首钢京唐：践行循环经济结硕果

文 // 本刊记者 魏玉瑞 武德俊 陈向国

首钢京唐：践行循环经济结硕果

文 // 本刊记者 魏玉瑞 武德俊 陈向国

首钢整体搬迁唐山曹妃甸已经9年有余。搬迁后，首钢有了新名字：首钢京唐钢铁联合有限责任公司（以下简称“首钢京唐”）。 9年来，作为京津冀协同发展的先行者，首钢京唐用实际行动证明了首钢搬迁到曹妃甸不是“伤筋动骨”，而是“脱胎换骨”：“脱胎换骨”的新首钢，不仅借搬迁之机成为大型企业转型升级的样板——首钢京唐集中采用了目前中国乃至世界上名列前茅的高效率大型装备，成为1000万吨级的国际一流的大型钢铁企业，而且在发展循环经济方面也是捷报频传。

2014年冬至前夕，记者采访了整体搬迁9年后、于2014年5月首度实现盈利并持续向好的首钢京唐。首钢京唐能源与环境部副部长吴礼云介绍了首钢京唐在发展循环经济方面所做的工作和取得的成绩。“围绕新一代钢铁流程三大功能构建的多目标整体优化的首钢京唐，按照循环经济理念，以‘减量化、资源化、再循环’为原则，以低消耗、低排放、高效率为特征，集成应用了‘三干’技术、海水淡化、水电联产、烟气脱硫脱硝等一系列先进节能减排技术，对余热、余压、余气、废水、固体废弃物充分循环利用，实现资源节约、环境友好和为社会提供资源等功能。”吴礼云首先做了概括性介绍。

固废综合利用率达100%

“钢铁厂每年产生高炉水渣、钢渣、粉煤灰、除尘灰、轧钢氧化铁皮等各类固体废弃物约450余万吨，通过产线加工实现固体废弃物的资源化和再利用，综合利用率100%。”吴礼云从工序内利用、工序间利用、企业间循环利用、产业间利用4方面做了简介。

一是工序内的利用。针对焦油、焦油渣，建成一套型煤综合利用设施，年产型煤约5.6万吨，将焦油渣、酚氰废水生化污泥作为粘结剂与原煤混合加工生成“焦油渣型煤”，用作炼焦原料；针对除尘灰消纳，建设25万吨/年炼钢一次除尘灰造球项目，作为炼钢造渣冷却剂加以利用，工序产生的含铁除尘灰及焦化和白灰窑粉尘返回烧结利用；二是工序间的利用。钢渣采用折、焖一体的钢渣处理技术，对钢渣进行热闷处理。其中≤10mm烧结回用，10～50mm主要用于制砖或铺路，100%回收利用；三是企业间的循环利用。高炉水冲渣方面，与冀东水泥合作，建成4×60万吨/年的矿渣细磨水泥生产线，将高炉水渣加工成高品质的水泥原料每年可减少石灰石开采250万立方米，减少能源消耗约22万吨标准煤；四是产业间的利用。实施电厂粉煤灰深加工，对粉煤灰细磨，提高产品附加值作为水泥原料，年可处理粉煤灰30万吨。“炉渣作为建筑原材料很抢手，经济效益很可观。”吴礼云说到。

用海水做出循环利用的大文章

淡水是钢铁企业无法替代的必须资源，同时也成为企业生产成本的重要组成部分。刚刚起步的首钢京唐用水要从100公里外的唐山陡河水库购水。据悉，河水价格是4.7元一吨，再加上沉淀、去杂质的成本，每吨蒸馏水的最终价格在8.5元左右——而现实却是渤海湾的水离首钢京唐只有200米远。首钢京唐下定决心要改变这种舍近求远的尴尬局面。2009年，首钢京唐建成日产5万吨淡水的海水淡化工厂，在国内首次应用低温多效蒸馏海水淡化技术生产淡水。如今，首钢京唐大约60%的新水都可以实现自给。“一期吨钢外购水已低至1.4立方米/吨，二期通过大力发展海水淡化产业，实现吨钢外购水为零，中远期实现向周边城市及北京供水，同时，开展盐化工产业研究。”吴礼云对记者如是说。“现在我们自己淡化海水的成本是5.8元/吨，与8.5元的外购制水成本相比，每吨节省2元左右，仅每年节省购水费就达三四千万，同时，通过采用海水淡化及海水直流冷却技术，设计年节约地表水1993万吨。”然而，这并不是全部。

“利用首钢京唐钢铁产生的‘能源’将‘海水资源’转换成‘淡水资源’，不但可以实现钢铁内部煤气、蒸汽等零排放，还可通过热-电-水-盐四联产实现经济效益。将钢铁、电力、水利、化工各个行业相结合，并使城市与工业相融合，追求和谐发展理念。”吴礼云向记者介绍了海水淡化方面的规划蓝图。一是400万吨/天海水淡化规划。“按照‘热电联产、水电共生、热膜耦合、低碳环保’的发展方向，发挥钢铁行业综合性优势，充分利用‘廉价余能资源’（热、电），走一条‘热-电-水-盐’四联产的低成本海水综合利用的技术路线。”二是400万吨浓盐水深度处理。“围绕一次海水淡化排放的浓盐水，通过关键技术研发与集成，形成淡水、两碱液体原料、镁基系列产品、溴素、氯化钾及碳酸钙等有价元素整体利用系统，实现零排放。”规划蓝图是在坚实的基础上勾画的：首钢京唐自主研发的海水淡化前置发电新技术，已经大显其效：实现汽-电-水大循环，热利用率达82.23%，年发电量3.4亿千瓦时。海水淡化后的浓盐水，供给附近的唐山三友化工股份有限公司获益。对于中远期向周边城市供应淡水，吴礼云表示，只要能够取得与南水北调相同的国民待遇，首钢京唐的淡水在质量上、价格上都有优势。

用余能余热创造双重效益

余能余热的回收利用是从源头节约能源、提高能效的有效途径。首钢京唐一期已经实现对CDQ余热锅炉、转炉汽化冷却、加热炉汽化冷却、烧结余热锅炉余热回收，实现对高炉冲渣水余热、加热炉烟气余热、除氧器排汽余热、热风炉烟气余热等的回收。对于回收的余能余热实现梯级利用。例如，海水淡化前置汽轮发电机组实现能量梯级利用，用海水淡化的蒸发器替代了汽轮机的凝汽器。实现煤气-热-水-电多能源介质协同优化。在解决好高品质余能余热的基础上，首钢京唐已经着手低品质余热回收循环利用。实现的方法是，采用工艺衔接措施，以除盐水为热量载体，吸收冲渣水及冲渣闪蒸汽余热、热风炉、锅炉烟气余热，被加热的除盐水经低压闪蒸制备低压蒸汽用于海水淡化。以石灰窑所排放含高浓度二氧化碳废气为原料，捕集回收食品级二氧化碳，用于炼钢转炉顶吹、底吹工艺，同时就近输送至油田做为驱油气源使用，富余部分向社会销售用于食品（饮料、啤酒等）生产。

在余能余热回收方面，首钢京唐不仅能够实现自用，还产生了“额外”的收益：目前已实现向唐山曹妃甸港务实业有限公司等企业供应采暖水。同时，首钢京唐充分挖掘设备生产能力，实现了氧气、氮气、氩气、氢气外销。目前，50余种能源产品已有20种外销，2013年能源产品实现销售收入1.23亿元，这些钢铁副产品真正实现为企业增收。

实现煤气的高效循环综合利用

如何高效循环利用在生产过程中产生的煤气？“我们将煤气柜集群布置在钢铁厂煤气负荷的中心，缩短输配距离，保证煤气的稳定供应。其中转气柜布置于炼钢炉附近，缩短工艺流程，实现多座气柜对多座转炉煤气回收；两座30万立方米高炉煤气柜同升同降，最大限度缓冲用户用量变化，减少煤气放散。”“二期项目通过系统的优化运行，科学调配平衡，实现煤气资源全部零放散。在满足自身内部循环的同时，通过煤气发酵制乙醇、焦油深加工等项目与其他周边企业互动，实现煤气高效循环利用。”吴礼云告诉记者，首钢京唐拟于二期一步建设1台150兆瓦燃气-蒸汽联合循环发电机组及1台25兆瓦常规煤气热电机组，二期末在一步基础上再建1台300兆瓦煤气、煤粉混烧自备电厂，进一步提高二次能源转换效率，实现煤气资源零放散。

“实施煤气制乙醇工程是实现煤气资源的全利用的方略之一，该工程以转炉煤气、高炉煤气、焦炉煤气为原料，通过微生物发酵工艺，生产汽车及航空用燃料乙醇产品，目前已建设实施了300吨试验项目，现正在开展商业化应用研究。”吴礼云补充说道。

软件硬件齐发力促节能减排

节能减排、提高能效、循环利用离不开设施建设和先进的技术。设施就是硬件，技术相当于软件，两者必须齐发力才能力促节能减排。在硬件方面，首钢京唐建设了一大批环保设施。据悉，目前已经建设废气处理设施128套，废水处理设施9套，固废处理设施5套，90台布袋除尘器，11台电除尘器双室4电场。所有转运站、受料点均采用先进的双层密封技术进行密封，设置集尘罩；高炉料仓卸料、焦炉出焦等过程除尘采用皮带移动密封通风槽技术；原料燃料场设置20米高的防风抑尘网，配备喷水抑尘设施。吴礼云表示，今后首钢京唐将持续大力建设环保设施，推动露天原料场封闭、实施球团脱硫、实施氧化铁红深加工项目，搭建固废利用循环经济产业园，提高资源综合利用。

在技术方面，首钢京唐采用的“三干”技术成效显著。高炉采用煤气干法除尘技术，与湿法比，日节水4000吨、节电3.6万千瓦时，TRT发电提高30%，吨铁节能5.37千克标准煤，年减排二氧化碳15.17万吨；转炉采用煤气干法除尘技术，净煤气含尘量小于10毫克/立方米，与湿法比，节电、节水约1/3，减少建设用地1/2，同时除尘灰全部回收利用，吨钢节能4.5千克标准煤，年减排二氧化碳13.76万吨；在干熄焦方面则配备了2×30兆瓦高温高压蒸汽发电机组。

烟气脱硫脱硝是减排的重要内容，为了达到减排目标，首钢京唐实施了焦炉煤气真空碳酸钾脱硫工艺、烧结烟气采用循环流化床半干法脱硫工艺、自备电站烟气采用海水脱硫工艺、低氮燃烧和选择性催化还原脱硝工艺，确保硫化氢、二氧化硫、氮氧化物等达标排放。吴礼云告诉记者，首钢京唐氮氧化物的排放量稳定在85毫克/立方米，低于国家标准，不仅如此，京唐公司正在加紧技术研发，保障充足的技术储备，以满足更高的排放要求。“生产废水已经得到高效利用，污水已经实现零排放。”“之所以要做到零排放，一是源自京唐的企业社会责任，二是当地环保部门对环保要求很高：他们在首钢京唐附近打了很多井，用于检测我们的焦化废水污染情况。”

有效的监管

“为了使监管见成效，我们采取了四方面的措施，”吴礼云对首钢京唐的监管工作作了介绍，“首先是构建能源与环境管控中心，采用先进的自动化、信息化手段，对电力、给排水、气体、燃气、热能、环保等实行集中管控。通过对能源生产、转换、输配、使用等过程实施动态管理，加强能源平衡、分析、预测、调度，实现能源与环境管理的信息化、数字化、自动化，提高科学管理水平，全面推进节能减排工作。”

“其二，实施环境在线监测项目，建成废气、废水、噪声等在线监测系统，对厂区各污染源排放情况进行监控，掌握污染物排放情况。”

“其三，首钢京唐严格贯彻国家的环保法规，着力提升全员环保意识。”吴礼云说：“在抓好体系内审员、作业长、班组长、重点环境岗位职工环保培训教育的基础上，通过简报、通讯、专题活动等多种形式，持续开展环保宣传、教育和培训工作，把环保理念根植到职工的思想中，融入到日常的生产工作中。”

“其四，持续狠抓现场治理工作。从现场治理入手，加大监督、检查和考核力度，加强环保监察密度与频次，组织不定期环保检查，及时掌握工序运行及环保设施运行情况，对发现的环境问题重点分析，严格落实考核，确保环保设施同步运行率达到100%。”

首钢京唐通过不断加强源头治理、中间控制、末端治理——其清洁生产审核工作于2013年6月通过了河北省环保厅的验收，一期工程环保验收于2014年1月正式获得了国家环保部的批复，为首钢京唐建设成资源节约型、环境友好型企业创造了有利条件。可以说，今天的首钢京唐面临着京津冀协同发展战略深入实施、环渤海地区加速崛起等一系列难得的新的发展机遇——转型成功的首钢京唐必将在新的机遇中展开节能环保和清洁生产的翅膀，飞向更高的天空。