彭　巖¹，　曹先常²，　張玉柱³

（1．中信重工機(jī)械股份有限公司工程技術(shù)公司，河南洛陽471039；　2．上海寶鋼節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司，上海201999；　3．華北理工大學(xué)冶金與能源學(xué)院，河北唐山063009）

摘　要：鋼鐵工業(yè)是典型的流程工業(yè)、耗能大戶，燒結(jié)、焦化和煉鐵等鐵前三大工序能耗約占全流程鋼鐵能耗的70％，節(jié)能潛力巨大。結(jié)合流程工業(yè)系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能技術(shù)研發(fā)進(jìn)展，介紹了鋼鐵典型工序流程節(jié)能技術(shù)的最新進(jìn)展情況、新型工藝技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)問題及預(yù)期效果，有望進(jìn)一步促進(jìn)鋼鐵企業(yè)技術(shù)進(jìn)步及結(jié)構(gòu)調(diào)整。

關(guān)鍵詞：爐冷燒結(jié)機(jī)；荒煤氣顯熱；高爐熔渣；流程節(jié)能

中國是鋼鐵生產(chǎn)大國，鋼鐵總產(chǎn)量高居世界第一，2015年全國鋼鐵產(chǎn)量約8億ｔ，占世界鋼鐵總產(chǎn)量的50％左右，同時，鋼鐵工業(yè)也是中國能源消耗最大的產(chǎn)業(yè)部門，鋼鐵工業(yè)能源消耗超過4億ｔ標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國總能耗的15％以上^［1］。中國鋼鐵工業(yè)由于產(chǎn)能落后、對節(jié)能減排不夠重視等原因，造成中國鋼鐵工業(yè)平均能耗比國際先進(jìn)水平高15％以上，節(jié)能潛力巨大；中國鋼鐵以煤炭為主的用能結(jié)構(gòu)，也造成了中國鋼鐵工業(yè)能源利用率低、污染嚴(yán)重。因此，開展鋼鐵工業(yè)余熱利用，符合國家節(jié)能減排政策的要求，也符合鋼鐵企業(yè)降低成本、提高企業(yè)競爭力的需要。

近年來，國內(nèi)外企業(yè)對鋼鐵工業(yè)的節(jié)能減排日益重視，節(jié)能減排技術(shù)取得長足的進(jìn)步，但由于鋼鐵生產(chǎn)具有長流程工序的特點(diǎn)，生產(chǎn)過程中存在大量的連續(xù)、半連續(xù)、非連續(xù)的物質(zhì)流和能量流，不同工序的銜接、能量的智能調(diào)配等方面仍存在很大的能量優(yōu)化空間；另一方面，一些余熱利用效率更高的新工藝技術(shù)及裝備尚未取得關(guān)鍵性突破，沒有得到廣泛的推廣和應(yīng)用。因此，中國的鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排仍具有較大的潛力，尤其是燒結(jié)、焦化和煉鐵等鐵前三大工序，其能耗約占全流程鋼鐵能耗的70％^［2］。本文主要介紹了燒結(jié)、焦化和煉鐵等鐵前三大工序的節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展方向及目前存在的關(guān)鍵技術(shù)問題，有望為鋼鐵節(jié)能減排提供新的解決方案。

1　高效爐冷燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)

1.1　技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

自20世紀(jì)70年代中期以來，各國普遍重視燒結(jié)節(jié)能技術(shù)的開發(fā)，并已取得了不少成效。其中日本由于缺少資源，對節(jié)能尤為重視，是最早進(jìn)行燒結(jié)機(jī)余熱回收技術(shù)研究的國家之一。新日鐵室蘭No.6燒結(jié)機(jī)最早利用冷卻機(jī)熱廢氣作為點(diǎn)火保溫助燃空氣和預(yù)熱混合料，1979年，扇島、和歌山等燒結(jié)廠初步回收冷卻機(jī)廢氣余熱來生產(chǎn)蒸汽和電力^［3］，并積累了一些經(jīng)驗。1981年以后，和歌山、小倉和大分^［4］等燒結(jié)廠先后設(shè)置了回收燒結(jié)機(jī)尾部風(fēng)箱高溫?zé)煔庥酂嵘a(chǎn)蒸汽或電力的系統(tǒng)，大大推進(jìn)了燒結(jié)余熱利用的進(jìn)程。

中國燒結(jié)機(jī)余熱回收利用技術(shù)發(fā)展先后經(jīng)歷了引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)、自主研發(fā)和引進(jìn)消化后再創(chuàng)新等幾個階段。余熱回收方式也從最初的簡單熱回收到生產(chǎn)余熱蒸汽，最后到余熱發(fā)電利用等。早期國內(nèi)投入運(yùn)行的燒結(jié)余熱利用裝置多采用熱管技術(shù)，產(chǎn)生的低壓蒸汽用于生產(chǎn)、預(yù)熱燒結(jié)混合料和采暖等。20世紀(jì)90年代初，寶鋼引進(jìn)日本技術(shù)利用冷卻機(jī)廢氣及燒結(jié)機(jī)主排氣余熱建設(shè)的單壓余熱發(fā)電系統(tǒng)^［5］，是國內(nèi)最早的燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電利用的嘗試。

2005年，馬鋼同日本川崎重工合作，建成了中國第一個燒結(jié)機(jī)閃蒸余熱發(fā)電系統(tǒng)，裝機(jī)容量為17.5MW，各項指標(biāo)達(dá)到當(dāng)時先進(jìn)水平^［6］。2006年后，雙壓技術(shù)開始引入燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電，得到了設(shè)計院和鋼鐵企業(yè)的認(rèn)可和推廣，成為中國現(xiàn)階段燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電的主流技術(shù)。

雖然近年來燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)取得長足的進(jìn)步，但由于各種原因，燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電建成后運(yùn)行效果差，甚至不到設(shè)計指標(biāo)的50％，雖經(jīng)設(shè)計及運(yùn)行單位不斷改進(jìn)，但始終無法全面快速推廣。其主要原因為受燒結(jié)機(jī)現(xiàn)有環(huán)（帶）冷方式的限制，燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電仍存在很多關(guān)鍵性的難題無法徹底解決：（1）換熱不充分；（2）密封問題難以解決，漏風(fēng)率高；（3）余熱利用效率低，發(fā)電量不高；（4）冷卻電耗高；（5）余熱參數(shù)波動，余熱發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)率不高。

余熱資源是有限的，高效利用是關(guān)鍵。改進(jìn)燒結(jié)礦環(huán)（帶）冷卻工藝，采用更為高效的豎爐式冷卻，提高燒結(jié)礦冷卻效率和質(zhì)量，提高燒結(jié)余熱回收溫度，進(jìn)而提高余熱回收效率，是燒結(jié)機(jī)余熱利用技術(shù)的發(fā)展方向。

1.2　工藝系統(tǒng)介紹

高效爐冷燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)主要分為3個子系統(tǒng)：燒結(jié)礦冷卻系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)。其工藝流程如圖1所示。

（1）燒結(jié)礦冷卻系統(tǒng)：燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)的高溫?zé)Y(jié)礦經(jīng)單輥破碎機(jī)破碎后，通過取料裝置和高溫輸送裝置送至冷卻爐，燒結(jié)礦在冷卻爐中靠重力自上而下緩慢移動，與冷卻爐底部送入的冷卻空氣等溫差逆流換熱冷卻，最終冷卻至150℃以下，通過振動給料機(jī)和旋轉(zhuǎn)密封閥排至冷礦皮帶，然后進(jìn)入原燒結(jié)系統(tǒng)的篩分工序。

（2）煙風(fēng)系統(tǒng)：環(huán)境空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓后送至冷卻爐底部，與冷卻爐中自上而下運(yùn)動的高溫?zé)Y(jié)礦逆流換熱，溫度升高至600℃左右，從冷卻爐上部的環(huán)形風(fēng)道流出進(jìn)入一次除塵器，除去煙氣中的大顆粒粉塵，進(jìn)入中溫中壓余熱鍋爐，換熱后溫度降至140℃左右，然后經(jīng)布袋除塵器精除塵，達(dá)到環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)，通過引風(fēng)機(jī)和煙囪對外排放。

（3）發(fā)電系統(tǒng)：余熱鍋爐產(chǎn)生的中溫中壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，拖動發(fā)電機(jī)發(fā)電，汽輪機(jī)排出的乏汽進(jìn)入冷凝器凝結(jié)為水，通過凝結(jié)水泵加壓后進(jìn)入除氧器除氧，然后通過給水泵加壓送入鍋爐，在鍋爐內(nèi)與一次除塵器來的高溫?zé)煔饽媪鲹Q熱產(chǎn)生蒸汽，形成汽水循環(huán)。

高效爐冷燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)具有如下優(yōu)勢。

（1）提高燒結(jié)礦冷卻質(zhì)量：冷卻爐設(shè)計有預(yù)存室，有利于燒結(jié)礦溫度均化和殘余揮發(fā)分析出，可提高燒結(jié)礦強(qiáng)度；冷卻爐內(nèi)冷卻為等溫差冷卻過程，可避免熱燒結(jié)因急冷而易裂，提高燒結(jié)礦成品率。（2）提高燒結(jié)礦余熱發(fā)電能力：燒結(jié)礦溫由700冷卻至150℃，約有80％的燒結(jié)礦顯熱被冷卻空氣吸收，燒結(jié)礦余熱利用率提高60％；獲取的余熱煙氣溫度可達(dá)600℃左右，煙氣品質(zhì)明顯提高；余熱發(fā)電采用中溫中壓雙壓發(fā)電系統(tǒng)，朗肯循環(huán)效率可提高25％。（3）降低燒結(jié)礦冷卻電耗：不僅解決了燒結(jié)礦冷卻過程中的漏風(fēng)問題，而且提高了冷卻空氣溫升，冷卻風(fēng)量僅為環(huán)冷方式的1／3左右，可降低燒結(jié)機(jī)冷卻系統(tǒng)自用電。（4）減排效果明顯：爐冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)了冷卻系統(tǒng)的高效密封，設(shè)備均為負(fù)壓運(yùn)行，解決了環(huán)（帶）冷方式存在的粉塵無序排放的問題。（5）提高燒結(jié)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率和發(fā)電系統(tǒng)的安全性：新建的燒結(jié)礦爐冷系統(tǒng)與現(xiàn)有的環(huán)冷系統(tǒng)互為備用，避免了因冷卻系統(tǒng)故障而造成燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)線停機(jī)，提高了燒結(jié)機(jī)的年運(yùn)轉(zhuǎn)率；冷卻爐設(shè)計有預(yù)存段，能夠避免因燒結(jié)機(jī)短時停機(jī)而造成余熱參數(shù)波動，導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)停機(jī)。提高了余熱參數(shù)的穩(wěn)定性，從而提高了余熱發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和設(shè)備安全性。

1.3　關(guān)鍵技術(shù)問題

高效爐冷燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電技術(shù)優(yōu)勢明顯，是未來發(fā)展的主要方向，但就目前來說，仍存在關(guān)鍵技術(shù)問題亟需突破，主要包括以下方面。（1）基礎(chǔ)理論方面：0～150mm寬粒徑多孔燒結(jié)礦在大空腔內(nèi)的氣固逆流移動床流動與阻力特性，導(dǎo)熱、對流和輻射耦合作用下的氣固間換熱特性機(jī)理仍需完善；燒結(jié)礦在自重作用下的料倉流動特性尚未明確。（2）工藝技術(shù)方面：不影響燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量和燒結(jié)礦質(zhì)量的切實(shí)有效的爐冷工藝技術(shù)方案仍需探索；燒結(jié)礦冷卻質(zhì)量、余熱獲取參數(shù)以及冷卻電耗間的匹配優(yōu)化技術(shù)尚需進(jìn)一步完善；余熱參數(shù)與發(fā)電系統(tǒng)熱力參數(shù)的匹配優(yōu)化尚未明確。（3）關(guān)鍵設(shè)備方面：高負(fù)載、大傾角、高溫物料輸送裝置尚未成熟；大空腔燒結(jié)礦豎式冷卻爐仍需開發(fā)，特別是0～150mm寬粒徑連續(xù)高溫?zé)Y(jié)礦在大空腔內(nèi)的均勻布料問題和大空腔內(nèi)均勻布風(fēng)問題亟需解決。（4）工程實(shí)施方面：新建工程安裝、運(yùn)行不影響燒結(jié)機(jī)正常生產(chǎn)；降低工程實(shí)施費(fèi)用，提高投資回收效益。

1.4　預(yù)期效果

若該技術(shù)存在的關(guān)鍵技術(shù)難題取得了根本突破后，不僅可以大幅提高燒結(jié)余熱回收效率，而且能夠提高燒結(jié)礦冷卻質(zhì)量，降低污染物排放，經(jīng)濟(jì)、社會及環(huán)境效益明顯。以1條360m² 燒結(jié)機(jī)配套高效爐冷燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電工程為例，鋼鐵企業(yè)每年可對外供電量為12600萬KW·h，可基本滿足燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)線用電量，按0.6元／（KW·h）電計算，年收入約為7776萬元，扣除約15％自用電及運(yùn)行成本，電站總投資為1.8億元，不足3年即可收回成本。項目建成后可減少燃煤電廠消耗約5萬ｔ標(biāo)準(zhǔn)煤（電折算標(biāo)煤系數(shù)為0.404），年可實(shí)現(xiàn)減排二氧化碳約12.6萬t、減排SO₂約16000ｔ。

2　荒煤氣顯熱高效穩(wěn)定回收技術(shù)

2.1　技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

煉焦過程中所產(chǎn)生的顯熱資源利用已成為提高焦?fàn)t效率的主要途徑之一。前蘇聯(lián)哈爾科夫煉焦廠最早被報道采用水夾套回收熱水作為取暖熱源。日本新日鐵在焦?fàn)t上升管中設(shè)置夾套管，采用有機(jī)工質(zhì)回收195℃的熱能。中國先后開發(fā)了導(dǎo)熱油夾套管、熱管和鍋爐等余熱回收技術(shù)^［7-9］。濟(jì)鋼等采用導(dǎo)熱油上升管回收荒煤氣熱量；武鋼開發(fā)了多螺旋管式焦?fàn)t上升管余熱利用裝置；中冶焦耐和濟(jì)鋼采用高溫荒煤氣匯總進(jìn)入余熱鍋爐換熱；寶鋼與南京圣諾開發(fā)了熱管回收熱量的技術(shù)，但由于荒煤氣冷凝換熱時結(jié)焦嚴(yán)重、腐蝕泄露等問題，導(dǎo)致不能穩(wěn)定高效回收。寶鋼節(jié)能針對荒煤氣顯熱回收的難題進(jìn)行了深入研究，研制了新型上升管換熱器，已完成了顯熱回收利用的方案研究和中試試驗^［10］，具備進(jìn)一步工程示范的條件。

2.2　工藝系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)包括除氧器、除氧水箱、給水泵、循環(huán)泵、汽包、加藥和取樣裝置等相關(guān)設(shè)施，其中汽水工藝流程如圖2所示。從圖2中可以看出，純水經(jīng)過管道先進(jìn)入除氧器進(jìn)行除氧，然后將其通入汽包，液體水進(jìn)入荒煤氣顯熱回收裝置進(jìn)行荒煤氣顯熱的回收，其產(chǎn)生汽水混合物進(jìn)入汽包進(jìn)行汽水分離，產(chǎn)生蒸汽送入蒸汽管網(wǎng)，具體如下：純水→純水箱→除氧器→汽包→上升管換熱器→汽包→汽水分離器→送管網(wǎng)。

2.3　關(guān)鍵技術(shù)

焦?fàn)t荒煤氣顯熱回收一直是焦化行業(yè)節(jié)能減排的研究熱點(diǎn)，其需要解決的主要問題或關(guān)鍵技術(shù)如下：（1）復(fù)雜工況條件下荒煤氣換熱計算模型與方法；（2）防腐蝕抗結(jié)焦耐高溫復(fù)合材料技術(shù)；（3）狹小空間內(nèi)上升管換熱器強(qiáng)化換熱與整體式多重防泄漏結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)；（4）組合式焦?fàn)t荒煤氣余熱回收蒸汽的系統(tǒng)及方法；（5）焦?fàn)t上升管換熱器在線快速更換技術(shù)；（6）下降管換熱器顯熱回收利用關(guān)鍵技術(shù)的研究；（7）焦化區(qū)域紅焦顯熱、荒煤氣顯熱以及煙氣余熱等能量系統(tǒng)耦合優(yōu)化節(jié)能。

2.4　預(yù)期效果

寶鋼焦?fàn)t荒煤氣顯熱回收中試試驗研究表明，噸焦回收余熱為6.8kg標(biāo)準(zhǔn)煤以上，示范工程預(yù)計年可回收約8萬t蒸汽，年經(jīng)濟(jì)效益為1100萬元；扣除自用能耗，年可節(jié)約能源約7000t標(biāo)準(zhǔn)煤。按2013年中國焦炭產(chǎn)量為4.76億ｔ計算，全部采用上升管高效換熱器技術(shù)，年可節(jié)約能源為320萬t標(biāo)準(zhǔn)煤左右，年節(jié)能效益約48億元，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

3　高爐熔渣余熱回收和資源化利用技術(shù)

3.1　技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

針對高爐熔渣余熱回收和資源化利用技術(shù)，國內(nèi)外開展了大量研究，高爐渣水淬－沖渣水余熱利用［11-12］，高爐渣干式?；酂岚l(fā)電［13］，高爐渣制備水泥填料［14］、礦渣棉［15］及微晶玻璃工藝［16］等成為高爐渣綜合利用的主流技術(shù)路線。干式?；c水淬工藝相比有水資源消耗少、污染物排放少、工藝設(shè)備相對簡單以及熱量可回收等顯而易見的優(yōu)點(diǎn)，因此，在20世紀(jì)70年代國內(nèi)外開展了關(guān)于干式?；郀t渣的研究，其中風(fēng)淬技術(shù)最為深入。日本三菱重工和NKK公司于1977年開始聯(lián)合研發(fā)風(fēng)淬法熔渣粒化余熱回收技術(shù)，90年代初期，在NKK富山廠建造了半工業(yè)化的風(fēng)淬?；撛到y(tǒng)；日本鋼管公司1981年建成風(fēng)淬技術(shù)生產(chǎn)線，但該生產(chǎn)線壓縮空氣消耗量太大，控制設(shè)備復(fù)雜，難以推廣應(yīng)用。

中國引進(jìn)學(xué)習(xí)國外技術(shù)在此基礎(chǔ)上揚(yáng)棄和創(chuàng)新。馬鋼于20世紀(jì)70年代進(jìn)行鋼渣風(fēng)淬粒化相關(guān)技術(shù)的研究，1995年馬鋼在第三煉鋼廠50t轉(zhuǎn)爐煉鋼車間建成當(dāng)時國內(nèi)最大規(guī)模的鋼渣風(fēng)淬?；a(chǎn)線，2007年6月馬鋼又在新區(qū)300t轉(zhuǎn)爐煉鋼廠建成了目前國內(nèi)最大的熔渣風(fēng)淬?；a(chǎn)線^［17］，風(fēng)淬渣產(chǎn)品直接投料用于混凝土細(xì)集料、鋼渣復(fù)合水泥混合材等；重慶大學(xué)在馬鋼研究成果的基礎(chǔ)上，對風(fēng)淬熔渣工藝技術(shù)和工藝參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)和深入的研究，提出優(yōu)化氣淬的新工藝，應(yīng)用了近十家鋼廠。

“十一五”期間，華北理工大學(xué)、唐鋼和北京科技大學(xué)等單位聯(lián)合開發(fā)了鋼渣氮?dú)鈿獯懔；a(chǎn)工藝，建成了液態(tài)鋼渣改性及氣淬處理示范工程^［18］。盡管國內(nèi)外對鋼渣和高爐渣進(jìn)行了大量研究，但迄今為止，高爐熔渣熱量回收和氣淬成珠技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

3.2　工藝系統(tǒng)介紹

熔渣余熱高效回收與生產(chǎn)玻璃微珠工藝流程圖如圖3所示，具體流程如下：（1）高爐熔渣經(jīng)渣罐倒入中間渣槽，通過特制氣淬噴嘴?；芍?，高溫渣珠在氣淬成珠室與空氣完成初步換熱后進(jìn)入高效換熱器；（2）換熱后的高溫氣體經(jīng)管道進(jìn)入高效換熱器，同時渣珠在高效換熱器中進(jìn)行二次換熱后進(jìn)入微珠儲倉，熱氣體和渣珠與鍋爐管中的換熱工質(zhì)換熱后進(jìn)入管道再次循環(huán)。

上述工藝針對高爐煉鐵流程特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高爐熔渣余熱的梯級利用，同時生產(chǎn)高附加值的玻璃微珠產(chǎn)品，高爐熔渣余熱高效回收與生產(chǎn)玻璃微珠技術(shù)具有如下優(yōu)勢：（1）提高余熱回收能力：基于熔渣微珠溫度分布特點(diǎn)，換熱設(shè)備設(shè)計為無轉(zhuǎn)動部件，并采用輻射段與對流段相結(jié)合的換熱形式，同時換熱工質(zhì)參數(shù)與微珠參數(shù)相匹配，在保障低成本、低動力消耗，高換熱效率和可靠性的同時可實(shí)現(xiàn)余熱梯級高效回收。（2）提高玻璃微珠成珠率：基于高爐熔渣成分特點(diǎn)，針對高爐熔渣成分調(diào)整對氣淬成珠過程的影響規(guī)律，形成高爐熔渣成分調(diào)整與高效生產(chǎn)高質(zhì)量微珠關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)時保證玻璃微珠高成珠率。（3）氣淬過程與余熱提取過程良好協(xié)同：基于爐熔渣溫度、噴嘴結(jié)構(gòu)型式、氣淬工藝參數(shù)以及環(huán)境溫度條件等多因素耦合作用下傳熱及成珠規(guī)律，解決當(dāng)前高爐熔渣余熱回收難和熔渣冷卻產(chǎn)物附加值低的行業(yè)難題。

3.3　關(guān)鍵技術(shù)

高爐熔渣余熱高效回收與生產(chǎn)玻璃微珠技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高爐熔渣的能源化與資源化深度利用，具有良好的發(fā)展前景，但就目前來說，仍存在關(guān)鍵技術(shù)問題亟需突破，主要問題如下：（1）對高爐熔渣氣淬成珠過程換熱機(jī)制與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，研究高爐熔渣氣淬成珠過程中的傳熱規(guī)律，基于氣淬過程與余熱提取過程科學(xué)協(xié)同建立高爐熔渣氣淬工藝參數(shù)優(yōu)化模型，形成氣淬過程高溫余熱提取關(guān)鍵技術(shù)。（2）研發(fā)高爐熔渣余熱高效回收工藝，開發(fā)出高效顆粒換熱設(shè)備，對高爐熔渣余熱高效回收工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，形成高余熱回收率的同時生產(chǎn)玻璃微珠等建材的新工藝設(shè)計方法。（3）建設(shè)高爐熔渣余熱高效回收關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)與中試生產(chǎn)線，完成氣淬系統(tǒng)、余熱回收系統(tǒng)、氣體循環(huán)系統(tǒng)及除塵系統(tǒng)的制造、安裝，進(jìn)行中試試驗。

3.4　預(yù)期效果

如果上述關(guān)鍵技術(shù)難題得到解決，那么將能夠形成高爐熔渣氣淬成珠與余熱回收關(guān)鍵技術(shù)和裝備，為高爐渣熱量回收與高附加值利用提供技術(shù)支撐。按2015年全國年產(chǎn)高爐渣約2.4億t計算，若20％高爐渣利用本課題研究成果，高爐渣熱能回收效率按50％計，每年回收高爐渣余熱折合標(biāo)準(zhǔn)煤約120萬ｔ，預(yù)期效益折合人民幣約9億元。同時，制備玻璃微珠約0.28億ｔ（成珠率按60％計算），高爐渣高值資源化利用凈增利潤按100元／ｔ計，預(yù)計每年可為國家多創(chuàng)造利潤28億元人民幣。項目實(shí)施后，每年可節(jié)約沖渣新水耗量為0.28億ｔ左右。

4　結(jié)語

鋼鐵工業(yè)作為中國能源消耗大戶，節(jié)能減排取得了長足的進(jìn)步，但仍有較大的節(jié)能潛力，特別是燒結(jié)、焦化和煉鐵等鐵前三大工序。通過對流程工業(yè)系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝重構(gòu)、流程再造、系統(tǒng)耦合及參數(shù)優(yōu)化、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)，突破存在的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備問題，形成流程工業(yè)節(jié)能減排整體解決方案，從而可進(jìn)一步提高鋼鐵工業(yè)的能源利用效率，降低污染物排放，為鋼鐵流程工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)保障。

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