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作者:管理员 时间:2011-09-03

“十一五”期间,钢铁行业内循环经济已经取得了很大的进步。但是,作为国民经济基础产业,钢铁行业循环经济的发展,离不开与其他相关行业和社会之间的链接。近日,《中国冶金报》记者就钢铁循环经济产业链建设问题,采访了部分钢铁业内专家。从业内专家的观点和钢铁企业的实践看,推进钢铁工业循环经济产业链建设,对于高效利用各种资源,降低钢铁工业的能源和资源消耗,减少污染和温室气体排放有至关重要的作用。
钢铁—建材循环经济产业链
  在钢铁生产过程中,产生的固体副产物主要有高炉渣、转炉渣、除尘系统的粉尘及脱硫副产物等,这些固体副产物的主要成分与水泥成分接近,可以做水泥原料使用。因此,钢铁生产可与建材行业链接,构成钢铁—建材循环经济产业链,使副产的冶金渣高附加值化。
  当前,钢铁行业的一项重点任务是推进铁渣、钢渣的高附加值利用,大力推广“热焖生产线—破碎磁选生产线—水洗球磨生产线—钢渣微粉生产线—建材生产线”的钢渣高附加值利用路线,实现钢渣固体废弃物的零排放。
  目前,鞍钢开发应用了具有自主知识产权的茵巴加小冲渣技术,建成了国内第一条钢渣热焖处理生产线,实现钢渣“零排放”。本钢也建设了一条60万吨钢渣余热自解热焖生产线、一条120万吨的钢渣磁选处理生产线、一条年产120万吨的立式辊磨系统生产矿渣微粉生产线,有效提高固体副产物资源化的开发利用率。济钢已建成3条60万吨矿渣微粉生产线,以及30万吨钢渣湿式粉末磁选和10万吨轧制磨生产线,“十二五”期间还将研发高炉渣生产矿棉及矿棉制品项目。莱钢建成了年产260万吨矿渣微粉的3条生产线和日产4800吨尾矿水泥熟料生产线,每年利用粉煤灰、高炉渣、石灰石尾矿、钢渣尾矿、低铁除尘灰生产水泥已达到500万吨。
  业内专家指出,“十二五”期间,钢铁行业还应加大烧结脱硫石膏综合利用技术的开发力度,大力发展脱硫石膏利用产业,积极拓宽脱硫石膏利用途径。钢渣和脱硫副产物(石膏)可用含二氧化碳的烟气生产碳化砖,利用其中的氧化钙成分碳酸化来固定二氧化碳,生产碳酸钙产品,以废治废,使副产物得以资源化,实现高附加值利用。
钢铁—电力循环经济产业链
  钢铁生产过程消耗大量的电能和煤炭,产生大量的煤气和余热。业内专家认为,钢铁企业应当优化能源结构和能源利用,在能源效率最大化的前提下,利用钢铁生产流程中的余热余能和副产煤气发电,与电力行业构成钢铁—电力循环经济产业链。
  在钢铁企业,可以发电的余热余能形式和过程有高炉炉顶余压发电(trt)、余热锅炉蒸汽发电、煤气—蒸汽联合循环发电(ccpp)、全烧高炉煤气或气煤混烧锅炉余热发电。
  如莱钢推广应用高炉、转炉煤气回收利用技术,trt、ccpp和干熄焦(cdq)发电技术、低温余热发电技术;研究高炉冲渣水低温余热利用技术、转炉余热锅炉蒸汽发电技术、烧结机余热蒸汽发电技术等,形成二次能源循环链,不断提高余热余能回收利用水平。目前,莱钢高炉、转炉、焦炉煤气全部实现回收利用。此外,鞍钢建成了300mw、150mw两套ccpp机组,比常规发电机组能效高出15%,相当于年节能12.4万吨标煤,并提出“十二五”期间进一步提高余能余热回收利用水平的目标。济钢也建设了3套ccpp机组,总装机容量达到405.6mw。
  实现钢铁企业煤气“零排放”的一个重要途径,是建立“共同火力发电”模式。即钢铁企业将多余的副产煤气输送给火力发电厂,代替部分煤炭燃料,以充分利用钢铁企业的剩余煤气,实现煤气“零排放”。共同火力发电整合了钢铁企业和电力企业各自的优势,充分利用了钢铁企业的剩余煤气和火力发电厂的现有设备资源(锅炉和发电机组),相互弥补,只需增加煤气输送管道和对锅炉进行必要的改造,在增加很少投入的情况下即可获得最大效益。同时,在副产煤气充分利用方面,共同火力发电也要比常规发电机组更灵活。此外,与钢铁企业自己建设利用余热余能的发电机组实现电力自给相比,共同火力发电系统可以缓解两者的行业利益冲突:一方面,电力企业可以利用钢铁企业的副产煤气,降低了发电成本;另一方面,钢铁企业可以节省发电系统的建设投资,同时可使剩余煤气达到“零排放”。
  但是,业内专家指出,我国目前在理念、技术和政策层面还存在一些问题。从国内发展共同火力发电的实践来看,由于电力行业垄断、电力行业以单方面收益最大化为主等问题,钢铁企业受到了制约,比如上网电价等。两个不同行业的企业之间难以做到公平、公开和公正,大大延迟了共同火力项目的实施。
  钢铁—化工循环经济产业链
  钢铁生产过程中的副产煤气资源化利用可提高煤气利用的附加值,可生产氢、甲醇、二甲醚等。目前,我国钢铁生产过程的焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气只是作为燃料,用于钢铁企业内部或钢铁厂附近的生活区,利用效率低,焦炉煤气中含有的氢气、高炉煤气、转炉煤气中含有的一氧化碳等均未得到资源化利用。钢铁生产可与化工行业构成循环链接关系,在煤气加工方面进行合作,使煤气资源得到优化利用,实现资源效率最大化和经济效益最大化。
  钢铁生产与化工行业构成的循环链接模式主要有:第一,利用焦炉煤气规模提氢气,生产出来的氢气转供炼油、石化等行业加氢处理提高油品质量。如莱钢利用焦化副产品建设苯加氢等煤化工项目,已开发化工产品15种,年产值达到5.36亿元。第二,可利用焦炉煤气提氢气,转炉煤气提一氧化碳、二氧化碳,合成精甲醇,尾气可发电。第三,利用焦炉煤气、转炉煤气可生产商品甲醇、燃气、乙二醇、醋酸产品;引入新型煤气化炉生产清洁燃气,与尾气、高炉煤气实施燃气蒸汽联合循环发电,并实施余热余能分布式发电,可实现用电自给及外送。
  焦炉煤气是钢铁企业最优质的二次能源,以往焦炉煤气的利用比较单一。由于焦炉煤气含氢量高,热值比较高,业内专家建议,“十二五”期间应重点支持利用焦炉煤气制氢、焦炉煤气作为化工原料生产合成气(甲醇、二甲醚、提取甲烷制lng等)和合成甲烷等。
  利用焦炉煤气吸附制氢工艺是目前比较成熟的技术。钢铁企业(或焦化厂)的副产焦炉煤气有50%~60%的氢气,20%~30%的甲烷,是非常好的制氢原料。与天然气制氢相比,焦炉煤气制氢节省了蒸汽转换或部分氧化等甲烷裂解过程,节约了相应的能源消耗,相对更加经济,是大规模、高效、低成本生产廉价氢气的有效途径。此外,还可为石化行业提供加氢处理气体、氢气动力汽车,以及为氢冶金服务,这些有可能成为中国使用氢能源的突破口之一。
  目前,还需要解决焦炉煤气吸附制氢的大型煤气压缩机等关键技术。
    钢铁—市政循环经济产业链
  从钢铁企业的实践看,钢铁—市政循环经济产业链主要是与城市污水处理厂联合,充分利用中水和污水。城市污水经过污水处理厂处理后排放的中水,可以作为钢铁生产过程中的冷却水或工艺用水。根据钢铁企业与城市的关联程度,可在钢铁企业内部或紧邻钢铁企业建立城市污水处理厂,使其具有处理城市污水和提高钢铁生产水资源的双重功能。
  早在1998年,鞍钢就利用世界银行低息贷款建成了日处理能力22万吨的鞍山市西部第一污水处理厂,2008年~2009年又投资1.8亿元建设日处理能力为4.8万吨的西部污水深度处理工程,采用生化处理技术和反渗透膜技术对处理后的水进行深度处理,替代新水,使外排废水量大幅减少。本钢也在工源厂区建设了日最大处理能力为12.5万立方米的污水处理厂,集中处理厂区污水,实现中水回收利用,水重复利用率达到97.24%。
  太钢采用反渗透膜技术,建成了处理能力1400立方米/时的净环水系统改造及软水站工程;建设了一座5万吨/天生活污水处理系统,用于处理太原市尖草坪地区生活污水3.4万吨/天,并将北沙河、北涧河生活污水引入太钢污水处理站进行处理。通过生活污水回收置换,太钢每年可节约新水839.5万吨,太原市可减少废水排放26500吨/天,减排化学需氧量(cod) 2844.7吨/年。
  与城市和谐共生的重点工程
  第一,消纳社会废塑料,在高炉和焦炉中高效利用,可以减少化石燃料的消耗,降低能源成本。塑料具有41868j/kg发热值,比煤炭的氢含量高。废塑料代替焦炭喷入高炉,不仅资源和能源利用率高达80%,而且二氧化碳排放也可减少1/3。
  目前,首钢已建设完成了一整套废塑料处理工程。首钢先后研制开发了焦化工艺处理废塑料技术、塑料型煤加工技术,优化了废塑料加工工艺和设备,降低了其能耗和运行成本。2009年,首钢在迁安设计建设了一条年处理1万吨废塑料、年生产炼焦用废塑料型煤5万吨的生产线,一条年处理焦油渣3000万吨、年生产焦油渣型煤3万吨的生产线,并已于2010年10月建成投产,具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。此外,济钢已将废塑料炼焦技术开发应用纳入“十二五”规划中。
  第二,与城市资源回收系统联合,回收利用废钢、含铁废弃物、铁尾矿等。
  此外,业内专家指出,钢铁企业副产的高炉渣和转炉渣是很好的建材原料,主要含有二氧化硅、氧化钙和三氧化二铝等氧化物,脱硫副产物石膏主要含有硫酸钙和氧化钙等,这些副产物可以改良土壤,加工成中效或长效肥料;在钢铁生产过程中排放的废气大多数都是燃烧后的烟气,其主要成分是二氧化碳,可以促进农作物和蔬菜的生长。可见,构建钢铁—农业循环经济产业链也将大有可为。
  因此,中国钢铁工业协会副秘书长兼首席分析师迟京东、钢协发展与科技环保部副主任黄导对《中国冶金报》记者表示,“十二五”期间,钢铁行业循环经济发展要重点加强行业之间循环产业链、行业与社会之间大循环工作的开展。
 


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