高炉炼铁工艺节能减排技术的应用研究

摘要：随着我国目前社会经济不断的飞速发展以及完善，钢铁工业的发展也在迅速提升。而在钢铁工业的迅速发展过程当中，必不可免的对周围的环境会造成一定程度的影响。因此减少目前钢铁工业对于环境所产生的负面影响，也成为了钢铁工业主要注重的一大要素之一。这也就使得各种节能减排的技术在钢铁生产的过程当中得到了广泛的应用以及推广。并且在生产的能耗以及对环境保护的方面也起到了至关重要的作用。而在钢铁工业当中所应用的冶炼工艺里，高炉炼铁工艺相对较为简单，并且其生产能力相对较高，这也就使得高炉炼铁工艺成为了目前钢铁工业当中最经常使用的炼铁工艺。本文通过对目前高炉炼铁工艺节能减排技术的应用优势以及技术进行分析并且提出相应的应用举措，希望为日后的高炉炼铁工艺节能减排技术的发展提供一定帮助。

关键词：高炉炼铁工艺；节能减排技术；应用研究

引言：据最新的统计数据显示，中国的钢铁产量已超过十亿吨，而生铁的产量更是超过八亿吨，这一突出的增长表明，中国的钢铁产业和消费水平正处于世界领先地位。随着当前经济形势的改善，钢铁行业正面临着更加严峻的挑战，其中最关键的是如何有效地控制能源的消费，以满足日益增长的经济需求。而钢铁行业想要在目前的环境下进行稳定的发展，减少能源消耗以及控制生产当中的碳排放量就成为了必不可少的重要基础。因此在目前的社会背景条件之下，钢铁产业不仅要以提升自身的经济效益为目标，同时对于环境的保护以及社会效益也要并行发展。在对高炉炼铁工艺进行创新的过程当中，不断的优化其自身的节能减排效果，才能够获得更加显著的应用成果。

1. 高炉炼铁工艺中的节能减排技术 1.1均压放散煤气回收技术

在炼铁过程中，为了获得最佳的产量，矿石和焦炭必须被添加到炉顶。由于冶炼厂的环境要求较高，因此，这些添加的材料需要被置于较低的温度和压力，

以确保它们能够被充分利用【1】。随着炉料的增加，称重罐会自动释放出这些材料的压力，并将它们安全地投入炉内。随着高炉煤气的降噪除尘，其释放出的有害CO气体的浓度急剧上升，同时还伴随着大量的灰尘。这种工艺所释放的二次能源，每立方米的温度可以达到3000kJ/m3，给钢铁行业带来了巨大的经济损失。为了解决这个问题，我们必须采取措施来回收高炉上部装料过程中产生的高炉煤气。这种气体回收设备既可以处理燃烧排放的废气，也可以将其转化为二次能源。然而，在高炉安装时，由于管道内的气体压力仅为10kPa，因此还会导致大量的气体滞留。通过使用图一所示的负压装置，我们发现，当打开压力补偿泄压阀时，气体的回收率能够提升到95%。此外，该装置还能够提供100%的回收效率。在实际应用中，发现它是一个非常成功的方案。

1.2加压热风炉烟道废气处理技术

随着炼铁高炉的使用，废气的排放量也在增加。然而，由于氮氧化物的浓度较高，一旦出现污染，就可能导致每小时的排放量超过二千立方米【2】。因此，必须采取有效措施来解决这两个问题，以确保空气质量的持续改善。为了确保注入过程的安全，我们在烟煤和无烟煤的注入过程中，大力推行氮气增压技术，以有效地改善氮气的浓度，从而大幅度提升整个注入过程的效率。通过使用节能技术，可以大幅降低热风炉烟囱产生的废气，特别是氮气。这种技术可以提高间接还原反应的速率，保持高炉炼铁的强高风温，并达到节能减排的目的。

1.3煤气干法布袋除尘技术

在使用该技术时，CO含量会显著增加。作为炼铁过程中的一个关键二次能源，高炉煤气的热值大大超过一百八十公斤标准煤的能量，从而实现了节能减排的目的【3】。CO是一种危险的有害物质，因此，在开始使用之前，需要采取一些措施来处理它。首先，需要进行粗除尘，去除原料气中的悬浮物，然后再进行精细除尘，确保气体中的悬浮物含量低于五毫克/立方米。经过净化的高炉煤气可以用来发电，也可以用来替代燃烧。

1. 高炉炼铁中节能减排技术的应用举措

2.1加压热风炉烟道废气作为高炉煤粉喷吹用惰性气体

随着科学技术的发展，高炉热风炉烟气作为一种干燥剂，可以大大减少喷淋系统的O2含量，这种方法在我国已经有了五十多年的使用历史，其优势在于可以确保安全性、节约能源，而且随着炼铁过程的不断提升，氮气的使用也越来越多，但由于氮气资源和压缩氮气的能力受限，使得高炉用氮气与喷煤用氮气之间的比例失去了平衡，这也给环境造成了一定的影响【4】。无法与使用氮气的高炉相比。

高炉用氮量不断增加，需要用氮气的场所有十几个。只有没有材料罩的烘箱上部使用N2。原设计为500~800立方米每小时，现在为2500立方米

上述高炉氮气实际使用量超过2000立方米每小时。在所有物料都充入半洁净气体的情况下，高炉氮气消耗量可达5000立方米每小时。高炉喷煤用煤粉主要为烟煤和无烟煤混喷，为确保安全，氮气主要用于罐组增压、浇注、喷吹和二次供气喷吹，且多为稀相喷吹确实可以做密相注入，所以氮气消耗量也高。

通过改变热风炉烟道的排放方式，我们可以利用它来生产喷吹煤粉的惰性气体。这种气体由两种不同的成分组成。

2.2高炉煤气干法除尘系统煤气回收引气时的温度掌控

随着高炉的大修和新的投产，湿式煤气回收系统的运行需要满足以下条件：高炉点火后，所有送风口都必须被点燃，经过严格的检测，方可将上层的煤气进行并网。然而，近年来，许多企业开始使用干袋法来进行气体回收，但这种方法的前提是，必须将上层的空气温度控制在100~250之间，以确保集尘袋中的粉尘不会被吸入【5】。为了确保安全，设定了低温和高温极限，以避免结露和火灾的发生。然而，由于新建的高炉炉顶煤气温度变化较快，通常会超过十五个小时，特别是当湿料被投入生产时，这种情况会持续很久，甚至可能达二十多个小时。这样的情况会导致大量的高炉煤气被排放到空气中，不仅会造成资源的浪费，还会对环境造成严重的污染，每小时都会有数十万种有毒的高炉煤气被释放出来，对人类健康构成威胁。通过将所有的送风口点燃，将料柱内的游离氧彻底消耗，我们就能够安全地回收气体，而无需担心会出现结袋或粘袋的情况。这里有个误区：有的气袋除尘系统操作规程要求炉膛温度上限能恢复到100-250，有的甚至把下限温度提高到120。首次开发应用没有足够的理论基础，值得探讨，不应照

搬。有时规则是错误的。袋子结露挂蜡的充要条件是气体中水蒸气的浓度和温度同时满足结露的条件，没有条件，就不会凝结。

结语

综上所述，随着环境保护以及节能减排的理念越来越被重视，高炉炼铁工艺节能减排的应用也越来越广泛，只有对目前的技术不断进行完善以及创新，并注重新工艺的使用，才能够提升目前高炉炼铁的生产效率同时，对环境进行保护，进而使我国的钢铁行业实现可持续发展。

参考文献

[1]张继军.高炉炼铁工艺节能减排技术探讨[J].冶金与材料,2022,42(05):106-107.

[2]邹永啟.关于高炉炼铁工艺节能减排技术分析[J].中国金属通报,2022(07):10-12.

[3]汪克,李继锋,李强.高炉炼铁工艺节能减排技术探究[J].山西冶金,2022,45(02):121-122+128.2022.02.046.

[4]任小告.关于高炉炼铁工艺节能减排技术的研究[J].冶金管理,2021(19):182-183.

[5]张广杰.高炉炼铁工艺节能减排新技术[J].冶金管理,2020(11):213.