内蒙古星光煤炭集团华鑫工业园循环经济规划及实施方案

内蒙古星光煤炭集团华鑫工业园循环经济规划及实施方案内容摘要：

建立 健全 发展循环经济 的 法规政策支持 体系 、 技术创新体系和激励约束机制。 实现资源综合利用 ， 高炉煤气、焦炉煤气、水、固体废弃物零排放 ，推进绿色消费，完善再生资源回收利用体系。 建设符合循环经济发展要求的工业园区。 能源消耗降低， 各种污染物排放量减少，环境质量明显改善。 15 工业水闭环利用， 基本 实现废水 “ 零 ” 排放。 固体废弃物综合利用，实现废物资源化，并形成新的经济增长点。 实施循环经济的主要措施及效果 焦化 系统 先进适用的焦炉设计，产量高、能耗低、环保效果好 1） 采用先进的捣固焦炉设计 ， 使煤的堆比重由同类型焦炉，提高热传导效率，减少燃料煤气耗量。 2） 焦炉 采用 宽炭化室 ， 平均宽度 500mm，具有改善焦炭质量和增大焦炭块度的优点。 3） 焦炉炉体采用新型隔热材料 ， 降低焦炉炉体的散热，减少焦炉的热损失，改善焦炉的操作环境。 4） 采用新形蓄热室封墙结构 ， 确保封墙的严密性和隔热效果。 5） 焦炉燃烧采用废气循环加热模式，使焦炉的高向加热更加均匀，提高供入焦炉热量的使用效率，同时降低立火道温度，减少 NOx的排放量。 6） 采取多种措施保证焦炉加热 ，提高热效率。 7） 合理排列调节 用 砖 ， 使燃烧室 各火道的气量分配合理，横排温度分布均匀，从而保证焦炭质量和焦炉热效率。 采用先进成熟的干熄焦工艺 干熄焦技术是国外 20 世纪八十年代初开发的一种新型先进熄焦 16 技术，它是焦化最大的、也是效益最突出的节能措施。 采用干熄焦技术后，每处理 1t 红焦可回收 ～ 中压蒸汽 ～。 环保措施 采用炭化室高 米捣固焦炉，单孔炭化室有效容积增大 使所需炉孔数减少，每天出炉次数减少，减少污染物的排放量。 同时，大容积焦炉装备有完善的烟尘治理措施技术。 装煤除尘采用双 U 形管导烟车形式，出焦除尘及机侧炉 门烟尘采用干式除尘地面站形式。 装煤与出焦产生的烟尘采用地面除尘站工艺，除尘效率高，满足环保要求。 熄焦车采用定点接焦，减少出焦时烟尘的逸散对环境的污染。 水封式上升管盖和桥管阀体，减少荒煤气的选散。 采用悬挂式弹簧刀边炉门，密封及隔热效果好。 集气管设荒煤气自动点火放散装置，在事故状态下荒煤气燃烧后排空，改善环境污染状况。 工序总能耗为 151266 吨标准煤，吨焦工序能耗为 公斤标准煤，大大优于国家规定的 165 公斤的标准。 烧结系统 烧结机铺底料 烧结机铺底料有利于保护炉篦条与改善环境，减少 烟气中含尘量，并使混合料烧好、烧透，提高作业率，提高烧结矿质量、降低能耗。 铺底料厚度 20~30mm。 厚料层烧结 厚料层烧结不仅可以改善烧结矿的质量，而且是节省能源消耗的 17 重要手段。 华鑫公司 75m2烧结机 设计 料层厚度 最高 达 600mm（含铺底料）。 全部采用生石灰作为熔剂 全部采用生石灰作为烧结熔剂和粘结剂，可以起到强化制粒、改善料层透气性效果。 全部采用生石灰作为熔剂，还可充分利用生石灰消化产生的热量预热混合料，提高混合料温度、降低燃料消耗。 混合料外 滚焦粉 ，降低燃料消耗 二混制粒后，采用烧 结 料分加 方式对混合料进一步外滚焦粉，降低固体燃料消耗，外滚焦粉量最多可以达到 60%以上。 预热混合料 在二次混合机中通入蒸汽加热混合料，在烧结机头混合料仓通入蒸汽进行保温。 此外，一混和二混用水，也采用蒸汽加热提高水温，包括生石灰消化过程产生的热量，最终使混合料布入烧结台车前温度达到 40 度以上。 采用焦炉煤气点火 与高炉煤气相比，焦 炉煤气热值 高 （ 4500kCal/m3， 18800kJ/m3） ，约是高炉煤气热值的 4 倍 ，燃烧速度 快 、 燃烧温度 高 ， 有利于 提高烧结矿质量、降低烧损。 综合利用 全厂 固体废弃物 年综合利 用含铁固体废弃物量达 4 万吨，约占全部含铁烧结原料的 5%，实现铁素回收约 万吨，相当于 65%的铁精矿 万吨。 年综合利用电石厂碎焦 6900 吨、高炉筛下焦 万吨，相当于节约 18 标煤 万吨。 回收 利用烟气余热 热风烧结： 将机上冷却段的高温废气 (～ 400℃ ) 通过热风管排入至烧结机台车上的点火保温段及热风罩 内进行热风烧结。 热风烧结面积 约 25 m2。 采用热风烧结一方面提高烧结矿质量、减少返矿，另一方面可降低煤耗。 余热锅炉 制取蒸汽 ： 采用翅片管式蒸汽发生装置， 将机上冷却段的高温废气 (～ 400℃ )回收 制取蒸汽， 利用余热所产生蒸汽用 于 生活用汽，也可以加热混合料，提高烧结矿的产量。 根据华鑫公司 75m2烧结机 设计资料，回收利用机上冷却段高温废气每小时 可生产 约 5 吨压力 的 蒸汽。 炼铁系统 优化炉料结构 规划华鑫公司高炉炉料中适当加入球团矿至 10%，减少块矿比例至 5%，提高高炉入炉熟料率。 提高热风炉风温 热风炉加热采用高炉煤气掺烧焦炉煤气的方式，提高煤气热值和燃烧温度。 规划热风炉加热用 高炉煤气量 720 m3/t，同时 掺烧焦炉煤气量 4m3/t， 提高风温至 1200 度左右，可降低入炉焦比 10kg。 同时，较高的风温为富氧也提供了有利条件。 采用富氧喷煤技术 采用向高炉鼓风中富氧的技术可增加喷煤量、降低焦比。 富氧率 19 按 3%，则增加喷煤量 45 千克，相应减少入炉焦比 36 千克。 充分利用 高炉煤气 1）建设 高炉 炉顶煤气余压发电（ TRT） 装置 建设 1 套 2020~3000kW高炉 TRT 装置（投资约 1200 万元），年发电量 1500 万 kWh，按电价 元测算，年收益可达 500 万元以上。 同时 ， 采用 TRT 装置后可起到 稳定 炉顶压力 作用， 有利于 高炉顺行，提高高炉冶炼强度。 2） 高炉 煤气发电 规 划建设 1 台可掺烧高炉煤气混合焦炉煤气的燃煤锅炉，根据全厂煤气富余量灵活调节掺烧煤的比例，实现煤气零放散；同时作为全厂煤气的缓冲，调节全厂煤气平衡。 节水措施 炼铁设置了独立的净、浊循环水处理系统，废水经处理后循环（或串级）使用，提高了水的重复利用率，节省了水资源。 高炉煤气采用干法布袋除尘，节约用水。 固废 综合利用 措施 高炉采用环保型炉渣处理工艺，生产水渣作为建材的原料，综合利用率为 100%。 高炉瓦斯灰和各个除尘系统的除尘灰等用全部闭路运至烧结厂作为烧结原料予以回收利用，提高资源的利用率。 炼钢系 统 电炉冶炼热装铁水工艺 华鑫公司充分发挥自身资源优势，采用电炉冶炼铁水热装工艺， 20 炼钢时充分利用铁水的物理热和化学热，使电炉冶炼电耗显著降低。 同时，采用热装铁水工艺，可大大提高钢水的纯净度，冶炼高品质特钢产品。 电炉第 4 孔除尘系统 采用电炉第 4 孔除尘系统，不仅可改善生产环境，同时有效利用第 4 孔的高温烟气用热管锅炉进行烟气余热回收，余热锅炉产生的蒸汽可满足 VD 炉及生活用汽需要，具有良好的经济效益、环保效益和社会效益，是电炉炼钢发展并完善循环经济的有效途径。 钢渣处理回收及再利用 建设钢渣处理综合利 用生产线，对经过磁选铁金属后的钢渣加工磨细钢渣粉，用作水泥和钢渣空心砖生产线的原料。 部分尾渣用作路面用的沥青混凝土骨料和路基、建筑的回填料。 综合利用电炉除尘灰 对除尘器收集的除尘灰经加湿搅拌后，运至烧结系统供烧结配料。 此外，还可用电炉除尘灰与轧钢氧化铁皮生产冷压块，作为高炉入炉原料，可实现含铁二次资源的循环利用。 采用先进的电炉技术装备和 冶炼工艺 ，降低物耗和能耗 1) 采用 超高功率电弧炉 ，单位容量电压配置达到 800kVA； 2) 配备竖井废钢预热工艺 ，降低电耗 ； 3) 电炉采用铁水热装工艺 ， 缩短冶炼周期，提高生产率 ； 4) 偏心无渣炉底出钢（ EBT）技术； 5) 采用水冷炉壁、水冷炉盖，水冷碳氧喷枪，炉壁设氧燃烧嘴， 21 实施强化冶炼； 6) 炉壁设有石灰粉喷枪，可快速造渣和保护炉衬； 7) 实施优化配电曲线技术 ， 留钢留渣操作 ，降低电耗。 水泥熟料 节约和综合利用热能的措施 1）项目采用双系列 5 级低压损旋风预热器及 NDF 分解炉和第三代可控气流篦式冷却机组成的新型干法回转窑烧成系统，熟料烧成热耗为 3094kJ/kg 熟料（ 740kcal/kg 熟料），系统热耗水平先进。 2）充分利用废气余热。 利用窑尾预热器排出的大约 320℃ 的废气引入 原料磨做烘干原料的热源，利用冷却机排出的废气作为入窑二次风、煤磨烘干物料的热源 ， 利用从窑头罩引出的大约 800℃ 的废气作为入分解炉的三次风，利用窑尾预热器和窑头冷却机排出的废气余热发电。 3）改善燃烧条件 回转窑采用多通道喷煤嘴，提高燃烧效率，降低烧成热耗。 同时采用可控气流式篦冷机 充分回收冷却熟料的热量，提高三次风温，降低热耗。 4）保温节能 分别采用内、外保温相结合的保温隔热措施，充分利用余热和提高热效率，以降低热耗。 节电措施 1）原料粉磨采用辊式磨系统，单位生料可节约用电 5～ 7kWh。 22 2）五级旋风 预热器采用低压损技术，电耗可降低 15～ 20%。 3）熟料冷却选用新型空气梁篦式冷却机，所需冷却风量减少～。 4）煤粉制备采用辊式磨煤机，单位煤粉可节电 11kWh/t 左右。 5）采用全数字变频装置对风机进行调速，节省电能大约 30%～40%左右。 6）选用高性能的节能型 S11 系列变压器以减少变压器自身损耗，节约电能大约 5%左右。 充分利用熟料烧成系统废气的余热发电 建设一座低温余热发电站，装机容量 9MW，发电功率 8300kW，年运转 7200 小时，年发电量 5980 万 kWh，可向熟 料生产线供电 5500万 kWh，占生产用电量 9300 万 kWh 的 59%，从而减少外购电 5670万 kWh，扣除发电成本（ 元／ kWh）后可节约电费约 1540 万元。 通过余热发电以及烘干原燃料，可使废气余热利用率达 90%。 上述余热发电量相当于节约标煤 万吨，可减排 CO2约 吨，减排 SO2约 460 吨。 水泥回转窑喷吹焦炉煤气工艺 发挥华鑫工业园内产业集群优势，充分利用焦化公司焦炉煤气热值，华鑫公司采用国际上先进的水泥回转窑喷焦炉煤气代替煤粉技术，使富余焦炉煤气全部用于回转窑生产，小时最大用量可达 到32020m3。 根据华鑫工业园焦化公司焦炉富余煤气情况，综合平衡后富余量为 20207 m3/h 全部用于水泥回转窑喷吹，相当于年可节约标煤 23 万吨 ，折合煤耗约为 万吨。 则喷吹焦炉煤气后，水泥熟料生产线年需喷吹煤粉量仅需 万吨。 电石生产 采用节能密闭式电石炉，实现电石炉气综合利用 密闭电石炉是指电石生产 的电化学反应在密闭的容器中进行，外部的空气不能进入反应的容器内。 由于炉内隔绝了空气，其反应生 成的 CO 气体不会在炉内发生燃烧反应而通过烟道排出炉外。 炉气通过净化后，供气烧石灰窑作燃 料，实现 炉气 能源综合利用。 回收利用电石炉烟气余热 电石炉出口的高温含尘气体， 温度 在 500～ 800℃ 波动，瞬时 可达 1000℃ 乃至更高。 经水冷烟道冷却到 500℃ ，烟气的热量被吸收。 再进入机力风冷器进行强制冷却至 300～ 500℃ ， 进入高温气体过滤器过滤，被过滤净化后的炉气经风机送到气烧石灰窑作燃料应用，达到废气再利用和无烟尘排放的目的。 被过滤器清除下来的粉尘含炭量高，经加湿压球后作为燃料使用，燃烧后的废渣已除去氰化物等有害物质，可作为建材原料或果树肥料。 石灰生产采用设计先进的气烧石灰窑， 燃烧效果 好、效 率高，燃料消耗 低，从而 热耗、电耗低。 二次空气通过冷却石灰预热，一次空气通过预热器预热进入燃烧梁， 使各部分热量得到 充分 循环 利用。 降低热耗，合理利用热能。 石灰氮和双氰胺生产过程中， 二氧化碳气体重复利用，使尾气中二氧化碳浓度低于 3%，有效利用率提高到 85%以上。 渣液分离 24 采用 转鼓真空过滤机，提高过滤效率，减少黑渣中水分和氰胺含量。 在聚合、烘干等工序，蒸汽加热的凝结水全部回收重新利用。 25 2 生产系统循环经济措施及效果 焦化系统 焦化工程概 况 工艺流程 华鑫公司焦化系统 新建 TJ5550D 型 捣固焦炉 ，年产焦炭 （干）98 万吨。 供炼铁高炉和电石炉自用外，多余焦炭以商品焦外运。 主要工艺流程如下：  备煤 备煤是为焦炉提供合格的原料煤 ， 系统分为卸料系统、备料系统及配煤粉碎系统 ， 包括汽车及火车来煤的卸车、堆存、取料、配煤、粉碎及输送等作业。 炼焦用洗精煤由汽车或火车运来，分别卸入其深地槽内。 槽下设有叶轮给煤机，将煤给入带式输送机并转运至堆取料机主皮带，由堆取料机进行堆存作业。 配煤仓下的电子自动配料秤将各煤种按相应比例配合，无烟煤在仓下粉碎后与其它几种煤一起经仓下带式输送机送至配。