換個(gè)思路治理燒結(jié)煙氣
目前，節(jié)能減排已成為鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要任務(wù)。在鐵前領(lǐng)域，燒結(jié)廠成為鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排的戰(zhàn)略重點(diǎn)，因?yàn)闊Y(jié)煙氣排放源集中，排放量大，對局部地區(qū)大氣質(zhì)量的影響較大。此外，外排的燒結(jié)煙氣會帶走大量的熱量，造成能源的浪費(fèi)。應(yīng)該說，燒結(jié)煙氣污染已成為制約我國鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展的一個(gè)重要因素。盡管如此，燒結(jié)工序以其優(yōu)良的資源適應(yīng)性為鋼鐵企業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，作為鋼鐵生產(chǎn)原料處理的重要環(huán)節(jié)，燒結(jié)工序還將長期存在。
中冶北方以鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排為己任，力求從源頭遏制鋼鐵企業(yè)的污染。而要解決鋼鐵行業(yè)的環(huán)保問題，燒結(jié)廠煙氣治理首當(dāng)其沖，必須進(jìn)行燒結(jié)工藝本身的變革才能取得顯著的成效。中冶北方一直致力于燒結(jié)球團(tuán)節(jié)能減排工藝的改革與創(chuàng)新，推動鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工藝在節(jié)能減排的路上一步步前進(jìn)。
技術(shù)積淀等待市場機(jī)遇
上個(gè)世紀(jì)，一些環(huán)保要求嚴(yán)格的國家和地區(qū)相繼在燒結(jié)廠采用了脫硫(SOX)、脫硝(NOX)、脫二口惡英等煙氣凈化裝置。不同于燃煤電廠，燒結(jié)煙氣凈化裝置不僅投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，而且效率低、副產(chǎn)品復(fù)雜。
從20世紀(jì)80年代開始，在日本、德國、荷蘭、奧地利等一些國家和中國臺灣的一些燒結(jié)廠應(yīng)用了一種煙氣循環(huán)燒結(jié)技術(shù)。這種技術(shù)就是在燒結(jié)過程中，產(chǎn)生的煙氣沒有全部外排，而是將其中一部分熱煙氣再次引入燒結(jié)過程循環(huán)使用，采用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在節(jié)能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)減排。
中冶北方下決心推動煙氣循環(huán)技術(shù)在境內(nèi)燒結(jié)廠的工業(yè)化應(yīng)用。2006年開始，由中冶北方燒結(jié)室牽頭組建了一支攻堅(jiān)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，在幾十年設(shè)計(jì)、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，分析國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀，不斷創(chuàng)新思路，憑借豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和雄厚的技術(shù)儲備，逐漸研發(fā)出了適合我國國情的具有特色的燒結(jié)機(jī)頭尾煙氣循環(huán)工藝技術(shù)包，填補(bǔ)了國內(nèi)該領(lǐng)域的技術(shù)空白。
但是，當(dāng)中冶北方自信滿滿地向國內(nèi)燒結(jié)生產(chǎn)企業(yè)推介該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，愿意“第一個(gè)吃螃蟹的人”卻寥寥無幾。在中冶北方的首個(gè)成功案例實(shí)施前，絕大多數(shù)企業(yè)都采取了觀望的態(tài)度。
面對市場的冷淡反應(yīng)，中冶北方技術(shù)團(tuán)隊(duì)并沒有絲毫氣餒。因?yàn)樗麄冎，一旦有機(jī)會將技術(shù)成果應(yīng)用到實(shí)際的工程當(dāng)中，其所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益會讓燒結(jié)生產(chǎn)企業(yè)紛至沓來的。
運(yùn)行效果讓“吃螃蟹的人”放心
2010年底，寶鋼集團(tuán)寧波鋼鐵公司決定做出創(chuàng)新嘗試，在寧鋼新技術(shù)燒結(jié)工程中采用煙氣循環(huán)燒結(jié)工藝，該工程被確定為國家發(fā)改委“低碳技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化工程示范項(xiàng)目”中的“燒結(jié)廢氣余熱循環(huán)利用低碳排放工藝技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化示范工程”。該項(xiàng)目的開展，給了中冶北方燒結(jié)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)施展才華的機(jī)會。在方案論證過程中，中冶北方憑借超強(qiáng)的專業(yè)實(shí)力和合理的技術(shù)方案贏得了業(yè)主的信任，爭取到了第一套燒結(jié)煙氣循環(huán)系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)。
為此，中冶北方高度重視，加大人員和資金的投入，為做好這個(gè)項(xiàng)目組建了一支最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)隊(duì)伍。同時(shí)，多次派遣專業(yè)人員隨業(yè)主一起出境考察、交流，以確保項(xiàng)目的萬無一失。寧波鋼鐵公司新技術(shù)燒結(jié)機(jī)煙氣循環(huán)系統(tǒng)在各方面的努力下，2013年5月份，中冶北方設(shè)計(jì)的國內(nèi)第一套燒結(jié)煙氣循環(huán)系統(tǒng)在寧鋼新燒結(jié)機(jī)(450m2)上順利投運(yùn)，真實(shí)的減排效果給業(yè)主和中冶北方的工程師們吃了一顆定心丸。寧鋼燒結(jié)煙氣循環(huán)系統(tǒng)投運(yùn)近一年的結(jié)果表明，煙氣循環(huán)使用對燒結(jié)礦質(zhì)量無影響，還可降低5%工序能耗，減少外排煙氣20%~30%，減少煙氣脫硫裝置投資及運(yùn)行成本約20~30%，如果該項(xiàng)目按煙氣全部外排來配置脫硫裝置，一臺450m2燒結(jié)機(jī)用的脫硫裝置投資將增加約900萬元，脫硫裝置耗電量每年將增加約100萬千瓦時(shí)。
2013年下半年，中冶北方的燒結(jié)團(tuán)隊(duì)迎來了新一輪挑戰(zhàn)。因?yàn)橛辛藢庝擁?xiàng)目的成功先例，沙鋼集團(tuán)決定在其3號360m2燒結(jié)機(jī)擴(kuò)產(chǎn)改造項(xiàng)目中應(yīng)用煙氣循環(huán)技術(shù)。與寧鋼項(xiàng)目不同的是，沙鋼3號燒結(jié)機(jī)項(xiàng)目屬于老廠改造，業(yè)主要求既要達(dá)到節(jié)能減排的效果，又要達(dá)到增產(chǎn)增效的目標(biāo)。高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求并沒有難倒中冶北方的燒結(jié)專家們，經(jīng)過反復(fù)的研究論證，應(yīng)用了獨(dú)有的煙氣分流技術(shù)，最終確定了合理的改造方案，采用了燒結(jié)機(jī)臺車擴(kuò)幫技術(shù)，將燒結(jié)機(jī)有效燒結(jié)面積增大10%。在外排煙氣量略有減少的情況下，通過增設(shè)煙氣循環(huán)系統(tǒng)，使燒結(jié)煙氣總量增加了大約18%，保證了燒結(jié)機(jī)增產(chǎn)對風(fēng)量的需求。2013年12月初，煙氣循環(huán)系統(tǒng)投入運(yùn)行，讓僅停機(jī)二十多天的沙鋼3號機(jī)實(shí)現(xiàn)了年增產(chǎn)70萬噸的目標(biāo)。該項(xiàng)目的建成開創(chuàng)了中國大陸首例在升級改造工程中應(yīng)用煙氣循環(huán)技術(shù)的先河，為已建燒結(jié)廠產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整開辟了新的途徑。繼3號燒結(jié)機(jī)煙氣循環(huán)系統(tǒng)的成功之后，沙鋼4號燒結(jié)機(jī)、5號燒結(jié)機(jī)的升級改造相繼完成，其煙氣循環(huán)系統(tǒng)分別于2014年3月、2015年5月投入運(yùn)行。
2015年5月份，國內(nèi)第一套燒結(jié)煙氣外循環(huán)裝置正式投入使用，該裝置應(yīng)用在張家港聯(lián)峰鋼鐵2號450m2燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)中，與活性焦煙氣凈化系統(tǒng)配合使用，可實(shí)現(xiàn)30%燒結(jié)煙氣循環(huán)使用，大幅降低了活性焦系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用。與傳統(tǒng)燒結(jié)方法相比，煙氣外循環(huán)技術(shù)的成功應(yīng)用，使聯(lián)峰鋼鐵2號450m2燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)每年可減少排入大氣的燒結(jié)煙氣量超過30億標(biāo)準(zhǔn)立方米。
在寧鋼、沙鋼和聯(lián)峰鋼鐵的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)使中冶北方的燒結(jié)煙氣循環(huán)技術(shù)日臻成熟，許多燒結(jié)生產(chǎn)企業(yè)到生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察，與中冶北方進(jìn)行技術(shù)交流，確定合作意向。目前，國內(nèi)已有5套中冶北方自主研發(fā)的燒結(jié)煙氣循環(huán)系統(tǒng)投入使用，還有一批煙氣循環(huán)項(xiàng)目處在前期論證、工廠設(shè)計(jì)、施工建設(shè)等不同階段，開始呈現(xiàn)出遍地開花的局面。
嚴(yán)格環(huán)保帶來巨大市場機(jī)遇
從國內(nèi)外諸多成功案例中可以看出，燒結(jié)煙氣循環(huán)技術(shù)不僅迎合了日趨嚴(yán)格的國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，減少了燒結(jié)煙氣排放對大氣環(huán)境的污染，更可貴的是，它可以為困境中的鋼鐵企業(yè)節(jié)省建設(shè)投入和設(shè)備運(yùn)行成本，符合國家政策導(dǎo)向與行業(yè)發(fā)展趨勢。
對于新建燒結(jié)機(jī)，應(yīng)用該技術(shù)可以將一部分風(fēng)箱的煙氣循環(huán)使用，減少外排煙氣量。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是：循環(huán)煙氣不經(jīng)過主電除塵器，可降低整個(gè)外排煙氣處理系統(tǒng)的設(shè)備規(guī)格;能按需調(diào)整煙氣溫度，保證外排煙氣溫度處于適宜的區(qū)間，使煙氣凈化裝置達(dá)到最佳工作狀態(tài)。
針對已經(jīng)投運(yùn)的燒結(jié)機(jī)，應(yīng)用該技術(shù)可同時(shí)降低成本和減少排放。在建成的燒結(jié)機(jī)上應(yīng)用燒結(jié)煙氣循環(huán)技術(shù)進(jìn)行改造，可以結(jié)合各廠自身的實(shí)際條件和需求，有針對性地實(shí)施合理的工藝方案。
對于未建煙氣凈化裝置的燒結(jié)機(jī)，可從主抽風(fēng)機(jī)后取一部分煙氣循環(huán)使用，同樣可以減少外排煙氣量，降低后續(xù)煙氣凈化裝置的規(guī)格。這種工藝方法對原有生產(chǎn)系統(tǒng)影響小，改造簡便易行，循環(huán)風(fēng)機(jī)只起增壓作用，循環(huán)系統(tǒng)的工藝布置簡單，投資和運(yùn)行費(fèi)用低。
對于煙氣凈化裝置已經(jīng)投入使用的燒結(jié)機(jī)，可以在不增加外排煙氣總量，不改變原有的煙氣處理裝置的基礎(chǔ)上對燒結(jié)機(jī)進(jìn)行增產(chǎn)改造，以沙鋼3號燒結(jié)機(jī)為例，通過將燒結(jié)機(jī)加寬、加長來增加有效燒結(jié)面積，通過增加循環(huán)風(fēng)機(jī)來增加燒結(jié)風(fēng)量，解決原有風(fēng)機(jī)能力不足的問題，達(dá)到增產(chǎn)的目的。這樣做可以利用現(xiàn)有設(shè)施充分挖潛，提高設(shè)備使用率，實(shí)現(xiàn)對增產(chǎn)的需求，既解決了場地等問題，又降低了資金的投入。
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