高炉炼铁节能减排技术的改进研究

摘要：近年来，国内的钢铁生产行业得到了很好的发展，很大程度上是因为其具有更简单的操作流程、更好的经济性能、更大的产量，这些都是促进我国钢铁行业迅速发展的重要因素。目前，我国正积极响应并推动节能减排，绿色环保的有关政策，所以要使高炉炼铁的效率得到充分发挥，必须不断地优化高炉炼铁的工艺。

关键字：高炉炼铁；节能减排技术；改进分析

引言

随着炼铁工艺的飞速发展，高炉的智能化程度越来越高，先进的管理思想也越来越多。本项目拟采用熔盐电解法、悬浮氢还原法、循环流化床微细矿还原法、碳复合聚集体的投料、生物质与废氧化物的利用、旋风转化法等。随着对炼铁工艺的不断研究与发展，以往高炉炼铁的黑箱已经被打破，变得越来越透明。

1.高炉炼铁节能减排技术的应用现状

随着社会和经济的持续发展，在促进钢材产量的同时，也给我们的生活环境带来了严峻的挑战。温室效应加剧了环境污染对人体健康的危害，当前我国正面临着一系列因环境污染而引发的一系列问题。社会的发展离不开钢铁和石油等产品，这些产品的生产也导致大气中的二氧化碳含量越来越高，已经超出了地球所能承受的范围，对人类的生活环境造成了严峻的影响。在当前国家倡导的环保、绿色减排的呼声中，倡导使用环境友好的材料替代有污染的材料，这种生产观念的创新，促进了我国的钢铁生产的平稳发展。一些企业要想迅速推动钢铁行业的兴起与发展，就必须对其进行技术的更新，从而促进其可持续发展，获得更大的经济效益。

根据有关资料，中国钢铁行业的CO2排放量约为世界的10%，这对钢铁行业的发展造成了很大的压力。这些污染物中，94%来自铁矿的污染。所以，有关部门要在钢铁生产产业上持续地创新，进行技术的更新，使用消耗小、污染小的材料，为国家的可持续发展提供有力的保证。第三，高炉炼铁能耗高，某些物料回收利用率不高。从目前的市场情况来看，大规模的工业熔炉将是今后的发展方向。尽管大型高炉会给钢铁企业带来更多的成本，但从长期来看，这种设备排放的废气量要小很多，而且通过改造熔炉，还能减少有害气体的排放，这在钢铁行业中是一个巨大的优势。

2.炼铁过程中的节能技术

2.1.均压放散煤气回收节能技术

在炼铁工艺中，铁矿石和焦炭是由高炉的上部来装的，这个时候，运送铁矿石的炉子是在高温高压下工作的，而铁矿石、焦炭则是在常温常压下才能被放入炉顶。在将混合料倒入鼓风炉之前，称量箱将铁焦混合气体中的压力释放出来。在生产的全过程中，会将高炉煤气排放到大气中，这就造成了诸如一氧化碳等有害气体的增加，并伴随着大量的烟尘和热量的散失。据统计，每次增加一次热损耗可达4000 kJ/m3。为此，本项目拟采用等压排出气体回收新方法，以提高热能利用效率。

2.2.加压热风炉烟道废气处理

当前烟气治理中有两大困难。一方面，高炉氮消耗已逾1500m3/h，而目前的烟气净化系统对氮的净化效率不够高，使反应时的氮消耗大大增加，据统计，实际消耗已达2000m3/h，氮浪费非常严重。另外，为保证喷吹的安全，在增压和喷吹等各阶段均需添加氮，使氮消耗进一步增加。针对该问题，提出一种新型的带压热风炉烟气治理方法，即采用增压法对烟气进行净化，以改善烟气的净化效率。在此基础上，本项目提出了一种新的思路，即通过强化间接还原反应速率、维持较高的风温、提高反应速率、降低反应室氮耗。同时，以烟气为动力，对烟气进行二次利用。

2.3.煤气干法布袋除尘

煤气作为一种二次能量，蕴含着巨大的热量，按照计算，一吨煤气燃烧时，可以释放出150公斤标准煤的热量。为降低高炉炼铁能耗，对高炉煤气进行二次利用。针对烟气中含尘量大的特点，提出采用气体干式袋式除尘技术。首先要对煤气进行净化，把里面的灰尘过滤掉，再把煤气送到热风炉里去。含尘气体进入袋式除尘器后，首先与进风主管道的斜板发生碰撞，使气流发生偏转，流至灰斗，这个时候，袋子里的空气扩散，运行速度减慢，接着，气流中的粉尘粒子在惯性力的影响下，直接掉入袋底，实现了气体的过滤。经试验证明，经布袋除尘后，烟气中粉尘浓度降至6 mg/m3，取得了良好的除尘效果。

2.4.新型旋风除尘阀

近年来，随着各类工艺的不断改进与发展，国内一些钢厂也相继引进了国外的旋流阀。但是，由于不同的生产设备，其炼铁工艺也各不相同，这对冶炼的工作效率和企业的经济效益都有很大的影响。此外，所购置的新型旋风除尘器在初期的投资成本比较高，维护成本也比较高。但是，在不断的革新和引进国外先进设备的基础上，研制出了一种新型的螺旋管式旋风除尘器。经过改造后，含铁量更高，与原有除尘器相比，除尘器直径的间距变小，单位时间内筒体中的热量值较高，从而提高了钢材的产量，此外，通过对设备外形的设计，可以提高设备的使用寿命。

2.5.新型煤气压力调节阀

在高炉炼铁过程中，温度和压力是必不可少的，这就对高炉的各项性能提出了更高的要求，特别是压力阀。过去，高炉压力调节阀通过一条主管道与阀门相连。这样的结构对于鼓风炉顶压力的需求是非常不利的，因此，在安装压力阀调节阀时，还必须配合其他结构。若上述两种设备的安装不能很好地完成，就会在某种程度上影响到减压阀的调整速率，从而导致炉膛压力过低。但是，通过调整压力调节阀，可以使高炉顶压范围更小。对其进行了改造，采用了钟形阀和液压传动阀相结合的方法。通过对高炉进行改造，不仅能达到较好的节能效果，而且还能减少二次检修的可能性。

3.高炉炼铁节能减排技术的改进分析

3.1.改进炉型降低污染气体排放量

高炉自身的机械设备投入费用很高，并且设备的安装程序和步骤也比较繁琐，一些公司为了节省费用，仍然沿用过去的安装和采购标准，这样不仅会造成钢铁生产中的大量消耗，还会对环境和环境造成污染，尤其是对小型高炉来说。为进一步减少过量的能耗、减少污染物的排放，有关企业需对高炉炼铁过程中所使用的机械设备进行升级与改造。比如，可以将能耗高的炉子换成大型的环保炉子，这样不但可以增加单位时间的热能，而且还可以提高熔炼的效率，为企业带来更大的经济效益。

3.2.废弃炉渣的循环再利用

通过对热循环进行处理，实现了节能减排，并对炼铁的流程进行了改进，既可以对高炉炼铁的工作顺序进行优化，又可以使部分燃料的燃烧得到更好的发挥，减少由于有害气体的不充分燃烧而造成的环境污染。在高炉炼铁过程中，热量的释放主要来自炉内的余热和炉渣的余热，炉内的余热温度可高达1000℃，为使其得到充分的利用，减少燃烧物质的使用量，对铁矿进行加热，既可以有效地解决上述能源问题，又可以减少不需要的经济费用。

4.结束语

综上所述，近年来，随着科技的进步，越来越多的技术被运用到了高炉炼铁中，所以，一些炼铁企业必须对现有的工艺和技术进行改革，以实现节能减排。此外，还要求在原有技术基础上进行创新。通过对其进行改进与创新，从而将其对环境的污染降低到最低程度，这既可以保证企业的利益，又可以促进国家的钢铁生产。

参考文献

[1]何达东.高炉炼铁工艺节能减排技术研究[J].山西冶金，2023，46（08）：98-99+115.

[2]崔龙，张梦颖.高炉炼铁工艺节能减排技术探析[J].品牌与标准化，2023，（02）：157-159.

[3]任中盛.高炉炼铁节能减排技术的改进研究[J].冶金管理，2021，（23）：151-152.

作者简介：姓名：刘国 性别：男 出生年月：1988.07.23 民族：汉 籍贯：中国 职称：助工 学历：大专

研究方向：作者单位（含二级学院）：重庆钢铁股份有限公司