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記者 陶海銀 通訊員 周小波 報道
鋼鐵行業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國計民生的基礎性行業(yè)，也是我國碳排放量最高的制造業(yè)，如何以最低的資源、能源消耗，以最低的環(huán)境、生態(tài)負荷，換取最高的轉換效率和勞動(dòng)生產(chǎn)率，提供足夠數量且質(zhì)量?jì)?yōu)良的高性能鋼鐵產(chǎn)品，是每個(gè)鋼鐵生態(tài)圈企業(yè)義不容辭的責任。
中冶賽迪旗下核心子公司重慶賽迪熱工環(huán)保工程技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)賽迪熱工環(huán)保）作為連接應用科學(xué)與產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的工程技術(shù)公司，在鋼鐵行業(yè)清潔生產(chǎn)、超低排放領(lǐng)域形成了以綜合防治、高效低耗、環(huán)境相容等為核心的分析方法和理論體系，眾多成果處于行業(yè)領(lǐng)先水平。同時(shí)，該公司深耕冶金工藝及系統創(chuàng )新，實(shí)現了一系列冶金行業(yè)領(lǐng)先的重大綠色技術(shù)創(chuàng )新，并在工程實(shí)踐中得到應用，助力了鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
焦爐高效余熱回收及發(fā)電機組：助力鋼鐵企業(yè)能源清潔低碳高效利用
今年4月，國家能源局、科學(xué)技術(shù)部印發(fā)了《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng )新規劃》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規劃》）?！兑巹潯诽岢隽恕笆奈濉睍r(shí)期能源科技創(chuàng )新的總體目標為：能源領(lǐng)域現存的主要短板技術(shù)裝備基本實(shí)現突破；前瞻性、顛覆性能源技術(shù)快速問(wèn)世，新業(yè)態(tài)、新模式持續涌現，形成一批能源長(cháng)板技術(shù)新優(yōu)勢；適應高質(zhì)量發(fā)展要求的能源科技創(chuàng )新體系進(jìn)一步健全；能源科技創(chuàng )新有力支撐引領(lǐng)能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
推動(dòng)能源轉型，構建清潔低碳、安全高效的能源體系，事關(guān)經(jīng)濟社會(huì )安全運行、長(cháng)遠發(fā)展，是實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展、可持續發(fā)展的必由之路。作為節能環(huán)保公司，賽迪熱工環(huán)保致力于冶金節能技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，在燒結、焦化、煉鋼和軋鋼等單元余熱回收及發(fā)電領(lǐng)域躋身前列。近年來(lái)，賽迪熱工環(huán)保積極響應國家“雙碳”和“清潔生產(chǎn)”政策的號召，潛心打造焦化單元余熱深度回收系列產(chǎn)品，為客戶(hù)挖掘潛在價(jià)值。
針對熱回收焦爐余熱鍋爐單體容量小、數量多的特點(diǎn)，賽迪熱工環(huán)保自主開(kāi)發(fā)并應用的“多爐-機耦合發(fā)電”技術(shù)將焦爐煙氣余熱鍋爐產(chǎn)汽和干熄焦余熱鍋爐產(chǎn)汽融入高效發(fā)電機群，通過(guò)機爐協(xié)同管理和優(yōu)化，大幅提高機組效率和環(huán)保指標，成為焦化行業(yè)實(shí)現節能降耗和可持續發(fā)展的最佳選擇。
以年產(chǎn)200萬(wàn)噸的清潔型熱回收焦爐為例，噸焦發(fā)電能力可達1050千瓦時(shí)~1250千瓦時(shí)，全年可實(shí)現外送上網(wǎng)電量超過(guò)20億千瓦時(shí)；蒸汽母管實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，不斷優(yōu)化機-爐出力比例；鍋爐配置長(cháng)壽命管理方案，在全年不停爐的基礎上控制排煙指標變化不超過(guò)10℃/100Pa；尾部針對高濕度煙氣配置以CFB半干法脫硫除塵為核心的處理工藝，可全面實(shí)現焦爐煙氣超低排放和廢水零排放。
賽迪熱工環(huán)保將進(jìn)一步聚焦全流程、全生命周期的冶金余熱回收及高效利用解決方案，圍繞生產(chǎn)工藝單元不斷總結優(yōu)化，助力鋼鐵企業(yè)實(shí)現低碳轉型發(fā)展。
圖為由賽迪熱工環(huán)?？偝邪脑侥虾桶l(fā)能源有限公司熱回收焦爐余熱發(fā)電工程。
由賽迪熱工環(huán)保承建的河南安鋼周口鋼鐵有限責任公司熱回收煉焦配套余熱發(fā)電項目，包括新建8×80t/h高溫超高壓熱回收焦爐余熱鍋爐+3×60t/h高溫超高壓干熄焦余熱鍋爐+4×65MW中間一次再熱汽輪發(fā)電機組及配套設施，年供電量將超過(guò)16.25億千瓦時(shí)，年減排CO2將超50萬(wàn)噸。該項目采用活性炭脫硫脫硝一體化工藝，排放可穩定達到超低排放標準；工藝單元采用集中控制，將焦爐、干熄焦、余熱發(fā)電與脫硫脫硝等同時(shí)納入一體化智能操控中心，可實(shí)現協(xié)同生產(chǎn)操作，具有良好的示范效應。
圖為由賽迪熱工環(huán)保承建的河南安鋼周口鋼鐵有限責任公司熱回收煉焦配套余熱發(fā)電工程效果圖。
由賽迪熱工環(huán)?？偝邪脑侥虾桶l(fā)能源股份公司1×50MW高溫超高壓發(fā)電工程，采用賽迪熱工環(huán)保研發(fā)的“焦電耦合煤氣聯(lián)產(chǎn)發(fā)電系統”核心技術(shù)，將熱回收焦爐余熱資源與全廠(chǎng)富余煤氣資源進(jìn)行耦合發(fā)電，是越南鋼鐵企業(yè)首套高溫超高壓帶再熱余熱發(fā)電機組，其較業(yè)主現有的發(fā)電機組效率提高40%以上，深受業(yè)主好評。該項目采用CFB（循環(huán)流化床）半干法脫硫除塵工藝，排放可穩定達到越南當地超低排放標準。
圖為由賽迪熱工環(huán)?？偝邪呐_塑河靜鋼鐵興業(yè)責任有限公司干熄焦工程發(fā)電項目。
由賽迪熱工環(huán)?？偝邪呐_塑河靜鋼鐵興業(yè)責任有限公司200t/h干熄焦工程發(fā)電項目，包括新建2×200t/h干熄焦裝置，配套設置2×36MW汽輪發(fā)電機組；采用一系列先進(jìn)技術(shù)，噸焦發(fā)電量較常規提高15%以上，達到180千瓦時(shí)/噸焦，指標世界領(lǐng)先；同時(shí)，該項目設置100%FCB（Fast Cut Back）旁路，可在全廠(chǎng)停電狀態(tài)下，實(shí)現黑啟動(dòng)功能。該項目獲得了2020年度冶金建設行業(yè)工程設計優(yōu)秀成果獎二等獎。
煙氣脫硫脫硝超低排放技術(shù)：助力鋼鐵企業(yè)實(shí)現超凈排放
為削減主要大氣污染物排放量，促進(jìn)環(huán)境空氣質(zhì)量持續改善，生態(tài)環(huán)境部等五部門(mén)發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》，明確規定了排放煙氣中SO2和NOX的超低排放指標限值。隨著(zhù)環(huán)保政策的日趨嚴格，鋼鐵企業(yè)迫切需要穩定可靠、經(jīng)濟技術(shù)可行的煙氣超凈排放技術(shù)指導其完成綠色升級。
賽迪熱工環(huán)保作為冶金建設“國家隊”中冶賽迪的核心子公司，擁有國內領(lǐng)先的鋼鐵行業(yè)大氣污染治理超低排放產(chǎn)品與技術(shù)，構建了涵蓋冶金全流程的源頭減排、過(guò)程控制和末端治理一體化的大氣污染防治技術(shù)體系。在脫硫脫硝技術(shù)方面，賽迪熱工環(huán)?；凇岸辔廴疚飬f(xié)同控制”和“全過(guò)程耦合”的技術(shù)理念，綜合考慮鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)工序及煙氣特性，靈活采取多種工藝技術(shù)助力鋼鐵企業(yè)實(shí)現超凈排放。
對于不同鋼鐵企業(yè)內工藝特點(diǎn)及客戶(hù)需求，賽迪熱工環(huán)保提供針對性定制化解決方案：高爐熱風(fēng)爐、軋鋼加熱爐煙氣量小、SO2含量一般的，提供干法（SDS）脫硫+布袋除塵+SCR脫硝工藝；燒結、球團、焦化等生產(chǎn)工序煙氣成分復雜、煙氣量較大、原始硫含量高的，提供濕法脫硫（石灰石膏法）+SCR脫硝或者半干法脫硫（循環(huán)流化床法）+SCR脫硝工藝方案，并在設計時(shí)借助CAE仿真技術(shù)模擬裝置在復雜工況下的運行，優(yōu)化流場(chǎng)和結構設計，從而保證裝置穩定可靠運行。
賽迪熱工環(huán)保脫硫脫硝產(chǎn)品在保證環(huán)保指標的同時(shí)，兼具運行穩定可靠、自動(dòng)化程度高和一次建設及運行成本低等特點(diǎn)。憑借著(zhù)產(chǎn)品的顯著(zhù)優(yōu)勢，賽迪熱工環(huán)保脫硫脫硝技術(shù)先后在日照鋼鐵、津西鋼鐵、唐山松汀鋼鐵以及越南和發(fā)鋼鐵、英國鋼鐵公司等國內外大型鋼鐵廠(chǎng)得到應用，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和環(huán)保效益。
圖為由賽迪熱工環(huán)保設計的日照鋼鐵新建2號450m2燒結機煙氣治理項目。
2021年，日照鋼鐵新建2號450m2燒結機煙氣治理設施。賽迪熱工環(huán)保根據該燒結機煙氣特性，選用石灰石膏濕法脫硫+濕電除塵+后置中低溫SCR脫硝工藝方案，采用了脫硫多級噴淋與托盤(pán)耦合和高效除霧器兼濕電除塵一體化、煙氣脫白及多級高效能源利用配合補燃系統等多項先進(jìn)技術(shù)，建成后煙氣中排放顆粒物、SO2、NOX濃度將不高于8mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3，優(yōu)于當前最嚴格超低排放指標要求，可真正實(shí)現清潔環(huán)保、節能降耗。
濕式電除塵裝置：解決鋼鐵企業(yè)超低排放難題
2月7日，工信部、國家發(fā)展改革委和生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見(jiàn)》指出，要全面推動(dòng)鋼鐵行業(yè)超低排放改造，力爭到2025年，80%以上鋼鐵產(chǎn)能完成超低排放改造。煉鋼作為鋼鐵企業(yè)的核心生產(chǎn)流程，吹煉產(chǎn)生的轉爐一次煙氣含塵濃度高(70mg/Nm3~150mg/Nm3)，遠高于顆粒物超低排放限值10mg/Nm3，是鋼鐵企業(yè)超低排放改造工作的重點(diǎn)之一。
圖為賽迪熱工環(huán)保研發(fā)的濕式電除塵裝置取得專(zhuān)利的展示。
針對鋼鐵企業(yè)以L(fǎng)T、OG為代表的傳統煙氣除塵系統長(cháng)期以來(lái)面臨著(zhù)操作要求高、改造難度大及難以滿(mǎn)足當前日漸嚴苛的超低排放要求等難題，賽迪熱工環(huán)保通過(guò)集中攻關(guān)掌握了鋼鐵全流程超低排放的技術(shù)群。其中，其自主研發(fā)的A型、B型防爆節能型濕式電除塵裝置，分別解決了煉鋼轉爐濕法、干法一次煙氣除塵超低排放難題。目前，該裝置已取得10余項授權專(zhuān)利，經(jīng)成果鑒定，技術(shù)達到國際先進(jìn)水平。
賽迪熱工環(huán)保濕式電除塵裝置可結合現有除塵工藝，改造后形成“OG+濕電”或“LT+濕電工藝”，大幅提高除塵能力；開(kāi)發(fā)出爆炸風(fēng)險分析控制盒，實(shí)現對爆炸風(fēng)險的實(shí)時(shí)評估和預測以及系統主動(dòng)防爆；提出一種新型濕式電除塵器結構，采用塔式容器外形，內置蜂窩管式陽(yáng)極板，保證設備安全，具有超低、安全、節能的優(yōu)勢，同時(shí)可實(shí)現煙塵超低排放、除塵效率高、卸爆率近0、沖洗水耗量降低40%、電耗降低40%以及可減排顆粒物100噸/臺·年等目標。
圖為應用賽迪熱工環(huán)保濕電除塵產(chǎn)品的寶武太鋼煉鋼二廠(chǎng)濕電除塵項目。
目前，賽迪熱工環(huán)保濕電除塵產(chǎn)品已陸續在寶武太原鋼鐵南區、寶武太原鋼鐵北區、寶武八一鋼鐵、寶武昆鋼、鞍鋼西昌鋼釩、日鋼隆盛鋼鐵、沙鋼和豐南鋼鐵等大型鋼鐵企業(yè)得到應用。其中，寶武太鋼煉鋼二廠(chǎng)南區轉爐增加濕式除塵項目是賽迪熱工環(huán)保濕電除塵產(chǎn)品在國內的首次應用，并榮獲2021年全國冶金行業(yè)工程設計優(yōu)秀成果獎三等獎。
MTD技術(shù)：助力鋼鐵企業(yè)實(shí)現高爐煤氣精脫硫
為助力鋼企實(shí)現超低排放，賽迪熱工環(huán)保自主研發(fā)了一套高性能全干法高爐煤氣中溫精脫硫技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)MTD技術(shù)。其采用的技術(shù)路線(xiàn)為：高爐→重力除塵器→高爐煤氣布袋除塵系統→MTD脫硫→TRT→管網(wǎng)；或者單獨進(jìn)行熱風(fēng)爐煤氣脫硫，其技術(shù)路線(xiàn)為：高爐→重力除塵器→高爐煤氣布袋除塵系統→TRT→煤氣預熱器→MTD脫硫→熱風(fēng)爐。
圖為采用賽迪熱工環(huán)保自主研發(fā)MTD技術(shù)的高爐煤氣脫硫裝置。
賽迪熱工環(huán)保首次提出將有機硫轉化和脫硫置于同一溫度段，具有脫硫精度可控、TRT設備腐蝕程度大幅降低、TRT發(fā)電量影響小且更加節能等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，該工藝年產(chǎn)固廢量少，可以實(shí)現固廢資源化利用，年產(chǎn)固廢量不到鈣基煙氣脫硫工藝的一半，更加綠色環(huán)保。
目前，該工藝采用的脫硫催化劑工作硫容已達40%以上，相當于1g催化劑可以吸收0.4g以上的單質(zhì)硫，性能達到國際領(lǐng)先水平。由于工作硫容高，MTD技術(shù)可顯著(zhù)降低脫硫系統的占地面積和運維成本。相比煙氣脫硫，MTD技術(shù)一次投資節省10%~15%，運行成本降低在40%以上。
MTD技術(shù)已成功應用于工業(yè)化試驗，各項性能指標均滿(mǎn)足要求：在入口總硫32mgS/m3~124 mgS/m3波動(dòng)的真實(shí)高爐煤氣環(huán)境下，出口總硫始終<15mgS/m3，遠低于超低排放限值。此外，賽迪熱工環(huán)保還與寶鋼股份湛江鋼鐵建立了良好的合作關(guān)系，研發(fā)團隊在湛江鋼鐵現場(chǎng)長(cháng)期開(kāi)展高爐煤氣脫硫試驗，連續穩定運行近一年。測試結果顯示，MTD工藝對真實(shí)高爐煤氣適應性好，在真實(shí)高爐煤氣入口含硫波動(dòng)較大的情況下，脫硫出口平均濃度始終低于26mgS/m3，熱風(fēng)爐燃燒后SO2平均濃度＜30mg/m3，遠低于熱風(fēng)爐的50mg/m3超低排放限值。
