鐵合金行業節能減排技術的應用

摘? ? 要：介紹了鐵合金行業面臨的一些問題以及節能減排的概念，分析了該行業生產過程中污染物的排放及能源的浪費問題，找出污染源和高耗能重點部位，并針對這些重點目標，合理應用了有效的煙氣余熱發電、電爐煤氣代煤粉燃燒、變頻技術、廢渣生產礦渣棉、布袋除塵、廢水凈化等節能減排技術，以降低企業能源消耗和減少污染物的排放，為實現綠色鐵合金行業具有較大的指導意義。

關鍵詞：鐵合金;電爐;節能減排;余熱利用

1? 引言

節能減排一般是指節約能源的消耗，以很少的能源生產出一樣多數量的產品或產值，或以同樣數量的能源生產出更多的產品或產值，最大限度的減少和避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生與排放。

鐵合金是耗能較高、污染較為嚴重的行業。隨著社會經濟的發展，人類對生存環境的要求日益提高，對鐵合金行業提出了越來越嚴格的資源、能源與環保要求，生態環境和能源問題已成為影響鐵合金工業發展的根本性問題。因此，對于鐵合金行業來說開展節能減排是實現全面、協調可持續發展的有效途徑。

2? 能耗的情況及污染物的排放

鐵合金是耗能大戶，生產過程中需要消耗各種能源，主要有煤、油、電、焦碳、工業水等。因此，減少能源消耗，可以提高鐵合金的競爭力， 這對鐵合金的發展具有重要意義。

鐵合金生產過程中產生污染物，主要有廢水、廢氣、廢渣和粉塵。廢渣有鉻渣、硅錳渣和中錳渣等。廢氣是指比較細的煙塵。廢水有煤氣洗滌水、沖渣水和含金屬水等，如果這些廢水直排，造成了環境的污染。

3? 鐵合金的節能減排技術及其應用

3.1? 高溫煙氣余熱利用

回轉窯窯尾煙氣余熱利用途徑較多，常用的有預熱空氣或燃料、余熱發電等。余熱發電技術是把高溫煙氣作為余熱鍋爐的熱源，生產過熱蒸汽，然后進入汽輪機做功，最后完成發電。其優點在于完全利用廢氣余熱，無外加熱源，生產成本低廉。

某公司回轉窯生產線窯尾廠房沉降室出口廢氣量約為65000Nm3/h，廢氣溫度為600℃左右，余熱熱量約為4.8×107kJ/h，此部分高溫煙氣需加入冷空氣冷卻后，經過除塵器除塵，然后經過煙囪后排放到大氣中，其高溫煙氣的熱量白白浪費。公司根據煙氣量大、連續、熱量高等特點，決定利用窯尾煙氣進行余熱發電，建設余熱電站，充分利用焙燒過程中產生的廢氣余熱，使廢氣余熱轉換成電能，以降低生產成本，減輕電網供電壓力，創造良好的經濟效益和社會效益。為了充分利用余熱，余熱電站根據生產線排放的廢熱參數采用兩爐兩機配置發電，每條線窯尾設置一臺技術先進的余熱鍋爐和一臺3兆瓦快裝凝汽式汽輪發電機組。采用DCS控制系統，達到高效、節能、穩定、優化控制的目的，降低生產成本。本項目提高了整體熱利用率，每年增加發電量約1800萬千瓦時，每年節約標煤約1.5萬噸，同時也減輕了對周圍環境的熱污染，達到了節能、降耗、增效之目的，一舉兩得。

3.2? 電爐煤氣代煤粉燃燒

鐵合金硅錳電爐生產冶煉時，產生了大量的電爐煤氣，經過煙氣分析，可知它主要由H2、CH4和CO等可燃氣體組成，其中CO含量一般高達約57%，熱值達7000kJ/Nm3以上，屬于一種優質的氣體燃料，完全具備可回收價值。

某公司積極采取有效措施，對電爐煤氣進行回收利用，主要利用途徑有煤粉鍋爐摻燒煤氣和回轉窯煤氣代煤粉。回收利用的主要工藝是對電爐煤氣采取凈化回收，然后把凈化后的電爐煤氣送往熱電廠、實現煤粉鍋爐摻燒煤氣;送往焙燒回轉窯、燒結車間，實現煤氣代煤粉，其煤氣回收凈化及輸送工藝流程如圖1所示。經過計算，年可回收利用煤氣9500多萬立方米，折合標煤約為3萬噸標準煤，這樣不但可以降低原煤的能源消耗，而且也減少了環境污染。

3.3? 無功補償及電壓優化技術

主要特點如下：（1）電容器的過零投切;（2）使用無載調容和調抗切換開關，自動地對電容器和串聯電抗器進行同步調容調抗。

它很好的解決了運行可靠性不高、優化性能不好、運行不經濟的狀況。某公司在高壓無功補償電容器上安裝SVQC型和TBBK型變電站無功補償與電壓優化裝置后，公司每年可節省電量600多萬千瓦時。

3.4? 變頻技術

變頻調速技術非常成熟，得到了快速發展和廣泛的應用，是一種節電的較好方法。鐵合金工業有些用電設備功率大，而且經常處于變負荷的狀況下運行，因此出現了許多設備用電量大、壽命短、燒毀電機的現象。某鐵合金公司針對負載變化的用電設備集塵風機、電機、水泵等裝置安裝變頻節能裝置后，每年節省用電約180多萬千瓦時。經過長期運行發現，采用變頻調速裝置是節電的較好方法，特別適用于負載變化的用電設備，而且在實際生產中比較實用，它的投資相對較小，節能效果卻很顯著。

3.5? 三廢的處理和利用

（1）廢渣的處理和利用。①電爐還原廢渣回收錳。冶金焦作還原劑，將碳素錳鐵渣粒化，在電爐內進行再還原。②用廢渣煉制硅錳合金。金屬錳渣在電爐中與碳作用，還原并生成含磷較低的碳素錳鐵或硅錳合金。③用廢渣生產礦渣棉。利用錳硅合金爐渣、中錳搖后液態渣直接吹成礦渣棉，即可降低費用，又可節約電能。

（2）廢氣的處理和利用。鐵合金電爐煙塵的治理主要集中在兩種高效除塵技術上：布袋除塵和文丘里除塵。

（3）廢水的處理和利用。在鐵合金生產過程中產生的廢水直接排放會污染環境。因此，廢水可以凈化，不僅可以保護環境，還可以重復利用。廢水利用的主要方法可以是閉環系統。

某鐵合金公司煤氣洗滌過程中產生大量的廢水，他們在廢水中加入堿和絮凝劑后，廢水中絮凝物沉降于沉降池底部，上層清水和污泥壓濾出來的清水直接返回到儲水池中，然后繼續進行利用，回收了沉淀物中的有用物質，也降低了環境污染。

4? 結語

綜上所述，節能減排貫穿于鐵合金生產的全過程及產品的整個生命周期，從能源開發到最終利用，應該著手從源頭削減污染，進行技術上可行，經濟合理，社會可接受和環境允許的措施，目的是消耗最少的能源，不斷降低污染，提高企業的競爭力，實現企業節能減排、降耗增效的目的，達到經濟效益和環境效益的有效統一。

參考文獻：

[1] 齊紅衛，姚明寬.企業清潔生產審核指南[M].北京：中國檢察出版社，2000.

[2] 顧崇孝.淺議冶金煙氣的余熱利用[J].有色金屬設計，1999（1）：32～35.

基金項目：

遼寧石化職業技術學院2019年度學院課題（LSHYJ1902）。

作者簡介：

宋黨偉（1984—）男，遼寧省錦州市，碩士，講師，研究方向：節能技術和電廠熱能動力裝置。