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中国资源综合利用
ChinaResourcesComprehensiveUtilization
,
2008年6月
我国“十一五”规划纲要提出,“十一五”期间单
位GDP能耗降低20%左右,主要污染物的排放总量
减少10%。这两项具有法律约束力的指标是我国政
府对人民的庄严承诺。但是从一些地方的实际情况
来看,减排任务不容乐观。以江苏省为例,2007年上
半年江苏省全省化学需氧量(COD)排放量为
万吨,与2006年同期(万吨)相比增加了%,
而减排目标是 %;二氧化硫排放 万吨,与
2006年同期(万吨)相比下降 %,而减排目
标是%。结果与目标存在较大差距,节能减排任
务艰巨[1]。
我国钢铁行业能耗占全国能耗的 15%,污染物
排放占总量的 14%左右,是典型的污染高、能耗高
的行业。钢铁工业作为典型的流程制造业,具有资源
密集、能耗密集的特点,但同时因为钢铁制造流程工
序多、结构复杂,制造流程伴随大量物质和能量排
放,其中蕴含着诸多减量化、再利用、再循环的可能
性。与其他行业相比,钢铁行业在实施循环经济上具
有巨大潜力[2-6]。
据资料显示,20世纪90年代以来,我国钢铁工
业突破了连铸技术、高炉喷煤技术、高炉长寿技术、
棒线材连轧技术等关键、共性技术。这些技术的突破
和有序集成,初步实现了我国钢铁企业的技术结构
升级,为钢铁行业的节能减排和循环经济提供了物
质准备[7]。
虽然我国循环经济实践和理论研究取得了一定
成效,近两年循环经济在我国也成为一个热门话题,
但是相对于发展循环经济在我国的迫切性,现有理
论仍然不足以指导我国的循环经济建设[8]。目前,我
国的循环经济实践仅仅处于试验、示范的初级阶段,
普及面较小,质量不高[9]。在此,结合我国钢铁行业
的现状,并以江苏沙钢集团节能减排为例,提出我国
钢铁行业循环经济体系建设的新模式。
钢铁行业的节能减排与循环经济体系建设
李 冰 1,2,吴海锁 2,毕 军 1,王 水 2,陆嘉昂 2
(1.污染控制与资源化研究国家重点实验室,南京大学 环境学院,环境管理与政策研究中心,江苏 南京 210093;
2.江苏省环境科学研究院,江苏 南京 210036)
摘要:分析了我国钢铁行业的发展现状与政策要求,通过对江苏沙钢集团原有生产技术装备、污染控制水
平方面存在的问题及现有技术进步水平的分析,研究了钢铁行业实现节能减排的有效途径,提出了钢铁
行业循环经济体系的构建模式,并通过沙钢的实践证明该模式是有效的。
关键词:钢铁行业;节能减排;循环经济
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1008-9500(2008)06-0012-03
ConstructiononEnergySaving& PollutantReductionandCyclic
EconomySystem inSteelIndustry
LiBing1,2,WuHaisuo2,BiJun1,WangShui2,LuJiaang2
(;SchooloftheEnvironment;NanjingUniversity;Centerfor
EnvironmentalManagementandPolicy,Nanjing 210093,;Nanjing 210036,China)
Abstract:ThedevelopmentactualityandpolicyofthesteelindustryinChinahavebeenanalyzedinthis
-SteelGroupforexample,theauthorsanalyzedtheproblemoftheformerproduction
equipment,pollutioncontrolandtheexistingtechnologicalprogress,andinvestigatedtheeffectiveapproachof
energysaving& ,theauthorspresentedtheconstructionmodeof
cycliceconomysystem insteelindustryandthepracticeofSha-SteelGrouphasbeenprovedthatthis
modewaseffective.
Keywords:steelIndustry;energysaving&pollutantreduction;cycliceconomy
收稿日期:2008-05-16
作者简介:李 冰(1968-),女(回族),天津人,高级工程师,博士研究生,主要从事区域开发环境影响评价、规划环境影响评价、区
域环境风险评价的研究。
循环经济
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1 我国钢铁行业的发展现状与政策要求
近年来,我国生铁产量大幅度增加,2006年生
铁产量为万吨,粗钢产量万吨,占
当年世界总产量的%。2006年我国具有炼钢能
力的生产企业871家,产量500万吨以上的企业仅
有18家,约占全国粗钢产量的 6%。我国的钢铁产
业集中度较低,企业规模小而分散[2],与国外先进水
平相比,能耗水平较高。我国大中型钢铁企业吨钢综
合能耗为761kg标煤,比国际先进水平高81kg标
煤;吨钢耗新水,比国际先进水平高 ;
固体废物综合利用率 %,比国际先进水平低
%。
国家《钢铁产业发展政策》于 2005年 7月 8日
实施,该政策要求,通过钢铁产业组织结构调整,实
施兼并、重组,扩大具有比较优势的骨干企业集团规
模,提高产业集中度。到2010年,钢铁冶炼企业数量
大幅度减少,国内排名前10位的钢铁企业集团钢产
量占全国产量的比例达到 50%以上;2020年达到
70%以上。按照可持续发展和循环经济理念,提高环
境保护和资源综合利用水平,节能降耗。最大限度地
提高废气、废水、废物的综合利用水平,力争实现“零
排放,建立循环型钢铁工厂”。《钢铁产业发展政策》
还指出,“2005年,全行业吨钢综合能耗降到吨
标煤、吨钢可比能耗吨标煤、吨钢耗新水12吨
以下;2010年分别降到吨标煤、吨标煤、8
吨以下;2020年分别降到吨标煤、吨标煤、6
吨以下。即今后10年,钢铁工业在水资源消耗总量
减少和能源消耗总量增加不多的前提下实现总量适
度发展。”
为了满足产业政策的要求,我国钢铁行业正在
进行新一轮的技术改造,目前采用的新技术主要有
高风温、低富氧、大喷煤、连铸新工艺和热装热送一
火成材、干熄焦、转炉煤气回收、高炉煤气余压发电
(TNT)、蓄热式加热炉等技术。结合结构调整、新技
术的引进,钢铁行业的循环经济产业链构建时机已
经成熟。
2 沙钢集团原有节能减排与循环经济水平
位于江苏省张家港市锦丰镇的沙钢集团是一家
民营钢铁企业,沙钢集团自1975年起靠45万元自
筹资金创办现已发展成为我国最大的电炉钢和优特
棒线材生产基地之一,是首家在全国冶金行业成为
所有产品均获ISO9001质量体系认证的企业,在全
国500强中名列第86位,在江苏省名列第2位。“十
五”计划的完成,使沙钢的规模、产能及产品结构调
整均取得了很大进步。至2005年沙钢已形成铁1000
万吨、钢1510万吨、钢材1130万吨的生产能力。
通过对沙钢集团的原有生产水平的分析发现,
至“十五”末,沙钢集团在节能减排及清洁生产方面
存在着以下问题。
(1)沙钢集团是由小到大逐步滚动发展起来的,
各主要生产设施基本采用填充式,相对独立的布置
方式缺乏总体规划。随着规模扩大、独立区域逐渐增
加,全厂总平面布置较为紊乱,未形成“长流程”特有
并且合理的工艺流程和功能分区,出现工艺流程不
顺、物料倒流现象。产生了污染源较多的设施与环境
要求较高的设施穿插布置现象。
(2)沙钢原有部分生产设备和环保设施较落后,
导致烧结、炼铁、炼钢、料场等环节产生的有组织和
无组织烟(粉)尘量很大。原有部分生产设施仍采用
重油作为燃料,造成了资源的极大浪费。
(3)无集中工业污水处理设施,各分厂废水自行
处理后分散多排口排放,难以进行统一监控管理,存
在超标排放现象。
(4)原辅料和固废堆场的防渗漏、防飘洒措施不
到位,杂散货和灰渣运输过程管理不力,产生大量污
染物的无组织排放。
(5)总体排污水平较差,不能达到国家清洁生产
一级水平;固废、高炉煤气、焦炉煤气利用率虽然较
高,但是水资源、转炉煤气和蒸汽利用率很低,造成较
大浪费。
3 沙钢集团节能减排与循环经济体系创建
通过对沙钢的产业结构分析发现,沙钢可以从
钢铁—发电、钢铁—化工、钢铁—建材、钢铁—供热、
钢铁—环保等产业链着手,按照减量、再利用、循环
的原则,构建铁金属资源循环、能源循环、水资源循
环、固体废弃物资源化等生产体系。
(1)钢铁—建材,金属资源回收循环利用体系
高炉炼铁年回收烧结矿和球团返矿全部作为烧
结原料加以利用;熔融还原炼铁、烧结和链篦机—回
转窑球团生产过程中产生的含铁粉尘全部返回生产
循环经济第6期 李 冰等:钢铁行业的节能减排与循环经济体系建设
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工艺循环利用;废钢和从钢渣用作炼钢造渣剂原料
或回用于炼钢,铁红外销给磁性材料厂。
建设 180万吨钢渣处理生产线、310万吨矿渣
微粉生产线、60万吨钢渣微粉生产线、90万吨凝石
生产线和30万吨炼钢造渣剂生产线,以提高固体废
弃物利用的附加值。
(2)钢铁—发电,余热、余能和副产煤气等资源
的回收和利用体系
炼焦全部实现干熄焦工艺,使焦炭显热得到回
收并用于发电;360m2烧结机实现烧结矿余热回收
生产蒸汽;高炉全部实现热风炉烟气余热回收利用
和炉顶余压发电;转炉全部实现转炉煤气和余热蒸
汽回收利用;连铸坯实现热送热装生产工艺;轧钢加
热炉采用汽化冷却技术,回收余热蒸汽;富余的副产
煤气全部用于发电。
(3)钢铁—环保,节能节水体系
采用节水工艺、采取分质供水系统,提高各生产
工序的用水循环率和浓缩倍数,减少各生产工序的
外排废水量、合理串接用水。焦化废水分质处理后与
其他废水一起送污水处理厂统一处理达到生产补水
水质要求后回用于生产水系统;将生活污水处理后
回用于冲厕所,减少外排废水量和节约新水用量,废
水基本做到零排放。淘汰落后的生产工艺和设备,提
高技术装备水平,实现主要工序生产设备大型化、
采用先进的炼铁节能技术,如高炉富氧大喷煤、高压
炉顶和高风温等技术。
(4)钢铁—化工,由钢铁制造流程开发出新一代
的清洁能源———氢气,将焦化生产的煤焦油进一步
加工为化工厂、制药厂的原料。
(5)钢铁—供热,为企业自身供热并向周边企业
供热。
4 实施效果分析
通过以上循环产业链的构建,沙钢集团吨钢综
合能耗和吨钢可比能耗分别为 吨标准煤和
吨标准煤,比2005年的吨钢综合能耗和吨钢
可比能耗 吨标准煤和 吨标准煤分别减
少吨标准煤和吨标准煤。污染物排放全
部达到并优于国家清洁生产一级水平,大幅较少了
污染物的排放总量,水重复利用率、转炉煤气和蒸汽
利用率均得到有效提高。
沙钢集团实施循环经济产业链后的污染物排放
量对比及资源循环利用率对比见表1、表2。
5 结论
钢铁工业作为典型的流程制造业,具有资源密
集、能耗密集的特点,但同时由于钢铁制造流程工序
多、结构复杂,制造流程伴随大量物质和能量排放,
其中又蕴含着诸多减量化、再利用、再循环的可能
表1 污染物排放量对比
表2 资源循环利用对比
性,实施钢铁工业的循环产业链构建,是遏制高耗
能、高排放行业过快增长,实现节能减排目标的有效
手段。
参 考 文 献
1 王惠中,孙克强.江苏省循环经济建设的实践与探索[J].江苏
环境科技,2004(1):42-44.
2 张 群,邵球军,李 岭.论中国钢铁行业发展和循环经济[J].
冶金管理,2007(8):38-41.
3 周宏春.钢铁行业发展循环经济的重点与建议[J].中国科技
投资,2007(8):36-38.
4 徐国平,张如月,曾慕成.中国钢铁工业循环经济发展现状及
趋势[J].工业安全与环保,2007(9):4-7.
5 周建男.钢铁生产工艺装备新技术[M].北京:冶金工业出版
社,2004.
6 王京冉.浅析钢铁企业的循环经济与可持续发展[J].江苏冶
金,2007(6):63-65.
7 蒋贤孝.循环经济视角下的产业结构调整途径[J].产业观察,
2007(4):96-99.
8 徐玉军.循环经济激励机制建立研究初探[J].江苏环境科技,
2006(2):28-30.
9 黄 导.中国钢铁工业节能分析[J].中国能源,2004(5):13-15.
(责任编辑/陈 军)
污染物名称
2005年(976万吨钢)
清洁生产一
级水平
(kg/t钢)
实施循环
产业链后
排放量污染物排
放总量(t)
吨钢排放量
(kg/t钢)
SO2
烟(粉)尘
废水量 28958000 2000 1610
COD
石油类
能源
利用率
固体废弃物
利用率
2005年 实施后 2005年 实施后
高炉煤气 97 "98 钢渣 100 100
焦炉煤气 96 100 高炉渣 100 100
转炉煤气 68 100 含铁尘泥 100 100
蒸汽 43 100 其他尘泥 100 100
水(重复利
用率)
工业垃圾 52 100
%
循环经济 中国资源综合利用 第6期
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