烧结工序节能降耗的技术措施

烧结工序节能降耗的技术措施

王晓辉

山东省泰安市肥城市石横特钢集团有限公司 山东省泰安市 271612

摘要：烧结工序是钢铁行业中仅次于高炉炼铁的能耗大户，能耗占钢铁生产总能耗的10%左右;同时，烧结也是目前钢铁生产过程中烟气污染最严重的工序，其污染物排放量占比近40%。因此，烧结工序节能减排潜力巨大。为了更好地实现烧结工序的节能减排，本文重点介绍了烧结烟气的排放特点和烧结余热的利用现状，综述了厚料层烧结、烧结烟气循环、烧结矿余热高效回收利用等技术的优缺点，以期为现有烧结工序的节能改造提供依据。

关键词：烧结工序；节能降耗；技术措施

前言

钢铁行业是国民经济的重要基础产业，是重要的原材料工业，也是中国高耗能、高碳排放量的行业之一。中国钢铁行业能耗约占全国总能耗的13%左右，碳排放量占全国碳排放总量的15%左右，是31个制造业门类中能耗量及碳排放量最大的行业。以煤、焦粉为主的高炉、转炉长流程工艺结构在中国钢铁工业发展中长期占主导地位，转炉钢产量约占粗钢产量的80%。而长流程钢铁工艺中，通常采用酸性球团矿和高碱度烧结矿合理搭配，以烧结矿为主，作为高炉炼铁的原料。因此烧结工序是整个钢铁生产流程中重要的一环。烧结工序的物料处理量在钢铁企业中仅次于炼铁，其能耗、碳排放量约占钢铁生产总能耗的10%～15%。研究烧结过程节能、降碳措施有利于提高能源、资源利用效率，降低二氧化碳排放，促进钢铁行业实现生态化转型和绿色发展。

1烧结工艺碳素流、能量流分析

烧结烟气具有排放量大、参数波动大及组成复杂的特点。一吨烧结矿的烟气量高达4000～6000Nm3，烟气温度为80～180℃，O2体积分数为14%～18%，H2O体积分数为8%～13%，SO2质量浓度为400～5000mg/Nm3，NOx质量浓度为200～400mg/Nm3，CO体积分数为1%左右，CO2体积分数为7%左右，还含有氟化物和二噁英等多种污染物。

1.1烧结工艺主要功能

烧结的生产过程是把精矿粉、燃料(焦粉、无烟煤)和熔剂(石灰石、白云石、生石灰)按一定比例配料混匀后，在烧结机上点火燃烧，利用燃料和铁氧化物氧化反应放出热量，使混合料局部熔化，并将散粒颗粒黏结成块状烧结矿，作为炼铁原料。烧结工艺主要功能：烧结工艺过程是将粉状含铁原料与化石燃料混合，用煤气点燃燃烧产生高温继而发生一系列物理化学反应，生成一定数量的液相，将粉状含铁原料黏结成多孔块状的烧结矿。在此过程中可去除结晶水、硫等有害杂质；生产具有高强度、高品位、合理碱度、优良冶金性能的烧结矿是高炉降低能源消耗的基础。通过烧结混料回收钢铁联合企业的含铁固废，形成含铁物料的有效循环，提高资源利用率；原燃料中的硫大部分在烧结的高温及氧化性气氛下，发生分解和氧化反应，最终以气态二氧化硫的形式被脱除。

1.2烧结能量流、碳素流

烧结工艺是铁素流在碳素流的作用下发生的物理、化学变化，造成矿物形态改变的过程。从烧结的碳素流、能量流中可以准确地找到烧结的节能降耗和降低碳排放的关键点。

2烧结工序先进节能技术的应用

在现在烧结工序中有效的节能应用是降低固体燃耗。这种技术的应用是因为固体燃料的消耗在烧结工序中的能耗比例非常的高。所以想要降低烧结工序的能耗比例，就需要降低固体燃耗。根据实际操作中的固体燃料的燃耗因素影响，具体的措施可以从强化混合料制粒，控制燃料颗粒分布，预热混合料以及回收各种含碳废料等材料作为烧结工序的固体燃料来进行燃烧，能够有促进催化助燃的作用。在降低固体燃耗的节能技术方面，厚料层烧结技术是现在国内钢铁企业普遍运用的一种技术。目前来说，我国各个烧结厂料层的厚度普遍超过了800mm。一些磁铁厂等等企业运用的烧结材料大概是500~800mm的厚度。通过这中延长混合制粒的时间，可以有效的减少烧结工序的能源消耗。另一方面，预热混合料的技术也通过不断的开发进步得到了行业内的一致认可。在具有使用这种技术的烧结厂也已经得到了普遍的运用，回收冶金厂的各种废铁含碳废料也在各个烧结厂内得到了运用。通过降低电力消耗也是一种有效的节能技术。降低电力消耗主要指的是降低烧结设备的漏风率。降低漏风率可以有效的降低烧结工序中的能源消耗。目前来说，各个烧结企业都在努力的降低烧结机系统中各个漏风区域的漏风率。近些年来，开发的有效降低漏风率的技术中，柔性密封技术是应用的最为广泛的一个技术。它代替了老式的密封技术。但是因为其开发成本高，制作过程复杂，所以仅仅是用于中小型的烧结设备中，在大型的烧结设备中基本得不到应用另一方面，烧结机的扩容技术可以游侠的降低漏风率。这种技术的应用需对烧结设备进行整体的改造，但因为涉及到烧结厂的整体产量，且也受烧结厂场地大小的影响，在实际的使用情况中，只有那些需要扩建的烧结厂的企业才是好的方法，否则对于一些中小型的烧结厂来说，有些耗时耗力，还不能得到太好的效果。一些钢铁企业在通过扩容之后设计增加了烧结的面积，降低了抽风系统的阻力和电力，得到了好的效果。这种就是通过扩容来达到了理想的节能降耗的目的。还有一种降低能耗的方法是通过降低点火燃耗来进行节能。这种方法是需要烧结厂采用先进的双斜带式，线性多孔喷嘴点火器，线型组合式喷嘴点火器、多缝式烧嘴点火器等等方式来进行烧结工序的点火，从而降低点火燃耗带来的消耗。目前来说，预热助燃空气是烧结厂在进行余热的回收时候可以展开的具体的节能措施。但是使用这项技术来开展点火工作的冶金厂没有很多，这项技术的难点在于废热的温度过高，可能会造成烧结设备的损坏，普及率不是很高。研究认为，虽然低温点火在理论上是可行的，但是在实际操作的过程中会因为温度和传输温度等因素影响下无法做到低温点点火。这样来说，低温点火的技术还需要进一步的发展，但是微负压点或技术在业界已经是得到了普遍的认可。烧结节能的应用还有一种方法是利用余热来进行节能降耗。这种方式是通过回收利用烧结烟气冷却机废气余热回收再进行烧结主排烟气余热回收利用。这种在冷却机废气的余热回收是将点火器和保温炉燃烧完的废气进行利用。但是因为其实践效率比较低，对于回收设备的要求以及工艺方面的要求也比较高，所以在实际的运用中不是普遍运用，无法成为主流的节能技术。但是余热生产热水。蒸汽以及发电方面的应用以及普及。此外，提高自动化的控制水平也是目前来说在不断研究的一种方法。自动哈呼控制系统的应用是实现烧结设备生产中的控制和实时监控。因为烧结工序过程很长，所以如果有良好的自动化系统可以有效的帮助整个烧结工序的节能降耗。良好的自动化控制设备也可以提升整个烧结工序中的使用率，使各种能源使用精细化、有效控制设备的运行参数、还可以在一定程度上减少烧结设备的故障率。使烧结工作做到真正的节能降耗。

结束语

总之，在钢铁企业中烧结工序的能耗占比是非常大的，所以降低烧结工序的能耗是现在必须要做的事情，通过降低点火燃料，提高自动化系统的控制能力以及利用余热来进行回收能耗，都是可以有有效降低烧结工作中能源消耗的办法。通过这些节能的方法希望烧结工作可以更快地发展。

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