转炉炼钢中能量回收与利用(冶金专业毕业论文）.doc

《转炉炼钢中能量回收与利用(冶金专业毕业论文）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《转炉炼钢中能量回收与利用(冶金专业毕业论文）.doc（29页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、摘要 转炉实现负能炼钢是衡量一个现代化炼钢厂生产技术水平的重要标志，转炉负能炼钢意味着转炉炼钢工序消耗的总能量小于回收的总能量，即转炉炼钢_!几序能耗小于零。 本文通过转炉炼钢热平衡的计算，由能量守恒定律可以得到转炉_I_序能耗模型，分析计算转炉工序中各个能量消耗以及回收利用的情况，来讨论是否能够进行负能炼钢。通过对模型中各个因素的分析，研究在理想条件下转炉工序能耗的最小值，进而分析实际能耗与最小能耗的差异。对于转炉能耗指标分析得到如下结论: (1)提高转炉煤气和蒸汽回收量、降低电的消耗量是实现负能炼钢的关键; (2)原始炉气中CO的浓度越大，煤气回收量就越大;当空气吸入系数越小，转炉煤气回收

2、比越大，煤气回收量也越大;当铁水比越大，铁水中的碳以及含碳物料中碳氧化产生的总共的炉气量越大，煤气回收量也越大。 (3)在理想工况条件下，吨钢最小氧气的消耗量为72.97kg/t，即S 1.08m3/t;最大煤气回收量128.83扩/t;最大蒸汽回收量71.63k醉;工序能耗的最小值为一18.96kgce/t; (4)通过对转炉能耗进行分析与计算，得出在目前的消耗水平下，若蒸汽回收量平均达到52卿，其转炉煤气的回收量至少要达到88扩/t的水平，转炉刁能实现“负能炼钢”。关键词:转炉;负能炼钢;节能;措施;最小能耗Abstract The realization of converter neg

3、ative energy consumption steelmaking is veryimportant symbol for a modern steel making enterprise which means the total energyconsumption of converter steelmaking process is less than the total energy recoveredduring the steelmaking process. The discussion of the realization of negative energy consu

4、mption is based on the calculation of thermal equilibrium, the result of process energy consumption modeling,and the analysis of various converter processes energy consumption and recycling. By examination of the various factors of the model is studied in standand themodynamic state. The minimum ene

5、rgy consumption of the converter processes theanalysis of actual energy consumption with the smallest differences in energyconsumption. Analysis of energy consumption model for the converter shows:(1) Increasing the recovery amount of gas and vapor and reducing the energyconsumption are the keys for

6、 negative energy steel-making;(2) The greater the concentration of CO in the original furnace gas, the greater the gas is recoveried; the smaller the air inhaled coefficient，the greater the converter gas is recoveried, and the greater the volume of gas is recoveried; the greater the molten iron and

7、the carbon content in molten iron and carbon-carbon materials in the total oxidation of the furnace, the more the amout of recoveried gas is.(3) Under ideal working conditions, the smallest oxygen consumption per ton is72.97kg/t, i.e. 51.08m3/t; the largest gas recovery volume is128.83m3/t; the larg

8、estcollection of steam is 71.63kg/t; The minimum process energy consumption is一18.96kgce/t;(4) Considering the calcuted results of energy consumption and the practice, if theaverage amount of vapure recovery is 52kg/t, the converter gas recovery is at least88m3/t ,then the converter can achieve nega

9、tive energy consumption.Keywords: converter,steelmaking withmeasure，Minimum energy consumption.minusconsumption,energy saving,目录1绪论.1 1.1冶金能源.1 1.1.l冶金能源及其构成.1 1.1.2冶金能源消耗概况.2 1.2钢铁冶金工业能耗现状.3 1.2.1我国钢铁工业能耗现状.4 1.2.2我国钢铁工业能耗与国际先进水平的差距.4 1.2.3我国钢铁工业能耗同国际先进水平存在差距的原因.8 1.3课题研究的目的意义以及主要内容.92转炉炼钢能量回收利用的主要

10、措施.11 2.1转炉煤气的回收工艺.12 2.1.1湿法工艺.13 2.1.2干法工艺.13 2.2 OG法与LT法的对比.14 2.3主要设备的简介.17 2.4转炉炼钢能量回收利用的主要措施.19 2.4.1降低能量消耗的措施.19 2.4.2提高转炉煤气的回收水平.192.4.3提高转炉余热蒸汽的回收利用水平.21 3.结论.234.参考文献.24绪论1.1冶金能源1.1.1冶金能源及其构成 我国冶金工业消耗的能源量，约占全国能源消耗总量的1214% o因此，冶金工业能否有效地利用能源，对全国能源的供需有较大的影响。 一般情况下，冶金工业只购入四种能源，即:煤炭、重油、天然气、电。习惯

11、上，这四种能源叫做“冶金工业的购入能源”。 冶金厂所用的煤炭，主要是洗精煤、无烟煤和动力煤等。洗精煤用于炼焦;无烟煤用于烧结和高炉喷吹;动力煤用于自备电厂发电、蒸汽机车、=I: %锅炉和其他炉窖。重油和天然气是国家宝贵的资源，冶金厂应尽量少用。钢铁联合企业，应首先考虑充分利用内部的副产煤气(焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气)，只是在工序无法平衡时，才用重油、煤炭、天然气来补缺。冶金厂所用的电力，一般是购入的。但较大的联合企业有自己的发电厂，它用购入的动力煤和企业内部剩余的高炉煤气为燃料来发电。I1-l 冶金工业虽然只从外部购入煤炭、重油、天然气、电等四种能源，但在生产过程中这些购入能源将转换为多种

12、形式的其他能源。最常见的有焦炭、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、电力、蒸汽、氧、压缩空气等等。这些能源，习惯上叫做“冶金工业自产能源”。 冶金能源的构成，是指在购入能源总量中，煤炭、重油、天然气、电各自所占的比重。煤炭是我国钢铁工业的主要能源。此外，电力和重油也各占有一定比重。天然气用量很少。按国家计划，今后将进一步体现以煤为主的方针。美国、德国、日本等国的钢铁能源中，煤炭所占的比重低于我国，而重油或天然气的比重高于我国。这是由这些国家的资源状况和国际贸易状况决定的 11.1.2冶金能源消耗概况 能源是人类可持续发展的前提，钢铁材料现在仍然是人类进步和发展的基础材料。然而钢铁材料生产与其巨大耗能

13、之间的矛盾日益突出。作为发展中国家，中国的情况尤为突出。1996年，我国钢产量首次突破了1亿吨，之后仅用了7年(19962003)钢产量达到2亿吨。去年我国钢产量已达到5.4亿吨。目前，我国的钢产量比居世界第二、第三、第四位国家的产量之和还要多，占世界钢产量的26.31。巨大的产钢量造成钢铁工业能源消耗量的剧增。虽然中国的吨钢能耗在逐年下降，但是全国钢铁生产的年总能耗一直在逐年上升，节能工作任重道远。分析冶金能耗的变化趋势和现状，大力倡导节约能源，加大节能力度对未来钢铁工业发展意义重大。 (1)世界能源消耗概况【5-7 世界一次能源构成主要是煤炭、天然气、石油、核能和水电，能源消费的增量主要是

14、天然气、石油、核能和水电，煤炭消费在发达国家近十年几乎没有增加。1991一1998年全世界煤炭消费的平均增长速度为0.62% 1998 2000年增长速度为1.01%; 1991-2000年石油和天然气增长速度超过了1.7%;核能和水电增长速度超过了2.4% 0 2000年世界能源消费总量为%.43亿吨标准油，排名前五位的国家依次是:美国23.00亿吨标准油，占总量的25.4%;中国9.28亿吨标准油，占总量的10.26%;俄罗斯6.07亿吨标准油，占总量的6.7%;日本5.25亿吨标准油，占总量的5.8%;德国3.40亿吨标准油，占总量的3.8% o (2)中国能源消耗概况a-to 中国能源

15、消费归结起来，呈现以下特点: 能源消费总量大，人均占有能源少。2000年总能耗在世界上排行第二，仅次于美国，而人均能源消费量不到世界平均水平的一半，不足美国的十二分之一。 .能源整体消费差异。中国:工业占60.4%，建筑26.3%，交通13.3%:美国:工业占25.4%，建筑31.9%，交通42.7% a .能源消费结构以煤为主。国际上主导能源为石油，其次为煤炭和天然气。但煤炭在我国能源消费结构占据比例大于70%。近年来中国煤炭消费约占世界消费量的36%，这种特点使我国能源结构脱离世界能源消费主流。以煤为主 2的能源结构，客观上造成我国能源利用效率较低、污染较严重、产品能源成本高，市场竞争能力

16、差。 .能源消费引起的污染物排放使环境不堪重负。我国煤炭大多属于中低硫煤和中灰煤。国际市场交易的动力煤，其热值比我国平均高2$%，含硫量低2$%一40%，灰分含量低$0%，这种煤炭为主的能源结构特点加大了环境污染，其中主要是SOZ，造成的酸雨对土壤的影响，CO:排放对大气环境的影响。 .能源资源相对贫乏，长期能源供应面临严重的短缺。中国的石油储量仅占世界储量的1.8%，天然气占0.7%，铁矿石不足9%，铜矿不足$%，水资源不足7% 综上所述，我国的能源质量较差，利用率低，且存在严重短缺现象。因此，节能降耗是我国经济长期持续发展的必须要重视的问题。1.2钢铁冶金工业能耗现状 钢铁行业是我国的基础

17、产业，我国钢铁行业装备及技术创新任重而道远。科技水平的高低直接关系到一个国家综合国力的强弱。在我国，科技水平较低一直是困扰经济发展的一个大问题。钢铁行业也不例外，技术装备落后是中国钢铁行业目前存在的最大问题。近几年来，我国钢铁企业的技术装备水平虽然得到较大的提高，但与发达国家相比，还存在很大的差距。在钢铁出口产品中，我国的初级产品比重高达60%，而高级产品的比重我国只有20%，仅占美国的30%; Fl木的27%;韩国的26%。并且，高附加值产品的比重仅为3%，与发达国家的差距更远。按生产能力统计，我国钢铁工业有竞争能力的装备约占$0%，其余是需要改造和淘汰的。在大中型钢铁企业中，炼铁高炉中约有

18、2$00万吨的生产能力是落后的。在轧钢设备中，具有国际先进技术水平的设备不到$0%。目前，我国在整体装备上达到国际先进水平的大型钢铁企业只有宝钢和天津钢管公司。【”一2】我国钢铁产量、消费量、净出口量以及铁矿石进口量均居世界第一。2004年，中国生铁产量为2.$1亿t，钢产量为2.72亿t，焦炭产量为2.09亿t。据统计，2003年中钢铁工业消耗了2.74亿t标准煤，占全国能源消耗量的16.3%，消耗量仅次于电力工业。 中国古代思想家荀子两千年前就提出，“强本而节用，则天不能贫”。而我国资源储量的“本”并不强，如果不在合理使用上下功夫，不顾自然、不计代价、 3不为未来、竭泽而渔、竭矿而采，就会

19、很快耗尽国内资源，而且会加大全球资源供给的压力。钢铁工业的节能降耗是我国能源和环境战略中一个十分重要的环节。1.2.1我国钢铁工业能耗现状 (1)钢铁工业能源消耗与能源结构13-17 从1980年以来，我国钢铁工业能源消耗一直占全国总能耗的10%左右。能源消耗结构中，煤炭占主导地位，电力其次，其他能源占有份额较少。如2002年的钢铁能源消耗中，煤炭占72.19%，电力占23.52%，其他总和不到5%，并且大型钢铁联合企业煤炭消耗量超出该比例，如宝钢、鞍钢、武钢、首钢的煤炭消耗量均远大于5%0 (2)钢铁企业能耗状况。 钢铁工业是国民经济重要的基础原材料工业，也是高耗能、高污染工业。钢铁工业节约

20、潜力巨大，因此，国外大型钢铁企业纷纷采取先进技术，开展节能降耗和综合利用，发展循环经济，不断优化工业的能耗指标和环保指标，以期达到能耗最少，环保最优。与国外发达水平相比，我国钢铁工业差距明显。据统计，截止到2003年，全国重点大中型钢铁企业吨钢综合能耗呈现持续下降趋势，2003年吨钢综合能耗达到0.767吨标煤/吨钢。比国际先进水平高0.081吨标煤/吨钢;吨钢耗新水11.15时，比国际先进水平高7.3m3;固体废物综合利用率60.4%，比国际先进水平低37.6% o (3)工序能耗 t g-zoo 钢铁企业的工序能耗反映了生产中各工序的能耗组成，分析工序能耗可为节能提供努力方向。通过对钢铁工

21、业能耗情况的表现分析，我们可以列出如下趋势: .钢产量逐年上升的同时，钢铁工业用能呈上升趋势; .吨钢综合能耗一直为下降趋势; .工序能耗连续逐年下降的同时，铁工序能耗近年略有上升; .宝钢、武钢、鞍钢等企业由于注重铁、钢工序的能源回收利用，取得了较好的能耗指标。1.2.2我国钥铁工业能耗与国际先进水平的差距 “九五”至今，是我国钢铁工业由钢铁大国走向钢铁强国的关键时期。 4这个时期的主要任务是通过对现有企业的技术改造，淘汰落后工艺与装备，增加品种，提高质量，降低消耗，优化结构，提高劳动生产率，坚持可持续发展战略，搞好环境保护和资源的综合利用，全面提高钢铁企业在国内外市场的竞争力，建成能占据国

22、内市场，并在国际市场占有一席之地的强大的民族钢铁工业。节能降耗是环境保护的要求也是企业获取利润的关键之一，是提高市场占有率的根本措施。其基本思路是强化能源管理，加速连铸、喷煤、连扎等新工艺新技术的推广应用，加大节能投资力度，重点推动大型企业节能技术改造，提高企业能源使用效率，从根本上改变高能耗状况，大幅度降低成本。 (1)吨钢综合能耗比较21-24 将国内大、中型钢铁企业的综合能耗进行比较，在能耗大于100万吨煤的45家企业中，综合能耗大于宝钢有39家，2003年其平均水平和宝钢仍存在0.148tgce/t，的差距;全国73家人中型企业的吨钢综合能耗介于宝钢与这39家企业之间，原因是其中有部分

23、电炉钢厂;全国没有统计的中、小企业的综合能耗指标大于39家的指标，说明节能潜力存在很大空间。如果以宝钢的先进指标为基准，我国大型企业仍然存在很大的节能空间。鞍钢炼钢工序能耗分别比宝钢、武钢高8.1 kgce/t , 1.5 kgce/t ，差距主要体现在能源回收上。夏季鞍钢煤气，蒸汽总量过剩，使转炉煤气蒸汽回收受到限制.鞍钢吨钢回收蒸汽为13. 6kg,宝钢为33kg,武钢为30kgo。以2008年日本钢铁工业吨钢可比能耗和钢铁生产过程的工序能耗作为国际先进水平，与纳入钢铁工业协会统计的大中型钢铁企业比较，总体来看我国钢铁工业能耗总水平比国际先进水平相差10%左右。具体数据见表1.20表1.2

24、 2008年大中型钢铁企业能耗与国际先进水平比较(单位:公斤标煤/吨钢)国别项目吨钢可比能耗焦化工序烧结工序炼铁_序转炉_序轧钢Ia节 4 2008年我国粗钢产量27470.7万吨，其中纳入统计的大中型钢铁企业产粗钢23354.3万吨，占全国总量的85.02%;其他中小企业产钢4116.4万吨，:片个国总量的14.98%。中小企业能耗与大中型企业比较，在能源消耗方面存在明显的差趴。详情见表1.3。 上述列表对比说明，我国中小型企业的能耗指标，同大中型钢铁企业整体水平比较，存在约50%左右的差距。我国钢铁工业全行业的能耗水平同国际先进水平比较，大中型钢铁企业与国际先进水平比较有很大差距。总体来说

25、，存在20%左右的差距。可见，我国钢铁工业的节能改造十分重要，且任重道远。 (2)工序能耗比较钢铁工业是国民经济重要的基础原材料工业，也是高耗能、高污染工业。钢铁工业节约潜力巨大，为此国外大型钢铁企业纷纷采取先进技术，开展节能降耗和综合利用，发展循环经济，不断优化能耗指标和环保指标，以达到能耗最少，环保最优。国外先进国家的高炉焦比已达到300kg/t以下，燃料比小于SOOkg/t。我国重点钢铁企业的入炉焦比为426kg/t，部分其他企业为488kg/t，燃料比在560kg/t左右。高炉工序的能耗比世界先进水平高50 1 OOkgce/t。吨钢耗新水11.15m3，比国际先进水平高7.3m3;固

26、体废物综合利用率60.4%，比国际先进水平低37.6% 。我国宝钢、武钢等企业己实现了转炉工序“负能炼钢”，且宝钢己实现了炼钢厂“负能炼钢”，但我国转炉工序能耗平均水平仍为23.56kgce/t。，日本君津钢厂转炉工序能耗为一6.27吨ce/t 。可见行业总体差距还很大。表1.4列出了2003年我国重点钢铁企业平均工序能耗与国际先进水平(1999年)的比较数据。2003年我国钢铁工业吨钢综合能耗为770kgce，吨钢可比能耗698kgce; 2003年日本钢铁工业吨钢综合能耗为656kgce, 2000年国外主要产钢国家(英、 5日、法、德)平均吨钢可比能耗为642kgce。这两项指标分别比国

27、外先进水平高出17.4%和8.7% .另外，我国重点钢铁企业之间主要工序能耗的差距很大，指标先进的宝钢已达到或超过国际先进水平，而落后的企业要高出先进值的1倍或数倍。这说明，我国钢铁工业节能的潜力还是很大的。新制订的钢铁产业发展政策明确提出，要建立循环型钢铁工厂，500万吨以上规模钢铁联合企业，要努力做到电力自供有余，实现外供。2005年，全行业吨钢综合能耗降到0.76吨标煤、吨钢可比能耗0.70吨标煤、吨钢耗新水12吨以下。计划加10年分别降到0.73吨标煤、0.685吨标煤、8吨以下;2020年分别降到0.7吨标煤，0.64吨标煤，6吨以下。表1.5为国内外大型钢铁企业工序能耗的比较。资料

28、来源:上海科学技术情报研究所整理 吨钢综合能耗:是指企业在报告期内平均每生产一吨钢所消耗的能源折合成标准煤量。吨钢可比能耗:是指企业在报告期内平均每生产一吨钢_!二序单位能耗和钢比率的总和折合成标准煤量。 6 (3)冶金新技术对能耗的影响 钢铁工业对节能技术进步的投入，在促进生产装备水平的提高，增加企业经济效益，促进钢铁工业健康发展等方面起了很大作用。如宝钢率先引进了转炉煤气回收、能源管理中心等先进节能技术。这些节能技术的采用，给宝钢带来巨大经济效益。技术是决定生产效率、产品成本和产品质量的关键。例如:我国的连铸比较低，仅此一项每年就要比日本多消耗能源4.SMt标煤，使吨钢综合能耗升71kg(

29、标煤)。又如美国纽柯公司因采用CSP ( compact strip production )技术而大为获利。 CSP技术比传统的连铸技术投资，1期工程减少19% 2期工程减少34%，吨钢生产成本降低80100美元，钢的综合成材率从93%提高到了%，电耗从11 Okwh/t 降低到40kwh/t，劳动力节省67%。诸如此类的实例举不胜举。钢铁工业正处在一个新的时期:用户对钢的性能和质量要求越来越高，社会对生态环境的要求越来越苛刻，以及日益激烈的竞争环境。这些都要求钢铁工业加快技术更新的步伐，积极开发并采用冶金新技术。目前，科技进步对经济增长的贡献率，我国为25%-40%，发达国家为5070%。

30、说明我国的科研水平相对较低;且科技投入不够。发达国家的成功经验告诉我们，要加快经济发展，提高竞争力，必须依靠科技进步，采用新技术。转炉煤气的回收和余热利用(可产生蒸汽)，能够实现转炉炼钢工序负能耗作业。日本炼钢工序能耗占钢铁生产总能耗的3%，而我国是5.95%,可见转炉生产的节能降耗应该是我国钢铁工业节能的重点之一。转炉煤气的发热值在7000kJ/m3 8400kJ/m3，比高炉煤气的热值要高得多(高炉煤气热值为2800kJ/m33SOOkJ/m3)应当充分回收合理利用。1.2.3我国钥铁工业能耗同国际先进水平存在差距的原因 (1)我国钢铁工业产业集中度低，企业规模小而分散。2009年我国粗钢

31、产量500万吨以上的企业有18家，仅占全国粗钢总的46.36%a 2008年日本粗钢产量最多的4家企业，占全国粗钢总量的73.22%;美国3家企业，占61.09%;俄罗斯5家企业，占78.69%;韩国2家企业，占82%。据中国钢铁工业协会统计，我国有钢铁生产企业871家，按2007年产粗钢34936.15万吨计算，平均每家企业粗钢产量仅40.1万吨，规模小而分散。 (2)钢铁企业装备大型化同发达国家有明显差距。 82008年日本全国产粗钢1.12亿吨，全日本的高炉数量为28座，转炉62座。据中国钢铁工业协会统计，2004年底我国高炉多达1131座，其中:1000立方米以上高炉只有18座，产能占

32、总产能的31.96%;其余1113座均属于有效容积1000立方米以下的小高炉，产能占总产能的68.04% 0 2008年底我国炼钢转炉有553座，其中300吨以上转炉只有3座，120299吨转炉51座，产能分别占总产能的2.17%.22.57%; 120吨以下的小转炉多达499座，其产能占总产能的75.26% o (3)节能技术、装备的普及率低。 除少数大型钢铁企业外，总体上看我国钢铁企业存在工艺、技术、装备的多层次性及企业流程、结构的不合理性，表现在采用节能、环保先进技术方面相对落后，一些先进的节能工艺技术、装备尚未得到普遍采用。 (4)二次能源回收利用率低。 按照目前我国高炉一转炉一轧钢的

33、工艺流程进行测算，每生产1吨线材的总能耗为716公斤标煤，生产过程能源有效利用率为27%，其余73%为生产过程的余热。在73%的余热中，44%为生产过程外排气体(可燃煤气)的化学热;29%为生产过程固体物料的高温物理热。从总体上看，我国钢铁企业对生产过程产生的化学热、物理热回收利用率低，这是造成能耗高的重要原因。1.3课题研究的目的意义以及主要内容 节能降耗，对建设资源节约型和环境友好型社会具有重要的推动作用，同时也是促进企业发展、提高企业经济效益的有效措施。转炉实现负能炼钢是衡量个现代化炼钢厂生产技术水平的重要标志，转炉负能炼钢意味着转炉炼钢_!二序消耗的总能量小于回收的总能量，即转炉炼钢工

34、序能耗小于零。转炉炼钢工序过程中支出的能量主要包括:氧气、氮气、焦炉煤气、电、工业新水和使用外厂蒸汽;转炉回收的能量主要包括:转炉煤气和蒸汽回收。工序能耗是个综合指标，不仅反映了工艺装备水平和技术水平的高低、也体现了生产管理水平和生产成本的高低，因此国际上先进钢厂都把实现转炉负能作为炼钢的重要指标。在现代炼钢技术中，由于负能炼钢技术的采用，转炉工序不但不消耗能源，反而成为生产能源的工序，负能炼钢技术得到了广大冶金工作者的极大重视。目前宝钢，武钢、一当钢、莱钢等厂已实现了负能炼钢，其中宝钢转炉工序能耗己达到一 9 6.49 kgce/t o 30“负能炼钢”并未全部涵盖炼钢全工艺过程能量转换与能

35、量平衡，因此不能作为整体评价炼钢工序能耗水平的唯一标准，但我国转炉炼钢比例超过80%因此转炉“负能炼钢”技术的全面推广对钢铁工业的技术进步及环境保护具有重大意义。 通过上述讨论，转炉负能炼钢对于转炉炼钢厂的环保及节能降耗工作的重要性已是不言而喻的。本研究针对转炉炼钢的能量平衡问题进行分析和讨论，并重点研究实现转炉负能炼钢各项技术措施。研究主要内容如下: 对转炉炼钢的热平衡进行计算分析; 建立转炉工序能耗的分析模型; 对分析模型中的氧气消耗、电力消耗、煤气消耗、氮气消耗、氢气消耗、煤气回收、蒸汽回收及其它能量的消耗及回收等各项影响因素进行分析和计算，并评价它们对负能炼钢影响权重。 依据建立的分析

36、模型，讨论了转炉单元工序能耗的极限值，并分析实现最小能耗的技术措施。 根据上述研究内容，希望从理论上确定在一定条件下实现转炉负能炼钢的可行性，并对实际生产过程实现转炉负能炼钢提供有意义的指导作用。 102转炉炼钢能量回收利用的主要措施钢铁工业在生产过程中会产生大量的副产煤气(吨铁可产生约1800立方米高炉煤气，转炉吨钢可产生100立方米转炉煤气，吨焦炭可产生420立方米的焦炉煤气)。这些煤气具有很高的热值，如何实现科学、合理地利用，对于钢铁企业节能具有巨大的意义。 据统计，2006年19月全国重点钢铁企业高炉煤气的平均放散率为9.32%有12家企业实现了零排放，但有的企业排放率高达57.51;

37、焦炉煤气平均放散率为4.19%，有29家企业实现了零排放，但有的企业排放率高达38.03%;转炉煤气平均回收56立方米/吨钢，但还有22家企业没有对转炉煤气进行回收。对副产煤气进行全量回收，不仅有利于企业的节能，而且又有利于环保。副产煤气不仅要回收利用，更要对其综合利用进行优化，刁能更好的节能。焦炉煤气热值高(12000kJ/m3)，含氧量约为55%60%，完全烧掉太可惜了，应当对其进行提氢处理，作为清洁燃料使用。代替汽油(北京己有氢燃料汽车)，或用焦炉煤气作为高炉炼铁的还原剂。此外，焦炉煤气还可以加工为二甲醚。转炉煤气回收量少的原因之一是用途不广泛。应将转炉煤气用于炼铁热风炉烧炉，替换宝贵的

38、焦炉煤气，使钢铁企业的煤气利用更加科学、合理。Izl提高煤气能源转化率也是科学、合理地利用副产煤气的途径之一。将钢铁企业的副产煤气最大限度地广泛应用，可以取消烧油和使用天然气的设施。钢铁联合企业内的副产煤气量作为燃料总是有一定富余。煤气一蒸汽联合发电工艺能源转化率为32%，煤气一燃气联合发电工艺能源转化率为45%SO%。所以说，钢铁企业将煤气用于发电是不得以而为之。目前，我国钢铁企业向电力部门供电_L网价格低，而再向电力部门要电却没有优惠。28-29冶金行业动力转换的水、电、汽、风等，是通过投入的煤、煤气、水、电等能源转换而来的。如自备电厂生产的电、风、蒸汽是通过投入的煤、煤气、水、及电经锅炉

39、产生蒸汽，蒸汽再经蒸汽机带动发电机、风机产生电和风;再如氧气厂通过投入电、水经制氧机系统产生氧气、氮气、氢气等气体。影响动力系统转换效率的主要因素在于能源的种类，以及工艺和装备的先进性。如本钢发电耗能为0.538kgce/kwh，国际先进水平为0.404kgce/kwh。其原因在于本钢发电系统的锅炉、汽机、发电机机组小，设备陈旧，基本为中压锅炉。仅此一项，本钢每年多耗标准煤20吨，使吨钢综合能耗高44kgce，与宝钢比，本钢每年多耗标准煤33.4万吨;吨钢综合能耗高 117lkgceo宝钢的ccpp，是利用气体燃料燃烧时体积膨胀作功发电。再如本钢S#制氧机综合电耗0.633kwh/m3，比现有

40、1#4#制氧机综合电耗0.89低28.88%，若1#4#制氧机综合耗电达到5#机水平，每年节电近7000万kwh。另外，交流变频调速技术与直流机调速相比，具有更高的效率和更大的转动惯量，同时具有维护方便，总体造价低的优势。不仅可以实现平滑无级调速，而且快速性能好，功率因数高，电机功率消耗随工况负载大小同步变化，节电10%30%。适用于风机、水泵、轧机、磨机、转炉倾动等各种低速大力矩传动场合。再如我国用电设备大多为感性负载，这些负载由于功率因数很低在运行时需电网提供大量无功负荷，需电网多提高供用电能力达20%。造成电网供电能力下降;变压器和供电线路电流增大有功损耗增加;严重时会使电压降低、波形畸

41、变，造成用电设备误动作及设备损坏。30-3 I 若采用就地动态无功补偿节电技术，对感性负载进行无功就地动态跟踪补偿则可解决以上问题。从源头减少了无功消耗，改善用电设备对电网的影响;提高电网供电能力，减少煤炭消耗和运输压力;减少电能消耗极大提高企业的节电效益。总之，采用先进工艺和技术;实现高效率加强锅炉设备的燃烧管理改进作业方法;改进燃烧装置提高燃烧效率;采用优质耐火绝热材料，减少各项热损失;加强节能管理，提高操作水平等措施都是节能降耗的有效途径。 转炉煤气回收的状况与水平，不仅从环保的角度反映了对转炉烟气的治理状况与水平，同时也是转炉炼钢能否达到负能炼钢的关键因素之一。近年来，我国的转炉煤气回

42、收利用技术和水平有了较大的改善，但是除了宝钢、武钢等回收水平达到1 OOm3/t。外，其它企业的回收水平仍然在SOm3/t。左右。在转炉蒸汽的回收利用方面，大部分企业转炉余热锅炉生产的饱和蒸汽除了自身的消耗以外，还有大量的剩余，可以采用饱和蒸汽发电，不但可以充分利用饱和蒸汽，而且还可以避免蒸汽放散所造成的浪费，又能提供电能，产生心的效益。本文对蒸汽回收不作较多的陈述，主要研究转炉煤气的回收与利用。2.1转炉煤气的回收工艺 世界上各工业发达国家，转炉均实现了煤气回收，以日本与德国的回收水平最高，接下来是法国、原苏联。我国和原苏联的水平相当。美国的能源不紧张，至今对转炉煤气不进行回收。目前世界上对

43、转炉煤气的回收处理的方法有两大类:一种是湿法系统，另一种是干法系统。34 122.1.1湿法工艺 湿法处理方法有法国的I-C法(敞口烟罩)，德国的KRUPP法(双烟罩)和日本的OG法(单烟罩)三种，这三种处理工艺都是未然法湿式系统。日本的OG法由于技术先进，运行安全可靠，目前已成为世界上最广泛采用的转炉煤气回收处理的方法。 OG法是一种对转炉煤气进行显热回收，继而进行湿法除尘净化再加以回收的方法。当前世界上有90%以上的转炉煤气回收使用的是文氏管湿法除尘的方式，并且它是以双级文氏管为主。该方法可以阻止空气从转炉炉口流入，使转炉煤气保持着不燃烧的状态，再经过冷却而回收。OG法的工艺流程为:利用汽化冷却烟道将1600转炉烟气冷却至9001000 0C，继而经过两级文氏管对炉气进行降温和除尘，使烟气的温度到达100以下，再经过脱水以后送入煤气柜回收或者放散。OG法除尘以后产生了大量的污水和污泥，因此要经过旋流沉淀池、浓缩池以及挤压机等复杂的工序进行污水、污泥处理。泥浆的处理问题是OG法主要难题。如图2.1是OG法的工艺示意图: Fig.2.lTechniesflowof0Gmetho 2.1.2干法工艺 德国鲁奇一帮森公司于1969年推出的高压静电除尘净化转炉煤气的设备(LT法)。至今在世界范围内已有40多套工业设备在各地钢厂中运行。 煤气是一种易燃易爆气体，