高炉低碳炼铁分析

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1、高炉低碳炼铁分析摘要：低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式，是对现行大量消耗化石能源、大量排放C02的生产生活方式的根本变革。本文中笔者集合相关经验，首先概述了高炉炼铁碳的利用现状和未来C02减排方向，深入分析了高炉低碳炼铁问题。关键词：高炉炼铁、低碳、现状中图分类号：TF54文献标识码：A、八―1—一、刖吕据统计，我国、工业能源消耗总量每年约为20亿t标准煤，其中15%以上是钢铁工业消耗，能源消耗高达3亿t标准煤（含矿山、铁合金、焦化、耐材等），是能耗最高的行业。此外，钢铁冶金是基于碳的高温冶金过程

2、，因此，钢铁工业每年产生人量的温室气体C02以及多种大气污染物,如硫氧化物、氮氧化物、各种烟尘和粉尘等，温室气体排放占全国T业总排放量的10.5%,因此钢铁工业的节能减排意义重大。二、高炉炼铁碳的利用现状和未来C02减排方向1.高炉炼铁碳利用现状钢铁生产丁艺主要是将碳作为热源和还原材，因所需碳量与钢铁生产成本和效率有关，故业界长时间对碳的削减和有效利用进行了研究。向炼铁厂输送的碳最终作为C02排放，高炉的还原材比与产生的C02密切相关,故将高炉还原材比作为指标，可以把握最近数十年炼铁厂排放C02的大致动向。最新统计表明

3、，在主要产钢国家和地区，日、韩、德、EU15、南美等地的还原材比为500kg/t铁左右，屮、印、俄等国甚至达到600kg/t铁以上，世界平均水平约为500kg/t铁。在资源和能源都短缺的FI本，在减少钢铁生产所需碳材的同时，还引进了多种节能技术，如CDQ,高炉顶压发电等的普及率都达世界顶级水平,使钢铁生产能源利用效率达到世界最高水平。因此，促进日本向海外转移C02减排技术，并构建冇实效性的CO2减排规则是很冇必要的。1.钢铁联合企业C02排放结构钢铁联合企业将大量的煤等化石燃料作为还原材和热源而用于炼铁工序，同时又将产

4、生的煤气作为供给下游工序的能源。因此，输入碳X二Y+Z+P+Q,英中Y为炼铁工序的碳排量，Z为焦油类副产品中的碳量，P和Q分别为电站和下游工序的碳排量。高炉采用低还原材比操作的目的是通过减少碳输入量减少C02排放。高炉中矿石还原直接产生的C02大约20%,其他的则是山炼铁工序所供能源的消耗而产生的C()2o为减排C02,必须考虑炼铁厂功能与能量平衡的匹配性，及C02的整体排放状况。2.未来减排方向在定性分析钢铁生产C02排放结构的基础上，提出减排C02的人方向:一是提高能源利用率以节省能源;二是开发并采用新的低碳技术，

5、从而削减所需碳量。同时采用清洁能源脱碳，并强化能源的再循环利用，以及采用生物能量等。另外一个重点是继续开发并完善C02的分离、输送和贮藏技术。三、高炉低碳炼铁分析所谓低碳高炉就是减低还原材比的高炉。因高炉的物料平衡与热平衡与焦炉、热风炉等相关，故降低高炉还原材比即减少炼铁整体碳量。降低高炉还原材的措施有利用还原平衡控制炉内气体组成，或改善热平衡等。但这些措施U接近操作极限，改善余地少，而控制还原平衡本身则是未来开展的方向。使用高反应性焦炭可激活从低温开始的焦炭气化反应，利用其吸热效果而使炉内温度移向低温侧。但反应性上升

6、会使焦炭强度下降的问题需要解决。另外，还须考虑废塑料的再循环及生物能量的再利用。废塑料氢含量高，是冇效减排C02的喷吹还原材，已分别在JFE和新日铁的高炉实用化,及新日铁焦炉上使用。H本国内的废弃物系生物质能贮存量若以碳换算可达3050万t,约相当于其年产塑料全碳量的3倍。然而这类物质的纤维素和木质素中氣含量高而能量密度低，作为热源和还原材的置换效果差，使高炉操作范闱变窄;同时这类物质粉碎怵I难也是个问题。对此，冇研究报告提出利用气氛和温度控制干馄操作，可选择性地脱除生物质中的氧;且模型计算表明，吹入40k沙的干憾炭，

7、可以使高炉减排5%的C02。由于在短期内我国钢铁行业还很难改变以煤为主的能源结构和废钢