低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)構(gòu)架

楊濤

摘要：作為高排放、高污染的鋼鐵冶金行業(yè)成為綠色發(fā)展的重點改革對象，優(yōu)質(zhì)的節(jié)能減排工作能夠幫助實現(xiàn)全球溫升目標。未來發(fā)展要在發(fā)展經(jīng)濟的同時加強環(huán)境治理，新形勢下傳統(tǒng)鋼鐵行業(yè)進入瓶頸，為保證鋼鐵行業(yè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，支撐經(jīng)濟，本文將從實際充分，明確低碳減排在鋼鐵行業(yè)的意義，探尋現(xiàn)階段綠色鋼鐵冶金技術(shù)存在的問題以及發(fā)展困境，提出優(yōu)質(zhì)低碳減排優(yōu)化方案，為鋼鐵冶金企業(yè)提供參考，幫輔鋼鐵行業(yè)解決排放問題，促進鋼鐵企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：低碳減排;鋼鐵冶金技術(shù);鋼鐵行業(yè)

受到工業(yè)化發(fā)展、人口增長等多方面因素影響，全球生態(tài)環(huán)境日益惡化，各國政府意識到環(huán)境污染嚴重性，開始提出具有建設意義的綠色節(jié)能發(fā)展方案，我國政府表明了要在2060年前實現(xiàn)碳中和目標的決心。傳統(tǒng)冶金行業(yè)以高爐流程作為關(guān)鍵工作，所用原料以燒結(jié)礦、焦炭為主，但燒結(jié)和煉焦的過程會對環(huán)境造成污染，劣質(zhì)焦炭難以滿足煉焦工序，而優(yōu)質(zhì)焦炭資源匱乏。在冶金工作中應用化石燃料會產(chǎn)生大量的二氧化碳、一氧化碳以及其他附屬物質(zhì)，將嚴重造成環(huán)境污染，如何改善我國以高爐流程為主的生產(chǎn)是各鋼鐵企業(yè)重點關(guān)注的問題，我國未來改革目標主要以高爐流程節(jié)能減排、綠色發(fā)展為工作方向。

一、應用低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)的重要性

我國地理環(huán)境特殊，地質(zhì)條件優(yōu)越，各類資源豐富，鋼鐵資源充足，可以稱之為鋼鐵生產(chǎn)大國，隨著經(jīng)濟發(fā)展，鋼鐵材料市場需求量不斷增大，未來發(fā)展必須正視鋼鐵生產(chǎn)中的環(huán)境污染問題。鋼鐵冶煉行業(yè)具有耗能高、污染嚴重、排放超標等特點，是影響環(huán)境平衡的重要因素，是引起酸雨、霧霾等嚴重環(huán)境污染問題的元兇，降低居民日常生活品質(zhì)。作為發(fā)展中國家，我國第二產(chǎn)業(yè)仍處于主導地位，二氧化碳排放量明顯提升。隨著時代發(fā)展，我國逐漸意識到生態(tài)治理重要性，但綠色低碳的鋼鐵冶金行業(yè)發(fā)展任重而道遠。未來發(fā)展要培養(yǎng)各企業(yè)、居民低碳意識，積極引入新型科學技術(shù)，建立新型產(chǎn)業(yè)模式，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)高污染冶金工藝，要持續(xù)走“低能耗、低污染、低排放”的可持續(xù)發(fā)展道路。

二、現(xiàn)階段我國鋼鐵冶金技術(shù)存在的問題及低碳減排推廣阻礙

1. 現(xiàn)階段我國鋼鐵冶金技術(shù)落后、設備差，很難達到控制污染的目的。鋼鐵生產(chǎn)過程中“三高”問題嚴重，鋼鐵行業(yè)屬于資源、能源密集型行業(yè)。鋼鐵冶煉過程需要大量化石燃料燃燒供給供能，此時煤炭消耗量非常大，并且會產(chǎn)生廢氣。數(shù)據(jù)研究表明，利用高爐工藝完成1噸鋼鐵冶煉，會產(chǎn)生大量的二氧化碳以及工業(yè)廢水、廢氣及廢渣，嚴重影響環(huán)境問題，威脅人類身體健康、污染環(huán)境。

2. 部分企業(yè)受到傳統(tǒng)觀念或思想以及自身競爭力影響，缺乏改革積極型。受地區(qū)影響使得鋼鐵企業(yè)實力和規(guī)模存在差異，影響低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)落實到實際鋼鐵生產(chǎn)中，大多數(shù)鋼鐵企業(yè)依舊保持原有生產(chǎn)模式，主要體現(xiàn)在流程繁瑣，要求各項環(huán)節(jié)具有連續(xù)性。

3. 部分地區(qū)政府存在“缺位”和“越位”行為，使得低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)缺乏推廣動力，現(xiàn)階段我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)依舊采用計劃生產(chǎn)模式，由于鋼鐵企業(yè)性質(zhì)特殊，不利于在激烈的市場競爭中發(fā)展，雖然政府頒布了相應政策扶持，但依舊解決不了實質(zhì)性問題，一旦產(chǎn)能過剩就會造成嚴重的資源浪費。部分政府管理缺乏科學性，使得鋼鐵產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)發(fā)展難的問題，也存在著能管而不嚴管的問題，使得地區(qū)政府更注重經(jīng)濟發(fā)展，而忽視環(huán)境保護問題。

三、推動低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)的方法及措施

（一）完善相關(guān)環(huán)境保護制度

各級政府應積極健全當?shù)丨h(huán)境保護政策，健全環(huán)保立法，積極發(fā)揮法律效用。為提升環(huán)境質(zhì)量，政府統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，加大監(jiān)督管理力度，結(jié)合情況實行懲處政策。例如《大氣污染防治法》中明確規(guī)定，未建立污染治理方案的項目，要想發(fā)揮其作用或者沒有投入使用，有關(guān)環(huán)境保護行政主管部門有權(quán)暫停其生產(chǎn)或使用，要求整改，并處于相應數(shù)額的罰金。雖然我國已經(jīng)有了較為健全的管理制度，且懲罰力度較大，但部分鋼鐵冶煉業(yè)依舊存在防污染方案不明確、屢禁不止的問題發(fā)生，部分企業(yè)思想固化，單純的認為通過繳納罰金就可以隨意的制造污染，這種行為嚴重影響了環(huán)境治理的實效性。

（二）融合新型創(chuàng)新技術(shù)

鋼鐵冶煉企業(yè)發(fā)展要不斷融入新型技術(shù)或設備、積極引入優(yōu)質(zhì)人才，大力推廣低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)，通過科學技術(shù)手段有效解決高能耗、高污染、高排放的問題，降低鋼鐵材料的投入資金，進而達到節(jié)約資源、降低污染物排放的目的。傳統(tǒng)煉鋼生產(chǎn)流程復雜，包括了煉鋼回硫、低碳脫磷以及鋁脫氧等流程，這些流程一旦發(fā)生偏差就會造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、高能耗、高投入、高污染物排放等問題，現(xiàn)在鋼鐵冶金企業(yè)常應用干熄焦技術(shù)和高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術(shù)達到低碳減排目的。所謂的干熄焦技術(shù)是指將燃燒后產(chǎn)生的廢氣在干熄爐中，與灼熱紅焦充分反應性，廢氣吸收一定熱量后，將熱量帶入干熄焦鍋爐中，形成蒸汽，這樣不斷循環(huán)能夠提高鋼鐵冶金效果，除此之外，還能循環(huán)利用有害氣體，有效控制了酸性氣體和二氧化碳的排放，防止酸雨與溫室效應等環(huán)境問題發(fā)生。通過該項技術(shù)能夠提高資源利用率，深入貫徹低碳環(huán)保理念。而高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術(shù)完成高壓爐頂鋼鐵冶金工作原理主要是利用具有化學能和物理能的高爐煤廢氣，搭配特殊發(fā)電裝置，完成煤廢氣的能量轉(zhuǎn)換，驅(qū)使發(fā)電機發(fā)電，這方法對設備要求較高，需要投入當量資金。

（三）采用以氫代焦，大力發(fā)展低碳高爐煉鐵技術(shù)

應用該方法要深入挖掘鋼鐵冶煉企業(yè)自身潛質(zhì)，利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氫廢氣獲取純凈的氫，利用合理手段將適量的氫送入高爐。部分企業(yè)在煉焦過程中產(chǎn)生的焦爐煤氣中存在氫雜質(zhì)，可以充當燃料或利用其發(fā)電。從能量角度分析，如果將產(chǎn)生的氫作為新型能源，參與高爐內(nèi)物質(zhì)的還原反應，可以有效降低環(huán)境污染及碳元素排放。現(xiàn)階段大多數(shù)鋼鐵行業(yè)緊抓這一特征開展自主研究，一些未采用焦爐煤氣發(fā)電的企業(yè)或產(chǎn)線，需要緊密結(jié)合實際，順應時代潮流，積極開展焦爐煤氣重整、噴吹以及爐頂煤氣循環(huán)等工藝，合理利用煤氣中的廢氣氫。經(jīng)過反復研究、對比發(fā)現(xiàn)，其他具有豐富可再生資源或鄰近可靠提供氫的化工群體，也要積極運用以氫代煤、以氫代焦等技術(shù)。

除此之外，復合鐵焦技術(shù)也能達到低碳減排效果，具有較大的應用空間和發(fā)展?jié)摿Γ覈F(xiàn)階段已經(jīng)有部分企業(yè)開始籌備鐵焦計劃，一旦計劃成功，能夠迅速推廣，發(fā)揮其應用價值。部分需要搬遷的冶金廠可以考慮在搬遷后完成改造工作，發(fā)揮鐵焦生產(chǎn)和高爐的效用，這種方法在一定程度上可以減少投資力度和經(jīng)濟負擔，降低相關(guān)經(jīng)費支出，提升研發(fā)速度。

結(jié)束語：

綜上所述，作為發(fā)展中國家，我國經(jīng)濟實力、技術(shù)研發(fā)等能力有待提高，但不能在提升過程中損毀生存環(huán)境。為減緩全球環(huán)境惡化，務必開展有效的環(huán)境治理活動，加強生態(tài)文明建設，具有“三高”性質(zhì)的鋼鐵冶金行業(yè)，在未來發(fā)展中必須堅持“低碳生產(chǎn)”原則，要深入了解制度、人才以及技術(shù)上的漏洞，尋求突破口，積極改革，建立綠色改革舉措，提升企業(yè)核心競爭力，積極落實激勵制度，給予科研成果突出的人員獎勵。國家應健全管理制度，給予部分企業(yè)技術(shù)或經(jīng)濟支持，促進鋼鐵行業(yè)落實綠色鋼鐵冶金技術(shù)。

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