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一家鋼鐵企業(yè)的節(jié)能之道

http://m.sharifulalam.com 2012-12-27 16:27 來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)

西門(mén)子在承鋼創(chuàng)造了全球首次將干法除塵技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于提釩、煉鋼轉(zhuǎn)爐上的歷史。李惠鈺攝

為了滿(mǎn)足日益嚴(yán)苛的排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能要求，對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，節(jié)省一次性投資、減少除塵系統(tǒng)的維護(hù)量以及保持長(zhǎng)期高效運(yùn)行，就顯得尤為重要。

在承鋼，轉(zhuǎn)爐除塵既有濕法除塵系統(tǒng)也有干法除塵系統(tǒng)，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，西門(mén)子干法除塵系統(tǒng)的效果及優(yōu)越明顯顯現(xiàn)。

黑色的污水、灰色的粉塵，濃煙蔽日、氣味刺鼻。在大多數(shù)人印象中，這樣的場(chǎng)景就等同于國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境。然而，當(dāng)記者日前走進(jìn)河北鋼鐵集團(tuán)承德分公司（簡(jiǎn)稱(chēng)承鋼）的一個(gè)新項(xiàng)目基地時(shí)發(fā)現(xiàn)，這里的煙塵明顯減少，甚至都看不到污水、污泥的排放。

更讓國(guó)內(nèi)有些鋼鐵企業(yè)難以比肩的是，承鋼不僅在排放上完全滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保要求，排出的廢氣還可進(jìn)行供熱和發(fā)電，大顆粒粉塵也可重復(fù)利用，為企業(yè)節(jié)省了大量資金。

據(jù)記者了解，承鋼能夠走出這條既環(huán)保又節(jié)能的新路子，正是歸功于西門(mén)子冶金技術(shù)部為其提供的干法除塵系統(tǒng)，以及采用世界首創(chuàng)的120噸轉(zhuǎn)爐提釩煉鋼應(yīng)用干法除塵技術(shù)。

如今，該技術(shù)已經(jīng)成功投入運(yùn)行，這也是西門(mén)子冶金技術(shù)部在中國(guó)執(zhí)行的首個(gè)集設(shè)計(jì)、采購(gòu)和施工為一體的工程總包項(xiàng)目，成為西門(mén)子本土化戰(zhàn)略的一座重要里程碑。

干法除塵促產(chǎn)業(yè)升級(jí)

在鋼鐵企業(yè)，由于煙氣和粉塵的多樣性和復(fù)雜性，例如煙氣中含有大量水分、焦油物質(zhì)、高溫顆粒、有毒物質(zhì)、可燃物質(zhì)等，所以這些煙塵過(guò)去往往采用濕法除塵措施進(jìn)行處理。

然而，濕法除塵卻需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的水處理過(guò)程，還可能會(huì)造成二次污染，而且該方法除塵效率相對(duì)較低，不能達(dá)到理想的程度。另一個(gè)問(wèn)題是，濕法除塵的管道設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期腐蝕，幾年后就銹跡斑斑，容易老化。

承鋼鋼軋二廠副廠長(zhǎng)閆杰告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，在承鋼，轉(zhuǎn)爐除塵既有濕法除塵系統(tǒng)也有干法除塵系統(tǒng)，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，西門(mén)子干法除塵系統(tǒng)的效果及優(yōu)越明顯顯現(xiàn)。

閆杰表示，采用干法除塵的綜合電耗更低，除塵效率明顯提高，煙氣中含塵量最低可以達(dá)到10mg/Nm3以下，最高為25mg/Nm3，遠(yuǎn)低于濕法除塵的100mg/Nm3，完全能夠滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保要求。

“干法除塵是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，西門(mén)子冶金技術(shù)部在過(guò)去10年間已經(jīng)在世界各地的冶金行業(yè)成功推廣了該項(xiàng)目。”西門(mén)子股份公司冶金技術(shù)部煉鋼、環(huán)境技術(shù)和短流程業(yè)務(wù)副總裁翟玉友博士說(shuō)，“承德項(xiàng)目在減少排放和保護(hù)環(huán)境方面都獲得了令人滿(mǎn)意的成效。”

據(jù)翟玉友介紹，與濕法除塵系統(tǒng)相比，干法除塵系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括除塵效率高(含塵量低至15mg/Nm3)、能耗低和不需要水處理廠。這些優(yōu)點(diǎn)能夠幫助客戶(hù)每年節(jié)省超過(guò)1000萬(wàn)元的運(yùn)行成本。

靜電除塵器則是干法除塵系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。它主要通過(guò)對(duì)陰極線施加高壓電，使陰極框架和陽(yáng)極板之間形成電場(chǎng)，將通過(guò)電場(chǎng)氣流中的顆粒進(jìn)行電離，使其中的灰塵分別帶有正電荷和負(fù)電荷，分別向陰極線和陽(yáng)極板上移動(dòng)，最終達(dá)到除塵效果。

“我們將靜電除塵器改用不銹鋼極板，并對(duì)高壓及設(shè)備都進(jìn)行了優(yōu)化。”翟玉友說(shuō)。此外，干法除塵系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，易維護(hù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積也小。

干法除塵系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)還在于，從蒸發(fā)冷卻器和電除塵系統(tǒng)排出的都是干塵，可直接排入燒結(jié)料倉(cāng)，經(jīng)除塵后排放出的CO還可以再次利用，進(jìn)行供熱和發(fā)電。鋼鐵公司也不需要再設(shè)置龐大的污水、污泥處理系統(tǒng)，減少了資金投入，也節(jié)約了能源和場(chǎng)地。

因地制宜的技術(shù)突破

不過(guò)，承鋼是首次在半鋼煉鋼工藝上采用干法除塵工藝，國(guó)內(nèi)也沒(méi)有半鋼煉鋼采用干法除塵的先例，管理人員對(duì)設(shè)備選型等缺乏經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)初對(duì)于項(xiàng)目能否成功實(shí)施，承鋼也頗為擔(dān)心。

閆杰表示，承鋼的冶煉工藝比較特殊，高爐以冶煉釩鈦磁鐵礦為主，鐵水條件波動(dòng)較大，且鐵水中含釩，為了將這種稀有元素更好地加以利用，在常規(guī)冶煉之前還需要對(duì)鐵水中的釩進(jìn)行提取；提釩后的鐵水再進(jìn)行半鋼冶煉；第三種工藝則是直接進(jìn)行常規(guī)鐵水冶煉。

西門(mén)子面對(duì)的棘手難題就在于此，因?yàn)檫@項(xiàng)120噸轉(zhuǎn)爐干法除塵工藝必須要確保一套除塵系統(tǒng)能夠同時(shí)滿(mǎn)足提釩、半鋼冶煉和鐵水冶煉3種工藝的需要。

更值得一提的是，由于半鋼溫度高，開(kāi)吹即有碳氧反應(yīng)，煙氣管道、電除塵器內(nèi)部未經(jīng)廢氣吹掃，容易形成爆炸性混合氣體；煙氣溫度上升快，蒸發(fā)冷卻器出口溫度、粗灰的濕度均不易控制，會(huì)出現(xiàn)粗灰結(jié)塊、堵灰問(wèn)題等原因，提釩后脫碳模式頗為復(fù)雜。

為了解決這些難題，西門(mén)子從設(shè)備進(jìn)場(chǎng)接收到施工安裝、監(jiān)督、指導(dǎo)、驗(yàn)收每一環(huán)節(jié)都嚴(yán)格管理，確保工程質(zhì)量。同時(shí)，通過(guò)對(duì)煤氣冷卻方式等多項(xiàng)工藝進(jìn)行優(yōu)化，解決一系列的技術(shù)難題，并數(shù)次優(yōu)化施工組織方案，調(diào)配施工人員最終高效率地完成了承鋼干法除塵項(xiàng)目，創(chuàng)造了在全球首次將干法除塵技術(shù)同時(shí)應(yīng)用于提釩、煉鋼轉(zhuǎn)爐上的歷史。

“除塵服務(wù)于煉鋼，但會(huì)對(duì)煉鋼產(chǎn)生影響。我們的優(yōu)勢(shì)在于，充分了解煉鋼的整體工藝流程，這在設(shè)備選型時(shí)非常關(guān)鍵。”翟玉友說(shuō)。

目前，承鋼120噸轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，半鋼冶煉噸鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收達(dá)到115立方米,噸鋼電耗最好指標(biāo)達(dá)到2.155千瓦時(shí)，噸鋼水耗0.06噸，平均煙塵排放低于20mg/Nm3, 與傳統(tǒng)濕法除塵系統(tǒng)運(yùn)行綜合成本相比噸鋼節(jié)約3元以上，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

閆杰表示，希望西門(mén)子能繼續(xù)延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)服務(wù)鏈，不僅提供售后服務(wù)，還能提供維修包線、備件包線等服務(wù)，幫助企業(yè)解決維修資源不足、備件占用資金等困難。

西門(mén)子（中國(guó)）有限公司工業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域冶金技術(shù)部總經(jīng)理呂崇德則表示：“鋼鐵行業(yè)如今面臨的諸多挑戰(zhàn)促使我們的客戶(hù)在產(chǎn)能和效率之間尋求平衡，西門(mén)子將憑借其全面的總包能力更好地滿(mǎn)足客戶(hù)需求。”

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一家鋼鐵企業(yè)的節(jié)能之道

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