低碳经济下的冶金工程技术研究

低碳经济下的冶金工程技术研究

范秀明

身份证号：370982198702103818

摘要：随着我国社会经济的快速发展，我国社会各界和各行业获取的发展动力、广阔发展空间巨大，其中冶金工程更是如此，其规模、数量都呈现出了大幅度的提升状态。但需要注意的是，虽然说冶金工程的大力发展，为经济社会的建设做出的贡献巨大，但也带来了不小的环境污染问题。特别是在冶金工程中，往往会排放大量二氧化碳，也会有各种有害物质产生，与可持续发展观并不匹配。面对此种情况，冶金生产中，就要与低碳经济理念相结合，针对冶金技术进行逐步的优化、改进，要利用技术手段使能耗最大限度的降低，使其给环境造成的污染、破坏程度得到有效控制，促进高效生产的同时，为人和自然的协调共处奠定基础。

关键词：低碳经济；冶金工程；技术研究

引言

钢铁冶金生产需要消耗大量的能源资源，还存在大量的废弃物排放，不仅严重威胁自然生态安全，还引发全球气候异常。伴随着传统能源的过度消耗，出现了资源紧张现象，使得生产成本越来越高，同时伴随而来的气候变化，已经成为全人类关注的焦点问题。我国传统钢铁企业由于生产粗放、污染排放超标，单是二氧化碳的排放量就约占全国排放总量的12%，为此国家制定出台了“节能减排”、“环境监督保护”等多部法律法规，倡导发展绿色钢铁工业，严格落实低碳减排要求，以实现可持续发展。绿色钢铁冶金技术是实现这一要求的关键依托，钢铁冶金企业必须积极引进、合理使用。

1低碳经济下冶金工程改革的必要性

低碳冶金技术，是目前冶金工业发展趋势的主要趋势，也引起了世界各国政府的普遍关心与重视，并极力促进低碳冶金技术发展。正基于此，为能够促进冶金工业的健康持续发展，就必须明确对冶金业工程的节能减排要求。特别是，在当前我国的煤炭资源和铁矿石资源大幅度下降，温室效应更加突出的情势下，已经在不同程度上危害了社会生产生活。所以，新时代低碳冶金技术已逐渐成为亟需破解的关键性问题。为什么实行绿色冶金，与这一产业能耗大、污染严重、生产能力过剩等特性相关。每一个设备在每一个环节中都会耗费巨大能源，而与此同时，在产品的设计、制造过程以及工艺的每一个阶段，在消耗的同时还会有大量废气、污水和固体废弃物等随之释放出来。因此冶金产业进行绿色科技发展时，除出于环保的考虑以外，还需要重视产品生产链的循环生态设计。这指的是，绿色冶金必须涵盖到冶金产品生产的各个环节，包括：在生产的初始设计，就必须充分考虑到环境问题；产品设计及在制作过程中，要充分考虑到对能耗和资源的合理耗费以及废气、污水和固态垃圾等的肆意污染；在运输时，要重视能源的无节制耗费；在销售时，要重视对资源的回收再使用等等，这样的生产产业链在冶金企业中都是急需重视的关键。从当初设计生产材料时，专业人士就必须充分考虑到再投放市场后那些部分材料是能够收回再使用的，而那些又是具有较高再使用率的，并提前对材料的性质与性能加以详细划分、准确把握，这样既可以实现资源的不耗费，又可以环保。

2低碳经济下的冶金工程技术

2.1核能制氢炼钢技术

在以氢代焦低碳高炉技术的发展过程中，发挥氢气竖炉还原炼钢技术，可促进核能制氢炼钢技术的发展。随着核反应堆的运转，可产生氢气和电能，在钢铁冶炼工作实施阶段，可直接应用氢气、电能等资源。韩国原子能研究院在与部分制铁公司展开合作时，随着相关研究项目的执行，将原子能制氢技术应用其中，并成功开发了超高温反应堆。在核反应过程中，产生的氢气与电能可应用于钢铁冶炼环节，这不仅可以减少对二氧化碳等气体的排放，还可以在钢铁冶炼过程中，有效控制成本。

2.2碳捕集和存储技术

随着钢铁冶炼工作的开展，可收集并封存操作阶段产生的二氧化碳，也是其中一种减少排放量的方式。欧盟国家的二氧化碳排放炼钢工艺研究项目，可将碳捕集与存储技术融入其中。目前，在使用碳捕集与存储技术时，通过收集相应的二氧化碳气体，可在设置完善的管道设施时，将其输送至地下。或利用船舶等设备，将二氧化碳深埋于海底，从而在一定程度上减少二氧化碳等气体的排放量。

2.3氢冶金技术

氢是清洁能源之一，在冶金工程技术的研究和开发中一直是一个重点目标。作为清洁型还原剂，氢无需经过转换机即可参与还原反应。相比碳而言，氢具有更高的还原效率并可以被用作冶金生产中的还原剂，可以有效改善冶金生产中的二氧化碳排放问题，推动无碳冶金技术的研究与发展。在氢冶金技术的应用中，根据其化学反应式，我们可以得知氢气是其中的还原剂，水是其化学反应的产物，没有二氧化碳的生成，也不会对周围环境造成污染。传统的高炉冶炼技术通常会产生大量的二氧化碳，直接向空气中排放二氧化碳气体会加重污染并威胁到周边生态环境。

3低碳经济下冶金工程的污染防治建议

3.1优化生产流程，实现节能降耗

传统钢铁冶金的工艺流程较为复杂，生产中对能源和原材料的消耗巨大，使得污染和生产成本都比较高。为改善这种状况，应根据钢铁冶金流程工程学原理，结合现代钢铁冶金生产工艺，积极引入发达国家在绿色钢铁冶金方面的优秀经验和技术成果，优化生产流程，淘汰落后工艺和设备，合并裁剪不必要的环节。如将小型高炉和焦炉升级为大型高炉和焦炉，同时冶炼模式上取消混铁炉，提高铁水的运输时效，提高进入转炉的铁水温度；尽快淘汰较为落后的轧制生产线，提升钢坯热装热送和热轧钢工序综合成材率。

3.2改善高炉用料，强化铁水处理

钢铁冶金生产中，高炉原料的利用科学性直接影响到焦炭与入炉矿的质量。大量研究表明精料技术是影响高炉炼铁质量的主要因素，影响率高达70%左右。所以要想实现理想的低碳减排效果，就要以精料利用为主，以此优化高炉原料利用结构，减少冶金过程产生的污染排放，同时降低能耗。此外，对铁水的脱硅、脱磷和脱硫预处理，也有助于提高进入转炉的铁水质量，满足各行业对高纯度钢铁的需求量。经三项处理后进入转炉冶炼的铁水，不再需要重复进行工序转化可以直接进行脱碳和升温处理，这样生产效率就得到保证，还有利于减少合金料的使用量，达到能源节省和污染控制的目的。

3.3优化煤气资源，实现高效利用

煤气是钢铁冶金生产中使用的主要能源，为提升低碳减排效果，应降低煤气放散量提高其使用率。可采用燃气加蒸汽的循环发电机组，使用低热值高炉煤气来发电，在保证锅炉安全运行前提下，根据生产需要通过调整发电负荷实现高炉煤气用量的合理增减，从而有效调控煤气管网的压力波动，避免煤气资源浪费，提高利用率，实现良好的低碳减排效果。

结语

综上所述。当前，经济快速发展和社会进步不断推进，加剧了人类和自然之间的矛盾，这对于人类社会的长期发展极不利。如果这种矛盾不得到解决，可能会给全人类的生存带来严重威胁。因此，在低碳经济背景下，必须将低碳经济理念全面渗透到社会的各个方面，尤其是在冶金业中，要构建可持续发展模式，最大限度降低冶金工程的能源消耗。同时，随着时代的发展，必须全面革新冶金工程技术，并在冶金生产中应用低碳环保理念。这样，就可以最大化利用资源并进行各种污染的针对性防控，为冶金业经济的健康发展提供充足的动力。

参考文献

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