高爐噴吹蘭炭助降本減排
2026-05-02 13:42:32
劉文權 蘇步新 畢傳光 洪建國
高爐噴煤是鋼鐵企業降低成本、提高競爭力的重要手段,但由於使用煤受到煤價、環保政策等因素限製,鋼鐵企業采用性能優良、價格更具經濟性的蘭炭作為替代燃料。使用蘭炭替代無煙煤用於高爐噴吹、用作燒結燃料和焦丁,可以提升環保效益。按照每年2億噸鐵水產量計算,可利用蘭炭約1500萬噸/年,較使用原煤減少二氧化碳排放約58萬噸/年;按原煤含硫量0.7%、蘭炭含硫量0.35%計算,可減少向脫硫係統中引入二氧化硫約10萬噸/年。
高爐噴吹蘭炭具有多方麵優勢
蘭lan炭tan是shi以yi侏zhu羅luo紀ji時shi期qi形xing成cheng的de不bu黏nian煤mei和he弱ruo黏nian煤mei為wei原yuan料liao,采cai用yong中zhong低di溫wen幹gan餾liu工gong藝yi生sheng產chan的de高gao固gu定ding碳tan含han量liang的de固gu體ti物wu質zhi,是shi一yi種zhong新xin型xing優you質zhi燃ran料liao,具ju有you固gu定ding碳tan高gao,鋁lv、硫、磷低等優點。通常情況下,平均每噸蘭炭價格比煤粉價格低100元~200元。蘭炭作為高爐噴吹燃料,有利於降低鐵水成本,對企業有重要的經濟意義。2014nian,beijingkejidaxuejinxingdezailiantielingyugaoluhunhepenchuilantanyingyongyanjiuhelantantidaijiaodingzaigaoluzhongdeyingyongyanjiubiaoming,lantanyouxiaorezhihefanyingxingjunchaochuwuyanmei,juyouchengbenyoushi。
蘭炭是經中、低溫幹餾炭化除去煤中焦油物質和大部分揮發分後的半焦產品,具有硫分低、灰分低、氣化效率高、反應性好、燃燒性能好等特點。在生產中,蘭炭經中、低溫幹餾時,其揮發分會大量析出,部分硫、氮等元素提前釋放。因此蘭炭中硫、氮、灰分、揮發分含量大幅降低,並且仍保留有煤的特性。其固定碳高,灰分、硫、磷lin等deng含han量liang均jun較jiao低di,且qie無wu任ren何he黏nian結jie性xing,化hua學xue活huo性xing優you於yu焦jiao炭tan,流liu動dong性xing和he噴pen流liu特te性xing指zhi數shu優you於yu煙yan煤mei,在zai高gao爐lu噴pen吹chui方fang麵mian燃ran燒shao性xing能neng和he反fan應ying性xing能neng俱ju佳jia,置zhi換huan比bi較jiao高gao,能neng夠gou滿man足zu高gao爐lu噴pen吹chui用yong煤mei的de技ji術shu要yao求qiu。
高爐噴吹使用蘭炭可減少對無煙煤的依賴、降jiang低di焦jiao比bi,顯xian著zhu提ti高gao噴pen吹chui過guo程cheng中zhong的de安an全quan性xing。同tong時shi,蘭lan炭tan的de冶ye金jin性xing能neng穩wen定ding且qie較jiao好hao,灰hui熔rong特te性xing較jiao好hao,不bu易yi堵du槍qiang,用yong於yu高gao爐lu噴pen吹chui過guo程cheng更geng容rong易yi控kong製zhi。
蘭(lan)炭(tan)替(ti)代(dai)無(wu)煙(yan)煤(mei)和(he)煙(yan)煤(mei)有(you)利(li)於(yu)高(gao)爐(lu)噴(pen)吹(chui)原(yuan)料(liao)的(de)資(zi)源(yuan)結(jie)構(gou)優(you)化(hua)。在(zai)長(chang)三(san)角(jiao)地(di)區(qu),受(shou)限(xian)煤(mei)政(zheng)策(ce)的(de)影(ying)響(xiang),高(gao)爐(lu)噴(pen)吹(chui)蘭(lan)炭(tan)對(dui)實(shi)現(xian)蘭(lan)炭(tan)資(zi)源(yuan)綜(zong)合(he)利(li)用(yong)、煉鐵生產節能減排、減少二氧化硫及二氧化碳排放具有重要意義。2014年,北京科技大學完成了蘭炭在煉鐵領域高爐混合噴吹蘭炭應用研究和蘭炭替代焦丁在高爐中的應用研究,研究表明:蘭炭中硫(≤0.3%)、鋅(≤0.01%)、鈉(0.045%~0.055%)、鉀(0.0096%~0.043%)等有害元素含量較少,可以減少高爐入爐硫負荷,進而減少高爐脫硫耗熱,有助於降低燃耗和二氧化碳排放量。
多家鋼企開展高爐噴吹蘭炭試驗
目前,我國寶鋼、南鋼、鞍鋼、新興鑄管、包鋼、酒鋼等多家鋼企已開展過高爐噴吹蘭炭的研究與試驗。
其中,寶鋼2號高爐噴吹蘭炭生產試驗,通過工業分析、可磨性、baozhaxinghezhehuodiandengshiyanshiyanjiubiaoming,lantanduigaoluzhifendechulihepenchuiguochengwumingxianyingxiang,qieduigaolulukuangshunxingyibuchanshengyingxiang,lantanketidaibufenwuyanmeiyongyugaolupenchui。
2018年,新興鑄管在3號(hao)高(gao)爐(lu)燃(ran)料(liao)比(bi)不(bu)變(bian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),由(you)於(yu)煤(mei)粉(fen)利(li)用(yong)率(lv)提(ti)高(gao),高(gao)爐(lu)焦(jiao)比(bi)降(jiang)低(di)。綜(zong)合(he)分(fen)析(xi)表(biao)明(ming),在(zai)蘭(lan)炭(tan)資(zi)源(yuan)充(chong)足(zu)時(shi),噴(pen)吹(chui)蘭(lan)炭(tan)可(ke)以(yi)改(gai)善(shan)髙(髙)爐(lu)指(zhi)標(biao),降(jiang)低(di)煉(lian)鐵(tie)成(cheng)本(ben)。當(dang)混(hun)合(he)煤(mei)中(zhong)蘭(lan)炭(tan)比(bi)例(li)為(wei)10%時,噸鐵燃料成本降低1.43元;當混合煤中蘭炭比例增加到20%時,噸鐵燃料成本降低1.92元。
太鋼開展高爐使用蘭炭替代無煙煤噴吹的可行性研究和工業試驗,並將其用到生產中。可行性研究及工業試驗結果表明:蘭炭各項基礎性能符合噴吹煤粉的要求,具備高爐噴吹的使用條件。高爐生產實踐表明:噴吹煤粉中蘭炭比例達到15%~20%,最高25%,有利於降低鋼鐵企業的生產成本。2017年太鋼高爐配加蘭炭煤後,噴吹用煤價格降低17元/噸、噸鐵燃料成本降低13元。
高爐噴吹蘭炭發展建議
suiranguoneiwaidegangtieqiyeheyanjiujigouzailantantidaiwuyanmeijinxingpenchuifangmianqudeyidingchengguo,danrengxuyaozaigongyeshengchanyingyongfangmianjinxinggengduoyanjiu,congermanzuqiyegengduoxuqiu。tongshi,penchuilantanjishuganggangqibu,caiyonggaolupenchuilantandeqiyebuduo,lantangongyingduankenenghuiyingxianglantandezongtizhiliang,daozhilantanranshaoxingnengcanchabuqi,congerzaigongyeyingyongjindushangzhiyuegaolupenchuilantanjishufazhan。
在技術方麵,蘭炭存在水分含量高且固定碳含量較低、主要成分波動較大的問題;蘭炭水分偏高,會增加幹燥消耗的熱量;蘭炭可磨指數偏低,為保證噴吹煤粉粒度,會增加磨煤機的電耗和對磨輥的磨損,並影響出力(在磨機能力有富餘的情況下,對生產組織不存在影響)。由於蘭炭結構特性,在生產時發現,蘭炭對磨煤機出口管道和噴槍金屬軟管磨損增加,易出現磨漏情況。
筆者建議,應成立國家級減煤技術創新中心,致力於研究、推廣蘭炭用於燒結、高爐噴吹等;根據鋼企個性化需求,實行蘭炭定製化,將高爐噴吹蘭炭哈氏可磨係數提升至58~60,使其與無煙煤可磨係數灰分、揮發分相當,實現50%~100%替代高爐噴吹煤;製定高爐噴吹蘭炭的相關標準,推動高爐噴吹蘭炭技術發展更加規範有序。
來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網
編輯:張雨恬
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