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博思格公司高炉减排数字模型研发成功

作者:31发布时间:2013-03-15
博思格公司高炉减排数字模型研发成功


  目前,随着人们环保可循环意识的增强,如何降低能源消耗和减少CO2排放成了钢铁业必须考虑的一个问题,鉴于环保技术的成本,在环保技术过于复杂多样的现在,将所有技术一个一个尝试会严重影响钢铁厂的效率和成本,因此,了解不同操作方案对节能减排的影响十分重要。其中,综合数学模型可以作为评估不同减排方案的有效工具。在很多工厂的发展规划中,各种技术和方案评价是以集成化、跨部门的方法为基础的,而并非局限于单元操作之内。为此,开发基于复杂流程图的建模平台和过程模拟,用于研究各种工艺方案对节能减排的综合影响是十分必要的。

  博思格钢铁公司在澳大利亚肯布拉港钢厂(PKSW)采用了一种钢铁联合企业能量和排放模型(ISEEM)。该模型以PKSW钢厂的物料和能量平衡为基础,评估范围包括原料准备、高炉、炼钢、轧钢及其公辅设施。ISEEM是以AspenCustomModeller(ACM)为平台,使用一种目标定位过程建模语言,能列出系列方程,描述各个单元操作。使用该建模环境的优点是:第一,可以获取和利用最先进的工艺技术;第二,允许客户开发自有知识产权的模型。同时,该模型还可以模拟不同设备和操作条件下的各种方案,包括节能减排、技术评估、原料评价、工艺优化和设计等。此外,该模型融合了主要冶金工艺的详细计算过程或PKSW厂的工艺流程单元,包括高炉、转炉、烧结厂、蒸汽站和发电站等。对PKSW钢厂其他工序,使用了较为简单的固定和可变关系,例如轧钢厂、空分装置和焦炉等。

  通过该模型评估的CO2总排放量和实测值之间的吻合度较高。一旦CO2排放量基准值确定,ISEEM即可用于方案评价。例如,研究降低板坯或热轧卷产量对CO2总排量有多大影响。在应用ISEEM评估各种方案之前,都需要通过模型验证,以确定适当的基准或基线。在这种情况下,相对于外部钢厂的数据,应首选内部基准。这主要是考虑到外部钢厂的基准可以用来协调因工厂边界、生产路线(包括内部循环)、电碳强度和产品种类、原燃料不同带来的问题。

  该厂通过将ISEEM用于评估使用低品位矿石对CO2排放量的影响的生产实践表明,加入15%的针铁矿,将导致PKSW钢厂烧结厂产量降低6%,焦粉消耗增加2%,同时CO2总排放量增加0.17%。

  最初,该模型的研究工作旨在制定研发规划和识别能应用于当前处理单元的节能减排技术。这就需要为研发工作建立目标、采用一套标准和指导方针。为确保比较和分析的合理性,制定一套统一的方法十分重要。此外,在建立模型之前,还须很多准备工作,包括确定每一个操作单元当前温室气体排放和能源利用现状,了解所使用数据的准确性。各单元当前操作和最佳实践或技术标准之间的差距,可以通过细节对标等手段确定。

  目前,ISEEM已用于多种方案的评价,包括基准方案、工厂新方案、最佳和近似最佳水平的参数方案。根据工厂数据,ISEEM中的固定变量需要不断更新,其他参数值可用来验证模型。运行实践结果表明,ISEEM估算值和工厂数据较为吻合。