钢铁企业系统节能减排过程集成研究进展

论述了过程集成方法在过程工业领域的应用及研究进展。指出钢铁工业是典型的过程工业系统,根据其能源消耗、污染物排放的特点,以生产工序、生产流程和联合企业为研究对象,依据能量流、物质流和污染流输入输出关系构建了钢铁生产过程集成模型,并分析了影响钢铁工业节能减排的因素。结果表明通过过程集成可以实现钢铁工业系统节能减排,同时优化钢铁生产流程的物质流和能量流结构,进一步分析提高能源效率,降低CO2等污染物排放的潜力、途径和技术措施。     

行业间生态链接协同减排模式与节能效果分析

随着钢铁企业节能环保工作深入推进,钢铁生产流程自身节能减排的潜力已十分有限。而且随着环保要求越来越严格,钢铁企业环保成本压力也越来越大,因此钢铁生产流程排放物资源化、高值化利用的多联产过程协同减排研究越来越受到重视。以钢铁生产流程为核心,以其过程排放物——渣、副产煤气及环保副产物的高值化利用为切入点,构建典型的钢铁-化产-建材多联产过程,分析多联产过程的节能减排效果,为钢铁企业节能减排提供新思路。     

典型钢铁制造流程碳排放及碳中和实施路径

高炉-转炉钢铁生产流程是典型的钢铁制造流程，也是典型的铁-煤化工过程，能耗高、碳排放量大，是中国钢铁行业实现碳中和目标的重点领域。2020年，由该流程生产的钢产量占全国粗钢产量的90%以上，是钢铁行业重要的CO₂排放源，因此，以典型高炉-转炉钢铁流程为主的企业碳排放计算和碳中和路径研究引起重视。目前国内外有多种针对钢铁企业碳排放的计算方法，但不同CO₂计算边界和方法对企业CO₂排放结果差异较大，影响因素也不同。剖析了钢铁生产流程的碳排放特征，以典型高炉-转炉制造流程为例，从系统边界、碳排放核算方法以及影响因素等角度全方位分析了钢铁制造流程碳排放，核算了不同方法下390万t和550万t钢铁企业的碳排放量，并对比了不同核算方法的差异性。结果表明，A企业和B企业铁前工序的CO₂排放占总碳排放的比例分别为60.99%和54.12%,减少钢铁制造流程CO₂排放应优先考虑焦化、烧结和炼铁工序；影响钢铁制造流程减排的因素主要包括化石燃料的消耗、能源的回收率、自发电的比例和碳排放因子的选取，其...     

关于“十二五”钢铁行业关键共性技术的思考

＂十二五＂中国钢铁行业要重点突出结构优化和节能减排。为此,新一代可循环钢铁流程工艺技术等6项行业关键共性技术应重点加以完善、优化和推广,铁矿石深部开采运输工艺、装备、材料与经济分析等5项关键共性技术的研发及产业化也必须加以关注。抓好关键共性技术必将对钢铁行业科技进步产生重大的推动作用。     

中国钢铁工业流程结构、能耗和排放长期情景预测

为了准确预报我国钢铁工业未来生产结构、能耗和排放情况,构建了钢铁生产、加工、消费、折旧的全生命周期模型和基于人均钢铁存储量的产量预测模型,结合工序能耗和排放特征,针对基准、折旧寿命延长、废钢回收率提升、能源效率提高及综合等五种情景进行了情景预测.中国钢铁产量、能耗和排放会历经一个峰值后下降,电炉短流程会逐渐替代高炉长流程成为主流.流程结构转变是未来中国钢铁行业节能减排的关键"红利",而节能技术的作用在后期越发凸显.中国钢铁行业要达到2050年减排一半的目标,需结合综合情景实施生产结构调整、废钢回收、节能减排技术推广等相应措施.      

钢铁生产主要节能措施及其CO2减排潜力分析

对钢铁生产流程中主要节能措施及其应用情况作了简单介绍,进一步分析了各种节能措施在我国钢铁工业CO2节能减排的潜力.     

炼钢厂节电潜力分析

节能减排是我国一项重要的任务。目前,国家有关部门已出台一系列有力措施,推动钢铁行业切实加大节能减排力度、加快结构调整步伐,促进钢铁行业健康和可持续发展。从企业层面上讲,优化能源成本、节能降耗,不仅能给企业带来较好的经济效益,也能为企业带来长远的社会效益。一、目前炼钢厂电耗现状从目前我国钢铁行业节能的实践看,主要是以新     

新钢干熄焦节能环保技术的应用及分析

分析了新钢集团公司干熄焦技术节能减排效益及国内应用现状和发展趋势,指出干熄焦技术是焦化企业实现节能减排的重要措施之一,在钢铁联合企业应大力推广;同时分析了焦化企业在钢铁行业的重要性及优越性。推广干熄焦技术应综合考虑的相关经济技术指标及制约因素,配套设施的同步建设。如SO2排放增加,酚、氰废水有外排可能,干熄焦产生蒸汽的利用等。     

基于能量流网络图浅析炼焦厂余热余能回收利用

根据某公司炼焦工艺的运行实际数据,分析了其物质流及能量流。采用多项余热余能回收技术后,结合投产后的运行情况,分析了炼焦工艺能量流的变化,并经过节能减排核算后得到,年节约42 600 tce, CO_2、SO_2、NO_x、烟尘减排量分别为109 340、85.2、167.1、426 t/a。炼焦工艺配置各种余热余能回收系统,不仅能有效回收原本耗散掉的物质显热,还能大幅度降低工艺污染物排放量。     

石灰石替代石灰作炼钢造渣原料节能减排估算

对比分析了石灰石造渣炼钢工艺相较于现行石灰造渣炼钢工艺的节能减排环节,采用IPCC提供的排放因子法计算了每个环节的节能减排量,结果表明,石灰石造渣炼钢工艺较现行工艺节省能耗18.32kg(标煤)/t(钢),相当于减排45.80kgCO2/t(钢);减排粉尘量约5.34g/t(钢),SO2约14.15g/t(钢)、NOx约70.77g/t(钢),减排可致灰霾颗粒物127.39g/t(钢)。     

美国钢铁工业的发展及能源消耗概况

概述了美国钢铁工业的发展历程、生产布局的演化,强调了在这一进程中电炉钢发展的重要性;对2000年以来美国钢铁工业的发展进行了简单分析,表明美国钢铁工业目前处于一个平稳发展阶段;最后总结了1998年前后美国钢铁工业的能源消耗水平,并对当前美国钢铁工业的能耗统计体系(MECS)和内容进行介绍,认为美国在节能工作方面取得了重大进展,但在节能技术方面仍有较大的潜力。     

中国重点区域钢铁产业能耗和CO2排放趋势分析

钢铁产业是区域工业发展的重点,也是区域协调发展的重要因素。采用自下而上的方法建立了重点区域钢铁产业能耗和CO₂排放模型,分析区域特征对钢铁产业节能减排的影响。模型以2015年为基准年,基于粗钢产量预测结果,设置了与节能减排技术普及和生产结构调整相关的4个情景,用于分析2015—2030年国内重点区域钢铁产业的能耗和CO₂排放。结果表明,降低钢产量是区域钢铁产业节能和CO₂减排的根本措施。随着重点区域的粗钢产量进入峰值区,技术普及因素的节能贡献力将持续减少,生产结构调整的节能减排贡献力则逐渐增强,成为重点区域钢铁产业节能减排的关键红利来源。同时还可得出,对重点区域钢铁产业发展影响最大的区域特征是市场需求,经济产业政策和环保要求对钢铁产业发展的影响程度逐渐增强。未来重点区域钢铁产业的发展仍以市场需求为导向,新增产能更倾向于布局在水资源丰富、交通便利的地区。     

钢铁制造流程系统节能与能效提升

 提高制造流程系统能效,节约能源是降低生产成本和减少碳排放的重要措施。近年来,中国钢铁工业节能工作经历了单体设备节能、工序优化节能到系统节能,取得了显著进步。以中国钢铁工业节能进程为基础,阐述了系统节能的概念、内涵及研究进展并探讨了未来发展方向,主要从工序与界面协同匹配、物质流与能量流耦合和构建工业生态链接体系等方面展开。同时指出,在系统节能理论和冶金流程工程学理论指导下,中国钢铁工业节能减排工作将得到跃升发展,钢铁制造流程的系统能效将显著提升,钢铁工业绿色化与智能化协同和低碳转型发展指日可待。     

中国钢铁工业节能减排潜力及能效提升途径

 钢铁工业是典型的资源能源密集型行业，是节能减排重点行业之一。总结了中国钢铁工业“十二五”以来所取得的节能减排进展及存在的问题，采用动态物质流分析方法，构建了钢需求量和废钢回收量预测模型，基于35项重点节能减排技术评估，结合能源消耗与CO2排放模型，分析了中国钢铁工业到2050年的节能减排潜力并分析了各因素的影响。在此基础上提出了提升中国钢铁工业能效的若干途径，为钢铁工业的绿色低碳转型、可持续发展提供理论指导。     

钢铁典型工序流程节能技术新进展

钢铁工业是典型的流程工业、耗能大户,烧结、焦化和炼铁等铁前三大工序能耗约占全流程钢铁能耗的70%,节能潜力巨大。结合流程工业系统优化与节能技术研发进展,介绍了钢铁典型工序流程节能技术的最新进展情况、新型工艺技术、关键技术问题及预期效果,有望进一步促进钢铁企业技术进步及结构调整。     

钢铁厂煤气利用项目的系统应用与优化

面对当前钢铁企业产能过剩和严峻的环保形势,节能减排迫在眉睫。燃气蒸汽联合循环发电是钢铁行业采取的节能减排重大举措。针对9E燃气蒸汽联合循环发电控制系统MARKⅥe在钢铁企业煤气发电系统应用中出现的问题,进行了一系列的技术改进,保证了发电机组的高效稳定运行,提高了发电效率,确保了工艺介质的高效利用,在行业中具有重要的应用价值和示范意义。     

钢铁行业碳减排技术应用与展望

论述了中国钢铁行业推行碳减排技术的重要意义,从多角度阐述了钢铁行业各类高效碳减排技术在国内外的应用情况及效果。首先分析了短流程炼钢工艺电弧炉炉容大型化趋势、烟气余热回收技术、废钢预热工艺和废钢供应情况;然后分别剖析了高炉富氢冶炼、富氢-气基竖炉和纯氢-气基竖炉工艺3个主要的氢冶炼工艺;之后介绍了碳捕集、利用与封存技术。最后,结合中国钢铁企业现状,展望了钢铁行业在大力推进直接还原铁技术和短流程炼钢生产工艺的情况下,未来高品质钢材低碳化、绿色化冶炼的发展之路。     

双碳目标下的钢铁节能理念创新与能源结构重塑探讨

在“碳达峰”“碳中和”背景下,中国钢铁必须走脱碳化发展道路,提高能效是当前最为行之有效的举措之一。通过分析钢铁行业存在的较大节能潜力及拥有丰富二次能源的用能特点,在热力学定律、系统最小外部损失、最佳推动力、能源梯级利用等几项基本原则的基础上,提出钢铁行业多能互补与储能相结合的创新理念,包括钢铁二次能源与可再生能源的互补、钢铁不同高低品位能源的互补、储能系统的创新应用等。从中长期看,需以更高的站位,走能源资源环境、高效清洁低碳一体化协同创新道路,构建化工-能源-生态一体化用能系统,进行合理优化与集成,实现能效提升及协同碳减排。     

以提升自发电为突破口加快推进钢铁绿色低碳发展

提升余热余能发电水平是提高钢铁系统能效和竞争力的有效途径,也是实现钢铁绿色低碳发展的重要举措。余热余能自发电率是钢铁能源转换功能的关键表征指标,通过制定行业标准科学评判余热余能自发电率具有重要意义。研究认为,按目前成熟技术和管理能力,钢铁行业有提升二十个百分点自发电率的潜力,将带来显著的经济效益和节能降碳效益。以提升自发电为突破口,能够加快推进钢铁绿色低碳发展。     

中国钢化联产发展现状与前景展望

中国是一个钢铁生产大国,也是一个油气资源相对不足、煤炭资源相对丰富的国家。基于中国能源结构的实际情况,结合钢铁行业和化工行业的发展现状,讨论了钢铁生产各个工序煤气的发生与使用情况,并对钢铁流程副产煤气合成化工产品的现状与潜力进行了分析,指出了存在的问题。结合分析结果,提出了未来可再生能源廉价制氢发展达到一定阶段,钢铁联合企业可以通过“以氢固碳”实现钢铁生产大规模减少CO₂排放的目标,提升其清洁能源转化与高附加值化工产品生产的社会功能。最后,对未来中国钢化联产的发展提出了建议。