电解铝生产温室气体排放探讨及减排方向

本文介绍了温室气体排放相关的标准、分类和计算方法，重点介绍电解铝工序的碳排放计算方法，提出电解铝生产的减碳方向。电解工序的碳排放涉及直接排放(范围一)和间接排放(范围二),即净阳极消耗和阳极效应产生的PFCs排放以及外购电力排放。按推荐值计算的净阳极消耗吨铝排放为1.503 tCO₂e,阳极效应产生的PFCs吨铝排放量为0.252 tCO₂e。根据实测数据计算的阳极净耗吨铝排放量基本在1.5 tCO₂e以下，而由实测数据计算的吨铝PFCs排放波动较大，为0.32～2.38 tCO₂e,均大于0.252 tCO₂e。电解铝生产消耗的电力是铝生产过程最大的间接排放，由于供电排放因子的不同，其排放量为0～16.2 tCO₂e/t。规范统一的计算测定方法是得到准确排放量数据的前提。国家相关部门和大型铝业集团应积极组织测定电解铝行业的直接排放，尤其是PFCs排放。降低阳极消耗，减少阳极效应是降低电解铝工序直接排放的关键，节电则是降低间接排放的关键，节约氧化铝等原辅料...     

钢铁工业二氧化碳排放计算方法实例研究

实现钢铁生产中CO₂排放的准确量化和计算是分析评估其环境影响及各种减排技术的基础和保障.基于Y钢厂2015年的实际生产数据，分别利用国内推荐的投入产出法和国际钢铁协会推荐的生命周期法计算了Y钢厂的吨钢CO₂排放量.计算结果表明:生命周期法计算的Y钢厂的吨钢CO₂排放量为2.183 t CO₂，明显高于国内推荐的投入产出法计算的Y钢厂的吨钢CO₂排放量1.940 t CO₂，这主要是由于钢铁协会提出的计算方法统计项目更为丰富并且考虑了物料和能源的上游产生的二氧化碳排放.结合《温室气体排放核算与报告要求》计算方法和国际钢铁协会所提出的计算方法，从计算边界、排放因子、物料和能源分类以及评价基准线层面提出了一套基于全生命周期方法的符合中国钢铁企业国情的温室气体排放计算方法.      

CO2矿物碳酸化的研究进展

CO₂的温室气体效应已为全世界环保工作者所重视。CO₂ 的矿物固定即碳酸化是减少其温室气体效应的有效方法之一。本文从矿物碳酸化的热力学、动力学方面分析了这种方法的可行性以及反应机理、速率影响因素等;总结了其工艺路线、生产成本以及产品的性能、用途等。指出用钢铁工业的废弃物-钢渣固定CO₂具有大的应用前景。     

钢铁联合企业CO2排放研究综述

摘 要：回顾了近年来国内外研究钢铁联合企业CO₂排放的文献,建立了钢铁生产过程碳素流模型;总结和分析了钢铁联合工业影响CO₂排放因素;介绍了国外利用reMIND和CLPEX建立的过程集成优化分析生产成本和CO₂排放量的模型;总结了钢铁联合企业CO₂排放量的估算方法和注意事项;提出我国钢铁联合企业目前应该加快建立适合本国钢铁联合企业温室气体排放计算标准和方法;展望了钢铁联合企业研究CO₂排放的研究方向。     

铝电解工业中全氟碳化物排放

近年来,铝电解技术与设备取得很大进步,目前环保节能成为铝电解技术发展的主题。铝电解过程中发生阳极效应不但耗费电能,而且排放大量高温室潜势气体CF4、C2F6。面对这一现实,全球各电解铝企业都在不断做出努力,从1990年到2008年每吨铝的PFCs排放物减少量超过86%。本文主要概述了铝电解过程中PFCs的排放现状以及估算方法,并综述了近年来世界上关于CF4和C2F6产生机理的研究。     

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。     

铝电解槽阳极效应分析与管理

阳极效应是铝电解生产中一种特有现象,其排放出的PFCs气体以其强烈的温室效应在国际上备受关注,降低阳极效应系数对环保意义重大。本文介绍了阳极效应的机理和危害,并提出了降低效应系数和效应时间的方法。     

CO2在炼钢工艺中的资源化利用现状与展望

将CO₂用于炼钢工艺可实现对CO₂资源化利用，是一种绿色化、低成本、高效率和易实现的冶炼技术。本文以采用CO₂炼钢工艺为立足点，介绍了近年来CO₂在转炉、电弧炉等流程的应用研究现状和发展情况。同时，结合基于钢铁企业的实际运用情况，概述了CO₂资源化利用在炼钢过程中的可行性和实际效果。CO₂可作为反应气体、保护气体、搅拌气体应用在炼钢工艺过程中，具有生产成本低、热力学条件好、搅拌能力强等优点，应用前景非常广阔。实际生产表明，采用CO₂炼钢可提高铁水脱磷率5%～7%，吨钢节约生产成本9元以上。CO₂在炼钢工艺中的资源化利用将是实现我国钢铁行业高效率、低成本减排的重点研究方向之一。以我国年产粗钢10亿t估算，采用CO₂炼钢工艺可降低钢铁行业CO₂总排放量约5%左右。     

CO2在钢铁工业资源利用现状

钢铁生产过程CO₂的资源利用问题将对我国CO₂减排任务的完成起到重要作用.以CO₂在钢铁工业中的资源化利用为出发点,分析了国内外CO₂气体作为反应气体、搅拌气体及保护气体等在钢铁生产过程中的应用现状. CO₂用作反应气体主要应用在BOF转炉炼钢、不锈钢生产及钢渣碳酸化处理;CO₂用作搅拌气体主要应用于转炉底吹、钢包搅拌及LF炉精炼;CO₂用作保护气主要应用在出钢、中间包及连铸等工序.利用CO₂用于钢铁生产具有成本低、热力学条件好、密度大、搅拌能力强及实现CO₂资源利用等优点,CO₂喷吹之后反应体系中CO₂的利用率需进一步研究.      

铝电解生产温室气体减排分析与展望

随着低碳经济快速发展,为实现国家倡导的创建资源节约型、环境友好型企业目标,进一步减少温室气体排放,降低铝电解生产过程对环境的影响成为铝电解产业发展的当务之急,本文对铝电解生产过程减少温室气体排放情况进行了阐述,并针对国内铝厂就如何减少温室气体排放进行了探讨。     

碳中和目标下四川梭罗沟金矿铁镁质尾矿固碳潜力评估

铁镁质矿物可在自然条件下与CO₂反应形成稳定的碳酸盐矿物，是一种安全、经济且长久的碳捕获与封存方式。介绍了铁镁质矿物固碳机理，基于四川梭罗沟金矿铁镁质尾矿储量大，且可封存CO₂的CaO、MgO和FeO等成分占比高，分析了其固碳能力及潜力。初步估算梭罗沟金矿现有尾矿的CO₂封存量高达164万t,按目前的生产效率估算未来年均CO₂封存量约12万t,未来生产的尾矿至少可以封存CO₂ 246万t。参考ERW法可将梭罗沟金矿尾矿砂进一步分选出铁镁质矿物后，喷撒在农田使其自然风化消耗CO₂,全面推广将极大地降低CO₂封存成本。     

典型钢铁制造流程碳排放及碳中和实施路径

高炉-转炉钢铁生产流程是典型的钢铁制造流程,也是典型的铁-煤化工过程,能耗高、碳排放量大,是中国钢铁行业实现碳中和目标的重点领域。2020年,由该流程生产的钢产量占全国粗钢产量的90%以上,是钢铁行业重要的CO₂排放源,因此,以典型高炉-转炉钢铁流程为主的企业碳排放计算和碳中和路径研究引起重视。目前国内外有多种针对钢铁企业碳排放的计算方法,但不同CO₂计算边界和方法对企业CO₂排放结果差异较大,影响因素也不同。剖析了钢铁生产流程的碳排放特征,以典型高炉-转炉制造流程为例,从系统边界、碳排放核算方法以及影响因素等角度全方位分析了钢铁制造流程碳排放,核算了不同方法下390万t和550万t钢铁企业的碳排放量,并对比了不同核算方法的差异性。结果表明,A企业和B企业铁前工序的CO₂排放占总碳排放的比例分别为60.99%和54.12%,减少钢铁制造流程CO₂排放应优先考虑焦化、烧结和炼铁工序;影响钢铁制造流程减排的因素主要包括化石燃料的消耗、能源的回收率、自发电的比例和碳排放因子的选取,其...     

沈阳铝镁院两节能减排技术获突破

中铝国际沈阳铝镁设计研究院铝电解槽生产管理和综合操作控制技术的研发工作取得突破性进展。采用湿法无效应焙烧启动电解槽技术控制铝电解槽焙烧启动，使单槽至少节省电力70000kW·h；采用控制氟化物和其它温室气体排放技术解决阳极效应预处理及自动熄灭，减少了污染物排放量。这两项技术上的突破，     

多种铝生产方式的碳核算与减碳潜力分析

依据不同氧化铝生产工艺和电力结构,构建了6种铝的生产方式,并基于生命周期理念,对这6种方式的CO₂排放量进行核算并分析产生差异的原因;同时,设置了不同的低碳路径,挖掘铝工业的减碳潜力.结果表明：生产1 t铝的CO₂排放量,拜耳-水电法最小,为1.86×10³ kg,烧结-火电法最大,为1.20×10⁴ kg;在同种电力结构下,化石燃料、电力和阳极等原料的输入量是影响氧化铝和电解铝生产工序中CO₂排放量的主要因素;在氧化铝生产工艺一致的情况下,用水电替代火电可使铝生产过程中的CO₂排放量降低34%～43%.由减碳路径分析结果可知,绿色电力-清洁工艺(EGP-CP)路径下CO₂减排效果最好,每生产1 t铝的CO₂排放量可降低至7.75×10³ kg,比基准路径(BAU)减少15.68%.     

电解锰生产企业温室气体排放核算方法与源解析

电解锰生产是我国工业企业中重要的温室气体排放源之一，而缺乏系统规范的核算方法制约了国家和行业对电解锰生产企业温室气体排放的研判和认识。根据电解锰生产特点，提出电解锰生产企业温室气体排放核算边界、排放源和计算方法，形成完整的核算方法。源解析表明，案例企业生产1 t电解锰产品排放5.36 t CO2，矿石中碳酸盐分解和电力消费是主要排放源，分别占22%和74%；制液和电解过程是温室气体排放的主要生产工序，分别占30%和67%。降低电解过程的电力消耗、提高碳酸锰矿石品位是电解锰行业减少温室气体排放的优化路径。本研究可为电解锰行业开展温室气体排放核算和减排研究提供重要参考。     

气候变化与钢铁工业脱碳化发展

 中国政府高度重视气候变化问题,积极主动地做出了减排承诺。钢铁行业作为工业的重要领域,是能源消费大户,同时也是CO₂排放大户。对中国钢铁工业CO₂排放现状分析表明,中国钢铁工业吨钢CO₂排放量下降明显,CO₂排放总量在2014年已经达到峰值,随后呈下降趋势,但由于粗钢产量巨大,钢铁工业的CO₂排放量占全国CO₂排放总量仍然较高,必须走脱碳化发展的道路。通过对钢铁工业脱碳化发展策略和技术的分析,表明有策略地推进并提高全废钢电炉流程的比例是当前最为实际的钢铁工业脱碳化发展途径。     

粗煤气铁矿颗粒床高温除尘联产直接还原铁工艺及估算

在煤灰熔点高于直接还原铁还原温度200℃的条件下,以直接还原竖炉作为移动颗粒床除尘器为核心技术的3段连续除尘,以铁矿煤球团为直接还原铁原料和移动颗粒床除尘颗粒,粗煤气显热可以直接用于生产直接还原铁。粗煤气显热约占煤炭气化热值的13%,估算联产直接还原铁显热利用效率可达70%以上,与现有的粗煤气废锅发电比,综合热效率提高约2倍,直接还原铁能耗303kg（C）/t.Fe,可以实现温室气体近零排放,减排CO₂约1.7t/t.Fe。可以在不减少粗煤气化学热能（H₂+CO）,联产直接还原铁的同时解决粗煤气的高温除尘与净化问题。     

中铝国际沈阳铝镁院两项节能减排技术取得突破

中铝国际沈阳铝镁院采用湿法无效应焙烧启动电解槽技术解决铝电解槽焙烧启动。使单槽至少节省电力70000kWh；同时，采用控制氟化物和其它温室气体排放技术解决阳极效应预处理及自动熄灭，减少了污染物排放量。     

钢铁行业CO2排放特征及治理技术分析

针对钢铁行业CO₂减排严峻的问题,本文首先系统梳理了长流程炼钢各工序的CO₂排放特征,得出石灰窑烟气、烧结烟气、炼焦煤气、高炉煤气、转炉煤气中CO₂的体积分数分别为10%～40%、7%～10%、2%～4%、9%～12%、15%～20%;接着研究分析了碳替代与碳捕获等控碳技术,以及CO₂资源化利用技术,得出高炉富氢冶炼和富氢气基竖炉是我国氢冶金发展的两大主要方向,应重点采用化学吸收法进行CO₂捕获,在CO₂综合利用上,重点考虑针对钢厂特殊工序,CO₂作为搅拌、控温、覆盖保护、稀释气等发挥作用;最后结合某4×10⁶ t/a钢卷产能的长流程钢铁企业开展的CO₂捕获及综合利用项目分析了相关技术推行的可行性。本文可为国内钢铁行业科学精准有序降碳提供借鉴。     

超低碳钢RH混合喷吹Ar-CO2冶金反应特性

 钢铁生产过程CO₂的资源化利用对中国“碳达峰,碳中和”目标的实现起着重要作用。氩气驱动的RH(ruhrstahl-heraeus)真空装置是超低碳钢精炼的关键设备,利用高真空下钢水循环流动可有效脱碳、脱气和去除夹杂物。由于真空条件下CO₂可直接与钢水中碳反应生成CO,在实现脱碳的同时可促进熔池搅拌。因此,尝试将Ar-CO₂混合气体作为提升气体引入超低碳钢RH脱碳过程。首先,针对CO₂在RH脱碳条件下的冶金反应行为,通过热力学理论分析了不同压力下Fe-C-O熔体与Ar-CO₂的反应特性。其次,搭建了Ar-CO₂混合气体作为RH提升气体的工业试验平台,通过工业性试验研究了超低碳钢RH脱碳过程混合喷吹Ar-CO₂对钢水脱碳、脱氮和温降的影响。Fe-C-O熔体与Ar-CO₂反应热力学表明,在低于100 kPa和超低碳条件下,Ar-CO₂混合气体中的CO₂仍可能与钢水中碳反应,从而促进RH脱碳和脱气。工业性试验表明,喷吹100% CO₂、50% Ar+50% CO₂和100% Ar炉次出站平均碳质量分数分别为0.001 50%、0.001 57%和0.001 19%,因而混合喷吹Ar-CO₂并不会显著影响RH脱碳效率。同时,由于CO₂与钢水中碳反应十分有限,与喷吹100% Ar相比,喷吹100% CO₂和50% Ar+50% CO₂对RH脱氮效率和钢水温降没有明显影响。因此,超低碳钢RH脱碳时,完全可采用CO₂取代部分或全部氩气作为提升气体,尽管无法提高精炼效率,但仍具有显著的经济价值和环保优势。