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一、技術(shù)名稱：全密閉礦熱爐高溫煙氣干法凈化回收利用技術(shù)

二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：鋼鐵行業(yè) 鉻、硅、錳系等鐵合金冶煉煙氣凈化回收與綜合利用

三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀

鉻、硅、錳系等鐵合金冶煉行業(yè)的礦熱爐在冶煉過程中會產(chǎn)生大量煙氣，溫度通常在400oC左右，含有大量熱量。按生產(chǎn)75%硅鐵礦熱爐為例，煙氣中的熱量約為總輸入能量的50%。礦熱爐冶煉鉻鐵時，生產(chǎn)1t鉻鐵約產(chǎn)生780Nm3的煤氣。目前，我國鐵合金冶煉行業(yè)對冶煉煙氣的利用普遍不足，大量的能量被煙氣帶走，不僅生產(chǎn)污染嚴重，治理任務艱巨，而且能源利用率低，造成了能源浪費、環(huán)保壓力大、企業(yè)生產(chǎn)成本過高等行業(yè)共性問題。冶煉煙氣若能有效利用，將具有較大的節(jié)能潛力。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量9萬tce/a，CO2減排約24萬t/a。

四、技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

該技術(shù)的關(guān)鍵是高溫煙氣的除塵凈化技術(shù)，也是后續(xù)煙氣發(fā)電和鉻粉礦煤氣燒結(jié)（預處理）的基礎(chǔ)。主要技術(shù)原理是采用全封閉礦熱爐冶煉和控制技術(shù)，將冶煉所產(chǎn)生的高溫煙塵通過FeAl非對稱過濾器進行干法凈化，并將凈化后的煙氣輸送到煤氣柜中儲存，用于發(fā)電和鉻粉礦煤氣燒結(jié)，起到節(jié)能效果。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）新型過濾材料制備技術(shù)

針對冶煉煙氣干法除塵，首次提出了選擇FeAl金屬間化合物作為過濾凈化濾芯材料的新理論，成功解決了冶金行業(yè)550oC以上高溫氣體過濾技術(shù)難題。

（2）自動控制系統(tǒng)應用技術(shù)

冶煉工藝采用全封閉式25500kVA大型礦熱爐冶煉高碳鉻鐵，爐體組合把持器系統(tǒng)是國內(nèi)先進的技術(shù)設(shè)備，整個生產(chǎn)過程自動化控制，并可實現(xiàn)對整個電爐系統(tǒng)的運行狀況進行動態(tài)監(jiān)視與控制。

3）鉻鐵冶煉高溫煙氣干法除塵凈化技術(shù)

除塵效率可達99.99%以上，可滿足化工制取甲醇的要求。同時，加裝化學分離設(shè)備后可達到一氧化碳與甲醇反應制取醋酸的工藝要求。

（4）鉻鐵冶煉高溫煙氣綜合利用技術(shù)

冶煉副產(chǎn)高溫煙氣除塵凈化后，可作為優(yōu)質(zhì)燃料綜合利用。采用該技術(shù)回收的煤氣熱值高達13.17MJ/Nm3，約為天然氣熱值的37%，可滿足鉻鐵生產(chǎn)線原礦燒結(jié)預處理、焦炭烘干及尾氣發(fā)電機組燃料需要。

3.工藝流程

該技術(shù)的工藝路線圖見圖1。

圖1 全密閉礦熱爐鉻鐵冶煉高溫煙氣干法凈化回收利用技術(shù)

冶煉煙氣凈化系統(tǒng)分為過濾系統(tǒng)、反吹系統(tǒng)、防結(jié)露系統(tǒng)、排灰系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等五個子系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

圖2 冶煉凈化系統(tǒng)示意圖

五、主要技術(shù)指標

1.25500kVA全封閉式礦熱爐冶煉噸鐵電耗2870kWh；

2.工作溫度：200℃-550℃（最大耐高溫度800℃）；

3.過濾效率：99.99%；

4.出口粉塵含量：≤10mg/Nm3；

5.煙氣除塵凈化量：6500Nm3/h臺；

6.連續(xù)運行1年無需更換濾材。

六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應用現(xiàn)狀

該技術(shù)于2013年通過青海省新產(chǎn)品新技術(shù)鑒定，2014年通過青海省科技技術(shù)成果鑒定，并已獲得4項國家專利。2013年，采用該技術(shù)的兩臺25500kVA全封閉式高碳鉻鐵冶煉礦熱爐成功投入運行，不僅通過鐵鋁金屬間化合物非對稱膜濾芯對高溫冶煉煙氣除塵凈化回收后進行綜合利用，并把鉻鐵合金冶煉單位電耗控制在2800kWh左右，粉塵回收利用率、水資源重復利用率、煙氣收回率均達 到了國家鐵合金行業(yè)清潔生產(chǎn)一級標準。該技術(shù)可廣泛應用于硅系、錳系、鉻系 等大宗鐵合金產(chǎn)品生產(chǎn)及鉻、硅、錳系等鐵合金冶煉行業(yè)。

七、典型應用案例

典型用戶：青海際華江源實業(yè)有限公司 典型案例1

案例名稱：青海際華江源實業(yè)有限公司鉻鐵冶煉及煙氣綜合利用項目 技術(shù)提供單位：青海際華江源實業(yè)有限公司

建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)鉻鐵10萬t。主要技改內(nèi)容：①全密閉式礦熱爐的冶煉和自 動化控制系統(tǒng)的改造；②高溫煙氣除塵凈化過濾系統(tǒng)的主要過濾元件濾芯的選 擇；③冶煉高溫爐氣除塵凈化裝置及輸送系統(tǒng)的改造；④鉻鐵冶煉煙氣凈化系統(tǒng) 與煤氣系統(tǒng)的改造；⑤高溫煤氣綜合利用技術(shù)的研究探索、并完成發(fā)電系統(tǒng)、烘 干系統(tǒng)、燒結(jié)系統(tǒng)等新建等。主要設(shè)備為3000kW發(fā)電機組1臺及輸變電設(shè)備、2套高溫煙氣干法除塵凈化回收裝置、1套密閉式爐蓋。技改投資額7600萬元，建設(shè)期2年。該項目建成后，年節(jié)能量4.3萬tce，年碳減排11.4萬tCO2。每年可獲得經(jīng)濟效益2593萬元，投資回收期5.4年（含2年建設(shè)期）。

典型案例2 

案例名稱：年產(chǎn)15萬t富鈦料冶煉電爐尾氣回收利用項目

技術(shù)提供單位：青海際華江源實業(yè)有限公司

建設(shè)規(guī)模：15萬t/a富鈦料生產(chǎn)線。建設(shè)條件：密閉電爐熔煉尾氣溫度低于550℃。主要技改內(nèi)容：新增2500Nm³電爐煤氣凈化回收系統(tǒng)2套，配套高溫重力除塵器、凈氣冷卻器、煤氣引風機等設(shè)備，對原有電爐除塵系統(tǒng)的改造等。節(jié)能技改投資額1400萬元，建設(shè)期9個月。每年可節(jié)能1.0萬tce，年減排2.7萬tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟效益812萬元，投資回收期約1.8年。

八、推廣前景及節(jié)能減排潛力

目前，我國鉻鐵產(chǎn)量約380萬t，預計未來5年全國鉻鐵生產(chǎn)可達900萬t。若該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣比例按30%計算，其推廣總投入達22.8億元，可形成年節(jié)能能力129萬tce，年碳減排能力340萬tCO2。（節(jié)能產(chǎn)業(yè)網(wǎng)）

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