钢铁生产、能源转换、废弃物消纳处理三大功能缺一不可
中国市场调查网 时间：2011年7月25日
来源：中国冶金报-中国钢铁新闻网
作者：夏杰生
本网讯 本月11日在唐钢召开的钢铁余热余能利用研讨会上，原冶金部副部长、中国工程院院士殷瑞钰强调：钢铁工业应该具有的三大功能，即钢铁产品制造功能、能源转换功能及大宗废弃物消纳处理功能缺一不可。钢铁厂应该是重化工业生态园的核心，是相关产业间资源循环利用链的中心环节，钢铁厂在能源供给方面，还可以是电能、热的供给基地，成为实现能源逐级利用的保障。钢铁行业要通过废钢、废塑料、废轮胎、城市污水资源化利用进行产业间的资源循环，构筑重化工类的工业生态园。
这次会议是由中国设备管理协会主办，北京国联视讯信息技术股份有限公司旗下国联资源网和钢铁产业网承办的。会议的宗旨是积极贯彻国家“十二五”规划纲要精神，积极落实钢铁产业发展政策与钢铁产业调整和振兴规划，以提高能源利用效率为核心，引导企业技术改造投资方向，积极推广余热发电技术，提高钢铁企业能源利用效率，为实现钢铁行业节能减排目标奠定基础，为余热余能利用工程上下游厂家提供交流新技术、新方法的平台。
殷瑞钰院士指出：在钢铁制造流程上述三大功能拓展理念的指导下，钢铁行业节能技术的普及率显著提高，有力地推动了钢铁行业的节能减排。2008年我国重点钢铁企业的吨钢能耗分别比1990年和2000年降低约55.2%和21.5%，据估计2010年比1990年和2000年分别降低约58.0%和26.5%。
殷瑞钰院士对钢铁生产流程各工序中二次能源的产生量分析认为，以高炉工序二次能源产生量最大，约占50%以上。各工序二次能源的理论产生量约为408.73 kgce/t-s(修正的基准温度下)，如果充分利用现有技术，二次能源回收利用率可以达到约85.6%。二次能源中，副产煤气占比例最大，约74.6%，其中COG（高炉）22.29%，BFG（焦炉）43.66%，LDG（转炉）9.02%。若不包括煤气余热和余压，二次能源产生量约为104kgce/t-s。目前高炉渣、钢渣显热尚无有效回收利用技术；高炉煤气显热、烧结和焦化烟气显热由于技术原因，尚未很好地回收利用。
我国钢铁工业经过20世纪八、九十年代的努力，基本完成了生产工艺结构的调整，初步实现了钢铁生产流程现代化。但由于全行业内存在着工艺、技术、装备的多层次性以及一些企业的结构不合理：
一是落后产能影响整体能效水平的提高。2006年，重点企业粗钢产量占全国粗钢产量的83.5%，吨钢能耗为736kgce/t，钢铁行业吨钢能耗820kgce/t，由此可见：占全国粗钢产量16.5%的企业将吨钢能耗拉高了84kgce/t。
二是我国钢铁工业在余热余能回收效果上与国内外先进水平相比还有一定差距。我国钢铁企业只有高炉容积在3000m3以上的高炉配备干式TRT的条件下，其TRT发电量才可以达到40kWh/t，而日本钢铁工业基本为大高炉湿式TRT，早在1995年其TRT发电量即可稳定达到40kWh/t以上的水平。我国钢铁工业湿式TRT及3000m3以下干式TRT发电量还有较大差距。
此外，焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气的回收利用水平也仍有进一步提高的潜力。
谈到钢铁工业二次能源利用途径与潜力，殷瑞钰院士分析认为：钢铁生产流程应进一步提高能效，淘汰落后。据估计“十一五”末，落后产能将钢铁工业整体能耗拉高了52kgce/t，落后产能的比例约为10%，若“十二五”末这一比例降至5%（落后产能以先进产能代替，钢产量不变2010年为6.27亿吨），则淘汰落后全行业可实现年节能量163万吨标准煤。
殷瑞钰院士还对钢铁生产流程提高能效的单体节能技术作了一一介绍：
一是干法熄焦技术（Coke Dry Quenching, 简称CDQ）居世界首位。截至2010年11月，我国投产运行的干熄焦装置共104套，有10117万吨年焦炭生产能力配置了干熄焦装置，占我国炼焦产能4.5亿吨的22.5％，重点企业 干熄焦率达到73%。在建的干熄焦装置还有近50套，干熄焦套数和干熄焦能力计，均居世界第一位。
干熄焦节能效果为可减少焦化工序能耗40kgce/t焦左右，则按重点企业焦炭产量11646万吨，若重点企业干焦率达到100%，可进一步增加节能量135万吨标准煤/年。
二是煤调湿技术(Coal Moisture Control，CMC)稳步推进。现在我国宝钢、太钢和攀钢已建成投产以蒸汽为热源的煤调湿装置，采用国产的回转式干燥机。
济钢于2007年10月投产了自已开发的以焦炉烟道废气为热源、具有风选功能的流化床煤调湿装置。
首钢、昆钢、鞍钢、沙钢和安钢正在进行煤调湿的前期工作。
煤粉水份由12%降至6%，煤调湿节能效果为11kgce/t，按重点企业焦炭产量11646万吨，煤调湿应用率达到25~30%，则节能量为32.02~38.43吨标准煤。
三是烧结余热发电利用大有潜力。目前烧结余热发电的技术在重点钢铁企业已有初步应用，据调研分析表明，目前已有8家钢铁企业配备了烧结余热发电装置，装机容量达到190.5MW 。迄今为止，投产和在建的烧结余热发电项目已超过烧结机数目的15%。
太钢、沙钢、南钢等二十多家钢铁企业的六十多台烧结机正在陆续建设烧结余热发电项目，照每生产1度电需要0.404kgce，如果按全年满负荷生产天数为300天计算，预计每年可节约标煤157.52万吨。
四是高炉炉顶煤气余压发电利用业绩不凡。1000m3以上高炉TRT配备率达到96%，其中干式TRT比例约为20%左右，湿式TRT吨铁发电量仅为28~32kWh/t。
——若进行干式改造达到40kWh/t，且1000m3以上高炉TRT配备率达到100%计，节能潜力为67.18~100.77万吨标准煤/年；
——若仅提高TRT发电效果，达到35kWh/t，且1000m3以上高炉TRT配备率达到100%计，则节能潜力为25.19~58.78万吨标准煤/年。
殷瑞钰院士建议：若仅考虑钢铁厂，在钢铁生产的温度区域内实施热能利用工艺是有局限的，如果扩大视野，则可以看到许多产业之间存在能量供给的逐级链接关系。即不同流程制造业的能量链接，加之物质流的链接，构筑重化工类的工业生态园。
具体做法是要推进行业间联合，促进社会能源、资源高效利用。这种减排量虽然不在钢铁行业或企业内部体现，但对于社会整体的能源、资源效率提高和减排CO2是有益的。
一是消纳社会废塑料，在高炉或焦炉中高效利用：另外，钢厂处理废轮胎和罐类的循环利用技术也趋于成熟、稳定。当前焦炉消纳废塑料的先进技术废塑料能添加到焦炭产量的2%左右，折合吨钢废塑料消纳量为8 kg/t-s。
二是与电力行业链接，钢厂副产煤气发电。实现钢铁企业煤气“零排放”的一个重要途径是建立“共同火力”模式共同火力是一项钢厂和电厂双赢的项目，国家应有相应政策鼓励，同时两个行业都应积极支持该项目建设。
这样做对钢铁有以下好处：剩余的副产气体可以全部利用→电力外销；与内部发电相比可以有效引进大容量?高效率的发电设备。
对电力有以下好处：通过利用制铁所的基础设施，选址较为容易；由于是在用电地区选址，故可减轻送电方面设备和运行的损耗。
三是与建材行业链接，做好冶金渣综合利用。高炉渣的成分与水泥接近，是制做水泥的良好原料。利用高炉渣生产水泥由于可减少使用石灰石等天然资源等必需的焙烧过程，而减少能源消耗。一般来讲，使用1t的高炉渣，相当于节省生产1t普通水泥所需的资源、能源消耗，并相应减少由此引起的CO2排放。目前高炉渣水泥中高炉渣的配比可达到40%左右，相应可节省资源、能源消耗约40%。
在谈到钢材全生命周期综合节能时，殷瑞钰院士指出：
一要提高钢材性能，满足下游行业节能减排对钢铁材料的需求。
钢铁产品是下游行业的原材料，是整个社会循环链的一个重要环节，因此钢铁工业的节能减排要转变方式，不仅仅局限于钢铁生产流程本身的节能减排，还要从钢铁产品全生命周期的角度考虑，从社会大循环角度考虑，既要考虑到上游生产过程中的低消耗、低排放，又要考虑到产品整个生命周期中的高效使用，满足下游产品节能减排的要求。
例如汽车轻量化节能和高强度钢筋节能。
汽车节能首先是提高汽车的燃油经济性，而降低车辆重量是其中重要的措施之一。
大量试验和数据表明，在风阴和滚动阻力不变的情况下，汽车车重每减轻100kg，汽车每百公里耗油便会减少0.6~0.7L。因此采用高性能钢材，减少汽车板、配件的重量，同样可达到节省燃料的目的。
国外很多发达国家已普遍采用三级以上钢筋，基本淘汰了二级钢筋，但我国目前仍然以二级钢筋应用为主。二级钢筋被HRB500级(级)钢筋替代，可节约用钢量28%以上。
二要提高废钢的回收利用。
废钢是可以无限循环使用的再生资源，在钢铁行业与其它行业的链接中有着不可替代的作用，一方面，从资源链条来看，废钢除作为自产废钢在企业内部循环利用外，各行业使用的钢铁材料报废后会通过回收利用重新作为原料用于生产钢铁产品；另一方面，从能源链条来看，废钢的回收利用，减少了由铁矿石到粗钢的生产过程，直接减少了煤炭等一次能源的消耗，减少废水、废气、废渣的排放。
利用废钢生产1吨钢可节约铁精粉1.3吨，能耗降低350千克标准煤，减排CO21.4吨。 2005年我国吨钢废钢消耗量为178公斤。预计“十二五”期间我国吨钢废钢消耗量将达到250公斤，提高的这部分比例将节能13.5kgce/t，产生54.1 kgCO2/t-s的减排效果。
在这次研讨会上，唐钢、首钢京唐公司、邯钢、安钢等对本企业余热余能利用情况作了详细介绍，杭锅及西子工程公司、南京凯盛能源公司、杭州哲达科技公司等对本企业节能减排技术及产品也作了介绍。
