低碳经济下的冶金工程技术分析
何涛
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何涛,. 低碳经济下的冶金工程技术分析[J]. 冶金学报,202310. DOI:10.12721/ccn.2023.157045.
摘要: 冶金工业的发展对自然资源的需求量巨大,同时在生产过程中还会产生大量的废水、废气、废渣等,加剧了对环境造成的污染。为了积极响应国家节能减排的发展目标,冶金行业必须要遵循低碳发展规律,进而最大程度减少能耗与能源消耗,实现经济与社会效益的双丰收,推动冶金行业的可持续性发展。
关键词: 低碳经济;冶金工程技术;节能减排
DOI:10.12721/ccn.2023.157045
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引言

与传统经济发展模式的不同,低碳经济强调在经济发展的过程中实现低碳、节能、高效、环保的目标,它倡导通过技术创新和产业升级来减少碳排放,优化资源利用,提高能源效率,改善生态环境。低碳经济的实施不仅符合社会对环境的要求和追求可持续发展的目标,而且也为企业创造了新的机遇和竞争优势。

一、低碳经济下冶金的基本原则

其一为闭环原则,以封闭式的角度处理物料,使废气排放和剩余废物最大限度地减少。意味着在冶金过程中要通过技术手段将废气中的有害物质进行捕捉和处理,减少其对大气环境的负面影响。其二为资源可利用原则。在生产过程中,要充分考虑材料的性能和特性,通过技术手段将废料进行分离、精炼和再加工,将其转化为可重新利用的原材料,这样不仅可以降低对自然资源的依赖,也可以减少废物的产生和对环境的影响。其三为节能降耗原则,应以清洁能源为首选对象,通过最大限度地降低原料、能源和动力消耗来实现节能的目标。如,可以通过余热回收和废气处理,对能源进行二次回收利用;通过合理设计和管理,降低能源消耗和损失。同时,要推动循环经济的发展,降低产品循环过程中的能源消耗和资源浪费。

二、低碳经济下的冶金工程技术

(一)新一代可循环钢铁流程

新一代可循环钢铁流程通过将生产期间产生的废渣进行二次利用,将其转变为新的产品,从而实现资源的最大化利用和减少废弃物的排放。在循环钢铁流程中,最关键的一步是处理产生的除尘灰。除尘灰是钢铁生产过程中产生的固体废弃物,其中富含铁、钢渣等有价值的成分,通过采用烧结工艺,可以将除尘灰进行分离,将其中的金属成分进行回收利用,而将其他成分转变为新的材料。除了除尘灰的处理,循环钢铁流程还注重废气的处理和能源的利用。在工艺中产生的废气通过循环回收技术进行处理,其中的可燃成分可以被捕获并转化为燃料,进而转变为电能用于供应工厂的用电需求。这种废气回收和能源利用的方式可以实现能源的高效利用,减少对传统能源的依赖,从而降低碳排放。此外,新一代可循环钢铁流程还注重改进冶金工程过程中的能源消耗和排放控制。通过引入先进的高效设备和技术,如高炉余热利用、高效燃烧系统等,可以提高钢铁生产的能源利用效率,降低碳排放。

(二)氢冶金技术

氢冶金技术利用氢作为清洁型还原剂,参与冶金过程中的还原反应,以减少环境污染和碳排放。氢无需经过转化机即可参与还原反应,相对于传统的煤炭、焦炭等碳源,氢能够更高效地将金属氧化物转化为金属。在冶金生产过程中,利用氢作为还原剂可以提高产品的产量和质量。同时,传统的碳还原反应往往会产生大量的二氧化碳排放,而氢冶金技术的主要产物是水,无论从环境友好性还是生态可持续性的角度看,都具有更高的优势,这也符合低碳经济的发展要求,减少温室气体的排放,降低对气候变化的影响。在冶金工程中,氢冶金技术可以应用于不同金属的提取和冶炼过程。例如,利用氢冶金技术可以将铁矿石转化为特定金属属性的海绵铁,或者用于其他金属的提取和纯化过程。此外,氢冶金技术也可以与其他技术进行结合,如高温氢还原、氢气熔融等,以满足不同金属冶炼工艺的要求。

(三)环保节能技术

针对环保问题,冶金企业需要解决废气、废水和固体废物的处理。对于废气排放问题,可以采用高炉尾气余热回收技术和烧结机脱硫除尘等技术手段。高炉尾气余热回收技术可以将尾气中的热能进行回收利用,用于热能供应或发电,降低能源消耗;烧结机脱硫除尘技术可以有效减少废气中的污染物排放,保护空气环境质量。对于废水处理问题,可以借助生态湿地等自然环境修复技术,通过植物的吸收和微生物的降解作用,将废水中的污染物降解分解,实现废水的净化处理;对于固体废物处理问题,可以采用资源化处理方式,例如废钢铁回收和废渣利用等技术。废钢铁回收可以通过再生冶金工艺对废钢进行回收利用,减少资源的消耗和废物的产生;废渣利用则可以将废渣中的有价值物质进行回收利用,转化为新的产品。

在节能方面,冶金企业可以采用一系列高效节能设备。例如,新型高炉、新型烧结机和新型轧机等设备具有更高的能源利用效率和生产效率,可以大幅降低能源消耗。同时,可以借助数字化技术和物联网技术对生产过程进行优化调整,实现能源的精细化控制和节能效果的持续改善。

(四)电气自动化技术

电气自动化技术可以应用在冶金工程项目中的各个环节,从而实现对总污染物的控制和减少对环境的危害。通过实时监测和数据分析,可以对不同种类的污染物进行准确的控制和处理。例如,可以对尾气中的各种有害气体进行在线监测和分析,通过调节合理的操作参数和添加适当的处理剂,实现对污染物的高效治理。这样能够最大程度地减少对环境的污染,保护生态环境。同时,通过传感器和监测设备,可以实时监测关键参数,如温度、压力、浓度等,并通过数据采集和处理系统进行分析和反馈,这样可以及时发现和解决污染源的问题,并及时采取相应的措施进行调整。通过实时监测,可以最大限度地保障冶金工程项目的生产质量和环境安全。此外,通过自动化控制系统,可以实现对生产过程的优化和调整,达到更高的生产效率和产品质量。同时,电气自动化技术也可以对电能的利用进行优化,通过实时监测和调控,最大限度地提高电能的利用效率。

三、结束语

总之,低碳经济背景下的冶金工程技术,能够最大程度降低能源的消耗,同时能够最大发挥资源的利用价值。通过构建低碳环保节能体系,能够将低碳理念深入贯彻到冶金生产过程中,进而实现企业的可持续发展。

参考文献:

[1]王晓振. 基于低碳经济的冶金工程技术探索[J]. 世界有色金属,2023(4):19-21.

[2]韩钰定. 基于低碳经济环境下的冶金工程技术研究[J]. 石河子科技,2022(6):15-16.

[3]郭甲男. 低碳经济下的冶金工程技术分析[J]. 冶金与材料,2021,41(3):90-91.