科技成果——烟气磁化熔融炉处理钢铁尘泥及有价元素回收技术

科技成果——基于气化脱磷的转炉熔渣炉内循环利用技术技术开发单位华北理工大学所属领域节能环保成果简介目前溅渣护炉技术已广泛被我国转炉钢厂采用。

溅渣护炉过程高速氮气流和由此产生的强烈搅拌作用，为熔渣气化反应提供了良好的热力学和动力学条件，且不需要专门的设备。

研究表明熔渣中的硫元素大部分可以随溅渣护炉过程气化脱除，因此提出了借助溅渣过程气化还原脱除熔渣中磷元素，以实现熔渣转炉内循环利用（完全留渣操作）、优化转炉冶炼制度的方法。

采用合适的脱磷材料，借助溅渣护炉过程可以脱除转炉熔渣中部分的磷，并保持一定熔渣氧化铁含量以保证溅渣护炉的目的。

在完成国家自然科学基金项目“转炉熔渣炉内循环利用的基础研究”的基础上，提出了基于气化脱磷的转炉熔渣炉内循环利用技术，已获得国家发明专利。

技术特点1、利用转炉溅渣护炉工艺过程脱除磷，具有良好的动力学条件；2、通过转炉渣的再循环利用，降低渣料消耗，减少固体废弃物排放，提高金属收得率；3、转炉溅渣护炉过程是在转炉内利用原有氧枪来完成的，不需要额外设备投资；4、溅渣层和炉内残余炉渣直接参与下一炉次反应，可以节省炉渣升温到炼钢温度所需的热量，同时还可促进早期化渣、提高转炉生产效率。

在实验室流动氮气及外加热源两种条件下，转炉渣气化脱磷率高于60%，钢铁厂相关工业试验验证了该技术的可行性，溅渣护炉过程中气化脱磷的脱磷率为40%，石灰用量可降低20kg/吨钢，金属收得率提高0.5%，转炉渣排放降低约50kg/吨钢。

转炉冶炼过程平稳，可适当加大冷却料的入炉（废钢、矿石等），化渣良好无喷溅，满足转炉少渣炼钢要求。

工业实验实施条件成果实施无需额外设备、厂房、动力等条件，只需采用转炉渣脱磷剂，在原有转炉上进行操作技术改进即可，目前已在宣钢、唐钢等钢厂实施运用，取得良好效果。

工业试验气化脱磷率统计表知识产权情况授权发明专利1项（ZL200610012514.4）项目成熟度利润级：开始盈利且利润超过总投入的10%合作方式技术转让。

技术|利用钢厂停产小高炉改建熔融钢渣协同处理尘泥、冶炼渣等固废危废新思路一、钢铁工业尘泥、冶炼渣处理现状钢铁厂内部每天产生大量的含有容易循环富集的钾钠锌等有害元素的高炉布袋瓦斯灰、烧结机头灰和炼钢污泥等固废得不到处理，每天产出量更大的转炉钢渣因含有害元素磷，同样不便在烧结生产环节消纳利用。

湖南建鑫公司研究开发了利用钢厂泰科钢铁等高温熔体协同处理尘泥、冶炼渣固废危废分离回收整体解决方案的两项专利技术，发表了《含锌瓦斯灰、除尘灰、污泥及冶金渣等固废协同处理整体解决方案探讨》、《利用钢厂高温熔融钢渣协同处理钢铁及有色化工尘泥、冶炼渣等固废危废新技术》两篇文章，引起了业内同行的关注。

其中，熔融钢渣的液态下采用处理炉处理，如何实施是大家关心的问题，本文结合现有大钢厂拆小建大，将停产的小高炉改建成处理熔融钢渣与钢厂及有色化工固废危废的类似高炉进行钢渣固废处理生产，不失为一条新的路子。

处理含铁含锌尘泥固废，国内有物理分选法、回转窑及转底炉法（固态）、国内引进的太钢OxyCup 竖炉法（液态）和宝钢Corex、山东墨龙HIsmelt熔融还原法（液态）也能处理部分尘泥固废。

其中，OxyCup竖炉法工艺---类似于一个直筒炉型的小高炉，借鉴了高炉炼铁的一些技术，将各种含铁废料做成含碳压块加入竖炉内，直接产出铁水和炉渣，并且在煤气除尘系统收集到含锌的烟灰或除尘泥。

但不便大量循环利用的含磷有害元素的转炉钢渣的处理大多停留在传统热拨、热闷等冷态处理上，未见有新的钢渣固废处理技术出现。

OxyCup竖炉法工艺实际上就是一个专门用来处理固废加废钢的半化铁半炼铁高炉工艺，在处理固废方面具有一定的合理性。

太钢引进的德国帝森－克虏伯OxyCup竖炉法技术，是一项在现有成熟高炉炼铁技术上开发的专门用于处理太钢不锈钢生产产生的固废新工艺。

生产工艺流程：产品：①、铁水，送炼钢。

②、渣冲成水渣，磨成超细粉作水泥掺加料，或直接送水泥厂。

③、含锌粗灰，送有色冶炼厂湿法浸出。

中科院力学所科技成果——转炉烟气全干法余
热回收技术
技术介绍及特点
该技术针对炼钢转炉低品位余热烟气间断性、多尘性、具有爆炸性等特点，结合目前850~1000℃以下的烟气直接通过喷水或喷雾冷却而余热无法利用现状，开发出具有完全自主知识产权的低品位复杂余热高效利用及综合发电技术，该技术集成了先进可靠防爆技术、大容量高精度蒸汽蓄热稳流技术、紧凑高效间歇性热源余热换热技术、高效清灰技术、饱和蒸汽发电新技术等，使得炼钢转炉烟气全干法余热完全回收，有效降低企业能耗和水耗，实现“负能炼钢”节能减排。

应用领域
该技术可应用于冶金行业和化工生产行业烟气余热回收领域。

以冶金行业为例，若在整个冶金行业应用本系列技术，每年节约标准煤4050万吨，发电1060亿度，减排CO29500万吨，产生经济效益203亿元，市场需求巨大。

技术成熟度及应用案例
该技术目前已成熟，已与海陆重工签署“转炉烟气余热全干法利用技术”合作协议，联合推广应用。

该技术应用案例：
（1）唐山春兴2.24MW转炉蒸汽拖动二次除尘风机工程
（2）济钢一炼钢转炉饱和蒸汽4.5MW余热电站工程
（3）广州珠江钢铁电炉10MW烟气余热电站工程
（4）陕西东岭锌业13MW饱和蒸汽余热电站工程
（5）云南斗南锰业铁合金电炉5.5MW余热电站
（6）云南建水锰矿铁合金电炉12MW余热电站
（7）湘钢烧结线4.5MW余热发电工程
（8）包头稀土焙烧回转窑烟气节能工程
（9）湘钢烧结线4.5MW余热发电工程
广州珠江钢铁电炉10MW烟气余热电站工程
唐山春兴2.24MW转炉蒸汽拖动二次除尘风机工程。

科技成果——钢铁行业固体废弃物资源化利用技术技术开发单位
湖北大学
适用范围
钢渣、矿渣、尾矿等固体废弃物综合利用
成果简介
根据不同种类工业固体废弃物的物理化学特性，以及不同矿物相间的赋存形式，充分运用与颗粒特性相匹配的机械粉磨功逐级递减颗粒表面能，通过干选技术有效分离和提取有价金属矿物组分，结合物理及化学共激发技术实现对物料的深度活化处置，最终将工业固体废弃物转化为适用于建材矿物原料的再生资源，使矿产资源得到高效高值综合利用。

工艺技术及装备
1、共性集成粉磨新工艺；
2、在线干燥系统；
3、高效分级式选粉系统。

市场前景
该技术针对大宗工业固体废弃物的高效资源化处置及循环利用，可大规模应用于建筑材料领域，推广范围广。

科技成果——钢铁行业烧结烟气选择性循环净化与余热利用技术技术类别减碳技术适用范围钢铁行业，适用于带式烧结机，占地面积1500m2。

行业现状该技术可广泛应用于钢铁行业烧结工序烟气治理，技术适用于新建或改造项目，该技术成果在河钢邯钢完成国内首套示范工程应用，并在河钢集团内部全面推广，在集团下属邯钢、承钢、唐钢新区等子公司实现90%的技术配套率。

成果简介（1）技术原理烧结烟气选择性循环净化与余热利用是根据烧结风箱烟气排放特征（温度、含氧量、烟气量、污染物浓度等）的差异，在不影响烧结矿质量的前提下，选择特定风箱段的烟气循环回烧结台车表面，用于热风烧结。

循环烟气由烧结机风箱引出，经除尘系统、循环主抽风机、烟气混合器后通过密封罩，引入烧结料层，重新参与烧结过程。

烟气显热全部供给烧结混合料进行热风烧结，降低了烧结固体燃料消耗，改善了表层烧结矿质量，提高了烧结矿料层温度均匀性和破碎强度等理化指标。

（2）关键技术1、烧结烟气选择性循环节能减排技术基于烧结烟气分风箱排放特征差异化的特点，选择特定风箱段烟气，经除尘系统、主抽风机、烟气分配器后通过密封罩循环回烧结台车表面重新参与烧结过程，有效削减烟气排放量，降低末端净化设备的处理负荷及成本；解决了烟气温度、含氧量、各污染物浓度对烧结生产原料消耗、产矿质量的影响。

2、CO过程减排技术通过选择性选取高氧、高温段风箱烟气进行循环，通过营造高温、高氧气氛，强化循环烟气中CO在穿透料层时的二次燃烧反应，实现CO过程减排。

3、通过热风烧结效应提升烧结矿质量通过定量分析不同循环工况下烧结过程的温度场分布，优选烧结终点温度升高的循环工况，通过高温循环烟气与烧结床层的直接热交换强化烧结废气低品位余热利用效果，降低了烧结生产过程的固体燃料消耗，高温循环烟气的热风烧结效应使料层上部烧结温度提高、温差降低，减少了热应力，矿物充分结晶、液相量增加，提高了烧结整体成品率及烧结矿强度。

4、流量均配双侧进气密封罩通过工况波动的密封罩压力预测模型，开发了与生产联动的智能化压差反馈调节控制系统，解决传统烟气循环技术布风不均、循环烟气外溢问题。

科技成果——全密闭矿热炉高温烟气干法净化回收利用技术适用范围钢铁行业铬、硅、锰系等铁合金冶炼烟气净化回收与综合利用行业现状铬、硅、锰系等铁合金冶炼行业的矿热炉在冶炼过程中会产生大量烟气，温度通常在400℃左右，含有大量热量。

按生产75%硅铁矿热炉为例，烟气中的热量约为总输入能量的50%。

矿热炉冶炼铬铁时，生产1t铬铁约产生780Nm3的煤气。

目前我国铁合金冶炼行业对冶炼烟气的利用普遍不足，大量的能量被烟气带走，不仅生产污染严重，治理任务艰巨，而且能源利用率低，造成了能源浪费、环保压力大、企业生产成本过高等行业共性问题。

冶炼烟气若能有效利用，将具有较大的节能潜力。

成果简介1、技术原理该技术的关键是高温烟气的除尘挣化技术，也是后续烟气发电和铬粉矿煤气烧结（预处理）的基础。

主要技术原理是采用全封闭矿热炉冶炼和控制技术，将冶炼所产生的高温烟尘通过FeAl非对称过滤器进行干法净化，并将净化后的烟气输送到煤气柜中储存，用于发电和铬粉矿煤气烧结，起到节能效果。

2、关键技术（1）新型过滤材料制备技术针对冶炼烟气干法除尘，首次提出了选择FeAl金属间化合物作为过滤净化滤芯材料的新理论，成功解决了冶金行业550℃以上高温气体过滤技术难题。

（2）自动控制系统应用技术冶炼工艺采用全封闭式25500kVA大型矿热炉冶炼高碳铬铁，炉体组合把持器系统是国内先进的技术设备，整个生产过程自动化控制，并可实现对整个电炉系统的运行状况进行动态监视与控制。

（3）铬铁冶炼高温烟气干法除尘净化技术除尘效率可达99.99%以上，可满足化工制取甲醇的要求。

同时加装化学分离设备后可达到一氧化碳与甲醇反应制取醋酸的工艺要求。

（4）铬铁冶炼高温烟气综合利用技术冶炼副产高温烟气除尘净化后，可作为优质燃料综合利用。

采用该技术回收的煤气热值高达13.17MJ/Nm3，约为天然气热值的37%，可满足铬铁生产线原矿烧结预处理、焦炭烘干及尾气发电机组燃料需要。

烟气磁化熔融炉含铁尘泥处置及有价金属利用装备使用方案一、实施背景烟气磁化熔融炉是一种新型的工业设备，主要用于对含铁尘泥进行处理，其中包括对铁、钢等金属的回收利用。

然而，在使用过程中，烟气磁化熔融炉产生的废气和废渣对环境和人体健康都存在潜在的危害。

因此，对于烟气磁化熔融炉的有效治理和利用，是目前亟需解决的问题。

二、工作原理烟气磁化熔融炉主要由炉体、加热系统、烟气处理系统等几个部分组成。

在炉体内部，通过加热系统对含铁尘泥进行加热，将其熔化。

熔化后的含铁尘泥会产生大量的烟气和废渣，这些废气和废渣需要通过烟气处理系统进行处理。

在处理过程中，利用磁化的原理，将废气中的有价金属进行分离和回收利用。

三、适用范围烟气磁化熔融炉主要适用于含铁尘泥的处理和有价金属的回收利用。

该设备可以应用于多个领域，如钢铁、冶金、化工等行业。

四、实施计划步骤1.设计方案：根据实际情况，确定烟气磁化熔融炉的设计方案，包括设备的尺寸、材质、加热系统、烟气处理系统等。

2.制造设备：根据设计方案，制造烟气磁化熔融炉设备，并进行调试和安装。

3.进行试运行：在设备正式投入使用之前，进行试运行，检测设备的性能和效果。

4.进行生产运行：在试运行合格后，正式投入生产运行。

5.定期维护：对设备进行定期维护和保养，确保设备的正常运行。

五、创新要点1.废气和废渣的处理：在烟气磁化熔融炉的使用过程中，产生的废气和废渣需要进行有效的处理，以减少对环境的污染。

2.有价金属的回收利用：在烟气处理过程中，利用磁化的原理，对废气中的有价金属进行分离和回收利用，提高资源利用率。

3.设备的设计和制造：在设备的设计和制造过程中，要充分考虑设备的可靠性和安全性，确保设备的正常运行和生产效率。

六、预期效果1.环境保护：通过对废气和废渣的处理，减少对环境的污染。

2.资源利用：通过对有价金属的回收利用，提高资源利用率。

3.生产效率：通过烟气磁化熔融炉的使用，提高生产效率和产品质量。

科技成果——铁合金炉煤气干法净化与回收技术
适用范围
适用于铁合金炉、电石炉等矿热炉的煤气干法净化与回收
技术原理
该技术是将传统湿法洗涤时，颗粒物与液滴的传热传质净化过程转变为干法净化中颗粒物在筛分、惯性碰撞、布朗运动、静电等多种物理作用下过滤分离的过程，是将湿法喷淋塔+文丘里洗涤器转变为袋式除尘器，实现细颗粒物超低净化。

工艺流程
根据铁合金炉生产工艺特点和气体特性及炉型，煤气干法净化回收工艺流程为：
关键技术
在国外技术基础上进行工艺简化，短流程，实现再创新；防爆型净化袋滤器结构开发，突破负压状态下装置严密性，杜绝缷灰时空气渗漏；耐高温阻燃高效过滤材料，超细面层滤料结构及制造；煤气净化自动控制技术及软件。

典型规模
该技术能广泛应用于各种规模铁合金炉、电石炉等矿热炉的煤气
干法净化与回收。

应用情况
该技术实施在中钢吉铁101#炉干法煤气回收系统等。

典型案例
（一）项目概况
中钢吉铁一分厂12500KVA密闭铁合金炉干法煤气回收系统，于2014年建成投运，设备运行正常。

（二）技术指标
煤气净化后颗粒物浓度<10mg/Nm3，PM2.5捕集效率99.9%；设备阻力<1000Pa；节能40%；节水90%。

（三）投资费用
该项目总投资约320万元。

（四）运行费用
运行能耗和维护费用显著低于湿法工艺，通过湿法改干法直接创造经济效益约186万元/年。

科技成果——高温高含尘烟气高效余热回收与深度净化一体化技术技术开发单位北京科技大学技术领域钢铁冶金、节能与新能源成果简介工业高温（800℃以上）高含尘（2000mg/m3以上）烟气具有成分复杂、含尘量高、有腐蚀性、工况变化大等特点，余热回收装置易堵塞，余热回收效率低；净化装置存在滤料堵塞和再生困难的问题，净化效率低、滤阻高、设备运行成本高；温度及含尘浓度大幅度波动的时变性工况余热难以有效回收利用。

针对时变性高温高含尘烟气的特点，以高效除尘、减小滤阻及高效蓄/换热为目标，开发集成荷电分离与滤体过滤高温高含尘烟气除尘技术的变孔隙率和比表面积的三维金属蜂巢结构耐高温蓄热体，形成高温高含尘烟气高效余热回收与深度净化一体化技术，实现对高温高含尘烟气高效余热回收及低阻力深度净化。

应用情况经过多年相关技术研究，提出了高温高含尘烟气在高温温度场、高粘滞性气流场和多相颗粒流场等多场耦合作用下新型高效气固分离方法以及蓄换热耦合的连续高效余热回收方法，开发了结合三维蜂巢体金属骨架以及不锈钢纤维布的高温高含尘烟气除尘换热一体化新结构，获得了一体化结构内气固多相流动及传热机理和特性，并得到适用于不同工作制度下的尺寸方案，提出了系统的结构多因子优化设计方法，形成了高温高含尘烟气高效余热回收与深度净化一体化技术。

研究成果已授权国家发明专利2项，申请国际发明专利1项。

主要技术已经成功在太原钢铁集团有限公司、山东西王钢铁有限公司、抚顺矿业集团有限责任公司以及盛虹石化集团有限公司生产中得到应用，显著提高了余热资源的利用率，大幅度降低了烟尘排放浓度，有效地提高了设备运行稳定性及使用寿命，降低了设备运行成本，取得显著的经济社会效益。

市场前景钢铁、有色、建材、化工等企业产生大量的高温高含尘烟气，余热资源相当于每年3.4亿吨标准煤，且余热资源品味高，但余热回收效率仅为29%。

市场资源量大，具有良好的发展前景。

投资估算和经济效益分析以每小时产生300000m3/h烟气量的AOD精炼炉为例，通过该技术，余热回收率可提升至70%以上，可回收108KJ/h的热量，相当于每小时3吨标准煤。