冶金环保与节能课件.ppt

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1、第七章钢铁企业噪声污染控制,噪声的定义、分类及危害噪声的评价噪声控制的基本原理及具体措施钢铁企业噪声控制,第一节噪声的定义、分类及危害,噪声作为一种污染源，其对生物和人类的影响已引起人们的高度重视。目前城市的噪声与1956年相比已增加了4倍。噪声已被认为是仅次于大气污染和水污染的第三大公害。从物理学角度看，噪声是声源做无规则和非周期性震动产生的声音。从环境保护角度看，环境噪声则是只在工业生产，建筑施工、交通运输和社会生活中产生的人们不需要的、令人厌恶的、对人类生活和工作有不良影响的声音。,根据声源的不同将噪声分为三类：交通噪声、生活噪声、及工业噪声。工业噪声主要来自于生产中各种机械振动、摩擦、

2、撞击以及气流扰动而产生的声音。噪声的危害：1 损伤人的听觉 85dB以下的噪声不至于危害听觉，而85dB以上的噪声则可能发生危险。2 噪声对建筑及仪器设备的影响3 对生物的影响,第二节 噪声的评价,噪声客观物理度量的物理量一般有声压、声强和声功率、频谱分析等。声压及声强用以反映声场中噪声的强度。声功率反映声源辐射噪声本领的大小。声压是声波通过媒质时产生的压强。声压决定声音的大或小。由于人耳对声音的感受不正比于声压的绝对值，提出了声压级的概念。Lp=20lgp/p0声压级表示声音的大小和强度，单位为分贝，用dB表示。正常人的听觉所能感受到的最小声压级为0dB,使人耳痛的声压级界限为 120dB。

3、,工业噪声的测量技术,声级计 是一种能把工业噪声、生活噪声、和交通噪声等按人耳听觉特性近似地测定其噪声级的仪器。滤波器 是用来测量噪声频率成份的仪器,第三节噪声控制的基本原理及具体措施,1 吸声降噪原理及措施吸声降噪是指在室内的天花板及墙壁上布置吸声材料或吸声结构，使噪声碰到吸声材料或吸声结构后，其中的一部分被吸收，使混响声减弱，从而降低室内总噪音。采用吸声材料是进行吸声降噪的常用措施。工程上应用最多的材料多为多孔材料。主要有矿渣棉、玻璃棉、泡沫塑料、毛毡及木丝板等。材料的吸声性能主要与多孔材料的厚度，容重或空隙度有关。,2 隔声降噪原理及措施,声波传播过程中遇到一定的屏障时，其中部分声能可以

4、透过屏障物辐射到另一空间去。由于反射和吸收的结果，导致透射声能只是入射声能的一部分，从而降低了噪声的传播。隔声降噪即利用了屏障物的存在引起声能降低达到降噪的目的。隔声结构:隔声间、隔声罩、隔声障,3 消声降噪的原理及措施,阻性消声器：利用多孔性吸声材料对声波的摩擦和阻尼作用将声能转化为热能，达到消声的目的。常用于控制风机内进排气等中、高、频噪声。抗性消声器：利用声波的反射和干涉效应等阻碍声波能量向外传播。适应于内燃机、空压机及排气中低频噪声的消除。阻抗复合消声器：兼利用阻性和抗性的消声原理。适用于各种风机和空压机高、中、低频噪声的消除上。喷注耗散型消声器：利用小孔将压力空气放散噪声从声源上降低

5、以达到降噪的目的。适用于各式排气、放气的高强噪声源。如炼铁厂的高炉放气。,4 隔振与阻尼减振,振动是噪声的主要来源。是声源激发固体构件振动并以弹性波的形式进行传播且在传播过程中向外辐射出噪声。这种由声源引起固体振动产生的、通过固体传播的噪声称为固体声，其危害程度要远大于在空气中传播的噪声。控制固体声的方法有隔振与减振技术、吸振技术、消振和修改结构等。,隔振原理及措施,隔振是将振动源与基础或其它物体的刚性连接改成弹性连接，以隔绝或减弱振动能量的传递，从而实现减振降噪。其具体措施是在设备与基础之间安置由弹簧或弹性衬垫组成的弹性支座，来减弱设备对基础的冲击力，从而减弱设备传递给基础的振动，使噪声降低

6、。,阻尼减振原理及措施,凡由金属薄板做成的设备构件如空气动力机的管道壁、机械的外罩、车体、船体等的机壳等部位容易发生振动从而辐射噪音。原理是当金属外壳涂上高阻尼材料后，当金属受激产生弯曲振动时，其振动能量迅速传递给紧密涂在薄板上的阻尼材料，引起阻尼材料内部的摩擦增大和相互错动。,第四节 钢铁企业噪声控制,钢铁企业的特点决定了噪声是不可避免的。钢铁企业由于其生产机械和设备体积大、功率高、作业面大、导致其噪音辐射面大、噪声的频带宽、波动范围大、撞击噪声所占比例大、声源处常伴有高温烟气。因此，钢铁企业噪声控制工程量大、难度也高。,钢铁企业噪声来源,钢铁企业主要噪声控制措施及效果,第八章钢铁生产中的节

7、能工艺,第一节 概论一 我国钢铁企业的能源指标 1 几个概念 吨钢综合能耗是指企业在报告期内每吨钢消耗的各种能源总量。企业自耗能源包括统计报告期内生产直接消耗的各种能源及其辅助生产系统实际消耗的各种能源即企业自耗全部能源量。,吨钢可比能耗,是指钢铁企业以钢为代表产品前后工序能力配套生产所需要的能源消耗。具体是指企业每生产1t钢从炼焦、烧结、炼铁、炼钢直到成品钢材配套生产所必需的耗能量及企业燃料加工与运输，机车运输及能源亏损所分摊道每吨钢的耗能量之和。吨钢可比能耗界定了统计范围特别强调了“配套”生产吨钢这一口径，从而消除了企业生产构成差异对能耗的影响。,2 国内外钢铁工业能耗指标与我国的区别,国

8、外统计范围较简单，仅包括主要生产流程烧结、炼铁、炼钢、轧钢、铁合金我国吨钢可比能耗是一个人为设定的计算能耗。,3影响吨钢能耗的因素,铁钢比铁钢比是生产1t钢所消耗的铁水量与钢水量两者之比。它是影响吨钢能耗的重要因素。铁钢比，吨钢能耗。我国吨钢可比能耗相关联的是生产1t钢的铁水和生铁的消耗。2005年我国铁钢比是0.945，日本为0.738，美国为0.388，欧盟为0.574。,连铸比 连铸比模铸成材率高10，节约加热能耗70，节约劳动力75，2005年我国连铸比为96.44。其它因素 能源、原料质量及能源结构、矿山品位、焦炭质量、煤粉质量、自发电量、油气比例、以及大型节能设备普及程度、工艺与设

9、备水平等对钢铁企业能耗均有影响。,二 我国钢铁工业节能工作取得的成绩,重点钢铁企业各工序能耗（标煤）情况,炼铁系统是钢铁企业节能的重点2003年炼铁系统（炼铁、烧结和焦化）能耗占钢铁工业总能耗的67.2。,精炼技术对炼铁系统节能有重大影响 精炼技术对高炉炼铁的技术进步影响率在70，而高炉操作和设备等方面的影响率只占30。精炼技术的核心是提高矿石的含铁品位。含铁品位每提高1，可降低燃料比1.5，提高产量2.5%,吨钢渣量减少30Kg,允许多吹15Kg/t的煤粉。精料技术的内涵包括：高、熟、稳、均、好、少等。,第二节 节能新技术和装备,钢铁工业节能效果显著的工艺设备,干法熄焦技术日本SCOPE21

10、炼焦技术高炉节能技术高炉炉顶余压发电技术高炉全烧低热值煤气燃气轮机技术（CCPP）高炉煤气干法除尘技术用高炉和焦炉回收废塑料技术转炉煤气净化回收与负能炼钢技术,干法熄焦,简称“干熄焦”,是相对于用水熄灭炽热焦炭的湿熄焦而言的。基本原理是在密闭循环的系统中,用惰性气体逆流通过红热焦层，将焦炭冷却到200以下，气体升温到800以上进入余热锅炉产生蒸汽加以回收利用或发电。该技术可改变传统的湿法熄焦技术中的余热资源浪费以及含有粉尘和有毒、有害物质的雾气对大气环境严重污染的现状。,干熄焦技术 CDQ(Coke Dry Quenching),湿熄焦的特点,煤在炭化室炼成焦炭后应及时从炭化室推出，红焦推出时

11、温度约为1000 红焦不能直接送往高炉炼铁，为避免焦炭燃烧并适于运输和贮存，必须将红焦温度降低。一种熄焦方法是采用喷水将红焦温度降至300 以下，即通常所说的湿法熄焦。,湿法熄焦的缺点,湿熄焦浪费红焦大量显热，约占总耗热的45；湿熄焦时红焦急剧冷却会使焦炭裂纹增多，焦炭质量降低，焦炭水分波动较大，不利于高炉炼铁生产；湿熄焦产生的蒸汽夹带残留在焦炭内的酚、氰、硫化物等腐蚀性介质，侵蚀周围物体，造成周围大面积空气污染，而且随着熄焦水循环次数的增加，这种侵蚀和污染会越来越严重；湿熄焦产生的蒸汽夹带着大量的粉尘，既污染环境，又是一种浪费。,干熄焦的发展过程,干熄焦起源世纪于瑞士,进入上世纪60年代，前

12、苏联在干熄焦技术方面取得了突破性进展，实现了连续稳定生产，获得专利发明权。由于20世纪70年代的全球能源危机和其巨大的经济效益和社会效益促使干熄焦技术在德国和日本以及一些发展中国家引进。日本的干熄焦技术不仅在其国内被普遍采用，同时它将干熄焦技术输出到德国、中国、韩国等国家，其干熄焦技术已达到国际领先水平。,我国自20世纪80年代初，宝钢一期率先从日本引进干熄宝钢干熄焦：宝钢为配合1250孔（6m）焦炉共建了12套75t/h规模的干熄焦装置，年处理焦炭510万吨，共分三期建设。一期干熄焦装置是从日本全套引进的；二期干熄焦装置是在消化吸收一期的基础上，主要由我国自己设计建成的，设备国产化率占设备总

13、重的80，部分关键部件从日本引进；三期除极少数关键部件从日本引进外，绝大部分设备已国产化；国产化率达90以上。宝钢只有干法熄焦，不用湿法熄焦，已国产化作备用，采用“三开一备”的方式。,国内干熄焦技术的发展,浦东煤气厂干熄焦浦东煤气厂为配合年产50万吨焦炭的焦炉熄焦，1984年从苏联全套引进2070t/h规模的干熄焦装置，由苏联国立焦化设计院负责全套干熄焦装置核心设计，鞍山焦耐院和上海化工研究院参与了干熄焦的配套设计。该套干熄焦装置设备全套从俄罗斯引进，并保留了湿法熄焦作为备用。,济钢干熄焦济钢万为配年产110万吨焦炭的熄焦，1994年从俄罗斯引进产焦炭702t/h规模的干熄焦装置，由俄罗斯国立

14、焦化设计院与济钢设计院共同设计。在设备方面采取部分引进，部分合作制造的方式。投产后发现俄罗斯技术可靠性不高。该装置与浦东煤气厂的干熄焦装置一样，自动化水平并不高，也保留了湿法熄焦作为备用。,首钢干熄焦首钢一期165t/h规模的干熄焦装置，是利用日本政府的绿色援助计划建成的一套干熄焦装置，其主体设备由日本供给，辅助设备由首钢自己采购。该装置设计工作由新日铁与首钢设计院共同完成。首钢干熄焦装置投产后运行可靠，而且自动化控制水平和环保效果都比较理想。首钢也保留了湿法熄焦作备用。,武钢干熄焦：2003年12月建成投产。虽然它也是转化日本设计，引进部分设备及设备转化国内制造，但它却是我国第一座大型化装置

15、，改写了2000年前规格单一处理能力小的历史。马钢干熄焦 2004年4月马钢焦化厂1125t/h干熄焦装置投产。它是我国第一套全部自主设计开发的大型化装置，设备国产化率达90以上。,首钢新日铁干熄焦项目（65t/h）,现在我国共有18套在运行干熄焦炭量为841万吨，以2003年全国机焦总产量12300万吨计，干熄焦率为6.84%。目前“华泰”公司、“中日连”公司相继承担的干熄焦工程总承包、设备成套、工程设计项目中,预计有13项工程15套装置将在2005年底前建成投产。到2005年,随着上述干熄焦装置建成投产，干熄焦炭总量将达到2436万吨，预计2005年机焦总产量14000万吨，则干熄焦率达到

16、17.4%。,主要技术支持单位：鞍山华泰干熄焦工程技术有限公司、中日联、首钢、武钢、马钢、济纲等,济钢干熄焦项目,我国干熄焦技术应用实例：,过去干熄焦装置推广难的原因,规格单一：各企业根据各自需要自行引进，没有进行有组织的协调和整合，造成重复引进，资金投入多，但没能解决根本问题，使我国的单套干熄焦装置处理能力一直徘徊在的中型规模水平上。规格单一，不能按照焦化厂的生产规模经济合理地配置干熄焦装置。工程投资高：过去没有专业制造厂介入干熄焦设备的消化吸收，设备未能实现国产化。再加上干熄焦装置控制系统复杂，要引进大量的电气和自控设备，导致工程投资居高不下。干熄焦装置工程投资费用在110120元/t焦，

17、而湿熄焦为1015元/t焦，,能源价格不合理：长期以来我国能源价格一直处于比较低的状态，使干熄焦节能的经济效益不明显，造成投资收益率低，回收期长。没有考虑干熄焦的延伸效益：过去因钢铁企业内部管理问题，前后工序之间没有严格进行成本核算，未对焦炭质量对炼铁经济效益的影响进行单独考核，致使干熄焦对焦炭质量的提高未能在炼铁获得的经济效益中体现出来，这是造成干熄焦工程经济效益差的另一个原因。实际上每吨干熄焦焦炭对炼铁系统带来的效益约14元。,干熄焦的发展方向,从前面的论述不难看出，降低干熄焦投资的关键，一是干熄焦装置系列化，使规模配置经济合理：二是干熄焦技术和设备全面国产化。随着我国国民经济的不断发展，

18、能源价格已逐步趋向合理，同时，目前钢铁企业内部已经实行成本核算、成本否决制度。因此，如果能够有效地降低干熄焦装置的建设投资，这项技术就一定能够在我国得到广泛应用，并取得可观的经济效益和社会效益。,工艺流程,干熄焦主要由干熄炉、装入装置、排焦装置、提升机、电机车及焦罐台车、焦罐、一次除尘器、二次除尘器、干熄焦锅炉单元、循环风机、除尘地面站、水处理单元、自动控制部分、发电部分等组成。按流程可分为焦炭流程、惰性气体流程、锅炉汽水流程、除尘流程。,干熄焦工艺流程示意图,干熄焦工艺流程示意图,焦炭流程,从炭化室推出的红焦由焦罐台车上的圆形旋转焦罐（有的干熄焦设计为方形焦罐）接受，由电机车牵引并由提升机将

19、焦罐提升至提升井架顶部；在向干熄炉中心平移的过程中，与装入装置连为一体的炉盖由电动缸自动打开，装焦漏斗自动放到干熄炉上部；提升机放下的焦罐由装入装置的焦罐台接受，在提升机下降的过程中，焦罐底闸门自动打开，开始装入红焦；红焦装完后，提升机自动提起，将焦罐送往提升井架底部的空焦罐台车上，在此期间装入装置自动运行将炉盖关闭；装入干熄炉的红焦，在预存段预存一段时间后，随着排焦的进行逐渐下降到冷却段，在冷却段通过与循环气体进行热交换而冷却，再经振动给料器、旋转密封阀、溜槽排出，然后由专用皮带运输机运出。,惰性气体流程,冷却焦炭的循环惰性气体（N2、CO2、CO、H2)由循环风机送入干熄炉，在干熄炉冷却段

20、与红焦进行热交换后温度升高，并经环形烟道排出干熄炉；然后经过一次除尘器分离粗颗粒焦粉后进入干熄焦锅炉进行热交换，锅炉产生蒸汽，温度降至约160的低温循环气体由锅炉出来，经过二次除尘器进一步分离细颗粒焦粉后，由循环风机送入给水预热器冷却至约130，再进入干熄炉循环使用。,锅炉气水流程,经除盐、除氧后约104的锅炉用水由锅炉给水泵送往干熄焦锅炉，并在锅炉省煤器部位与循环气体进行热交换，吸收循环气体中的热量；饱和水经锅炉强制循环泵重新送往锅炉，经过锅炉鳍片管蒸发器和光管蒸发器后再次进入锅炉锅筒，并在锅炉蒸发器部位与循环气体进行热交换，吸收循环气体中的热量；锅炉锅筒出来的蒸汽经过一次过热器、二次过热器

21、，进一步与循环气体进行热交换，吸收循环气体中的热量后产生过热蒸汽外送。干熄焦锅炉产生的蒸汽，送往干熄焦汽轮发电站，利用蒸汽的热能带动汽轮机产生机械能，机械能又转化成电能。从汽轮机出来的压力和温度都降低了的饱和蒸汽再并入蒸汽管网使用。,除尘流程,经一次除尘器分离出的粗颗粒焦粉进入一次除尘器底部的水冷套管冷却，水冷套管上部设有料位计，焦粉到达该料位后水冷套管下部的排灰格式阀启动将焦粉排出至灰斗，后排出焦粉。从一次除尘器出来的循环气体流经锅炉换热后，进入二次除尘器进一步除去细颗粒的焦粉。二次除尘器为多管旋风式除尘器，灰斗设有上下两个料位计，焦粉料位达到上限时，灰斗出口格式排灰阀向灰斗下面的刮板机排出

22、焦粉，焦粉料位达到下限时停止焦粉排出，以防止从负压排灰口吸入空气，影响气体循环系统压力平衡。一次除尘器及二次除尘器从循环气体中分离出来的焦粉，由专门的链式刮板机及斗式提升机收集在焦粉贮槽内，经加湿后由汽车运走。,回转炉箅式干熄焦装置,1 避免湿熄焦对环境的污染 炼焦车间采用湿法熄焦,每熄一吨红焦炭就要将0.5t含有大量酚、氰硫化物及粉尘的蒸汽抛向天空，严重地污染了大气及周围的环境。这部分污染占炼焦对环境污染的三分之一。干法熄焦利用惰性气体，在密闭系统中将红焦熄灭，并配备良好的除尘设施，不污染环境。同时由于干熄焦能够产生蒸汽，并可用于发电，可以避免相同规模的锅炉对大气的污染，尤其减少了CO2 向

23、大气的排放。2 提高焦炭的质量干法熄焦与湿法熄焦相比，焦炭强度，耐磨性、块度、反应性能尤其对采用喷煤粉技术的大型高炉效果更加明显。国际上公认: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。同时利用干熄焦后，保持原焦炭质量不变的情况，可以降低强粘结性的焦、肥煤配比，有利于保护资源，降低炼焦成本。,干熄焦技术特点：干法熄焦具有环境保护和节约能源双重效益,3 回收红焦显热 出炉红焦的显热约占焦炉能耗的3540，采用干法熄焦可回收约80的红焦显热，这部分能量相当于炼焦煤能量的5。文献表明：对企业内部包括干熄焦、高炉炉顶煤气压差发电等所有节能项目效果进行过分析：结果干熄焦装置节能占总节能的

24、50。4 节水 采用传统的湿熄焦，每熄灭1t红焦要消耗0.45t水。,干熄焦的经济效益,对干熄焦的经济效益，一般可用投资偿还期来表示。关于干熄焦的投资偿还期，前苏联估算34年，日本估算为45年，德国估算约6年，中国估算为56年，相差都不大。干熄焦带来的经济效益、环境效益、资源效益和节能效益完全可以抵消其投资高和本身能耗高带来的不足，特别是随着国家对环保要求越来越高、能源供应越来越紧张的情况下、干熄焦的优点就越发显著。,日本SCOPE21炼焦技术,SCOPE21(Super Coke Oven for Productivity and Environmental Enhancement towa

25、rd the 21st Century)焦炉是高炉炼铁法的基础，日本的焦炉大部分是20世纪70年代经济高速发展时期建的，因此目前这些焦炉老化明显。可以预计未来十几年后日本的焦炉将寿终正寝，焦炭的稳定供给将危在旦夕。现行的炼焦法必须以使用强粘性的煤为主要原料，这种资源受限以及大量消耗能源和污染环境等诸多问题不能适应21世纪的发展需要。,SCOPE21工艺的特征,首先对原料煤进行干燥分级后,将粗粒煤和细煤分别快速加热至350400,在细煤成型后与粗粒煤一起混合,由此能改善非粘结煤的粘结性,大幅度提高焦炭生产率,节省能耗。接着,采用无烟输送的方法将高温加热的煤装入炉壁耐火砖薄、热传导率高的室式炼焦炉

26、进行炼焦,然后在比通常干馏温度低的温度下(中低温干馏温度下)进行推焦,并采用CDQ(干熄焦)的焦炭质量改进仓对推出的焦炭进行再加热,由此能确保焦炭质量与普通炼焦法的相同,大幅度提高了焦炭生产率和改善了环境。,SCOPE21工艺的优越性,(1)煤资源有效利用的技术现行炼焦法只能使用20%左右的非粘结煤,而采用SCOPE21 工艺却能使用高达50%的非粘结煤,通过采用煤的快速加热技术,能提高煤的粘结性,同时采用细煤成型技术,可以提高装入煤的松装比重。(2)提高生产率的技术为大幅度提高焦炭生产率,对装入煤进行了高温预热、减小炭化室炉壁厚度、提高炭化室炉壁的热传导率、对煤进行均匀加热,结果能在比通常干

27、馏温度1000低的温度下进行推焦,从而大幅度缩短了干馏时间。在这里,干馏温度不足部分可以采用干熄焦设备(CDQ)进行再加热,以确保焦炭质量。,(3)改善环境技术 由于采用活塞输送方式对煤进行密闭输送和调整焦炉炉内压力及推焦时的密闭除尘方法等,因此可以防止煤气从焦炉泄漏,并彻底杜绝炼焦时产生的冒烟、粉尘飞扬和臭味散发的现象。另外,通过改善焦炉的燃烧结构,实现了低NO x 燃烧。(4)节能技术 通过对装入煤进行高温预热,提高了干馏开始温度,通过中低温干馏,降低了推出焦炭的温度,由此减 小了间接加热干馏炉的热能耗。另外,由于对产生的煤气和燃烧废气的显热进行回收等,节省了能源。,高炉炉顶煤气余压发电(

28、TRT)技术,高炉煤气中不可燃烧的惰性气体（N2,CO2)约占75，可燃成分（CO,H2)仅为25左右发热值极低，相当于一般煤气发生炉的60，转炉煤气的44%,焦炉煤气的17，所以可燃范围窄，燃烧温度低，且燃烧不稳定，火焰易产生脉动和脱火。长期以来放散率达到4060。但是现代高炉炉顶压力高达0.150.25MPa,温度约200 因而炉顶煤气中存在有大量物理能。,高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置（Top Gas Pressure Recovery Turbine简称TRT）是利用高炉冶炼的副产品 高炉炉顶煤气具有的压力能和热能，使煤气通过透平膨胀机膨胀作功，驱动发电机发电或驱动其它设备，进行能量

29、回收的一种装置。可回收高炉鼓风消耗能量的1/3以上。,技术简介,TRT装置的特点：不消耗任何燃料，不改变原煤气品质，无污染的设备根据炉顶压力不同，每吨铁约可发电20-40KWh。如果高炉煤气采用干法除尘，发电量还可增加。炉子越大，炉顶压力越高，投资回收期越短。全世界2000立米以上高炉200多座，近一半安装了TRT。国内1000立米以上高炉配置TRT达80余台套，还有一些在论证和规划设计中，如以下12座高炉：武钢3200高炉；首钢迁安2650高炉；南钢2500高炉;邯钢1260高炉；济钢1750高炉；天津3200高炉；马钢3600高炉；攀钢2000高炉；本钢52600高炉；宣钢1800高炉；新

30、疆1350高炉；承钢1260高炉,没有安装TRT装置的高炉炼铁流程图,什么是透平机,透平是英文turbine的音译，是将流体工质中蕴有的能量转换成机械功的机器。不仅是压缩机，汽轮机、涡轮机、烟气轮机、膨胀机都可以叫透平机。透平机械的共同特点是装有叶片的转子作高速旋转运动，流体（气体或液体）流经叶片之间通道时，叶片与流体之间产生力的相互作用，借以实现能量转化。按能量转化方向的不同，透平机械分为原动机和从动机。原动机将流体的能量（热能、势能或动能）转化为机械能，通过主轴带动发电机或其他从动机。原动机有汽轮机、燃气轮机、透平膨胀机、水轮机和风力机等。,T R T 按进入煤气的干湿情况主要分为：湿式、

31、干式、干湿两用型。,湿式T R T 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5 0 左右，压力损失约2035kPa，含尘量1020 mg/m 3。湿式系统流程：高炉煤气 重力除尘 插板阀 一文 二文 蝶阀 插板阀蝶阀 紧急切断阀 透平机洗涤塔 水封蝶阀 净煤气总管。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T R T 等设备也不利。,安装湿式TRT装置的高炉炼铁流程图,湿式T R T 的主要问题：,1）因喷水除尘，高炉煤气温度下降很多，大量的热值被除尘用的水带走而造成浪费，约占回收总能量3

32、 0%。2）浪费了大量的水。3）含水的灰尘沉积后在TRT 动静叶片上易结块，难以清理，影响叶片寿命。4）除尘后煤气带入大量饱和机械水进入透平膨胀机，影响机组处理和使用寿命。5）除尘效果不理想。,1.干式TRT 工艺流程,干式T R T 用于采用干法除尘工艺中高炉煤气的能量回收。经干法除尘后的高炉煤气一般为1 5 0250左右，压力损失约5kPa 左右,含尘量5mg/m3 左右。高炉煤气经重力除尘器、干式除尘器（一般为布袋除尘器）两次除尘后，在减压阀组前经过入口蝶阀、入口插板阀、快速切断阀进入透平膨胀机膨胀做功驱动发电机发电，膨胀后的高炉煤气压力约为10kPa，经过出口插板阀、出口蝶阀进入减压阀

33、组后的煤气总管道去透平工艺。高炉炉顶压力通过改变透平静叶的工作角度来控制，满足机组变工况的要求。,2.干式TRT 工艺的主要特点,（1）干式除尘不用水洗和冷却，生产每吨铁节水约9t，其中节约新水2t。（2）生产每吨铁时，干式除尘耗电0.250.45kWh，较湿式节电6 0%70%。（3）干式除尘压力损失小，煤气的温度和压力高，TRT的发电功率比湿式高2 5%以上。（4）干式TRT 系统排除的煤气温度高，所含热量多、水分少，煤气的燃烧值高，用于烧热风炉，高炉热风温度可提高4090，相应降低炼铁焦比816kg/t，生产吨铁回收电量约50 kWh。（5）干式除尘系统除尘效果好。,如太钢3号高炉(12

34、00m3),攀钢4号高炉(1350m3),武钢5号高炉(3200m3),邯钢1260m3高炉,首钢3号炉(2500m3)。主要是担心采用干式除尘，高炉开炉、停炉时煤气温度难以控制,故同时还设置一套湿式除尘做备用(有的厂家是将原有湿式除尘设备保留下来做备用)。这样，即从干法除尘工艺上获得节水、提高发电量的好处，又能避免高炉非正常情况下的煤气处理。但是，干式除尘利用率达95%，而湿法除尘的利用率仅仅为5%。,1 配置干湿两套除尘系统,安装干湿两用TRT装置的高炉炼铁流程图,4550,3 全烧高炉煤气电站锅炉技术利用低热值煤气发电,1）首钢220吨全烧高炉煤气电站锅炉技术全烧高炉煤气电站锅炉如果仅供

35、热而不发电，无法大量回收煤气，尤其夏季不采暖时，高炉煤气放散问题仍然无法解决。首钢针对高炉煤气的热值低、燃烧稳定性差等特点，研究高炉煤气的燃烧特性，解决全烧高炉煤气的稳定燃烧以及锅炉安全保护系统等问题，自行开发全烧煤气电站锅炉，于1996年12月正式投产。锅炉运行不受季节影响，一年四季都可以回收煤气，冬季抽汽供热、发电、兼顾冬季供暖问题。220吨/小时锅炉每小时可烧19.6万m3高炉煤气，年经济效益达到7000万元以上。,1997年上钢一厂2500m3高炉尚有20-23万m3/小时高炉煤气全放散，为此由加拿大西岸电力公司用3000万美元，采用首钢技术建设一台50MW汽轮发电机组。此后，马钢公司

36、建2台220t/h全烧高炉煤气的锅炉，鞍钢建2台220t/h全烧高炉煤气锅炉，沙钢建2台220t/h高温、高压全烧高炉煤气锅炉，武钢建4台150t/h中温中压高炉煤气锅炉，安阳钢铁公司建220t/h全烧高炉煤气锅炉。,1.4 全烧低热值煤气燃气轮机技术,1基本原理 燃气轮机是一种应用广泛的动力机械，近年来随着材料和冷却技术的发展，燃气轮机的初温不断提高，从而使燃气轮机循环热效率得到进一步提高。而对于纯蒸汽动力循环来说，现代蒸汽动力循环采取了回热再热等措施也使纯蒸汽循环的热效率有较大地提高。对同一种工质来说，较高的吸热平均温度和较低的放热平均温度是不可兼得的。但采用多种工质组成的联合循环装置则可

37、以达到高的吸热平均温度和低的放热平均温度。燃气轮机循环吸热平均温度高，纯蒸汽动力循环放热平均温度低，把这两种循环联合起来组成煤气-蒸汽联合循环，显然可以提高循环热效率。,2工艺特点,1）降低污染物排放，提高环保效益高炉煤气作为锅炉的燃料产生蒸汽来驱动汽轮机发电，其热效率只能达25%左右，而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59mg/kg。2）热效率高，发电效率高CCPP技术先进，发电率高。在不外供热时高达40%45%，已接近以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;而常规

38、的锅炉蒸汽发电仅为23%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。3）运行灵活，调峰性能好由于联合循环发电中70%由启停灵活的燃气轮机发出，故调峰性能好。一般在20min以内，联合循环装置可带2/3额定负荷。4）标准的模块化设计CCPP建设周期短，可分阶段建设，一年内即可发挥60%70%额定负荷，占地少，仅为PC+FGD常规燃煤火力发电厂占地的1/3，节约了大量的土地资源。5）节水效果显著CCPP为同容量常规燃煤电厂用水量的1/3左右。,3技术要求,1)对燃料品质要求高,CCPP建设的前提条件是企业必须具有足够的煤气平衡。2)对煤气的各项指标要求严格如热值、压力

39、、2含量、2含量、清洁度等，特别是燃烧高炉煤气的机组，这在生产中对燃料要求不允许有很大的波动。3)设备复杂，控制严格，维护困难费用高4)技术水平需求高,宝钢的全烧低热值煤气燃气轮机技术,燃气轮机是一台150MW燃气蒸汽联合循环热电装置，采用日本川崎和瑞士ABB公司合作研制专烧高炉煤气的GT11N2型单轴重结构燃气轮机。主要有燃烧室、空气压缩机、高低压煤气压缩机、湿式电气除尘器、煤气加热器与冷却器、减速齿轮箱、余热锅炉、蒸汽轮机发电机及辅助系统等部件所组成，具有机组效率高、启停速度快、占地面积较小、降低高炉煤气放散率、投资额低、施工周期短等特点，整体装置具有国际一流水平。该机组投产后，消耗了大量

40、的高炉煤气，2000年共使用高炉煤气18.2亿立米，发电5.7亿千瓦时，供汽6.7万吨。燃气轮机的投运以及能源中心改造等其它因素使宝钢的高炉煤气放散率大幅下降，从95年的16.12下降至2000年的0.13。2003年使用高炉煤气27.74亿立米，发电8.6亿，宝钢高炉煤气放散率保持0.13%。,1.6 蓄热式加热炉,概念蓄热式加热炉技术的核心是高风温燃烧技术（High Temperature Air CombustionHTAC），是90年代开始在发达国家研究推广的一种全新型燃烧技术。这种新的燃烧技术将在近期对世界各国以燃烧为基础的能源转换技术带来变革性的发展，给各种与燃烧有关的环境保护技术

41、提供一个有效的手段，燃烧学本身也将获得一次较大的进展。该技术被国际公认为是二十一世纪热能工程核心工业技术之一，也被称为环境协调型燃烧技术。优点采用蓄热式加热炉技术，具有如下优点：1可将加热炉排放的高温烟气降至150以下，热回收率达80以上，节能30以上；2可将煤气和空气预热到1000以上；3加热能力提高，生产效率可提高1015；4减少氧化烧损，使氧化烧损小于0.75有害废气量(如CO2、NOx、S0 x等)的排放大大减少。投资采用蓄热式加热炉技术进行加热炉改造，根据不同的炉型，其改造费用约在600万元1000万元，一般，一至二年基本可收回投资。,一、技术背景及意义我国城市生活垃圾中的废塑料约占

42、垃圾总量的410，年产量达到500600万吨，而且每年正以近89的速度增长。我国废塑料的回收再利用量仅占10，约90的废塑料被填埋。因此，如何实现废塑料资源化利用和无害化处理，已经成为世界关注的焦点问题。钢铁企业，尤其是都市型钢铁企业开发利用现有焦化工艺处理城市废塑料，既可以利用钢铁企业的高温设备处理城市固体废弃物，又可以从城市获得钢铁企业生产所需的原料，发挥传统钢铁工业的城市化功能。,利用焦化工艺处理城市废塑料技术原理：,利用现有成熟的焦化工艺和设备大规模处理废塑料，使废塑料在高温、全封闭和还原气氛下，转化为焦炭、焦油和煤气，废塑料中有害元素氯以氯化铵可溶性盐进入炼焦氨水中，不产生剧毒物质二

43、恶英（Dioxins）和腐蚀性气体，不产生二氧化硫、氮氧化物及粉尘等常规燃烧污染物，彻底实现废塑料大规模无害化处理和资源化利用。,焦化工艺处理城市废塑料工艺流程,目前，该技术在国内属于首创，在国外仅有日本新日铁公司有成功应用先例。1）首钢工艺的工程建设投资少。主要省略了日本工艺中的细破碎工艺和脱氯工艺。日本新日铁工艺处理废塑料吨投资为11万日元，首钢工艺处理废塑料吨投资约为0.25万元人民币。2）首钢工艺对废塑料原料要求低，可以是任何种类的混合废塑料，也允许在废塑料中残存部分废纸、树叶、废旧橡胶和废旧织物等有机轻质垃圾，这些废塑料垃圾只需进行简单破碎加工处理，无需清洗，无需造粒等复杂的加工过程

44、。日本新日铁工艺需要对废塑料进行人工分选，多级破碎、脱氯、挤塑成型和造粒等复杂工艺，导致运行成本增加。3）首钢工艺配加2%的废塑料垃圾后可以增加焦炭反应后强度38%，增加焦炉产焦量约5%。日本新日铁工艺废塑料配加量一般控制在1%以内，而且添加废塑料不能增加焦炭强度，不能增加焦炉产焦量。,三 技术特点：,四 研发与应用情况：该技术开发项目已经完成了实验室研究，工业规模试验，建立了年生产能力为10000吨的小规模示范工程。开发出“利用焦化工艺处理废塑料”专利技术，申请国家发明专利5项，实用新型专利5项，已经授权3项。五 投资与效益分析建设年处理废塑料2000吨规模的项目总投资约为500万元人民币。

45、(其中：设备费210万元；控制仪表费50万元；土建与安装费160万元；设计与调试费30万元；其它（含不可预见费）50万元)。年处理废塑料2000吨，可以减少因填埋废塑料而造成的土地长期占用面积约18000平方米，节约炼焦用煤2000吨，减少因废塑料焚烧产生的环境污染问题。,用高炉回收旧塑料,废塑料回收有气化、油化法等方法。可是工艺可行性上的缘故没有形成大规模生产。活用高炉焦炉等现存的工艺，在高温炼铁工艺不变的情况下回收塑料，把炼铁功能适当扩大，具有竞争力，也具有竞争力和灵活性，。同时这种再生技术把过去单纯焚烧处理的废弃物在炼铁工艺当作还原剂进行有效利用，也是防止温室化效应的重要措施。,废塑料通

46、过破碎和造粒，用专用的喷粉设备从高炉风口喷进高炉，废塑料可代替部分焦炭和煤粉，喷进高炉的塑料被分解产生还原气体(CO+H2),这些气体在高炉内上升并与铁矿石反应；反应剩余的气体在高炉炉顶被回收发电，也可以作为燃料气使用。废塑料在风口回旋区将完全气化，生成CO+H2，高炉利用H2参与高炉内的还原过程，可以减排30%的CO2，还原气体作为还原剂的利用率基本固定在60，,高炉处理废塑料流程,转炉煤气回收技术,转炉是钢铁企业重要的二次能源，也是我国二次能源利用的薄弱环节之一，提高转炉煤气回收量，不仅能有效降低炼钢工序生产成本，为实现负能炼钢打下基础，而且能极大地降低钢厂污染物的排放总量，实现清洁生产。

47、因此，转炉煤气回收成为现代转炉炼钢中的重要技术，被国家列为十五期间重点推广的技术之一。,转炉吹炼过程中，在碳氧反应期会产生大量一氧化碳（6070）浓度较高的转炉煤气，温度高达1450，所以载能值也较高，其回收利用将有利于降低能源消耗。烟气经过活动烟罩收集和气化冷却烟道初步冷却后，进入烟气净化系统，烟气在这里进一步降温和除尘。目前转炉煤气回收技术重要是以LT干法处理和OG法湿法处理两种方法最为先进而被普遍采用。,LT干法转炉煤气回收流程,1.5 转炉实现负能炼钢,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，即转炉炼钢工序能耗小于零。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，而转炉回收的能量主要包括：转炉煤气和蒸汽回收。工序能耗是一个综合指标，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。在我国负能炼钢技术，已取得了广大冶金工作者的极大重视，目前已有宝钢、武钢、本钢、马钢、莱钢等家钢厂实现了负能炼钢，我国宝钢转炉工序能耗已达到-6.49kg标准煤/吨钢。,