【正文】 廠區(qū) 周圍地勢平坦 開闊 ，有利于大氣污染物的擴散 ， 建廠條件良好 。工業(yè)園地處中緯歐亞大陸東岸，屬北溫帶大陸季風性氣侯，受太陽輻射、大氣環(huán)流和地理、地形等因素的影響和制約，四季分明，日照充足。 DRI 工序 本項目設計噸 DRI能耗為 ，屬國外氣基豎爐能耗平均水平。 37 ⑵ 煉焦耗熱量：用熱值為 1000 ，煉焦耗熱量（ 7％水分）為 2500kj/kg ⑶ DRI耗還原氣： ＝ 本項目能耗指標居全國同行業(yè)平均水平以上， 符合能耗準入標準的要求 。設置廢水回收處理站， 冷卻水 經(jīng)處理后可 循環(huán)利用 。由此可見，用潔凈的直接還原鐵代替被污染的廢 鋼，稀釋和改善冶金鋼水的化學成分，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材已是大勢所趨。從氧化 還原基本冶金原理來分析，直接還原法具有直接把鐵礦石煉成鋼的一步法特征，故稱“直接還原”。 項目地附近水電資源豐富，可滿足項目需求。在這五個行業(yè)中，組織實施循環(huán)經(jīng)濟高技術產(chǎn)業(yè)化專項，對促進節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟具有重要的示范意義。建設鋼鐵、有色、煤炭、電力、化工、建材等高耗能行業(yè)的節(jié)能降耗技術應用示范工程。充分發(fā)揮企業(yè)自主創(chuàng)新的主體作用，加強企業(yè)技術中心建設。支持企業(yè)跟蹤、研究、開 發(fā)和采用連鑄薄帶、熔融還原等鋼鐵生產(chǎn)流程前沿技術。直接還原鐵屬于新興鐵業(yè)發(fā)展項目，符合 國家產(chǎn)業(yè)政策，具有較廣闊的市場前景。但這還遠遠不夠，還應把目光放遠到全國及河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)區(qū)域布局、組織結構和產(chǎn)品結構等方面的調(diào)整，從這種調(diào)整中捕捉青龍鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展 27 的機遇，借助外力，乘勢而上。 投資規(guī)模和資金籌措方案 240萬噸焦化車間投資 12億元， 150萬噸直接還原鐵車間投資 21億元，合計總投資 33億元。 培訓分專業(yè)技術知識培訓和崗位技能適應性培訓。 輔助生產(chǎn)班組：電儀、給排水、調(diào)度為三班制操作，五班制定員。原料煤主要是山西省、河北省煤礦產(chǎn)煤，通過公路、鐵路運輸供應。在滿足工藝流程順暢、運輸合理， 符合消防規(guī)范要求，同時少占地前提下，盡量緊湊布置，節(jié)約投資。氣基豎爐建設兩座， 50萬噸 /年和 100萬噸 /年各一座。經(jīng)過不斷改進，MIDREX 和 HYL 豎爐生產(chǎn)技術不斷完善，已實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。經(jīng)過精脫硫總硫含量與過熱蒸汽及經(jīng)凈化脫碳處理的爐頂氣混合，進加熱爐加熱至 660℃左右，通過轉化爐頂部的燒嘴進轉化爐。因此 ，從經(jīng)濟學角度考慮，作為氣基豎爐直接還原的還原氣氣源，焦爐煤氣的經(jīng)濟性遠好于天然氣。 氣基豎爐直接還原鐵車間，年產(chǎn)直接還原鐵 50 萬噸。剩余污泥經(jīng)壓濾機脫水后摻入煤中煉焦。 制冷水：自建制冷站，滿足本工程低溫水的要求。 3)硫銨 煤氣的脫氨采 用噴淋式飽和器新工藝，該工藝集酸洗與結晶為一體，流程簡單，具有煤氣系統(tǒng)阻力小，結晶顆粒大，硫銨質(zhì)量好等優(yōu)點。 焦油氨水的分離采用常用的機械化氨水澄清槽進行分離。 裝煤過程中逸散的荒煤氣由爐頂設的導煙車抽吸裝煤除塵地面站集中處理。 煉焦基本工藝參數(shù) 炭化室孔數(shù) 4 60 孔（其中一期 1 60 孔 ） 每孔炭化室有效容積 裝爐煤堆比重（干） 每孔炭化室裝煤量 (干 ) t 焦爐周轉時間 19 h 焦爐年工作日數(shù) 365 d 焦爐緊張操作系數(shù) 裝爐煤水分 10％ 煤氣產(chǎn)率 320 m3/t 干煤 成焦率 75％ 12 由備煤車間來的洗精煤由輸煤棧橋運入煤塔，裝煤車行至煤塔下方 , 由搖動給料機均勻逐層給料 , 用搗固機分層搗實 , 然后將搗好的煤餅從機側裝入炭化室。 主要原材料耗量 表 27 主要原料材料耗量 序號 名稱 單位 一期耗量 二期耗量 1 洗精煤 (干 ) t/a 828000 2484000 2 脫硫催化劑 t/a 3 %濃硫酸 t/a 5380 16139 4 40%NaOH t/a 2119 6357 5 焦油洗油 t/a 801 2404 11 (3)工藝設計 本工程生產(chǎn)工藝分為備煤工藝、煉熄焦、篩焦工藝、煤氣凈化工藝。 240 萬噸焦化車間，產(chǎn)焦爐煤氣 108m3/a，冶金焦 200 萬 t/a,焦油 11 萬 t/a，粗苯 萬 t/a 等。此外，在取消高爐的情況下，可大力發(fā)展焦爐－直接還原煉鐵－電爐煉鋼短流程。然而，天然氣僅分布在少數(shù)地區(qū)，受地域的制約十分突出。另一方面， H2與氧化鐵的還原反應是吸熱過程，而 CO 與氧化鐵的還原反應是放熱過程，H2％又不能太高。項目實施成功后，經(jīng)濟效益和社會效益明顯，推廣應用前景廣闊。商品廢鋼中經(jīng)常含有 Ti、 Sn、 Pb、As、 Cu 等元素，對球墨鑄鐵的石磨球化具有不利影響。鞍鋼第二煉鋼廠轉爐生產(chǎn)在未使用 DRI 時，噸鐵耗氧量為 ，使用 DRI 后噸鐵耗氧量為，比使用前下降了 ； 3）當 DRI 為粒狀時，可以連續(xù)加料，從而使轉爐熔池溫度和成分連續(xù)變化，有利于連續(xù)測溫和自動化煉鋼。因此，直接還原鐵是改善鋼材質(zhì)量、增加鋼材品種、發(fā)展鋼鐵冶金緊湊流程不可缺少的原料。 DRI 用于電爐煉鋼，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼坯。因此，傳統(tǒng)冶金面臨 能源、資源、環(huán)境、社會多重壓力。 2 第二章 項目概況 項目建設背景 青龍滿族自治縣屬國家扶貧開發(fā)重點縣，該縣鐵礦資源豐富，全縣已探明儲量 15 億噸，現(xiàn)年產(chǎn)精礦 806 萬噸。為秦皇島市“ 07 年度市民營企業(yè)二十強”、“ 07 年度市工業(yè)利稅十強企業(yè)”、“ 08 年度全市億元納稅企業(yè)”；青龍縣“ 0711 年度金星企業(yè)”、 “ 07年度全縣環(huán)境保護工作先進單位”、“ 08 年度污染減排先進單位”。 2020 年中國鋼鐵產(chǎn)量超過了 4 億噸。 采用直接還原工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，是在熔點以下還原得到的固態(tài)金屬鐵(英文縮寫 DRI)。 電爐煉鋼中的應用 電爐煉鋼技術的迅速發(fā)展為優(yōu)質(zhì)鋼生產(chǎn)提供了有效手段，然而日益增加的合金鋼生 產(chǎn)和應用，使得多次重復回收的廢鋼中雜質(zhì)元素得以富集，嚴重影響了廢鋼的質(zhì)量。試驗中用 DRI 替代廢鋼的比例從 10％增加到 100％。鑄鋼有普通碳素鑄鋼、低合金鑄鋼和高合金特殊性能鑄鋼；鑄鐵有灰鑄鐵、球墨鑄鐵和特殊性能的合金鑄鐵。 基于上述分析，全球直接還原鐵的需求和產(chǎn)量逐年增加，市場前景良好。因此，不能直接使用高碳氫化合物的天然氣、石油氣和焦爐煤氣，必須將它們進行重整轉化或部分氧化轉化，使碳氫化合物最大限度地轉化為 CO 和 H2。 符合上述要求的還原氣在自然界是沒有的，因此需要對一些天然能源進行轉化才能得到。 化工合成項目中主要產(chǎn)品是甲醇和尿素，目前國內(nèi)市場已飽和；用于城市煤氣和發(fā)電則是資源的極大浪費。 建設地點 安勝礦業(yè)有限責任公司 坐落于 大巫嵐鎮(zhèn) 青山口村 ， 距秦皇島港口約105km，距 承秦 高速約 20km， 距青龍縣城約 45km。配套建設備煤、篩焦、鼓冷、脫硫及硫銨、洗氨、洗脫苯和相應的公用工程設施（新鮮水、循環(huán)水、消防水、生化處理、制冷站、軟水站、變電所等）。焦爐的裝煤及出焦除塵均采用除塵地面站方式。燃燒后的廢氣經(jīng)蓄熱室格子磚回收部分顯熱，經(jīng)過小煙道、廢氣交換開閉器、分煙道、總煙道、煙囪后排入大氣。 d 煤氣凈化 13 根據(jù)焦爐煤氣的用途及環(huán)保要 求，焦爐煤氣凈化回收系統(tǒng)設有冷鼓、電捕，脫硫及硫回收，蒸氨，硫銨，洗脫苯。分離的焦油渣定期送往煤場摻混煉焦。 洗苯塔的填料用孔板波紋填料。 c 生化處理 15 酚氰廢水處理站廢水量一期為 （其中蒸氨廢水 40m3/h，其它廢水 ）；一步和二步總量為 （其中蒸氨廢水 70m3/h，其它廢水 ）。 在豎爐的還原帶，鐵礦石首先通過熱的還原氣的熱量傳遞預熱到還原過程所需的溫度水平。因此，通過對焦爐煤氣中 CH4的 蒸汽重整或部分氧化，可得到完全滿足工藝要求的還原氣。 b、還原氣制備工藝流程 自焦化車間來的經(jīng)過粗凈化處理，分離掉焦油、苯、萘并經(jīng)過粗脫硫的焦爐煤氣，進入直接還原車間的焦爐煤氣儲氣柜。各工藝產(chǎn)量比較見表。 h/t DRI。廠區(qū)西南面緊臨 開發(fā)區(qū)干線公路， 公路運輸極為便利。 消防設施 除在各車間和輔助設施內(nèi)考慮了必要的消防設施外，在廠區(qū)道路旁設置有消火栓 ,不另增消防車輛。還原鐵車間下設還原氣工段、還原鐵工段，還原鐵車間下設生產(chǎn)班組。 25 技術人員，管理人員可從同類工廠調(diào)入具有實踐經(jīng)驗的人員，也可吸收少量的高校畢業(yè)生進行培養(yǎng)。培訓人員主要為班長、操作工人和檢修工人。 —— 發(fā)展鋼鐵生產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn) “產(chǎn)業(yè)強縣” 發(fā)展戰(zhàn)略。 —— 對單個新上鋼鐵項目和引進項目應有所選擇和控制，總的原則是：抓大限小，保大促強，扶優(yōu)限劣。 直接還原鐵屬于新興鐵業(yè)發(fā)展項目，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，具有較廣闊的市場前景。 ? 鼓勵企業(yè)加大節(jié)能減排技術改造和技術創(chuàng)新投入，增強自主創(chuàng)新能力。 高新技術產(chǎn)業(yè)化十一五規(guī)劃產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點（八）用高新技術改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中規(guī)定“努力促進節(jié)能降耗。實施的原則是：以節(jié)能降耗、污染減排和資源節(jié)約為突破口，以解決關鍵重大技術問題為重點，以提升產(chǎn)業(yè)技術水平為目標，著力促進產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整和增長方式的轉變。 31 第 四 章 資源綜合利用分析 資源利用方案 本項目需用的主要資源是：鐵精粉、煤炭、水、電。例如，在高 32 爐煉鐵的還原過程中，當把鐵礦石中鐵和氧分離的同時，還會使相當數(shù)量的 Si、 Mn、 C 等元素進入鐵水，因此鐵水必須進行氧化精煉，去除多余的元素和雜質(zhì) 元素。 ④社會發(fā)展和科學技術進步對鋼材質(zhì)量要求越來越高。 ⑦焦化、燒結、高爐等鐵前系統(tǒng)的流程長、工藝復雜，導致熱效率低，能源浪費嚴重。動力煤用恩德氣化爐空氣氣化，用以加熱焦爐和氧化球團廠的氣體燃料。如： 焦爐蓄熱室封墻、爐門襯磚、上升管襯磚 均 采用特殊的保溫隔熱材料，減少散熱損失，提高熱工效率 ； 水封式上升管蓋和橋管閥體， 可 減少荒煤氣逸散；新型爐門，密封效果好，結構簡單，維修方便，減少爐門逸散 。此加熱爐將應用神霧蓄熱式燃燒技術，降低排煙溫度，減少能耗。多年平均蒸發(fā)量小于 ，年平均最大蒸發(fā)量為 毫米，最小為 毫米。 生態(tài)環(huán)境影響分析 本項目的“三廢”主要有： ⑴ 廢氣：加熱爐排放的煙道氣。年平均氣溫 ℃ ，年最高氣溫 39℃ ，最低氣溫 ℃ .平均無霜期 152～ 170 天。可抵減能耗 ＝ 。 較之 搗固焦爐由于爐容增加，熱效率提高。此加熱爐將應用神霧蓄熱式燃燒技術，降低排煙溫度，減少能耗。而直接還原煉鐵可小型化，因而投資少、建設周期短，可因地制宜地利用當?shù)氐膹碗s原料和多種能源來確定機動的產(chǎn)品方向，工藝靈活性大、適應性強。此外，冶煉廠含有鐵、釩、鈦、鎳等重要資源的粉塵和渣滓， 33 低品位鐵礦石，選礦場的殘渣等，傳統(tǒng)工藝都無法處理。由于冶金長期巨大的消耗以及焦炭資源的不合理利用，傳統(tǒng)冶煉工藝的生存和發(fā)展將面臨因焦煤資源匱乏而無法生產(chǎn)的尷尬局面。 通過 上述政策可看出，國家、省對循環(huán)經(jīng)濟、高技術的研發(fā)、推廣是非常重視和支持的。重點要在機械、冶金、電力、石油、煤炭等行業(yè)，突破一批關鍵共性技術，著力加強重大產(chǎn)業(yè)技術的系統(tǒng)集成和創(chuàng)新，引導企業(yè)研發(fā)新技術、新產(chǎn)品，建設產(chǎn)業(yè)化示范工程，提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和水平。 2020 年起，在冶金、 ?? 7 個行業(yè)，曹妃甸循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)等 10 個園區(qū)和石家莊市、邯鄲市、唐山市、秦皇島市、廊坊市 5 個城市組織開展循環(huán)經(jīng)濟試點示范工作。實施一批節(jié)能減排重點行業(yè)共性、關鍵技術及重大技術裝備產(chǎn)業(yè)化示范項目和循環(huán)經(jīng)濟高技術產(chǎn)業(yè)化重大專項。 28 項目分析 河北青龍經(jīng)濟開發(fā)區(qū) 是發(fā)展鋼鐵產(chǎn)業(yè)較理想的地方 。面對 鋼鐵集團的產(chǎn)品結構調(diào)整，青龍應積極主動地去承接它們所要轉移的產(chǎn)品、產(chǎn)能，引進其生產(chǎn)能力，利用這些大型鋼鐵企業(yè)成熟的鋼鐵生產(chǎn)技術，迅速提升產(chǎn)品加工層次 ，延長產(chǎn)品價值鏈，實現(xiàn)青龍鋼鐵產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。 —— 立足本地鐵資源優(yōu)勢，利用各種有利條件，加快礦業(yè)結構調(diào)整和企業(yè)兼并、重組步伐； —— 通過招商引資，引進大的鋼鐵生產(chǎn)項目，扶植優(yōu)勢企 業(yè)，做大做強鋼鐵產(chǎn)業(yè)。培訓地點在本工廠進行。因此主要裝置的操作工、檢修工應具有高 中以上文化程度，所以主要人員從同類工廠的相應車間調(diào)入，部分可從中專和技校中招聘。 本項目由企業(yè)自有 110 變電站供電， 水可取自 青龍河 ，可滿足 用水 、用電 需求。辦公區(qū)和生活服務設施附近，進行重點綠化、美化，設置建筑小品；在道路兩側種植行道樹；充分利用廠區(qū)內(nèi)零散地段種植草皮。 19 圖 24直接還原車間的流程圖 主要設備選型 150 噸 直接還原車間和 240 萬噸 焦化車間主要設備見表 210 和 211。 該流程中若采用焦爐煤氣制備氣體還原劑，每噸 DRI 需焦爐煤氣約675Nm3（熱值為 4000kcal/Nm3）。反應最終按 ⑷式達到平衡，轉化氣由轉化爐底部引出，溫度約 950℃， CH4 含量小于 1％，送入直接還原豎爐中部。而焦爐煤氣是許多大型鋼廠的副產(chǎn)氣，本身就在尋找更經(jīng)濟、合理的出路。 焦爐煤氣含有 H2（ 55～ 60%）， CH4（ 23～ 27%）， CO（ 5～ 8%）， CO2（ ～%）， N2（ 3～ 7%）， O2（ %）， CmHn（ 2～ 4%）