钢铁工业废热和废气回收利用新技术

   钢铁生产工艺流程长，工序多，且主要以高温冶炼、加工为主，生产过程中产生大量余热能源，各种余热资源约占全部生产能耗的60%。本文介绍钢铁工业两项废热和废气回收利用新技术：iRecoveryEAF废气回收技术和GE气体涡轮机废气发电技术。

1、特诺恩公司电炉烟气余热回收利用技术

电炉输入能源包括电、天然气中的化学物质、油和碳等，而其中有大量的能源都随高温电炉烟气排放掉，一座150t/a的电炉产生的高温烟气可利用iRecovery技术发电29MW。特诺恩（Tenova）公司的iRecovery技术可以把这些高温烟气余热转换成蒸汽，但蒸汽的具体用途取决于钢厂的工艺配置。iRecoveryStage2系统流程如图1所示。

特诺恩系统使用了与传统热回收系统相似的管-管式热交换结构和工作原理，利用冷却水（20-40℃）从电炉废气管道回收热能。而运行的不同点在于iRecovery技术使用了高压和高温热水（180-250℃）作为热交换介质回收高温含尘废气热量，从而降低了通过蒸发分离废气的热量。第一步在600℃利用辐射热传递，第二步用废热锅炉回收低温热水入口的热能。电炉的高温废气携带灰尘，所以必须使用如废物焚化炉一样的特殊废热锅炉。其重要参数决定了热回收系统的效率，如iRecovery系统出口的废气温度、入口温度和进入iRecovery系统前与废气混合的稀释空气体积。

从理论经济学观点看，使用iRecovery系统发电虽然不是最好的选择，但它是最可行的，其它用途还可以用于真空脱气、酸洗、压缩机、空调、供暖和制氧等。如果过热蒸汽能够连续生产，则蒸汽涡轮机效益最高，如果蒸汽不能连续生产，选择正确的锅炉就成为重要的影响因素，最好使用OrganicRankineCycle(ORC)锅炉，因为后者可以通过添加饱和蒸汽或热水实现自动停止和启动。

2、通用电气能源公司（GEEnergy）的气体涡轮机废气发电技术

GE能源公司（GEEnergy）将为我国邯郸钢铁公司一座170MW发电厂提供气体涡轮机设备。邯郸钢铁公司为了降低能源消耗成本，实现2015年的减排目标，决定投资启动该建设项目。在气体涡轮联合循环发电工艺中利用高炉煤气、焦炉煤气发电是传统锅炉系统燃烧发电的替代方案。同样的燃料，GE9E气体涡轮机的发电量与传统锅炉相比可提高40%以上。该技术对钢厂使用燃料种类有很大灵活性，而且对废气产生量的变化有很强的适应性。

邯郸使用的气体涡轮发电设备包括一台GE9A5发电机、一个大型离心气体压缩机和GEMarkTMVle控制器，提供包括燃料混合、压缩和清洗在内的全自动控制，发电使用混合燃料，主要是低热值高炉煤气和焦炉煤气。系统首先对燃料进行加工，然后用两级离心式气体压缩机给燃料增压，用电力除尘器净化。大型离心压缩机坚固耐用，处理钢厂废气时维修要求低。类似的GE9E技术已用于钢厂的Corex废气发电，也可用于Finex和其它工艺废气发电。

电厂的废气发电量与钢厂的烟气产生量密切相关。一个300万t/a联合钢厂的工艺废气除满足自身需要外还能供电厂发电170MW。一个500万t/a的钢厂能供一个210MW的电厂发电。如果钢厂有多座高炉和焦炉就能保证气体涡轮机正常运转，如遇大的检修工作可用天然气替代。

一些钢厂用天然气和工艺废气发电供自己使用且对外销售，通过回收利用自己钢厂产生的废气就能成为主要电力生产者，例如意大利Ilva有3座与GE9E类似的电厂已经运行了15年，共发电520MW。