低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)構(gòu)架

楊濤

摘要：作為高排放、高污染的鋼鐵冶金行業(yè)成為綠色發(fā)展的重點改革對象，優(yōu)質(zhì)的節(jié)能減排工作能夠幫助實現(xiàn)全球溫升目標(biāo)。未來發(fā)展要在發(fā)展經(jīng)濟的同時加強環(huán)境治理，新形勢下傳統(tǒng)鋼鐵行業(yè)進入瓶頸，為保證鋼鐵行業(yè)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，支撐經(jīng)濟，本文將從實際充分，明確低碳減排在鋼鐵行業(yè)的意義，探尋現(xiàn)階段綠色鋼鐵冶金技術(shù)存在的問題以及發(fā)展困境，提出優(yōu)質(zhì)低碳減排優(yōu)化方案，為鋼鐵冶金企業(yè)提供參考，幫輔鋼鐵行業(yè)解決排放問題，促進鋼鐵企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：低碳減排;鋼鐵冶金技術(shù);鋼鐵行業(yè)

受到工業(yè)化發(fā)展、人口增長等多方面因素影響，全球生態(tài)環(huán)境日益惡化，各國政府意識到環(huán)境污染嚴(yán)重性，開始提出具有建設(shè)意義的綠色節(jié)能發(fā)展方案，我國政府表明了要在2060年前實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的決心。傳統(tǒng)冶金行業(yè)以高爐流程作為關(guān)鍵工作，所用原料以燒結(jié)礦、焦炭為主，但燒結(jié)和煉焦的過程會對環(huán)境造成污染，劣質(zhì)焦炭難以滿足煉焦工序，而優(yōu)質(zhì)焦炭資源匱乏。在冶金工作中應(yīng)用化石燃料會產(chǎn)生大量的二氧化碳、一氧化碳以及其他附屬物質(zhì)，將嚴(yán)重造成環(huán)境污染，如何改善我國以高爐流程為主的生產(chǎn)是各鋼鐵企業(yè)重點關(guān)注的問題，我國未來改革目標(biāo)主要以高爐流程節(jié)能減排、綠色發(fā)展為工作方向。

一、應(yīng)用低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)的重要性

我國地理環(huán)境特殊，地質(zhì)條件優(yōu)越，各類資源豐富，鋼鐵資源充足，可以稱之為鋼鐵生產(chǎn)大國，隨著經(jīng)濟發(fā)展，鋼鐵材料市場需求量不斷增大，未來發(fā)展必須正視鋼鐵生產(chǎn)中的環(huán)境污染問題。鋼鐵冶煉行業(yè)具有耗能高、污染嚴(yán)重、排放超標(biāo)等特點，是影響環(huán)境平衡的重要因素，是引起酸雨、霧霾等嚴(yán)重環(huán)境污染問題的元兇，降低居民日常生活品質(zhì)。作為發(fā)展中國家，我國第二產(chǎn)業(yè)仍處于主導(dǎo)地位，二氧化碳排放量明顯提升。隨著時代發(fā)展，我國逐漸意識到生態(tài)治理重要性，但綠色低碳的鋼鐵冶金行業(yè)發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。未來發(fā)展要培養(yǎng)各企業(yè)、居民低碳意識，積極引入新型科學(xué)技術(shù)，建立新型產(chǎn)業(yè)模式，積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)高污染冶金工藝，要持續(xù)走“低能耗、低污染、低排放”的可持續(xù)發(fā)展道路。

二、現(xiàn)階段我國鋼鐵冶金技術(shù)存在的問題及低碳減排推廣阻礙

1. 現(xiàn)階段我國鋼鐵冶金技術(shù)落后、設(shè)備差，很難達到控制污染的目的。鋼鐵生產(chǎn)過程中“三高”問題嚴(yán)重，鋼鐵行業(yè)屬于資源、能源密集型行業(yè)。鋼鐵冶煉過程需要大量化石燃料燃燒供給供能，此時煤炭消耗量非常大，并且會產(chǎn)生廢氣。數(shù)據(jù)研究表明，利用高爐工藝完成1噸鋼鐵冶煉，會產(chǎn)生大量的二氧化碳以及工業(yè)廢水、廢氣及廢渣，嚴(yán)重影響環(huán)境問題，威脅人類身體健康、污染環(huán)境。

2. 部分企業(yè)受到傳統(tǒng)觀念或思想以及自身競爭力影響，缺乏改革積極型。受地區(qū)影響使得鋼鐵企業(yè)實力和規(guī)模存在差異，影響低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)落實到實際鋼鐵生產(chǎn)中，大多數(shù)鋼鐵企業(yè)依舊保持原有生產(chǎn)模式，主要體現(xiàn)在流程繁瑣，要求各項環(huán)節(jié)具有連續(xù)性。

3. 部分地區(qū)政府存在“缺位”和“越位”行為，使得低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)缺乏推廣動力，現(xiàn)階段我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)依舊采用計劃生產(chǎn)模式，由于鋼鐵企業(yè)性質(zhì)特殊，不利于在激烈的市場競爭中發(fā)展，雖然政府頒布了相應(yīng)政策扶持，但依舊解決不了實質(zhì)性問題，一旦產(chǎn)能過剩就會造成嚴(yán)重的資源浪費。部分政府管理缺乏科學(xué)性，使得鋼鐵產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)發(fā)展難的問題，也存在著能管而不嚴(yán)管的問題，使得地區(qū)政府更注重經(jīng)濟發(fā)展，而忽視環(huán)境保護問題。

三、推動低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)的方法及措施

（一）完善相關(guān)環(huán)境保護制度

各級政府應(yīng)積極健全當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護政策，健全環(huán)保立法，積極發(fā)揮法律效用。為提升環(huán)境質(zhì)量，政府統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，加大監(jiān)督管理力度，結(jié)合情況實行懲處政策。例如《大氣污染防治法》中明確規(guī)定，未建立污染治理方案的項目，要想發(fā)揮其作用或者沒有投入使用，有關(guān)環(huán)境保護行政主管部門有權(quán)暫停其生產(chǎn)或使用，要求整改，并處于相應(yīng)數(shù)額的罰金。雖然我國已經(jīng)有了較為健全的管理制度，且懲罰力度較大，但部分鋼鐵冶煉業(yè)依舊存在防污染方案不明確、屢禁不止的問題發(fā)生，部分企業(yè)思想固化，單純的認(rèn)為通過繳納罰金就可以隨意的制造污染，這種行為嚴(yán)重影響了環(huán)境治理的實效性。

（二）融合新型創(chuàng)新技術(shù)

鋼鐵冶煉企業(yè)發(fā)展要不斷融入新型技術(shù)或設(shè)備、積極引入優(yōu)質(zhì)人才，大力推廣低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)，通過科學(xué)技術(shù)手段有效解決高能耗、高污染、高排放的問題，降低鋼鐵材料的投入資金，進而達到節(jié)約資源、降低污染物排放的目的。傳統(tǒng)煉鋼生產(chǎn)流程復(fù)雜，包括了煉鋼回硫、低碳脫磷以及鋁脫氧等流程，這些流程一旦發(fā)生偏差就會造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、高能耗、高投入、高污染物排放等問題，現(xiàn)在鋼鐵冶金企業(yè)常應(yīng)用干熄焦技術(shù)和高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術(shù)達到低碳減排目的。所謂的干熄焦技術(shù)是指將燃燒后產(chǎn)生的廢氣在干熄爐中，與灼熱紅焦充分反應(yīng)性，廢氣吸收一定熱量后，將熱量帶入干熄焦鍋爐中，形成蒸汽，這樣不斷循環(huán)能夠提高鋼鐵冶金效果，除此之外，還能循環(huán)利用有害氣體，有效控制了酸性氣體和二氧化碳的排放，防止酸雨與溫室效應(yīng)等環(huán)境問題發(fā)生。通過該項技術(shù)能夠提高資源利用率，深入貫徹低碳環(huán)保理念。而高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術(shù)完成高壓爐頂鋼鐵冶金工作原理主要是利用具有化學(xué)能和物理能的高爐煤廢氣，搭配特殊發(fā)電裝置，完成煤廢氣的能量轉(zhuǎn)換，驅(qū)使發(fā)電機發(fā)電，這方法對設(shè)備要求較高，需要投入當(dāng)量資金。

（三）采用以氫代焦，大力發(fā)展低碳高爐煉鐵技術(shù)

應(yīng)用該方法要深入挖掘鋼鐵冶煉企業(yè)自身潛質(zhì)，利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氫廢氣獲取純凈的氫，利用合理手段將適量的氫送入高爐。部分企業(yè)在煉焦過程中產(chǎn)生的焦?fàn)t煤氣中存在氫雜質(zhì)，可以充當(dāng)燃料或利用其發(fā)電。從能量角度分析，如果將產(chǎn)生的氫作為新型能源，參與高爐內(nèi)物質(zhì)的還原反應(yīng)，可以有效降低環(huán)境污染及碳元素排放?，F(xiàn)階段大多數(shù)鋼鐵行業(yè)緊抓這一特征開展自主研究，一些未采用焦?fàn)t煤氣發(fā)電的企業(yè)或產(chǎn)線，需要緊密結(jié)合實際，順應(yīng)時代潮流，積極開展焦?fàn)t煤氣重整、噴吹以及爐頂煤氣循環(huán)等工藝，合理利用煤氣中的廢氣氫。經(jīng)過反復(fù)研究、對比發(fā)現(xiàn)，其他具有豐富可再生資源或鄰近可靠提供氫的化工群體，也要積極運用以氫代煤、以氫代焦等技術(shù)。

除此之外，復(fù)合鐵焦技術(shù)也能達到低碳減排效果，具有較大的應(yīng)用空間和發(fā)展?jié)摿?，我國現(xiàn)階段已經(jīng)有部分企業(yè)開始籌備鐵焦計劃，一旦計劃成功，能夠迅速推廣，發(fā)揮其應(yīng)用價值。部分需要搬遷的冶金廠可以考慮在搬遷后完成改造工作，發(fā)揮鐵焦生產(chǎn)和高爐的效用，這種方法在一定程度上可以減少投資力度和經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，降低相關(guān)經(jīng)費支出，提升研發(fā)速度。

結(jié)束語：

綜上所述，作為發(fā)展中國家，我國經(jīng)濟實力、技術(shù)研發(fā)等能力有待提高，但不能在提升過程中損毀生存環(huán)境。為減緩全球環(huán)境惡化，務(wù)必開展有效的環(huán)境治理活動，加強生態(tài)文明建設(shè)，具有“三高”性質(zhì)的鋼鐵冶金行業(yè)，在未來發(fā)展中必須堅持“低碳生產(chǎn)”原則，要深入了解制度、人才以及技術(shù)上的漏洞，尋求突破口，積極改革，建立綠色改革舉措，提升企業(yè)核心競爭力，積極落實激勵制度，給予科研成果突出的人員獎勵。國家應(yīng)健全管理制度，給予部分企業(yè)技術(shù)或經(jīng)濟支持，促進鋼鐵行業(yè)落實綠色鋼鐵冶金技術(shù)。

參考文獻：

[1]沈佳林，張琦，向婷.中國鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展趨勢及路徑選擇[J].冶金經(jīng)濟與管理，2021，（05）：26-29.

[2]王國棟，儲滿生.低碳減排的綠色鋼鐵冶金技術(shù)[J].科技導(dǎo)報，2020，38（14）：68-76.

[3]崔長勝.基于低碳生活中的鋼鐵冶煉節(jié)能技術(shù)實踐應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016，（10）：210-211.

[4]編輯部.降低鐵鋼比是鋼鐵工業(yè)綠色發(fā)展的必由之路[J].柳鋼科技， 2020（6）：2-3，13.

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