碳中和背景下的低碳冶金初探与工业实践

"碳中和"、"碳达峰"背景下,钢铁企业实现节能减排以铁前工序最为关键,低碳冶金现存多种工艺路径,主要分为非高炉炼铁和低碳高炉炼铁两大门类.高炉喷吹焦炉煤气的工业化应用为高炉富氢冶炼实现了良好的开端.未来,高炉仍将作为炼铁工业的核心装备,高炉低碳冶炼、全氧高炉、氢冶金的发展将为我国实现碳达峰碳中和作出积极贡献.非高炉炼铁...     

高炉炼铁 合理喷煤

<正>高炉喷吹煤粉是改善炼铁用能结构,优化高炉生产,推进炼铁工序节能减排的重要手段之一。焦化的工序能耗为122kgce/t,而喷吹煤粉的工序能耗约为27kgce/t。按喷吹1t煤粉置换0.85t焦炭计算,喷吹煤粉200kg/t,可降低炼铁系统工序能耗23.75kgce/t。因此以价格较低的煤粉部分替代价格昂贵且日益缺乏的冶金     

天铁炼铁工序节能实践

天铁炼铁工序围绕高炉炉况稳定顺行,通过推进提高煤气合理利用、低硅冶炼、改善炉渣性能等高炉操作技术进步,加快热风炉双预热系统推广、干法除尘TRT、风机改造等节能项目的建设,提高设备能力水平,使炼铁工序能耗逐年降低,缓解了整体工序节能降耗的压力。     

中国高炉工序能耗现状及节能技术的回顾与展望

资源和能源短缺成为中国钢铁工业发展的主要制约因素之一,而高炉炼铁作为当代主要的炼铁工艺,其能耗在钢铁生产中占有较大比例,因此必须以降低高炉工序能耗作为中国钢铁工业系统节能的重点。着重介绍了高炉工序的主要节能技术,并对高炉工序的新技术进行了展望。     

中国高炉工序能耗现状及节能技术回顾与展望

 资源和能源短缺成为我国钢铁工业发展的主要制约因素之一,而高炉炼铁作为当代主要的炼铁工艺,其能耗在钢铁生产中占有较大比例,必须以降低高炉工序能耗作为我国钢铁工业系统节能的重点。因此,本文着重介绍了高炉工序的主要节能技术,并对高炉工序的新技术进行了展望。     

梅山高炉节能技术进展

对梅山高炉节能技术的进步进行了总结.随着高炉炼铁新技术的投入及管理深化,梅山高炉的主要技术经济指标不断优化,能源消耗结构和数量发生了较大变化,炼铁工序能耗持续降低,节能降耗工作持续进步.     

陕钢汉钢降低炼铁工序能耗生产实践

对汉钢节能降耗的经验及取得的成就进行了总结。通过采取原燃料管理、优化高炉操作、低硅冶炼等措施,同时加强能源的二次回收利用及节能水泵和除尘风机的变频改造,炼铁工序能耗取得长足进步,其中4月份工序能耗取得了397 kgce/t的国内先进水平。     

我国炼铁工业能耗的现状与前景

炼铁工序能耗(包括焦化、烧结、炼铁三个系统)占吨钢能耗50%左右,其中炼铁系统能耗占吨钢能耗38.4%.因此,降低炼铁的能耗对钢铁工业和整个国民经济的节能具有重要意义.现就重点厂高炉能耗的现状与节能前景进行分析研究.一、重点厂高炉能耗的现状鞍钢等15个重点厂高炉1980年炼铁平均的能耗情况见表1.它们的生铁产量分别占     

本钢集团去年降低能源成本10.5亿元

<正>2013年,本钢集团节能降耗成效显著,吨钢综合能耗等能耗指标大幅降低,全年降低能源成本10.5亿元。钢铁工业是消耗资源能源和产生污染排放的重点行业,钢铁工业节能减排意义重大。因此,本钢集团在发展生产的同时,把节能减排作为另一主攻目标,下大力气做好节能减排工作,提升企业竞争力。开展铁、钢工序降能耗攻关。板材炼铁工序,通过外部保证焦炭、球团、烧结等原燃料质量,内部通过优化操作制度、提高煤气利用率、高炉稳定顺行等,降低燃料消耗,板材高     

新抚钢厂高炉节能工作

新抚钢厂这几年来焦比和成本连年下降,经济效益逐年上升。究其原因是在高炉开展了如下的节能工作: (1) 炼铁工序能耗的高低与其上下工序有着密切关系,因此该厂通过科学调度、整体协作和科研攻关等管理措施,为炼钢工序节能降耗创造有利条件。 (2) 投资175万元,为高炉安装了喷吹煤粉的装置。这几年来,喷煤量逐年稳定上升,不仅解决了焦炭不足的问题,而且提高了高炉产量,改善了生铁的质量。     

炼铁系统能耗和成本的集成优化及分析

炼铁系统是钢铁生产流程中至关重要的一环.基于物质与能量守恒规律和反应动力学,结合系统节能的理论和混合整数线性规划方法,建立了炼铁系统(烧结、球团、高炉工序)能耗-生产成本集成优化模型,采用企业实际数据验证了其有效性,并获得了目标下各工序最优配料和操作参数.结果表明,综合考虑能耗和成本进行多目标优化时,铁水能耗和成本分别...     

中国高炉TRT技术的应用现状和发展趋势

 高炉炼铁作为当代主要的炼铁工艺,其能耗在钢铁生产中占较大比例,必须以降低炼铁能耗作为中国钢铁工业系统节能的重点。高炉炉顶压力能约占高炉二次能源产生量的7%,若扣除高炉煤气化学能,则约占高炉余热余能产生量的33%,可见回收高炉炉顶余压能,对降低高炉炼铁工序能耗具有重要意义。因此,着重介绍了高炉TRT技术的发展历程,并对中国TRT技术应用过程中存在的问题进行了总结。最后,从能源利用的角度,提出TRT技术今后应重视大型高炉配备干式TRT技术、TRT与高炉操作协同优化和提高TRT作业率等方面的研究,以进一步提高TRT技术的节能效果。     

Numerical analysis of carbon saving potential in a top gas recycling oxygen blast furnace

Aiming at the current characteristics of blast furnace(BF)process,carbon saving potential of blast furnace was investigated from the perspective of the relationship between degree of direct reduction and carbon consumption.A new relationship chart between carbon consumption and degree of direct reduction,which can reflect more real situation of blast furnace operation,was established.Furthermore,the carbon saving potential of hydrogen-rich oxygen blast furnace(OBF)process was analyzed.Then,the policy implications based on this relationship chart established were suggested.On this basis,the method of improving the carbon saving potential of blast furnace was recycling the top gas with removal of CO_2 and H_2O or increasing hydrogen in BF gas and full oxygen blast.The results show that the carbon saving potential in traditional blast furnace(TBF)is only 38-56kg·t~(-1) while that in OBF is 138kg·t~(-1).Theoretically,the lowest carbon consumption of OBF is 261kg·t~(-1)and the corresponding degree of direct reduction is 0.04.In addition,the theoretical lowest carbon consumption of hydrogen-rich OBF is 257kg·t~(-1).The modeling analysis can be used to estimate the carbon savings potential in new ironmaking process and its related CO_2 emissions.     

高炉使用铁焦的㶲分析

 中国钢铁生产主要以高能耗和高排放的高炉-转炉长流程为主,节能减排压力较大。因此,积极研发高炉低碳炼铁技术,促进高炉工序CO₂减排尤为重要。铁焦是将含铁原料加入适宜的煤中,经焦化或炭化后成型的新型碳铁复合炉料,其高反应性可以显著降低热储备区温度、降低碳消耗,高炉使用适量的铁焦可实现一定程度的节能降碳。基于现场生产数据,采用㶲分析理论,建立高炉使用铁焦的㶲平衡模型,探索铁焦添加量对高炉物料消耗及能量利用效率的影响。结果表明,高炉使用铁焦后,炉内间接还原得到发展,碳利用率提高,炉内灰分量降低,冶炼单位生铁的碳素消耗和炉渣量均会降低,与未使用铁焦相比,高炉使用114 kg铁焦后,吨铁碳素消耗降低25.95 kg,渣量降低11.28 kg。此外,铁焦内部的金属铁仅需熔化,节省还原所需的㶲量,焦炭和鼓风带入㶲会显著降低,因此高炉冶炼吨铁消耗的总㶲量降低,同时,炉内传热也得到改善,内部㶲损失有效降低,与未使用铁焦相比,高炉使用114 kg/t铁焦后,目的㶲效率由46.14%提高至48.87%,热力学完善度由87.46%提高到88.02%。在此条件下,高炉吨铁的内部㶲损失降低192.63 MJ,实现节能6.57 kg(标煤)。     

炼铁新技术及基础理论研究进展

从炼铁新技术及基础理论研究方面介绍了烧结球团提质降耗新技术、焦炭在高炉内行为解析研究、高炉喷吹清洁燃料技术、高炉长寿技术、高炉炼铁数据建模技术以及冶金尘泥再处理技术。从基础研究出发,提出了目前最具有潜力的炼铁新技术;然后在国家碳中和战略的大背景下,综述了目前国际上的非高炉炼铁技术研究进展,为我国低碳炼铁发展提供依据;最后从最新微观研究手段出发,介绍了目前炼铁研究领域在微观尺度的研究进展,多尺度综合调控研究高炉炼铁过程机理,为未来低碳炼铁发展方向提供思路。      

炼铁系统低碳技术发展前景与途径

 现代高炉炼铁是以人造矿石和焦炭为物质基础的。现代高炉实现绿色低碳炼铁,需要从炼铁工序的层次优化工艺流程和关键技术,实现烧结、球团、高炉等多工序的协同优化。面向未来,在提高资源和能源利用效率的同时,基于现有技术推进采用低碳节能技术和先进工艺。对于烧结、高炉等传统工艺技术,要进一步研究并应用先进技术,提高生产效能、降低能源消耗和碳排放。持续研究推广绿色低碳烧结技术,如低碳厚料层烧结技术、烧结料面富氢气体喷吹技术、烧结返矿高效回收利用技术、低温烧结技术和热风循环烧结技术等,有效降低烧结过程的能源消耗和CO₂排放。充分利用中国精矿粉资源生产球团矿,提高球团矿产能和产量,进而提高球团矿入炉比率和炉料综合品位,有效降低碳素燃料消耗。提高高炉富氧率和喷煤量,持续提高风温、降低燃料消耗,提高高炉顶压和煤气利用率。有条件的高炉喷吹富氢气体以减少焦炭消耗,开发应用高炉炉顶煤气循环及CO₂脱除再利用(CCUS)等技术。研究解析了高炉炼铁工艺碳-氢耦合还原的热力学机理,讨论了在高炉内不同温度区域固体碳、CO和H₂的还原能力,提出了直接还原与间接还原的耦合匹配是实现最低燃料比的技术核心,探讨了高炉炼铁喷吹全氢/富氢气体的技术可行性和经济性。这些综合技术措施对于进一步降低高炉工艺流程的碳素消耗、减少CO₂排放具有显著效应。与此同时,设计先进合理的流程系统和耗散结构,优化工序界面技术,构建信息物理系统(CPS)实现炼铁工序协同高效、动态有序运行,这也是高炉炼铁工艺实现绿色低碳的关键共性技术之一,具有广泛的适用性和显著的应用效果。     

关于中国钢铁企业炼铁系统减碳路线的思考

节能减排是目前钢铁企业面临主要任务之一,结合中国钢铁企业炼铁系统的情况,对传统高炉炼铁流程实 现减排的技术优化措施进行了分析,介绍了以降低高炉燃料比为核心的减碳技术和低碳能源的开发利用情况;根 据气基直接还原工艺技术的要求并依据国内现有能源、资源分布状况和结构特点,展望了国内钢铁行业炼铁系统 减碳工作的前景。     

现代炼铁工艺及低碳发展方向分析

分析了现代高炉炼铁和非高炉炼铁(直接还原、熔融还原)工艺特点和发展现状,从多个方面比较现有生产条件下各工艺的优缺点。从能源结构、生产规模及工艺成熟度阐述高炉炼铁在当前仍是国内主流工艺,并结合当前国内外低碳发展趋势和政策要求,提出高炉工艺降低碳耗的措施,明确了以“短流程”替代“长流程”和以新能源替代碳素冶金的发展方向,以最终实现“零碳炼铁”。结合现有的国际上的能源结构调整方向,指出了氢冶金的发展方向。     

炼铁系统节能减排技术的现状和发展

随着科技手段的进步,现代的高炉炼铁技术已经得到充分的发展。然而从资源、能源及环境的角度看,高炉炼铁系统仍然面临着严峻的压力,烧结、焦化、高炉的能耗及污染不容乐观。从不同方面分别介绍了国内外炼铁系统的节能减排的重要方法,围绕含铁原料、燃料、高炉系统分别介绍了烟气脱硫、干熄焦技术、TRT发电技术、全氧高炉- 煤气自循环技术及炉渣的综合利用等几种典型工艺,以及其对炼铁系统节能减排的主要作用,并通过研究提出了中国高炉节能减排的发展方向。     

高炉使用含碳复合炉料的原理

 高炉炼铁正朝着高产、低污染、低能耗的方向发展,为了实现这一目标,包括高炉使用含碳复合炉料等一些革新的炼铁技术已经被提出或实际应用。铁焦、热压含碳球团是将铁矿粉和煤粉按一定比例混合后制成的新型含碳复合炉料。研究结果指出,含碳复合炉料相比于传统的高炉炉料（烧结矿和球团矿）具有高温强度高、还原性能好以及原料适应性强等优势。阐明了高炉使用含碳复合炉料的基本原理,介绍了铁焦制备的工艺流程及应用情况,重点进行了热压含碳球团制备工艺流程、冷态冶金性能、高温冶金性能、高炉使用热压含碳球团等试验研究,最后利用多流体高炉数学模型对高炉使用热压含碳球团操作进行了模拟研究。研究表明,高炉使用一定量的含碳复合炉料可以降低热空区温度,增加产量,降低焦比,高炉热利用效率明显提高,操作性能得到有效改善。