德国炼钢节能新技术.doc

德国炼钢节能新技术 来源：天津中储发展钢铁有限公司 一、以原生能源为主的新废钢炼钢法 　　以原生能源为主的废钢炼钢法是一种有望取代电炉炼钢的方法，此法可以大幅度减少二氧化碳的排放量，降低能源成本。目前在经过充分的试验后，获得成功，SMSDemag公司拟将此炼钢法用于工业生产。 　　由于平炉炼钢基本被淘汰，电炉炼钢成为德国最主要废钢炼钢法，2006年电炉钢已占世界钢产量40%左右。在过去的数十年里，为了提高生产能力，除了电能以外，越来越多的化石能源用于电炉炼钢。然而，在电炉中废钢未完全熔化的短期内，原生能源的有效利用时间范围是有限的。在此时期内，不仅能源输入的密度提高，出钢时间缩短，而且能量通过对废钢的表面传热得以有效利用。 　　这一事实引出的问题是如何将废钢炼钢输入的能源（指用于生产链的总能量）利用于电炉炼钢。 　　1.原生能源熔炼炉概念 　　在拟流反应器中，加热和熔化阶段有效的利用原生能源是可能的。在反应器的顶部连续加入废钢，通过石化燃料和氧气的燃烧熔化为钢水，并达到液相线以上的出钢温度。在单独的容器内，仅靠电来熔化固态材料并达到足够的过热实际上是不可能的。总而言之，传统电炉的熔化和加热的时间是分开的，而利用原生能源的熔炼过程，这些阶段也是分开的。逆流反应器按照上述条件设计的熔炼炉。过热熔炼炉类似于电弧炉。这一概念的指标如下： 熔炼电耗小于530kWh/t； 钢的收得率大于90%； 熔炼炉的出钢口与过热炉的倾转轴成直线排列。 　　2.技术参数比较 　　(1)单位能耗比较 　　1kWh的化石能产生1kWh的电能，德国发电厂的平均效率为36%。在钢水温度为1600℃冶炼低合金钢的能耗为368kWh/t钢。尽管发电厂的效率可以进一步提高，但对原生能源冶炼法的效益影响不大，所以经济上仍颇具吸引力。此外更重要的是，采用原生能源炼钢法单位的CO2排放量约为30%，大幅度低于传统生产线。 　　(2)生产成本比较 　　在电价为0.0447欧元/kWh时，熔化废钢并达到过热的费用约为47欧元/t钢。在相同的能源成本下，电炉的生产成本接近40欧元/t钢。在原生能源的成本为0.028欧元/kWh的条件下，在相同的能力下，原生能源炼钢法的生产成本可为32.50欧元/t钢，这还没有考虑减少总能耗的二氧化碳的排放量。 　　必威体育精装版的研究结果表明，以原生能源为主要原料的新式废钢炼钢工艺有望取代电炉炼钢法，并可大幅度减少二氧化碳的排放量以及节约能源的成本。 二、高效又环保的电炉炼钢工艺 　　巴登钢铁公司(BadischeStahlwerke，以下简称为BSW公司)位于德国西南黑林地区。由于该地区不是传统炼钢区或工业区，当地公众和管理当局对环保非常敏感和关注。为应对当地公众和政府的要求，BSW公司早在20世纪90年代就开始采取可持续发展战略，并以此作为公司环保战略的基本目标。该目标要达到的目标是表明：高生产率和环保不是一对矛盾；确保环保强制法规实施的法律安全；增进社会对钢铁工业的认同度。 　　 综合环境保护包括技术和组织机制、尾气、废渣、废弃耐火材料、粉尘及其它副产品、废水和噪音等所有的排放物均按环境保护体系IS014001进行管理。 　　1.废气排放和粉尘 　　德国废气排放的标准十分严格，主要包括粉尘、重金属和有机物，特别是二恶英和呋喃。BSW公司除尘厂包括2个集尘室，其中1号集尘室有4台鼓风机，采用直接排空控制方式并建有抽风系统，用于排空2座电炉及电炉裙罩下的区域。2号集尘室主要用于二次排空，其抽风能力分别为1.2×106m3/h和0.6×106m3/h。降低有机物，特别是二恶英和呋喃的排放至关重要。BSW公司的二恶英排放控制系统包括以下步骤： 　　(1)几乎完全燃烧炼钢车间二次燃烧室的二恶英；?　　(2)防止炉子烟道排放物快速冷却后再次形成并合成二恶英；?　　(3)在适宜温度下建立有效、可靠的粉尘收集系统。 　　位于除尘系统弯头与二次燃烧室之间的空气进气口使得除尘系统中的CO和有机化合物完全燃烧，离开二次燃烧室的初次火焰的温度约为800℃，因为BSW公司带有水冷的通风管较短，水冷腔的进气温度也敏感，排放气体在2s内急冷到250℃。为降低湿度和温度，这些废气与来自炼钢车间的废气混合。由于不能完全避免二恶英和呋喃的形成，部分二恶英和呋喃被粉尘颗粒吸收，一个有效而可靠的粉尘收集系统对低排放系统至关重要。幸运的是，现代过滤技术很容易保证粉尘排放值低于5mg/m3这一德国的法律要求值。2003年对粉尘排放进行连续监测的结果表明，1号集尘室排放值是0.42mg/m3，2号集尘室排放值是0.11mg/m3。集尘室是二恶英和呋喃的主要收集器。当温度大于100℃时，这些吸附物从粉尘颗粒中解析并穿过布袋。试验结果表明，97%源于水淬过程的二恶英和呋喃被截留在集尘室内。