建材行业是支撑国民经济发展的重要基础原材料产业,能源消费量约占全国能源消费总量的8%,其中水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷能源消费量约占建材行业能源消费量的76%。水泥高效篦冷机、高效节能粉磨、低阻高效旋风预热器、浮法玻璃一窑多线、陶瓷干法制粉等技术是建材行业节能技术的发展方向。
一、水泥行业节能提效技术
(一)混烧石灰竖窑及配套超低温烟气处理技术,采用智能清渣系统、炉窑智能运行系统等技术,窑体保温采用耐火及隔热等多种复合材料,使窑体表面温度保持在30℃左右,防止窑体热量散失;同时配套超低温烟气脱硝处理装置,能够实现烟气在130℃催化剂起活。技术提供单位为山东万达环保科技有限公司。在临朐共享铝业科技有限公司熔铝炉烟气处理改造项目中,安装整套熔铝炉烟气处理设备、窑炉除尘设备、窑炉脱硫设备、窑炉超低温脱硝设备,配套全自动中控系统,节约标准煤1.3万吨/年,减排CO2 3.6万吨/年。
(二)水泥生料助磨剂技术,将助磨剂按掺量0.12~0.15比例添加在水泥生料中,改善生料易磨性和易烧性,在水泥生料的粉磨、分解和烧成中可以助磨节电、提高磨窑产量、降低煤耗、降低排放、改善熟料品质。技术提供单位为湖南昌迪环境科技有限公司。在广西都安西江鱼峰水泥有限公司水泥生料助磨剂应用项目中,在不改变现有工艺和设备的情况下,增加水泥生料助磨剂加料系统一套,节约标准煤6355吨/年,减排CO2 1.8万吨/年。
(三)节能型低氮燃烧器,采用非金属材质拢焰罩结构,在直流外净风通道外设有“非金属材质拢焰罩”。四个风通道截面积均可进行无级调节,实现各通道风速和风量之间匹配实现窑内过剩空气系数低工况下稳定燃烧。技术提供单位为淄博科邦热工科技有限公司。在天瑞集团南召水泥有限公司窑头燃烧器改造项目中,将原有燃烧器更换为节能型低氮燃烧器,并对配套的一次风机加大电机功率,节约标准煤6749吨/年,减排CO2 1.9万吨/年。
二、玻璃行业节能提效技术
(一)玻璃熔窑用红外高辐射节能涂料,在熔窑内部硅质内壁喷涂红外高辐射节能涂料后,硅质内壁在高温下辐射率提高,窑内通过热损失和反射传热被烟气带走的热量降低;由硅质内壁以辐射传热方式再传回窑内热量,并被配合料及玻璃液吸收,使得熔窑内热量利用率增大。技术提供单位为中建材玻璃新材料研究院集团有限公司。在唐山蓝欣450吨/天浮法玻璃熔窑红外高辐射节能涂料项目中,在浮法二线喷涂使用玻璃熔窑用红外高辐射节能涂料,节能率为7.8%,折合节约标准煤3732吨/年,减排CO2 10347吨/年。
(二)新型梯度复合保温技术,针对玻璃窑炉不同部位,将各部位保温层划分为不同温度段。对各温度段开发保温新材料,再开发利用纤维喷涂,确保保温层不开裂、不收缩,形成保温性能优异、密封性好、耐久性强的新型保温技术。技术提供单位为中建材玻璃新材料研究院集团有限公司。在安徽盛世新能源有限公司650吨/天压延玻璃窑炉保温改造项目中,使用新型梯度复合保温技术对熔窑大碹顶等部位进行节能改造,节约标准煤4508.7吨/年,减排CO2 1.3万吨/年。
三、陶瓷行业节能提效技术
(一)陶瓷集成制粉新工艺技术,将含水40%~42%泥浆压滤脱水成含水19%~20%泥饼,破碎成小泥块,低温干燥为含水8.5%~9.5%小泥块,破碎/造粒/优化/分选后得到含水7%~8%、粒径合适的粉料。利用窑炉各类低温余热蒸发泥块水分,用机械脱水方式去除超过50%水分,耗能降低。技术提供单位为佛山市蓝之鲸科技有限公司。在广东中宏创展陶瓷有限公司日产800吨粉料改造项目中,采用全自动送浆系统、高效脱水系统、余热利用设备(热交换与管道保温)、新型低温干燥系统、高效破碎造粒优化分选系统、中央控制系统等进行改造,节约标准煤1.1万吨/年,减排CO2 3万吨/年。
(二)抛釉砖用陶瓷干法制粉生产工艺及装备,采用适合于抛釉砖生产系统工艺和适合陶瓷原料特点的专用装备,解决干法制粉生产低吸水率地砖用粉料时存在的坯体表面平整度差和面层缺陷等问题,满足瓷砖生产要求。技术提供单位为河北金汇陶瓷有限公司。在河北金汇陶瓷日产3.1万平方米800×800毫米抛釉砖项目中,运用干法制粉工艺进行改造,其造粒采用悬浮套过湿造粒,原料粉磨采用立式辊磨机,节约标准煤1.1万吨/年,减排CO2 3万吨/年。
四、其他建材行业节能提效技术
(一)一种隧道漫反射光学节能材料,通过产品表面多棱角立体纹理,对光源实现逆向漫反射,通过照明灯光提升反射效率,利用光源辐射能量,减少能耗浪费,提高隧道空间环境亮度、路面亮度和墙面亮度,改善和优化路面光照均匀度、墙面光照均匀度。技术提供单位为四川杰邦科技有限公司。在绵阳市一环路南段尖山子隧道项目中,在隧道侧墙3米高范围内铺设漫反射光学复合(瓷砖)材料,节约标准煤37.8吨/年,减排CO2 104.8吨/年。
(二)瀑落式回转窑制备陶粒轻骨料技术,使废弃物在1200℃左右高温中达到熔融状态,经冷却后形成高性能轻骨料。烘干焙烧分离,且设备内部异型结构可以增强热交换,提高换热效率,生产线余热回用设施完备,焙烧余热用于料球或原料烘干、冷却余热分段后用于助燃或原料及料球烘干。技术提供单位为山东恒远利废技术股份有限公司。在山东科立德环保科技有限公司年产10万立方米劣质粉煤灰污泥制备高性能轻骨料改造项目中,建设瀑落式回转窑、紊流式搅拌机和高含水率混合物料成型造球设备,配套自动控制系统,实现在线远程监控,节约标准煤7265吨/年,减排CO2 2万吨/年。
(三)高强度低密度页岩气用压裂陶粒支撑剂及制备节能技术,基于含铝固废矿渣复合矿化剂多组分设计,实现含铝固废矿渣循环再利用;使用多组分复合矿化剂低温烧成石油压裂支撑剂陶粒技术,同时利用原位自生莫来石晶须增韧技术,实现低密度石油压裂支撑剂陶粒硬度提高,以固废为原材料制备陶粒支撑剂,同时具有较低烧成温度,生产全过程低碳节能。技术提供单位为铜川秦瀚陶粒有限责任公司。在董家河循环经济工业园基于泥饼等含铝固废循环利用压裂支撑剂节能技术改造项目中,对原有成球车间进行改扩建,新增制粒设备及相关辅助设备16(台/套),半成品转筛4(台/套),新增缓冲仓4个及螺旋输送、斗式提升机等辅助设备,节约标准煤644.3吨/年,减排CO2 1786.3吨/年。
附件:《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》之:建材行业节能提效技术
《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》之:钢铁行业节能提效技术
近日,工业和信息化部发布《国家工业和信息化领域节能技术装备推荐目录(2022年版)》(以下简称《目录》),包括90项工业节能提效技术,涵盖钢铁、有色、建材、石化化工、机械、轻工、电子等行业节能提效技术,可再生能源高效利用、煤炭等化石能源清洁高效利用和重点用能设备及系统节能提效技术等;52项信息化领域节能技术,涵盖数据中心、通信网络、数字化绿色化协同转型等节能提效技术。为加快《目录》中先进适用节能技术装备的推广应用,加强供需对接,我们配套编制了《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》和《国家信息化领域节能技术应用指南与案例(2022年版)》,重点介绍相关技术的适用范围、原理及工艺、功能特性、应用案例等。现予以发布,供参考借鉴。同时,将积极组织有关单位开展“节能服务进企业”系列活动,分行业、分领域予以推广。
钢铁工业是我国国民经济发展中重要基础原材料产业,2021年我国粗钢产量10.3亿吨,钢铁行业能源消费约占全国能源消费总量11%。钢铁行业工艺结构以高炉-转炉长流程为主,煤、焦炭占行业能源消费量约90%(以当量计),主要用能工序包括炼铁、焦化、烧结等。烧结烟气内循环、高炉炉顶均压煤气回收、铁水一罐到底、薄带铸轧、铸坯热装热送、副产煤气高参数机组发电、余热余压梯级综合利用、智能化能源管控等技术是钢铁行业节能技术的发展方向。
一、重点工序节能提效技术
(一)大型转炉洁净钢高效绿色冶炼技术,通过提高顶底复合吹炼强度,结合高效脱磷机理建立少渣量、低氧化性、低喷溅及热损耗机制,实现原辅料、合金源头减量化以及炉渣循环利用。技术提供单位为钢铁研究总院有限公司。在马钢300吨转炉洁净钢高效绿色冶炼工艺改造项目中,利用大型转炉洁净钢高效绿色冶炼技术对转炉进行改造,节约标准煤5.3万吨/年,减排CO2 14.7万吨/年。
(二)特大型高效节能高炉煤气余压回收透平发电装置,利用高炉冶炼排放出具有一定压力能的炉顶煤气,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能,驱动发电机发电或驱动其他设备。技术提供单位为西安陕鼓动力股份有限公司。在俄罗斯北方钢铁湿式高炉煤气余压回收透平发电装置节能改造项目中,使用湿式高炉煤气余压回收透平发电装置替换原有设备,系统效率达到92%,比改造前增加发电量4320万千瓦时/年,折合节约标准煤1.3万吨/年,减排CO2 3.6万吨/年。
(三)多功能烧结鼓风环式冷却机,集成高刚性回转体、扇形装配式焊接台车、风箱复合密封、上罩机械密封、动态自平衡卸料、全密封及保温等技术,有效增加通风面积,降低冷却风机电耗,增加余热发电量。技术提供单位为中冶北方(大连)工程技术有限公司。在山西太钢不锈钢股份有限公司烧结系统改造项目中,利用多功能烧结鼓风环式冷却机替代原烧结环冷机,冷却电耗减少2.6千瓦时/吨烧结矿,余热产气量增加46.5千克,可节约电量5572万千瓦时/年,折合节约标准煤1.7万吨/年,减排CO2 4.7万吨/年。
(四)棒线材高效低成本控轧控冷技术,控冷技术覆盖轧钢全流程,包括中轧机组间冷却、轧后阶梯型分段冷却、过程返温、冷床控温等冷却关键点控制,实现降温-返温-等温循环型冷却路径调控,精确控制钢筋组织均匀性和珠光体相变,优化氧化铁皮结构。技术提供单位为钢铁研究总院有限公司。在山西建龙钢铁股份有限公司改造项目中,用分级气雾冷却设备替换原穿水冷却设备,综合能耗降低4千克标准煤/吨钢,节约标准煤4000吨/年,减排CO2 1.1万吨/年。
二、公辅设施系统节能提效技术
(一)钢铁行业减污折叠滤筒节能技术,减污折叠滤筒其过滤材料呈折叠状,内有一体成型支撑骨架;具有高过滤精度和高通气量,可以在有限空间内提供更多过滤面积,同时,实现对微细粉尘高效捕集和除尘器低运压差。技术提供单位为广州市华滤环保设备有限公司。在山西建龙炼铁厂200平方米烧结机机尾除尘系统节能改造项目中,采用等距大折角折叠滤筒替换传统布袋,可节约电量140万千瓦时/年,折合节约标准煤434吨/年,减排CO2 1203吨/年。
(二)多孔介质燃烧技术,燃烧产生的热量通过高温固体辐射和对流方式传输,同时借助多孔介质材料的导热和辐射不断地向上游传递热量预热气体,并依靠多孔介质材料蓄热能力回收燃烧产生高温烟气余热。技术提供单位为中冶南方(武汉)热工有限公司。在首钢取向硅钢氧化镁涂层干燥炉改造项目中,原红外涂层干燥炉改为多孔介质涂层干燥炉,机组加热效率提升10%,硅钢生产线干燥工序平均天然气消耗降低40立方米/小时,折合节约标准煤372吨/年,减排CO2 1031吨。
(三)冶金工业电机系统节能控制技术,转炉每个冶炼周期为30分钟左右,吹炼时间和装、出料的时间各占一半,风机在转炉吹炼时高速运行,在吹炼后期及补吹时中速运行,而在出钢和装料期间可将速度降低,这样既能满足转炉冶炼工艺要求,又能实现节能。技术提供单位为中冶赛迪电气技术有限公司。在山东盛阳金属科技股份有限公司高压除鳞泵系统节能改造项目中,采用MVC1200-10K/350高压变频器及控制系统进行智能驱动,可节约电量510万千瓦时/年,折合节约标准煤1581吨/年,减排CO2 4383吨/年。
(四)新型长寿命激光闪速氧化膜热轧辊,采用高能激光对轧辊表面进行毫秒级高速辐照,在轧辊表面产生瞬时高温,生成一层四氧化三铁氧化膜,可提高其高温磨损性能,抑制热疲劳裂纹,轧辊使用寿命提高1倍以上。技术提供单位为上海仅博激光技术有限公司。在某钢厂1780热轧线改造项目中,采用长寿命激光闪速氧化膜热轧辊替代原轧辊,轧辊寿命提高1倍,每天可减少停机保温时间2小时,可节约标准煤1.6万吨/年,减排CO2 4.4万吨/年。
(五)H型鳍片管式高效换热技术,锅炉给水泵将除氧水输送至余热蒸汽锅炉省煤器,经余热蒸汽锅炉内鳍片管等换热面吸收热量,变成高温热水进入锅筒,锅筒通过上升管和下降管与蒸发器内鳍片管等换热面吸收热量产生饱和蒸汽,饱和蒸汽从锅筒主汽阀进入过热器,产生过热蒸汽供给用户。技术提供单位为四川陆亨能源科技有限公司。在宁夏中卫市众泰33000千伏安硅铁矿热炉烟气余热发电利用项目中,安装H型鳍片管式烟气矿热余热锅炉、汽轮机、发电机、自动控制(DCS)以及配套设备,发电量约2800万千瓦时/年,折合节约标准煤8680吨/年,减排CO2 2.4万吨/年。
三、余热余压回收利用技术
(一)氟塑钢新材料低温烟气深度余热回收技术,在原脱硫塔前布置氟塑钢低温省煤器,降低脱硫塔烟气温度,回收烟气显热;在脱硫塔后布置氟塑钢冷凝器对湿饱和烟气冷凝降温,回收烟气潜热。技术提供单位为衢州佰强新材料科技有限公司。在浙江物产环能浦江热电有限公司低温烟气改造项目中,在脱硫塔前后增加低温省煤器,回收进脱硫塔烟气显热,在脱硫塔布后安装冷凝器对湿饱和烟气冷凝降温,回收烟气潜热,三台炉节约标准煤8388吨/年,减排CO2 2.3万吨/年。
(二)工业余热梯级综合利用技术,结合工艺用能需求,综合考虑余热源头减量、高效回收、梯级利用等方式,实现含尘含硫间歇波动典型中高温余热,提升余热回收利用水平,降低排烟温度至150℃以内。技术提供单位为上海宝钢节能环保技术有限公司。在宝钢股份硅钢部3#环形炉节能技术改造项目中,废气排放系统中增设一套汽水两用冷凝式余热回收锅炉,将环形炉废气显热和冷凝潜热回收,余热回收装置回收热量产生蒸汽2吨/小时(表压0.6兆帕饱和蒸汽),折合节约标准煤2015吨/年,减排CO2 5587吨/年。
(三)熔渣干法粒化及余热回收工艺装备技术,熔渣通过离心机械粒化增加换热面积,结合强制一次风冷原理,实现高炉渣快速冷却和一次余热回收,粒化后熔渣性能不低于水淬工艺;再采用回转式逆流余热回收装置对已凝结渣粒进行二次余热回收。技术提供单位为北京中冶设备研究设计总院有限公司。该项目为研发类技术,暂无推广案例。
(四)一种焦炉上升管荒煤气余热回收技术,采用上升管水换热器,在换热器夹套内通入除氧水和高温荒煤气顺流间接换热,除氧水吸热蒸发后转化成蒸汽回收荒煤气显热。在上升管换热器内部生成汽水混合物,再到汽包内水汽分离,蒸汽直接并网或到用户,水用泵加压到上升管换热器继续生产蒸汽。技术提供单位为江苏龙冶节能科技有限公司。在山西安昆新能源有限公司焦炉荒煤气余热回收项目中,在捣固焦炉上安装上升管余热回收蒸汽全套系统,产饱和蒸汽约113.5千克/吨焦,可生产低压饱和蒸汽23.3万吨/年,折合节约标准煤2.2万吨/年,减排CO2 6.1万吨/年。
(五)清洁型焦炉高效余热发电技术,以清洁型焦炉余热烟气作为热源,通过锅炉将水加热到高温超高压参数蒸汽,高压蒸汽进入汽轮机高压缸做功后再通过锅炉加热,加热后低压蒸汽进入汽轮机低压缸做功,汽轮机带动发电机发电。技术提供单位为中冶京诚工程技术有限公司。在福建三钢2×80兆瓦热回收焦炉及配套干熄焦余热蒸汽高效发电项目中,新建6台高温超高压中间一次再热余热锅炉和2台高温超高压中间一次再热汽轮发电机组,综合节约标准煤4万吨/年,减排CO2 11.1万吨/年。
附件:《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》之:钢铁行业节能提效技术