高炉炼铁工艺节能减排技术分析

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从目前的发展情况看，中国钢铁产量占世界钢铁总产量的50%以上。然而，随着钢铁冶炼技术和工艺的不断创新和发展，近年来，我国对高炉炼铁节能减排技术的应用提出了更严格的要求。在高炉炼铁过程中，节能减排技术主要包括精矿炼铁、高压炉顶、高风温和喷煤的综合应用。钢铁企业要结合自身钢铁冶炼和炼铁规模的实际情况，合理选择节能减排技术，在节能减排的基础上，提高钢铁产品的整体生产质量，促进钢铁企业的可持续发展。

1当前高炉炼铁工艺发展现状

人们环保意识的不断提高，使用环保材料取代传统的严重污染材料已成为主要发展方向。特别是在近年来钢铁工业发展规模不断扩大的背景下，污染问题日益严重，对人们的日常生活和社会正常生产产生了一定的影响。因此，必须采取相应措施，有效控制高炉炼铁对钢铁行业造成的环境污染。在钢铁工业领域，钢铁企业要实现长远发展，必须进行技术创新，引进高效节能减排技术，实现节能减排目标，全面落实环境保护和节约的理念。此外，节能减排技术可以有效提高钢铁行业高炉炼铁的效率，促进钢铁行业的良好发展。

2高炉炼铁工艺环保措施

2.1循环运用热量目前，大多数中国企业在这方面已经取得了良好的初步成绩，在实践过程中也取得了非常宝贵的经验。此外，在金属冶炼过程中，废热主要包括：一是在完全燃烧后从燃烧气体中回收热量，通常约300℃。第二，浮渣的热回收。该工艺产生的温度很高，通常在1000℃左右；这对节能降耗也起着非常重要的作用。这部分热交换完成的能量回收非常成熟。此外，燃烧气体产生的热量可减少正式铸造前的能源浪费，最大限度地充分利用能源，实现可持续发展的目标。

2.2循环利用废气固体

在金属冶炼过程中，通常会产生大量的固体残渣，包括许多类似炉渣的固体残渣。但这些固体残留物可以得到更好的利用。随着高炉炼铁工艺的不断创新和发展，产生的固体废气得到了有效的回收利用，固体废物的回收利用已经形成了较为成熟的工艺。一般来说，矿渣在实际应用中被广泛使用。通过对金属冶炼过程中产生的固体废弃物的合理利用，不仅可提高资源的利用效率，而且可最大限度地减少废弃物的排放，对钢铁企业实现可持续发展的目标具有重要的现实意义。

2.3实现燃料替换

在金属冶炼过程中，碳通常是最关键的燃料。然而，在大量碳燃烧的情况下，会给环境带来非常严重的污染。因此，为了减少环境污染，实现节能环保的发展目标，必须注重新能源的开发利用。目前，许多发达国家在金属冶炼过程中使用天然气和塑料作为燃料，发展效果十分显著。然而，这些能源在中国尚未普及。根本原因是这些能源的利用效率低，回收率不合理。在上述问题的影响下，高炉炼铁工艺的发展受到了极大的限制。此外，氢气还可以作为一种新的节能能源，应用于金属冶炼。但氢气的开发程度相对较低，不能满足金属冶炼的实际要求。

3高炉炼铁工艺中的节能减排技术

3.1均压放散煤气回收技术在高炉炼铁工艺的具体实施过程中，矿石和焦炭应从炉顶装载。顶部装料过程中使用的熔炼容器通常处于高温高压状态，而矿石和焦炭的混合物在装入炉顶之前始终保持在正常温度和压力下。当炉料被提升到炉顶时，称重罐首先释放混合物的压力，然后将其排入高炉［4］。在此过程中，高炉煤气在消声除尘作用下排入大气。此时，工作空间中的CO有毒气体含量将显著增加，并伴有大量粉尘。该工艺产生的煤气放热可达3000kJ/m3，消耗了大量的二次能源，给钢铁企业的经营生产带来了非常严重的经济损失。对于上述情况，一定要对炉顶装料期间所放散出来的高炉煤气进行回收处理，具体回收装置如图1所示。从图1中可以明确看出，这一类型的煤气回收装置主要包括燃烧排放式以及回收入管网方式，凡是进入到管网中的煤气都可以被当作新能源进行二次利用。另外，在炉顶装料过程中，因为燃气管网中的煤气压力值只有10kPa，所以在高炉称料罐中依然积攒着很多煤气。面对这样的情况，如果打开均压放散阀，那么煤气的回收效率能够高达95%以上，但如果采用的是图1当中抽负压装置，那么煤气回收率可以实现100%，通过实践应用可以证明，这种类型的回收装置具有较高的可行性。

3.2加压热风炉烟道废气处理技术

这种废气在实际处理过程中会面临着两方面问题，一是随着高炉炼铁中的氮气含量不断增加，高炉实际应用的但凄凉都超过了2000m3/h，如果煤气净化效果不理想，那么单位时间内所消耗的氮气量就会达到5000m3/h。并且在喷吹烟煤好无烟煤的过程中，为了能够提高喷吹过程的安全性，在加压、喷吹以及循环补气等流程中，经常会应用氮气，这样一来就明显加大了氮气的消耗量，具体工艺流程如图2所示。热风炉烟道中所产生的废气主要包括氧气、一氧化碳、氢气、二氧化碳等成分，其中氮气的含量最高，占总废气量的65%以上，如果采取的是图2当中的节能减排方式，那么就会加快间接还原反应的速度，从而保持高炉炼铁较强的高风温，实现节能降耗的良好效果。

3.3煤气干法布袋除尘技术

在该技术的应用过程中，生成的CO含量较高。这种气体是高炉炼铁过程中非常重要的二次能源。每吨铁气释放的热值相当于约180kg标准煤释放的能量。因此，使用高炉煤气可以达到节能减排的效果。然而，由于CO是一种有毒气体，在实际应用之前，必须对其进行良好的净化处理。首先进行粗除尘，去除原料气中颗粒较大的粉尘，然后进行细除尘，确保气体中的净含尘量小于5mg/m3，净化后的高炉煤气也可作为余压发电或提供给热风炉继续使用。

3.4高炉干法除尘防腐技术

在钢铁工业的发展领域，高炉煤气干法除尘防腐技术有着非常重要的应用作用，但也有许多优点。应用该方法，可降低钢材成本13~16元/t，但可能发生管道腐蚀。一旦出现此问题，应立即采取相应措施予以弥补。首先，从重力除尘器和旋风除尘器出口到布袋除尘器进口的半洁净燃气管道可喷涂约50mm的耐火材料，可有效抑制点蚀。其次，在除尘过程中，一些企业主要在气囊除尘口喷洒石灰水，使其产生相应的化学反应，产生碳酸钙，然后结合具体应用要求，增加旋流脱水装置，确保水的循环利用。最后，建造一个小型沉淀池收集这些固体沉积物，以解决高炉煤气罐的腐蚀问题。

4结语

综上所述，随着我国环保问题所带来的压力逐年加大，高炉炼铁节能减排技术也得到了广泛推广与应用，满足了当前节能环保的发展要求，同时也成为了世界范围内共同关注的焦点问题。现如今，各种节能减排技术都在创新与研究过程中，在这样的发展背景下，我国必须要对高炉炼铁工艺节能减排技术给予高度重视，对当前技术进行不断完善，从而实现高炉炼铁工艺智能化，重视新工艺与新技术的应用，从而提高高炉炼铁的实际效率，促进我国钢铁企业能够实现长久发展。

参考文献

［1］韩成.关于高炉炼铁工艺节能减排技术研究［J］.冶金与材料，2020，40（1）：2.

作者:张继军 单位:南京钢铁集团