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钢铁流程温室气体减排的共性技术(三)

   日期:2016-08-23     来源:聚农网    作者:jn720.com    浏览:136    
3.钢铁流程中能源的集中管理、调度和使用
      二氧化碳排放与流程的能源利用效率强力相关。钢铁工业是高能耗行业,且能源系统结构复杂,涉及到的能源种类和能源用途名目繁多。生产流程本身的能源需求必须满足工艺的要求,而钢铁厂内部能源的集中管理、调度可以在能源利用效率上体现节能的目标。集中管理是要做到:能尽其用,即不同位能的能源用于最能体现其价值的场所。
      影响钢铁企业能耗的因素有很多,如企业现有设备工艺技术水平,企业的生产计划安排,企业能源管理方式等。钢铁企业节能的途径主要有:一,调整工艺结构,简化生产工艺流程;二,改进主要能源消耗设备和工艺水平,降低各生产工序的能耗;三,对全流程工艺进行能源科学管理,对能源系统(包括能源从生产到使用的全部流程)中的各个环节,进行计划、组织、指挥、监督和调节等活动,进行全流程能源集中管理和利用。
      为了对整个钢铁生产流程进行全面有效地管理,企业可以先建立以信息技术为基础的能源中心,对企业中能源的生产运行状况进行集中统一的监测和控制,并逐步提高到调度和管理的水平,在确保各种能源安全、稳定供应的前提下,维持能源整体供需平衡,减少总体能源消耗,最大限度利用内部能源。
      目前,在这方面可以开展的工作有:
       1. 以典型企业为代表,深入分析企业内部系统结构和生产工艺流程,结合企业当前的能源平衡报表和能源指标完成情况研究全流程的能源种类、流程及各二级分厂能源消耗和发生情况,明确之间的关系。研究钢铁企业生产过程中物流的特点及对能耗的影响,建立以企业净能耗最小和净排放最小为目标函数的钢铁企业优化模型。
      2. 基于目前钢铁企业已有的生产、物流、财务和仓库等管理控制系统,以典型企业为代表,从能源消耗和CO2减排等角度对钢铁流程工业整个环节进行重新分析和评价,构建包含能源消耗和CO2排放等环境参数的动态管理控制系统。这个系统通过各个子系统内在的联系整和成一个互相关联的管理网络,中间任何单个系统的改变都会对其他系统产生影响,从而体现出能源和生产管理的系统性,进行统筹管理。
       4.低碳低能耗新流程的开发
由于钢铁工业的特点,在全流程任一环节的技术进步都有助于提高系统的能量利用效率,减少CO2的排放;另外,钢铁冶金产生CO2的根本原因是使用碳还原铁矿石所造成的,如能采用氢等替代品,彻底摒弃或者部分取代碳来还原铁矿石,将会从根本上减少CO2的排放。因此对于一些目前尚处于开发研究阶段的钢铁冶金新技术也应未雨绸缪,进行先期的研究。
在这些技术当中,目前国际学术界已经开展研究的主要有:
       1、等离子体氢还原铁矿石-粉末烧结-轧制成材:采用这一技术将对钢铁冶金带来革命性变化,其工艺路线可为:等离子体下氢还原铁矿石-粉末烧结-轧制成材。等离子体下氢还原铁矿石得到的是1000℃左右的铁粉,将其与碳粉和合金粉按比例混合后热压烧结,再经轧制可得到型材,也可直接制成部件。除了基本没有CO2生成外,由于温度较低,所消耗热能大为减少。
       2、等离子体氢还原铁矿石-高炉(或电炉):这一流程是将等离子体氢还原进行的不充分的铁矿石加入高炉进一步还原成铁,或加入电炉中炼钢。由于铁矿石的部分甚至大部分已被氢还原,在高炉中还原所需碳量大幅减少,从而减少CO2的排放。
       3、高炉喷吹塑料:塑料含有较多氢,将其粉碎配吹至高炉内可代替部分碳对矿石进行还原,从而减少CO2的排放。
       4、化学蓄热技术开发:在一定温度下,在催化剂的作用下,化学物质吸热分解,分解产物分离后,在另外地方再混合发生反应放出热量,所放出的热量有可能产生超过原有的温度。利用此可将钢铁冶金中热量回收供发电等。
       5、开发高速连铸连轧技术:连铸和连轧的速度提高,实现两个工序的直接连接,钢坯只需边角局部加热,可大大减少钢坯加热和保温的能量,从而间接减少CO2排放。
 
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