工厂低碳生产例1

发展低碳节能技术，践行绿色样板工厂

公司遵循“3R”原则，采用科学紧凑的“一线形”工艺布局，减少物流温降与物料散失；采用大型集约化的工艺装备，提高产品集中度；采用蓄热式加热炉、变频节电、煤调湿等一系列覆盖全工序的先进节能工艺和技术，实现了资源能源的减量化、再循环与再利用。实施高炉煤气喷吹焦炉煤气、低温余热利用等行业创新节能新技术，并在冶金企业率先开发利用风电、太阳能、光伏发电等清洁能源，探索钢铁企业绿色发展的新模式。

蒸汽系统的阶梯利用

建设分布式电厂回收中高温余热。按照余热蒸汽“分质利用、就近消化”的原则，建立分系统高效余热发电机组，如烧结双压余热发电，焦化CDQ余热发电、转炉余热发电。轧钢加热炉低品质蒸汽供应焦化副产系统及溴化锂制冷机组。通过以上措施实现了在北方地区钢厂无燃煤锅炉供热，同时一年四季余热得到分质高效利用。

煤气系统的高效利用

通过采用高温高压煤气锅炉，焦炉加热变煤气调整技术，高炉喷吹焦炉煤气以及阶段性外供华能营口电厂、北钢管业煤气等冗余式系统调整方式，实现煤气系统各种变化工况下的优化运行，焦炉煤气放散为0，高炉煤气放散≤0.5%。

清洁能源的探索利用

公司不仅致力于节能降耗，而且大力开发高效、环保、绿色的新能源，填补常规能源缺口，减少温室气体排放。钢厂采用绿色LED照明技术，充分利用临海优势，开发利用风能、太阳能等新能源，采用海水淡化，引领钢铁企业绿色发展。

先进的节能管理模式

以生产erp、能源EMS、财务SAP信息系统为管理平台，实现生产与能源的计划组织、过程管控、绩效管理的全流程融合，动态评判物流平衡、能流平衡、系统效益，实现铁素流、能源流、价值流的“三流合一”，以最经济、最优化的能源流推动铁素流动态有序流动的管理目标，提升系统技术经济指标，降低能源成本。

引领绿色发展的低碳环保技术

公司采用先进的清洁生产技术，应用清洁原燃料，从源头降低资源利用量，提高资源、能源利用效率，采用先进高效的环保治理措施，控制污染物产生。充分利用可再生资源，提高废弃物利用价值，参与社会大循环，实现减量化、资源化，同时积极研发低碳、环保、绿色的应用技术，坚持走可持续发展道路，引领钢铁企业绿色发展。

清洁低耗的源头控制手段

采用清洁原燃料。采用低硫进口铁精矿、粉矿；低灰分、低硫炼焦洗精煤；钢厂内副产品循环利用；应用净化后的高、焦、转炉煤气为各工序燃料，减少烟（粉）尘、S02产生量。

高效完善的末端治理措施

公司用配套完善的环保设施对产生的污染物进行再能源化、再资源化的无塞化处理，废水、废气、噪声均达标排放，主要环保指标达到国内一流钢企水平，并采用了烧结烟气脱硫，焦炉煤气脱硫等一系列先进的环保技术，进一步提升环保绩效指标。

废气治理措施及技术应用

公司配套静电除尘、布袋除尘及塑烧板除尘等共计133套除尘设施，总除尘风量2952万Nm3／h，经处理后颗粒物浓度≤20mg/Nm3，远严于国家排放标准。为克服海边风大的不利因素，在原料场周围设置抑尘网防治扬尘，．在原料场内设置自动喷水装置喷水抑尘，同时采取喷洒封尘剂等全方位抑尘措施，有效抑止原料场扬尘。

废水治理措施及技术应用

为节约水资源，减少对水体的污染，公司在废水治理方面贯彻循环经济的理念，对生产过程中产生的废水，采取分质供水、循环利用、合理串接“排污”梯级使用、污水深度处理等措施，实现水资源利用减量化及污水资源化。通过焦化废水无害化处理及生产废水脱盐脱氮处理等项目的实施，减少特征污染物的排放，实现污水资源化；通过海水淡化、海水冷却及雨水收集等项目的实施，减少水资源利用量。

公司共配套建设污水处理设施12套，在炼铁、炼钢、炼焦、轧钢等各工序均配套污水处理设施，根据工艺特点分别处理，并建设全厂综合生产污水处理厂及生活污水处理厂，处理后出水化学需氧量严于《辽宁省污水综合排放标准》规定的50mg/L，控制在≤20mg/L以内。

固体废物治理措施及技术应用

采取循环经济运行模式，对生产过程中产生的固体废弃物进行循环、再生利用，危险废物送有资质的公司处置，固废综合利用率达到99.8%，固废返生产利用率达到29.63%。

噪声治理措施

公司在满足各生产工艺的前提下，选用噪声低、振动小的设备。控制措施主要是对噪声值相对较高的设备及气体放散源配置消声器，对大型风机等加设隔声材料、减振垫及利用厂房消声等，经控制后厂界噪声符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》( GB12348-2008)2类标准的要求。

工厂低碳生产例2

对以化石作为主要燃料的火电厂进行分析可知，其适应国家节能减排要求而实现低碳化电力调度的关键技术主要包括了封存技术和碳捕集技术。将碳捕集设备引入火电厂中是实现其低碳化发展、满足低碳环境建设方针的必然趋势。因此，本文对静态电压稳定下的火电厂低碳电力调度进行研究，对于实现火电厂的低碳运作，促进其健康、全面发展具有较为重要的意义。

1 火电机组在碳捕集技术下的能耗分析

本节则着重对燃烧后的碳捕集技术对火电厂低碳电力调度产生的影响展开系统分析。对一般火电机组进行分析可知，在其运行过程中，单位时间的碳排放强度可视为一个常数，对碳排放强度计算公式kc=Pg/mc进行分析如下：kc代表排放强度；mc表示火电机组单位时间内的排碳量，而Pg是火电机组所产生的发电出力。在安装碳捕集设备后，CO2则从排放出的烟气中分离，从而使得直接排放到大气中的CO2也大幅降低。导致火电厂（火电机组）产生能量损耗的原因主要由两种，分别为固定损耗和运行损耗[1]。其中，固定损耗产生的原因大都是由于设备在运行过程中发生的系列变化或在其运行过程中又新增了部分设备；运行损耗是火电机组产生能量损耗的主要原因，其损耗大都集中在CO2捕获封存技术的吸收以及分解和压缩过程中。在了解火电机组在碳捕集技术下能耗产生原因的基础上，下文则着重对静态电压稳定时的低碳电力调度展开深入研究。

2 基于静态电压稳定状态的低碳电力调度

2.1降低电网线损

因电力调度情况不同，降低电网线损的方法也不尽相同。当变压器的三相负荷处于不平衡状态时，不仅会对变压器的运行安全产生较大的威胁，而且还会增加电网线损。对于峰谷差值较大的线路负荷，应将供电方式转变为双回路的供电方式。此外，考虑到三相负荷不平衡的情况常出现在配电线路当中，故还需对此种情况做出正确及时处理，即当不平衡幅度较大时，应对三项负荷进行及时调整，并对当前的用电负荷与时间进行合理安排，从而提高电网本身的符合率。当网络结构产生变化而导致电网线损时，应及时进行电网的升压改造，并对火电机组的电源分布做出优化，通过引入新工艺和新设备提高电网布局的合理性。关于电网结构优化的具体方法如下文所示。

2.2优化电网结构

对电力系统进行分析可知，其运行过程同静态电压稳定之间在约束条件方面岁不尽相同，但却也呈现出一定的共通性。系统运行过程中，确保火电机组的发电同负荷相平衡，同时维持保证电力系统频率质量是尤为重要的；而静态电压稳定方面，由于操作系统并不会运行至其所承担负荷的临界点，加之要确保电力系统要以最优状态通过用电高峰期的负荷点，故需对整个电网的运作方式以及线路路径和潮流等予以充分考虑，从而达到对电网结构进行优化和实现低碳电力调度的目的[2]。

2.3模型求解与IEEE30节点算例分析

其中， 表示发电机几点的无功出力， 和 分别表示上下限约束。 和 分别代表发电机设定的机端参考电压高峰负荷点发电机的节点电压同 的差值。考虑到用户的购电方式对火电厂碳排放的成本和静态电压稳定的约束具有十分显著的影响，因此，为了购电方式所产生的影响予以充分体现，在对模型进行求解时，则不考虑支路潮流以及无功源控制对低碳电力调节工作的影响。因此，所提模型的求解则需要做较多的工作，包括了对无功出力和无功源的优化控制的互补关系进行分析，也包括了对IEEE30节点进行算例分析。其中，IEEE30节点的算例分析是实现低碳电力调度的关键。对其进行算例分析如下：若不对静态电压稳定约束予以考虑，进而对低碳电力进行调度，虽能够使购电成本达到最优化，但也会对系统的稳定裕度产生较大影响，从而使电网自身的运行受到较大障碍。此外，对碳的价格进行分析可知，其对购电成本的影响是根本性的。碳价格若比火电机组的最低临界碳价低，则所引入的碳捕集设备并不会运作，而只有在碳价介于火电机组的最低和最高碳价之间时，引入的碳捕集设备方能投入运行。因此，为了使购电成本达到最优，有必要也必须对各个发电机组的上网功率进行调整，从而确保机组的运行过程中所消耗碳的价格在其临界负荷与最低碳价之间[3]。

3 结语

本文通过对火电机组在碳捕集技术下产生能耗的原因进行分析，进而对基于静态电压稳定状态的火电厂低碳电力调度展开较为全面的分析。研究结果表明，当前火电厂电力机组仍然存在着固定损耗和运行损耗等相关方面的问题，面对节能减排和低碳环境建设的政策方针，未来，还需进一步加强对静态电压稳定下低碳电力调度方法的研究和应用力度，从而促进电力产业的健康、稳定发展。

参考文献：

[1]潘远.研究静态电压稳定的低碳电力调度模型[J].电子世界，2014，10（12）：111-112.

工厂低碳生产例3

文章编号：ISSN1006―656X（2014）05-0332-01

一、引言

铬是一种非常重要的合金元素。在我国，铬矿资源非常缺乏，大多数的铬矿都是从国外进口的。铬被广泛的应用在工业生产中，其中有75%都应用在冶金行业中，它在钢铁生产中起着不可替代的重要作用。在钢铁生产过程中或加入铬合金元素，但会根据不同的实际需要选择不同的铬铁合金。铬铁合金根据含碳量可将其分为高、中、低、微四种碳铬铁。铬铁合金是铁合金三大品种之一，仅次于锰硅合金。随着社会经济的快速发展和生产技术的不断进步，铬铁合金生产在我国得到了快速的发展，其产品逐渐的应用到了各个领域当中，发挥的作用也越来越明显。

二、铬铁合金发展的概况

解放前，我国对于铬铁合金的生产可以说为零。新中国成立以后，随着国民经济的发展需求，在1957年由吉林一个铁合金厂生产出了高碳铬铁，次年，又生产出了硅铬合金，并通过利用电硅热法生产出了微碳铬铁。在1960年，该厂建立了两台微碳铬铁电炉。随后，我国各地的铁合金厂纷纷建立起来微碳铬铁电炉并投入到生产当中，这也就标志着我国结束了对微碳铬铁进口的历史。改革开放后，随着社会经济的快速发展，铬铁合金生产进入了一个新的发展阶段。

这四十多年来，我国的铬铁合金生产工艺和技术得到的极大的发展和进步。60年代研究和使用了“真空固态脱碳”的新工艺，特别是90年代使用的波伦法工艺，生产出了品种多样的铬铁合金，使我国的铬铁合金的技术指标达到了国际先进水平。同时，不过铬铁合金的产量也在不断地提高。

三、各类铬铁合金生产的发展

（一）高碳铬铁

1957年，吉林的一个铁合金厂通过对铬矿进行工业规模的试验，生产出了1424t的高碳铬铁，在冶炼过程中平均耗电5710kWh/t。1964年，在9MVA矿热炉上进行封闭式高碳铬铁的冶炼试验使用一种耐热的混凝土作为炉盖，由于在试验过程中，烟道发生严重性的堵塞，导致料管被烧坏而停止了试验。1968年，在12.5MVA的矿热炉上完成了封闭式的冶炼，并且进一步对煤气净化系统进行了加强和改进。1970年，把回收的煤气投入到蒸汽锅炉的使用中，进行了70多天的实验，运行状态处于基本稳定。1974年，再一次对煤气洗涤、污水处理进行了试验同时走了大量的除氰试验和污水闭路循环试验，从中得到了大量的重要数据，为工业更好的进行试验提供了必要的资料。

由于我国铬矿的缺乏，所以在进行高碳铬铁的冶炼过程中，所使用的铬矿石大多数都是从不同的国家进口的，使用的铬矿石品种多种多样。就因为使用各种的铬矿品种，造成冶炼难度增加。但经过不断的实验，也逐渐了解和掌握了各国铬矿的冶炼特性，从中研究出了单一矿及矿种搭配使用的丰富经验。

为了实现精料进炉的目标，各个铬铁厂家在铬粉矿处理方面进行了深入的研究，如在70年代末到80年代初，吉林厂就不断对铬粉矿球团预还原和冷压球进行了试验研究，使球团预还原度达到了40%以上。在以后，虽然也有很多的厂家进行了相关的试验，但是该实验的投资过大，最后这项工作没有持续下去。

随着科技的不断进步，现代化大型设备也得到了快速的发展。1987年，吉林厂建立了一台25MVA的全封闭矿热炉，实现了煤气的回收，大量的生产高碳铬铁，运行状态稳定。如今大多数的高碳铬铁电炉都在使用的电子计算机来进行控制。

（二）硅铬合金

我国主要使用的是“二步法”进行硅铬合金的生产，虽然也对一步法进行过试验，但受各种条件的限制没有继续下去。在60年代，仅仅只有吉林厂在进行硅铬合金的生产，在70年代后，上海、湖南等铁合金厂才逐渐投入到生产当中。70年代末，上海场引入了“脱硫摇包”将其用于硅铬合金的降碳当中，并取得了试验成功，脱碳率高达96%以上，一级品从以往的18～70%提高至90%以上.这样极大的减少了单位耗量和铬含硅量，使日产量得到了有效的增加。这种工艺是硅铬合金生产的一大进步，为微碳铬铁的工艺出现提供了良好的条件。

1987年，上海厂再次对“一步法”生产硅铬合金进行研究，并取得了成功，继而，横山厂、重庆厂也先后在“一步法”生产硅铬合金中取得了成功。如今西方国家大多数采用的都是“一步法”，通过利用大容量的矿热炉进行硅铬合金的生产。而我国主要使用的都是小容量电炉，也没有良好的原料条件，因此不适合用“一步法”进行生产。

（三）精炼铬铁（中、低、微碳）

1957年，吉林厂首先在1MVA矿热炉上，对越南和南斯拉夫的铬矿进行搭配，生产出了中、低碳铬铁，在生产过程中，平均耗费电能2823kMh/t，后又在3.5MVA矿热炉上进行试验，将硅铬和硅铁作为还原剂，最后炼出了一些VCr10铬铁。1962年，使用一种“回渣引弧”的新工艺，使一级品率得到了较大的提升。而后，横山厂、上海厂也先后的投入近精炼电炉的生产当中，开始生产微碳铬铁他们引进外国先进设备，学习吉林厂的丰富经验，不断吸收和研究，提高了投产后的一级品率。三家厂对微碳铬铁的生产在一定程度上满足和社会的发展需求。1963年～1968年，我国对精炼铬铁操作技术进行了不断改进并取得了较大的发展，主要表现为：低温强化冶炼、使用真空进行脱气；不需要烘炉直接投入生产；使用“硅铁堆底法”新工艺等。改革开放后，引入了一种“波伦法”工艺，对铬、硅的回收率都相对较高。

（四）采用真空固态脱碳法生产微碳铬铁

1963年，吉林厂开始进行试验，在60年代末建立了6MVA真空电阻炉，它的年产量达到3000t。该工艺具有工艺简单、易机械化、冶炼强度低、冶炼产品质量好等优点，可以将含碳量控制在0.01%以下，生产成本低，并可以使铬铁获得较高的回收率。上海城/首钢厂也先后建立了小容量的真空电阻炉，通过利用真空法生产微碳铬铁铁和氮化铬铁产品。

四、总结

通过这几十年的快速发展，我国也已经成为一个铬铁生产大国，铬铁的生产技术和工艺都得到了非常大的改进，铬铁合金质量也达到了世界先进水平。但同时，我国铬铁合金的生产和技术也存在一些问题，如对环境造成污染、精料入炉、普遍采用小型电炉、大型化电炉缺乏、消耗高等问题，因此，这就需要铁合金厂对存在的问题进行不断的改善，加强管理，促进企业的快速发展。

参考文献：

[1]陈津，王社斌，林万明，张猛，赵晶. 21世纪中国铬业资源现状与发展[J]. 铁合金，2005，02：39-41+38.

[2]仉宏亮. 铬铁精矿球团烧结―电炉冶炼高碳铬铁合金工艺及机理研究[D].中南大学，2010.

工厂低碳生产例4

1低碳经济的概念

低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的经济发展形态。

2赵县低碳经济现状

2.1赵县低碳生产现状。

通过实施“工业强县”战略，工业经济实现了跨越发展，初步构建起工业支撑格局。“十五”期间，赵县工业经济总量快速提升。利民淀粉集团、兴柏药业集团分别被确定为河北省和石家庄市农业产业化龙头企业。

企业家们希望走低碳经济的可持续发展道路，但就目前而言，赵县企业的生产还未踏入低碳轨道。

2.2赵县低碳消费现状。

问卷调查过程中，居民对于低碳消费的了解度大多停留在“知道些，具体是什么说不清”；80%的居民外出工具都是自行车或电动车；在日常生活中淘米水的使用，80%的居民具有节水意识，10%的居民节水意识淡薄，10%的居民完全没有节水意识；我们也对居民去超市的购物作了调查，64%的居民上超市会自带购物袋，34%的居民上超市会当场买塑料袋，2%的居民上超市会当场买环保袋。夏天，居民降温方式是电风扇，有时候会开一整天；而很少居民会空调与电扇交替使用这种省电又环保又舒适的方式。通过整份的调查问卷来看，居民的低碳消费意识有待提高。

3赵县发展低碳经济存在的主要问题

不能彻底完整地了解什么是低碳经济，导致政府出台很多有利于发展低碳经济的措施不能得到很好的实施，最后就是人们还处在原来的生活方式，低碳意识淡薄，无法走上发展低碳经济的道路。

在赵县看到很多涂料厂、化肥厂，还有一家与国外合资的造纸厂，这些工厂长期产生大量有毒有害的污染物。据反映，仅造纸厂对当地居民噪音污染就使当地居民多次投诉。显然，企业家并没有针对赵县工业依据低碳理念，作好产业结构调整。这些工厂的现状，破坏和威胁人民的正常生活，同时也不利于低碳经济的发展。

4发展低碳经济的对策

4.1加大低碳经济宣传。

公益广告是不以赢利为目的而为社会公众切身利益和社会风尚服务的广告。公益广告作为对社会教育的一种手段，其影响力和产生的社会效益是用金钱无法衡量的。因此，公益广告是最好的传播载体，可利用众多媒介进行低碳宣传，以最高效最快捷的方式达到预期效果，使得赵县人民低碳意识得以提高。

宣传材料形式多种，概括成一句话，分发资料的时候对群众进行宣传，以这句话作为标语和宣传口号，从而让群众掌握低碳知识，进一步加强低碳意识。政府邀请低碳专家长期开展讲座之类的方式。可适当以奖励的方式提高居民的积极性，使居民接受知识。

定期组织广大中小学生学习，组织开展关于低碳的主题班会，镇、村两级增大宣传攻势，营造良好氛围。

政府官员及低碳方面专家下基层，视察企业运行，走到群众中去，进行宣传指导，体察他们的生活，解决他们的困难，令群众能够真正了解低碳。

4.2政府出台相关政策。

据我们访问政府了解到，政府正在加强对当地排污单位的排污申报数据、年度统计数据的核实，强化全县废水和废气重点工业污染源的监督、监测。

政府的当务之急便是出台关于低碳的政策，令低碳经济的可持续发展变成事实。根据具体情况，因地制宜下达目标。

4.3狠抓队伍，强抓规范，严抓治理，硬抓督查。

配备具有专业知识的工作人员，由政府领导带头，规范履行低碳政策。全面检查企业和个人，对违规现象予以曝光，加强舆论监督。

4.4企业调整产业结构。

工厂低碳生产例5

“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。那么，对于电力企业而言，又如何积极投身于“低碳经济”领域呢？具体来说，电力企业积极投身于“低碳经济”领域有两种思路可供参考：其一，企业可以利用可再生能源如风能、太阳能等，或者规划产业过程的有效循环化，从根本上减少碳排放的机会；其二，企业可以在原有条件下采取节能减排、技改创新、回收利用等手段降低碳排放，如利用清洁煤技术、制造工艺的流程优化、废物回收再利用等。

一、坚持节能减排，减少碳排放量

近两年来，不少国内电力企业在致力于节能减排方面做出了不少努力，并取得了相应的成效。就如锡盟电力企业在节能减排方面所做出的努力，2009年，锡林热电厂“冷水”QC小组针对锅炉烟气余热利用问题开展了QC小组活动，经过认真分析，“冷水”QC小组发现，在厂家设计的流程中，14℃左右的常温软水经除氧泵到除氧器后，要用蒸汽将其加热到104℃，然后再经省煤器加热进入锅炉。这个过程中，省煤器只能将水温提升不到10℃。这不仅仅是省煤器效果不佳的问题，更重要的是省煤器所处的位置有问题。如果对省煤器进行改造，并使常温软水在进入除氧器之前先进入省煤器，就能很好地解决这一问题。2009年4月，锅炉余烟热能利用项目正式立项，“冷水”QC小组通过咨询有关专家以及查阅资料，设计了一套抽屉式的省煤器，研发了锅炉烟气余热回收利用系统。这种省煤器的特点是双向进水和出水，进水管和出水管之间连接了多层翅管。利用这个系统，既能充分吸收热能，又能保证水温的均衡。“冷水”QC小组将这套省煤器装置命名为“均衡换热节能器”。系统投入试运行后，“冷水”QC小组随时监测系统运行数据，不断总结经验，改进设计思路，使系统的热能利用效果不断提升。经过反复调试，系统实现了设计要求，达到了预期的节能效果。这套锅炉烟气余热回收利用系统正常运行后，使原先进入锅炉的14℃左右的常温软化水的水温升到了80℃，超过了预期的55℃的目标。此外，系统的节能效果超过了其他专业生产厂家的产品，系统余热回收效率更高。经测算，4台锅炉全部应用自行研制的余热回收系统后，每年就可以节约天然气35万～40万立方米，折合资金70多万元，经济效益非常显著。运行一年来的结果更显示，系统安全可靠，可操作性强，可实现自动连续运转，不需要增加操作人员，占用场地也不大。

二、推广低碳文化，鼓励低碳行为

当然，电力企业不仅要在技术上、新能源利用上、工艺流程上等方面开展节能减排，而且要努力将这种低碳意识深入到企业员工的内心并影响企业员工的行为。就如锡盟发电厂致力于构建节约型企业，推广低碳文化。近年来，该厂积极构建节约型企业，在节能降耗方面，从大处着眼，小处入手，做到既“抱西瓜”又“拣芝麻”，取得了良好效果。该厂强化制度建设，修订完善了《能源管理程序》、《能源管理考核规定》等管理制度，在公司定能源指标的基础上，以指标形式分解到车间、部门，从制度上提供依据，保障节能工作的扎实有效开展。尤为值得一提的是，该厂广泛宣传引导，推广低碳文化，鼓励低碳行为。

工厂低碳生产例6

作为人类诸多“低碳”努力中的一项重大成果，CCS技术可以有效地减少来自大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源所产生的二氧化碳排放量，因而引起了全球科学家、环保专家、政治家和企业家的关注。有科学家甚至认为，在所有减少温室气体排放的宏伟蓝图中，CCS占有首要地位，将会引导人类进入低碳的新纪元。同时，CCS也将成为各路资本追逐的目标，谁有效及大规模地进行CCS投产，也就掌握了碳排放的主动权，也主导了碳交易市场上的主动权。

离地球毁灭只有6度

人类文明的兴旺，工业革命的蓬勃发展，人类得以到达今日的繁荣昌盛过程，正是伴随着碳燃烧和碳排放的堆积过程。但是，“成也萧何，败也萧何”，这种碳堆积也改变了人类的生存环境。研究发现，碳排放无法飘逸出地球的大气层，历史上累计的碳排放都像一层层的棉被覆盖在地球的表面。面对全球气候日趋变暖、自然灾难频频发生，人类幡然醒悟：我们赖以为生的“碳”模式，早已成为导致我们地球濒临灾难的罪魁祸首。

英国经济学家尼古拉斯・斯特恩的《斯特恩报告》指出，不断加剧的温室效应将会严重影响全球经济发展，其严重程度不亚于世界大战和经济大萧条。政府间气候变化专业委员会（IPCC）乐观预测本世纪末全球温度会上升2摄氏度，而灾难性预测是全球温度上升6摄氏度。有科学家指出，地球平均气温上升2℃以后，大气环流将发生改变，导致气候突变。一旦发生，即使人类不会完全毁灭，但会遭遇巨大灾难。

“减排、低碳”现已成为人类刻不容缓的义务和责任了。在应对全球气侯变化的过程中，许多国家开始将以碳基能源为基础的经济发展模式，转向发展低碳经济为特征的绿色发展模式，以可持续方式推动经济增长成为未来发展的主流。全球各国在应对气候升温的过程中，应对“低碳经济”为重要目标，而全力研发低碳技术，各项低碳技术不断推出，其中令人最瞩目的就是CCS技术。

据研究，目前世界能源消耗的80%仍来自化石燃料，其中煤发电厂、金属冶炼厂产生的二氧化碳排放量又是导致温室气体效应的一个重要部分。可再生能源虽然正大力兴起，但还不能完全帮助世界经济体完成低碳转型，也就不能满足当下经济社会发展的需求。因此，在低碳经济的转型关头，CCS就成了一个破解两难的突破口。

CCS技术前景光明

CCS技术的雏形源自20世纪70年代美国的石油公司。起初，石油公司采用二氧化碳进行驱油，以提高石油采收率(EOR, Enhanced Oil Recovery)。1989年，美国麻省理工学院开始了CCS这项研究。经过近40年的发展，CCS技术逐渐发展成为在气候变化背景下控制温室气体排放的重要手段，现今得到科学界、政经界越来越多的重视和研究。

CCS的原理很简单，就是将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放大户排出的二氧化碳收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中去。根据统计，CCS技术可以使火力发电过程中的单位发电碳排放减少85%－90%。

据伦敦帝国大学机械工程系、能源技术及可持续发展研究组、英国碳捕集和储存联盟的首席研究员Jon Gibbins博士介绍，从纯技术的角度来看，CCS技术前景光明，因为应用于碳的补集、运输以及封存的各项技术都是已有的、成熟的，只不过此前并未应用于CCS方向，目前的主要问题是如何实现技术集中以及降低成本。

至于储存二氧化碳的方法，有藏在地下岩层或深海之内，又或者变成碳酸矿物。由于在深海之内会使海洋酸化，藏在地下岩层，成为最理想及可行的方法，而现有的地点估计可以至少储2000兆吨的二氧化碳，足够应付全球60多年的排放量。

Jon Gibbins博士指出，二氧化碳在岩层中存放的时间越久，就越稳定，最后会和岩层结合在一起，如果10年没发生问题，100年就不会发生问题……。

抢占CCS技术制高点

中国在节能减排和发展可再生能源方面的努力彰显着中国应对气候变化的国家意志和国家力量。但是，一份来自中国国家智囊机构的研究报告表明，中国通过节能减排和发展可再生能源所可能带来的二氧化碳减排潜力，将在2030年前后被发掘殆尽。这意味着，中国以煤为主体的能源结构特点决定了届时终将选择CCS技术，中国有可能成为CCS技术最大的应用市场。

2010年8月27日，在内蒙古鄂尔多斯，中国第一套全流程注入盐水层的CCS示范工程――神华集团CCS项目的2490米地下深井动工开钻。这口井通向地下深处的盐水层，远离生物圈以外，预计年均封存十万吨的二氧化碳。这口灌注井是在任何标准可参照，行业参数、指标、规范均为空白的情况下建设起来的。如果神华集团的CCS项目顺利建成投产，那么就意味着中国将在这个领域内，跨越西方大半个世纪的技术积累，迈进世界领先行列。

CCS技术推进的不确定性和挑战性

目前，CCS技术无法迅速得到推广的主要原因是其高昂的成本，其推广过程中还存在诸多不确定因素。

要将CCS技术大力地推广，就需要涉及碳捕集、输送及储存所有过程中每一细节的专业人员、科学家更进一步探讨、研究，降低成本，降低各个关节的潜在风险。

“低碳经济新时代”必将会引导全球的产业重组和布局调整。面对新挑战、新机遇，中国必须抢前谋划低碳产业、创新经济发展模式，加快低碳产业布局调整，全面提升经济运行质量。CCS技术虽然尚未成熟，而且成本太高，还要消耗额外能源，但其已成为低碳技术的热点，前景亦被科学家们看好。如果中国未来在CCS技术的研发和应用方面不具备核心竞争力，那么中国又将陷入技术依赖进口的被动境地。因此，中国应从现在开始进行战略技术储备，不仅要牢牢守住本土市场，将来还有可能主动开拓海外CCS技术市场。届时，CCS技术便不是被动的环保措施，而是蕴藏着巨大经济效益的积极行动。中国有效及大规模地进行CCS投产，也就掌握了碳排放的主动权，也主导了碳交易市场上的主动权，其对环境及经济效益皆将带来令人鼓舞的前景。

工厂低碳生产例7

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.046

0 前言

45优质碳素结构钢主要用于制作各种轴、辊、拉杆、活塞等机械运动零部件，对钢水|量要求较高。过去，通钢45钢由第二炼钢厂25吨转炉生产，钢水无精炼，质量水平低。为提高产品质量，改由通钢第一钢轧厂120吨转炉进行45优质碳素结构钢的生产开发。2014年6月至12月第一钢轧厂共生产45钢36925吨，铸坯合格率99.98%。

1 主要设备及工艺流程

通钢第一钢轧厂现有2座鱼雷罐倒罐站，1台900t混铁炉，2座铁水预脱硫装置，3座公称容量为120t的顶底复吹转炉，3台LF钢包精炼炉，1台RH真空精炼炉，2台薄板坯连铸机，2台八机八流直弧形方坯连铸机（R9m）。

采用流程：鱼雷罐铁水包120吨顶底复吹转炉吹氩站LF精炼炉方坯连铸机轧钢厂。

2 工艺控制

2.1 转炉冶炼操作

（1）终点控制。在炼钢生产过程中，有一次拉碳、高拉补吹和增碳三种控制方法。低碳钢一般采用一次拉碳法和增碳法。冶炼中、高碳钢，经常采取一次拉碳和高拉补吹的控制方法，目的是为了降低转炉终点氧含量，从而控制钢中氧化夹杂物数量，保证铸坯质量。通钢第一钢轧厂采取的是转炉高拉碳操作，能够满足终点双命中的需求，特别是能够保证钢水P含量在标准范围内，具体见表1。

（2）终点碳的控制。确保终点碳在可控的范围内。炼钢过程中有时会发生虽然终点碳命中，可温度或者磷却不命中。原因一是温度低，则要拉低碳保温度出钢；如果是磷高就要加造渣剂脱磷，但是终点碳又保证不了。因此在原料入炉时就要保证终点温度有富余，在吹炼过程中冷却剂的加入量要控制好，要考虑提前拉碳影响的温度补偿。这个温度一般在25℃左右，这也正是留碳操作的高难之处。

（3）终点磷的控制。现场操作困难最大的是磷控制的问题：保碳容易保磷难。留碳操作就意味着炉渣的氧化性弱，与脱磷的条件不一致。为此要从脱磷的其他几个方面着手，增加碱度、控制好温度、整个吹炼过程不能出现“返干”现象。所以从冶炼45钢的炉渣成分看，碱度都是偏高。

（4）双渣操作。曾经尝试了双渣操作，去磷效果好，终点命中率高。但是生产节奏慢，并且喷溅率明显提高，影响了钢铁料的消耗，不适合现场操作，很少采用。

（5）出钢挡渣。转炉出钢过程采用挡渣帽和挡渣棒相结合的双步挡渣操作，降低出钢下渣量，确保精炼过程钢水回磷量少。采用双步挡渣操作，转炉钢水回磷量可控制在0.003%以下。为了提高挡渣率，还可以附加挡球操作，来弥补炉渣粘、或者挡渣棒异常的情况。

2.2 LF精炼操作

（1）脱氧工艺 为提高45钢的钢水纯净度，精炼过程采取白渣精炼。精炼脱氧采用硅铁粉、铝粒、硅铝钡、电石等作为扩散脱氧剂，保证精炼过程白渣效果。（2） 脱硫工艺 精炼炉渣的脱硫能力取决于渣的碱度和炉渣的氧化性。因为下渣量少，留碳出钢，容易造成白渣出钢，脱硫至目标范围内的压力不大。（3）造渣工艺 实际生产过程中，精炼造渣过程除考虑脱氧、脱硫外，还需保证足够的渣层厚度，以保证埋弧精炼效果，减少电极增碳和增氮。在生产过程中，精炼造渣分两步进行，一是在转炉出钢过程加入一定量预熔精炼渣，在钢水表面形成稀薄渣，保护钢水脱去部分夹杂物。二是钢水进入精炼后，加入适量石灰和铝矾土，进行二次造渣。（4）钢水出站前钙处理及弱搅拌 为了改善钢水可浇性和钢中夹杂物形态，提高铸坯内在质量，在精炼处理结束后，对钢水进行钙处理，同时要保证不小于15min的弱搅拌时间。

2.3 连铸工艺

（1）连铸采用45钢专用保护渣，实行全程保护浇注。（2）二冷采用弱冷控制，比水量控制在1.0L/kg。（3）使用塞棒及液位自动控制系统，拉速控制在1.7m/min，过热度控制在15-30℃。（4）结晶器电磁搅拌电流控制在200A，频率4Hz。

3 检测

（1）成品成分。成品成分控制较好，随机抽取100炉成品成分检验数据，合格率为100%。成分指标见表2。

（2）铸坯质量。转炉生产的45优质碳素结构钢表面质量、尺寸、外形均符合要求。对铸坯内部质量进行检验发现部分铸坯存在1.0级的角部裂纹。低倍检验结果见表3。

（3）性能检验。随机抽取100炉转炉冶炼的45优质碳素结构钢力学性能检验情况，力学性能均满足标准要求。指标见表4。

工厂低碳生产例8

0.前言

电弧炉热装部分铁水冶炼工艺（下称热装工艺）是最近发展起来的电炉炼钢的一项节能新技术。该工艺不但缓解了废钢紧缺的形势，而且可显著缩短冶炼周期，降低冶炼电耗，提高劳动生产率。加入电炉中的铁水，可以稀释废钢中的有害残余元素，提高钢的质量。如果铁水进行过预处理，还可以进一步生产超低硫和超低磷钢，因此，本工艺在国内外发展很快。

1.工艺原理和铁水加入方法

电炉采用热装工艺后，代替传统的等量生铁配碳，使电炉的物料平衡和能量平衡发生显著变化。铁水带入大量的碳，熔化期、氧化期充分利用吹氧脱碳化料升温。提前结束熔化期，很快进入氧化期，脱碳速度明显高于传统工艺，缩短冶炼时间。如果熔清碳较高，可充分利用碳—氧反应热，停电吹氧脱碳，使钢水温度迅速上升，顺利进入还原期。铁水带入大量的物理和化学热，使供电制度发生变化，最终影响到整个电炉炼钢工艺。

实践证明：电炉热装工艺对冶炼高碳钢更为有利。

铁水加入方法对工艺效果有显著影响。根据目前使用本工艺的工厂的经验，铁水的加入方法大致有以下几种。

（1）出钢后，补炉，装石灰，加铁水，最后加废钢，通电。

（2）装入一批废钢或两批废钢，通电，基本熔化后再加铁水。

（3）先加废钢，通电5～10min穿井后，打开炉盖，用吊车从上方把铁水倒入“井”内。

（4）采用可开行的带倾动铁水包的流槽车，从炉体上的固定孔加入铁水。

前两种方法有较强的可操作性。第3种方法不但热损大，事故多，而且易使铁水与废钢粘结在一起，加剧了“搭桥”现象。钢水温度上升后，废钢不断滑入熔池，造成严重沸腾，所以采用此法尤要谨慎。第4种方法大大降低了热损失，减少了事故隐患。

2.热装工艺特点

电炉采用热装工艺的特点主要体现在以下几个方面。

首先是配料制度发生变化。铁水配入量在10%～50%范围内，一般为30%左右。

其次是脱碳工艺和造渣制度有所不同。加入铁水后，铁水带入大量碳，加上冶炼时间缩短，相应要求大大加快脱碳速度（大于0.10%/min），供氧速度也要加大（大于2m3/t.min）。当加入30%铁水时，氧气耗量要达到25～35m3/t。加入铁水，钢中硅、磷增加，所以造渣用的石灰用量相应增加。最好应用泡沫渣操作，快速脱磷。

第3是废气排放量也有影响。热装工艺的脱碳速度加快，炉内CO废气量增加，增加了除尘设备的负荷。在有条件的工厂，可进一步发挥二次燃烧和废钢预热的作用，充分利用废气余热。

最后供电制度也要作相应调整。如加入30%的铁水，带入的热量相当于电炉总输入能量的40%左右，故电能输入可相应减少。节约电耗的关键在于供电制度最佳选择和炉前操作工艺。考虑供电制度应以热平衡为基础，根据铁水比、冶炼时间、终点钢水温度和成分等多种因素来确定。现以公称5t电弧炉冶炼20MnSi为例，传统的供电制度，每炉钢冶炼时间为155min左右，冶炼电耗483kWh/t。

与传统炼钢方法相比，热装工艺配电制度的变化主要表现熔化期及氧化期。控制熔化期电压、电流，使熔化期相对延长，增加熔化期脱碳量，保证化料过程中的熔池温度。熔清时，钢液温度较高，短时升温即可满足氧化期脱碳要求，减少了氧化期脱碳量和脱碳时间，这样降低了电弧炉熔炼过程中的热量损失，充分发挥了热装工艺在氧化期吹氧脱碳升温化料的长处。

3.经济效益

电炉热装工艺最明显的效益是降低电耗 。但其降低电耗的效果与多种因素有关，例如：铁水加入方法、电炉容量大小、炉料的组成、炉料预热情况等。一般认为每增加1%的铁水，吨钢可节电3～4kWh。

热装工艺除降低电耗外，还有多种效益，如：

（1）缩短冶炼周期，提高生产率，提高产量，在实验型180kVA直流电弧炉上装入10%～50%铁水试验表明，每加入10%铁水，可使冶炼时间缩短7%，电耗降低6%。

（2）减少耐材、电极等各种消耗。

（3）可稀释劣质废钢带入的有害元素，减少残余有害元素含量，提高产品质量。

（4）充分利用碳—氧反应，降低钢水的氮含量，比利时Cockorill厂全废钢出钢氮（7～8）×10-3%，热装35%铁水出钢氮低于4.5×10-3%。

4.存在的问题及解决办法

4.1废气除尘及排放问题

电炉热装工艺虽可节约能源，提高产量和质量，但由于脱碳量加大，脱碳速度加快，要产生大量的过程气体（主要是CO）。在有二次燃烧或废钢预热设备的工厂，可充分利用这些废气，进一步发挥二次燃烧或（和）废钢预热的作用，强化余热利用。在没有二次燃烧和（或）废钢预热的工厂，势必要增加环境污染，即使原来有除尘装置的电炉，想利用原装置来排除所有过程气体，恐怕也会显得能力不足。

如何处理电炉热装工艺过程中产生的多余气体，Lcor公司Pretoria厂利用成本—效益法，很好地解决了这个问题。对于成功使用铁水炼钢工艺具有广泛的借鉴作用。

该厂现有125t电弧炉两座，使用Corex设备年产铁水30万t，取代了原有高炉，电弧炉最多装入50%铁水。铁水平均含碳量为4.5%。由于碳的氧化，在炼钢过程中产生大量废气。原车间的废气排放系统是为采用100%废钢设计的，改用铁水/废钢混合料后，原排放系统来不及排放这些气体，而且由于废气温度过高（150℃），使滤袋器无法工作。

Ppetoria厂重新设计了废气管道，采用下列措施，较好地解决了加入铁水后废气过量和环境污染问题：

（1）使用大功率风扇，安装固定的废气排放系统，保证压力维持在7KPa左右。

（2）不但对现有的主要除尘设备进行改造，而且再投资安装新风扇，加大排放管道直径。

（3）对弯头、大小头、过滤器管道等具有较大阻力的管道进行重新设计和安装。

Pretoria厂采用100%废钢，生产率为45t/h，加入50%铁水后，生产率提高到72t/h。

4.2铁水来源问题

如何解决电炉铁水的来源问题也是国内外采用热装工艺的电炉钢厂迫切需要解决的课题。目前，有以下几种方法供电炉用铁水：

（1）应用现有的高炉铁水。

（2）与转炉统筹安排，挤出铁水供电炉使用。

（3）有条件的地方计划上小高炉，专为电炉供铁水。

近年来，国外有些短流程钢厂已开发出专供电炉热装铁水的新工艺。典型工艺有以下两种：

工厂低碳生产例9

欧盟棒线钢厂面对日本钢厂的有力挑战，也决定相应提高产品性能。土耳其一直是欧洲市场长材主要供应国，过去土耳其钢厂集中生产低端产品。目前，土耳其短流程钢厂Ege Celik和Iedas Celik正在改造设，准备生产高碳棒线。在大西洋对岸，新投资则多集中在生产用于汽车面板的超低碳钢。

工厂低碳生产例10

A 说实话，我们有料到5系不会用到7系那么多的碳纤维车架部件，毕竟车型其他部件的成本相对固定，若大量引入碳纤维部件，必然会导致生产成本大幅上涨，进而使得车辆的售价超出宝马5系正常的市场定位，并让厂家的利润严重缩水。而对于宝马的碳纤维战略，此前则主要担心它能否撑到3系换代之时。因为3系的利润空间向来比7系的要小，若继续使用碳纤维车架，则很可能难以维持现有的价格区间，进而导致市场竞争力崩盘；可3系和5系又是宝马真正走量的车型，如果不能在它们身上普及碳纤维，那整个宝马碳纤维的规模成本就不会降下来。但没想到宝马刚到5系就已放弃Carbon Core，这意味着正在路试的新一代3系更不可能采用碳纤维车架。至于宝马如何实践“到2020年，碳纤维车架的造价会降低到目前铝制车架的水平”这一承诺，我们暂时也无从知晓。那么，宝马又为什么要孤注一掷地豪赌碳纤维呢？

宝马碳纤维部件的生产流程

1.由SGL和日本三菱人造纤维公司在日本大竹的合资公司生产聚丙烯腈纤维原丝。

2.摩西湖工厂将聚丙烯腈纤维转化为真正的碳纤维。

3.位于德国瓦克斯多夫的第二个合资工厂将碳纤维加工成不同类型的编织材料。

4.碳纤维织物被运往兰茨胡特和莱比锡的宝马工厂，用于汽车零部件的生产。宝马SGL的碳纤维材料湿压成型技术。

相比传统的高压注膜技术，湿压成型技术没有树脂灌注这一步骤，而是直接将混合树脂添加到碳增强材料的表面上，从而让树脂的应用和固化过程可同时进行，而不必在树脂固化前先将其注入加热的模具中。相比传统技术，湿压成型工艺不仅用时更少，还允许多个组件同时压缩成型，更可大幅提高生产线的自动化程度――从一件产品自动切换到另一件产品只需不到10分钟。因此，相比传统工艺，湿压成型技术更为经济。不过，在被压缩成型之前，碳纤维丝本身的生产就要消耗大量的电能，即便摩西湖工厂临近水电大坝，可获得充足而廉价的电能，但用电成本仍相当可观，这也是碳纤维部件的成本居高不下的原因之一。