钢铁行业节能提效技术

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。
（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。
（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。
二、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。
（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。
（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。
（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。

建材行业节能提效技术

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。
（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。
（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。                                            
二、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。
（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。
（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。

石化化工行业节能提效技术

石化化工行业是国民经济支柱产业，经济总量大、产业链条长、产品种类多、关联覆盖广。2020年石化化工行业能源消费量量6.85亿吨标准煤，约占全国能源消费总量的14%。其重点耗能产品包括原油加工、乙烯、煤制烯烃、合成氨、甲醇、电石、烧碱、纯碱、对二甲苯、精对苯二甲酸、轮胎、黄磷等。高效催化、过程强化、高效精馏技术，废硫酸高温裂解、煤气化技术，中低品位余热余压利用技术等是石化化工行业节能技术的发展方向。
一、重点工艺节能提效技术
（一）乙烯裂解炉节能技术，采用强化传热高效炉管、裂解炉余热回收、裂解炉耦合传热等技术，减少燃料气消耗量，降低排烟温度，提高裂解炉热效率，延长清焦周期，增加超高压蒸汽产量。
（二）半水-二水湿法磷酸技术，半水闪冷气经过二级氟吸收及循环水洗涤后，排至烟囱；成品氟硅酸经过硅胶过滤后输送至罐区储槽。半水反应尾气经过文丘里洗涤器、二级尾气洗涤后排至烟囱，过滤尾气及二水转化尾气经过一次洗涤后排至烟囱。
（三）等温变换技术，设计独特换热元件结构置于等温变换反应器内部，利用沸腾水相变吸热，及时高效移出反应热，实现等温、低温、恒温反应。
（四）高效节能蒸发式凝汽技术，采用复合式多级冷凝技术，包括蒸汽初步预冷段和蒸发式凝汽段，采用多级换热、实现三种介质循环，可根据环境条件进行多模式运行，实现高效节电。
二、公辅设施系统节能提效技术
（一）新型高抗腐蚀双金属复合节能技术，通过双钨极双送丝技术实现超高焊接速度情况下快速成型，将焊接能量更多用于焊丝的熔化，而非母材熔化，实现高熔覆效率、降低焊接热输入、降低焊接熔深。
（二）蒸汽锅炉节能装置，采用串联多极式磁路对锅炉进水进行深度处理，处理过程可削弱水分子间作用力，降低表面张力，提高蒸发速率，减少水生成水蒸气时的综合能耗，提高锅炉蒸发速率和效率。
（三）炼油加热炉95+技术，将强化传热、余热回收、防腐蚀、防沾污结焦进行有效集成，用具有抗沾污结焦、抗高低温腐蚀、高黑度、耐磨损等功能复合结晶膜对装置受热面进行技术改造，提升受热面吸热、耐高低温腐蚀、抗沾污结渣性能，从而降低装置排烟温度。
（四）高效控温绕管型反应器技术，采用绕管型换热内件，通过锅炉水等移热介质在绕管内挠流和汽化潜热吸收反应热、管外反应流体错流强化换热，反应器单位催化剂换热面积大、传热系数大。
三、余热余压回收利用技术
（一）低品位热驱动多元复合工质制冷技术及装备，利用100~140℃低温热源驱动制取最低-47℃的冷能，将现有热驱动制冷技术的制冷深度从7℃降低至零度以下，可替代压缩式制冷机组，将可压缩气体提压过程转换为不可压缩液体提压过程。
（二）煤化工气化黑水余热回收技术，采用无过滤、全通量黑水直接取热技术，将130℃左右黑水冷却至60℃以下，回收热量用于供暖或其他用热需求，解决煤化工行业水煤浆气化工艺中“粗合成气湿法洗涤除尘”单元产生气化黑水低温余热资源浪费问题，实现余热回收。

可再生能源高效利用节能提效技术

加快发展可再生能源、实施可再生能源替代行动，是推进能源革命和构建清洁低碳、安全高效能源体系的重大举措，是保障国家能源安全的必然选择，是我国生态文明建设、可持续发展的客观要求，是构建人类命运共同体、践行应对气候变化自主贡献承诺的主导力量。
一、太阳能等可再生能源高效利用技术
（一）超薄柔性铜铟镓硒太阳能电池一体化发电节能技术，采用30微米柔性不锈钢箔基底，分别利用卷对卷磁控溅射、三步共蒸发、化学水浴沉积等镀膜技术和超薄柔性封装技术制备柔性衬底铜铟镓硒薄膜电池组件，制程工艺稳定可靠。
（二）真空集热蓄热型太阳能复合空气能供热技术，热泵采用螺旋形真空集热蓄热辅助升温装置，通过快速集热、高效蓄热，创新设计机组整体结构，实现太阳能和空气能两种能源高效利用。
（三）太阳能异聚态热利用系统，由聚热板、循环主机、冷热末端组成，聚热板吸收太阳能辐射能、风能、雨水能等自然能热量，使板内工质相变，经循环主机推动压缩，转换为高品能后进入冷凝器进行热交换，从而实现热水、采暖、制冷、烘干等功能全天候供应。
二、储能技术
（一）蓄能泵高效节能技术，水力设计采用水泵水轮机优化设计经验和计算流体动力学分析技术，通过建立湍流粘度自适应湍流模型、叶轮出口非线性环量分布新规律，为研制高效蓄能泵提供理论基础；针对电站大变幅水头特点进行蓄能泵水力优化设计和模型试验，根据模型制造高效真机。
（二）高效能固体储热技术，装置串联在太阳能集热、电制热、工业余热、低品位废热等热源和换热器之间，将富余热能或不稳定热能通过传热工质传递给固体储热装置存储，并在需要时通过加热传热工质对外供热。
（三）基于超级电容的重力再生电能就地存储再利用节能系统，在传统位能负载变频驱动变频器直流母线上并接超级电容储能模组，电机在发电状态时，电机倒发电回馈电能到变频器直流母线并接的超级电容系统进行存储；电机在电动状态时，超级电容储能系统中存储的电能通过变频器向电机供能，完成重力再生电能就地存储再利用。
（四）钛酸锂功率型高效储能系统，通过将钛酸锂单体电芯进行串并联得到大型电池组，配置电池管理系统，提高电芯运行过程一致性，实现每一个电芯在高功率下高效利用，从而秒级响应负载功率需求或者电网调度功率需求。
（五）飞轮储能技术，集高速永磁电机、电磁轴承、抽真空装置于一体，电磁轴承需根据机组运行工况进行设计，飞轮储能电源系统中电机在“充电”时，作为电动机给飞轮加速，将电能转换成机械能；在“放电”时，作为发电机将机械能转换成电能，给外部供电，从而实现节能。
三、绿色微电网技术
（一）钢铁企业电网智能管控技术，通过电网运行安全化、潮流控制自动化、电网调度智能化、数据采集全景化、设备运维规范化、事故处理智慧化等核心功能，使企业电网内设备高效协调运行，提升余能发电机组自发电利用率。