焦化煤气发电发展论文

2022-04-19

这场村官竞选争端的背后,其实暗含这样一个逻辑,竞选人或将经济层面的问题诉诸于政治解决,其背后是巨大的利益王文选“翻供”了。下面是小编整理的《焦化煤气发电发展论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。

焦化煤气发电发展论文 篇1:

焦炉煤气的综合利用

摘 要:焦炉煤气是一种十分宝贵的能源,是炼焦工业的副产物,文章试分析焦炉煤气的组成、利用价值及利用现状,例如发电、燃料、化工制品等,可以将焦炉煤气变废为宝,充分利用,不仅可以节约资源创造价值,还可以减轻煤燃烧对大气的污染,今后的发展方向会使能源的清洁化、系统化、产业化,推动社会的可持续发展。

关键词:焦炉煤气;利用

我国的煤炭资源丰富,是世界上焦炭产量最大的国家,约占世界焦炭生产总量的百分之六十,在生产焦炭的过程中会产生大量的焦炉煤气,是一种非常丰富的能源,如何高效利用焦炉煤气是各国研究的重要课题,对于营造低碳环境,创造经济效益具有很大的推动作用,实现资源的循环利用,对于我国经济的可持续发展具有很大的积极意义。

1.焦炉煤气分布状况

焦炉煤气的来源主要有生产焦炭的焦化企业、供应城市煤气的焦化企业、钢铁企业的附属焦化企业,钢铁企业附属的焦化企业所产生的焦炉煤气主要用于轧钢,供给企业自用,供应煤气的焦化企业和生产焦炭的焦化企业产生的焦炉煤气有一半用于企业生产的自加热,剩余的一半能源可做他用,潜值巨大。

2.焦炉煤气的利用价值

焦炉煤气是烟煤在炼焦炉中经高温(950℃~1050℃)干燥、热解、熔融、黏结、固化、收缩等一系列过程,最终产生焦炭和焦油以及其他化学产品的同时所获得的可燃性气体,这一过程叫做高温炼焦。焦炉煤气的主要成分是H2和CH4,另外还有少量CO、CO2、N2等,生產1t焦炭可以产生约350~450m3的焦炉煤气,其净煤气的热值可达18000kJ·Nm-3,对于焦炉煤气的利用,可以利用其物理热,温度约为650℃~ 700℃;可以利用其化学热,将焦炉煤气中可燃性气体燃烧释放的化学热用作燃料;另外还可以利用其化学成分的特点生产化工原料,利用的方式多种多样,企业可结合实际情况最大限度提高焦炉煤气的使用率。

3.焦炉煤气的利用现状

3.1焦炉煤气用于发电

焦炉煤气用于发电是其回收利用的一种有效途径,相比较于传统的原煤发电,焦炉煤气具有特效率高、环境污染小、输送成本低的特点,发电模式主要有以下三种:

(1)蒸汽轮机发电:此技术在我国的焦化行业中应用广泛,技术成熟可靠,由锅炉、凝汽式汽轮机、发电机组构成,利用锅炉直接燃烧焦炉煤气产生蒸汽,驱动发电机组发电,发热效率可达90%。此技术运行稳定,单机效率高,是我国焦化企业应用最为广泛的发电技术。

(2)燃气轮机发电:是直接燃烧焦炉煤气来驱动燃气轮机带动发电机组发电,这种方式燃机运行效率高、设备占地少、建设工期短、回收周期短、效益良好的特点,但是燃气轮机对于焦炉煤气的要求较高,必须经过严格净化,并且对焦炉煤气的热值要求也很高,同时燃机余热还会带走大量热能,损失较大,燃气轮机还面临着可靠性差和使用寿命短的问题。

(3)内燃机发电:内燃机发电是由火花塞点火,运用煤气机带动发电机组发电,发电效率相对较高,可达30%~40%,这种方法是热能直接转化成机械能,能量的转化率高,运行效率高,辅助设备少,投入少回报快,适合中型焦化厂使用。

目前燃气——蒸汽联合循环发电技术(CCPP)是我国大中型钢铁联合企业正在积极推广的新技术,热能资源能够得到高效梯级综合利用,发电效率可达45%以上,值得推广。焦炉煤气发电虽然技术很成熟,但是规模较小,且发出的电难以并入国家电网,这些都需要合适的解决之道。

3.2焦炉煤气用作燃料

焦炉煤气最传统的利用方式是作为气体燃料,比固体燃料更加便捷,输送方便,传热效率高,在民用或工业领域使用广泛。焦炉煤气经过净化后可以通入城市供气管道,其供热值较高,CO含量低,但是与天然气相比,在热值、洁净度、燃烧产物方面都略逊一筹,但是在天然气输送不到的地方,使用焦炉煤气作为替代还是十分普遍的,据资料分析,目前保守估计约有200亿m3的规模,煤气直接为民用,减少了占地,销售价格较高,能够创造一定的经济效益。

3.3焦炉煤气用于制氢

氢能源是一种清洁无污染的能源,焦炉煤气中含有50%以上的氢,将焦炉煤气中的氢分离出来作为新能源是今后的一个发展方向,并且焦炉煤气提取氢的技术工艺已经成熟,与水电解法制氢相比具有更高的经济性。水电解法制氢耗电为 6.5 k w h·m-3,而焦炉煤气制氢耗电仅为0.5 k w h·m-3,,焦炉煤气制氢的技术关键在于煤气净化后的变温吸附和变压吸附过程。

3.4焦炉煤气生产甲醇

甲醇是一种很好的液体燃料,也是一种重要的化工原料,随着技术的发展,甲醇应用的拓宽,其前景市场更加广阔。焦炉煤气中的甲烷含量在24%~28%左右,在6.0MPa压强下即可合成甲醇,反应速度快,流程短,相较于天然气、煤制作甲醇成本要低,合成甲醇也是目前高效利用焦炉煤气的重要方式之一。焦炉煤气合成甲醇技术的关键步骤是将焦炉煤气深度净化,然后将焦炉煤气中的甲烷及少量多碳烃转化为一氧化碳和氢气,以满足甲烷转化催化剂和甲醇合成催化剂的要求,提高其催化能效和使用寿命。目前,焦炉煤气甲烷转化工艺主要有催化氧化转化法、 非催化转化法、 蒸汽转化法三种, 催化氧化转化法因其流程短、 投资低而被广泛采用。

3.5焦炉煤气用于制天然气

天然气是一种绿色的清洁型能源,经济实惠又安全可靠,大力发展天然气是未来能源发展的一个重要趋势。焦炉煤气中含有天然气的成分甲烷,并且焦炉煤气中的CO、CO2、H2在一定条件下还可以反应转化为甲烷,这些都为焦炉煤气合成天然气提供了有利的条件。焦炉煤气合成天然气的工艺有两种,一种是甲烷化工艺,一种是分离工艺,技术先进工艺简单,能够产生极好的社会效益、经济效益和环境效益。合成天然气可以利用管道直接输送至用户使用,还可以进一步加工形成压缩天然气和液化天然气,目前压缩天然气已经推广到我国城市的公交、出租车领域,在油量减少油价攀升的局势下,使用压缩天然气有明显的价格优势,也有利于推广焦炉煤气转化成压缩天然气作为新型的汽车燃料,对建设节约型社会起到积极的助推作用。

3.6焦炉煤气生产还原铁

焦炉煤气经过加氧热裂解后可以将CH4热解成还原性气体CO和H2,可以作为还原剂直接还原含杂质量较少的高品位铁矿来生产海绵铁,大大降低了炼铁过程对炼焦煤和焦炭的消耗量,技术已经非常成熟,所得经济效益也远高于焦炉煤气发电。目前我国的直接还原铁实际需求量已经超过500万t,但是生产量仅为20万t,供需差极大,国内的海绵铁还是依赖于进口,价格较高,而开发焦炉煤气生产还原铁将为我国提供还原铁生产的新途径,对于合理利用资源具有积极作用。

3.7焦炉煤气生产化肥

用焦炉煤气生产化肥是其综合利用的又一主要途径。焦炉煤气生产化肥的成本比无烟煤当作原料生产化肥的成本要低,产品性能稳定并且容易储存。用焦炉煤气在30MPa压强下在合成塔内合成氨,然后和二氧化碳在20MPa压强下合成尿素。我国山西华瑞1830项目、中煤九鑫1830项目都采用了焦炉煤气生产化肥的技术,并且研究进行改进,取得了良好的成果。

在可持续发展以及新能源开发的战略背景下,焦炉煤气的综合利用无疑是符合社会发展轨道的,在现有的成果基础上,我们需要进一步研究探讨,将焦炉煤气的利用更加清洁化,产品更加多元化,利用效率最大化,这不仅是能源、环境发展的需要,也是企业寻求发展的生存需要。

参考文献

[1]杨敏建,张鸣林,韩梅等.焦炉煤气利用现状及发展方向[J].煤矿现代化,2011,66.

[2]邵秀永.焦炉煤气的回收与利用现状及发展方向[J].河北化工,2012,35.

[3]李克兵,陈健.焦炉煤气和转炉煤气综合利用新技术[J].化工进展2012,29.

[4]李启辉,吴国光,王共远等.焦炉煤气的利用与发展前景[J].能源技术与管理,2006,1.

作者:苏小锋

焦化煤气发电发展论文 篇2:

龙门村:1300万竞选村主任的背后

这场村官竞选争端的背后,其实暗含这样一个逻辑,竞选人或将经济层面的问题诉诸于政治解决,其背后是巨大的利益

王文选“翻供”了。

在12月28日接受《中国新闻周刊》记者采访时,他不再坚持此前接受采访时一直声称的竞选村委会主任是“为了带领村民致富”的动机,而是给出了两个新的理由:一、村里这些年的钱都来自于我,但功劳都是他(前两任村委会主任、王文选此次竞选中的对手杨青军)的;二、杨青军知恩不报,在铺设管道问题上设置阻力,让自己本该于今年(2008年)10月份供电的新电厂到现在没法供上电。

“与其这样,不如我自己参选了。”他说。

但在杨青军看来,“这样的理由仍然只是借口”,真正的理由仍是此前媒体已有报道的收购煤气站一事。而收购煤气站的背后,或还隐藏着一个与现有协议相抵触的另外一个交易。

此前,王文选在竞选村委会主任时,承诺当选次日垫资1300万发放每人两万元生活保障金,并在当选后兑现了这一承诺。

在村企和私企都要同时谋求发展的背景下,这场村官竞选争端的背后,暗含一个将经济层面的问题诉诸于政治解决的逻辑。

“钱来自于我,却成了他的功劳”

王文选个头不高,说话不紧不慢,镶在上腭上的一颗门牙和他不动声色的回答,是给人印象最为深刻的两个标记。那颗掉了的门牙,记录了他创业时的艰辛——上世纪80年代初,王文选买了台手扶拖拉机开始跑运输,每天5点起床,自己装,自己卸,一天下来能挣几十块钱,不经意间把门牙磕掉了一块。

运输跑了10年后,他已经拥有20辆车。当时,搞运输成为龙门村村民主要的出路。比王文选小10岁的杨青军,从1984年开始跑运输,一直跑到1998年。

王文选却感觉运输没有前途,他开始涉足炼焦行业,并于2003年建成陕西省最大的焦炉——海燕焦化厂,这是王文选任董事长兼总经理的海燕集团的下属企业。

2002年在村主任竞选中胜出的杨青军也在寻找挣钱的机会,以兑现自己竞选时的承诺。当时,他向龙门村村民承诺,从2003年起,每年向每位村民发放1000元年终分配款,以后每年递增500元。而在此前,龙门村的年终分配款每人只有200元。

杨青军发现,龙门村地界上的5家焦化厂,由于规模较小,所产生的废弃煤气都白白排掉,不仅污染,还造成浪费。于是筹资800万元,建成村煤气厂,收集5家焦化厂的煤气,向龙门钢铁厂(下简称“龙钢”)供应,每方获取0.177元的纯利润。

建厂之前,杨青军与5家焦化厂协商,由后者将废弃煤气无偿供应给煤气厂5年,作为对龙门村污染的补偿。杨青军则向厂家保证:以后无论发生任何事情,都不会让村民到厂里闹事。

2003年10月之前,与4家工厂的无偿供应协议签订完毕,唯独海燕焦化厂迟迟不签。问及原因,杨青军说:“他们宁愿将煤气排掉,也不愿意把煤气供给煤气厂。”

后来,在龙门钢铁厂和龙门镇领导的多次协调下,海燕焦化厂最终于2006年7月份签订了供应协议。

随着国家“关小建大”政策的执行,龙门村内的4家小型焦化厂纷纷破产或倒闭,只剩下海燕焦化厂一家为煤气厂免费供应煤气。

正是在这样的背景下,王文选说:“村里的钱都来自于我,却成了他的功劳。”

杨青军在接受《中国新闻周刊》记者采访时透露,村煤气厂每年向龙钢供应200多万方煤气,按照每方0.177元的净利润算,每年能为龙门村带来300多万元的利润。“好的年份能达到400万元。”

杨青军当初向村民作出的年终分配款每年递增500元的承诺有了保证。到了2008年,每人分到的这一款项已经达到了3000元。

在2005年村委会主任选举时,杨青军在龙门村的人气已经无人能敌。当时与他竞选的王号斌,最终只得到了18张选票。

杨青军承认,在其余4家焦化厂纷纷倒掉后,龙门村的经济命脉已经捏在王文选的手里。村里的另外两个企业——杨青军在2005年购买的一个货运站台和在2006年与龙钢后勤服务中心联合成立的小轧钢厂,都因种种原因获利不丰。

村民王启善说:“没了王文选的煤气,杨青军拿什么挣钱?挣不来钱,他拿什么兑现自己的承诺?”

在今年的竞选中,杨青军承诺在以后的3年内,年终分配款以5000元为基数,每年递增5000元。3年的分配款总额比王文选的承诺还多出1万元。

“如果不发钱,可能会出事”

但王文选在选举当天向村民派送的一份“大礼”,打了杨青军一个措手不及。

12月9日一大早,王文选的竞选团队挨家挨户送来了一份宣传材料。王文选在书面材料上作出了6项承诺,其中第二条看了后让很多村民心惊肉跳:“如果我当选,第二天将垫资分配3年(年终分配款)两万元。”

在宣传材料的背面,复印了王文选在韩城农行的3张存单,存款的日期标明是选举的前一天12月8日,总额为1300万元。

一位60多岁的老人称,活了一辈子,也没有见过这么大额的存单。“本来谁当选对我都无所谓,这一下就不一样了。”

更多的村民则表示,如果没有这一条承诺和背后的三张存单,他们不会选王文选。一是因为他们对王文选较为生疏,“见了老人都不打招呼”;另一方面,“杨青军的成绩就在那儿摆着呢”。

但在一座座整齐院落的背后,村子里很多人其实都急等着用钱。超市老板李建星今年盖房又娶媳,欠了一屁股债,超市的运转也需要一笔资金。

一位杨姓村民在龙钢上班,每月有1500元左右收入,但妻子在家闲着,一个6岁女儿刚刚上学,每月工资只够基本开销。家里这次得了4万元后,他还了去年盖房的借款,剩下的就留着应付一些“大事情”。

龙门村在上世纪90年代土地被征后,村里600多口人成为失地农民。每家除了有一口人被安排在龙钢上班,每月能带来1000多块钱的收入外,其他收入来源并不多。老人王启善不得不在附近的小厂打些零工,贴补家用。

绝大多数村民在接受采访时承认,如果没有这承诺第二天兑现的2万块钱,王文选不会赢得这次选举。

杨青军则说,如果王文选不从斜刺里杀出这一招,他有信心赢得90%的选票。

获胜的第二天,王文选就拉着村会计王刚坤帮自己发钱。“如果不发钱,可能会出事。”

他还要王刚坤给自己打了两次欠条,第一次只有村会计和出纳的签字,第二次则加盖了村里的财务章,村委委员郭海云也在上面签了字。

杨青军现在还搞不明白,村会计打的这个欠条,到底应该咋定性。“这个钱究竟应该算是谁的钱?如果是龙门村的钱,你一个人就没有权力决定这个事情。应该开会弄清楚这个钱咋借,将来咋还。如果这1300万咱下一个3年能挣回来,咱就借。如果挣不回来,是把龙门村作为债务人,还是把龙门村民作为债务人?让村委在借条上签字,有啥效力?这个村到现在的法人还应该是我(公章和村财务都还没有办理交接),但是我不知道这个事情。”

对王文选在竞选之前拿存单对村民进行承诺这一行为的定性,已经在社会上引发热论。半个月之前,陕西省人大常委会政策研究室相关人员来到龙门村,走访了多位村民。村轧钢厂副厂长郭稳柱说,如果此事没有个说法,他打算到北京上访。

“免费的合同算个啥”

村里的一些人,已经开始对王文选能为龙门村带来的变化充满憧憬。王启善说:“我之所以选王不选杨,是因为王能为大家带来两个馍,而杨只能为大家带来一个馍。”

但也有人怀疑,一个年销售额10多亿企业的董事长,究竟能把多大的精力分给村里。“这可能还得看他参加竞选的动机。”一位村民说。

王文选现在已不再坚持之前一直声称的“要带领大家致富”的说法,而是说自己一直为村里默默奉献,却没有得到应有的回报,杨青军还对他处处使绊。

他说,海燕集团的新电厂原定今年10月份并网发电,要从海燕焦化厂铺设一条煤气管道通往电厂,但在9月份管道铺至村煤气厂时,由于时任村委会主任杨青军的反对,不得不暂时搁置。虽有上级领导从中斡旋,却始终没有进展。

“如果他下一届还是村主任,我这个管道就可能要再搁置3年,而村里面花的仍然是我的钱。”王文选说,按照协议,如果电厂不能按时发电,就要承担违约责任。

杨青军对此却有另外一种说法。他说,自己从来没有阻止海燕集团煤气管道的施工。只是由于煤气安全事关重大,他要求对方先到消防和公安部门办一个“动火证”,再让煤气管道通过煤气厂。杨青军说,海燕的这条管道与村煤气厂的管道相隔不过咫尺,施工时难免使用焊枪,火星四溅,很容易发生危险。

王文选在12月25日向《中国新闻周刊》记者透露说,他打算明年开春把管道铺过去。“现在还不急,我要让大家知道管道为什么停在这儿。”

杨青军一听这话就火冒三丈:“手续不办,就算我现在不是村主任,他也别想过去。现在我还是这个村的党支部书记。”

杨青军透露,煤气管道一事,并非王文选参加竞选的直接原因。在此之前,两人已经因为煤气厂收购一事闹翻了脸。

杨青军说,从今年4月开始,王文选开始向他提出收购煤气厂的要求,杨没有同意,理由是煤气厂是集体的企业,他一个人不能做主。王转而提出承租,也未获批准。

杨青军的心里则另有盘算,他提议将海燕焦化厂的煤气先送到村煤气厂,经过稳压处理后再输送到电厂,煤气厂则从中收取一点处理费。他派出两个村委跟王文选协商,被拒绝。

在多次协商未果后,王文选当着杨青军的面说:“你不卖给我煤气厂,我就回村竞选。”

这一系列与王文选谈判、交涉的过程,时任村支书党浪勇也有参与。

关于王文选收购或承租煤气厂的目的,除了向其电厂供气外,部分村民向《中国新闻周刊》记者透露:海燕集团还计划建一座年产百万吨的焦化厂,到时候剩余的煤气将达几亿方。王文选已与龙钢签订一份口头协议,每年向后者供气两亿立方米。只待买下村里的煤气厂,便与龙钢签订正式的合同。

记者就此致电龙钢集团常务副总杨世礼,未获证实。

此合同如果存在,按照村煤气厂此前与龙钢供应煤气的价格,每年将给海燕集团带来3500万元的纯利润。

但是龙门村与海燕集团签订的协议到2011年7月份才到期,海燕集团还应将剩余的煤气免费向村煤气厂供应两年半。而传言中供应给龙钢的煤气,都应该属于协议中所称“剩余”的范畴。换句话说,如果海燕集团履行协议,这每年3500万元的利润就应归村煤气厂。

杨青军承认,煤气厂早晚还要卖给海燕,但不是现在,因为现在还有协议,后面有巨大的经济利益。“两年半以后或者下一个三年,还是要转让给人家。”

在接受《中国新闻周刊》采访时,王文选仍然否认要购买或承租村煤气厂的说法。他说,这种说法只是一位叫王浩敏的村民的建议。王浩敏曾是一家焦化厂的厂长,与王文选过从甚密,他当时对杨青军说,“现在焦化厂就剩下海燕一家了,人家建电厂,你把煤气站卖给人家也行,租给人家也行,就别瞎叨叨了。人家给你贡献那么多年了,还叨叨个啥?”

王文选否认购买和承租煤气厂的另一个理由,是建一个煤气厂花不了多少钱,“我自己建一个不过几百万元,干吗买他的?”

但在杨青军看来,在龙门村的地界内再建一个煤气厂,不仅与村煤气厂构成竞争关系,还有一个要毁掉2年半免费供气协议的前提,“龙门村村民怎么可能同意?龙门村不同意,你建在哪里?”

“免费的合同算个啥?当初也是为了面子上的事,我说跟你签一个,把没用的(煤气)给你,现在我电厂建成了,你不能不让我发电吧。”王文选说。

破裂的村庄

有村民认为,不管是收购煤气厂未竟,还是煤气管道铺设遇阻,都只是王文选竞选村主任的借口。这一职位的最大价值,在于其地盘上有一个陕西省最大的钢铁企业——龙钢集团。后者在土地租用等方面有求于龙门村,龙门村的掌门人自然就在与对方的对话中握有话语权。

有村民反映,海燕集团的竞争格局今后或将发生变化。龙钢与人合建的更大吨位的炼焦厂已在筹建,建成后是否会影响海燕与龙钢的合作关系尚不得而知。

郭稳柱还向记者透露,龙门地界内的4家焦化厂倒闭后,海燕集团一直有意在这些厂址上扩张地盘,但以上厂家与龙门村的承租协议尚未到期,一个可行的办法是由龙门村委会出面,提前终止与这些企业的协议。

以上这些对王文选不利的分析,大多来自于支持杨青军的村民。而另一拨支持王文选的村民,则对杨青军提出了诸多质疑。

王义坤说,“杨青军是好是坏,现在还不能妄下结论,交账以后才能见分晓。而现在早已过了法律规定的10天的交接期限,账目仍然没交。”

王浩敏怀疑,账目说不定早已被人动了手脚,“该填的早已经填上了”。“或者把资产做成负债,给下一届村委留一个烂摊子”;“他现在要敢说龙门村的资产有2000多万,我就服他”。

杨青军对此作出回应说,交账一事,现在不仅自己做不了主,龙门镇和韩城市都做不了主,只有等陕西省人大的调查结果出来,说不是贿选,才能交账。

有村民担心,这次村委会主任选举可能会把龙门村带入分裂。一位杨姓村民告诉记者,现在他不敢公开透露自己选了杨青军,不然很可能会招来一顿骂,“不要脸,不选人家,还拿人家的钱”。

另一位村民回击:“你要脸?为了钱才选人家!”

作者:韩 永

焦化煤气发电发展论文 篇3:

钢铁行业工序能耗分析及节能发展方向探讨

摘 要:基于钢铁行业各工序平均能耗以及钢铁行业原燃料结构,对钢铁行业焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工序的原燃料结构、能耗特点和节能技术进行了分析,在此基础上对钢铁行业节能发展的重点进行了讨论,并针对炼铁工序焦比、煤气利用率、二次能源回收等重点环节的发展方向进行了探讨,对于钢铁行业的节能降耗有着较大的实际意义。

关键词:钢铁行业 能耗 节能 煤气利用率 回收率

Energy consumption analysis and energy saving direction discussion of iron and steel industry process

WANG Zhiwei

(Intelligent Engineering Department of CISDI Chongqing Information Technology Co., Ltd., Hui Jin Road 11# in Chongqing New North Zone, 401122)

自2000年以来,钢铁行业经过年平均18.5%的粗犷式发展,产能严重过剩,同时环境、能耗、污染等问题突出,严重制约了钢铁行业的发展。目前,钢铁行业已成为我国能源资源消耗和污染排放的重点行业[1],占全国工业总能耗的25%以上[2],节能降耗、提高原燃料利用率和附加值,已成为钢铁行业发展的重中之重。

针对上述情况,该文基于钢铁行业各工序平均能耗以及钢铁行业原燃料结构,对钢铁行业焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工序的原燃料结构、能耗特点和节能技术进行了分析,在此基础上讨论了钢铁行业节能发展的重点,并针对炼铁工序焦比、煤气利用率、二次能源回收等重点环节的发展方向进行了探讨,对于钢铁行业的节能降耗有着较大的实际意义。

1 钢铁行业能耗分析

1.1 钢铁行业原燃料结构

我国钢铁行业以长流程为主,工序包括:烧结、焦化、炼铁(高炉)、炼钢(转炉)、轧钢(热轧、冷轧),主要的原燃料为:铁矿石、洗精煤、无烟煤、动力煤、电力、汽柴油和工业水。其中,洗精煤、无烟煤和动力煤占整体购入能源的90%以上,其能量利用率、余热余能回收率是钢铁行业降低能耗、提高产品附加值的关键。据统计[3]:冶金生产过程中消耗的有效能量仅占28.3%,而转化为余热余能的占71.7%,达到14.34GJ/t.steel,折合490kgce/t.steel。

1.2 鋼铁行业工序能耗

钢铁行业吨钢及各工序行业平均能耗见表1。

从表1可知,铁前(烧结+焦化)和炼铁工序占吨钢能耗超过90%,同时也是原燃料消耗的主要工序,提高铁前和炼铁工序的原燃料利用率、余热、余能回收率是钢铁行业降低能耗的关键。

同时,从1.1可知,原燃料消耗的理论回收能量为490kgce/t.steel,实际回收能量仅为63.4kgce/t.steel,实际回收能量所占比例较小,主要原因包括:1) 钢铁厂副产的高、焦、转混合煤气未充分利用,主要用于煤气发电,发电效率较低(通常30%左右),导致能量利用率低,能耗损失严重;2) 由于低温发电技术尚未得到推广,大量的低温热源未得到回收,导致能耗损失较大;3) 能量回收系统和钢铁行业各工序的作业率、能质等匹配问题,导致能耗的损失。

2 钢铁行业节能发展方向探讨

从上述分析可知,钢铁行业节能降耗的关键在于提高原燃料利用率,以及加大对余热、余能的回收。目前,钢铁行业各工序主要的节能技术如下:

1)烧结工序:

烧结余热回收技术;烧结机厚料层烧结技术。

2)焦化工序:

干熄焦技术、干熄焦发电技术;焦化加热自动控制;焦煤调湿技术;焦煤成型煤技术。

3)炼铁工序:

高炉煤气干法除尘技术;高炉炉顶余压发电技术;热风炉富氧及余热回收技术;高炉富氧喷吹技术。

4)炼钢工序:

转炉煤气湿法回收技术;转炉煤气干法回收技术;蒸汽回收技术;蓄热式燃烧技术。

5)热轧工序:

连铸坯热送热装技术;蓄热燃烧技术;高效隔热材料;加热炉自动燃烧控制;加热炉汽化冷却技术;脉冲烧嘴技术。

6)冷轧工序:

耐火纤维应用;能耗精益化管理;蓄热式燃烧技术。

7)其它:

纯烧高炉煤气燃气轮机发电技术;转炉煤气合成技术。

上述方法主要针对化石能源产生的高温煤气余热、余压的回收,以及提高冶炼强度降低燃料比的富氧和喷吹技术,对于提高煤气利用率的研究较少。近年来,随着钢铁企业对余热、余压回收的重视,以及高炉富氧大喷煤的发展,上述技术进一步发展的空间不大,因此,拓展煤气利用方式,提高煤气利用率,是钢铁行业未来节能发展的重要方向。另一方面,我国钢铁行业以高炉-转炉长流程为主,铁前(烧结+焦化)和炼铁工序占吨钢能耗超过90%,焦化是必不可少的重要环节,因此,铁前和炼铁工序是钢铁行业节能应关注的重点所在。

基于上述情况,目前钢铁行业的节能技术发展方向主要集中在以下几个方面:

1)降低高炉焦比和燃料比

高炉炼铁工序占吨钢能耗近70%,降低高炉焦比和燃料比对节能的效果显而易见。目前主要的研究在提高富氧率、增加喷煤量、采用精矿进料以及高炉专家系统等,以提高冶炼强度、降低燃料比和焦比,全氧高炉、焦炉煤气返吹、高炉煤气脱碳等技术尚处于试验过程中,尚未实现工业化。

2)提高焦炉煤气利用率

焦化工序是钢铁流程的能源转化中心,焦化富产的焦炉煤气是钢铁企业中最好的优质燃气,同时也是折合能耗最高的燃气,约70kgce/t.steel,提高焦炉煤气的利用率对于钢铁行业的节能来说意义重大。焦炉煤气发电是最常用的利用方法,但存在转化效率低,能耗损失严重等缺点,利用焦炉煤气制海绵铁、制天然气、制H2等可以更好的提高焦炉煤气利用率[4],同时可以增加焦化工序的产品附加值,是当前以及未来焦炉煤气利用的发展方向。

3)提高二次能源回收

钢铁行业副产高温煤气、烟气的余热回收是钢铁行业节能降耗的重要方向。目前的研究主要集中在高温煤气、烟气的回收,中、低温煤气、烟气的余热回收尚未得到重视,同时对于回收得到的蒸汽存在大量的高质低用现象,如高压蒸汽经管网减压后送至低压蒸汽用户,等。因此,分阶段(高温、中温、低温)进行余热回收和利用,开发低品质余热余能的高效利用技术,是当前以及未来二次能源回收的发展方向。

3 结语

通过对钢铁行业各工序原燃料结构、能耗特点和节能技术的分析,得到如下結论:

1)铁前、炼铁是钢铁行业原燃料消耗的主要工序,提高铁前和炼铁工序的原燃料利用率、余热、余能回收率是钢铁行业降低能耗的关键。

2)钢铁行业的节能技术的发展方向应重点关注降低高炉焦比和燃料比、提高焦炉煤气利用率、中低温能源的回收和高效利用方式。

参考文献

[1] 国务院办公厅.工业和信息化部关于钢铁工业节能减排的指导意见[Z].2010

[2] 冶金工业规划研究院.钢铁企业要积极应对低碳经济的挑战[J].中国钢铁业, 2010(5):7-18.

[3] 李洪福,苍大强,温燕明.中国钢铁工业节能现状与发展前景分析[J].冶金能源, 2011,30(4):3-7.

[4] 陈凌,张涛,郭敏,等.利用焦炉煤气生产海绵铁的前景分析[J].钢铁研究, 2013,41(5):56-59.

作者:王志伟

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