济钢4号高炉喷吹焦炉煤气工业试验

对济钢4号高炉喷吹焦炉煤气工业试验进行了总结。工业试验结果表明:如果企业焦炉煤气资源过剩,选择高炉喷吹焦炉煤气能够产生一定的经济效益,并且能够减少CO_2排放;只要确定的高炉喷吹焦炉煤气工艺路线正确、方法得当,喷吹焦炉煤气的安全问题是完全能够得到保证的;4号高炉喷气量在62.51 m~3/t时,能够降低焦比5.28 kg/t,降低煤比40.63 kg/t,吨铁成本降低10.42元/t,减少CO_2排放量75 kg/t。     

济钢1^#1750m^3高炉节焦潜力分析

根据济钢高炉的实际生产数据绘制了里斯特操作线图,应用该图计算出1^#1750m^3高炉仍有降低焦比40.61kg/t的潜力。同时,计算表明,生铁含硅改变0.1%影响焦比4.33kg/t,热风风温提高100℃可降低焦比21.24kg/t,高炉煤气中CO2变化1%影响焦比8.52kg/t。为此提出了优化布料方式、提高风温等操作措施,以实现高炉燃耗指标的降低。     

钒钛磁铁矿冶炼过程CO_2排放分析研究

针对攀钢资源综合利用中试线工艺情况,计算了转底炉—熔分电炉流程处理钒钛磁铁矿的CO2排放量。此外,从能耗角度计算了攀钢高炉流程冶炼钒钛磁铁矿的CO2排放量。结果表明,直接还原中试线转底炉—熔分电炉流程吨铁的CO2排放量为1 427.3kg,攀钢高炉冶炼钒钛磁铁矿吨铁的CO2排放量为1 508.7kg。     

热压铁块降低高炉CO2排放量的探究

热压块铁(HBI),品位在92%～93%,具有高纯净、低有害杂质、品质均匀、强度高、粉化率低等优点，直接装入高炉，可提高铁水产量，同时也可降低高炉单耗，节焦、增产效果明显。以国内某1 580 m³高炉为研究对象，建立了高炉工序的CO₂排放计算模型，计算出高炉工序CO₂排放量为1192.109 kg/t铁，吨铁CO₂排放量为1618.96 kg。对高炉工序CO₂排放量计算结果分析，焦炭的CO₂排放量高达73.52%,要降低CO₂的排放的关键在于减少焦炭的使用。随着加入热压铁块的量增大，吨铁CO₂减排量增大，从而实现了减少CO₂排放。     

高炉喷吹煤的气化产物新技术

降低焦比是降低铁水生产成本的最有效方法.按测算,高炉最低焦比可降至180～200kg/t.要达到这样的焦比,可以采用两种方法:在喷氧量为210～280kg/t情况下,喷煤量应达到300～400kg/t;喷吹脱CO2后经预热的高炉煤气和纯氧.钢铁联合企业煤气平衡的波动和高喷煤比时高炉回旋区的气化问题是这两种技术的主要制约因素.高炉喷吹煤的气化产物可以有效解决上述问题.该技术与传统喷煤工艺相比,能够提高喷吹比、降低焦比;可使用低级煤;不用把煤磨成细粉;在煤气化过程中可以进行脱硫处理;煤灰可以在该过程中去除掉.开发了一种安装在高炉风口处的煤的特殊气化装置,在乌克兰扎波罗热(Zaporozgstal)钢铁公司的高炉上进行了工业试验,计划喷吹305kg/t煤的气化物和105kg/t的氧气,预计可以将焦比从565kg/t降至305kg/t(如果炉料组成较好,焦比可进一步降至180～200kg/t),高炉利用系数提高50%,铁水生产成本降低10%,向大气放散的气体量将随焦比的下降而成比例地减少.该技术投资比传统喷煤系统低得多,投资回收期在一年以内.     

宣钢2号高炉高产低耗生产实践

通过加强对宣钢2号高炉的原燃料管理,采取合理的操作制度,加强外围保障等措施,逐步实现了高炉的高产低耗,并且在风温水平得到提高后,技术经济指标得到了明显的改善.2019年1～8月,2号高炉的利用系数达到2.38t·m3/d,焦比341 kg/t,煤比155 kg/t,燃料比530kg/t,取得了开炉以来的最好指标.     

中国钢铁工业绿色发展回顾及展望

钢铁工业绿色发展是推动钢铁行业转型升级、实现可持续发展的重要途径。中国钢铁工业绿色发展经历了末端治理、清洁生产、生态工业、循环经济4个阶段。在相关政策指导下，钢铁工业推广应用了干熄焦、高炉富氧喷煤、连铸坯热送热装等技术，开展了超低排放改造、清洁生产试点示范、生态工业示范园区、循环经济示范点等工作。围绕钢铁制造流程的“产品制造、能源转换、废弃物消纳-处理-再资源化”3大功能，钢铁工业绿色发展已取得巨大进步。吨钢综合能耗(以标准煤计)从1981年的1.93 t/t下降至2020年的0.55 t/t,降幅为71.8%;吨钢颗粒污染物、SO₂排放量分别由2000年的6.77 kg/t、5.56 kg/t下降至2020年0.36 kg/t、0.30 kg/t,降幅分别为94.7%、94.6%;吨钢NO_x排放量由2007年的1.68 kg/t下降至2020年0.87 kg/t,降幅为48.2%;吨钢化学需氧量排放量由2000年的0.99 kg/t下降至2017年0.02 kg/t,降幅为98.2%;钢铁渣利用率自2005年以来一直高于90%;吨钢新水消耗...     

风温对高炉碳排放量的影响

高炉炼铁排放的CO2是钢铁行业排放温室气体的主要来源,CO2的产生与高炉内众多因素相关。通过物料平衡计算与热平衡计算,分析了风温对焦比、碳排放量的影响,得出定性定量的关系,对高炉减排有指导意义。研究结果表明:风温在950～1 400℃时,每升高100℃,焦比降低10.20 kg/t,碳排放量减少17.06 m3/t。     

鞍钢新5号高炉喷吹煤粉助燃剂工业实践

 为探索助燃剂对高炉喷吹煤粉的影响,进行了鞍钢新5号高炉添加锰系氧化物煤粉助燃剂的工业试验,获得了高炉喷吹煤粉中添加助燃剂下高炉运行指标。结果表明：在添加0.4%～0.6%的助燃剂情况下,平均日产量同未添加助燃剂相比增加435.60t,焦比降低10.30kg/t,喷煤比增加8.10kg/t,高炉煤气中CO2的体积分数下降069%,煤粉平均燃烧率为45.93%,提高了6.06%。     

高炉富氧喷吹焦炉煤气理论研究

 用计算模拟富氧喷吹焦炉煤气以后高炉直接还原度、焦比、入炉风量、炉腹煤气量、理论燃烧温度和炉顶煤气的变化,同时分析了富氧喷吹焦炉煤气对高炉冶炼可能带来的影响。计算结果表明：在保证高炉热量和理论燃烧温度满足高炉正常生产前提下,选择合适的富氧率和焦炉煤气喷吹量,可以使焦比降低至291kg/t,CO2的排放量减少6.1%,并且提高了煤气利用价值,增加企业的经济和环境效益。     

Comprehensive Mathematical Model and Optimum Process Parameters of Nitrogen Free Blast Furnace简

According to different energy utilization in different regions, blast furnace is divided into raceway zone, bottom heat exchange zone （BHZ）, thermal reserve zone （TRZ）, and top heat exchange zone （THZ）, and a mathe- matical model of nitrogen free blast furnace （NF-BF） is established. The optimum process parameters of two kinds of nitrogen free blast furnaces are calculated by the new mathematical model. The results show that for the nitrogen free blast furnace with a single row of tuyeres, the optimum process parameters are coke ratio of 220 kg/t, coal ratio of 193 kg/t, and volume of recycling top gas of 577 m3/t; for two rows of tuyeres, the process parameters are coke ratio of 202 kg/t, coal ratio of 211 kg/t, volume of recycling top gas in upper area of 296 m3/t, and volume of recy- cling top gas in lower area of 295 ma/t. Energy balances are reached in different regions. Theoretical combustion temperature （TCT） in raceway zone is largely affected by different processes, and a lower TCT should be adopted for the single row of tuyeres, but for two rows of tuyeres, a higher TCT should be maintained. Compared with tradi- tional blast furnace, in NF-BF, the emission of CO2 would be reduced by 45.91% and 49.02G for a single row of tuyeres and two rows of tuyeres, respectively, and combined with CO2 sequestration technology, zero emission of CO2 could be realized.     

炼铁领域节能减排技术的发展

在炼铁领域正研究的创新型节能技术主要包括日本的新一代高炉和预还原烧结矿.对余热余能回收研究的热点主要集中在烧结余热和高炉渣显热的回收利用上.关于CO2减排,除了降低燃料比和焦比外,目前研究的热点集中在炉顶煤气循环利用、寻找碳的可替代物作还原剂和回收高炉产生的CO2并加以有效利用.也介绍了炼铁领域SO2、NOx及二恶英减排技术的发展.     

结合CCS的炉顶煤气循环—氧气鼓风高炉CO2减排分析

 介绍了炉顶煤气循环—氧气鼓风高炉炼铁技术的研发进展,阐述了碳捕捉及封存技术(CCS)的特点及其技术成熟度,重点分析了几种CO2分离方法的原理及其适用条件,最后应用IPCC2006方法计算分析了结合碳捕捉及封存技术的炉顶煤气循环氧气鼓风高炉的CO2减排效果。结果表明：新工艺的吨铁CO2排放量为582.40kg,较传统高炉CO2减排55%。结合碳捕捉及封存技术的炉顶煤气循环氧气鼓风高炉炼铁技术的开发,能够促进中国钢铁工业CO2减排,对钢铁工业的可持续发展具有十分重要的现实意义和深远影响。     

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)。     

降低高炉炼铁碳排放技术的发展

以生产高炉为基础,通过Rist操作线模型计算了＂理想＂高炉的还原剂消耗。针对＂理想＂高炉的计算和我国目前高炉碳排放潜能的分析,提出了在我国现有条件下,降低高炉燃料比是减排高炉碳排放的主要措施,然而考虑到整个钢铁厂的能量平衡,应该选择最佳的方法减少CO2排放量。氧气高炉、炉顶煤气循环、高炉喷吹废旧塑料以及使用预还原炉料都...     

铁前系统的二氧化碳减排技术浅析

钢铁企业面临严峻的二氧化碳减排形势,建立全国性的碳排放交易市场势在必行,钢铁企业提前布局二氧化碳减排战略对企业生存具有重要意义。为了促进国内钢铁企业对减排二氧化碳技术的重视,从国内外二氧化碳减排技术现状出发,介绍了欧洲、日本等国外碳减排技术的研究现状及进展。同时从设备、原燃料、高炉操作等角度分析了国内高炉减排二氧化碳的技术现状,并对二氧化碳减排技术的发展趋势进行了系统介绍。研究认为探索焦炉煤气和生物质喷吹技术、生物质直接还原技术和废塑料喷吹技术,促进高炉渣余热回收、推广烧结矿竖式冷却余热回收技术和高富氧高炉结合碳捕集封存技术等对于二氧化碳减排具有潜在的研究和应用价值。     

联合钢厂采用无碳排放的ENERGIRON直接还原方案减少温室气体的排放

在基于高炉冶炼的联合企业中,始终有一些过剩的焦炉煤气、转炉煤气和高炉炉顶煤气,通常这些煤气用于电厂发电。另一种替代方法是使用这些现有的能源气体生产直接还原铁(DRI),将其作为金属化炉料加入高炉,提高粗钢产量,以减少化石燃料单耗。优化利用主要的化石燃料可以显著降低吨钢CO2排放量。采用传统的BF-BOF流程,即使在优化工艺流程的基础上,吨钢CO2排放量也有1.7～1.8t左右。而用产自天然气、焦炉煤气和高炉炉顶煤气的DRI作为金属化炉料加入高炉或电炉,却可显著降低CO2排放量。     

氧气高炉喷吹焦炉煤气数学模型

 为降低氧气高炉炼铁流程中循环煤气脱除CO2及煤气预热成本,提出了氧气高炉喷吹焦炉煤气炼铁流程,并建立了新流程能质平衡数学模型,应用该模型分别对传统高炉、传统高炉喷吹焦炉煤气、氧气高炉（鼓风氧体积分数为30%、40%、50%、100%）喷吹焦炉煤气炼铁流程主要技术参数进行计算并对比。结果表明,传统高炉喷吹少量焦炉煤气（30 m3/t）可降低燃料比13 kg/t,焦炉煤气置换焦炭的置换比为0.433 kg/m3,但是对其他参数影响不大。氧气高炉喷吹焦炉煤气流程随着富氧率提高,炉内还原势提高,CO和氢利用率下降,炉内存在还原剂表观过剩,非全氧鼓风条件下炉内没有发生氮气富集。新流程外供煤气总热值为3 000 MJ/t左右,与传统高炉相比变化不大,对现有钢铁联合企业煤气供需平衡影响较小。全氧高炉喷吹焦炉煤气炼铁流程相较于目前的高炉炼铁流程可节焦43%,增煤33%,总燃料比降低20%。     

焦炭固定碳对高炉碳排放量的影响

通过物料平衡和热平衡计算，分析了焦炭固定碳含量对焦比和碳排放量的影响。计算条件为煤比180kg／t，高炉热损失保持不变。计算结果表明：固定碳质量分数在84．04％～91．04％的范围时，每增加1％，焦比降低约3．83kg／t，碳排放量减少0．9m^3／t。     

湘钢炼铁CO_2排放现状及减排途径

计算分析了湘钢炼铁工序的CO2排放量,结果表明,湘钢目前高炉炼铁CO2减排尚有较大潜力。通过努力进一步提高现有高炉的能源利用效率,并加强研究和应用能大幅度降低能源消耗的新技术,可进一步减少炼铁CO2排放量。