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　　1 認清鋼鐵污染來源鋼鐵工業(yè)的空氣污染物主要來自于生產過程，包括氣態(tài)物質(如硫氧化物、氮氧化物、二氧化碳和一氧化碳等)、煙灰和煙塵顆粒、重金屬、有機污染物等。鋼鐵工業(yè)的廢水污染物主要包括固體懸浮物、重金屬、油脂。廢水中的固體懸浮物包括鐵氧化物、煤、生物渣、金屬碳氧化物和其他固體廢棄物。煉鋼時排放的固體廢料是煤的衍生物，主要來自焦炭生產的副產品，如焦炭粉塵、渣、石灰石等。

　　2 現(xiàn)有技術的升級利用

　　2.1 余壓余熱回收利用技術鋼鐵生產過程中過剩的可燃燒氣體可以用來發(fā)電，常見的有以下幾種。

　　1)高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術(TRT)。TRT 技術利用高爐的余熱和余壓來發(fā)電，采用TRT技術每噸鐵可發(fā)電40千瓦時～60千瓦時。

　　2)有機朗肯循環(huán)(ORC)和卡林那循環(huán)。產生于煉鋼和二次冶煉的低品質余熱可以用ORC和卡林那循環(huán)發(fā)電。ORC 和卡林那循環(huán)的發(fā)電效率分別為8.1%和12.8%，兩種技術都被認為是商業(yè)技術，可用于全球地熱和余熱發(fā)電。

　　3)熱光伏回收方法(Thermophotovoltaic Heat Recovery，TPV)。煉鋼過程產生的熱輻射可以通過熱光伏方法(TPV)回收，由光電二極管電池吸收熱輻射來發(fā)電。高爐渣和板坯適用于TPV 方法，可以回收約4%的總能量。

　　4)干熄焦工藝。熄焦氣體中的熱能可通過回收蒸汽用于發(fā)電來實現(xiàn)再利用。采用干式熄焦裝置每噸焦炭可以回收400千克～500千克高壓、高溫蒸汽，相當于每噸焦炭發(fā)電220千瓦時～330千瓦時。采用干熄焦技術，約35%的焦爐總投入能量可以再次利用，不僅節(jié)省能源，還減少了二氧化碳的排放量。

　　2.2 能源技術有效利用鋼鐵生產過程中常見的能源技術的有效利用，主要有以下幾種。

　　1)焦爐煤氣生產甲醇。焦爐煤氣約含25vol%的甲烷和60vol%的氫氣，采用該技術可減少鋼廠甲烷和二氧化碳的排放量。據(jù)報道，采用焦爐煤氣甲烷生產甲醇的生產轉換效率為56.2%~67.2%。

　　2)燃料轉換。由于焦炭在使用中向環(huán)境排放大量的二氧化碳，科技人員努力尋找各種替代材料，其中一個就是生物材料，如木炭、甲烷、氫氣、乙醇和甲醇等。通過將生物材料轉換成合成天然氣(SNG)或生物氣體，改進生物材料的熱值后入爐，能明顯減少二氧化碳的排放量。

　　3)直接還原鐵生產工藝。直接還原鐵廠可以作為高爐生產工藝的補充。與高爐—堿性氧氣爐工藝相比，以天然氣為基礎的直接還原鐵—堿性電弧爐煉鋼工藝可以減少約40%的二氧化碳排放量。

　　4)冷床余熱生產熱水?？梢曰厥绽浯驳膶α鳠岷洼椛錈嵘a熱水，熱水可以用作熱自來水、鋼廠取暖，或者銷往生活區(qū)和熱力公司。對流熱可以通過熱交換器來回收，輻射熱通過收集器回收。

　　5)熱能儲存。通過熱能儲存，熱能可以通過火車、汽車和船來運輸，正在開發(fā)的熱能儲存技術有：一是吸收技術，熱能儲存在對熱能敏感的液體或固體介質中，儲存能力為180千瓦時/噸～400千瓦時/噸。二是潛熱儲存，該方法是通過相變材料的相變(例如從固體到液體)將熱能儲存在材料中，儲存潛力為80千瓦時/噸～160千瓦時/噸。三是作為化學能儲存或采用可逆化學反應，儲能為30 千瓦時/噸~1000千瓦時/噸。

　　6)堿性氧氣爐余熱和氣體回收。堿性氧氣爐煉鋼工藝要求鋼中的碳、一氧化碳和二氧化碳相互發(fā)生反應并生成轉換氣體。通過將堿性氧氣爐氣體燃燒于管道中，在利用熱鍋爐回收熱量，或將堿性氧氣爐的氣體經過凈化、冷卻并儲存于氣缸中以備將來使用。

　　7)廢料預熱。盡管采用電弧爐生產鋼提供了比高爐工藝更大的靈活性，但在電弧爐中，所用能源的20%用來熔化廢料，預熱廢料技術幫助減少電弧爐工藝的能源消耗，其原理是利用余熱加熱入爐廢料。

　　8)燒結廠廢氣熱回收。有兩個途徑可以從燒結工藝中回收能源：一是燒結床排放的氣體可以作為燃燒氣體返回以減少能耗，二是采用燒結礦冷卻系統(tǒng)。在燒結床端可以回收熱燒結礦中的熱量，熱空氣可以用于生產蒸汽。

　　9)最佳燒結—球團比例。高爐的鐵礦石主要是燒結礦和球團礦兩種，球團礦生產產生的二氧化碳比燒結礦生產多，因此，可以調整每座高爐燒結礦和球團礦的比例為1：1，以減少二氧化碳排放，節(jié)約能源。

　　10)氧燃料燃燒器。電弧爐煉鋼工藝造成電極之間的高強電能通道，產生電弧熔化廢鋼，氧燃料燃燒器通過采用燃料取代電能來降低電耗并提高熱傳導。

　　11)粉煤噴吹。焦炭成本比煤成本高得多，粉煤噴吹是向高爐噴吹粉煤降低焦比來節(jié)省成本。

　　12)熱風爐熱氣回收。廢棄熱回收系統(tǒng)幫助提高熱風爐的效率，來自熱風爐的熱量部分由外部熱交換器回收，回收的熱量用于預熱高爐煤氣和燃燒空氣，因而可以減少，甚至避免煤氣消耗。

　　3 立足于碳減排的新技術目前國際鋼鐵行業(yè)的創(chuàng)新技術通常應用于超大型項目，需要較高的投資成本，這些技術主要是基于能源節(jié)約和減少二氧化碳排放的目的而上馬的。

　　1)氫還原工藝。若用氫還原鐵礦石，則生產水和煤氣，二氧化碳排放量減少，且氫分子更容易進入鐵礦石，實現(xiàn)鐵礦石的快速還原。

　　2)Corex。該工藝有利于從鋼水中脫碳，凈化和冷卻頂部空氣，回收部分煤氣，在鐵礦石還原成海綿鐵后，出售剩余煤氣。

　　3)Finex。該工藝中的鐵礦石粉裝入流化床反應裝置加熱并還原，下游獲得直接還原鐵，還原氣體來自熔融氣化爐。

　　4)直接板材廠。直接板材廠使鑄造和軋制工藝實現(xiàn)一體化生產，不需要中間檢查或鋼坯處理，避免了板坯運輸時的熱能損失。

　　5)碳捕捉和儲存。該工藝通過3個主要技術來分離二氧化碳氣體：燃燒后捕捉，預燃燒捕捉和氧燃料燃燒。燃燒后捕捉是在燃燒后分離二氧化碳，主要來自排放氣體，借助吸收液體來捕捉二氧化碳，燃氣氣體被運送到儲存地。預燃燒捕捉分離二氧化碳是在燃燒之前，燃料氣體形成共生氣體，進一步轉換成氫氣和二氧化碳，利用水煤氣反應，然后二氧化碳通過吸收液體從氣流中分離出來，運輸并儲存起來。氧燃料燃燒采用純氧替代空氣燃燒，確保煙道氣體中主要是二氧化碳，可以直接運輸和儲存。

　　6)ULCOREO、Midrex 和HYL。這3種技術都是從球團礦中生產直接還原鐵，在豎爐中采用煤氣直接還原，其還原煤氣可以是天然氣或焦爐煤氣，也可以采用煤氣化或生物燃料的方式。

　　7)高爐爐頂煤氣循環(huán)。該技術幫助去除高爐爐頂氣體中的二氧化碳并利用、回收有效氣體(如一氧化碳和氫氣)，進而向高爐噴吹一氧化碳和氫氣以降低焦比。該系統(tǒng)用純氧取代熱風以除去二氧化碳。

　　8)HIsarana(新的熔融還原工藝)。該工藝基于熔池冶煉，該技術結合了煤預熱和反應裝置里的部分熱解，利用相當少的煤來減少二氧化碳排放。而且，允許采用部分生物燃料代替煤，也可采用天然氣甚至氫氣，靈活性強。

　　9)電解鐵礦石(ULCOWIN)。該技術采用堿電解從鐵礦石中生產直接還原鐵，在陰極還原鐵，陽極提供電子，但該工藝仍需進一步研究。

　　4 環(huán)保技術與管理相結合為減少溫室氣體排放和能耗，鋼鐵行業(yè)可采取工業(yè)協(xié)作模式，并引入環(huán)境管理系統(tǒng)，使整個環(huán)境管理系統(tǒng)與所有工序、項目相接。另外，還需要進行風險過濾，解決那些在立法、職業(yè)健康、安全和技術等方面不合理的問題。各項治理工作經過處理和排序，其處理需考慮技術開發(fā)、投資成本和預計二氧化碳減排量。最終，要確定每一項治理工作的凈現(xiàn)值，并將治理每噸二氧化碳所需的資金數(shù)額計算出來。要將治理成本邊際曲線形成公式，治理成本邊際曲線可以確定當特定能源節(jié)省多少時，治理工作才具有經濟性，同時還可以幫助確認資源、能源用量的“轉換點”。每一個治理工作還可以編制為程序進入項目計劃，確定執(zhí)行這一工作需要的時間，并創(chuàng)造一個減排目標路線。以上方法可使鋼鐵行業(yè)的環(huán)保治理具備可購買性，治理活動變得更加便捷。