煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)研究

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摘要：在金屬資源生產(chǎn)過(guò)程中，普遍伴隨著嚴(yán)重的環(huán)境污染與能源損耗問(wèn)題，因此在煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)開展過(guò)程中必須注重環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的有效應(yīng)用，這也是推動(dòng)煉鐵冶金行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。鑒于此，結(jié)合煉鐵冶金行業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題，提出了煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用策略，旨在推動(dòng)煉鐵冶金行業(yè)朝著節(jié)能環(huán)保方向?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煉鐵冶金;環(huán)保與節(jié)能技術(shù)

在煉鐵冶金行業(yè)發(fā)展中有效應(yīng)用環(huán)保與節(jié)能技術(shù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義，這就需要相關(guān)企業(yè)在順應(yīng)新時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化與改進(jìn)煉鐵冶金技術(shù)與節(jié)能環(huán)保技術(shù)，充分利用現(xiàn)代化技術(shù)手段調(diào)整焦比與燃料比，同時(shí)建立完善的余熱回收機(jī)制，使得各生產(chǎn)工序中的能耗得以有效控制，切實(shí)提高煉鐵冶金行業(yè)的節(jié)能環(huán)保水平。

1煉鐵冶金行業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題

1.1大氣污染

煉鐵冶金行業(yè)在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，極容易在生產(chǎn)期間消耗大量煤炭資源，使得大氣污染程度日益加劇，嚴(yán)重危害區(qū)域內(nèi)氣候環(huán)境的質(zhì)量，長(zhǎng)此以往還可能引起酸雨或土地板結(jié)化等現(xiàn)象，從而對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的治理以及農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)造成不同程度的影響，使得區(qū)域生態(tài)環(huán)境與農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)遭到嚴(yán)重的破壞。最重要的是，大氣污染問(wèn)題還會(huì)在一定程度上加大環(huán)境治理難度，并伴隨著治理周期長(zhǎng)、安全危害大等多種隱患[1]。

1.2水源及粉塵污染

在煉鐵冶金作業(yè)實(shí)際開展過(guò)程中，將會(huì)伴隨著大量廢水與粉塵污染，并且其在排放與傳播過(guò)程中很可能對(duì)區(qū)域氣候環(huán)境、廠區(qū)工作人員及周邊居住人員的身體健康造成一定的威脅。與此同時(shí)，肆意排放廢水還可能引起嚴(yán)重的水源污染現(xiàn)象，無(wú)法保證水資源利用的合理性，甚至嚴(yán)重破壞水域生態(tài)平衡。另一方面，在企業(yè)發(fā)展中若不及時(shí)采取有效措施治理粉塵現(xiàn)象，就會(huì)加大員工患上塵肺、呼吸道疾病等職業(yè)病的機(jī)率，對(duì)職工的身體健康造成不利影響的同時(shí)，還無(wú)法有效促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。最后，受粉塵傳播屬性的影響，其在長(zhǎng)期傳播過(guò)程中很可能使得區(qū)域氣候環(huán)境出現(xiàn)質(zhì)量下降的情況，甚至影響區(qū)域居住環(huán)境的適宜性。

1.3土壤污染

在煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)實(shí)踐過(guò)程中，大量礦渣廢渣的排放會(huì)造成嚴(yán)重的土地污染現(xiàn)象，而廢渣的長(zhǎng)期堆積又會(huì)使得企業(yè)浪費(fèi)大量土地資源，甚至額外增加不必要的土地成本，并對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展造成一定的阻礙。與此同時(shí)，若氣候環(huán)境發(fā)生變化，那么固體廢渣不但會(huì)加重土地污染程度，還會(huì)因長(zhǎng)期堆積的廢渣而產(chǎn)生滲濾液，從而對(duì)地下水與區(qū)域空氣質(zhì)量造成污染。最重要的是，這種土壤污染現(xiàn)象還具有處理周期長(zhǎng)、處理難度大的弊端，因此在實(shí)際處理過(guò)程中將會(huì)花費(fèi)較高的經(jīng)濟(jì)成本，無(wú)法切實(shí)保障企業(yè)的合法權(quán)益，并加大企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本控制的難度。

1.4高能耗

在煉鐵冶金行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，通常需要深入分析生產(chǎn)作業(yè)工序與生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境需求，同時(shí)重點(diǎn)關(guān)注企業(yè)發(fā)展中產(chǎn)生的高能耗問(wèn)題，如煉鐵冶金生產(chǎn)中需要耗費(fèi)大量電能、煤炭資源，并且這種持續(xù)性資源還有著較高的需求；最重要的是，高能耗現(xiàn)象還會(huì)直接影響企業(yè)生產(chǎn)成本控制與實(shí)際效益控制成果，致使煉鐵冶金企業(yè)受到電價(jià)、煤炭?jī)r(jià)格等市場(chǎng)波動(dòng)帶來(lái)的影響，并對(duì)整個(gè)行業(yè)創(chuàng)新能力的提高造成一定的阻礙，使得企業(yè)在未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)中不得不面臨復(fù)雜的市場(chǎng)環(huán)境與激烈的競(jìng)爭(zhēng)壓力[2]。

2煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用策略

2.1積極研發(fā)全新的節(jié)能工藝技術(shù)

在煉鐵作業(yè)中高能耗主要集中在焦化、燒結(jié)兩個(gè)環(huán)節(jié)，因此研發(fā)節(jié)能環(huán)保技術(shù)時(shí)應(yīng)將重心放在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中，其中焦化工序可以從焦?fàn)t大型化技術(shù)著手進(jìn)行改造，如爐型結(jié)構(gòu)、四大車連鎖技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制爐溫技術(shù)等節(jié)能環(huán)保技術(shù)。與此同時(shí)，在煉鐵作業(yè)中還可以引入裝煤除塵環(huán)保技術(shù)，并在該項(xiàng)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中完善煙塵控制與廢水零排放機(jī)制，使得焦化工序中的能耗得以有效控制，同時(shí)在煉鐵冶金作業(yè)中達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。除此之外，如圖1所示，在燒結(jié)工序中可以嘗試運(yùn)用“厚料層—燃料分加—小球燒結(jié)”工藝，同時(shí)不斷調(diào)整料層厚度、混合料粒級(jí)、煤粉外加比例，真正將固體燃料消耗量控制在最小范圍內(nèi)[3]。若想保證煉鐵作業(yè)的高爐高效化生產(chǎn)，就必須以高爐大型化發(fā)展為首要目標(biāo)，基于現(xiàn)有高爐做好擴(kuò)容改造工作，同時(shí)不斷擴(kuò)大我國(guó)高爐的平均容積，確保高爐利用系數(shù)達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)后，還可以采取高富氧率等措施構(gòu)建大型制氧裝置，依托于多氧管路并聯(lián)機(jī)制創(chuàng)造良好的節(jié)能環(huán)保條件。

2.2不斷優(yōu)化高爐焦比與燃料比

在高爐煉鐵工藝中主要以燃料消耗為能源損耗的重心，因此企業(yè)在經(jīng)營(yíng)發(fā)展過(guò)程中可以積極引入先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，不斷調(diào)整高爐焦比與燃料比，最大限度地降低煉鐵工藝中產(chǎn)生的燃料損耗與風(fēng)耗，進(jìn)而達(dá)到生態(tài)環(huán)境保護(hù)的目的。利用高爐煉鐵工藝調(diào)整焦比與燃料比，同時(shí)還可以運(yùn)用燃料分加、厚料層等操作方法，或者利用大型化燒結(jié)機(jī)嘗試改造系統(tǒng)中涉及到的技術(shù)，進(jìn)而有效提高煉鐵作業(yè)的資源利用率。在此過(guò)程中不斷優(yōu)化與改造過(guò)篩技術(shù)，還能為焦炭與燒結(jié)礦的過(guò)篩效果提供技術(shù)層面的支持，充分利用過(guò)篩減少粉塵顆粒的生成量，真正意義上達(dá)到增強(qiáng)高爐冶煉效果的目的，切實(shí)提高煤氣的質(zhì)量。除此之外，在高爐焦比與燃料比調(diào)控過(guò)程中，還可以改善風(fēng)溫，為大噴煤量創(chuàng)造一個(gè)良好的先決條件，切實(shí)提高鼓風(fēng)機(jī)高爐熱量的循環(huán)利用率[4]。

2.3有效控制動(dòng)力資源損耗

在煉鐵作業(yè)中采取有效措施降低動(dòng)力源損耗，同樣能將煉鐵能源消耗控制在最小范圍內(nèi)，在原有基礎(chǔ)上優(yōu)化與改造高爐鼓風(fēng)機(jī)，還能整體提高鼓風(fēng)機(jī)與高爐系統(tǒng)的適應(yīng)性。與此同時(shí)，對(duì)鼓風(fēng)機(jī)做好排風(fēng)處理，同樣有助于降低鼓風(fēng)機(jī)本身的損耗。在此過(guò)程中，還可以利用先進(jìn)的技術(shù)手段降低冷卻水消耗，基于制冷站安置冷卻水，即可有效提高冷卻水的循環(huán)利用率，促使冷卻水在封閉狀態(tài)下保持較高的運(yùn)行效率，真正將廢水排放量控制在合理范圍內(nèi)，從根本上避免大量廢水與廢氣的排放污染周邊生態(tài)環(huán)境，早日實(shí)現(xiàn)冷卻廢水零排放的目標(biāo)。

2.4保證煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)工序的規(guī)范性

由于煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)中包含著大量繁瑣的生產(chǎn)機(jī)組裝置，站在機(jī)組運(yùn)行銜接的角度分析，各機(jī)組之間普遍伴隨著較大的功耗損失，這在一定程度上加大了冶金系統(tǒng)的能源損耗，長(zhǎng)此以往還可能使得企業(yè)面臨著較高的生產(chǎn)成本負(fù)擔(dān)。這種情況不僅會(huì)降低煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)的效率，還可能導(dǎo)致企業(yè)無(wú)法獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，甚至加大企業(yè)對(duì)外競(jìng)爭(zhēng)的壓力。基于此，在煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)實(shí)際開展過(guò)程中，必須保證生產(chǎn)作業(yè)工序及操作流程的規(guī)范性，切實(shí)提高煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用水平。與此同時(shí)，煉鐵冶金生產(chǎn)企業(yè)還可以從以下幾個(gè)角度著手規(guī)范生產(chǎn)作業(yè)流程：一，定期組織現(xiàn)有生產(chǎn)作業(yè)人員參與技能培訓(xùn)活動(dòng)，并結(jié)合實(shí)際情況做好技能測(cè)評(píng)與績(jī)效考核工作，確保每位生產(chǎn)作業(yè)人員掌握的專業(yè)技能都能達(dá)到基本的合格率，從而有效避免相關(guān)工作人員因?qū)I(yè)技能不合格而出現(xiàn)違規(guī)操作的情況，甚至引發(fā)機(jī)組能耗過(guò)高等一系列的不良后果。二，盡可能降低高爐防風(fēng)作業(yè)的操作頻率，使得系統(tǒng)內(nèi)部的熱損耗得以有效控制。三，在條件允許的前提下，還可以構(gòu)建專門的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，有效提高水資源的循環(huán)利用率，保證生產(chǎn)作業(yè)流程的規(guī)范性的同時(shí)降低能源損耗，最大限度地提高煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)施效率。

2.5提高系統(tǒng)熱能的回收利用率

如表1所示，由于煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)會(huì)消耗大量熱能資源，特別是系統(tǒng)機(jī)組中并不包含相應(yīng)的回收系統(tǒng)，使得熱損失與能耗損失的比重急劇增加，由此導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)能源利用率低下的情況，額外增加不必要的能源損耗的同時(shí)，還會(huì)加大企業(yè)生產(chǎn)成本。基于此，在煉鐵冶金作業(yè)實(shí)際開展過(guò)程中，若想保證煉鐵冶金環(huán)保與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用效果，就必須提高系統(tǒng)熱能的回收利用率，以此為冶煉系統(tǒng)中環(huán)保節(jié)能技術(shù)的有效應(yīng)用提供科學(xué)可行的優(yōu)化策略，通過(guò)構(gòu)建熱源回收系統(tǒng)來(lái)達(dá)到回收煙道氣熱源、蒸汽熱源、系統(tǒng)余熱的目的[5]。

3結(jié)語(yǔ)

在新時(shí)代發(fā)展形勢(shì)下，煉鐵冶金行業(yè)邁入了高速發(fā)展階段，但該行業(yè)中普遍存在的高能耗、重污染問(wèn)題仍未從根本上解決，因此，應(yīng)將先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)、設(shè)備、管理理念科學(xué)應(yīng)用到煉鐵冶金生產(chǎn)作業(yè)中，切實(shí)提高整個(gè)行業(yè)發(fā)展的節(jié)能環(huán)保水平。

作者:芮月新 單位:江蘇省常州市中天鋼鐵集團(tuán)有限公司