FINEX工艺的节能减排效果分析
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DOI:10.3969/j.issn.l006-110X.2020.03.019
FINEX工艺的节能减排效果分析
樊波，郭豪，王艳民，全强
(中冶京诚工程技术有限公司，北京100176)
［摘 要］本文概述了 FINEX工艺的发展过程，简要介绍了 FINEX的工艺流程。重点对FINEX流程与高炉流程 的主要污染物排放指标进行了对比分析。FINEX流程相比高炉流程具有较为明显的减排优势,分析结果表明，其中 颗粒物排放降低比例约325%,二氧化硫排放降低比例约605%,氮氧化物排放降低比例约655%o对FINEX流程与 高炉流程的能耗数据进行了对比分析，结果表明FINEX流程生产每吨铁水的能耗略低于传统高炉流程,FINEX流程 具有一定的节能效果。
［关键词］FINEX工艺;污染物排放;工序能耗;节能减排
Analysis on energy saving and emission reduction effect of FINEX process
FANBo, GUO Hao, WANG Yan-min, QUAN Qian
(Capital Engineering & Research Incorporation LimitecL BEIJING 140176)
Abstract The development process of FINEX technology is summarized, and the process flow of
FINEX is briefly introduced in this paper. A comparative analysis is made about the main pollutant emission indexes between FINEX process and blast furnace process. Compared with blast furnace process, FINEX process has obvious advantages in emission reduction, the results of analysis indicate that the emission of particulate matter was reduced by 32.9%, sulfur dioxide by 68.3% and nitrogen oxide
by66.2%.The energy consumption data of FINEX process and traditional blast furnace process are compared and analyzed, the results show that the FINEX process uses slightly less energy per ton of molten iron than the traditional blast furnace process, the FINEX process has certain energy saving effect.Key words FINEX process, pollutant emission, process energy consumption, energy conservation and
emission reduction
2020年第3期0引言FINEX工艺是基于COREX工艺，由韩国浦项
钢铁公司和原奥钢联公司从1992年开始联合开发 的新一代熔融还原炼铁工艺,2003年5月年产量 60万吨的1# FINEX示范工厂在韩国浦项钢铁公司
投产,2007年4月年产量150万吨的2# FINEX工
厂投产,2014年产量200万吨的3# FINEX投产,目
前韩国浦项钢铁公司的2# FINEX及3# FINEX在保 持商业化生产运行。
1 FINEX工艺概述
经过20多年的研发、改进及工业化生产， FINEX工艺日趋成熟，是目前世界上最先进、最环
收稿日期：2020-03-25作者简介:樊 波(1579-),男，博士，高级工程师，主要从事炼铁相 关的咨询及设计工作。保的炼铁新技术之一。FINEX工艺可直接利用粉矿 和弱粘结煤生产铁水，相比传统高炉流程(包括烧
结、球团、焦化、高炉),FINEX工艺省去烧结和球团 工艺,不仅节省了原燃料成本、拓宽了原燃料适用
范围，而且降低了铁水生产过程的能耗和污染物排
放，实现了清洁生产。与高炉炼铁流程不同,FINEX 工艺流程主要分三步,首先,铁矿粉被置于流化床
反应装置的上部，在固态状态下被CO和H2气体还 原,这些还原气体是由输入熔融气化炉的煤经燃烧
和高温分解而产生的;接着,粉矿在流化床被还原
后进入压块工序,变成热压铁块，同时非焦煤经过
压块变成压块煤,加入到熔融气化炉中;最后，熔融 气化炉鼓入纯氧助燃，压块煤在气化炉中燃烧产生 热量，把经流化床中还原过的热压铁块熔化成铁水
和炉渣，同时燃料受热分解生成还原气。
-60 - 心〈节能环保〉
心FINEX工艺的节能减排效果分析
FINEX工艺由原料储运、矿石干燥、流化还原、 热态压铁、型煤制备、煤粉喷吹、熔分还原、炉渣处
理、C02脱除，以及配套的制氧等公辅设施组成。 FINEX工艺主要流程见图lo
还原气体
图（FINEX工艺基本流程
FINEX工艺适用的资源范围宽,使用的原料主
要是直径介于0~8 mm的铁粉矿，矿种涵盖褐铁矿、
赤铁矿、磁铁矿,对矿粉品位、A1（O3含量、粒级的适 应性均比高炉强。FINEX为流态化还原，基本不受 原料的还原粉化性能限制。熔融气化炉内料柱短， 可不用或少用焦炭,采用型煤作为主要燃料,对型
煤的强度要求低，可以使用80%弱粘性煤种+20%动 力煤制作型煤。
2 FINEX工艺主要污染物排放分析
相比传统高炉炼铁流程,FINEX工艺流程大大 简化，省去了污染物排放大的烧结及球团工序，焦 化工序也可基本省去，因此,FINEX炼铁流程的污 染物排放相应降低,下面进行简要计算分析。
为使得污染物有组织排放值的比较口径相对
合理，将两种流程生产每吨铁水需要消耗的原燃料
制备工序的排放也计算在内，其中高炉的炉料结构
按烧结矿70%、球团20% 1块矿10%选取，吨铁入炉
含铁料耗量按1 620 kg选取，焦比按吨铁315 kg
选取，烧结工序生石灰量按吨矿40 kg配比选取。 由于副产煤气用于发电等方式也会产生污染物排
放，因此将两种流程副产煤气发电的有组织排放值
也包含在内。其中高炉流程副产煤气发电的污染物
排放值，选取某典型企业排放值进行估算。FINEX 流程污染物排放值选取某企业环评报告公布的数
据819,并按最新的超低排放标准估算。此外,焦化工序排放指标选取某企业清洁生产
目标值829 ;烧结及球团工序排放指标选取《钢铁行业 （烧结球团）清洁生产评价指标体系》清洁生产一级
基准值;高炉工序排放指标选取《钢铁行业（高炉炼 铁）清洁生产评价指标体系》清洁生产一级基准值;
石灰工序排放指标选取河北省地方标准《石灰行业
大气污染物排放标准》最高排放限额值839。基于以上 数据基础，估算的FINEX流程与高炉流程主要污
染物有组织排放比较数值见表1o可见,FINEX流 程相比高炉炼铁流程主要污染物排放均有降低，其
中颗粒物排放降低比例约32.9%，二氧化硫排放降
低比例约68.3%,氮氧化物排放降低比例约66.2%, FINEX工艺的环保优势是值得肯定的。3 FINEX工艺能耗分析
颗粒物 二氧化硫 氮氧化物表1 FINEX流程与高炉炼铁流程主要污染物排放比较
项口高炉流程FINEX流程高炉流程FINEX流程高炉流程FINEX流程FINEX/g(t-HM尸-116-5-95高炉 /g(t-HM)-1 00-60-200-焦化/g-(t-HM尸203336971烧结/g-(t-HM尸57-11-19-球团/g-(t-HM尸13-29-39-石灰/g-(t-HM尸7-20-93-副产煤气发电/g-（t-HM）-1513127793191合计 /g-(t-HM)-24113527783635231FINEX减排比例/%-320-680-66.5
煤、焦丁、FOG煤气、电力、氧气等，其中FINEX工序
能源消耗中粉煤占比约63.13% ,喷吹煤占比约 18.04%,焦丁占比约 6.88%o
为评价FINEX流程的能耗水平，将FINEX流 程与高炉流程的能耗进行对比，比较口径统一为铁为分析FINEX工艺的能源消耗情况，选取某企
业环评报告公布的FINEX工艺消耗及回收数据，计算FINEX工艺的工序能耗指标，具体数值见表2,
从表可见,FINEX工艺的工序能耗约430.25 kgce/t。
其中FINEX工序能源消耗主要包括粉煤、喷吹
o〈节能环保〉o -6/
-表2 FINEX工序能耗估算
序号项目名称单位数值折标系数折标准煤/kgco单位数值
1能源消耗n喷吹煤150kgco • a'05571168.3715焦丁50kgco • a'0580149.0115粉煤500kgco • a'05450.0054FOG煤气m3T'97kgco* Nm'0.1831175415焦炉煤气m3T'25kgco* Nm'0.571453155电力kWh • a'221kgco* (kWh)'0.122927.3315工业水m3・a'1.02kgco* Nm'0.1070.1515氧气m3・a'490kgco* Nm'0.057335115氮气m3T'320kgco* Nm'0.0144548小计712582能源回收
22FOG煤气m3T'1 419kgco* Nm'0.1831257.07252蒸汽k・a'220kgco • a'0.107723.25小计2825723工序能耗kgco • a'430.25
水及配套的铁前工序，焦化工序的工序能耗选取
《焦炭单位产品能源消耗限额》(GB21342_2013)中 的新建或改扩建焦炭生产设备中，顶装焦炉生产方 式的焦炭单位产品能耗准入值叫烧结、球团及高炉
工序的工序能耗数值选取《粗钢生产主要工序单位
产品能源消耗限额沪(GB21256-2013)中规定的新 建或改扩建粗钢主要工序的单位产品能耗限额准
入值。
表3高炉炼铁流程能耗分析
项目工序能耗1 kgco • a'吨铁系数/at'折算能耗1 kco • a'焦化1220.31838.43烧结500184565球团240.324758高炉3701370高炉流程折算能耗47251
2020年第3期将高炉流程的焦化、烧结、球团及高炉工序的
能耗数据折算为吨铁能耗值为472.91 kgce/t,具体
数值见表3o FINEX流程考虑配套的焦化工序折 算出FINEX流程吨铁能耗为448.55 kgce/t,具体数
值见表 4。
由上可见,FINEX流程比高炉炼铁流程的吨铁 能耗低约36.56 kgce,考虑到除部分指标先进企业 外，现有大部分钢铁生产企业的烧结、球团、焦化、高 炉工序的能耗值大于本文计算所选取的能耗限额表4 FINEX流程能耗分析
