钢铁工业能源节约与环境保护.ppt

余能 生成量 钢铁厂能量流（ 流）示意图 二次能源 回 收 CO2 等气体排放物 购入 能源 分配 再 生 钢铁产品 H2、CO、甲醇等 电、城市煤气等能源产品 外部循环 回 收 外部循环 一次能源 内部循环 内部循环 余能生成量 能量转换装置及过程 用能生产设备及过程 第六十二页，共一百零五页。 4.4 钢铁厂物质流能量流的相互作用 钢铁厂物流与能流模型概念图 生 产 工 序 钢铁生产过程 （物流模型） 能源转换过程 （能流模型） 天然 一次 物 质 流 能 量 流 物质流 能量流 排放流 产品 耦合模型 作用域 再使用 （其它工业） 再使用 （其它工业） 再 循 环 再 循 环 资源 能源 第六十三页，共一百零五页。 式中， —吨钢综合能耗，kgce/t钢； 或 —吨材综合能耗，kgce/t材。 物流、能流变化引起的吨材能耗改变量 因物流变化产生的间接能耗改变量 因能流变化产生的直接能耗改变量 、分别为统计期始末第i工序的物流比。 第六十四页，共一百零五页。 第五节 钢铁工业节能减排及其技术支撑 第六十五页，共一百零五页。 5.1 钢铁工业结构调整与流程优化 通过工艺结构优化使生产流程连续、紧凑和高效化，是节能和改善环境的重要环节。 钢铁工业是典型的流程制造业，其特点是： 流程串联作业 上工序的输出（产品）是下工序的输入（原料） 钢铁厂制造（生产）流程是钢铁企业整体结构优化的核 心，它既影响金属生产过程，也影响排放过程。 工序集成制造 第六十六页，共一百零五页。 高炉－转炉－轧钢生产流程变化和演进示意图 第六十七页，共一百零五页。 （1)钢铁制造流程优化基本思想 合理经济规模 受到市场空间、价格、成本、产品销售半径、环境等因素的制约，钢厂制造流程的发展方向不应追求超大规模，而是趋向于合理经济规模上的可持续发展，重点提高市场竞争力。 专业化、区域化 我国钢铁企业已经步入结构调整、产业升级的时代，适合我国钢铁工业现状的现代钢铁企业仍应向生产专业化、销售区域化和产品深加工的方向发展，组织区域性或专业产品化的钢铁集团。 第六十八页，共一百零五页。 连续化、紧凑化 ??? 钢铁制造流程由若干间歇化作业的工序或装置组成，逐步向准连续化、连续化的方向发展。其主要标志是：物流的准连续化、连续化；能流的连续化；物流、能流在空间尺度上的紧凑联结；物流、能流、信息流在过程时间轴上的耦合。 从技术发展上看，钢铁制造流程由简单到复杂，又趋向于再回归简化，追求匹配、协调、紧凑、连续，努力提高资源、能源效率，构筑工业生态链，构筑“零”排放、资源再循环并消纳都市大宗社会废弃物的钢厂。 第六十九页，共一百零五页。 （2)钢铁制造流程优化遵循的原则 过过程时间以及过程库存量“最小化”，即劳动生产 率高、成本低、交货期短等； 产品质量与使用性能优化，即质量好、性能优。 生产过程中金属物流衰减“最小化”，即收得率高、 制造成本低； 物流过程中金属温度起伏“最小化”，即节能、排放 少、产品成本低等； 第七十页，共一百零五页。 （3) 7种典型钢铁生产流程 在国内典型钢铁企业进行大量调研和分析的基础上，考虑到我国钢铁企业未来发展趋势，抽象、提炼出来以下7种具有一定的代表性和先进性的典型流程，由4条高炉长流程和3条电炉短流程组成。其装备水平、技术指标居于国内较好水平。 第七十一页，共一百零五页。 年产量600～800万t的普碳钢平材生产线 85％烧结矿和 15％球团矿 焦比：300kg/t，喷吹煤粉：200kg/t； 采用TRT技术 LDG 用未燃法回收利用 采用CDQ技术 第七十二页，共一百零五页。 年产量240～280万t的普碳钢平材生产线 85％烧结矿和 15％球团矿 焦比：300kg/t，喷吹煤粉：150kg/t； 采用TRT技术 LDG 用未燃法回收利用 采用CDQ技术 第七十三页，共一百零五页。 年产140万t的长材生产线 85％烧结矿和 15％球团矿 焦比：420kg/t，喷吹煤粉：150kg/t； 采用TRT技术 采用CDQ技术 LDG 用未燃法回收利用 第七十四页，共一百零五页。 过去40年间法国钢铁工业CO2排放降低趋势 第三十页，共一百零五页。 第三节 节能理论基础 第三十一页，共一百零五页。 3.1 对“能量”的认识 “当任何一种形式的能量转换为另一种形式的能量时，其可用能（质量）只能降低，不能提高” 热力学第一定律——能量守恒定律（无条件） “当任何一种形式的能量转换为另一种形式的能量时，总量保持不变” 说明能量在转换时数量上是守恒的 热力学第二定律——能量转换定律