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2-钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产评价指标体系(征求意见稿)编制说明.doc
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1、钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产评价指标体系(征求意见稿)编制说明钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产评价指标体系编制组2017年8月目 录1 前言11.1 指标体系编制出台的背景11.2 指标体系编制的必要性与紧迫性12 行业概况22.1 高炉炼铁工序发展概况22.2 高炉炼铁工序产排污情况及污染控制技术分析52.3 高炉炼铁工序能耗、水耗等主要技术经济指标63 编制过程64 适用范围75 指标体系编制指导思想76 指标体系编制原则、依据和参考资料86.1 编制原则86.2 编制依据86.3 参考文献97 编制方法和技术路线97.1 编制方法97.2 编制技术路线108 指标体系框架的确立129 指标内
2、容的确定129.1指标权重值的确定129.2 二级限定性指标的确定129.3 二级指标基准值的确定1210 指标体系实施的可行性分析1410.1 经济合理性1410.2 指标体系的可操作性1510.3 对高炉炼铁工序节能、降耗、减污、减碳、增效的推动1511 指标体系实施后节能减排潜力分析1511.1 生产工艺技术装备的改进1511.2 清洁生产技术的应用1511.3 完善高炉炼铁工序清洁生产组织管理1612 初审会修改意见采纳情况说明161 前言1.1 指标体系编制出台的背景为贯彻落实清洁生产促进法(2012年修正案),满足各行业推行清洁生产的迫切需求,加快形成统一规范的清洁生产评价指标体系
3、文件。国家发展改革委会同环境保护部、工业和信息化部按照中央编办,加快清洁生产评价指标体系修编整合工作,指导重点行业推行清洁生产的要求,经公开征求编制建议并筛选,研究制定了清洁生产评价指标体系制(修)订计划(第二批),并于2016年4月8日在互联网上联合颁布2016年第8号公告,向社会公布了第二批清洁生产评价指标体系制(修)订计划。冶金清洁生产技术中心接受了三部委的委托,承担了制(修)订计划中的钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产评价指标体系编制任务,成立了指标体系编制工作小组,制订指标体系编制工作计划,组织开展指标体系编制工作。2016年12月31日前完成了钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产评价指标体系文本
4、及编写说明等编制工作。1.2 指标体系编制的必要性与紧迫性(1)为政府主管部门提供钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产管理手段政府主管部门需要了解钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产水平状况、评估钢铁企业清洁生产绩效、设置钢铁行业(高炉炼铁)节能减排导向目标;以及需要制定钢铁行业(高炉炼铁)相关产业发展政策,促进钢铁行业(高炉炼铁)实施清洁生产,进而规范和指导钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产持续有效地向前发展,在钢铁企业中建立并形成长期有效的清洁生产机制。(2)钢铁行业(高炉炼铁)节能减排存在巨大压力钢铁产业是高耗能、高污染产业,引发的大气污染问题被广泛关注。我国的炼铁企业依然是多层次、多结构,不同企业处于不同水
5、平和发展阶段,导致先进与落后指标并存。近些年,我国炼铁企业生产技术指标有所改善,高炉大型化趋势明显,炼铁工序能耗下降;但热风温度连年下降、高炉炼铁炉料结构退步,导致入炉铁矿品位下降、渣铁比上升,为节能减排工作的实施带来巨大压力。2012年6月27日,环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了炼铁工业大气污染物排放标准(GB28663-2012)。日前,国家环保部先后发布了关于印发的通知和关于征求意见的函等相关文件,污染物排放标准日趋严格。各钢铁企业需要不断完善污染物控制措施,加强环保管理以实现稳定达标排放。(3) 已颁布清洁生产标准存在的不足原国家环境保护总局颁布的清洁生产标准 钢铁行业(
6、高炉炼铁)虽然对钢铁行业(高炉炼铁)提出了单项指标评判国内一般水平、国内先进水平和国际先进水平等三个级别清洁生产指标要求,但没有提出如何判定高炉炼铁工序整体达到清洁生产水平的评判方法。国家发改委已颁布的钢铁行业清洁生产评价指标体系(试行)虽然提出了清洁生产指标基准值和评价(长流程或短流程)钢铁企业是否达到清洁生产水平的评判方法,但没有涵盖钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产评价指标内容。为此,需要在已颁布清洁生产标准 钢铁行业(高炉炼铁)、钢铁行业清洁生产评价指标体系(试行)的基础上进行细化、整合、补充和完善,编制完成钢铁行业(高炉炼铁)清洁生产评价指标体系。2 行业概况2.1 高炉炼铁工序发展概况目
7、前,我国炼铁企业约有550 多家,2015年全国生铁产量为69141.51 万吨,占世界铁产量的59.89%(世界产铁115441.4万吨)。2015年,全国年产生铁量超过1000 万吨的企业有 17 家(鞍钢2287.71万吨、首钢总公司1942.33万吨、沙钢1912.63万吨、马钢股份公司1800.90万 吨、唐钢公司1594.61万吨、本钢集团1540.93万吨、武钢股份公司1515.49万吨、莱钢集团1492.26万吨、宝钢股份公司1467.70万吨、日钢1456.25万吨、 包钢1207.49万吨、邯钢1166.70万吨、河北敬业1148.26万吨、邯钢1105.95万吨、柳钢产铁
8、 1090.31万吨、纵横1069.93万吨,柳钢公司1051.49万吨)。2015年大于1000m3以上容积的高炉数量约590 座。我国生铁产能严重过剩,已影响到钢铁产业的生存和发展,化解过剩产能工作力度加大后,预计将有一大批中小企业重组或被淘汰出局。高炉炼铁技术目前处于调整阶段,从产能扩张向降消耗、降成本方向发展,从牺牲环境向重枧环境保护方向发展,从粗放式经营向精细化管理发展。随着首钢京唐(5500m3高炉)、宝钢湛江(1号5050m3高炉)、包钢(8号4150m3高炉)等大型国有企业为代表的一批大型高炉在国内相继投入运行,4000m3以上大型高炉达到22座,高炉的大型化和自主创新成为这一
9、阶段高炉炼铁发展的最主要特点。随着高炉操作和管理理念的不断改进,装备水平也取得了突飞猛进的发展,炉顶料面监控、水温差在线检测、炉缸侵蚀模型、风口监控及煤气在线检测等先进技术不断得到推广应用,传统意义上的高炉“黑匣子”逐步向“透明化”方向发展,一大批国产高炉的设备设施已经达到国际领先水平。然而,与西欧、日本等钢铁工业发达的国家和地区相比,中国在高炉大型化方面还有很大的差距。高炉炼铁作为当代主要的炼铁工艺,其能耗在钢铁生产中占较大比例,必须以降低炼铁能耗作为中国钢铁工业系统节能的重点。焦比在炼铁工序能耗数据中约占60%,煤比约占17%,煤气消耗占12%,高炉鼓风约5%。高炉炼铁所需的热量有78%来
10、自碳素燃烧,有19%由热风提供,3%是炉料化学热。所以说,燃料比的变化对工序能耗的影响是起决定性的作用,热风温度的高低也有较大影响。目前,我国高炉炼铁指标中与国际先进水平相比,差距最大的地方是热风温度偏低, 差80100。高风温是实现炼铁高炉节能的重要措施,风温提高100,可降低燃料比15kg/t。随着炼铁技术的不断进步,现代高炉向大型、高效、长寿等方向发展,提高高炉热风炉风温所具有的降低炼铁焦比、提高高炉生铁产量、提高喷煤比和降低高炉生产成本等作用越来越显著。2015年我国有71 座高炉年平均风温超过1200,最高的是太钢6号高炉的1245.28,宝钢3号1241,柳钢5号1240,敬业9和
11、10号、宝钢2号、太钢5号、济钢4号的高炉风温均超过1230。降低炼铁燃料比的主要体现是要降低焦比。提高喷煤比后,要实现煤粉替代焦炭的高置换比,才会使燃料比不会升高,这也是最优化经济的提高喷煤比标准。提高热风温度是提高喷煤比的优先条件,也是提高煤粉置换比的重要条件。提高炼铁精料水平是降低燃料比的重要手段之一和有效的措施,特别是焦炭质量的提高会有较好的效应。高炉煤气净化方面,干法布袋除尘技术是现代高炉实现节能减排、清洁生产的重要技术创新,可以显著降低炼铁生产过程的新水消耗、减少环境污染,已成为现代高炉炼铁技术的发展方向。布袋除尘效率高、节水、环保、煤气质量好、煤气温度高,提高TRT发电效率30%
12、,是适应目前节能环保趋势的技术。高炉在冶炼过程中使用含氯、氟的矿石,使用含CaCl2的烧结助剂等原因,高炉煤气中出现了以HCl为主的酸性成分。目前,干法除尘工艺不能有效去除高炉煤气中所含的HCl等酸性气体,导致后续煤气管道以及包括TRT(高炉煤气余压透平发电装置)等的附属设备出现腐蚀失效的问题。目前,高炉煤气干法除尘配置脱酸系统主要有湿法脱酸技术、半干法脱酸技术和干法脱酸技术3类技术。湿法脱酸技术利用HCl等酸性气体极易溶于水,通过在洗涤塔内喷淋水或碱液达到去除酸性气体的效果。半干法脱酸技术采用喷雾吸收反应器塔,石灰浆在反应器内实现雾化,雾滴与烟气相接触产生传质与化学反应,达到脱除酸性气体的目
13、的。干法脱酸技术是通过碱式吸附剂脱除气体中所含的HCl等酸性气体。高炉炉顶煤气余压利用可为钢铁企业带来可观的经济效益和社会效益。高炉炉顶煤气余压利用装置包括高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置和煤气透平与电动机同轴驱动的高炉鼓风机组两种。高炉炉顶煤气余压回收透平发电(Top Gas Pressure Recovery Turbine,简称TRT),是利用高炉炉顶排出的具有一定压力和温度的高炉煤气,推动透平膨胀机旋转做功、驱动发电机发电的一种能量回收装置,该装置既回收原先由减压阀组泄放的能量,又能降低噪声、稳定高炉炉顶压力,改善高炉生产的条件。与其他余热回收发电和常规火力发电相比,TRT除必要的运行
14、成本外不需消耗新的能源,在运行过程中不产生污染,发电成本极低。随着TRT设备的国产化,TRT技术在中国钢铁企业得到快速普及和应用。据统计,目前全国高炉有TRT700套,大多数采用煤气干法除尘,吨铁发电量得到提高。煤气透平与电动机同轴驱动的高炉鼓风机组(Blast Furnace Power Recovery Turbine,简称BPRT),是煤气透平与电机同轴驱动的高炉鼓风能量回收成套机组。该机组中的高炉煤气透平回收能量不是用来发电,而是直接同轴驱动鼓风机,没有发电机的机械能转变为电能和电能转变为机械能的二次能量转换的损失,回收效率更高。BPRT同轴机组利用高炉鼓风和高炉煤气余压余能回收两大功
15、能优势,在高炉炼铁中占据举足轻重的地位。在降低高炉炼铁成本,二次能源回收利用方面体现了良好的经济效益,同时减少了高炉煤气在输配管网中的流动噪声对坏境的污染,体现了良好的社会效益。随着国家对重大技术装备国产化的大力支持,拥有高效能源利用率、减少废弃物排放量、提高炼铁质量等诸多优势的BPRT同轴机组会取得更加广泛的应用。铁-钢高效衔接技术也是实现炼铁高炉节能的重要措施。高炉铁水运输、炼钢车间铁水预处理(包括脱硅、脱硫、脱磷)及向转炉兑铁水,采用鱼雷罐或铁水罐,减少中途倒罐及铁水温降(100),缩短运输周期(230分钟),具有节能减排和提高生产效率效果的生产技术。现代冶金工艺所追求的目标是高效、优质
16、、低耗,以实现企业的最佳经济效益,在大高炉-大转炉流程的钢铁企业中,国内目前已有沙钢、莱钢、唐钢采用了“一罐到底”模式。“一罐到底”技术实现了高炉铁水装载、铁水运输、铁水缓冲、铁水预处理、铁水兑人转炉等功能,在炼铁区域取消了铁水罐修理设施,在炼钢区域取消了倒罐坑、过跨车、倒渣、除尘等倒罐站设施,减少了二次倒罐环节,不仅消除了倒运过程的热量消耗,还节省了大量的铁水运输设备,节省了炼钢车间混铁炉的高额投资,消除了倒罐过程中的烟气排放,有很好的经济、社会效率。2.2 高炉炼铁工序产排污情况及污染控制技术分析2.1.1 废气高炉煤气净化须采用全干法袋式除尘方式,净化后利用。热风炉采用净化后的煤气为燃料
17、,有效降低烟气中的污染物排放浓度。贮矿槽、贮焦槽的槽上受料及槽下筛分、称量、给料、输送等产生粉尘的设施应采取密闭和除尘措施。转运站、胶带机卸料产尘点应进行密闭,并设置除尘或抑尘装置。上料胶带机炉顶卸料点应设置集气罩和除尘设施。喷煤制粉应采用密闭负压制粉工艺,各卸粉点、均压排气和其他产尘点应采取除尘措施。出铁场的出铁口、主沟、铁沟、渣沟、撇渣器、摆动流嘴等产尘点应采取封闭措施,出铁口应设侧吸和顶吸捕集措施收集烟气并设除尘设施。2.1.2 废水高炉工序间接冷却水、冲渣水、铸铁机用水、干渣坑冷却水等废水分别循环利用。各循环系统排污水应根据用水水质要求串级利用。煤气洗涤循环用水系统排污水应排入冲渣水循
18、环系统,煤气洗涤废水处理设施应设置水质监控和污泥脱水装置。炼铁炉渣应采用炉前水淬工艺,冲渣水蒸汽应引至高空排放或作为余热利用。高炉工序可做到生产废水零排放。2.1.3噪声为控制噪声污染,高炉鼓风机吸气、排气、放风均设消声器,同时设专用鼓风机房;热风炉助燃风机、高炉放风阀、高炉炉顶均压放散阀等设消声器;煤气余压发电透平机、发电机均设隔音罩,电机等设备基础采取减震措施,减轻由于振动导致的噪声;煤粉制备系统磨煤机置于建筑物内;各类风机、泵等均置于厂房内,大型除尘风机加装消声器,水泵等设备与管道连接处采用柔性方式。此外,在总图布置时考虑地形、声源方向性和车间噪声强弱、绿化等因素,进行合理布局,以起到降
19、噪的作用。2.1.4固体废物高炉水渣通常回收磨细,外运作水泥原料;高炉瓦斯灰通常送烧结综合利用;出铁场、槽上槽下除尘系统的布袋除尘设施所收集的粉尘通常定期用专用运灰车运至料场,进行粉尘综合利用;废耐火材料等工业垃圾通常可用于填坑铺路或送渣场堆存。2.3 高炉炼铁工序能耗、水耗等主要技术经济指标根据中钢协2015年统计的数据显示,炼铁工序能耗为390kgce/t,燃料比为526kg/t,入炉焦比为358kg/t,喷煤比为142kg/t,入炉矿品位为57.15%,热风温度为1135。根据中钢协会2015年统计数据显示,钢铁企业高炉工序对应的取水量为1.2m3/t铁,水的重复利用率为97%。3 编制
20、过程本指标体系编制工作根据国家三部委要求,于2016年4月28日启动,8月31日底完成指标体系初稿,2016年12月31日完成指标体系报批稿,具体编制过程见下表。表3-1 钢铁行业清洁生产评价指标体系编制工作进度表序号工作内容完成时间1召开指标体系编制工作启动会,明确编制工作思路,设立分课题编制小组,布置各阶段工作任务及完成时间节点。组织编制和下发指标体系编制工作方案和工作计划给各课题小组负责人及相关参与人员。2016年4月25日2完成高炉炼铁指标体系框架表编制工作2016年6月30日3完成高炉炼铁指标体系文本及编写说明初稿编制工作2016年7月31日48月份组织行业专家对初稿进行内审,在行业
21、专家修改意见基础上,对初稿进行修改完善,于8月31日前将初稿报给 中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心。2016年8月31日5由中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心组织初审会,根据专家所提修改意见进行修改完善,完成初稿并报给中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心。2016年9月30日6完成征求意见稿并报给中国环境科学研究院清洁生产与循环经济中心。2017年5月4 适用范围本指标体系将清洁生产指标分为五类,即生产工艺及装备指标、资源能源消耗指标、资源综合利用指标、污染物排放控制指标、清洁生产管理指标。本指标体系适用于钢铁行业高炉炼铁生产工艺企业清洁生产水平评价、清洁生产审核;新改扩建项
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