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澳门网址江苏申特钢铁新理念:炼钢不再耗新水

时间:2020-08-12 10:24

  随着经济社会的持续发展以及日益严峻的环境保护形势,节能减排成为每一个社会成员,尤其是依赖资源、能源发展的大型企业实践科学发展观,实现可持续发展的重要落脚点。江苏申特钢铁有限公司自成立以来就把科学发展作为生存立命之本,坚持“资源—产品—再生资源”的循环经济理念,把节能降耗、废物利用、循环经济当作企业的头等大事来抓,不断探索资源的综合利用新模式,取得了较好成效。

  我国人均水资源匮乏,能否使企业用水不再与居民生活争水是众多缺水城市和地区一直在探索的问题。而今江苏申特钢铁有限公司创新性地将城市生活污水处理厂的中水用作生产工艺和冷却用水,不但完全销纳了污水处理厂中水,大大降低了新鲜水消耗量,还减少了中水排河带来的污染物排放量,同时,也使企业获得了一定的经济效益,取得了“三赢”。

  为了配合太湖水污染治理,溧阳市加大了区域内水处理工作的力度,以求最大限度地减少污染物排河。根据溧阳市政府的相关规划,拟将中水回用以杜绝中水中剩余的污染物质通过河流进入太湖。而溧阳市第二污水处理厂(也是目前溧阳市唯一的生活污水处理厂)每天产生中水4万吨,如何将其完全销纳成为一个难题。

  根据当时的情况,这的确是一个风险颇大的项目。且不论会不会造成投资浪费,万一影响正常生产怎么办?“因为将中水用于钢铁企业的生产工艺和冷却在国内尚无先例,持反对意见者担心中水会使设备会产生堵塞、结垢等问题,从而导致设备寿命缩短,并可能影响生产。”退一步来说,公司从丹金溧漕河中直接取水所需的水资源费也仅仅0.5元/吨,这点成本根本算不了什么,何必自找麻烦?

  但江苏申特董事长杨建忠不这么看。“绝对不是省一点点成本的问题,”江苏申特董事长杨建忠表示,“探索中水回用在钢铁行业生产过程是否可行,具有巨大社会意义和环境意义。”经过多次论证、分析和模拟实验,最终公司领导层达成一致,决定展开这一项目。这一项目由总经理亲自主抓,开展了一系列前期准备工作和研究,比如对水质进行化学分析,与生产用水水质要求进行比对,项目运行后对水质的实时检测与控制等,并根据实际用水标准的需要,与污水处理厂进行协调,要求其适当提高中水出水水质。

  2009年,江苏申特投资8000多万元,接收溧阳市第二污水厂处理的中水,用于生产过程和循环水冷却用水。这一项目于2010年竣工投运。根据合作协议,江苏申特向污水处理厂支付0.36元/吨的中水使用费,公司所有生产补给用水不再使用新水。

  这一项目建成并成功运行四年多以来,不仅为溧阳市第二污水处理厂的中水回用找到了出路,给污水处理厂带来收益,也将溧阳市的污染减排工作推进一步——除了污水处理厂减排污染物之外,每年可额外减少中水中残余的350吨COD;同时,由于不再使用新水,江苏申特每年可节约1400万吨水资源,减少生产用水成本约200万元。

  江苏申特的大胆探索和先进意识取得了初步成功,证明了中水完全可以用于钢铁企业的生产。

  中水通过管道从污水处理厂直接进入申特公司的净水池,由此再被分成几路分别送往高炉中心水泵房、炼钢连铸水泵房、转炉污泥水泵房、发电水泵房、轧钢水泵房以及制氧、焦化、洗煤、脱硫等各分厂的用水系统;各个分厂用完后的废水就地回收后经冷却、加药、沉淀、过滤等工序处理后再循环利用于本系统,由此形成了多个相对独立的小循环体系。除了蒸发损耗的部分,不再有污水外排。

  这样一来,江苏申特的吨钢新水耗用量基本为零。而2010年全国粗钢产量约7亿吨,以吨钢平均耗水量4吨左右计算,如果有一半炼钢企业使用中水的话,每年就节约水资源总量14亿吨,将在相当程度上缓解我国水资源紧缺的局面,同时也可大大推进中水回用,进一步减轻中水外排对江河湖泊的环境影响。

  国内某个大型环保公司的工程技术高管日前在江苏溧阳市的江苏申特钢铁有限公司考察时,不止一次地对江苏申特的相关负责人表示“非常惭愧”。他指的是江苏申特在两年前就建成投运的烧结脱硫设施,而其之所以“惭愧”,则是由于这套脱硫设施比他们的设计和产品更物美价廉。

  就目前来看,钢铁行业烧结烟气脱硫虽然已经成为“十二五”期间二氧化硫减排的重要落脚点,但仍处于起步阶段,选择一种脱硫效率高、运行稳定、建设和运行成本低、不会产生或较少产生二次污染、脱硫副产物易于综合利用的技术,仍是不少钢铁企业乃至环保企业较为头疼的事。

  但江苏申特早已不为此事发愁,公司甚至已经开始着手编制烧结烟气脱硝的相关计划。

  早在2009年,国内钢铁行业烧结脱硫刚刚起步之时,公司就开始着手推进相关工作。但当时却并不是一件容易的事,有太多的制约因素。

  首先是烧结机脱硫技术不成熟。虽然电厂脱硫已经取得显著成果,技术也比较成熟,但因为烧结烟气的特殊性,适用于电力企业脱硫的技术却不一定适用于钢铁企业。烧结烟气含尘量大,且粉尘琢磨性较强,加快了脱硫塔喷浆系统堵塞和磨损速度;同时,烧结烟气中含有的铁化合物也加速了喷头堵塞,大大降低了脱硫效率,影响烧结机产量;另外,烧结烟气在高温作用下具有强腐蚀性,影响设备寿命。

  其次是一次性投资大,运行费用高。由于大部分钢铁厂建烧结机之初,未考虑脱硫设备的安装,烧结场地狭小,安装困难;此外,为保证烧结机产量,需要增设增压风机,加大了脱硫成本,同时也增加了电能消耗。数千万的一次性投资,加上千万以上的年运行和维护费用,让很多钢企对烧结机脱硫望而却步。

  根据以上现实状况,结合公司实情,公司总结了本企业脱硫技术选择的关键因素和基本原则。其一,结合企业正在进行的技术改造,脱硫工程一次规划、分期实施,充分考虑厂址、布置条件等;其二,烟气量大,烧结原料硫含量及烟气浓度波动变化大,脱硫效率要求高,选择高运行可靠性的工艺技术;其三,用电成本高,应选择低动力消耗和装机容量小的脱硫工艺;其四,充分考虑脱硫剂供应条件,脱硫品处置困难,选择脱硫废渣排放量少的环保脱硫技术;最后,选择低投资强度的工艺技术。

  根据以上原则,公司对现有成熟技术进行了充分比选,发现不少已有的成熟技术对于本企业烧结脱硫并不适用。比如,在电力行业运用成熟的石灰石-石膏法就与上述原则不甚相符。首先是投资高;其次是在非电企业的运行成本高——其电耗占脱硫成本的80%,在非电企业运行的电力消耗,已远远大于其他湿法技术的总运行成本;再次,脱硫生成物石膏量大且难以处置。

  而其他技术如氨法、双碱法等也因不完全符合上述原则而被舍却。经过大量调查研究,江苏申特最终选择了改良氧化镁脱硫技术,并与2010年初,和上海环境工程设计研究院有限公司共同开发,投资5600万元,在两台180m2烧结机机头出口烟道处安装两台改良氧化镁脱硫设施。

  据相关技术人员介绍,改良氧化镁法是在传统氧化镁法的基础上,采用我国资源储量丰富的氧化镁作为脱硫剂,通过诱导结晶工艺生成高pH、高活性的清液吸收液,来降低脱硫设备运行的动力消耗和装置规模,最终达到降低运行费用和设备投资规模、提高设备运行可靠性的目的。

  这一工艺的流程:来自烧结机的原烟气经除尘器除尘后利用现有风机余压(大于800Pa)正压送风进入脱硫吸收塔,吸收塔采用耦合逆流喷淋塔,循环吸收液通过循环泵从吸收液池送至塔内喷淋系统,与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的SO2,脱硫处理后烟气经除雾器除雾后由烟道外排;吸收液出塔后进入再生系统与氧化镁浆液采用诱导结晶工艺进行再生反应,经固液分离后生成高pH吸收清液,再次进入吸收塔吸收SO2;再生反应固液分离生成的高含量亚硫酸镁污泥进入污泥处置系统,氧化生成硫酸镁溶液,直接排入灰渣系统作冲渣水或综合利用生产工业级硫酸镁。

  这一工艺将脱硫副产物通过压滤后的废水在脱硫系统内部循环再利用,做到了废水零排放;同时产生的副产物全部销售到水泥企业,既可产生一部分效益,又避免了副产物堆积造成的二次污染隐患。

  自脱硫项目投运以来,脱硫效率一直保持在95%以上,每年可减排SO2总量5305.67吨,减少排污费支出681.5万元/年,工程直接运行成本517.3万元/年。

  目前公司正在委托中国科学院环境污染过程控制研究所开展有关提标项目,如脱硝、炼钢三次除尘、焦化、烧结粉尘排放浓度提标等相关调研工作,争取尽快完成,而不是等国家“强制”。

  江苏申特钢铁有限公司充分挖掘节能潜力,将能源吃干榨净。高炉炉顶余压、烧结余热、焦化余热、转炉低温低压饱和蒸汽、转炉煤气……作为能耗大户的钢铁企业每个生产环节都有大量可回收再利用的能源,如果真正将这些能源回收利用,产生的经济效益、环境效益和社会效益不可小觑。

  江苏申特钢铁有限公司的实践证明了这一点。通过多年来持续地强化节能管理、不断地推进节能技术应用,江苏申特的整体能源消耗不断降低,资源能源节约效应日益显著,不但其用电自给率达到85%以上,大大减轻社会用电压力,而且还可向周边居民供应热水等副产品。精细化的节能思路和集约化的资源利用理念,助力企业逐步走上可持续发展的快轨道。

  高炉煤气余压透平发电装置(即TRT)是利用高炉冶炼的副产品——高炉炉顶煤气具有的压力能及热能,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能,驱动发电机或其它装置发电的一种二次能源回收装置。现在是作为节能减排以及CDM倡导的环保产品。

  装置既回收减压阀组泄放的能量,又净化煤气、降低噪音、稳定炉顶压力,改善高炉生产的条件。不产生任何污染,可实现无公害发电。是现代国际、国内钢铁企业公认的节能环保装置。

  江苏申特2008年投资6593万元建设了3组 TRT发电机组,是一项典型的节能工程,只需投入很少的能源(水、电),就可回收大量煤气余压资源,获得大量电能。对高炉实现TRT发电后,每年回收利用高炉煤气余压发出的电能(扣除自用水、电)年节约标煤2.8万吨,减排CO22.6万吨。

  江苏申特于2010年投资2.8亿元建设了5*15MW焦化余热发电工程。此项目利用焦化厂排出的高温余热烟气,经余热锅炉热交换后,将烟气温度降低到180℃左右,除尘脱硫后烟气温度为70~80℃,经烟囱高空排放。余热锅炉经过热交换后,将汽轮机的凝结水加热成合格参数的蒸汽,进入汽轮机做功发电,如此循环。这一项目年输出电能折标准煤8万吨。

  这一项目利用焦炉荒废煤气燃烧产生的高温烟气与余热锅炉的除盐水进行热交换,产生高温高压蒸汽带动汽轮机发电。即将焦炉荒废煤气燃烧的高温烟气余热能转换为机械能,再转换为电能。

  炼钢转炉在生产的同时还将副产大量低温饱和蒸汽,这些蒸汽所具有的废余热是低温余热综合利用发电的廉价热源,综合利用是很好的出路。

  江苏申特低压饱和蒸汽发电工程建于2010年,投资4000 万元,建设一台4.5MW汽轮发电机组及其附属设备。项目利用转炉在生产过程中产生的大量低温低压饱和蒸汽,全年节约标煤约1万吨。

  申特钢铁公司利用2座120吨转炉生产过程中产生的低温饱和蒸汽为动力,在炼钢转炉附近的空地上,建设1套低压饱和蒸汽发电机组,装机容量为4.5MW,所发电力全部供企业自用。

  利用转炉蒸汽发电可取得良好的社会效益和经济效益,而其中直接受益者是企业自身,使企业经济效益大大提高。钢铁公司是耗能大户,除消耗大量一次能源外,还直接耗用大量电能,能源消耗是其生产成本的重要部分,节能对其生产经营十分重要。本项目建成后,对降低企业生产成本,提高经济效益非常有利。

  此外,为了回收利用两台180m2烧结余热发电,2009 年,江苏申特投资4322 万元,建设2*6MW汽轮机发电机组,回收利用高温烟气的余热进行发电,每年输出电能折标准煤2.36万吨。

  以上余热余压发电项目,2013年共发电8.5亿Kwh,占全公司用电量的85%,目前高炉富余煤气发电二期及焦化干熄焦发电将投入试运行,预计年自发电量将会达到10亿Kwh,占公司用电量的90%以上,为公司直接降低成本6亿元。

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