一、高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術

高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術是利用高爐爐頂煤氣中的余壓能及熱能經透平膨脹做功來驅動發(fā)電機發(fā)電的一項技術。所用的透平裝置TRT(Blast Furnace Top-pressure RecoveryTurbine Unit國際上簡稱為T R T)是利用爐頂煤氣壓力回收煉鐵生產過程中的二次能源，是不消耗燃料，無污染的經濟的發(fā)電設備。現代高爐爐頂壓力達0.15到0.25兆帕，爐頂煤氣中存在大量勢能。TRT就是利用爐頂煤氣剩余壓力使氣體在透平內膨脹做功，推動透平轉動，帶動發(fā)電機發(fā)電。這種發(fā)電方式既不消耗任何燃料，也不產生環(huán)境污染，發(fā)電成本又低是高爐冶煉工序的重大節(jié)能項目，經濟效益十分顯著。此技術在國外非常普及，國內正在逐步推廣。TRT發(fā)電不消耗任何燃料就回收大量電力，根據爐頂壓力不同每噸鐵可發(fā)電20-40Kwh，如果高爐煤氣采用干法除塵發(fā)電量可增加30%左右。一般爐子越大，爐頂壓力越高，投資回收期越短。

根據高爐爐頂煤氣除塵方式的不同，TRT流程技術有干濕之分，使用水來降低高爐爐頂煤氣溫度和除塵并設置TRT裝置的工藝稱為濕法TRT，而高爐爐頂煤氣采用干式除塵并設置TRT裝置的工藝為干式TRT。

提高TRT發(fā)電量的主要措施：

一、積極采用高爐煤氣干法除塵技術裝備;

二、提高高爐煤氣壓力，減少煤氣從爐頂到透平機的壓力損失;

三、保持高爐煤氣穩(wěn)定地以最大發(fā)生量供給透平機;

四、調整好TRT入口的靜葉角度;

五、合理優(yōu)化TRT工藝參數技術。

未來發(fā)展趨勢：TRT 發(fā)電設備的高功率化

對于TRT 發(fā)電設備高功率化，現在占TRT發(fā)電設備主流的濕式TRT 發(fā)電系統(tǒng)，目前已由離心透平向軸流透平轉化;由高爐尾氣的部分回收系統(tǒng)向全量回收系統(tǒng)的系統(tǒng)改良;控制方式由調速閥控制改為靜葉可調機構控制等。通過這些改善措施，產品已基本達到了成熟的階段。干式TRT 發(fā)電系統(tǒng)被看作是TRT 發(fā)電設備高功率化的本命(最優(yōu)先候選系統(tǒng))，從濕式發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)經歷數年已邁出了實用化的第一步。但是，因為受TRT 干式發(fā)電系統(tǒng)關鍵技術的有關干式除塵系統(tǒng)的設置、運用等各類技術問題(爐況異常時的溫度控制、氣體溫度降低造成結露的防治對策、防腐對策、除塵器的長壽命化等)的阻礙，產品在設備中的應用仍處于踏步狀態(tài)。今后TRT 發(fā)電設備的高功率化，首先取決于干式除塵系統(tǒng)運用的穩(wěn)定化(一部分也涉及到高爐作業(yè)自身的穩(wěn)定性)?？梢哉f，對于TRT 發(fā)電系統(tǒng)的高功率化來講，其最大的課題就是解決有關干式除塵系統(tǒng)的諸問題。

二、干法熄焦技術

干法熄焦技術(Coke Dry Quenching)是相對于用水熄滅熾熱紅焦的濕法熄焦而言的，簡稱“干熄焦”。它是回收紅熱焦顯熱、改善操作環(huán)境的一項先進工藝技術，有利于提高焦炭質量，降低焦化工序能耗和改善大氣環(huán)境質量。

干熄焦技術的基本原理是：利用冷的惰性氣體(如氮氣或氬氣等)或燃燒后的廢氣，在干熄爐中與熾熱紅焦換熱從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再有循環(huán)風機鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產生的中壓蒸汽(或高壓)蒸汽或并入廠內蒸汽管網或送去發(fā)電。

干熄焦自身能耗約為29Kh/t焦，而濕熄焦約為29Kh/t焦。干熄焦自身能耗雖高，但回收紅焦顯熱。出爐的紅焦顯熱月占焦爐能耗的35-40%，這部分能量相當于煉焦煤能量的5%，若將其回收和利用，不僅可起到節(jié)能降耗的作用，同時還將大大降低冶金產品成本。采用干熄焦可回收80%的紅焦顯熱，平均每熄一頓焦炭可回收3.9Mp、4500C的蒸汽0.45-0.6噸。若將這些干熄焦產生的蒸汽用來發(fā)電，采用全凝機組時，平均每熄一頓紅焦，凈發(fā)電95-110Kwh?？鄢上ń棺陨淼哪芰肯?，包括低壓蒸汽、氮氣、電力、純水等，采用干熄焦平均降低煉焦能耗40kgce/t焦左右。

國外某公司曾對鋼鐵企業(yè)煉鐵系統(tǒng)所用節(jié)能措施進行分析，結果表明：干熄焦節(jié)能占總節(jié)能量的50%，可見干熄焦技術在煉鐵廠的節(jié)能減排中的重要作用。

目前干熄焦技術是國外應用較廣泛的一項技術。2004年采用我國干熄焦技術與設備的馬鋼和通鋼干熄焦示范裝置順利投產，標志著我國實現了干熄焦技術與設備的國產化，以后又實現和大型化和系列化。現在我國可以設計建設50-200t/h各種規(guī)模的干熄焦裝置。截止2008年底，我國投產的干熄焦裝置共69套，有6103萬噸年焦炭生產能力配置了干熄焦裝置，占我國焦產量3.18億噸的15.8%，占我國2008年鋼鐵工業(yè)耗焦總量27000萬噸的22.6%。每年至少可少用1200萬噸強粘結性煤。我國在建和已近投產的干熄焦裝置128套，已近和正在為12462萬噸焦炭生產能力配置干熄焦裝置，占我國焦產量的32.3%。

干熄焦的設備投資大事一個不能忽視的問題，但是就其環(huán)保節(jié)能及產品的質量來說是非常可取的，我從在鞍山鋼鐵公司的實習中深有體會，采用干熄焦技術大大減少了污染氣體的排放，改善了工人作業(yè)環(huán)境，其次雖然其設備投資達到4億，但其在兩年內就將其成本收回，據現場師傅講，如將加熱的蒸汽外賣的話，每天可收入20多萬，將其用來發(fā)電可節(jié)約很多的能源。

三、煤調濕技術

煤調濕技術(Coal Moisture Control簡稱CMC)是“裝爐煤水分控制工藝”的簡稱，是在干燥煤煉焦工藝(將濕煤在爐外預先脫水干燥至水分含量6%以下，再轉爐煉焦工藝)的基礎上發(fā)展來的一種通過加熱來降低并穩(wěn)定、控制轉爐煤水分的一種煉焦用煤的預處理技術。其核心是不管原料的水分是多少，裝入爐內的煤的水分要控制在5%～6%的范圍內。

煤調濕技術的特點：①采用煤調濕技術，煤料含水量每降低1%，煉焦耗熱量就降低62.0MJ/t(干煤)。當煤料水分從11%下降到6%的時候，煉焦耗熱量節(jié)約310MJ/t(干煤)。②裝爐煤水分的降低，使裝爐煤堆密度提高，干餾時間短，因此，焦爐生產能力可提高5%～11%，改善焦炭質量，其DI可提高1%～1.5%，焦炭反應后強度CSR提高1%～3%。③在保證焦炭質量不變的情況下，可多配弱粘結煤8%～10%④煤料水分的降低可減少1/3的剩余氨水量，減輕了廢水處理裝置的生產負荷。⑤采用焦爐煙道氣進行煤調濕，減少溫室效應平均每噸入爐煤可減少約35.8的CO2的排放量。⑥煤料水分的穩(wěn)定可保持焦爐操作的穩(wěn)定，有利于延長焦爐壽命。

采用煤調濕技術需注意的問題是：①煤料水分的降低，使焦化室荒煤氣中的夾雜增加，造成粗焦油的渣量增加2-3倍，為此，必須設置三相超級離心機，以保證焦油質量。②焦化室爐墻和上升管結石墨增加，必須設置除石墨裝置，保證正常生產。③調濕后沒料用皮帶運輸機送至煤塔過程中散發(fā)的風塵較濕煤增加的1.5倍應加強運輸煤系統(tǒng)的嚴密性和除塵設施。

四、焦爐煤氣制氫技術：

煤氣資源化利用除了鋼廠發(fā)電外，還可以高附加值利用，如焦爐煤氣生產氫氣不僅可以提高利用的附加值也有利于溫室氣體減排。

傳統(tǒng)工業(yè)制氫是以天然氣、石油和煤為原料，在高溫下使之與水蒸氣反應或用部分氧化法制的。而鋼鐵企業(yè)煉焦廠產生的副產煤氣-焦爐煤氣含有50%-60%的氫氣，20%-30%的甲烷，是非常好的制氫原料氣。利用焦爐煤氣吸附制氫工藝是目前比較成熟的技術，采用焦爐煤氣制氫只需按現有煤氣處理技術工藝，將其中的有害雜質去除，即可通過變壓吸附技術提取出高純度(99.99%)的氫氣，按此流程1m的焦爐煤氣可制0.44的氫氣，同時，通過焦爐煤氣變壓吸附提取氫氣后的高熱值解吸氣體可以返回鋼廠再利用。與天然氣制氫相比省去了蒸汽轉換或部分氧化等CH4裂解過稱，而省去了這一工藝過程的能源消耗，這就間接的減少了鋼鐵企業(yè)的CO2排放。如果解決了焦爐煤氣吸附制氫的大型煤氣壓縮機等關鍵技術，焦爐煤氣制氫比直接使用較貴的天然氣和煤炭制氫等更加經濟，是大規(guī)模、高效、低成本地生產廉價氫氣的有效途徑。

目前焦爐煤氣利用情況以2004年的焦炭生產來計，大致估算如下：焦炭產量近2.2億噸，每噸焦炭越生產400Nm3的焦爐煤氣，我國重點鋼鐵企業(yè)的焦爐煤氣絕大部分作為燃料燒掉，平均放散率為3.41%。初步估計每年浪費的焦爐煤氣通過吸附制氫進行處理，將能促進環(huán)境改善和鋼鐵工業(yè)生態(tài)化轉型。

焦爐煤氣吸附制氫是發(fā)展循環(huán)經濟，構建循環(huán)經濟產業(yè)鏈的一項有效措施，社會效益和經濟效益顯著。目前，截止到2005年底，我國已有十個鋼廠建設焦爐煤氣吸附氫裝置14套，最大能力為3000Nm/h，相信今后，這一技術在鋼廠有更好的前景。

五、能源管理中心

為了合理利用能源, 在發(fā)達國家的鋼鐵企業(yè)中普遍建立了能源管理中心。早在1959年, 日本的八幡制鐵所率先建成了世界第一座能源管理中心, 之后日本的其它鋼廠和美國、英國、德國的一些企業(yè)也相繼設置了能源管理中心, 且其性能不斷提高。能源管理中心對鋼廠的水、電、風、蒸汽、煤氣、氧氣、氮氣等能源進行集中管理和全面監(jiān)視, 及時分析和進行動態(tài)調整, 可實現總廠和二級廠礦能源管理數據共享。通過建設能源中心, 可以做到以下幾點: ( 1) 提高各類能源的使用效率, 實現各類能源介質的優(yōu)化調控, 促進節(jié)能降耗; ( 2) 減少能源中心定員,節(jié)約成本,提高工作效率; (3) 調度管理人員,使他們更全面地了解能源系統(tǒng), 提高能源管理水平; ( 4) 及時發(fā)現能源系統(tǒng)故障, 加快故障處理速度, 使能源系統(tǒng)更安全;( 5) 使能源系統(tǒng)的運行監(jiān)視、操作控制、數據查詢、信息管理實現圖形化、直觀化和定量化。

在我國, 能源中心自1991年在寶鋼投產以來, 顯示了其在能源管理上的優(yōu)越性, 積累了不少成功的實踐經驗。國內鋼鐵企業(yè)已認識到建設能源管理中心的重要性, 鞍鋼、武鋼、酒鋼、首鋼、攀鋼、本鋼和濟鋼等企業(yè)先后建設了先進程度不一的能源管理控制中心。通過能源中心企業(yè)可以對能源管理進行優(yōu)化, 可實現全企業(yè)節(jié)能5%的效果 。按2005年我國重點大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗741kgce計算, 噸鋼可節(jié)能約37kgce, 相當于減排CO2 80kg。