苍大强:新“钢铁烧结热过程和装备对超低排放

作者:万搏体育 发布时间:2021-02-15 00:28

  北极星大气网讯:我为大家介绍烧结过程里的热过程和设备对超低排放、节能的影响。节能和环保是分不开的,看看烧结机到底水平怎么样,需不需要改进烧结机。大家都在研究的排放烟气,现在烧结机是鸦片战争时期发明的,中国在民国前就有了第一台,一直到现在100多年还是这样,这个烧的方法和传统燃烧方法不一样,污染物、节能都在这里面,所以必须研究这个行为。空气从上面吸到下面,底下一排排抽风管,风抽了以后,点火层继续往下烧,把粉料变成块料,达到烧结的目的。反烧法从燃烧学上讲,从上面往下烧的,看看烧结机存在的问题是什么呢?我们想的是往下抽风,但事实上现在下面用两排抽风机,把这两侧不断运动旋转过程的部件有很大缝隙,大量的把里面的气体抽进去,还有我们希望从这里面被抽下去,那样效率更高一点,电力不会浪费。这样造成的问题,这一层吸冷风,给整个过程造成很大的影响。

  这里还有一个图,烧结机侧面进来的风量是非常大的,这个我们不要忽视。烧结料层这么厚,从上进风,从下抽风,希望这样进风的,事实上两侧大量的被吸冷风,漏风率多少,这样大量的吸风进来,给烟气带来巨大的影响,这是车间里的冷风,这边是热风,把能级降低了。风作用在这两侧,污染物浓度分布也在变化,温度变化、浓度变化,冲淡了氧化氮、二氧化硫浓度,这些动力的确存在很大问题,我今天要讲的适应、了解烧结机,搞烧结机污染和节能,不了解烧结不行。最后达到的目的去改造烧结机。这个就是现在烧结结束以后,烧结好的料层就是这样,底下是高温的,有的高温、有的低温,有的黑糊糊的,说明烧结层内部燃烧不均匀,由配料开始,底下抽风不是均匀的抽所有地方的风,有些结实的地方没有风进来,利用系数就低,有的地方过烧造成氧化氮极高的排放,一定要注意这个。徐博士提的选择性是很重要的,选择性对每一台烧结机都要定制式设计,设计分段循环,了解这台烧结机每一段每个风管的排放。每个高炉都不一样。所以要了解烧结。

  结论,热过程、装备、深度节能减排目前存在的问题,我们看到的解决末端排放的问题,现在存在的问题还是源头、过程很弱的研究,一直对着烟囱口研究污染治理,对着水排放口研究水的治理,改变这些现状。烧结机还有更大的问题,烧结机整个过程不稳定。操作人员认为很稳定,浓度、适度、污染物排放量都在变化,怎么适应变化也系存在极大的问题,烧结机和发电厂最大差别就是变化大。所以现在对脱硫、脱硝,以及除尘等等存在的问题,波动大就是这个问题。

  技术研究已经到了该做的时候,烧结机特殊的燃烧方式,反烧法跟烧结节能环保污染物带来很大的特点,烧结机设备漏风很厉害,结构设计对节能环保影响很大,国外怎么解决烧结污染?怎么解决这些环保的源头?开发烧结烟气脱硫脱硝技术要懂得烧结工艺、装备、原料,不能脱离烧结层,对烧结变化不了解,怎么抑制,怎么源头控制。污染物治理方法除了末端治理,还有源头、过程。另外还有理论基础、工程基础、装备基础,为什么我碰到那么多氨水、尿素、脱硫剂还是不达标,不稳定,工程装备很多不均匀性,加强基础理论搞创新,我们不能被动服从烧结方式去搞控制。

  另外还要考虑将来,除了现在脱硫脱硝除尘脱白以外还有很多东西等着我们,将来怎么办?

  简单节能减排阶段过去了,历史上最严厉的排放标准和法律出现了,中国改革开放发展40年完成发达国家近300年的完成工业化过程,在座各位一定注意我们身后还留着大量的问题,不是光看前面的辉煌,要看我们身后存在大量的问题,才有创新的机会。环保成本原来是两位数,后来三位数,比例越来越大,将来还会大。

  环保产品脱硫脱硝技术要求,一个要达标,二次污染要少,二次污染不解决就是不彻底,绿色特别强调,开发成本低的,从理论上讲任何污染物都可以找到技术,把它消除到极低的水平,关键看你付出多大的成本,成本低是一种本事,是一种水平,现在效益还算好,将来不好怎么办?这些东西能维持吗?环保新的方法就是三道防线,还有一部分人要研究全新钢铁工艺,烧结工艺,烧结装备。

  现在在国内没有看到一个研究出现在烧结层里研究烧着了,上面点着了往下走,每个位置出来是哪些污染物或者排放物,人家这里出现硫蒸汽出现在某一阶段,最后合成二氧化硫二氧化氮排放等等。不能离开烧结层,总围绕烟气转不行,必须进到烧结层里去。烧结层里透气性不均匀,物料不均匀,烧的不均匀,吸冷风的影响,冲淡浓度,加大烟气量,加大电耗,增加流速等等。还有火焰层温度和停留时间对脱硫脱硝的影响,不知道它是怎么产生的,我们只能从外围找各种办法,稍微好一点就用上。如果癌症知道怎么得的就有特效药,污染物产生也一样,要了解怎么产生的,要知道规律,才知道怎么抑制它。

  电厂的差别不说了,最大就是变化,烟气量不一样,存在的问题,末端治理多,对着烟气研究,环保问题,跟节能结合不够,源头治理和过程不够,技术有,成本偏高,机理研究少,有机硫、无机硫、其他硫化物,燃料型氮、热力型氮、快速型氮。选择性脱硫脱硝少,全烟气的处理多。物理问题研究少,速度场、温度场、浓度场等。那个计算通常是比较理想的条件下,要计算要有用的话,一定要验证,一定把验证结果告诉我,你才能告诉人家这个计算是有用的,可以参考的。工程技术、装备中基础研究不够。

  国外对待脱硫脱硝的做法是什么?取消烧结,不允许烧结,因为污染太重。还有一些国家采取高球团比高炉,能耗都比烧结低于很多,国外大量用高球团比做,中国河北钢铁在做国家项目,60%、70%、80%的球团比都做了。技术好与不好,或者不够好要比较。很多技术可以同时用。

  烧结污染物在粉尘,钢铁工业几个工序,污染物最重的都是烧结,还有一些其他污染物也要注意,市场还是很大的。

  烧结机在不同的风箱里排出来的东西,烟气量、二氧化硫、一氧化氮不一样,采取不同的措施。

  说一下台湾中天钢铁做的研究,源头抑制一氧化氮烧结过程当中,不是脱除,是抑制,不让它产生。烟气里就不用除了,他们用这些方法,找源头,过程看。最后得到了很多结论,不是所有的氮都变成一氧化氮。他做的科学研究非常严谨,基础实验做起,小型实验,工业实验,工业实验成功就用在工业生产。增加了一些东西进去,加尿素,尿素不是喷在烟气里,而是喷在料上,最后验证二氧化硫产生。逐渐扩大实验规模,遵循科研比较科学的研究方法。二氧化硫固化70%,一氧化氮固化20%。我们下一步打算二氧化硫不管,主要抑制一氧化氮,可以达到很高的抑制百分比。脱硫技术比较成熟,不用动它,抑制一氧化氮的排放,减轻最终脱硝设备的负担,如果固华好的话,我们学校跟台湾一起做的,还有河钢做源头减少二氧化硫、一氧化氮办法。中国也在做球团,还没有完全推广,做了一个示范。这里面还是有一个经济的问题。先脱硝还是后脱硝?也有经济的问题。

  环保部最近提了一个问题,烟气量的问题,大家不要光考虑浓度,还要考虑烟气量,污染量是两个层级,下一步环保部开始抓烟气排放量,工业生产排放量很大。下一步环保部抓的重点,深度控制废气量减排的深度控制技术将是方向。这是环保部下一步要抓废气量减排。

  这是日本,烧结矿层内动态研究,每一层污染物、温度分布、均匀性、先进技术等等,最后说一下工程设计,有些单位请我们去看了一下,为什么料加进去,氨喷那么多还是不行,一看设备不均匀性,有些地方烟气直接出去了,氨浪费了。工程上的问题,基础研究也要加强,不是太难,知道流体力学的知识就知道。费了那么多东西,成本增加何必?

  另外说一下钢铁工业走出国际,走向国外的问题,这是两个世纪欧盟预测,第一块能源很紧张,石油、天然气陆陆续续没了,两个世纪之交很有意思的阶段,这边是密闭循环的阶段,炼油不用烧矿石,就是烧废钢,这个叫后炭时期,世界人口达到高峰,世界GDP达到高峰,世界钢铁产量达到高峰,正好离现在100年,钢铁还是有寿命的,走向世界也有很大的市场。世界发展不均匀了。

  这是日本环保投资的变化,60年代到1976年,高投入搞环保,这里高出来几块增加新的环保排放标准,最后就剩这么一点点,大家要抓紧时间,现在正是环保投入的高斜率区。

  中国还不是制造强国,全球制造业的四个梯队,中国在第三梯队。2078年中国才能成为强国,离现在60年以后,中国也还不是钢铁强国。谢谢。

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