欧美性爱视频乱轮,黄色网站全毛片,日韩 无码毛片一区二区,国内露脸中年夫妇交换,中文字幕在线观看一区,上海五日淫

這個(gè)世間只有圓滑，沒有圓滿的。

南京惠言達(dá)電氣有限公司致力于打造德國、瑞士等歐洲中小型自動(dòng)化企業(yè)與國內(nèi)客戶的連接橋梁，歐美原產(chǎn)工控設(shè)備，機(jī)電設(shè)備，儀器儀表，備品備件 的一站式供應(yīng)商。主要產(chǎn)品有工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備,電工控設(shè)備、液壓設(shè)備、 電氣設(shè)備和零部件等產(chǎn)品。原裝，源頭采購帶給客戶便捷的購物體驗(yàn)！
圖片可能與實(shí)物存在差異，訂貨前請(qǐng)聯(lián)系本司確認(rèn)

常用型號(hào)
balluffBTL5-S173-M0700-B-KA05
balluffBTL5-S-171-M0500-B-KA05
balluffBTL5-E10-M0150-P-S32+BKS-S32M-10
balluffBTL5-E10-M2000-B-S32
balluffBNS819-D02-R12-100-10
balluffBTL5-E10-M2500-B-S32
balluffBTL5-T110-M0100-P-S103
balluffBNS 819-D03-D12-62-10
balluffBNS 819-B03-L12-61-12-3B
balluffBTL5-T110-M1100-P-S103
balluffBTL5-T110-M1200-P-S103
balluffBKS-S103-CP-05
balluffBTL5-P-5500-2
balluffBMF-305k-ps-c-2-s49-00 2
balluffBNS 819-99-K-11
balluffBTL5-S172-M0200-P-S 32
balluffBTL5-S172-M0100-P-S 32
balluffBTL5-S172-M0150-P-S 32
balluffBTL5-A11-M0360-P-S32
balluffBES M30MI-PSC15B-BV03
balluffB0S18KF-PA-1LOC-S4-C
balluffBESR03KC-NSC30B-EP05
balluffBESM18MI-NSC80B-BV03
balluffBKS-S19-3PU-03
balluffBESM30MM-NSC30F-BV02
balluffBTL5-E17-M0085-B-S32
balluffBNS819-B02-D12-61-12-10
balluffBMF 32M-PS-C-2-S49
balluffBTL5-E17-M0450-P-S32
balluffBOS 18M-PA-LD10-S4
balluffBOS 18M-PA-1PD-E5-C-S 4
balluffBNS 819-B03-D10-46-11
balluffBTL5-E10-M0150-B-S 32
balluffBTL5-T110-M0200-B-S103
balluffBES 516-325-E5-C-S 4
balluffBES 113-356-SA6-PU-03
balluffBES G08EE-PSC20B-BV05
balluffBES 516-378-S 4-C
balluffBTL5-T110-M0150-B-S103
balluffBTL5-T110-M0200-B-S103
balluffBTL5-A11-M0150-P-KA05
balluffBNS 813-B02-L12-61-A-12-02
balluffBNS819-B03-D12-61-12-10
balluffBAW M18ME-UAC50B-BP03
balluffBES 516-325-B0-C-PU-05
balluffBTL5-E10-M3000-P-S32
balluffBTL5-I1-M0175-P-S32
balluffBTL5-P1-M1800-B-KA15
balluffBTL-P-1012-4R
balluffBTM-H1-240
balluffBES 516-114-SA1-05
balluffBTL5-E17-M0650-P-S32
balluffBTM H1-240
balluffBKS-S32M-10
balluffBTL5-P1-M5000-P-S32
balluffBTL2-GS10-0150-A
balluffBTL5-P1-M0850-P-S32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-T110-M4000-P-S103
balluffBTL5-S172-M0150-P-S 32
balluff110404
balluffBTL5-E10-M0850-P-S32
balluffBTL2-GS10-0350-A
balluffBTL5-E10-M1100-P-S32
balluffBKS-S33M-15
balluffBTL5-F2814-1S
balluffBTL5-T110-M0150-B-S103
balluffBTL5-T110-M1750-B-S103
balluffBTL5-T110-M2000-B-S103
balluffBNS813-B02-R12-61-A-20-01
balluffBNS819-B03-D12-61-12-10
balluffBOS26K-PA-1LQP-S4-C
balluffBTL5-A11-M0400-P-S32
balluffBTL5-S172-M0100-P-KA05
balluffBTL5-C10-M0100-B-S 32
balluffBTL5-A11-M0360-P-S32
balluffBKS-S33M-02
balluffBES 516-300-S 164-S 4-D
balluffBTL5-E10-M0150-K-SR32
balluffBTL5-E10-M0100-B-S 32
balluffBTL5-E10-M0300-B-KA10
balluffBTL5-E17-M0500-P-S32
balluffBTL5-E17-M1700-P-S32
balluffBTL5-S172-M0300-A-MA285-KA10
balluffBTL5-E10-M2000-P-KA05
balluffBTL5-T110-M0300-P-S103
balluffBES-516-325-E5-C-S4
balluffBTL5-E10-M1200-P-S32
balluffBTL5-E10-M0125-K-SR32
balluffBES516-300-S 266-S 4
balluffBTL5-C10-M0100-B-S32
balluffBTL5-T110-M0700-B-S103
balluffBKS-S48-15-CP-02
balluffBTL5-T110-M1000-B-S103
balluffBTL5-S112-M0200-B-KA15
balluffBTL5-S112-M0200-B-KA10
balluffBTL5-S102-M0200-P-S32
balluffBTL2-GS10-0150-A
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-S102-M0700-P-S32
balluffBTL5-S102-M0300-P-S32
balluffBKS-S33M-10
balluffBTL5-A11-M0130-P-S32
balluffBTL5-T110-M0150-B-S103
balluffBES516-300-S 266-S 4
balluffBES 516-217-E4-E-03
balluffBTL5-E10-M1700-P-S32
balluffBTL5-E10-M0650-P-S32
balluffBES M18MI-PSC80B-BV02
balluffBTL5-H114-M0350-B-S94
balluffBES M12MI-PSC20B-S04G
balluffBNS819-B03-D12-61-12-10
balluffBNS-819-99-K-13
balluffBNS-819-B04-D12-61-12-10
balluffBNS 819-100-R-13
balluffBTL5-E10-M0750-K-SR32
balluffBTL5-E17-M1050-P-S32
balluffBTL5-E17-M0400-P-S32
balluffBTL5-E17-M0350-P-S32
balluffBTL5-E17-M0051-Z-S32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBKS-S33M-15
balluffBTL5-E10-M0175-B-S32
balluffBTL2-GS10-0350-A
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL5-E10-M0600-P-S32
balluffBKS-S 92-00
balluffBKS-S33M-15

冶金工業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)是高能源消耗、高熱量產(chǎn)生,存在著大量的富余能源排放和流失,嚴(yán)重污染環(huán)境,造成能源浪費(fèi)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,冶金生產(chǎn)設(shè)備的大型化、現(xiàn)代化為冶金工業(yè)對(duì)富余煤氣(高爐、轉(zhuǎn)爐或焦?fàn)t的富余煤氣)、余熱(生產(chǎn)過程中廢氣或冷卻時(shí)回收的熱量)、余壓(高爐爐頂煤氣壓力或是生產(chǎn)過程中的蒸汽壓力)進(jìn)行二次或三次重復(fù)再利用創(chuàng)造了條件。上述富余煤氣、余熱和余壓統(tǒng)稱為余能,利用余能發(fā)電僅是對(duì)能源綜合利用的方式之一。落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),冶金生產(chǎn)把保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排工作結(jié)合起來,不僅可降低生產(chǎn)成本,更重要意義在于保護(hù)環(huán)境,社會(huì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)效益。近年來,山東冶金工業(yè)多座大型冶煉生產(chǎn)設(shè)備(1000m3以上高爐、100t以上轉(zhuǎn)爐、新型焦?fàn)t)的建成投產(chǎn),在能源綜合利用方面做了大量的、富有成效的工作,特別是高爐煤氣壓差(TRT)發(fā)電和高爐、轉(zhuǎn)爐和焦?fàn)t富余煤氣發(fā)電、轉(zhuǎn)爐余熱回收發(fā)電,使能源得到了充分利用。截2006年底,山東冶金行業(yè),有15個(gè)企業(yè)共建成發(fā)電機(jī)組59臺(tái),裝機(jī)總?cè)萘?30610kW。已投入運(yùn)行的53臺(tái),裝機(jī)容量736810kW。2006年的發(fā)電量222379萬kW•h,占用電總量的17.76%。2007年上半年又有4臺(tái)、裝機(jī)容量18800kW投入運(yùn)行,發(fā)電量還將會(huì)有進(jìn)一步提高。

2利用余能發(fā)電的機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)

2.1能源利用形式多樣化

目前已建成的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,能源利用形式有9種:1)燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電機(jī)組(CCPP)10臺(tái),裝機(jī)容量412000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?9.60%。2)富余煤氣發(fā)電機(jī)組20臺(tái),裝機(jī)容量154500kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?8.60%。多數(shù)鋼鐵和焦化企業(yè)采用富余煤氣、燃燒鍋爐蒸汽做功通過汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。3)高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組(TRT)12臺(tái),裝機(jī)容量107110kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?2.90%。4)燃煤發(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量84000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?0.11%。5)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量31000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.73%。6)焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量24000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.89%。7)焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量10000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.20%。8)煉鋼余熱發(fā)電機(jī)組1臺(tái),裝機(jī)容量6000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.72%。9)柴油發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量1000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.12%(山東鎂礦作為備用電源用)。

2.2裝機(jī)容量不斷增加

近幾年,大型生產(chǎn)設(shè)備的逐步建成和投產(chǎn),使冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余能大量增加,利用余能發(fā)電的條件更加充沛,余能利用方式呈現(xiàn)多樣性,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)高峰期。2004年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組150000kW,2006年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組多,達(dá)到427800kW,與2000年(15臺(tái),共72500kW)相比,發(fā)電機(jī)組和裝機(jī)容量分別增長2.53倍和8.16倍。

2.3單機(jī)容量不斷增大,能源利用方式擴(kuò)展

2001年前能源利用方式有4種,主要是高爐煤氣發(fā)電和燃煤發(fā)電,只有1臺(tái)干熄焦余熱發(fā)電;單機(jī)容量小的500kW,大的25000kW。當(dāng)時(shí)單機(jī)容量大的有:1)燃煤發(fā)電機(jī)組是山東鋁廠的1臺(tái)25000kW;2)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組是濟(jì)鋼的1臺(tái)6000kW;3)高爐煤氣發(fā)電機(jī)組是威海鑫山鐵廠的2臺(tái)3000kW發(fā)電機(jī)組。2001年后大機(jī)組建設(shè)和投入運(yùn)行逐漸增多,特別是從2004年起,建設(shè)速度加快,單機(jī)容量不斷增大,2001~2006年共建設(shè)發(fā)電機(jī)組44臺(tái),裝機(jī)容量758110kW,單機(jī)容量大達(dá)到50000kW。單機(jī)裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組共20臺(tái),裝機(jī)容量641000kW,占所建發(fā)電機(jī)組的比例分別為46.51%和84.55%。能源利用方式有了較大的改變,在原有4種利用方式的基礎(chǔ)上又增加了5種:燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP);高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT);焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電;焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電;轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電。

2.4單機(jī)容量多樣

單機(jī)容量發(fā)電機(jī)組共有17種類,具體情況如下:50000kW,3臺(tái);48000kW,4臺(tái);42000kW,2臺(tái);35000kW,1臺(tái);25000kW,7臺(tái);18000kW,2臺(tái);15000kW,3臺(tái);12000kW,4臺(tái);8000kW,5臺(tái);6800kW,2臺(tái);6000kW,8臺(tái);4350kW,1臺(tái);4160kW,1臺(tái);3000kW,8臺(tái);2000kW,5臺(tái);1500kW,5臺(tái);500kW,2臺(tái)。其中,單機(jī)容量6000kW和3000kW的分別是8臺(tái),為使用量多。2000年企業(yè)發(fā)電量過10000萬kW•h僅有2個(gè)單位,2006年企業(yè)發(fā)電量超過10000萬kW•h的有4個(gè)單位,其中濟(jì)鋼超過10億kW•h,萊鋼達(dá)到35555萬kW•h,山東鋁廠繼續(xù)保持30000kW•h。2006年15個(gè)企業(yè)的發(fā)用電比例達(dá)到17.76%,用電量和發(fā)電量分別增長2.03倍和2.37倍。有的企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了全部使用余能發(fā)電,并有少量外供,取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)電量超過用電量的企業(yè)有1個(gè),發(fā)、用電量比例達(dá)到139%;發(fā)、用電量比例達(dá)到60%以上的有3個(gè)單位,分別為69.90%、65.62%和64.34%;發(fā)、用電比例達(dá)到20%以上的單位有4個(gè),分別為28.59%、27.70%、27.18%和20.35%。有些企業(yè)的發(fā)電機(jī)組是2006年才投入運(yùn)行的,發(fā)電機(jī)組的潛能還沒有*發(fā)揮出來。通過余能發(fā)電機(jī)組的建設(shè),發(fā)電能力有了很大提高。在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)中,2000年用電總量413745萬kW•h,發(fā)電量66081萬kW•h,發(fā)、用電比例15.97%。2006年用電總量1252420萬kW•h,發(fā)電量222379萬kW•h,發(fā)、用電比例達(dá)到17.76%。預(yù)計(jì)2007年企業(yè)的發(fā)電量和發(fā)、用電比例都會(huì)有大的提高,將取得更加突出的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.5上網(wǎng)方式靈活

冶金企業(yè)利用余能發(fā)電,一方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排,使能源得到了多次重復(fù)利用,另一方面減少了電費(fèi)支出。各企業(yè)與當(dāng)?shù)毓╇姽镜拿芮泻献?實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)方式的靈活性和多樣性,有利于企業(yè)發(fā)電機(jī)組的高效運(yùn)行。有的采用自備電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部自用;有的采用公用電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部上網(wǎng),賣給當(dāng)?shù)毓╇姽?用電時(shí)按網(wǎng)上供電價(jià)格回購。

3問題及建議

山東冶金工業(yè)發(fā)電設(shè)備建設(shè)及運(yùn)行仍存在以下問題:

1)裝機(jī)小容量比例多。發(fā)電機(jī)組建設(shè)裝機(jī)容量的大小雖然與企業(yè)富余能源的多少有關(guān)聯(lián),但在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,小于10000kW的機(jī)組有37臺(tái),比例達(dá)到62.71%。

2)裝機(jī)品種多。在59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,有17種不同裝機(jī)容量的發(fā)電機(jī)組,裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組品種有8個(gè),10000kW以下的發(fā)電機(jī)組有9個(gè)。

3)發(fā)展不平衡。山東冶金各生產(chǎn)企業(yè)之間,利用余能發(fā)電,工作開展的不平衡,有的起步早,發(fā)電設(shè)備與生產(chǎn)設(shè)備同步建設(shè),生產(chǎn)設(shè)備投產(chǎn)時(shí),發(fā)電機(jī)組同步運(yùn)行;有的才剛起步。有的起點(diǎn)高,對(duì)富余能源集中利用,發(fā)電機(jī)組能力大,而有的企業(yè)發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)多,單機(jī)容量小。

4)建設(shè)項(xiàng)目審批難,發(fā)電上網(wǎng)費(fèi)用高。

針對(duì)存在的問題,提出如下建議:

1)國家有關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)能源綜合利用工作的支持力度。冶金企業(yè)對(duì)余能的再利用,是利國、利民,有利于全社會(huì)的事,有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,在余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)、運(yùn)行和上網(wǎng)工作中應(yīng)從政策上給予鼓勵(lì),在資金上給予支持。

2)企業(yè)在能源綜合利用工作上,應(yīng)做到統(tǒng)籌規(guī)劃,推廣高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT)和燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP)。在高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組建設(shè)過程中,青鋼利用2座500m3高爐,采用“二拖一”方式,一方面實(shí)現(xiàn)高爐煤氣壓差發(fā)電,另一方面使得發(fā)電機(jī)組相對(duì)較大。通過采用“二拖一”方式,使大發(fā)電機(jī)組所需的煤氣流量有了保障,使小容積的高爐采用TRT發(fā)電成為可能,有條件的企業(yè)應(yīng)當(dāng)借鑒。

3)在余熱回收利用方面,還有大量的工作可做,濟(jì)鋼實(shí)現(xiàn)了40t轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行,取得了很好的效果。目前省內(nèi)鋼鐵企業(yè)40t以上的轉(zhuǎn)爐相當(dāng)普遍,如果全部實(shí)現(xiàn)余熱回收發(fā)電,效益將是相當(dāng)可觀的。

4)加強(qiáng)企業(yè)間交流,增強(qiáng)信息溝通,不斷提高發(fā)電機(jī)組的管理水平和運(yùn)行質(zhì)量。

4結(jié)束語

通過這次對(duì)全省冶金企業(yè)余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況的調(diào)查,對(duì)目前冶金企業(yè)的發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況有了一個(gè)大致的了解。雖然參與調(diào)查的企業(yè)還不*,但也可以看出,冶金企業(yè)對(duì)余能發(fā)電工作還是非常重視的,特別是近幾年,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)和投入運(yùn)行的數(shù)量明顯加快,能源的利用方式更加多樣化。在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、做好環(huán)境保護(hù)工作方面,從節(jié)能減排入手,投入大,見效快,取得了明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)了社會(huì)和企業(yè)的雙贏。

固體電解質(zhì)脫氧是指利用氧離子導(dǎo)體滲透膜,把其置于不同氧勢的兩端之間組成閉合回路時(shí),氧離子會(huì)從高氧勢的一端向低氧勢的一端流動(dòng),脫除高氧勢端的氧,原理示意圖見圖1。固體電解質(zhì)脫氧的方式有兩種,一種是主動(dòng)的,依靠化學(xué)勢驅(qū)動(dòng);另一種是被動(dòng)的,依靠電場力驅(qū)動(dòng)。根據(jù)固體電解質(zhì)兩端驅(qū)動(dòng)氧方式的不同,可分為外加電勢法[2-4]、混合導(dǎo)體法[5-6]和濃差電池短路法[7-9]三種。

1.1外加電勢法

外加電勢法是在固體電解質(zhì)兩側(cè)施加定向外電勢,通過電場力和氧勢差的作用實(shí)現(xiàn)脫氧。在不超過固體電解質(zhì)極限電流的情況下,施加電勢越大,電流越大,脫氧也越快。根據(jù)外加電勢極性的不同可分兩種,其等效電路圖分別見圖2的(a)和(b)。圖中(a)是在外加電場作用下,氧離子克服固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的阻力,從低氧側(cè)遷移到高氧側(cè);而圖中(b)是在外加電場和固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的共同作用下,氧離子從高氧側(cè)遷移到低氧側(cè)。對(duì)于外加電勢法,選取的陽極物質(zhì)多為空氣,脫氧速度的控制少有兩種可能:在高氧濃度范圍和低外加電勢時(shí)是氧離子在固體電解質(zhì)中的傳遞;在低氧濃度范圍和高外加電勢時(shí)是金屬熔體中氧原子向金屬熔體-固體電解質(zhì)界面的擴(kuò)散。對(duì)于不同體系條件,氧濃度范圍或外加電勢范圍可能不同,在脫氧過程中控速環(huán)節(jié)可能是變化的。另外,耐火材料的分解及金屬熔體的再氧化對(duì)固體電解質(zhì)脫氧有較大的影響[4]。外加電勢法目前存在兩個(gè)問題:一是外加電勢太高或與熔體接觸的固體電解質(zhì)界面氧濃度很低時(shí)會(huì)導(dǎo)致固體電解質(zhì)在電流作用下離解;二是固體電解質(zhì)的電子導(dǎo)電性在溫度升高或在低氧分壓范圍內(nèi)時(shí)會(huì)顯著增大,將明顯降低電流效率。因此,提出了混合導(dǎo)體法脫氧。

1.2混合導(dǎo)體法

混合導(dǎo)體法[5-6]是利用滲透膜同時(shí)具有離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)的屬性,在陰、陽極兩側(cè)氧勢差的推動(dòng)下,僅通過滲透膜內(nèi)部的自由電子在電場作用下形成的短路實(shí)現(xiàn)脫氧,相當(dāng)于電池本身構(gòu)成一個(gè)回路。但是短路電流的存在減弱了阻礙氧離子在滲透膜中遷移的電場。固體電解質(zhì)一般都有一定的電子導(dǎo)電性[10],理論上可認(rèn)為都是離子和電子的混合導(dǎo)體,只不過電子導(dǎo)電大小不同而已。相對(duì)于外加電勢法,混合導(dǎo)體法的脫氧速率要慢得多。原因在于混合導(dǎo)體法中,氧離子通過電解質(zhì)的遷移必伴隨著等量而方向相反的電子遷移來維持電中性,而電解質(zhì)中殘存的電子導(dǎo)電性僅相當(dāng)于離子導(dǎo)電的一小部分(約1/10),致使脫氧速率較慢。因此有研究者[6]認(rèn)為,混合導(dǎo)體法脫氧控速環(huán)節(jié)是電子在電解質(zhì)中的傳遞。另外,電解質(zhì)電子電導(dǎo)率隨溫度下降呈指數(shù)衰減,不適宜用于低溫熔體中。

1.3濃差電池短路法

針對(duì)以上利用固體電解質(zhì)脫氧方法的不足之處,一種全新的脫氧方法—─濃差電池短路法[7-9]應(yīng)運(yùn)而生。該方法操作簡便易行,提高了利用固體電解質(zhì)功能材料進(jìn)行脫氧的效率。圖3示出了此脫氧方法的原理。當(dāng)脫氧體浸入金屬液后,在氧位差的推動(dòng)下,金屬液中的氧會(huì)以離子形態(tài)穿過固體電解質(zhì)半透膜,并與后者內(nèi)含的脫氧劑結(jié)合,從而達(dá)到脫氧的目的。由于反應(yīng)產(chǎn)物不在鋼液內(nèi)生成,解決了以前脫氧劑所帶來的污染問題。不過,在此脫氧過程中,固體電解質(zhì)的外表面(與金屬液接觸的界面)會(huì)積累正電荷,而內(nèi)表面(與脫氧劑接觸的界面)則積累負(fù)電荷,它們將形成一個(gè)電場并阻礙氧離子的繼續(xù)遷移。如果不能及時(shí)消除這種電荷的積累并破壞形成的電場,脫氧過程就無法繼續(xù)進(jìn)行。高溫電子導(dǎo)電材料的存在解決了這一問題。高溫電子導(dǎo)電材料不但有封堵脫氧體填料口的功能,同時(shí)也把固體電解質(zhì)脫氧劑界面所積累的自由電子傳遞到鋼液-固體電解質(zhì)界面,使兩個(gè)界面所積累的電荷中和,從而保證了脫氧過程繼續(xù)進(jìn)行,直脫氧反應(yīng)達(dá)到平衡[11]。濃差電池短路脫氧選取的陽極物質(zhì)是H2、CO等還原性氣體、碳和金屬Al等物質(zhì),以提供低氧勢?？厮侪h(huán)節(jié)多為電路中的總電阻大小和氧在金屬熔體中的擴(kuò)散。隨氧濃度的不斷降低,控速環(huán)節(jié)也有變化,可采取相應(yīng)措施改善脫氧動(dòng)力學(xué)條件。與其它脫氧方法相比,這種無夾雜物的脫氧方法具有許多優(yōu)點(diǎn):不產(chǎn)生任何氣體及氧化物夾雜,并且使用簡單方便。隨著固體電解質(zhì)技術(shù)的發(fā)展和再生技術(shù)的運(yùn)用,此方法的成本將不斷降低。目前濃差電池短路法的研究重點(diǎn):新型固體電解質(zhì)功能材料的開發(fā)、脫氧體加入方式的改進(jìn)以及脫氧體內(nèi)采用新脫氧劑等。盡管這些方法克服了固體電解質(zhì)外加電場法某些方面的不足,從氧滲透膜脫氧的實(shí)際要求來看,上述的脫氧方法仍嫌復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高。它們有一個(gè)共同的特點(diǎn),全都依賴固體電解質(zhì)。為了克服上述問題,考慮到氧化鋯固體電解質(zhì)在固態(tài)時(shí)所呈現(xiàn)的氧離子導(dǎo)電性,研究能否用液態(tài)的氧離子異體代替固體電解質(zhì)。

2渣-金屬間外加電場無污染脫氧

熔渣也是一種具有離子導(dǎo)電特性的電解質(zhì),它含有氧離子、各類金屬陽離子以及不同的復(fù)合離子團(tuán)。根據(jù)固體電解質(zhì)外加電場法脫氧的原理,如果能夠找到一種氧離子遷移為主體的熔渣,則可用這種熔渣代替固體電解質(zhì)作為反應(yīng)的中介,以其作為金屬液中溶解氧向外傳輸?shù)?ldquo;通道”。在金屬熔體與覆蓋于其上的熔渣之間施加定向直流電場(見圖4),可控制氧離子在熔渣體系中的傳導(dǎo)方向和速度。由于熔渣是以液態(tài)的形式存在,更易于離子的遷移,因此從理論上,*可以實(shí)現(xiàn)比固體電解質(zhì)電解脫氧更理想的脫氧效果[12-13]。根據(jù)電化學(xué)原理,步驟(2)使金屬-爐渣界面積累正電荷,步驟(4)使?fàn)t渣/石墨電極的接觸界面積累負(fù)電荷,如果不消除這些積累的電荷,就會(huì)形成一個(gè)電場,將阻礙氧離子的進(jìn)一步遷移,終導(dǎo)致脫氧過程的停止。而反向外加電場的施加,即可消除或者減小這個(gè)阻礙電場,使氧離子不斷向渣相遷移,直到陽極發(fā)生反應(yīng)生成CO氣體,脫離反應(yīng)體系為止。不難看出,用液態(tài)爐渣代替昂貴的固體電解質(zhì),克服了采用氧化鋯類固體電解質(zhì)或相關(guān)功能陶瓷造成的成本過高的問題。液態(tài)爐渣是金屬熔體好的保護(hù)層,它既可以防止金屬的二次氧化,又可以起到保溫作用。金屬熔體內(nèi)的氧位、脫氧速度及強(qiáng)度可通過調(diào)節(jié)外加電勢來控制。從以上分析可以看出,渣-金屬間外加電場脫氧技術(shù)具有工業(yè)化應(yīng)用的前景。目前,己在實(shí)驗(yàn)室開展了相關(guān)研究,取得了一定的結(jié)果。

3結(jié)語

利用氧離子傳導(dǎo)電解質(zhì)材料進(jìn)行脫氧,反應(yīng)過程中可將還原劑(或陽極物質(zhì))與被脫氧(還原)的物質(zhì)隔離開,避免了被脫氧物質(zhì)的污染。渣-金間外加直流電場脫氧的方法避免了對(duì)金屬液的污染,而且不受固體電解質(zhì)的限制,成本比較低廉,因而這是生產(chǎn)潔凈金屬或?qū)饘俸趿窟M(jìn)行調(diào)整的好方法。在冶金工業(yè)上,它可以作為一種獨(dú)立的精煉手段,也適合與后續(xù)的連鑄加工設(shè)備配合使用,還可應(yīng)用于其他相關(guān)金屬熔體的脫氧過程,因此,渣-金間外加電場脫氧技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。但是爐渣畢竟不同于固體電解質(zhì),要真正起到和固體電解質(zhì)相類似的作用,而且能夠應(yīng)用到實(shí)際的冶金生產(chǎn)中,還需要進(jìn)行大量的理論和實(shí)驗(yàn)工作。

balluffBTL2-GS10-0350-A
balluffBTL5-D112-M450-P-S93
balluffBTL5-E10-M1400-P-S32
balluffBTL5-D112-M1400-P-S93
balluffBTL5-E10-M0400-P-S32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-C10-M0100-B-S32
balluffBKS-S33M-00(10M)
balluffBTL-P-1012-4R
balluffBTL5-A11-M1500-B-S32
balluffBOS 18KF-NA-1PE-S4-C
balluffBES 516-114-SA1-05
balluffBTL7-E100-M0135-B-KA05
balluffBTL5-A11-M0360-P-S32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M0650-P-S32
balluffBES 516-211-E4-E-03
balluffBES 516-300-S 240-D-PU-05
balluffBNS 519-X496-99-R-11
balluffBTL5-E10-M1860-B-NEX-S32
balluffBTL5-E10-M1160-B-NEX-S32
balluffBTL5-S172-M0670-B-KA05
balluffBTL5-S172-M0700-B-KA05
balluffBTL5-E10-M1100-P-S32
balluffBKS-S32M-C-00
balluffBKS-S48-15-CP-02
balluffBTL5-S172-M1830-B-KA05
balluffBTL5-E10-M1000-P-S32
balluffBTL2-GS10-0400-A
balluffBKS-S105-CP-02
balluffBTL5-S172-M0300-B-KA05
balluffBTL5-E10-M1700-P-S32
balluffBTL2-GS10-0450-A
balluffBKS-S103-CP-02
balluffBTL5-S172-M0390-B-KA05
balluffBTL5-S172-M0550-B-KA05
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-T110-M0355-B-S103
balluffBTL5-E10-M0750-K-SR32
balluffBTL5-A11-M0360-P-S32
balluffBTL5-E10-M0550-B-S32
balluffBTL5-T110-M0200-P-S103
balluffBTL5-E10-M0650-P-S 32
balluffBTL5-E17-M0100-P-S32
balluffBES M08MI-PSC15B-BV03
balluffBES M18MI-PSC50B-S04G
balluffBES 516-366-S 4-C
balluffBES 516-355-B0-C-PU-05
balluffBCC M425-0000-1A-004-PX0334-030
balluffBOS R-26
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G
balluffBLS 18M-XX-1P-E5-L-S 4
balluffBES R01ZC-PAC70B-BP00 2-GS04
balluffBLE 18M-PO-1P-E5-C-S 4
balluffBOS 18M-PS-1RD-E5-C-S 4
balluffBTL5-E10-M0155-B-KA05
balluffBTL2-GS10-0400-A
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M0900-P-S32
balluffBKS S32M-05
balluffBTL5-P1-M0650-P-S32
balluffBTL5-S173-M0700-B-S32
balluffBTL5-E17-M0300-K-K02
balluffBTL5-E17-M0200-K-K02
balluffBTL5-E17-M0150-K-K02
balluffBTL5-E10-M1550-B-KA05
balluffBTL5-A11-M0050-P-S32
balluffBTL5-E10-M2550-B-S32
balluffBTL5-T110-M0500-P-S103
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M1200-P-S32
balluffBOS 65K-5-M110T-1
balluffBTL2-GS10-0350-A
balluffBKS-S33M-15
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M0400-P-S32
balluffBTL5-A11-M0800-P-S 32
balluffBES M12MI-PSC20B-BV03
balluffBTL5-E10-M0508-J-DEXC-TA12
balluffBTL5-E10-M0350-P-S 32
balluffBTL6-A110-M0400-A1-S115
balluffBTL5-E10-M1830-B-NEX-S32
balluffBTL5-E10-M0050-P-KA05
balluffBTL5-P-5500-2
balluffBES M18MI-NSC50B-BV03
balluffBIS C-128-05/L
balluffBTL5-E10-M2500-B-S32
balluffBES 516-327-S 4-CW 126763
balluffBOS 18KF-PA-1LQP-S4-C
balluffBTA-D11-200
balluffBTL2-GS10-0350-A
balluffBTL5-E10-M1400-P-S32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBKS-S33M-15
balluffBTL5-E10-M0500-P-S32
balluffBES 113-356-SA 31-S 4
balluffBES 516-327-S 4-CW 126763
balluffBES M18MI-NSC80B-S04K
balluffBES 516-383-E4-C-03
balluffBES M08EH-5B-S04G
balluffBOS18M-PA-1QB-E5-C-S4
balluffBTL5-G11 M0050-B-KA05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL5-A11-M1250-P-KA10
balluffBTL5-T110-M0200-P-S103
balluffBTL5-A11-M0200-P-KA05
balluffBESM12MI-NSC40B-S04G
balluffBTL5-A11-M0300-P-KA05
balluffBTL5-A11-M0250-P-KA05
balluffBOS18M-PA-1QB-E5-C-S4
balluffBTL5-A11-M0150-P-KA05
balluffBESM12MI-NSC40B-BV03
balluffBTL5-T110-M0250-P-S103
balluffBTL5-A11-M0150-P-S32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M1400-P-S32
balluffBTL2-GS10-0350-A
balluffBKS-S33M-15
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M0450-P-S32
balluffBKS-S 7-1
balluffBTL7-E100-M0200-B-KA05
balluffBES 516-324-EO-C-PU-05
balluffBNS 816-B06-PA-12-602-11
balluffBTL5-E10-M1100-P-S32
balluffBTL5-P-5500-2
balluffBTL5-E10-M1500-B-S32
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL5-E10-M0300-P-S32
balluffBKS-S33M-02
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M0650-P-S32
balluffBTL2-GS10-0250-A,New:BTL5-ASTA-0250-A
balluffBTL5-C10-M0100-B-S32
balluffBDG 6360-3-05-W135-1024-65
balluffBTL5-S172-M0300-B-S32
balluffBTL5-E10-M2800-BS32
balluffBTL5-E10-M0500-P-S32
balluffBTL5-E17-M0450-P-S32
balluffBTL5-E17-M1400-P-S32
balluffBTL5-C10-M0150-P-S32
balluffBTL5-E10-M0250-K-SR32
balluffBKS-S 20-4-05
balluffBNS-819-99-K-12
balluffBNS 819-100-R-13
balluffBES M12MI-PSC20B-S04G
balluffBKS S33 M-00
balluffBTL5-E17-M1600-P-S32
balluffBTL5-T110-M0350-P-S103
balluffBTL5-E10-M1500-P-S32
balluffBTL5-E10-M0450-P-S32
balluffBTL2-GS10-0350-A
balluffBTL5-E10-M1100-P-S32
balluffBKS-S33M-15
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M0500-P-S32
balluffBTL5-E10-M1400-P-S32
balluffBES M12ME-PSC40B-S04G-003
balluffBES 516-324-EO-C-PU-05
balluffBTL5-A11-M0100-B-KA05
balluffBTL5-E17-M0200-K-K02
balluffBTL-P-1012-4R
balluffBTL5-C10-M0100-B-S32
balluffBKS-S33M-OO
balluffBTL5-S172-MO300-P-S32
balluffBES G08EE-PSC20B-BV05
balluffBTL5-E10-M0225-B-KA05+BTL-P-1013-4R
balluffBCC M425-0000-1A-004-PX0334-100
balluffBNS 816-B04-PA-12-602-11
balluffBNS 816-B03-PA-12-612-11
balluffBTL5-E10-M1550-B-KA05
balluffBOS 18M-PA-1QB-E5-C-S 4 129742
balluffBTL6-P111-M2800-A1-S115
balluffBKS-S 99-00
balluffBTL6-A-MF01-A-50
balluffBNI PBS-551-000-Z001
balluffBKS-S 105-R01
balluffBIS L-500-PU05
balluffBTL6-A-3800-2
balluffBKS-S104-00
balluffBTL5-E10-M1200-P-S32
balluffBES 516-114-S 4-C
balluffBOS 25K-5-B5-02
balluffBOS R-1
balluffBKS-S33M-02
balluffBTL5-S171-M0100-P-KA05
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBIS C-128-05/L
balluffBTL5-S172-M0250-B-S32
balluffBTL5-E10-M0500-P-S32
balluffBTL5-E10-M1100-P-S32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL2-GS10-0350-A
balluffBKS-S33M-15
balluffBTL5-E17-M0250-B-DEXB-KA15
balluffBTL5-E10-M1350-K-K10
balluffBTL5-E10-M0340-B-S32
balluffBTL5-E10-M0800-B-S32
balluffBTL5-E10-M0150-B-S32
balluffBTL5-C10-M0100-B-S32
balluffBES 517-132-M7-H-S 4
balluffBTL5-E10-M1050-K-K05
balluffBES M30MI1-PSC22B-S04G
balluffBES M12ME-PSC40B-S04G-003
balluffBES M18MI-PSC80B-S04K
balluffBES 516-325-G-E4-Y-S 4-00 5
balluffBTL5-E17-M1600-B-S32
balluffBTL5-E17-M0750-P-S32
balluffBTL5-T110-M0500-B-S103
balluffBTL5-P-5500-2
balluffBTL5-E17-M1200-P-S32
balluffBTL5-T110-M0051-Z-S103
balluffBTL5-E10-M0600-P-S32
balluffBES 516-211-E4-E-03
balluffBTL5-E17-M1250-B-S32
balluffBTL5-E17-M0150-K-SR32
balluffBTL5-E17-M0100-K-SR32
balluffBTL5-C17-M0300-K-SR32
balluffBTL5-E17-M0300-K-SR32
balluffBES M08MH1-PSC15B-S04G
balluffBCS 030-PS-1-C-S4
balluffBES516-300-S 266-S 4
balluffBES 516-543-B0-H-03
balluffBMF 305K/HW20-PS-C-2-S4-00 2
balluffBES 516-370-S 4-C
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G
balluffBES 516-325-G-E5-Y-S 4
balluffBMF 303K-PS-C-2-S49-00 2
balluffBGL 30A-001-S49
balluffBES M08EH-POC15B-S04G
balluffBMF 303K/HW30PSC2SA2S4900 3ASM
balluffBGL 120A-003-S49
balluffBGL 80A-001-S 49
balluffBES 516-326-E5-C-S 4
balluffBNS 813-D04-D12-100-20-01
balluffBTL5-T110-M0500-P-S103

冶金工業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)是高能源消耗、高熱量產(chǎn)生,存在著大量的富余能源排放和流失,嚴(yán)重污染環(huán)境,造成能源浪費(fèi)。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,冶金生產(chǎn)設(shè)備的大型化、現(xiàn)代化為冶金工業(yè)對(duì)富余煤氣(高爐、轉(zhuǎn)爐或焦?fàn)t的富余煤氣)、余熱(生產(chǎn)過程中廢氣或冷卻時(shí)回收的熱量)、余壓(高爐爐頂煤氣壓力或是生產(chǎn)過程中的蒸汽壓力)進(jìn)行二次或三次重復(fù)再利用創(chuàng)造了條件。上述富余煤氣、余熱和余壓統(tǒng)稱為余能,利用余能發(fā)電僅是對(duì)能源綜合利用的方式之一。落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),冶金生產(chǎn)把保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排工作結(jié)合起來,不僅可降低生產(chǎn)成本,更重要意義在于保護(hù)環(huán)境,社會(huì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)效益。近年來,山東冶金工業(yè)多座大型冶煉生產(chǎn)設(shè)備(1000m3以上高爐、100t以上轉(zhuǎn)爐、新型焦?fàn)t)的建成投產(chǎn),在能源綜合利用方面做了大量的、富有成效的工作,特別是高爐煤氣壓差(TRT)發(fā)電和高爐、轉(zhuǎn)爐和焦?fàn)t富余煤氣發(fā)電、轉(zhuǎn)爐余熱回收發(fā)電,使能源得到了充分利用。截2006年底,山東冶金行業(yè),有15個(gè)企業(yè)共建成發(fā)電機(jī)組59臺(tái),裝機(jī)總?cè)萘?30610kW。已投入運(yùn)行的53臺(tái),裝機(jī)容量736810kW。2006年的發(fā)電量222379萬kW•h,占用電總量的17.76%。2007年上半年又有4臺(tái)、裝機(jī)容量18800kW投入運(yùn)行,發(fā)電量還將會(huì)有進(jìn)一步提高。

2利用余能發(fā)電的機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)

2.1能源利用形式多樣化

目前已建成的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,能源利用形式有9種:1)燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電機(jī)組(CCPP)10臺(tái),裝機(jī)容量412000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?9.60%。2)富余煤氣發(fā)電機(jī)組20臺(tái),裝機(jī)容量154500kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?8.60%。多數(shù)鋼鐵和焦化企業(yè)采用富余煤氣、燃燒鍋爐蒸汽做功通過汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。3)高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組(TRT)12臺(tái),裝機(jī)容量107110kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?2.90%。4)燃煤發(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量84000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?0.11%。5)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量31000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.73%。6)焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量24000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.89%。7)焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量10000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.20%。8)煉鋼余熱發(fā)電機(jī)組1臺(tái),裝機(jī)容量6000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.72%。9)柴油發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量1000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.12%(山東鎂礦作為備用電源用)。

2.2裝機(jī)容量不斷增加

近幾年,大型生產(chǎn)設(shè)備的逐步建成和投產(chǎn),使冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余能大量增加,利用余能發(fā)電的條件更加充沛,余能利用方式呈現(xiàn)多樣性,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)高峰期。2004年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組150000kW,2006年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組多,達(dá)到427800kW,與2000年(15臺(tái),共72500kW)相比,發(fā)電機(jī)組和裝機(jī)容量分別增長2.53倍和8.16倍。

2.3單機(jī)容量不斷增大,能源利用方式擴(kuò)展

2001年前能源利用方式有4種,主要是高爐煤氣發(fā)電和燃煤發(fā)電,只有1臺(tái)干熄焦余熱發(fā)電;單機(jī)容量小的500kW,大的25000kW。當(dāng)時(shí)單機(jī)容量大的有:1)燃煤發(fā)電機(jī)組是山東鋁廠的1臺(tái)25000kW;2)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組是濟(jì)鋼的1臺(tái)6000kW;3)高爐煤氣發(fā)電機(jī)組是威海鑫山鐵廠的2臺(tái)3000kW發(fā)電機(jī)組。2001年后大機(jī)組建設(shè)和投入運(yùn)行逐漸增多,特別是從2004年起,建設(shè)速度加快,單機(jī)容量不斷增大,2001~2006年共建設(shè)發(fā)電機(jī)組44臺(tái),裝機(jī)容量758110kW,單機(jī)容量大達(dá)到50000kW。單機(jī)裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組共20臺(tái),裝機(jī)容量641000kW,占所建發(fā)電機(jī)組的比例分別為46.51%和84.55%。能源利用方式有了較大的改變,在原有4種利用方式的基礎(chǔ)上又增加了5種:燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP);高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT);焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電;焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電;轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電。

2.4單機(jī)容量多樣

單機(jī)容量發(fā)電機(jī)組共有17種類,具體情況如下:50000kW,3臺(tái);48000kW,4臺(tái);42000kW,2臺(tái);35000kW,1臺(tái);25000kW,7臺(tái);18000kW,2臺(tái);15000kW,3臺(tái);12000kW,4臺(tái);8000kW,5臺(tái);6800kW,2臺(tái);6000kW,8臺(tái);4350kW,1臺(tái);4160kW,1臺(tái);3000kW,8臺(tái);2000kW,5臺(tái);1500kW,5臺(tái);500kW,2臺(tái)。其中,單機(jī)容量6000kW和3000kW的分別是8臺(tái),為使用量多。2000年企業(yè)發(fā)電量過10000萬kW•h僅有2個(gè)單位,2006年企業(yè)發(fā)電量超過10000萬kW•h的有4個(gè)單位,其中濟(jì)鋼超過10億kW•h,萊鋼達(dá)到35555萬kW•h,山東鋁廠繼續(xù)保持30000kW•h。2006年15個(gè)企業(yè)的發(fā)用電比例達(dá)到17.76%,用電量和發(fā)電量分別增長2.03倍和2.37倍。有的企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了全部使用余能發(fā)電,并有少量外供,取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)電量超過用電量的企業(yè)有1個(gè),發(fā)、用電量比例達(dá)到139%;發(fā)、用電量比例達(dá)到60%以上的有3個(gè)單位,分別為69.90%、65.62%和64.34%;發(fā)、用電比例達(dá)到20%以上的單位有4個(gè),分別為28.59%、27.70%、27.18%和20.35%。有些企業(yè)的發(fā)電機(jī)組是2006年才投入運(yùn)行的,發(fā)電機(jī)組的潛能還沒有*發(fā)揮出來。通過余能發(fā)電機(jī)組的建設(shè),發(fā)電能力有了很大提高。在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)中,2000年用電總量413745萬kW•h,發(fā)電量66081萬kW•h,發(fā)、用電比例15.97%。2006年用電總量1252420萬kW•h,發(fā)電量222379萬kW•h,發(fā)、用電比例達(dá)到17.76%。預(yù)計(jì)2007年企業(yè)的發(fā)電量和發(fā)、用電比例都會(huì)有大的提高,將取得更加突出的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.5上網(wǎng)方式靈活

冶金企業(yè)利用余能發(fā)電,一方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排,使能源得到了多次重復(fù)利用,另一方面減少了電費(fèi)支出。各企業(yè)與當(dāng)?shù)毓╇姽镜拿芮泻献?實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)方式的靈活性和多樣性,有利于企業(yè)發(fā)電機(jī)組的高效運(yùn)行。有的采用自備電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部自用;有的采用公用電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部上網(wǎng),賣給當(dāng)?shù)毓╇姽?用電時(shí)按網(wǎng)上供電價(jià)格回購。

3問題及建議

山東冶金工業(yè)發(fā)電設(shè)備建設(shè)及運(yùn)行仍存在以下問題:

1)裝機(jī)小容量比例多。發(fā)電機(jī)組建設(shè)裝機(jī)容量的大小雖然與企業(yè)富余能源的多少有關(guān)聯(lián),但在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,小于10000kW的機(jī)組有37臺(tái),比例達(dá)到62.71%。

2)裝機(jī)品種多。在59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,有17種不同裝機(jī)容量的發(fā)電機(jī)組,裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組品種有8個(gè),10000kW以下的發(fā)電機(jī)組有9個(gè)。

3)發(fā)展不平衡。山東冶金各生產(chǎn)企業(yè)之間,利用余能發(fā)電,工作開展的不平衡,有的起步早,發(fā)電設(shè)備與生產(chǎn)設(shè)備同步建設(shè),生產(chǎn)設(shè)備投產(chǎn)時(shí),發(fā)電機(jī)組同步運(yùn)行;有的才剛起步。有的起點(diǎn)高,對(duì)富余能源集中利用,發(fā)電機(jī)組能力大,而有的企業(yè)發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)多,單機(jī)容量小。

4)建設(shè)項(xiàng)目審批難,發(fā)電上網(wǎng)費(fèi)用高。

針對(duì)存在的問題,提出如下建議:

1)國家有關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)能源綜合利用工作的支持力度。冶金企業(yè)對(duì)余能的再利用,是利國、利民,有利于全社會(huì)的事,有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,在余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)、運(yùn)行和上網(wǎng)工作中應(yīng)從政策上給予鼓勵(lì),在資金上給予支持。

2)企業(yè)在能源綜合利用工作上,應(yīng)做到統(tǒng)籌規(guī)劃,推廣高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT)和燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP)。在高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組建設(shè)過程中,青鋼利用2座500m3高爐,采用“二拖一”方式,一方面實(shí)現(xiàn)高爐煤氣壓差發(fā)電,另一方面使得發(fā)電機(jī)組相對(duì)較大。通過采用“二拖一”方式,使大發(fā)電機(jī)組所需的煤氣流量有了保障,使小容積的高爐采用TRT發(fā)電成為可能,有條件的企業(yè)應(yīng)當(dāng)借鑒。

3)在余熱回收利用方面,還有大量的工作可做,濟(jì)鋼實(shí)現(xiàn)了40t轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行,取得了很好的效果。目前省內(nèi)鋼鐵企業(yè)40t以上的轉(zhuǎn)爐相當(dāng)普遍,如果全部實(shí)現(xiàn)余熱回收發(fā)電,效益將是相當(dāng)可觀的。

4)加強(qiáng)企業(yè)間交流,增強(qiáng)信息溝通,不斷提高發(fā)電機(jī)組的管理水平和運(yùn)行質(zhì)量。

4結(jié)束語

通過這次對(duì)全省冶金企業(yè)余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況的調(diào)查,對(duì)目前冶金企業(yè)的發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況有了一個(gè)大致的了解。雖然參與調(diào)查的企業(yè)還不*,但也可以看出,冶金企業(yè)對(duì)余能發(fā)電工作還是非常重視的,特別是近幾年,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)和投入運(yùn)行的數(shù)量明顯加快,能源的利用方式更加多樣化。在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、做好環(huán)境保護(hù)工作方面,從節(jié)能減排入手,投入大,見效快,取得了明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)了社會(huì)和企業(yè)的雙贏。

固體電解質(zhì)脫氧是指利用氧離子導(dǎo)體滲透膜,把其置于不同氧勢的兩端之間組成閉合回路時(shí),氧離子會(huì)從高氧勢的一端向低氧勢的一端流動(dòng),脫除高氧勢端的氧,原理示意圖見圖1。固體電解質(zhì)脫氧的方式有兩種,一種是主動(dòng)的,依靠化學(xué)勢驅(qū)動(dòng);另一種是被動(dòng)的,依靠電場力驅(qū)動(dòng)。根據(jù)固體電解質(zhì)兩端驅(qū)動(dòng)氧方式的不同,可分為外加電勢法[2-4]、混合導(dǎo)體法[5-6]和濃差電池短路法[7-9]三種。

1.1外加電勢法

外加電勢法是在固體電解質(zhì)兩側(cè)施加定向外電勢,通過電場力和氧勢差的作用實(shí)現(xiàn)脫氧。在不超過固體電解質(zhì)極限電流的情況下,施加電勢越大,電流越大,脫氧也越快。根據(jù)外加電勢極性的不同可分兩種,其等效電路圖分別見圖2的(a)和(b)。圖中(a)是在外加電場作用下,氧離子克服固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的阻力,從低氧側(cè)遷移到高氧側(cè);而圖中(b)是在外加電場和固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的共同作用下,氧離子從高氧側(cè)遷移到低氧側(cè)。對(duì)于外加電勢法,選取的陽極物質(zhì)多為空氣,脫氧速度的控制少有兩種可能:在高氧濃度范圍和低外加電勢時(shí)是氧離子在固體電解質(zhì)中的傳遞;在低氧濃度范圍和高外加電勢時(shí)是金屬熔體中氧原子向金屬熔體-固體電解質(zhì)界面的擴(kuò)散。對(duì)于不同體系條件,氧濃度范圍或外加電勢范圍可能不同,在脫氧過程中控速環(huán)節(jié)可能是變化的。另外,耐火材料的分解及金屬熔體的再氧化對(duì)固體電解質(zhì)脫氧有較大的影響[4]。外加電勢法目前存在兩個(gè)問題:一是外加電勢太高或與熔體接觸的固體電解質(zhì)界面氧濃度很低時(shí)會(huì)導(dǎo)致固體電解質(zhì)在電流作用下離解;二是固體電解質(zhì)的電子導(dǎo)電性在溫度升高或在低氧分壓范圍內(nèi)時(shí)會(huì)顯著增大,將明顯降低電流效率。因此,提出了混合導(dǎo)體法脫氧。

1.2混合導(dǎo)體法

混合導(dǎo)體法[5-6]是利用滲透膜同時(shí)具有離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)的屬性,在陰、陽極兩側(cè)氧勢差的推動(dòng)下,僅通過滲透膜內(nèi)部的自由電子在電場作用下形成的短路實(shí)現(xiàn)脫氧,相當(dāng)于電池本身構(gòu)成一個(gè)回路。但是短路電流的存在減弱了阻礙氧離子在滲透膜中遷移的電場。固體電解質(zhì)一般都有一定的電子導(dǎo)電性[10],理論上可認(rèn)為都是離子和電子的混合導(dǎo)體,只不過電子導(dǎo)電大小不同而已。相對(duì)于外加電勢法,混合導(dǎo)體法的脫氧速率要慢得多。原因在于混合導(dǎo)體法中,氧離子通過電解質(zhì)的遷移必伴隨著等量而方向相反的電子遷移來維持電中性,而電解質(zhì)中殘存的電子導(dǎo)電性僅相當(dāng)于離子導(dǎo)電的一小部分(約1/10),致使脫氧速率較慢。因此有研究者[6]認(rèn)為,混合導(dǎo)體法脫氧控速環(huán)節(jié)是電子在電解質(zhì)中的傳遞。另外,電解質(zhì)電子電導(dǎo)率隨溫度下降呈指數(shù)衰減,不適宜用于低溫熔體中。

1.3濃差電池短路法

針對(duì)以上利用固體電解質(zhì)脫氧方法的不足之處,一種全新的脫氧方法—─濃差電池短路法[7-9]應(yīng)運(yùn)而生。該方法操作簡便易行,提高了利用固體電解質(zhì)功能材料進(jìn)行脫氧的效率。圖3示出了此脫氧方法的原理。當(dāng)脫氧體浸入金屬液后,在氧位差的推動(dòng)下,金屬液中的氧會(huì)以離子形態(tài)穿過固體電解質(zhì)半透膜,并與后者內(nèi)含的脫氧劑結(jié)合,從而達(dá)到脫氧的目的。由于反應(yīng)產(chǎn)物不在鋼液內(nèi)生成,解決了以前脫氧劑所帶來的污染問題。不過,在此脫氧過程中,固體電解質(zhì)的外表面(與金屬液接觸的界面)會(huì)積累正電荷,而內(nèi)表面(與脫氧劑接觸的界面)則積累負(fù)電荷,它們將形成一個(gè)電場并阻礙氧離子的繼續(xù)遷移。如果不能及時(shí)消除這種電荷的積累并破壞形成的電場,脫氧過程就無法繼續(xù)進(jìn)行。高溫電子導(dǎo)電材料的存在解決了這一問題。高溫電子導(dǎo)電材料不但有封堵脫氧體填料口的功能,同時(shí)也把固體電解質(zhì)脫氧劑界面所積累的自由電子傳遞到鋼液-固體電解質(zhì)界面,使兩個(gè)界面所積累的電荷中和,從而保證了脫氧過程繼續(xù)進(jìn)行,直脫氧反應(yīng)達(dá)到平衡[11]。濃差電池短路脫氧選取的陽極物質(zhì)是H2、CO等還原性氣體、碳和金屬Al等物質(zhì),以提供低氧勢?？厮侪h(huán)節(jié)多為電路中的總電阻大小和氧在金屬熔體中的擴(kuò)散。隨氧濃度的不斷降低,控速環(huán)節(jié)也有變化,可采取相應(yīng)措施改善脫氧動(dòng)力學(xué)條件。與其它脫氧方法相比,這種無夾雜物的脫氧方法具有許多優(yōu)點(diǎn):不產(chǎn)生任何氣體及氧化物夾雜,并且使用簡單方便。隨著固體電解質(zhì)技術(shù)的發(fā)展和再生技術(shù)的運(yùn)用,此方法的成本將不斷降低。目前濃差電池短路法的研究重點(diǎn):新型固體電解質(zhì)功能材料的開發(fā)、脫氧體加入方式的改進(jìn)以及脫氧體內(nèi)采用新脫氧劑等。盡管這些方法克服了固體電解質(zhì)外加電場法某些方面的不足,從氧滲透膜脫氧的實(shí)際要求來看,上述的脫氧方法仍嫌復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高。它們有一個(gè)共同的特點(diǎn),全都依賴固體電解質(zhì)。為了克服上述問題,考慮到氧化鋯固體電解質(zhì)在固態(tài)時(shí)所呈現(xiàn)的氧離子導(dǎo)電性,研究能否用液態(tài)的氧離子異體代替固體電解質(zhì)。

2渣-金屬間外加電場無污染脫氧

熔渣也是一種具有離子導(dǎo)電特性的電解質(zhì),它含有氧離子、各類金屬陽離子以及不同的復(fù)合離子團(tuán)。根據(jù)固體電解質(zhì)外加電場法脫氧的原理,如果能夠找到一種氧離子遷移為主體的熔渣,則可用這種熔渣代替固體電解質(zhì)作為反應(yīng)的中介,以其作為金屬液中溶解氧向外傳輸?shù)?ldquo;通道”。在金屬熔體與覆蓋于其上的熔渣之間施加定向直流電場(見圖4),可控制氧離子在熔渣體系中的傳導(dǎo)方向和速度。由于熔渣是以液態(tài)的形式存在,更易于離子的遷移,因此從理論上,*可以實(shí)現(xiàn)比固體電解質(zhì)電解脫氧更理想的脫氧效果[12-13]。根據(jù)電化學(xué)原理,步驟(2)使金屬-爐渣界面積累正電荷,步驟(4)使?fàn)t渣/石墨電極的接觸界面積累負(fù)電荷,如果不消除這些積累的電荷,就會(huì)形成一個(gè)電場,將阻礙氧離子的進(jìn)一步遷移,終導(dǎo)致脫氧過程的停止。而反向外加電場的施加,即可消除或者減小這個(gè)阻礙電場,使氧離子不斷向渣相遷移,直到陽極發(fā)生反應(yīng)生成CO氣體,脫離反應(yīng)體系為止。不難看出,用液態(tài)爐渣代替昂貴的固體電解質(zhì),克服了采用氧化鋯類固體電解質(zhì)或相關(guān)功能陶瓷造成的成本過高的問題。液態(tài)爐渣是金屬熔體好的保護(hù)層,它既可以防止金屬的二次氧化,又可以起到保溫作用。金屬熔體內(nèi)的氧位、脫氧速度及強(qiáng)度可通過調(diào)節(jié)外加電勢來控制。從以上分析可以看出,渣-金屬間外加電場脫氧技術(shù)具有工業(yè)化應(yīng)用的前景。目前,己在實(shí)驗(yàn)室開展了相關(guān)研究,取得了一定的結(jié)果。

3結(jié)語

利用氧離子傳導(dǎo)電解質(zhì)材料進(jìn)行脫氧,反應(yīng)過程中可將還原劑(或陽極物質(zhì))與被脫氧(還原)的物質(zhì)隔離開,避免了被脫氧物質(zhì)的污染。渣-金間外加直流電場脫氧的方法避免了對(duì)金屬液的污染,而且不受固體電解質(zhì)的限制,成本比較低廉,因而這是生產(chǎn)潔凈金屬或?qū)饘俸趿窟M(jìn)行調(diào)整的好方法。在冶金工業(yè)上,它可以作為一種獨(dú)立的精煉手段,也適合與后續(xù)的連鑄加工設(shè)備配合使用,還可應(yīng)用于其他相關(guān)金屬熔體的脫氧過程,因此,渣-金間外加電場脫氧技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。但是爐渣畢竟不同于固體電解質(zhì),要真正起到和固體電解質(zhì)相類似的作用,而且能夠應(yīng)用到實(shí)際的冶金生產(chǎn)中,還需要進(jìn)行大量的理論和實(shí)驗(yàn)工作。

balluffBTL5-P-5500-2
balluffBTL5-E10-M0407-K-SR32
balluffBTL5-E10-M0203-K-SR32
balluffBTL5-E10-M0584-K-SR32
balluffBTL5-E17-M0075-B-NEX-S32
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G
balluffBTL5-E10-M0650-P-S32
balluffBKS-S 33M -03
balluffBTL5-E10-M2000-P-S32
balluffBTL5-C10-M0150-P-S32
balluffBTL5-A11-M0100-P-KA05
balluffBTL5-T110-M0400-P-S103
balluffBTL5-E10-M2000-B-S32
balluffBTL5-E10-M2500-B-S32
balluffBES 516-324-E0-C-PU-05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTA-E17-0550-E 20-4mA
balluffBTL5-P1-M0550-K-K02
balluffBTL5-E10-M0038-Z-S32
balluffBTL5-C10-m1500-P-S32
balluffBTL5-C10-M1000-P-S32
balluffBTL-PM5-VZ
balluffBES M08MI-PSC20B-BP05
balluffBTL5-E17-M0100-B-S32
balluffBTL5-A11-M0360-P-S32
balluffBTL5-E17-M0060-B-KA05
balluffBNS 819-B03-D10-46-11
balluffBNN 520-81-S-6 5
balluffBNS 819-FD-60-101
balluffBGL 10A-001-S 49
balluffBES 516-300-S 240-D-PU-05
balluffBTL5-S112-M0250-B-KA10
balluffBES 516-300-S 281
balluffBTL5-A11-M0250-P-S 32
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G
balluffBTL5-S177B-M0100-P-KA05
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-S177B-M0100-P-KA05
balluffBNS 819-FK-60-101
balluffBES 516-3005-E4-C-PU-02
balluffBES 516-113-B0-C-03
balluffBES 113-356-SA6-PU-03
balluffBES 516-3005-E4-C-PU-05
balluffBES M18MI-PSC50B-S04K
balluffBES 516-325-E5-C-S 4
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G
balluffBES 113-356-SA 31-S 4
balluffBES 516-325-E5-Y-S4
balluffBOS 18M-PA-1PD-E5-C-S 4
balluffBTL5-E10-M0650-P-S32
balluffBES M12MF1-NSC10F-S04G
balluffBES 516-359-S 4-C
balluffBES 113-356-SA 31-S 4
balluffBTL5-E17-M0300-K-SR32
balluffBTL5-E17-M0150-K-SR32
balluffBTL5-E10-M0650-B-KA10
balluffBTL5-S112-M0200-B-KA10
balluffBTL5-E10-M0200-B-S-32
balluffBES M08EE-PSC15B-S04G-003
balluffBES M08EE-POC15B-S04G-003
balluffBTL5-A11-M0600-P-S 32
balluffBTL5-A11-M1200-P-S 32;
balluffBTL5-A11-M1000-P-S 32
balluffBES 516-325-G-E5-Y-S 4
balluffBOS 18M-PS-1RD-E5-C-S 4
balluffBLS 18KF-XX-1P-S4-L
balluffBGL 20A-001-S49
balluffBTL5-T110-M0450-P-S103
balluffBTL5-P-5500-2
balluffBTL5-T110-M1700-P-S103
balluffBKS-S48-15-CP-10
balluffBTL5-T110-M0175-P-S103
balluffBKS-S106-00
balluffBKS-S104-00
balluffBTL5-P-5600-2
balluffBTL5-A11-M0450-P-KA10
balluffBTL5-A11-M1250-P-KA10
balluffBTL5-A11-M1500-P-KA10
balluffBTL5-E17-M1100-P-S32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M0450-P-S 32
balluffBTL2-GS10-0350-A
balluffBKS-S33M-15
balluffBTL5-G11-M0060-B-KA05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL5-A11-M0900-P-S32
balluffBTL5-S173-M0200-P-S32
balluffBTL5-S112-M0275-B-KA05
balluffBTL5-G11-M0060-B-KA05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL5-E10-M0750-P-S32
balluffBES 516-326-S4-CW
balluffBOS 18M-PS-1XB-E5-C-S4
balluffBES M12MI-PSC20B-S04G
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G
balluffBES 516-325-S4-CW
balluffBOS R-1
balluffBG502-00-40/5：1
balluffBSW 819-493-06L3
balluffBES 516-362-G-S4-H
balluffBAW-030-PF-1-K-05
balluffBTL5-S172-M0250-B-S32
balluffBKS-S-33M-00
balluffBTL6-A110-M0050-A1-S115
balluffBTL6-A-3801-2
balluffBTL5-A11-M0360-P-S32
balluffBTL5-E10-M0900-B-S32
balluffBTL5-T110-M0175-P-S103
balluffBTL5-T110-M0150-P-S103
balluffBMF 307K-PO-C-2-S49-00.5
balluffBES M18MI-PSC80B-S04K
balluffBESM18MI-PSC80B-BV02
balluffBMF 235K-PS-C-2A-SA2-S49-00 3
balluffBES 516-369-E0-C-03
balluffBTL5-A11-M0100-B-KA05
balluffBTL5-S172-M0100-P-S 32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-S171-M0100-P-KA05
balluffBTL5-E10-M0350-B-S32
balluffBTL5-E10-M0300-B-S32
balluffBTL5-T110-M0400-B-S103
balluffBTL5-A11-M1750-B-S32
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL-P-1013-4S
balluffBKS-S32M-00
balluffBTL5-C10-m1500-P-S32
balluffBTL5-C10-M1000-P-S32
balluffBTL5-S172-M0300-B-S32
balluffBTL5-E10-M0250-K-SR32
balluffBTL5-E10-M0400-P-S32
balluffBTL5-A11-M0102-P-S32
balluffBES 516-360-E5-Y-S 4
balluffBTL5-E10-M2500-B-S32
balluffBTL5-P1-M1800-B-S32
balluffBTL-P-1012-4R
balluffBLE 18KF-PA-1LT-S4-C
balluffBLS 18KF-XX-1P-S4-L
balluffBTL5-A11-M1800-P-S32
balluffBTL5-E10-M0250-B-S32
balluffBTL5-E10-M0175-B-S32
balluffBTL5-T110-M0500-B-S103
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBTL5-E10-M2500-B-S32
balluffBTL5-S172-M0800-P-S32
balluffBTL5-G11-M0060-B-KA05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBMF 32M-PS-W-2-S4
balluffBES 516-324-SA-26-05
balluffBTL5-G11-M0050-B-KA05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL5-G11-M0060-B-KA05
balluffBES 516-325-E5-C-S4
balluffBES 516-326-E5-C-S4
balluffBIL 001-MH-A
balluffBIL ED0-P060A-01-S75
balluffBES M30MM-PSC30F-S04K
balluffBMF 305K-PS-C-2-S49-00 2
balluffBES M30MI-PSC10B-S04G
balluffBTL5-T110-M1000-P-S103
balluffBTL5-T110-M2500-P-S103
balluffBTL5-E10-M0500-K-SR32,82682
balluffBTL5-T110-M0250-P-S103
balluffBES516-300-S266-S4
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G
balluffBES QO8ZC-PSC20B-S49G
balluffBTL5-E10-M2500-B-S32
balluffBTL5-C10-m1500-P-S32
balluffBTL5-E10-M0100-B-KA05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL7-G110-M0050-B-KA05
balluffBTL7-G110-M0060-B-KA05
balluffBTL5-T110-M0400-B-S103
balluffBTL5-E10-M0500-B-S32
balluffBTL5-E10-M0450-B-S32
balluffBTL5-E10-M0150-K-SR32
balluffBES 516-542-B0-H-03
balluffBES M12ME-PSC40B-S04G-003
balluffBKS-S 8-4
balluffBES M12MI-PSC20B-S04G
balluffBES 516-325-S 4-C
balluffBES 516-370-E5-C-S 4
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G
balluffBTL5-E10-M2000-P-S32
balluffBTL5-E10-M2750-P-S 32
balluffBTL5-E10-M0550-P-S 32
balluffBTL5-E10-M0350-P-S 32
balluffBLE18 KF-PA -1PP-S4-C
balluffBES M12MI-NSC 40B-S04G
balluffBOS 5K-PO-IX10-S75
balluffBOS 18M-PS-1RB-E5-C-S4
balluffBESM18MI-NSC80B-S04K
balluffBLS 18KF-XX-1P-S4-L
balluffBES M08MI-NSC20B-S49G
balluffBTL5-E10-M0155-B-KA05
balluffBES G08EE-PSC20B-BV05
balluffBTL5-E10-M0600-P-S32
balluffBTL5-F-2814-1S
balluffBKS-S32M-02
balluffBTL5-A11-M1250-P-S32
balluffBTL5-E10-M1100-P-S32
balluffBLS 18KF-XX-1LT-S4-L
balluffBTL5-E17-M0150-K-K02
balluffBTL5-E17-M0200-K-K02
balluffBTL5-E17-M0100-K-K02
balluffBTL5-A11-M0150-P-KA05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL7-G110-M0060-B-KA05
balluffBTL5-E17-M1100-P-S32
balluffBTL5-E17-M1700-P-S32
balluffBTL5-E17-M1200-P-S32
balluffBTL7-G110-M0050-B-S32
balluffBKS-S32M-02
balluffBES 516-114-SA1-05
balluffBTL5-T110-M0300-B-S103
balluffBTL5-T110-M0300-B-S103
balluffBTL5-C10-M1000-P-S32
balluffBES516-3017-G-E4-C-PU-05
balluffBCC M425-0000-1A-008-PX0434-050
balluffBES-113-356-SA6-PU-03
balluffBES113-356-SA6-S4
balluffBES 113-356-SA 31-S 4
balluffBTL5-A11-M1800-P-S32
balluffBTL5-S172-M0300-B-S32
balluffBLS 18M-XX-1LT-S4-C
balluffBTL5-S112-M0250-B-KA10
balluffBCC M415-0000-1A-003-VX8434-030
balluffBKS-S32M-10
balluffBTL5-E10-M0600-P-S32
balluffBTL5-P-5500-2
balluffBTL5-E10-M0750-P-S32
balluffBTL5-C10-M2000-P-S32
balluffBTL5-H114-M0200-B-S94
balluffBTL5-T110-M3250-P-S103
balluffBTL5-C10-M0200-P-KA05
balluffBTL5-E17-M0150-K-K02
balluffBCC M415-0000-1A-003-PX0434-050
balluffBCS M30B4M2-PPM20C-S04G
balluffBTL5-E17-M0300-K-K02
balluffBTL5-E17-M0200-K-K02
balluffBTL5-S114-M0850-P-S32
balluffBTL5-S114-M1700-P-S32
balluffBTL5-P1-M1800-B-KA15
balluffBTM-H1-240
balluffBTL5-E10-M0650-P-KA05
balluffBTL5-E10-M0170-P-KA05
balluffBTL5-E10-M0200-P-KA05
balluffBLS 18KF-XX-1LT-S4-L
balluffBTL6-A-3801-2
balluffBTL6-A110-M0050-A1-S115
balluffBTL5-C10-M2000-P-S32

冶金工業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)是高能源消耗、高熱量產(chǎn)生,存在著大量的富余能源排放和流失,嚴(yán)重污染環(huán)境,造成能源浪費(fèi)。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,冶金生產(chǎn)設(shè)備的大型化、現(xiàn)代化為冶金工業(yè)對(duì)富余煤氣(高爐、轉(zhuǎn)爐或焦?fàn)t的富余煤氣)、余熱(生產(chǎn)過程中廢氣或冷卻時(shí)回收的熱量)、余壓(高爐爐頂煤氣壓力或是生產(chǎn)過程中的蒸汽壓力)進(jìn)行二次或三次重復(fù)再利用創(chuàng)造了條件。上述富余煤氣、余熱和余壓統(tǒng)稱為余能,利用余能發(fā)電僅是對(duì)能源綜合利用的方式之一。落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),冶金生產(chǎn)把保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排工作結(jié)合起來,不僅可降低生產(chǎn)成本,更重要意義在于保護(hù)環(huán)境,社會(huì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)效益。近年來,山東冶金工業(yè)多座大型冶煉生產(chǎn)設(shè)備(1000m3以上高爐、100t以上轉(zhuǎn)爐、新型焦?fàn)t)的建成投產(chǎn),在能源綜合利用方面做了大量的、富有成效的工作,特別是高爐煤氣壓差(TRT)發(fā)電和高爐、轉(zhuǎn)爐和焦?fàn)t富余煤氣發(fā)電、轉(zhuǎn)爐余熱回收發(fā)電,使能源得到了充分利用。截2006年底,山東冶金行業(yè),有15個(gè)企業(yè)共建成發(fā)電機(jī)組59臺(tái),裝機(jī)總?cè)萘?30610kW。已投入運(yùn)行的53臺(tái),裝機(jī)容量736810kW。2006年的發(fā)電量222379萬kW•h,占用電總量的17.76%。2007年上半年又有4臺(tái)、裝機(jī)容量18800kW投入運(yùn)行,發(fā)電量還將會(huì)有進(jìn)一步提高。

2利用余能發(fā)電的機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)

2.1能源利用形式多樣化

目前已建成的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,能源利用形式有9種:1)燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電機(jī)組(CCPP)10臺(tái),裝機(jī)容量412000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?9.60%。2)富余煤氣發(fā)電機(jī)組20臺(tái),裝機(jī)容量154500kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?8.60%。多數(shù)鋼鐵和焦化企業(yè)采用富余煤氣、燃燒鍋爐蒸汽做功通過汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。3)高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組(TRT)12臺(tái),裝機(jī)容量107110kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?2.90%。4)燃煤發(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量84000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?0.11%。5)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量31000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.73%。6)焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量24000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.89%。7)焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量10000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.20%。8)煉鋼余熱發(fā)電機(jī)組1臺(tái),裝機(jī)容量6000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.72%。9)柴油發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量1000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.12%(山東鎂礦作為備用電源用)。

2.2裝機(jī)容量不斷增加

近幾年,大型生產(chǎn)設(shè)備的逐步建成和投產(chǎn),使冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余能大量增加,利用余能發(fā)電的條件更加充沛,余能利用方式呈現(xiàn)多樣性,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)高峰期。2004年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組150000kW,2006年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組多,達(dá)到427800kW,與2000年(15臺(tái),共72500kW)相比,發(fā)電機(jī)組和裝機(jī)容量分別增長2.53倍和8.16倍。

2.3單機(jī)容量不斷增大,能源利用方式擴(kuò)展

2001年前能源利用方式有4種,主要是高爐煤氣發(fā)電和燃煤發(fā)電,只有1臺(tái)干熄焦余熱發(fā)電;單機(jī)容量小的500kW,大的25000kW。當(dāng)時(shí)單機(jī)容量大的有:1)燃煤發(fā)電機(jī)組是山東鋁廠的1臺(tái)25000kW;2)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組是濟(jì)鋼的1臺(tái)6000kW;3)高爐煤氣發(fā)電機(jī)組是威海鑫山鐵廠的2臺(tái)3000kW發(fā)電機(jī)組。2001年后大機(jī)組建設(shè)和投入運(yùn)行逐漸增多,特別是從2004年起,建設(shè)速度加快,單機(jī)容量不斷增大,2001~2006年共建設(shè)發(fā)電機(jī)組44臺(tái),裝機(jī)容量758110kW,單機(jī)容量大達(dá)到50000kW。單機(jī)裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組共20臺(tái),裝機(jī)容量641000kW,占所建發(fā)電機(jī)組的比例分別為46.51%和84.55%。能源利用方式有了較大的改變,在原有4種利用方式的基礎(chǔ)上又增加了5種:燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP);高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT);焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電;焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電;轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電。

2.4單機(jī)容量多樣

單機(jī)容量發(fā)電機(jī)組共有17種類,具體情況如下:50000kW,3臺(tái);48000kW,4臺(tái);42000kW,2臺(tái);35000kW,1臺(tái);25000kW,7臺(tái);18000kW,2臺(tái);15000kW,3臺(tái);12000kW,4臺(tái);8000kW,5臺(tái);6800kW,2臺(tái);6000kW,8臺(tái);4350kW,1臺(tái);4160kW,1臺(tái);3000kW,8臺(tái);2000kW,5臺(tái);1500kW,5臺(tái);500kW,2臺(tái)。其中,單機(jī)容量6000kW和3000kW的分別是8臺(tái),為使用量多。2000年企業(yè)發(fā)電量過10000萬kW•h僅有2個(gè)單位,2006年企業(yè)發(fā)電量超過10000萬kW•h的有4個(gè)單位,其中濟(jì)鋼超過10億kW•h,萊鋼達(dá)到35555萬kW•h,山東鋁廠繼續(xù)保持30000kW•h。2006年15個(gè)企業(yè)的發(fā)用電比例達(dá)到17.76%,用電量和發(fā)電量分別增長2.03倍和2.37倍。有的企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了全部使用余能發(fā)電,并有少量外供,取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)電量超過用電量的企業(yè)有1個(gè),發(fā)、用電量比例達(dá)到139%;發(fā)、用電量比例達(dá)到60%以上的有3個(gè)單位,分別為69.90%、65.62%和64.34%;發(fā)、用電比例達(dá)到20%以上的單位有4個(gè),分別為28.59%、27.70%、27.18%和20.35%。有些企業(yè)的發(fā)電機(jī)組是2006年才投入運(yùn)行的,發(fā)電機(jī)組的潛能還沒有*發(fā)揮出來。通過余能發(fā)電機(jī)組的建設(shè),發(fā)電能力有了很大提高。在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)中,2000年用電總量413745萬kW•h,發(fā)電量66081萬kW•h,發(fā)、用電比例15.97%。2006年用電總量1252420萬kW•h,發(fā)電量222379萬kW•h,發(fā)、用電比例達(dá)到17.76%。預(yù)計(jì)2007年企業(yè)的發(fā)電量和發(fā)、用電比例都會(huì)有大的提高,將取得更加突出的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.5上網(wǎng)方式靈活

冶金企業(yè)利用余能發(fā)電,一方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排,使能源得到了多次重復(fù)利用,另一方面減少了電費(fèi)支出。各企業(yè)與當(dāng)?shù)毓╇姽镜拿芮泻献?實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)方式的靈活性和多樣性,有利于企業(yè)發(fā)電機(jī)組的高效運(yùn)行。有的采用自備電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部自用;有的采用公用電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部上網(wǎng),賣給當(dāng)?shù)毓╇姽?用電時(shí)按網(wǎng)上供電價(jià)格回購。

3問題及建議

山東冶金工業(yè)發(fā)電設(shè)備建設(shè)及運(yùn)行仍存在以下問題:

1)裝機(jī)小容量比例多。發(fā)電機(jī)組建設(shè)裝機(jī)容量的大小雖然與企業(yè)富余能源的多少有關(guān)聯(lián),但在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,小于10000kW的機(jī)組有37臺(tái),比例達(dá)到62.71%。

2)裝機(jī)品種多。在59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,有17種不同裝機(jī)容量的發(fā)電機(jī)組,裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組品種有8個(gè),10000kW以下的發(fā)電機(jī)組有9個(gè)。

3)發(fā)展不平衡。山東冶金各生產(chǎn)企業(yè)之間,利用余能發(fā)電,工作開展的不平衡,有的起步早,發(fā)電設(shè)備與生產(chǎn)設(shè)備同步建設(shè),生產(chǎn)設(shè)備投產(chǎn)時(shí),發(fā)電機(jī)組同步運(yùn)行;有的才剛起步。有的起點(diǎn)高,對(duì)富余能源集中利用,發(fā)電機(jī)組能力大,而有的企業(yè)發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)多,單機(jī)容量小。

4)建設(shè)項(xiàng)目審批難,發(fā)電上網(wǎng)費(fèi)用高。

針對(duì)存在的問題,提出如下建議:

1)國家有關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)能源綜合利用工作的支持力度。冶金企業(yè)對(duì)余能的再利用,是利國、利民,有利于全社會(huì)的事,有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,在余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)、運(yùn)行和上網(wǎng)工作中應(yīng)從政策上給予鼓勵(lì),在資金上給予支持。

2)企業(yè)在能源綜合利用工作上,應(yīng)做到統(tǒng)籌規(guī)劃,推廣高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT)和燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP)。在高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組建設(shè)過程中,青鋼利用2座500m3高爐,采用“二拖一”方式,一方面實(shí)現(xiàn)高爐煤氣壓差發(fā)電,另一方面使得發(fā)電機(jī)組相對(duì)較大。通過采用“二拖一”方式,使大發(fā)電機(jī)組所需的煤氣流量有了保障,使小容積的高爐采用TRT發(fā)電成為可能,有條件的企業(yè)應(yīng)當(dāng)借鑒。

3)在余熱回收利用方面,還有大量的工作可做,濟(jì)鋼實(shí)現(xiàn)了40t轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行,取得了很好的效果。目前省內(nèi)鋼鐵企業(yè)40t以上的轉(zhuǎn)爐相當(dāng)普遍,如果全部實(shí)現(xiàn)余熱回收發(fā)電,效益將是相當(dāng)可觀的。

4)加強(qiáng)企業(yè)間交流,增強(qiáng)信息溝通,不斷提高發(fā)電機(jī)組的管理水平和運(yùn)行質(zhì)量。

4結(jié)束語

通過這次對(duì)全省冶金企業(yè)余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況的調(diào)查,對(duì)目前冶金企業(yè)的發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況有了一個(gè)大致的了解。雖然參與調(diào)查的企業(yè)還不*,但也可以看出,冶金企業(yè)對(duì)余能發(fā)電工作還是非常重視的,特別是近幾年,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)和投入運(yùn)行的數(shù)量明顯加快,能源的利用方式更加多樣化。在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、做好環(huán)境保護(hù)工作方面,從節(jié)能減排入手,投入大,見效快,取得了明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)了社會(huì)和企業(yè)的雙贏。

固體電解質(zhì)脫氧是指利用氧離子導(dǎo)體滲透膜,把其置于不同氧勢的兩端之間組成閉合回路時(shí),氧離子會(huì)從高氧勢的一端向低氧勢的一端流動(dòng),脫除高氧勢端的氧,原理示意圖見圖1。固體電解質(zhì)脫氧的方式有兩種,一種是主動(dòng)的,依靠化學(xué)勢驅(qū)動(dòng);另一種是被動(dòng)的,依靠電場力驅(qū)動(dòng)。根據(jù)固體電解質(zhì)兩端驅(qū)動(dòng)氧方式的不同,可分為外加電勢法[2-4]、混合導(dǎo)體法[5-6]和濃差電池短路法[7-9]三種。

1.1外加電勢法

外加電勢法是在固體電解質(zhì)兩側(cè)施加定向外電勢,通過電場力和氧勢差的作用實(shí)現(xiàn)脫氧。在不超過固體電解質(zhì)極限電流的情況下,施加電勢越大,電流越大,脫氧也越快。根據(jù)外加電勢極性的不同可分兩種,其等效電路圖分別見圖2的(a)和(b)。圖中(a)是在外加電場作用下,氧離子克服固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的阻力,從低氧側(cè)遷移到高氧側(cè);而圖中(b)是在外加電場和固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的共同作用下,氧離子從高氧側(cè)遷移到低氧側(cè)。對(duì)于外加電勢法,選取的陽極物質(zhì)多為空氣,脫氧速度的控制少有兩種可能:在高氧濃度范圍和低外加電勢時(shí)是氧離子在固體電解質(zhì)中的傳遞;在低氧濃度范圍和高外加電勢時(shí)是金屬熔體中氧原子向金屬熔體-固體電解質(zhì)界面的擴(kuò)散。對(duì)于不同體系條件,氧濃度范圍或外加電勢范圍可能不同,在脫氧過程中控速環(huán)節(jié)可能是變化的。另外,耐火材料的分解及金屬熔體的再氧化對(duì)固體電解質(zhì)脫氧有較大的影響[4]。外加電勢法目前存在兩個(gè)問題:一是外加電勢太高或與熔體接觸的固體電解質(zhì)界面氧濃度很低時(shí)會(huì)導(dǎo)致固體電解質(zhì)在電流作用下離解;二是固體電解質(zhì)的電子導(dǎo)電性在溫度升高或在低氧分壓范圍內(nèi)時(shí)會(huì)顯著增大,將明顯降低電流效率。因此,提出了混合導(dǎo)體法脫氧。

1.2混合導(dǎo)體法

混合導(dǎo)體法[5-6]是利用滲透膜同時(shí)具有離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)的屬性,在陰、陽極兩側(cè)氧勢差的推動(dòng)下,僅通過滲透膜內(nèi)部的自由電子在電場作用下形成的短路實(shí)現(xiàn)脫氧,相當(dāng)于電池本身構(gòu)成一個(gè)回路。但是短路電流的存在減弱了阻礙氧離子在滲透膜中遷移的電場。固體電解質(zhì)一般都有一定的電子導(dǎo)電性[10],理論上可認(rèn)為都是離子和電子的混合導(dǎo)體,只不過電子導(dǎo)電大小不同而已。相對(duì)于外加電勢法,混合導(dǎo)體法的脫氧速率要慢得多。原因在于混合導(dǎo)體法中,氧離子通過電解質(zhì)的遷移必伴隨著等量而方向相反的電子遷移來維持電中性,而電解質(zhì)中殘存的電子導(dǎo)電性僅相當(dāng)于離子導(dǎo)電的一小部分(約1/10),致使脫氧速率較慢。因此有研究者[6]認(rèn)為,混合導(dǎo)體法脫氧控速環(huán)節(jié)是電子在電解質(zhì)中的傳遞。另外,電解質(zhì)電子電導(dǎo)率隨溫度下降呈指數(shù)衰減,不適宜用于低溫熔體中。

1.3濃差電池短路法

針對(duì)以上利用固體電解質(zhì)脫氧方法的不足之處,一種全新的脫氧方法—─濃差電池短路法[7-9]應(yīng)運(yùn)而生。該方法操作簡便易行,提高了利用固體電解質(zhì)功能材料進(jìn)行脫氧的效率。圖3示出了此脫氧方法的原理。當(dāng)脫氧體浸入金屬液后,在氧位差的推動(dòng)下,金屬液中的氧會(huì)以離子形態(tài)穿過固體電解質(zhì)半透膜,并與后者內(nèi)含的脫氧劑結(jié)合,從而達(dá)到脫氧的目的。由于反應(yīng)產(chǎn)物不在鋼液內(nèi)生成,解決了以前脫氧劑所帶來的污染問題。不過,在此脫氧過程中,固體電解質(zhì)的外表面(與金屬液接觸的界面)會(huì)積累正電荷,而內(nèi)表面(與脫氧劑接觸的界面)則積累負(fù)電荷,它們將形成一個(gè)電場并阻礙氧離子的繼續(xù)遷移。如果不能及時(shí)消除這種電荷的積累并破壞形成的電場,脫氧過程就無法繼續(xù)進(jìn)行。高溫電子導(dǎo)電材料的存在解決了這一問題。高溫電子導(dǎo)電材料不但有封堵脫氧體填料口的功能,同時(shí)也把固體電解質(zhì)脫氧劑界面所積累的自由電子傳遞到鋼液-固體電解質(zhì)界面,使兩個(gè)界面所積累的電荷中和,從而保證了脫氧過程繼續(xù)進(jìn)行,直脫氧反應(yīng)達(dá)到平衡[11]。濃差電池短路脫氧選取的陽極物質(zhì)是H2、CO等還原性氣體、碳和金屬Al等物質(zhì),以提供低氧勢。控速環(huán)節(jié)多為電路中的總電阻大小和氧在金屬熔體中的擴(kuò)散。隨氧濃度的不斷降低,控速環(huán)節(jié)也有變化,可采取相應(yīng)措施改善脫氧動(dòng)力學(xué)條件。與其它脫氧方法相比,這種無夾雜物的脫氧方法具有許多優(yōu)點(diǎn):不產(chǎn)生任何氣體及氧化物夾雜,并且使用簡單方便。隨著固體電解質(zhì)技術(shù)的發(fā)展和再生技術(shù)的運(yùn)用,此方法的成本將不斷降低。目前濃差電池短路法的研究重點(diǎn):新型固體電解質(zhì)功能材料的開發(fā)、脫氧體加入方式的改進(jìn)以及脫氧體內(nèi)采用新脫氧劑等。盡管這些方法克服了固體電解質(zhì)外加電場法某些方面的不足,從氧滲透膜脫氧的實(shí)際要求來看,上述的脫氧方法仍嫌復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高。它們有一個(gè)共同的特點(diǎn),全都依賴固體電解質(zhì)。為了克服上述問題,考慮到氧化鋯固體電解質(zhì)在固態(tài)時(shí)所呈現(xiàn)的氧離子導(dǎo)電性,研究能否用液態(tài)的氧離子異體代替固體電解質(zhì)。

2渣-金屬間外加電場無污染脫氧

熔渣也是一種具有離子導(dǎo)電特性的電解質(zhì),它含有氧離子、各類金屬陽離子以及不同的復(fù)合離子團(tuán)。根據(jù)固體電解質(zhì)外加電場法脫氧的原理,如果能夠找到一種氧離子遷移為主體的熔渣,則可用這種熔渣代替固體電解質(zhì)作為反應(yīng)的中介,以其作為金屬液中溶解氧向外傳輸?shù)?ldquo;通道”。在金屬熔體與覆蓋于其上的熔渣之間施加定向直流電場(見圖4),可控制氧離子在熔渣體系中的傳導(dǎo)方向和速度。由于熔渣是以液態(tài)的形式存在,更易于離子的遷移,因此從理論上,*可以實(shí)現(xiàn)比固體電解質(zhì)電解脫氧更理想的脫氧效果[12-13]。根據(jù)電化學(xué)原理,步驟(2)使金屬-爐渣界面積累正電荷,步驟(4)使?fàn)t渣/石墨電極的接觸界面積累負(fù)電荷,如果不消除這些積累的電荷,就會(huì)形成一個(gè)電場,將阻礙氧離子的進(jìn)一步遷移,終導(dǎo)致脫氧過程的停止。而反向外加電場的施加,即可消除或者減小這個(gè)阻礙電場,使氧離子不斷向渣相遷移,直到陽極發(fā)生反應(yīng)生成CO氣體,脫離反應(yīng)體系為止。不難看出,用液態(tài)爐渣代替昂貴的固體電解質(zhì),克服了采用氧化鋯類固體電解質(zhì)或相關(guān)功能陶瓷造成的成本過高的問題。液態(tài)爐渣是金屬熔體好的保護(hù)層,它既可以防止金屬的二次氧化,又可以起到保溫作用。金屬熔體內(nèi)的氧位、脫氧速度及強(qiáng)度可通過調(diào)節(jié)外加電勢來控制。從以上分析可以看出,渣-金屬間外加電場脫氧技術(shù)具有工業(yè)化應(yīng)用的前景。目前,己在實(shí)驗(yàn)室開展了相關(guān)研究,取得了一定的結(jié)果。

3結(jié)語

利用氧離子傳導(dǎo)電解質(zhì)材料進(jìn)行脫氧,反應(yīng)過程中可將還原劑(或陽極物質(zhì))與被脫氧(還原)的物質(zhì)隔離開,避免了被脫氧物質(zhì)的污染。渣-金間外加直流電場脫氧的方法避免了對(duì)金屬液的污染,而且不受固體電解質(zhì)的限制,成本比較低廉,因而這是生產(chǎn)潔凈金屬或?qū)饘俸趿窟M(jìn)行調(diào)整的好方法。在冶金工業(yè)上,它可以作為一種獨(dú)立的精煉手段,也適合與后續(xù)的連鑄加工設(shè)備配合使用,還可應(yīng)用于其他相關(guān)金屬熔體的脫氧過程,因此,渣-金間外加電場脫氧技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。但是爐渣畢竟不同于固體電解質(zhì),要真正起到和固體電解質(zhì)相類似的作用,而且能夠應(yīng)用到實(shí)際的冶金生產(chǎn)中,還需要進(jìn)行大量的理論和實(shí)驗(yàn)工作。

balluffBES-113-356-SA6-PU-03
balluffBES 113-356-SA 31-S 4
balluffBCC M425-0000-1A-008-PX0434-050
balluffBTL5-E10-M2000-B-S32
balluffBAW R06AC-UAF20B-S49G
balluffBTL5-H114-M0200-B-S94
balluffBTL5-T110-M0800-B-S103
balluffBTL5-E10-M0150-B-KA05
balluffBNS 819-B03-D12-61-12-10FES80S
balluffBTL7-G110-M0050-B-KA05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL5-T110-M1110-B-S103
balluffBTL5-S172-M0100-P-S 32
balluffBTL5-T110-M0200-P-S103
balluffBTL5-S177B-M0100-P-KA05
balluffBTL5-A11-M0100-J-DEXB-K10
balluffBTL-P-1012-4R，12mm
balluffBTL5-E10-M0500-B-KA10
balluffBTL5-E10-M0900-B-KA10
balluffBTL5-P1-M2500-B-KA15
balluffBOS 26K-PA-1HC-S 4-C
balluffBTL5-E10-M0650-P-S32
balluffBNS 816-B03-PA-12-612-11
balluffBNS 816-B04-PA-12-602-11
balluffBTL5-S172-M1200-P-S32
balluffBTL5-S172-M0750-P-S32
balluffBTL5-S172-M1900-P-S32
balluffBTL5-S172-M1650-P-S32
balluffBTL5-E17-M0300-K-SR32
balluffBTL5-E17-M0150-K-SR32
balluffBTL5-E17-M0100-K-SR32
balluffBTL5-S173-M0200-P-S32
balluffBTL5-E10-M2000-B-S32
balluffBTL5-E10-M0250-P-KA05
balluffBTL5-E10-M0800-P-KA05
balluffBTL5-E10-M0125-K-SR32
balluffBES-113-356-SA6-PU-03
balluffBGL 120A-001-S49
balluffBES M18MI-PSC80B-BV02
balluffBOS 26K-PA-1QE-S 4-C
balluffBTL5-E10-M0155-B-KA05
balluffBTL5-E10-M0250-K-K05
balluffBES 517-139-M5-H
balluffBES 516-300-S 266-S 4
balluffBOS 25K-5-B5-02
balluffBOS R-1
balluffBLE 18M-PO-1P-E5-C-S 4
balluffBLS 18M-XX-1P-E5-L-S 4
balluffBMF 32M-PS-C-2-S 4
balluffBTL5-E17-M0900-B-KA05
balluffBTL5-A11-M0360-P-S32
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G
balluffBES 516-325-G-E5-C-S4
balluffBLS 18M-XX-1P-E5-L-S 4
balluffBES R01ZC-PAC70B-BP00 2-GS04
balluffBLE 18M-PO-1P-E5-C-S 4
balluffBES M12M1-PSC40B-S04G
balluffBOS 18M-PA-LR10-S4
balluffBOS 18M-PS-1RD-E5-C-S 4
balluffBDG 6360-1-05-1024-65
balluffBES M12MI-NSC408-BV02
balluffBOS R-10
balluffBOS 26K-PA-1QE-S 4-C
balluffBES Q08ZC-PSC20B-S49G
balluffBKS-S33M-05
balluffBTL5-E10-M0360-P-S32
balluffBTL5-E17-M0300-K-K02
balluffBKS-S138-PU-05
balluffBNS 816-B02-PA-12-610-11
balluffBTL5-E10-M0100-K-SR32
balluffBES M18MI-PSC50B-S04K
balluffBTL6-E500-M1300-PF-S115
balluffBOS 25K-5-C90-P-S 4
balluffBES 516-131-S4-C
balluffBTL5-A11-M0400-B-S32
balluffBTL6-A110-M0500-A1-S115
balluffBES 516-131-S4-C
balluffBTL7-E100-M2000-B-S32
balluffBTL7-E100-M2500-B-S32
balluffBTL5-T110-M0900-P-S103
balluffBTL5-T110-M0450-P-S103
balluffBTL5-C10-M0100-B-S32
balluffBTL5-E17-M0075-K-SR32
balluffBDG 6360-2-10-30-W170-2500-65
balluffBTL5-E10-M0100-K-SA259-K15
balluffBES516-324-SA26-05
balluffBTL7-E100-M0150-B-S32
balluffBTL5-E10-M0370-P-KA05
balluffBTL5-P-5500-2
balluffBES M18MI-PSC80B-BV02
balluffBTL5-A11-M0200-P-KA05
balluffBGL 30A-003-S49
balluffBTL5-P-3800-2
balluffBTL5-E10-M0850-P-S32
balluffBTL5-E10-M0400-P-S32
balluffBKS-S33M-10
balluffBES M18MI-PSC50B-S04K
balluffBTL5-C10-M1000-P-S32
balluffBTL5-P-5500-2
balluffBTL5-E17-M0500-P-S32
balluff80002075 ,BKSS33M-10
balluff117415,BTL5-P1-M0500-P-S 32
balluffBTL5-E10-M0200-K-SR32
balluffBTL5-P-3800-2
balluffBTL5-E10-M0850-P-S32
balluffBTL5-E10-M0400-P-S32

冶金工業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)是高能源消耗、高熱量產(chǎn)生,存在著大量的富余能源排放和流失,嚴(yán)重污染環(huán)境,造成能源浪費(fèi)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,冶金生產(chǎn)設(shè)備的大型化、現(xiàn)代化為冶金工業(yè)對(duì)富余煤氣(高爐、轉(zhuǎn)爐或焦?fàn)t的富余煤氣)、余熱(生產(chǎn)過程中廢氣或冷卻時(shí)回收的熱量)、余壓(高爐爐頂煤氣壓力或是生產(chǎn)過程中的蒸汽壓力)進(jìn)行二次或三次重復(fù)再利用創(chuàng)造了條件。上述富余煤氣、余熱和余壓統(tǒng)稱為余能,利用余能發(fā)電僅是對(duì)能源綜合利用的方式之一。落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),冶金生產(chǎn)把保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排工作結(jié)合起來,不僅可降低生產(chǎn)成本,更重要意義在于保護(hù)環(huán)境,社會(huì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)效益。近年來,山東冶金工業(yè)多座大型冶煉生產(chǎn)設(shè)備(1000m3以上高爐、100t以上轉(zhuǎn)爐、新型焦?fàn)t)的建成投產(chǎn),在能源綜合利用方面做了大量的、富有成效的工作,特別是高爐煤氣壓差(TRT)發(fā)電和高爐、轉(zhuǎn)爐和焦?fàn)t富余煤氣發(fā)電、轉(zhuǎn)爐余熱回收發(fā)電,使能源得到了充分利用。截2006年底,山東冶金行業(yè),有15個(gè)企業(yè)共建成發(fā)電機(jī)組59臺(tái),裝機(jī)總?cè)萘?30610kW。已投入運(yùn)行的53臺(tái),裝機(jī)容量736810kW。2006年的發(fā)電量222379萬kW•h,占用電總量的17.76%。2007年上半年又有4臺(tái)、裝機(jī)容量18800kW投入運(yùn)行,發(fā)電量還將會(huì)有進(jìn)一步提高。

2利用余能發(fā)電的機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)

2.1能源利用形式多樣化

目前已建成的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,能源利用形式有9種:1)燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電機(jī)組(CCPP)10臺(tái),裝機(jī)容量412000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?9.60%。2)富余煤氣發(fā)電機(jī)組20臺(tái),裝機(jī)容量154500kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?8.60%。多數(shù)鋼鐵和焦化企業(yè)采用富余煤氣、燃燒鍋爐蒸汽做功通過汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。3)高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組(TRT)12臺(tái),裝機(jī)容量107110kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?2.90%。4)燃煤發(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量84000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?0.11%。5)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量31000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.73%。6)焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量24000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.89%。7)焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量10000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.20%。8)煉鋼余熱發(fā)電機(jī)組1臺(tái),裝機(jī)容量6000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.72%。9)柴油發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量1000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.12%(山東鎂礦作為備用電源用)。

2.2裝機(jī)容量不斷增加

近幾年,大型生產(chǎn)設(shè)備的逐步建成和投產(chǎn),使冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余能大量增加,利用余能發(fā)電的條件更加充沛,余能利用方式呈現(xiàn)多樣性,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)高峰期。2004年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組150000kW,2006年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組多,達(dá)到427800kW,與2000年(15臺(tái),共72500kW)相比,發(fā)電機(jī)組和裝機(jī)容量分別增長2.53倍和8.16倍。

2.3單機(jī)容量不斷增大,能源利用方式擴(kuò)展

2001年前能源利用方式有4種,主要是高爐煤氣發(fā)電和燃煤發(fā)電,只有1臺(tái)干熄焦余熱發(fā)電;單機(jī)容量小的500kW,大的25000kW。當(dāng)時(shí)單機(jī)容量大的有:1)燃煤發(fā)電機(jī)組是山東鋁廠的1臺(tái)25000kW;2)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組是濟(jì)鋼的1臺(tái)6000kW;3)高爐煤氣發(fā)電機(jī)組是威海鑫山鐵廠的2臺(tái)3000kW發(fā)電機(jī)組。2001年后大機(jī)組建設(shè)和投入運(yùn)行逐漸增多,特別是從2004年起,建設(shè)速度加快,單機(jī)容量不斷增大,2001~2006年共建設(shè)發(fā)電機(jī)組44臺(tái),裝機(jī)容量758110kW,單機(jī)容量大達(dá)到50000kW。單機(jī)裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組共20臺(tái),裝機(jī)容量641000kW,占所建發(fā)電機(jī)組的比例分別為46.51%和84.55%。能源利用方式有了較大的改變,在原有4種利用方式的基礎(chǔ)上又增加了5種:燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP);高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT);焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電;焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電;轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電。

2.4單機(jī)容量多樣

單機(jī)容量發(fā)電機(jī)組共有17種類,具體情況如下:50000kW,3臺(tái);48000kW,4臺(tái);42000kW,2臺(tái);35000kW,1臺(tái);25000kW,7臺(tái);18000kW,2臺(tái);15000kW,3臺(tái);12000kW,4臺(tái);8000kW,5臺(tái);6800kW,2臺(tái);6000kW,8臺(tái);4350kW,1臺(tái);4160kW,1臺(tái);3000kW,8臺(tái);2000kW,5臺(tái);1500kW,5臺(tái);500kW,2臺(tái)。其中,單機(jī)容量6000kW和3000kW的分別是8臺(tái),為使用量多。2000年企業(yè)發(fā)電量過10000萬kW•h僅有2個(gè)單位,2006年企業(yè)發(fā)電量超過10000萬kW•h的有4個(gè)單位,其中濟(jì)鋼超過10億kW•h,萊鋼達(dá)到35555萬kW•h,山東鋁廠繼續(xù)保持30000kW•h。2006年15個(gè)企業(yè)的發(fā)用電比例達(dá)到17.76%,用電量和發(fā)電量分別增長2.03倍和2.37倍。有的企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了全部使用余能發(fā)電,并有少量外供,取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)電量超過用電量的企業(yè)有1個(gè),發(fā)、用電量比例達(dá)到139%;發(fā)、用電量比例達(dá)到60%以上的有3個(gè)單位,分別為69.90%、65.62%和64.34%;發(fā)、用電比例達(dá)到20%以上的單位有4個(gè),分別為28.59%、27.70%、27.18%和20.35%。有些企業(yè)的發(fā)電機(jī)組是2006年才投入運(yùn)行的,發(fā)電機(jī)組的潛能還沒有*發(fā)揮出來。通過余能發(fā)電機(jī)組的建設(shè),發(fā)電能力有了很大提高。在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)中,2000年用電總量413745萬kW•h,發(fā)電量66081萬kW•h,發(fā)、用電比例15.97%。2006年用電總量1252420萬kW•h,發(fā)電量222379萬kW•h,發(fā)、用電比例達(dá)到17.76%。預(yù)計(jì)2007年企業(yè)的發(fā)電量和發(fā)、用電比例都會(huì)有大的提高,將取得更加突出的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.5上網(wǎng)方式靈活

冶金企業(yè)利用余能發(fā)電,一方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排,使能源得到了多次重復(fù)利用,另一方面減少了電費(fèi)支出。各企業(yè)與當(dāng)?shù)毓╇姽镜拿芮泻献?實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)方式的靈活性和多樣性,有利于企業(yè)發(fā)電機(jī)組的高效運(yùn)行。有的采用自備電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部自用;有的采用公用電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部上網(wǎng),賣給當(dāng)?shù)毓╇姽?用電時(shí)按網(wǎng)上供電價(jià)格回購。

3問題及建議

山東冶金工業(yè)發(fā)電設(shè)備建設(shè)及運(yùn)行仍存在以下問題:

1)裝機(jī)小容量比例多。發(fā)電機(jī)組建設(shè)裝機(jī)容量的大小雖然與企業(yè)富余能源的多少有關(guān)聯(lián),但在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,小于10000kW的機(jī)組有37臺(tái),比例達(dá)到62.71%。

2)裝機(jī)品種多。在59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,有17種不同裝機(jī)容量的發(fā)電機(jī)組,裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組品種有8個(gè),10000kW以下的發(fā)電機(jī)組有9個(gè)。

3)發(fā)展不平衡。山東冶金各生產(chǎn)企業(yè)之間,利用余能發(fā)電,工作開展的不平衡,有的起步早,發(fā)電設(shè)備與生產(chǎn)設(shè)備同步建設(shè),生產(chǎn)設(shè)備投產(chǎn)時(shí),發(fā)電機(jī)組同步運(yùn)行;有的才剛起步。有的起點(diǎn)高,對(duì)富余能源集中利用,發(fā)電機(jī)組能力大,而有的企業(yè)發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)多,單機(jī)容量小。

4)建設(shè)項(xiàng)目審批難,發(fā)電上網(wǎng)費(fèi)用高。

針對(duì)存在的問題,提出如下建議:

1)國家有關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)能源綜合利用工作的支持力度。冶金企業(yè)對(duì)余能的再利用,是利國、利民,有利于全社會(huì)的事,有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,在余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)、運(yùn)行和上網(wǎng)工作中應(yīng)從政策上給予鼓勵(lì),在資金上給予支持。

2)企業(yè)在能源綜合利用工作上,應(yīng)做到統(tǒng)籌規(guī)劃,推廣高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT)和燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP)。在高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組建設(shè)過程中,青鋼利用2座500m3高爐,采用“二拖一”方式,一方面實(shí)現(xiàn)高爐煤氣壓差發(fā)電,另一方面使得發(fā)電機(jī)組相對(duì)較大。通過采用“二拖一”方式,使大發(fā)電機(jī)組所需的煤氣流量有了保障,使小容積的高爐采用TRT發(fā)電成為可能,有條件的企業(yè)應(yīng)當(dāng)借鑒。

3)在余熱回收利用方面,還有大量的工作可做,濟(jì)鋼實(shí)現(xiàn)了40t轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行,取得了很好的效果。目前省內(nèi)鋼鐵企業(yè)40t以上的轉(zhuǎn)爐相當(dāng)普遍,如果全部實(shí)現(xiàn)余熱回收發(fā)電,效益將是相當(dāng)可觀的。

4)加強(qiáng)企業(yè)間交流,增強(qiáng)信息溝通,不斷提高發(fā)電機(jī)組的管理水平和運(yùn)行質(zhì)量。

4結(jié)束語

通過這次對(duì)全省冶金企業(yè)余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況的調(diào)查,對(duì)目前冶金企業(yè)的發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況有了一個(gè)大致的了解。雖然參與調(diào)查的企業(yè)還不*,但也可以看出,冶金企業(yè)對(duì)余能發(fā)電工作還是非常重視的,特別是近幾年,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)和投入運(yùn)行的數(shù)量明顯加快,能源的利用方式更加多樣化。在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、做好環(huán)境保護(hù)工作方面,從節(jié)能減排入手,投入大,見效快,取得了明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)了社會(huì)和企業(yè)的雙贏。

固體電解質(zhì)脫氧是指利用氧離子導(dǎo)體滲透膜,把其置于不同氧勢的兩端之間組成閉合回路時(shí),氧離子會(huì)從高氧勢的一端向低氧勢的一端流動(dòng),脫除高氧勢端的氧,原理示意圖見圖1。固體電解質(zhì)脫氧的方式有兩種,一種是主動(dòng)的,依靠化學(xué)勢驅(qū)動(dòng);另一種是被動(dòng)的,依靠電場力驅(qū)動(dòng)。根據(jù)固體電解質(zhì)兩端驅(qū)動(dòng)氧方式的不同,可分為外加電勢法[2-4]、混合導(dǎo)體法[5-6]和濃差電池短路法[7-9]三種。

1.1外加電勢法

外加電勢法是在固體電解質(zhì)兩側(cè)施加定向外電勢,通過電場力和氧勢差的作用實(shí)現(xiàn)脫氧。在不超過固體電解質(zhì)極限電流的情況下,施加電勢越大,電流越大,脫氧也越快。根據(jù)外加電勢極性的不同可分兩種,其等效電路圖分別見圖2的(a)和(b)。圖中(a)是在外加電場作用下,氧離子克服固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的阻力,從低氧側(cè)遷移到高氧側(cè);而圖中(b)是在外加電場和固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的共同作用下,氧離子從高氧側(cè)遷移到低氧側(cè)。對(duì)于外加電勢法,選取的陽極物質(zhì)多為空氣,脫氧速度的控制少有兩種可能:在高氧濃度范圍和低外加電勢時(shí)是氧離子在固體電解質(zhì)中的傳遞;在低氧濃度范圍和高外加電勢時(shí)是金屬熔體中氧原子向金屬熔體-固體電解質(zhì)界面的擴(kuò)散。對(duì)于不同體系條件,氧濃度范圍或外加電勢范圍可能不同,在脫氧過程中控速環(huán)節(jié)可能是變化的。另外,耐火材料的分解及金屬熔體的再氧化對(duì)固體電解質(zhì)脫氧有較大的影響[4]。外加電勢法目前存在兩個(gè)問題:一是外加電勢太高或與熔體接觸的固體電解質(zhì)界面氧濃度很低時(shí)會(huì)導(dǎo)致固體電解質(zhì)在電流作用下離解;二是固體電解質(zhì)的電子導(dǎo)電性在溫度升高或在低氧分壓范圍內(nèi)時(shí)會(huì)顯著增大,將明顯降低電流效率。因此,提出了混合導(dǎo)體法脫氧。

1.2混合導(dǎo)體法

混合導(dǎo)體法[5-6]是利用滲透膜同時(shí)具有離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)的屬性,在陰、陽極兩側(cè)氧勢差的推動(dòng)下,僅通過滲透膜內(nèi)部的自由電子在電場作用下形成的短路實(shí)現(xiàn)脫氧,相當(dāng)于電池本身構(gòu)成一個(gè)回路。但是短路電流的存在減弱了阻礙氧離子在滲透膜中遷移的電場。固體電解質(zhì)一般都有一定的電子導(dǎo)電性[10],理論上可認(rèn)為都是離子和電子的混合導(dǎo)體,只不過電子導(dǎo)電大小不同而已。相對(duì)于外加電勢法,混合導(dǎo)體法的脫氧速率要慢得多。原因在于混合導(dǎo)體法中,氧離子通過電解質(zhì)的遷移必伴隨著等量而方向相反的電子遷移來維持電中性,而電解質(zhì)中殘存的電子導(dǎo)電性僅相當(dāng)于離子導(dǎo)電的一小部分(約1/10),致使脫氧速率較慢。因此有研究者[6]認(rèn)為,混合導(dǎo)體法脫氧控速環(huán)節(jié)是電子在電解質(zhì)中的傳遞。另外,電解質(zhì)電子電導(dǎo)率隨溫度下降呈指數(shù)衰減,不適宜用于低溫熔體中。

1.3濃差電池短路法

針對(duì)以上利用固體電解質(zhì)脫氧方法的不足之處,一種全新的脫氧方法—─濃差電池短路法[7-9]應(yīng)運(yùn)而生。該方法操作簡便易行,提高了利用固體電解質(zhì)功能材料進(jìn)行脫氧的效率。圖3示出了此脫氧方法的原理。當(dāng)脫氧體浸入金屬液后,在氧位差的推動(dòng)下,金屬液中的氧會(huì)以離子形態(tài)穿過固體電解質(zhì)半透膜,并與后者內(nèi)含的脫氧劑結(jié)合,從而達(dá)到脫氧的目的。由于反應(yīng)產(chǎn)物不在鋼液內(nèi)生成,解決了以前脫氧劑所帶來的污染問題。不過,在此脫氧過程中,固體電解質(zhì)的外表面(與金屬液接觸的界面)會(huì)積累正電荷,而內(nèi)表面(與脫氧劑接觸的界面)則積累負(fù)電荷,它們將形成一個(gè)電場并阻礙氧離子的繼續(xù)遷移。如果不能及時(shí)消除這種電荷的積累并破壞形成的電場,脫氧過程就無法繼續(xù)進(jìn)行。高溫電子導(dǎo)電材料的存在解決了這一問題。高溫電子導(dǎo)電材料不但有封堵脫氧體填料口的功能,同時(shí)也把固體電解質(zhì)脫氧劑界面所積累的自由電子傳遞到鋼液-固體電解質(zhì)界面,使兩個(gè)界面所積累的電荷中和,從而保證了脫氧過程繼續(xù)進(jìn)行,直脫氧反應(yīng)達(dá)到平衡[11]。濃差電池短路脫氧選取的陽極物質(zhì)是H2、CO等還原性氣體、碳和金屬Al等物質(zhì),以提供低氧勢?？厮侪h(huán)節(jié)多為電路中的總電阻大小和氧在金屬熔體中的擴(kuò)散。隨氧濃度的不斷降低,控速環(huán)節(jié)也有變化,可采取相應(yīng)措施改善脫氧動(dòng)力學(xué)條件。與其它脫氧方法相比,這種無夾雜物的脫氧方法具有許多優(yōu)點(diǎn):不產(chǎn)生任何氣體及氧化物夾雜,并且使用簡單方便。隨著固體電解質(zhì)技術(shù)的發(fā)展和再生技術(shù)的運(yùn)用,此方法的成本將不斷降低。目前濃差電池短路法的研究重點(diǎn):新型固體電解質(zhì)功能材料的開發(fā)、脫氧體加入方式的改進(jìn)以及脫氧體內(nèi)采用新脫氧劑等。盡管這些方法克服了固體電解質(zhì)外加電場法某些方面的不足,從氧滲透膜脫氧的實(shí)際要求來看,上述的脫氧方法仍嫌復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高。它們有一個(gè)共同的特點(diǎn),全都依賴固體電解質(zhì)。為了克服上述問題,考慮到氧化鋯固體電解質(zhì)在固態(tài)時(shí)所呈現(xiàn)的氧離子導(dǎo)電性,研究能否用液態(tài)的氧離子異體代替固體電解質(zhì)。

2渣-金屬間外加電場無污染脫氧

熔渣也是一種具有離子導(dǎo)電特性的電解質(zhì),它含有氧離子、各類金屬陽離子以及不同的復(fù)合離子團(tuán)。根據(jù)固體電解質(zhì)外加電場法脫氧的原理,如果能夠找到一種氧離子遷移為主體的熔渣,則可用這種熔渣代替固體電解質(zhì)作為反應(yīng)的中介,以其作為金屬液中溶解氧向外傳輸?shù)?ldquo;通道”。在金屬熔體與覆蓋于其上的熔渣之間施加定向直流電場(見圖4),可控制氧離子在熔渣體系中的傳導(dǎo)方向和速度。由于熔渣是以液態(tài)的形式存在,更易于離子的遷移,因此從理論上,*可以實(shí)現(xiàn)比固體電解質(zhì)電解脫氧更理想的脫氧效果[12-13]。根據(jù)電化學(xué)原理,步驟(2)使金屬-爐渣界面積累正電荷,步驟(4)使?fàn)t渣/石墨電極的接觸界面積累負(fù)電荷,如果不消除這些積累的電荷,就會(huì)形成一個(gè)電場,將阻礙氧離子的進(jìn)一步遷移,終導(dǎo)致脫氧過程的停止。而反向外加電場的施加,即可消除或者減小這個(gè)阻礙電場,使氧離子不斷向渣相遷移,直到陽極發(fā)生反應(yīng)生成CO氣體,脫離反應(yīng)體系為止。不難看出,用液態(tài)爐渣代替昂貴的固體電解質(zhì),克服了采用氧化鋯類固體電解質(zhì)或相關(guān)功能陶瓷造成的成本過高的問題。液態(tài)爐渣是金屬熔體好的保護(hù)層,它既可以防止金屬的二次氧化,又可以起到保溫作用。金屬熔體內(nèi)的氧位、脫氧速度及強(qiáng)度可通過調(diào)節(jié)外加電勢來控制。從以上分析可以看出,渣-金屬間外加電場脫氧技術(shù)具有工業(yè)化應(yīng)用的前景。目前,己在實(shí)驗(yàn)室開展了相關(guān)研究,取得了一定的結(jié)果。

3結(jié)語

利用氧離子傳導(dǎo)電解質(zhì)材料進(jìn)行脫氧,反應(yīng)過程中可將還原劑(或陽極物質(zhì))與被脫氧(還原)的物質(zhì)隔離開,避免了被脫氧物質(zhì)的污染。渣-金間外加直流電場脫氧的方法避免了對(duì)金屬液的污染,而且不受固體電解質(zhì)的限制,成本比較低廉,因而這是生產(chǎn)潔凈金屬或?qū)饘俸趿窟M(jìn)行調(diào)整的好方法。在冶金工業(yè)上,它可以作為一種獨(dú)立的精煉手段,也適合與后續(xù)的連鑄加工設(shè)備配合使用,還可應(yīng)用于其他相關(guān)金屬熔體的脫氧過程,因此,渣-金間外加電場脫氧技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。但是爐渣畢竟不同于固體電解質(zhì),要真正起到和固體電解質(zhì)相類似的作用,而且能夠應(yīng)用到實(shí)際的冶金生產(chǎn)中,還需要進(jìn)行大量的理論和實(shí)驗(yàn)工作。

balluffBKS-S33M-10
balluffBOS 5 HW3, id:136864
balluffBTL5-A11-M0100-P-S 32, id: 117310
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G，id: 157727
balluffBOS 5K-PS-IX10-S75,id: 135578
balluffBES 516-3007-E5-C-S 49
balluffBTL5-E17-M0200-K-K02
balluffBTL5-E17-M0150-K-K02
balluffBTL5-E10-M0150-P-S32
balluffBTL5-E17-M0300-K-K02
balluffBES 516-326-E5-C-S 4, id: 120040
balluffBES M18MG-USC70B-BV05， id:142780
balluffBLS 18M-XX-1P-E5-L-S 4, id: 141360
balluffBES 516-114-S 4-C，id: 552209
balluffBES M30MI-PSC10B-S04K，id: 127337
balluffBES 516-327-S 4-W, id: 126762
balluffBMS RS-M-D12-0150-00
balluffBMS CS-M-D12-ID18-01
balluffBES M18MI-PSC80B-S04G
balluffBMS CS-M-D12-IZ
balluffBLE 18M-PO-1P-E5-C-S 4
balluffBMS CU-M-D12-A040-00
balluffBLS 18M-XX-1P-E5-L-S 4
balluffBTL5-A11-M0100-P-KA05
balluffBTL5-E10-M0125-K-SR32
balluffBTL5-E17-M0150-K-K02
balluffBTL5-E17-M0200-K-K02
balluffBES516-324-E4-C-S4-00 5
balluffBSE 44 0-RK
balluffBMS CS-M-D12-IZ
balluffBLS 18M-XX-1P-E5-L-S 4
balluffBMS CU-M-D12-A040-00
balluffBES 516-325-G-E4-C-03
balluffBES M18MI-PSC80B-S04G
balluffBMS RS-M-D12-0150-00
balluffBMS CS-M-D12-ID18-01
balluffBLE 18M-PO-1P-E5-C-S 4
balluffBOS 18M-PS-1XB-E5-C-S4
balluffBOS 18M-PA-1QB-E5-C-S4
balluffBESM12MI-PSC20B-S04G
balluffBES 516-325-S4-CW
balluffBES 516-326-S4-CW
balluffBES 516-114-S 4-C
balluffBTL5-E10-M0500-K-SR32,82682
balluffBNS 813-B03-D12-61-A-12-03
balluffBTL5-E17-M1100-K-K05
balluffBTL-P-1013-4R
balluffBTL7-G110-M0060-B-KA05
balluffBTL7-G110-M0050-B-KA05
balluffBLE 18M-PO-1P-E5-C-S 4
balluffBES M12MI-PSC40B-S04G，id: 157727
balluffBES M18MI-PSC80B-S04G
balluffBES Q40KFU-PAC20B-S04G
balluffBES M18MI-PSC80B-S04K
balluffBLS 18M-XX-1P-E5-L-S 4, id: 141360
balluffBES M18MI-PSC80B-BV02
balluffBTL5-S171-M0100-P-KA05
balluffBTL5-E10-M0100-B-S 32
balluffBGL 50A-001-S 49
balluffBTL5-E17-M0060-B-KA05

恍然發(fā)現(xiàn)BALLUFF傳感器BTL2-GS10-0200-A

恍然發(fā)現(xiàn)BALLUFF傳感器BTL2-GS10-0200-A

冶金工業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)是高能源消耗、高熱量產(chǎn)生,存在著大量的富余能源排放和流失,嚴(yán)重污染環(huán)境,造成能源浪費(fèi)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,冶金生產(chǎn)設(shè)備的大型化、現(xiàn)代化為冶金工業(yè)對(duì)富余煤氣(高爐、轉(zhuǎn)爐或焦?fàn)t的富余煤氣)、余熱(生產(chǎn)過程中廢氣或冷卻時(shí)回收的熱量)、余壓(高爐爐頂煤氣壓力或是生產(chǎn)過程中的蒸汽壓力)進(jìn)行二次或三次重復(fù)再利用創(chuàng)造了條件。上述富余煤氣、余熱和余壓統(tǒng)稱為余能,利用余能發(fā)電僅是對(duì)能源綜合利用的方式之一。落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),冶金生產(chǎn)把保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排工作結(jié)合起來,不僅可降低生產(chǎn)成本,更重要意義在于保護(hù)環(huán)境,社會(huì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)效益。近年來,山東冶金工業(yè)多座大型冶煉生產(chǎn)設(shè)備(1000m3以上高爐、100t以上轉(zhuǎn)爐、新型焦?fàn)t)的建成投產(chǎn),在能源綜合利用方面做了大量的、富有成效的工作,特別是高爐煤氣壓差(TRT)發(fā)電和高爐、轉(zhuǎn)爐和焦?fàn)t富余煤氣發(fā)電、轉(zhuǎn)爐余熱回收發(fā)電,使能源得到了充分利用。截2006年底,山東冶金行業(yè),有15個(gè)企業(yè)共建成發(fā)電機(jī)組59臺(tái),裝機(jī)總?cè)萘?30610kW。已投入運(yùn)行的53臺(tái),裝機(jī)容量736810kW。2006年的發(fā)電量222379萬kW•h,占用電總量的17.76%。2007年上半年又有4臺(tái)、裝機(jī)容量18800kW投入運(yùn)行,發(fā)電量還將會(huì)有進(jìn)一步提高。

2利用余能發(fā)電的機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)

2.1能源利用形式多樣化

目前已建成的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,能源利用形式有9種:1)燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電機(jī)組(CCPP)10臺(tái),裝機(jī)容量412000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?9.60%。2)富余煤氣發(fā)電機(jī)組20臺(tái),裝機(jī)容量154500kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?8.60%。多數(shù)鋼鐵和焦化企業(yè)采用富余煤氣、燃燒鍋爐蒸汽做功通過汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。3)高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組(TRT)12臺(tái),裝機(jī)容量107110kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?2.90%。4)燃煤發(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量84000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?0.11%。5)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量31000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.73%。6)焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量24000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.89%。7)焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組5臺(tái),裝機(jī)容量10000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.20%。8)煉鋼余熱發(fā)電機(jī)組1臺(tái),裝機(jī)容量6000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.72%。9)柴油發(fā)電機(jī)組2臺(tái),裝機(jī)容量1000kW,占裝機(jī)總?cè)萘康?.12%(山東鎂礦作為備用電源用)。

2.2裝機(jī)容量不斷增加

近幾年,大型生產(chǎn)設(shè)備的逐步建成和投產(chǎn),使冶金企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余能大量增加,利用余能發(fā)電的條件更加充沛,余能利用方式呈現(xiàn)多樣性,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)高峰期。2004年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組150000kW,2006年投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組多,達(dá)到427800kW,與2000年(15臺(tái),共72500kW)相比,發(fā)電機(jī)組和裝機(jī)容量分別增長2.53倍和8.16倍。

2.3單機(jī)容量不斷增大,能源利用方式擴(kuò)展

2001年前能源利用方式有4種,主要是高爐煤氣發(fā)電和燃煤發(fā)電,只有1臺(tái)干熄焦余熱發(fā)電;單機(jī)容量小的500kW,大的25000kW。當(dāng)時(shí)單機(jī)容量大的有:1)燃煤發(fā)電機(jī)組是山東鋁廠的1臺(tái)25000kW;2)干熄焦余熱發(fā)電機(jī)組是濟(jì)鋼的1臺(tái)6000kW;3)高爐煤氣發(fā)電機(jī)組是威海鑫山鐵廠的2臺(tái)3000kW發(fā)電機(jī)組。2001年后大機(jī)組建設(shè)和投入運(yùn)行逐漸增多,特別是從2004年起,建設(shè)速度加快,單機(jī)容量不斷增大,2001~2006年共建設(shè)發(fā)電機(jī)組44臺(tái),裝機(jī)容量758110kW,單機(jī)容量大達(dá)到50000kW。單機(jī)裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組共20臺(tái),裝機(jī)容量641000kW,占所建發(fā)電機(jī)組的比例分別為46.51%和84.55%。能源利用方式有了較大的改變,在原有4種利用方式的基礎(chǔ)上又增加了5種:燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP);高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT);焦?fàn)t燃?xì)獍l(fā)電;焦?fàn)t廢氣余熱發(fā)電;轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電。

2.4單機(jī)容量多樣

單機(jī)容量發(fā)電機(jī)組共有17種類,具體情況如下:50000kW,3臺(tái);48000kW,4臺(tái);42000kW,2臺(tái);35000kW,1臺(tái);25000kW,7臺(tái);18000kW,2臺(tái);15000kW,3臺(tái);12000kW,4臺(tái);8000kW,5臺(tái);6800kW,2臺(tái);6000kW,8臺(tái);4350kW,1臺(tái);4160kW,1臺(tái);3000kW,8臺(tái);2000kW,5臺(tái);1500kW,5臺(tái);500kW,2臺(tái)。其中,單機(jī)容量6000kW和3000kW的分別是8臺(tái),為使用量多。2000年企業(yè)發(fā)電量過10000萬kW•h僅有2個(gè)單位,2006年企業(yè)發(fā)電量超過10000萬kW•h的有4個(gè)單位,其中濟(jì)鋼超過10億kW•h,萊鋼達(dá)到35555萬kW•h,山東鋁廠繼續(xù)保持30000kW•h。2006年15個(gè)企業(yè)的發(fā)用電比例達(dá)到17.76%,用電量和發(fā)電量分別增長2.03倍和2.37倍。有的企業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了全部使用余能發(fā)電,并有少量外供,取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)電量超過用電量的企業(yè)有1個(gè),發(fā)、用電量比例達(dá)到139%;發(fā)、用電量比例達(dá)到60%以上的有3個(gè)單位,分別為69.90%、65.62%和64.34%;發(fā)、用電比例達(dá)到20%以上的單位有4個(gè),分別為28.59%、27.70%、27.18%和20.35%。有些企業(yè)的發(fā)電機(jī)組是2006年才投入運(yùn)行的,發(fā)電機(jī)組的潛能還沒有*發(fā)揮出來。通過余能發(fā)電機(jī)組的建設(shè),發(fā)電能力有了很大提高。在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)中,2000年用電總量413745萬kW•h,發(fā)電量66081萬kW•h,發(fā)、用電比例15.97%。2006年用電總量1252420萬kW•h,發(fā)電量222379萬kW•h,發(fā)、用電比例達(dá)到17.76%。預(yù)計(jì)2007年企業(yè)的發(fā)電量和發(fā)、用電比例都會(huì)有大的提高,將取得更加突出的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.5上網(wǎng)方式靈活

冶金企業(yè)利用余能發(fā)電,一方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排,使能源得到了多次重復(fù)利用,另一方面減少了電費(fèi)支出。各企業(yè)與當(dāng)?shù)毓╇姽镜拿芮泻献?實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)方式的靈活性和多樣性,有利于企業(yè)發(fā)電機(jī)組的高效運(yùn)行。有的采用自備電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部自用;有的采用公用電廠運(yùn)行方式,所發(fā)電量全部上網(wǎng),賣給當(dāng)?shù)毓╇姽?用電時(shí)按網(wǎng)上供電價(jià)格回購。

3問題及建議

山東冶金工業(yè)發(fā)電設(shè)備建設(shè)及運(yùn)行仍存在以下問題:

1)裝機(jī)小容量比例多。發(fā)電機(jī)組建設(shè)裝機(jī)容量的大小雖然與企業(yè)富余能源的多少有關(guān)聯(lián),但在調(diào)查的15個(gè)企業(yè)的59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,小于10000kW的機(jī)組有37臺(tái),比例達(dá)到62.71%。

2)裝機(jī)品種多。在59臺(tái)發(fā)電機(jī)組中,有17種不同裝機(jī)容量的發(fā)電機(jī)組,裝機(jī)容量10000kW以上的發(fā)電機(jī)組品種有8個(gè),10000kW以下的發(fā)電機(jī)組有9個(gè)。

3)發(fā)展不平衡。山東冶金各生產(chǎn)企業(yè)之間,利用余能發(fā)電,工作開展的不平衡,有的起步早,發(fā)電設(shè)備與生產(chǎn)設(shè)備同步建設(shè),生產(chǎn)設(shè)備投產(chǎn)時(shí),發(fā)電機(jī)組同步運(yùn)行;有的才剛起步。有的起點(diǎn)高,對(duì)富余能源集中利用,發(fā)電機(jī)組能力大,而有的企業(yè)發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)多,單機(jī)容量小。

4)建設(shè)項(xiàng)目審批難,發(fā)電上網(wǎng)費(fèi)用高。

針對(duì)存在的問題,提出如下建議:

1)國家有關(guān)部門應(yīng)加大對(duì)能源綜合利用工作的支持力度。冶金企業(yè)對(duì)余能的再利用,是利國、利民,有利于全社會(huì)的事,有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,在余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)、運(yùn)行和上網(wǎng)工作中應(yīng)從政策上給予鼓勵(lì),在資金上給予支持。

2)企業(yè)在能源綜合利用工作上,應(yīng)做到統(tǒng)籌規(guī)劃,推廣高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT)和燃?xì)?mdash;蒸汽循環(huán)發(fā)電(CCPP)。在高爐煤氣壓差發(fā)電機(jī)組建設(shè)過程中,青鋼利用2座500m3高爐,采用“二拖一”方式,一方面實(shí)現(xiàn)高爐煤氣壓差發(fā)電,另一方面使得發(fā)電機(jī)組相對(duì)較大。通過采用“二拖一”方式,使大發(fā)電機(jī)組所需的煤氣流量有了保障,使小容積的高爐采用TRT發(fā)電成為可能,有條件的企業(yè)應(yīng)當(dāng)借鑒。

3)在余熱回收利用方面,還有大量的工作可做,濟(jì)鋼實(shí)現(xiàn)了40t轉(zhuǎn)爐余熱發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行,取得了很好的效果。目前省內(nèi)鋼鐵企業(yè)40t以上的轉(zhuǎn)爐相當(dāng)普遍,如果全部實(shí)現(xiàn)余熱回收發(fā)電,效益將是相當(dāng)可觀的。

4)加強(qiáng)企業(yè)間交流,增強(qiáng)信息溝通,不斷提高發(fā)電機(jī)組的管理水平和運(yùn)行質(zhì)量。

4結(jié)束語

通過這次對(duì)全省冶金企業(yè)余能發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況的調(diào)查,對(duì)目前冶金企業(yè)的發(fā)電機(jī)組建設(shè)和運(yùn)行情況有了一個(gè)大致的了解。雖然參與調(diào)查的企業(yè)還不*,但也可以看出,冶金企業(yè)對(duì)余能發(fā)電工作還是非常重視的,特別是近幾年,發(fā)電機(jī)組的建設(shè)和投入運(yùn)行的數(shù)量明顯加快,能源的利用方式更加多樣化。在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、做好環(huán)境保護(hù)工作方面,從節(jié)能減排入手,投入大,見效快,取得了明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)了社會(huì)和企業(yè)的雙贏。

固體電解質(zhì)脫氧是指利用氧離子導(dǎo)體滲透膜,把其置于不同氧勢的兩端之間組成閉合回路時(shí),氧離子會(huì)從高氧勢的一端向低氧勢的一端流動(dòng),脫除高氧勢端的氧,原理示意圖見圖1。固體電解質(zhì)脫氧的方式有兩種,一種是主動(dòng)的,依靠化學(xué)勢驅(qū)動(dòng);另一種是被動(dòng)的,依靠電場力驅(qū)動(dòng)。根據(jù)固體電解質(zhì)兩端驅(qū)動(dòng)氧方式的不同,可分為外加電勢法[2-4]、混合導(dǎo)體法[5-6]和濃差電池短路法[7-9]三種。

1.1外加電勢法

外加電勢法是在固體電解質(zhì)兩側(cè)施加定向外電勢,通過電場力和氧勢差的作用實(shí)現(xiàn)脫氧。在不超過固體電解質(zhì)極限電流的情況下,施加電勢越大,電流越大,脫氧也越快。根據(jù)外加電勢極性的不同可分兩種,其等效電路圖分別見圖2的(a)和(b)。圖中(a)是在外加電場作用下,氧離子克服固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的阻力,從低氧側(cè)遷移到高氧側(cè);而圖中(b)是在外加電場和固體電解質(zhì)兩側(cè)氧勢差的共同作用下,氧離子從高氧側(cè)遷移到低氧側(cè)。對(duì)于外加電勢法,選取的陽極物質(zhì)多為空氣,脫氧速度的控制少有兩種可能:在高氧濃度范圍和低外加電勢時(shí)是氧離子在固體電解質(zhì)中的傳遞;在低氧濃度范圍和高外加電勢時(shí)是金屬熔體中氧原子向金屬熔體-固體電解質(zhì)界面的擴(kuò)散。對(duì)于不同體系條件,氧濃度范圍或外加電勢范圍可能不同,在脫氧過程中控速環(huán)節(jié)可能是變化的。另外,耐火材料的分解及金屬熔體的再氧化對(duì)固體電解質(zhì)脫氧有較大的影響[4]。外加電勢法目前存在兩個(gè)問題:一是外加電勢太高或與熔體接觸的固體電解質(zhì)界面氧濃度很低時(shí)會(huì)導(dǎo)致固體電解質(zhì)在電流作用下離解;二是固體電解質(zhì)的電子導(dǎo)電性在溫度升高或在低氧分壓范圍內(nèi)時(shí)會(huì)顯著增大,將明顯降低電流效率。因此,提出了混合導(dǎo)體法脫氧。

1.2混合導(dǎo)體法

混合導(dǎo)體法[5-6]是利用滲透膜同時(shí)具有離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)的屬性,在陰、陽極兩側(cè)氧勢差的推動(dòng)下,僅通過滲透膜內(nèi)部的自由電子在電場作用下形成的短路實(shí)現(xiàn)脫氧,相當(dāng)于電池本身構(gòu)成一個(gè)回路。但是短路電流的存在減弱了阻礙氧離子在滲透膜中遷移的電場。固體電解質(zhì)一般都有一定的電子導(dǎo)電性[10],理論上可認(rèn)為都是離子和電子的混合導(dǎo)體,只不過電子導(dǎo)電大小不同而已。相對(duì)于外加電勢法,混合導(dǎo)體法的脫氧速率要慢得多。原因在于混合導(dǎo)體法中,氧離子通過電解質(zhì)的遷移必伴隨著等量而方向相反的電子遷移來維持電中性,而電解質(zhì)中殘存的電子導(dǎo)電性僅相當(dāng)于離子導(dǎo)電的一小部分(約1/10),致使脫氧速率較慢。因此有研究者[6]認(rèn)為,混合導(dǎo)體法脫氧控速環(huán)節(jié)是電子在電解質(zhì)中的傳遞。另外,電解質(zhì)電子電導(dǎo)率隨溫度下降呈指數(shù)衰減,不適宜用于低溫熔體中。

1.3濃差電池短路法

針對(duì)以上利用固體電解質(zhì)脫氧方法的不足之處,一種全新的脫氧方法—─濃差電池短路法[7-9]應(yīng)運(yùn)而生。該方法操作簡便易行,提高了利用固體電解質(zhì)功能材料進(jìn)行脫氧的效率。圖3示出了此脫氧方法的原理。當(dāng)脫氧體浸入金屬液后,在氧位差的推動(dòng)下,金屬液中的氧會(huì)以離子形態(tài)穿過固體電解質(zhì)半透膜,并與后者內(nèi)含的脫氧劑結(jié)合,從而達(dá)到脫氧的目的。由于反應(yīng)產(chǎn)物不在鋼液內(nèi)生成,解決了以前脫氧劑所帶來的污染問題。不過,在此脫氧過程中,固體電解質(zhì)的外表面(與金屬液接觸的界面)會(huì)積累正電荷,而內(nèi)表面(與脫氧劑接觸的界面)則積累負(fù)電荷,它們將形成一個(gè)電場并阻礙氧離子的繼續(xù)遷移。如果不能及時(shí)消除這種電荷的積累并破壞形成的電場,脫氧過程就無法繼續(xù)進(jìn)行。高溫電子導(dǎo)電材料的存在解決了這一問題。高溫電子導(dǎo)電材料不但有封堵脫氧體填料口的功能,同時(shí)也把固體電解質(zhì)脫氧劑界面所積累的自由電子傳遞到鋼液-固體電解質(zhì)界面,使兩個(gè)界面所積累的電荷中和,從而保證了脫氧過程繼續(xù)進(jìn)行,直脫氧反應(yīng)達(dá)到平衡[11]。濃差電池短路脫氧選取的陽極物質(zhì)是H2、CO等還原性氣體、碳和金屬Al等物質(zhì),以提供低氧勢?？厮侪h(huán)節(jié)多為電路中的總電阻大小和氧在金屬熔體中的擴(kuò)散。隨氧濃度的不斷降低,控速環(huán)節(jié)也有變化,可采取相應(yīng)措施改善脫氧動(dòng)力學(xué)條件。與其它脫氧方法相比,這種無夾雜物的脫氧方法具有許多優(yōu)點(diǎn):不產(chǎn)生任何氣體及氧化物夾雜,并且使用簡單方便。隨著固體電解質(zhì)技術(shù)的發(fā)展和再生技術(shù)的運(yùn)用,此方法的成本將不斷降低。目前濃差電池短路法的研究重點(diǎn):新型固體電解質(zhì)功能材料的開發(fā)、脫氧體加入方式的改進(jìn)以及脫氧體內(nèi)采用新脫氧劑等。盡管這些方法克服了固體電解質(zhì)外加電場法某些方面的不足,從氧滲透膜脫氧的實(shí)際要求來看,上述的脫氧方法仍嫌復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高。它們有一個(gè)共同的特點(diǎn),全都依賴固體電解質(zhì)。為了克服上述問題,考慮到氧化鋯固體電解質(zhì)在固態(tài)時(shí)所呈現(xiàn)的氧離子導(dǎo)電性,研究能否用液態(tài)的氧離子異體代替固體電解質(zhì)。

2渣-金屬間外加電場無污染脫氧

熔渣也是一種具有離子導(dǎo)電特性的電解質(zhì),它含有氧離子、各類金屬陽離子以及不同的復(fù)合離子團(tuán)。根據(jù)固體電解質(zhì)外加電場法脫氧的原理,如果能夠找到一種氧離子遷移為主體的熔渣,則可用這種熔渣代替固體電解質(zhì)作為反應(yīng)的中介,以其作為金屬液中溶解氧向外傳輸?shù)?ldquo;通道”。在金屬熔體與覆蓋于其上的熔渣之間施加定向直流電場(見圖4),可控制氧離子在熔渣體系中的傳導(dǎo)方向和速度。由于熔渣是以液態(tài)的形式存在,更易于離子的遷移,因此從理論上,*可以實(shí)現(xiàn)比固體電解質(zhì)電解脫氧更理想的脫氧效果[12-13]。根據(jù)電化學(xué)原理,步驟(2)使金屬-爐渣界面積累正電荷,步驟(4)使?fàn)t渣/石墨電極的接觸界面積累負(fù)電荷,如果不消除這些積累的電荷,就會(huì)形成一個(gè)電場,將阻礙氧離子的進(jìn)一步遷移,終導(dǎo)致脫氧過程的停止。而反向外加電場的施加,即可消除或者減小這個(gè)阻礙電場,使氧離子不斷向渣相遷移,直到陽極發(fā)生反應(yīng)生成CO氣體,脫離反應(yīng)體系為止。不難看出,用液態(tài)爐渣代替昂貴的固體電解質(zhì),克服了采用氧化鋯類固體電解質(zhì)或相關(guān)功能陶瓷造成的成本過高的問題。液態(tài)爐渣是金屬熔體好的保護(hù)層,它既可以防止金屬的二次氧化,又可以起到保溫作用。金屬熔體內(nèi)的氧位、脫氧速度及強(qiáng)度可通過調(diào)節(jié)外加電勢來控制。從以上分析可以看出,渣-金屬間外加電場脫氧技術(shù)具有工業(yè)化應(yīng)用的前景。目前,己在實(shí)驗(yàn)室開展了相關(guān)研究,取得了一定的結(jié)果。

3結(jié)語

利用氧離子傳導(dǎo)電解質(zhì)材料進(jìn)行脫氧,反應(yīng)過程中可將還原劑(或陽極物質(zhì))與被脫氧(還原)的物質(zhì)隔離開,避免了被脫氧物質(zhì)的污染。渣-金間外加直流電場脫氧的方法避免了對(duì)金屬液的污染,而且不受固體電解質(zhì)的限制,成本比較低廉,因而這是生產(chǎn)潔凈金屬或?qū)饘俸趿窟M(jìn)行調(diào)整的好方法。在冶金工業(yè)上,它可以作為一種獨(dú)立的精煉手段,也適合與后續(xù)的連鑄加工設(shè)備配合使用,還可應(yīng)用于其他相關(guān)金屬熔體的脫氧過程,因此,渣-金間外加電場脫氧技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。但是爐渣畢竟不同于固體電解質(zhì),要真正起到和固體電解質(zhì)相類似的作用,而且能夠應(yīng)用到實(shí)際的冶金生產(chǎn)中,還需要進(jìn)行大量的理論和實(shí)驗(yàn)工作。