攻关团队研讨项目技术方案。

项目名片

烧结环冷余热高效利用及废气零排放技术开发与应用，是首钢集团有限公司技术研究院、北京首钢股份有限公司、北京首钢矿山建设工程有限责任公司合作完成的创新项目。该项目首次实现了烧结机烟气循环比例高达30%条件下的环冷机废气零排放，开发了环冷机废气梯级循环利用技术，实现了低品质余热向高品质余热的高效转换，开发了烧结矿冷却状态在线监测系统，制定了环冷机零排放条件下的合理冷却制度，实现了烧结矿高效冷却，取得了显著的经济效益和社会效益。

攻关故事

近日，由首钢技术研究院、首钢股份及首矿建联合攻关、研发的“烧结环冷余热高效利用及废气零排放技术开发与应用”项目荣获首钢科学技术奖一等奖。该项目历时8年基础研究、1年工程攻坚取得的突破性创新成果，在首钢股份360平方米烧结机上实现了环冷废气“零排放”与能源利用率大幅提升，为钢铁行业绿色低碳发展树立了新标杆。

破解行业痛点 从能耗大户到节能先锋

钢铁行业是国民经济的重要支柱，但烧结工序作为其核心环节之一，能耗占比高达15%—20%，且污染物排放问题突出。“每生产1吨烧结矿，就有10公斤标煤的热量消散在空气中，尤其是环冷机中后段废气量大、携带显热多，这样白白排放掉，着实可惜。”首钢技术研究院首席技术专家潘文指着环冷机上的排气口，眉头紧锁。更棘手的是，国内外尚无烧结机在30%高比例烟气循环条件下实现环冷机废气零排放的先例。如何同时实现烧结环冷机能源利用效率提升和清洁生产，成为行业亟待解决的难题。将环冷机废气返回到烧结机料面是最经济、最高效、最环保的回收利用方式。但是，环冷机中后段废气温度低、体量巨大，烧结机实施烟气循环后料面难以消纳如此巨量的烟气，同时环冷机冷却制度改变后烧结矿冷却效果难以得到保证……每一项都是横亘在团队面前的“技术冰山”。潘文表示：“我们不仅要解决余热利用的技术瓶颈，还要确保废气零排放后烧结矿质量稳定，这对系统协同性和工艺精准性提出了极高要求。”由技术研究院、首钢股份及首矿建公司联合组成的技术团队直面挑战，以“极致效率、极致能效、极低成本、极优配置”为目标，围绕环冷机余热回收、废气零排放、冷却制度优化等核心问题踏上了一段持续数年的技术长征之路。

三大创新突破 技术引领行业变革

环冷—烧结风量协同匹配，实现废气全量回收。针对环冷机中后段废气温度低、利用难度大的问题，团队创新提出“环冷机与烧结机风量协同利用”技术路径。通过优化风量匹配模型，将环冷机外排废气全量输送至烧结机料面，作为助燃空气循环利用，首次在烧结机烟气循环比例高达30%的条件下实现废气零排放。该技术突破传统余热回收的局限，使废气利用率提升至100%。梯级循环技术，低品质余热“变废为宝”。项目首创“废气梯级循环利用”技术，通过将低温废气与高温烧结矿进行高效的热交换，将低温废气转化为高品质热能。技术实施后，首钢股份余热锅炉入口温度提高40℃—60℃，烧结工序蒸汽回收量提升近40%，年增加发电量超1600万千瓦时，相当于减排二氧化碳1.2万吨。智能监测系统，保障生产稳定高效。为确保废气零排放后烧结矿冷却效果，团队开发了国内首套“烧结矿冷却状态在线监测系统”，实时监控出矿温度、粒度等关键参数，实现了冷却制度的动态调整。系统应用后，烧结矿返矿率降低0.3个百分点，固体燃耗降低0.6千克/吨，在节能降耗的同时，产品质量保持行业领先水平。

成效亮眼 经济效益社会效益双丰收

基于现场的创新，有传承、有延伸、有颠覆。凭借这项创新技术的加持，自2024年4月这项技术投用以来，首钢股份360平方米烧结机累计节约标准煤超3.2万吨，年经济效益达1058万元。“现在，烧结环冷机上再也没有外排口了，彻底实现了零排放！另外，每年通过环冷机余热发电系统增产的蒸汽获得的额外发电量，就能供一个3万户规模的城镇用上1个月，要是用来给新能源汽车充电，可以绕着地球赤道跑1500圈！”潘文自豪地说。首钢股份炼铁作业部烧结首席作业长王春来也激动地说：“我们是发起者，更是第一受益者。这个项目在烧结工序节能和环保等方面起到了示范引领作用，也必将促进烧结绿色、低碳技术的发展。”首钢的实践印证了一个真理：在“双碳”进程中，没有天生的领跑者，只有永不言弃的破局者。这项来之不易的技术创新也获得了钢铁同行们的高度评价。2024年，首钢股份8号360平方米烧结机在全国重点大型耗能钢铁生产设备节能降耗对标竞赛中获得了“冠军炉”称号。中国钢铁工业协会专家评价道：“这项技术为行业提供了可复制的低碳解决方案，对实现‘双碳’目标具有重要示范意义。同时，也重塑了人们对传统工业的认知——高耗能与高效率、重污染与零排放之间，只隔着一道创新的桥梁。”目前，该技术已申请专利7项，相关技术创新成果被纳入《钢铁行业超低排放改造技术指南》。在“双碳”目标引领下，科技创新正成为钢铁行业绿色崛起的核心引擎，“烧结环冷余热高效利用及废气零排放技术”的成功开发，是首钢推动技术创新成为第一竞争力的生动实践，彰显了首钢在原始创新方面的强大实力，也标志着我国钢铁工业在节能降耗与环境保护领域迈出了重要一步，为全球钢铁行业探索经济效益与生态效益的协同发展提供了新路径。