焦技术是目前国外较广泛应用的一项节能技术 它是回收红焦显热和改善操作环境的一项先进工艺技术 它有利于提高焦炭质量 降低焦化工序能耗和改善大气环境 59 59 减少环境污染对规模为100万t a焦化厂而言 采用干熄焦技术 每年可以减少8 10万t动力煤燃烧对大气的污染 比传统的湿熄焦节水0 443t t焦 改善焦炭质量大型高炉采用干熄焦焦炭可使其焦比降低2 使高炉生产能力提高1 采用干熄焦可以降低强粘结性的焦 肥煤配入量10 20 可在配煤中多用15 弱粘结性煤 有利于充分利用资源和降低焦炭成本 干熄焦技术对炼焦工序可实现吨焦节能40千克标煤 可使吨钢能耗降低15千克标准煤 若我国焦炭生产全部采用干熄焦 则年可节约1200万吨标准煤 60 CDQ工艺中的惰性气体进行冷却所产生的蒸汽在蒸汽锅炉中进行发电时 蒸汽压力和温度的高低对CDQ工艺的节能效率具有显著的影响 发电量增加10 左右 60 CDQ中温中压锅炉与高温高压锅炉发电的对比 济钢6 7号焦炉150吨干熄焦工程引进了新日铁的最新技术 是国内首家采用高温高压自然循环锅炉 配备了世界最先进的焦炉节能环保工艺 61 61 按2007年全国的焦炭生产规模推算 若在全国的焦化企业推广实施煤调湿 年可节约300万吨标准煤 年可减少焦化污水约1500万吨 CO2排放量约1600万吨 节能减排效果显著 潜在经济效益巨大 2 煤调湿 CMC 技术 煤调湿是装炉煤水分控制工艺的简称 是将炼焦煤料在装炉前去除一部分水分 保持装炉煤水分稳定在6 左右 然后装炉炼焦 62 济钢调湿分级的综合效果 四 实施效果 配合煤水分平均可降低3 按运行340天计算 则可减少污水8万吨 焦炉烟道气温度由240 降至60 左右 回收热量折合1 2万吨标准煤 63 63 烧结余热余能约占整个流程余热资源的10 左右 余热温度在300 500 之间 是目前我国低温余热资源应用的重点 3 烧结低温余热回收技术 64 重点在于 1 烧结机烟气余热回收与脱硫一体化设计方案 2 冷却机废气显热回收总体方案设计与系统集成技术 重点开发余热发电系统的稳定运行调控技术 烧结带冷机余热发电工艺流程图 带冷机余热回收方案 65 烧结余热发电是利用低温余热的一个有效途径 但目前来说应用很少 且存在一些问题 在运行过程中 由于烧结机和环冷机工况发生变化时 余热回收系统的工作参数也将随之变动 输出的蒸汽压力 温度 流量也将发生变化 从而影响发电机组的运行效率 目前我国烧结余热利用的重点和难点在于 由于存在漏风率高导致废气温度降低 又要保证进入除尘器前废气温度在露点以上等原因 回收利用烧结余热较困难 因此 如何降低漏风率以提高烧结机烟气温度 以及在保证烧结废气除尘所需温度条件下 实现烧结机尾部高温段废气显热回收 烧结余热蒸汽发电核心技术的消化吸收和本土化 是烧结余热回收的重点 如开发此技术将烧结矿余热充分利用 则钢铁行业年可节约能源约900万吨标准煤 65 66 济钢烧结矿余热高效回收发电技术 是国内第一套拥有自主知识产权的烧结矿余热回收发电装置 全部设备国产化 装机容量8 2MW 主要创新点包括 烟气混合及循环技术 带冷鼓风机风量优化技术 偏析布料技术 带冷机烟罩密封技术 双压锅炉技术 67 67 4 高炉TRT技术 TRT主要分为 湿式 干式 干湿两用型 湿式TRT用于采用湿法除尘工艺中高炉煤气的能量回收 经湿法除尘后的高炉煤气一般为50 左右 压力损失约20 35kPa 含尘量10 20mg m3 湿法除尘后的高炉煤气压力较低 大量喷水损失了大量有用的热能 同时大大增加了煤气中的含水量 不仅降低了煤气的热值 而且对TRT等设备也不利 高炉TRT与高炉煤气干法除尘技术相结合是对高炉余压 煤气综合利用的系统集成技术 这种技术结合一方面提高了TRT发电效率30 以上 使吨铁发电量达到了35kWh 40kWh 另一方面实现了高炉煤气全干法除尘 减少或基本没有无新水消耗和废水排放 煤气含尘量降低到5mg m3 高炉采用全干法除尘可有效提高TRT发电量 68 68 随着高炉无料钟炉顶技术及干法除尘工艺的发展 成熟和推广应用 TRT装置由湿式向干式发展是一种趋势 69 曹妃甸5500m3高炉干式除尘装置 70 自重力除尘 至TRT 反吹N2 自重力除尘 至TRT 大布袋过滤运行能耗低 反吹只需自身净煤气 无N2消耗 煤气热值不会降低滤袋采用内滤式除尘效果好 易于风机反吹滤袋采用大布袋过滤捡漏 更换方便煤气净化效果好 净煤气含尘量 5mg m3 低压脉冲反吹需要N2消耗 同时降低了煤气热值脉冲反吹效果一般箱体内布袋数量多 检漏 更换不方便由于混入N2 煤气净化效果一般 净煤气含尘量 5 10mg m3 内滤式大布袋风机反吹除尘工艺 外滤式低压脉冲反吹除尘工艺 特点 太钢高炉煤气干除尘工艺特点 71 71 5 转炉干法除尘技术 炼钢转炉煤气回收利用采用干法除尘技术后 不但可提高除尘效率 而且节能效果显著 通过电除尘器可直接将粉尘浓度降至10mg Nm3以下 不存在二次污染 系统阻损小 煤气发热值高 回收粉尘可直接利用 系统简化 占地面积小 并可以部分或完全补偿转炉炼钢过程能耗 因而获得世界各国的普遍重视和采用 已被认定为今后发展方向 72 干法相对湿法除尘系统具有如下优点 烟气含尘量低 考核值平均在6 6mg Nm3 节电 其耗电量为3 05kWh 吨钢 不到湿式系统的1 2 节电3 72kWh 吨钢 折合1 50kgce 吨钢 节水 对120t的转炉系统用水量约0 05m3 吨钢 是湿法系统的1 5 回收煤气量大 吨钢可多回收热值8360kJ m3 煤气21 4m3相当于节能6 10kgce 吨钢 粉尘利用率高 干法除尘系统吨钢干粉尘回收量可达到14kg 吨钢 占地少 整个工程总占地面积6000m2 约为湿法的1 2 73 73 如果在我国普遍推广 全年除尘电耗可减少近3亿度 转炉回收的煤气与蒸汽综合起来折成标准煤 每吨钢可回收35kg左右 干法回收的粉尘成球后直接返回转炉替代废钢或矿石作为冷却剂 直接回收其金属铁可增加钢产量1 8 2006年转炉钢产量占到了87 48 钢产量为4 18亿吨 若按每吨钢可回收75Nm3煤气计 全年可回收270多亿立方米 每立方米煤气热值为7527kJ以上 折690万吨标煤 相当于吨钢降低能耗19kg标煤 所以 回收利用的前景很好 今后 该项技术要在进一步创新的基础上 提高设备的国产化比例 降低投资 为普及推广创造条件 74 在提高转炉烟气余热回收量的基础上 重点开发低压 饱和 蒸汽发电技术 转炉饱和蒸汽发电系统流程 国内外典型的转炉余热回收系统示意图 6 转炉余热蒸汽发电技术 按吨钢发电量按照15kWh计算 全国年产钢5亿吨 则每年可以发电75亿kWh 折合300万tce左右 产生效益40多亿元 同时 所发电可以替代从社会电厂购电 从而实现社会减排CO2630万吨 减排SO26万吨 社会环境效益显著 75 济钢炼钢转炉烟道废气余热回收高效发电技术 济钢开发建成了国内第一套炼钢转炉烟道废气余热高效发电装置 装机容量4 5MW 主要创新点包括 高效低压饱和蒸汽汽轮机技术 蒸汽蓄能稳压控制系统技术 饱和蒸汽脱水装置技术 该项技术的成功开发应用 实现了冶金低压 饱和余热蒸汽的高效发电 76 76 7 钢渣处理 目前 我国在高炉水渣利用技术方面已经取得了突破性进展 利用先进技术工艺设备 将高炉水渣加工为超细粉用作水泥原料 产生了很好的经济效益和社会效益 但转炉 电炉冶炼过程中产生的钢渣应用技术还不成熟 2008年 我国钢产量预计可达到5亿吨 钢渣产量约为0 7亿吨 而目前我国钢渣利用率仅为20 堆积的钢渣不仅占用大量土地 且造成环境污染 目前钢渣利用技术正在不断探索 但尚未找到大规模资源化合理利用的有效途径 今后 解决钢渣利用问题仍是一项重要的任务 77 77 宝钢BSSF工艺钢渣处理工艺流程图 工艺特点 流程短 占地面积小 清洁化 蒸汽和尘集中排放 安全性高 渣 钢分离彻底 金属回收率 70 成品渣粒度均匀 性能稳定 78 78 不同容积转炉的处理能力 目前国内BSSF工艺应用情况 79 在保证钢铁生产过程煤气消耗的基础上 剩余煤气利用与余热余能回收集成到发电上来 实现钢厂副产煤气的动态平衡 对于钢厂进一步降低能耗是至关重要的 而副产煤气的动态平衡 关键在于煤气缓冲用户的选择 钢厂煤气自发电问题 则关键在于煤气波动与动态平衡的模拟 以及在此基础上 合理选择发电机组 8 副产煤气发电 注 掺烧煤气发电方式的发电效率按最大掺烧量统计 不同煤气发电机组的发电煤耗与发电效率 80 80 9 燃气 蒸汽联合循环发电技术CCPP 燃气 蒸汽联合循环发电技术 gas steamCombinedCyclePowerPlant简称CCPP CCPP技术先进 发电率高 已接近天然气和柴油为燃料的相近型号的燃气轮机联合循环发电水平 钢铁厂的CCPP以燃高炉煤气为主 有的工厂可能掺入少量焦炉煤气或转炉煤气 与常规电厂相比 CCPP热电转换效率提高近10个百分点 为钢厂富余煤气利用提供了良好的途径 81 热效率高 发电效率高在不外供热时高达40 45 而常规的锅炉蒸汽发电仅为35 左右 相同的煤气量 CCPP要比常规的锅炉蒸汽发电多发出70 90 的电 81 CCPP技术特点 CCPP发电系统的热效率及发电标煤耗与普通发电机组对比 目前我国钢铁企业高炉煤气仍有约10 的放散率 焦炉煤气约有3 的放散率 按重点企业平均 若将这些煤气都用于CCPP发电 仅此一项每年约可节约600万吨标准煤 CCPP排烟中CO2排放比常规火力电厂减少45 50 没有SO2 飞灰及灰渣排放 NOx排放很低 目前已达到小于25mg kg 今后有望达到5 9mg kg 钢厂用电和节电 一是要提高自发电效率 二是从技术 管理方面节约用电 提高用电效率 全烧高炉煤气锅炉的开发为高效回收低热值的高炉煤气开辟一条新的途径 可有效提高自发电效率 采用变频调速 更新风机水泵 采用节能型变压器等 要结合生产实际情况对各厂矿变配电系统进行优化匹配 在保证安全的前提下提高变压器的负荷率 避免出现 大马拉小车 的现象 减少电机无功运转造成的电耗 合理优化供电系统 合理分配与平衡负荷 使企业用电均衡化 提高企业负荷率 优化运行 应按经济运行条件选择调整变压器 使其在多数情况下运行在经济运行点上 降低电能损耗 削峰填谷 降低用电负荷最大需量 重视钢铁企业高用电设备的无功动态补偿与谐波治理 对整体照明系统进行优化改造 合理配置灯具 提高用电效率 82 10 钢厂综合节电 83 不同脱硫工艺的优缺点比较 烧结工序也是目前钢厂SO2排放的源头 约占整个企业排放量的80 因此是钢铁企业SO2减排的重点工序 11 主要污染物减排 84 84 烧结机烟气脱硫技术在国内目前还没有公认成熟的技术 大多数钢铁企业的烧结机烟气脱硫改造 仍然处于观望和考察阶段 从已经验收的钢铁厂烧结机烟气脱硫项目来看 暴露出了很多现场问题 事实证明 完全照搬其他领域的烟气脱硫技术不能很好的适应于烧结机生产工作 这是由烧结机自身的烟气特性和工艺生产决定的 因此 借鉴国外和其他行业的烟气脱硫先进技术 结合烧结机工艺生产特性 是我国烧结机烟气脱硫的必经之路 喷雾法 循环流化床法 氨法 85 2007年10月投运 脱硫效率不低于91 粉尘排放低于20mg Nm3 特点 1 脱硫系统位于主抽风机后 系统负压小 安全系数高 2 脱硫系统为旁路布置 必要时烟气可以直接通入烟囱 对生产无影响 3 纯干态运行 后继烟道 烟囱不需要考虑防腐 福建三明钢铁厂180m2烧结机循环流化床干法脱硫系统 86 CFB FGD烧结烟气脱硫除尘工艺流程 循环流化床干法脱硫特点 1 脱硫 除尘一体化 脱硫效率高 90 以上 烟尘排放低 脱硫后配布袋除尘 可以保证30mg Nm3排放 2 系统简洁 占地少 投资较低 3 直接利用CaO作为脱硫剂 循环倍率高 运行成本较低 87 柳钢二烧车间2台83m2烧结机头烟气脱硫项目 其烟气总量为65x104Nm3 h 应用我公司的氨法脱硫工艺 脱硫后的烟气可通过脱硫塔上部的湿烟囱排放 脱硫用氨水为外购及柳钢焦化厂自有氨水 副产品为农用硫铵 整个系统占地面积为45x80m2 本工程于2005年底立项 2006年8月开始设计并逐步进行土建 安装工作 于2007年6月开始试运行 连续运行至今 各项指标均达到设计值 现场实际监测数据显示 脱硫效率达到95 以上 除尘效率达到40 脱硝效率也在20 30 左右 副产品硫铵 品质达到国家农用肥料标准要求 柳钢烧结烟气经过氨法技术脱硫后 烟气中二氧化硫排放浓度小于50mg Nm3 年减排SO2约为6516 8吨 国家新修订的 中华人民共和国水污染防治法 自2008年6月1日起施行 对工业水污染防治提出更严格的要求 加大了污染事故的处罚力度 中国七大水系水质类别比例 钢铁行业要继续加强钢铁生产过程中的各类水污染防治 通过废水处理 串级循环使用促进钢铁工业提高水资源利用效率 进一步降低新水用量 要继续高度重视焦化废水处理的经济有效 稳定达标技术的深入研发与工业化应用 深入开发高氨氮及高COD等废水处理回用技术 真正实现 零 排放 全面实施钢铁污染防治减排技术措施 轧钢 堆场 电厂 挡风网 洗车台 地坪冲洗 道路冲洗 料堆喷水 料堆喷表面凝固剂 绿化带隔尘 料堆抑尘 皮带封闭 电除尘器 布袋除尘器 高烟囱排放 地坪冲洗 道路冲洗 皮带清洗 皮带封闭 烧结原料硫分控制 煤粉碎 型煤 装煤 出焦 装车 切焦 转运除尘 皮带封闭 粗煤气精制 废水生化处理 烟气除尘脱硫 低氮燃烧 原燃料槽 高炉出铁场 皮带系统除尘 地坪冲洗 道路冲洗 水渣冲制蒸汽冷凝回收 煤气除尘 水循环系统 水串接使用 电炉除尘 水循环系统 水循环系统 铁水预处理 煤气 转炉二次烟气 精练 倒铁水 副原料仓 皮带系统 厂房屋顶除尘 水循环系统 铁水渣浸泡 道路冲洗 炼焦 精轧除尘 加热炉低氮燃烧 水循环系统 含油废水处理 含锌废水处理 含铬废水处理 废乳化液处理 废酸再生 二噁英和多氯代二苯并呋喃是具持久性 生物累积性 长距离迁移及高毒性化合物 2004年6月25日 第十届全国人大第十次会议审议批准通过了 关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约 以下简称POPs公约 2004年11月11日 公约对中国正式生效 首批列入POPs公约受控名单有12种物质 其中无意产生的二恶英类POPs物质的控制已成为环境保护热点问题之一 中国履行POPs公约的 国家实施计划 NIP 于2007年4月14日获得国务院批准 NIP中将钢铁行业确立为二恶英减排优先重点控制行业之一 要求分阶段逐步开展BAT BEP的应用 控制和减少二恶英的排放 日前环境保护部要求钢铁行业对二噁英减排近期行动计划及规划进行编制 有关重点生产工序的排放限值标准也可能出台 钢铁企业应给予高度重视 91 91 12 CO2减排工作 由二氧化碳等温室气体引发的全球气候变化已成为国际社会关注的焦点 其中二氧化碳减排应成为钢铁企业必须关注和解决的重大环境问题 从全球来看 工业生产所产生的CO2占全球排放量的20 以上 而钢铁生产产生的CO2占工业总排放的15 20 相当于世界人为温室气体的3 4 92 我国钢铁工业的迅速发展使得国际上对我国钢铁工业日益关注 对我国钢铁行业二氧化碳排放问题也存在各种评论 国际钢铁协会也已组织开展对我国钢铁工业二氧化碳排放量进行评估计算 为避免国际社会对我国钢铁工业在二氧化碳排放方面产生认识上的偏颇 我们必须要针对我国钢铁企业实际 运用自己的方法对我国钢铁企业二氧化碳排放有一个相对正确的评价 因此协会组织开展了 我国主要钢铁企业二氧化碳排放现状研究 课题 对钢铁企业二氧化碳排放问题进行分析研究 93 93 谢谢 大力发展绿色钢铁工业共建人类美好家园