В последние годы глобальные металлургические предприятия, благодаря слияниям и поглощениям, продолжают концентрироваться в отрасли. К 2023 году прибыль металлургической отрасли вступила в период спада, главным образом из-за роста стоимости некоторых видов сырья и серьезного падения цен на сталь, что привело к снижению корпоративных доходов. В соответствии с ситуацией, тема этого года стала актуальной: сокращение масштабов проектов, сосредоточение внимания на оптимизации и модернизации процессов, экологически чистое низкоуглеродное развитие и интеллектуальное производство. Речь идет о трансформации в сторону «сверхнизких выбросов» и «экстремальной энергоэффективности», а также об ускорении низкоуглеродных технологических инноваций и цифровой трансформации в промышленном секторе.
● Выплавка стали
1. Углеродсодержащая плавка переходит в водородсодержащую.
В металлургической промышленности развивается направление водородной металлургии, однако текущие источники экологически чистого водорода ограничены. В связи с этой проблемой в краткосрочной перспективе разрабатываются методы доменной плавки с использованием коксового газа вместо кокса в качестве восстановителя, например, водородная шахтная печь на металлургическом заводе XIYE, а также модульные высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы на атомных электростанциях. Производство водорода из коксового газа в сталелитейной промышленности также находится в стадии разработки.
2. Плавка по упрощенной технологии.
В связи с давлением со стороны природоохранных организаций, доля короткоходовой плавки увеличится. К таким технологиям относятся, например, плавка в электропечах.
3. Сдержанное совместное производство
Долгое время одним из основных способов использования побочного газа сталелитейной промышленности было его сжигание для нагрева. Хотя при этом используется тепловая энергия газа, ее ценность не была в полной мере реализована. Газ содержит различное количество компонентов H2 и CO, и его использование для производства СПГ, этанола, этиленгликоля и т. д. имеет значительную экономическую выгоду. По сравнению с угольной химической промышленностью, которая производит CO и H2, а затем производит СПГ, этанол, этиленгликоль, это имеет значительное преимущество в стоимости.
В условиях растущего спроса на сокращение выбросов углерода, такие проекты, как извлечение и затвердевание CO2, принесли хорошие новости. На металлургических предприятиях, например, в металлургической промышленности, дымовые газы печей и котлов содержат большое количество CO2. CO2 может использоваться в сталелитейном производстве, для подавления пыли, в транспортировке с соблюдением холодовой цепи, в пищевой промышленности и т.д., и спрос на него высок, что дает металлургической отрасли конкурентное преимущество. Фотоэлектрические проекты могут улучшить показатели выбросов углерода на предприятиях, и многие металлургические заводы также строят фотоэлектрические установки, но важным показателем успешности проекта является также разница в ценах на электроэнергию.
4. Металлургическая разведка
Металлургический рынок будет и дальше ускорять темпы автоматизации и внедрения информационных технологий в сталелитейной промышленности, а также процесс цифровизации и интеллектуализации. Централизованные центры управления, беспилотные склады материалов, роботизированные системы измерения температуры, контроля и отбора проб будут становиться все более распространенными.
В связи с принятием и внедрением различных национальных политик по сокращению выбросов углерода, предприятиям металлургической отрасли, работающим в смежных отраслях, возрастает потребность в данных об оценке всего жизненного цикла закупаемой продукции. Оценка жизненного цикла стальной продукции и оценка ее углеродного следа на ее основе стали важной задачей.Экологичное и низкоуглеродное развитие сталелитейной промышленности и удовлетворение потребностей конечных потребителей. Проведение оценки жизненного цикла продукции является важной мерой для адаптации к национальной программе экологичного, низкоуглеродного и высококачественного развития, содействия энергосбережению и сокращению выбросов углерода на предприятиях металлургической промышленности и повышения узнаваемости бренда.
● Технология энергосбережения и защиты окружающей среды при работе со сталью
1. Экстремальная переработка и использование вторичной энергии.
Эффективность использования энергии в металлургической промышленности ежегодно повышается. С одной стороны, благодаря модернизации оборудования и снижению энергопотребления, с другой — постоянно увеличивается объем рекуперации вторичной энергии, удельная теплоемкость высоко- и среднетемпературной энергии, а также постепенно увеличивается объем рекуперации низкотемпературной энергии, что позволяет использовать тепло поэтапно. Высокотемпературная энергия используется для выработки электроэнергии или химического производства, а низкотемпературная — для отопления городских жителей, рыбоводства и т.д. Сочетание производства стали и обеспечения потребностей населения не только повышает экономическую эффективность предприятий, но и позволяет заменять маломощные котлы, снижая потребление энергии и выбросы углекислого газа.
1. 1 Система электрической печи
Внедрение полноценной системы испарительного охлаждения вместо первоначальной части дымохода с водяным охлаждением значительно повышает эффективность рекуперации пара при производстве тонн стали. Согласно практическому применению проекта, эффективность рекуперации пара при производстве стали может достигать 300 кг/т стали, что более чем в 3 раза превышает первоначальный показатель.
1.2 Конвертер
Первичная очистка дымовых газов в конвертере обычно осуществляется сухим методом. При существующем сухом процессе остаточное тепло, выделяемое при разнице температур 1000–300 °C, не рекуперируется. В настоящее время в краткосрочной эксплуатации находятся лишь несколько комплектов пилотного оборудования.
1.3 Доменная печь
Полное извлечение доменного газа может быть реализовано за счет рекуперации газа, используемого для выравнивания давления, и газа, используемого для сброса давления. В настоящее время в большинстве доменных печей рекуперация не рассматривается или рассматривается лишь частично.
1.4 Спекание
Рециркуляция отработанного тепла из высокотемпературной секции кольцевого охладителя для выработки электроэнергии; горячая вода может производиться для технологических процессов или отопления после рекуперации отработанного тепла в среднетемпературной и низкотемпературной секциях кольцевого охладителя; циркуляция дымовых газов при спекании стремится к внутренней циркуляции, поэтому необходимо увеличить количество циркуляционных вентиляторов высокого давления, вентиляторов подачи свежего воздуха и вспомогательного электрооборудования.
Отработанное тепло крупных дымовых газов, а также отработанное тепло кольцевого охлаждения, помимо выработки электроэнергии, используется также для привода основного вытяжного вентилятора с помощью технологии двойного тягового привода пара и электричества, что повышает эффективность использования пара, снижает количество преобразовательных звеньев и увеличивает экономическую выгоду.
1.5 Коксование
Помимо традиционного сухого охлаждения кокса, использовалась циркуляция кокса с аммиаком, первичный охладитель, отработанное тепло, отработанное тепло восходящей трубы, отработанное тепло дымовых газов.
1.6 Прокат стали
Использование отработанного тепла от дымовых газов печи прокатного стана и печи термообработки. Это тепло является низкокачественным источником тепла, и требуемая температура конечной десульфуризации обычно используется для производства горячей воды.
2. Концепция защиты окружающей среды и сверхнизких выбросов глубоко укоренилась в сердцах людей.
2.1 Экологические показатели каждого сталелитейного завода оцениваются по шкале А.
Для снижения нагрузки на охрану окружающей среды и обеспечения нормального производства многие металлургические комбинаты северных регионов завершили этап А, и даже если некоторые предприятия северных регионов еще не завершили этот этап, значительное число предприятий южных регионов также работают в этом направлении. Основные задачи включают в себя пылеудаление, десульфуризацию и денитрификацию, погрузку материалов на склады, сокращение объемов складирования, закрытие мест образования пыли, подавление пыли и т.д.
2.2 Углерод, электролитическая алюминиевая промышленность
Углеродная и электролитическая алюминиевая промышленность накапливают долги за охрану окружающей среды, а алюминиевые, горные алюминиевые и другие предприятия демонстрируют высокие показатели экологической эффективности.
2.3 Обработка трех видов отходов
Требования охраны окружающей среды касаются твердых отходов, которые не покидают завод, а сточные воды должны соответствовать стандартам сброса. С одной стороны, металлургические предприятия уже высушили и отжали компоненты, и конечный сброс и утилизация отходов соответствуют установленным нормам. С другой стороны, рынок нуждается в новых процессах и технологиях для обработки отходящих газов, твердых отходов, содержащих углерод, железо, опасных отходов, загрязненных почв и сточных вод, содержащих фенолцианид, концентрированной соленой воды и сточных вод холодной прокатки.
2.4 Очистка газа
В связи с ужесточением требований к охране окружающей среды, одновременно с этим становится возможным сбор рециркулируемого газа, а также предъявляются новые требования к его качеству. Традиционный процесс очистки коксового и доменного газа предусматривает удаление пыли и неорганической серы, а теперь требует удаления и органической серы. Рынок нуждается в новых процессах и новом оборудовании для удовлетворения этого спроса.
2.5 Технология сгорания с обогащением кислородом, сгорание чистым кислородом
Для повышения эффективности использования кислорода и снижения расхода газа в нагревательных печах, духовках и котлах применяется сжигание в обогащенном кислородом или чистом кислороде.
Дата публикации: 13 июня 2023 г.