钢铁冶金清洁生产工艺的分析与探索

钢铁冶金清洁生产工艺的分析与探索

南京钢铁集团江苏南京210000

摘要:清洁生产是一种创造性的思维,将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理,将废物减量化、资源化和无害化,或者消灭于生产之中。当下,在钢铁冶炼的相关工艺依旧存有较大的优化空间,在日常生产中,相关人员应当采用科学性路径对生产工艺中存有的不足进行优化,从而使其工业的生产的可持续性增加。以下是笔者给出的建议,望能够提高该生产行业的环保性。

关键词:钢铁冶金;清洁生产;生产工艺;

钢铁冶金企业是高能耗、高污染的企业,推行清洁生产是实现环境保护和可持续发展的必由之路。当下,清洁生产是工业生产中的主流性生产模式,在钢铁冶炼生产工业中,由于工业技术的原因使得能源的消耗量较高,其排放物对环境的损害性也较高,根据国家相关要求,该领域应当采用科学性路径对生产工艺进行优化,提升其环保性,从而使钢铁冶炼的能耗下降,污染性也降低,增加对环境的亲和性。

一、概述

我国钢铁企业推行清洁生产主要是通过使用清洁的原材料、采用清洁的生产工艺从源头上控制废气、废水、废渣的产生并加强其循环利用,减轻末端治理负担。其具体措施为:第一,根据资源禀赋条件选择合理的选矿、提炼方法和生产工艺,提高铁矿石的利用率,减少铁矿资源的浪费;第二,采用成熟可靠、先进的工艺流程,提高铁金属资源的产出率和质量;第三,推行空气污染防治工程,主要包括焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气的回收与再利用以及降低SO2等大气污染物的排放;第四,推广节能、节水等先进使用技术,促进能源和水资源的分层梯级利用,实现能源和水资源的循环利用,减少进入生产环节的物质、能量消耗;第五,加强对生产过程中产生的固体废弃物的综合利用,如钢渣、含铁尘泥的循环利用等。

二、钢铁冶金清洁生产工艺的分析

1.对生产比例进行调整。在当下的钢铁生产工艺中存有较为错误的生产结构,铁前系统的成本量占总体能源消耗量的百分之七十,因此,如果想要提升生产的清洁性,相关人员首先应当对生产结构进行调整并采用科学性路径对生产比例进行优化。在调整过程中,相关人员首先应当对炉料的结构进行优化,在该环节中,相关人员首先应当对精细化进料原则进行落实,从而使炉料结构得以多角度优化,也能够确保进料的精确度提升。在生产中相关人员应当采用科学性路径对炉料结构进行革新,从而使高炉熟料比例随之提升,也使炉料的进料比例精细化,为清洁生产提供物质基础。当然,在对该目标进行实践中,需要多个企业进行配合,多个部门进行协作才能完成。富氧高煤量喷吹技术就能够很好的完成上述要求,在钢铁冶金工业中应用该技术能够使生产中所需的能源消耗量得以降低,对能源的应用结构也进行了科学性优化,其对当今的钢铁冶炼的影响性较大。

2.炉渣的处理。钢铁冶金生产离不开炉渣,包括高炉渣、转炉渣、电炉渣和铁合金渣等。传统思想认为,冶金渣是废弃物,但随着钢铁技术的发展和环境保护意识的提高,人们转变了对渣的认识,渣实质上是冶金生产过程中的一个中间产品。因此,人们不断地研究开发出各种新技术工艺综合利用各种冶金渣。目前,冶金渣的利用重点研究如何经济地从这些炉渣中分离和利用其共生的金属元素,如可以作为高速公路的路基材料和铁路道渣、农业肥料、矿渣铸石和矿渣微晶玻璃、矿渣棉和连续纤维等等。接下来着重介绍一种处理高炉渣的新技术—干式成粒法,干式成粒法可以提供给我们一种冶金渣处理的新思路—干式处理法,能够将渣及其含有的热能综合利用。传统的高炉渣处理办法主要有干渣坑冷却法和水冲渣法,这种方法都存在消耗大量的水、污染地下水源、放出有害气体等弊端,且不能利用渣的显热。为此,人们开发出来这种高炉渣处理方法,干式成粒法是建立在熔渣经变速旋转杯或盘雾化成粒的基础上,熔渣从流渣道送至旋转杯的中心,借助离心力将其抛至边缘,同时被冷却。为防止颗粒与室壁粘连,渣颗粒在飞向水冷墙壁之前必须完全固化,水冷炉壁的作用是增强冷却和固化效果,提高成粒质量和数量固化颗粒落入渣粒运动床并确保不结块空气冷却分配器可使床层保持运动并使渣粒作圆周运动然后一部分已冷却渣粒落入料槽,一部分渣粒等待飞落的新渣粒以助其冷却在出料口渣料进一步被空气冷却,减少固化渣粒在旋转杯飞出过程中粘附墙壁的可能性最后冷却空气被加热,并经烟道排出,这些携带着余热的热空气再经热风炉加热后送入高炉,充分利用其显热。排出的高炉渣可以用于生产水泥和耐火材料,这种思路值得推广到其他冶金渣的处理上,在国外现场实践中已取得成功,应用于高炉渣、炼钢渣和有色金属冶炼渣处理。

3.对生产废物进行二次利用。在进行钢铁冶炼中,会产生大量的污染性废弃物,例如煤气、粉尘等,这些废弃物很多都较为吸热,此类工作占总体耗能的百分之三十五,在其他部分的生产环节中会产生大量的剩余能源,因此,对各生产环节中存有的废物进行二次利用有助于生产资源的节约和提升生产工艺的清洁性。目前,已有一些研究人员着手氢还原铁矿石的研究,改变当今铁矿石的还原主要依赖于焦碳造成大量温室效应的状况,而技术上更为成熟的是高炉喷吹废塑料技术。塑料的用途遍及生产、生活领域,每年产生数量极大的废塑料。经多年的研究和实践,证明高炉喷吹塑料是处理废塑料的有效手段,而且对高炉炼铁有良好的经济效益,可以节能降耗。除给炉内提供热量外,进一步进入风口前端区和周围的焦碳反应又生成CO和H2,上升将铁矿石还原,起到了与煤粉,重油和焦碳同样的作用,且废塑料有较好的反应率。

三、探索路线

我国钢铁工业一方面具有能耗大、生产规模大、物流吞吐大、制造流程工序多、结构复杂以及制造流程中伴随着大量物质、能量排放的特点。一方面,优化工艺流程,采用先进的工艺技术和设备,串接生产工序,实现资源最大化利用,同时减少污染;另一方面,通过结构调整,尤其是工艺装备结构的调整,达到生产出市场所需的高品质产品,从而提高我国钢铁企业的综合竞争力。我国钢铁企业存在着清洁生产投入不足、实施层面较低的状况,需要建立有效的促进企业推行清洁生产的激励机制,对企业引导帮助、鼓励支持。应该加强对有些薄弱政策的修订和完善,如生态工业园建设政策、废弃物回收、再利用、资源化和无害化产业政策、资源开发利用政策、绿色消费和政府绿色采购政策等,其中,生态工业园建设政策基本上处于缺位状态。生态工业园是钢铁产业循环经济的发展方向,是促进企业推行清洁生产的战略选择,应尽快快补充。

在当今社会,钢铁冶金生产行业必须采用科学性路径对自身生产工艺进行优化,增加其生产工艺的环保性。由于当下的钢铁冶炼技术缺乏环保性,并且对能耗的消耗量较大,这与当今社会的环保要求相违背,因此在实际生产中,相关人员首先应当对生产的结构进行革新。在该领域应用新型工艺会出现较多问题,针对相关漏洞,相关人员应当采用科学性路径对其进行优化,从而使钢铁冶炼工艺得以多角度优化。

参考文献:

[1]李金钟,魏晓鹏,刘巧云,等.抓好系统节能,实现企业清洁生产[J].冶金能源,2017,21(1):17-19,24

[2]赵寰,李江龙.论述绿色钢铁冶金机械设计的关键技术[J].山东工业技术,2017,(10):3.

[3]张然,孟祥龙.钢铁冶金设计行业的技术营销[J].中国有色冶金,2017,(01):54-58.

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