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应高度重视CO2减排
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文章来源:中国工业电炉信息网   添加人:admin   添加时间:2008-10-22 21:01:37

   到2007年,我国钢产量已连续10多年稳居********,钢铁工业节能降耗也取得了显著成绩。但是,要完成国家“十一五”规划提出单位GDP能耗降低20%的目标,难度还很大。对此,中国金属学会理事长翁宇庆在2008年学会工作会议上,对我国钢铁工业能源消耗情况进行了剖析,指出了钢铁行业节能的主攻方向,并强调我国钢铁行业应高度重视CO2减排,积极开展相关工艺、技术的研究应用。
    烧结、炼钢、轧钢工序能耗差距犹在
    在钢产量不断增加的同时,钢铁行业在能耗水平上也取得了很大的进步:1980年,每生产1吨钢要消耗2吨标煤;2007年,吨钢能耗为0.632吨标煤(按照新煤电转换系数),降低了三分之二。翁宇庆表示,能耗下降的原因主要有4点:一是钢铁行业从上世纪90年代开始优化生产流程,如淘汰模铸,采用连铸工艺等,其节能所占比例为40%;二是实施能源管理,节能所占比例为25%;三是采用节能先进技术和装备,占19%;四是钢铁生产辅料等方面的改善,占16%。目前,我国宝钢等个别钢铁企业的能耗水平已经和世界先进企业旗鼓相当,武钢、鞍钢等大型钢铁企业与国际先进水平的差距也正在逐渐缩小。
    同时,翁宇庆呼吁,钢铁行业在看到成绩的同时也要主动寻找差距。他将2005年我国大中型钢铁企业吨钢可比能耗与先进产钢国能耗进行比较,指出我国高炉炼铁工序能耗已经达到国际先进水平;烧结(球团)工序能耗差距为8千克标煤/吨;转炉炼钢工序能耗差距为18.1千克标煤/吨;电炉炼钢工序能耗差距为2.4千克标煤/吨;轧钢工序能耗看起来比先进产钢国低很多,但实际上并非如此。这是因为我国轧钢产品多为一次棒材,没有冷轧和涂镀层加工等二次材加工,而国外大量生产的是深加工板材。如果不考虑国内外轧钢工序的差别,我国吨钢能耗与国外先进水平差距约为10%;如果考虑到国内外轧钢工序的差别,则差距近18%。今后,随着我国高附加值钢材产品比例的增加,冷轧工序及冷轧系统(冷轧+涂层+镀层工序)能耗还会继续上升。
    抓住节能重点,把握主攻方向
    通过对目前我国钢铁生产能耗情况的分析,翁宇庆提出了今后钢铁行业节能的主攻方向:
    一是抓好炼铁系统(烧结、焦化、炼铁)的节能降耗。高炉是一个逐步还原的吸热过程,需要不断增加温度、消耗能源。从2005年全国钢铁行业来看,炼铁工序能耗为458.09千克标煤/吨铁,占总能耗的60%;若加上烧结和焦化,则炼铁系统工序能耗为665.8千克标煤/吨铁,接近总能耗的90%。虽然我国高炉炼铁工序能耗已经达到国际先进水平,但实际生产能耗远远超过理论的消耗值(理论上,高炉还原仅需331千克标煤/吨铁)。加之近年来转炉负能炼钢和煤气回收使总能耗下降,炼铁系统矛盾更加突出。因此,整个炼铁系统是我们节能降耗的最主要也是最困难的环节。
    二是充分利用各种“废能”资源。“废能”占钢铁总能耗的38%。首先,随着钢铁生产流程的逐步优化和能耗的不断下降,进一步节约能源的难度增加了,回收余热、余能越来越受到关注。2005年,我国钢铁工业余热回收率为25.8%。其中,利用最多的是高温余热,回收率为44.4%;其次是中温余热,回收率为30.2%;低温余热基本没有回收,这是下一阶段钢铁企业节能攻关的重点。
    三是实施系统节能,重点抓好系统能源转换。能源转换是钢铁生产的三大主要功能之一。炼焦、炼铁、炼钢过程将固态煤转换为清洁煤气,得到了清洁的二次能源。翁宇庆指出,合理使用高炉煤气可使吨钢能耗下降20千克标煤/吨。近年来,钢铁企业在煤气回收上取得了很大进步,减少煤气放散成为主要节能工作之一。但从目前情况来看,仍有相当一部分转炉和高炉煤气被放散(2005年大中型钢铁企业放散率分别为17%和9%),这也是钢铁企业下一步着重努力的方向。
    目前,我国钢铁企业均存在一定的能源损失现象。据统计,个别钢铁企业高炉煤气损失占全部煤气消耗的21%,焦炉煤气损失占17%。可见钢铁企业在减少能源亏损、实现能源充分利用等方面的潜力也较大。
    四是加快淘汰落后,这是政府主导钢铁工业节能的首要任务。2005年,我国高炉有效容积小于或等于300m3的高炉共有700多座,产能近1亿吨,约占全国炼铁总产能的26%;转炉约518座,产能4.1亿吨,其中有11%的转炉属淘汰类。2007年4月27日,国务院会议确定了2007年乃至2010年钢铁行业的淘汰落后任务。截至今年2月初,我国已经淘汰落后炼铁能力4137万吨、炼钢能力3171万吨,落后炼钢能力的淘汰任务没有完成。由此可见,钢铁企业淘汰落后的任务还很艰巨。
    同时,翁宇庆表示,钢铁行业不仅要加快对淘汰类装备和产能的限制,还要对现有的限制型装备严格要求,务必使其节能、环保达到规定要求。此外,目前很多地区的新建产能大于应淘汰产能,将导致钢铁产量继续增长。
    五是推广普及先进节能技术与装备。煤气全回收、烧结矿余热回收、高炉炉顶余压发电(TRT)、高炉和转炉煤气(烟气)干法除尘、转炉负能炼钢、轧钢热装热送和冶金炉窑(加热炉)高效燃烧、低品质资源和余热回收等技术和装备是节能降耗的有力“武器”,钢铁企业应该更好地应用。
    大高炉趋势:CO2消减+节能+低成本
    全球钢铁生产排放CO2 中的90%以上来源于9个产钢大国,而中国总排放量占据第一位。翁宇庆强调,随着我国钢产量的增加,温室效应也在不断加剧。目前,欧洲、日本已经将CO2减排的新工艺研究列为重点项目,这应该引起我国钢铁行业的重视。建议钢铁企业在节能降耗的同时,还要高度重视CO2减排,研发低能耗、低排放的冶金新工艺。
    翁宇庆认为,眼下,高炉炼铁在能耗降低方面已经没有太大的潜力,若不探索新的生产流程便无法有效地降低CO2排放量。最近,国内开始加速发展非高炉炼铁,去年首座COREX熔融还原炉在宝钢投产,第二座也即将开始建设。对比高炉炼铁,该工艺不仅摆脱了对焦炭的依赖,还在CO2、SO2、NOX(氮氧化合物)减排方面有明显效果,但由于其存在煤气热值白白浪费、能耗有待进一步降低的问题,制约了其在更多钢铁企业的推广应用。下一步,钢铁行业应该针对这些问题寻找出路,降低其工艺能耗和运行成本。
    今后大型高炉工艺的发展趋势是“CO2消减+节能+低成本”,翁宇庆介绍了3种降低CO2的新一代高炉冶炼技术:
    一是液态低温炼铁技术。该技术寻求高炉内反应过程的新突破,利用造块技术,重新处理铁矿石,将耗能大的化学反应减少高温火法冶金,可以降低高炉能耗50%,减少CO2排放50%,日本在这方面已取得一定进展。
    二是全氧高炉(无氮高炉)冶炼工艺。该技术的特点是将鼓入的空气改为氧气,高炉炉顶煤气中的CO2洗涤吸收后,剩余CO返回,从喷煤载体新一排风口送入,可大大降低CO2排放。欧洲经过理论研究后,定于今年年底开始中试试验。
    三是带等离子加热装置的高炉冶炼,将部分炉顶煤气中的CO2通过CO2和C反应生成CO。该反应是吸热高温反应,采用等离子加热至3400℃就可促使这一反应产生,产生的CO通过风口吹入,不再采用喷煤技术,仅用焦炭作骨架,焦比降至235千克/吨。这是CO2排放最低的高炉流程,但是电耗高,建议中长期核电、风能大量应用后,钢厂电能充足时考虑

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