全球首次!八钢富氢碳循环高炉实现重大技术突破

正6月11日,中国宝武绿色低碳冶金实验平台——八钢富氢碳循环高炉成功接入经过脱碳处理的八钢欧冶炉煤气,这是全球首次实现脱碳煤气循环利用的案例,标志着八钢在高炉碳减排、碳循环技术探索方面取得重大技术突破。据介绍,经过近一个星期的运行,碳减排效果明显。与接入欧冶炉脱碳煤气前相比,富氢碳循环高炉吨铁燃料比下降近45千克。     

再传捷报:八钢富氢碳循环高炉实现50%的富氧目标

八钢富氢碳循环高炉在6月11日实现全球首次脱碳煤气循环利用的重大技术突破后,7月30日,八钢富氢碳循环高炉成功实现第二阶段50%高富氧冶炼目标。从7月30号经过近一周的运行,八钢富氢碳循环高炉炉况良好,各项重要参数稳定可控,部分时段富氧率已超过50%。高炉燃料比较喷吹脱碳煤气前基准期燃料比降低70kg/t。     

八钢低碳炼铁技术思路与实践

文章介绍了八钢欧冶炉和富氢碳循环高炉两种前沿炼铁工艺的应用实践,总结了八钢低碳炼铁技术工业化生产试验所取得的阶段性成果和技术进步,提出了八钢低碳炼铁技术的发展方向,为我国炼铁技术领域的转型和发展探索新的解决方案。     

煤气干法除尘技术在八钢欧冶炉的应用

煤气布袋除尘技术可以显著降低炼铁生产过程的新水消耗、减少环境污染,已成为炼铁技术煤气净化处理的方向。八钢欧冶炉非高炉炼铁工艺使用干法布袋除尘设备进行煤气净化。文章就欧冶炉煤气干法除尘技术的应用实践进行了分析。     

八钢富氢碳循环高炉低碳冶炼技术研究与实践

文章介绍了八钢富氢碳循环高炉围绕降低碳排放所采取的碳循环、富氢高富氧冶炼工艺路线开展的研究。通过试验探索,为从源头上减少炼铁冶炼工艺的碳排放提供实践和理论依据。     

节能降碳 绿建未来——八钢力推“双碳”工作

8月23-29日是全国节能宣传周,主题是“节能降碳,绿色发展”。今年新疆节能低碳进工厂暨宣传周启动仪式在八钢公司举行,旨在全社会,尤其是工业企业大力倡导节能环保,积极推动新疆“双碳”工作。八钢公司作为疆内有重要影响力的国企,在节能减碳领域从未停止探索和实践。“十二五”以来,先后建成了焦炉干熄焦余热回收利用、集中污水处理等一批节水、节电、余热回收利用设施;富氢碳循环试验高炉、欧冶炉等项目,更是标志着八钢绿色低碳冶金技术水平开始进入世界前沿。     

欧冶炉煤气管网及放散系统安全运行分析

八钢煤气能源管网系统增加了欧冶炉煤气,对煤气管网压力平衡控制提出了新的要求。对八钢欧冶炉煤气管网及放散系统安全隐患进行了分析,通过优化改进,为欧冶炉系统的安全稳定运行提供了保障。     

八钢低碳冶金技术路径研究及实践探讨

文章分析了八钢在降低碳排放过程中低碳冶金技术的实施方法、研发路径,介绍了提高极致效率、富氢碳循环技术、非高炉炼铁及碳捕集利用技术、冶金资源循环利用技术、低碳数智管控等,以及八钢实施降低碳排放工艺技术的应用效果。     

基于富氢/含碳煤气用于冶炼还原剂的减碳策略分析

钢铁厂有大量的富氢/含碳煤气资源，目前主要用于燃烧加热或发电。但是将煤气用于燃烧，仅利用了其热能(含化学热和物料热),而未发挥其化学还原功能，且能源转化效率不高。为合理利用钢铁厂富氢/含碳煤气、实现减碳目标，对基于富氢/含碳煤气用于冶炼还原剂的减碳策略进行分析。研究表明，钢铁厂的富氢/含碳煤气是良好的还原剂资源，高炉喷吹富氢/含碳煤气实现降碳具备技术可行性。因此，将富氢/含碳煤气经净化、加压、脱碳、加热等工序处理后用于高炉冶炼，可充分发挥煤气的还原功能，与煤气用于燃烧发电相比，全流程能耗和碳排放量更低。喷入高炉的煤气可置换焦炭和煤粉，实现高炉炼铁工序直接减碳10%～20%。当煤粉价格高于1 200元/t、焦炭价格高于3 000元/t、煤气置换焦炭比例高于20%时，与煤气用于发电相比，煤气用于高炉喷吹经济效益更好，且置换的焦炭比例越大、煤粉价格越高、电价越低，效益越好。     

八钢欧冶炉冶金煤气CO2捕集技术应用

文章分析了八钢欧冶炉冶金煤气捕集CO2技术,介绍了欧冶炉煤气CO2捕集系统运行效果.欧冶炉煤气碳捕集工艺运行实践表明:冶金煤气CO2捕集系统稳定运行率98％以上,CO2捕集溶液循环使用效果良好,还原煤气中CO2降低至1％,溶液解析循环率能够达到99.5％.     

欧冶炉中心煤气流分布技术开发与应用

文章介绍了对八钢欧冶炉运行过程中的核心创新工艺技术中心煤气流分布(CGD)的研发及在工业试验中的效果。实践表明:CGD技术可以改变竖炉煤气流分布,提升竖炉工作效率以及抑制煤气反窜,为欧冶炉的稳定高效运行提供了技术保障。     

八钢欧冶炉(COREX)顶煤气除尘系统的改进

为充分回收八钢欧冶炉(COREX)竖炉顶煤气的物理热及压力能,提高TRT发电水平,在罗泾1~#COREX炉搬迁八钢项目中,对八钢欧冶炉(COREX)顶煤气除尘系统进行了改造。结果表明,顶煤气除尘系统由湿法除尘改造为重力除尘器和布袋除尘器的干法除尘后,TRT发电量得到显著提高;喷雾冷却装置的使用,在一定程度上解决了高温煤气进行干法除尘的技术难题。     

高炉富氢冶炼发展现状与展望

高炉冶炼是目前国际上主流炼铁工艺,也是钢铁材料生产过程中能耗和碳排放最高的工序,高炉富氢冶炼是高炉炼铁降碳减排的关键技术。研究了国内外高炉富氢冶炼示范项目的技术路线、进展以及下一步规划,基于富氢燃料理化特性、富氢还原热力学和动力学条件,分析了高炉富氢冶炼的优势,阐述了高炉富氢冶炼发展中面临的技术、环境、经济等方面的挑战,展望了未来高炉富氢冶炼的发展方向,有利于推动高炉富氢技术的深入发展和高效应用。     

炉腹煤气中氢含量对铁矿石滴落过程的影响

利用高温熔滴炉对喷吹富氢煤气后高炉炉料的熔滴性能进行实验研究,XRD检测技术对喷吹富氢煤气后炉料的还原情况进行分析,并利用相图原理分析了不同富氢量对滴落带的影响。结果表明:喷吹富氢煤气后,矿石在进入滴落带之前,铁的氧化物已经大量被还原,滴落温度升高,滴落区间变窄。初渣渣量减少使得高炉透气性改善,最大压差与总特性值逐渐变小。结合滴落物与坩埚内剩余物的物相检测,得出富氢煤气对高炉熔滴性能的影响规律和最佳富氢量。     

欧冶炉喷吹煤粉用污泥替代兰炭技术实践

欧冶炉污泥为欧冶炉炼铁过程中产生的固废副产品,其中碳、铁元素含量高,同时含有较高的炼铁有害元素,如锌等。通常需经过脱碳、脱锌等多道工序加工,才能够成为烧结原料,被再次循环利用。八钢欧冶炉工艺技术人员开拓思路,进行工艺创新,将欧冶炉工艺应用在欧冶炉喷吹煤粉中,可充分利用污泥中30%含碳量,以此替代煤粉中的兰炭配比,实现利用欧冶炉系统循环处理工艺来处理厂内堆存的污泥。通过在喷吹煤粉中配加污泥,逐步替代兰炭,利用欧冶炉拱顶区域高温特性（1050～1100℃）,实现污泥中碳的再循环利用。通过此项技术攻关,可实现降低欧冶炉燃料比、减少碳排放的目的。     

八钢欧冶炉两次开炉实践对比分析

经过一年半的优化改造,欧冶炉于2017年3月25日成功点火,26日顺利出铁。对比两次开炉操作实践,2017年开炉实现了安全稳定开炉、快速降硅的目标,标志着八钢欧冶炉开炉技术更加成熟。欧冶炉工艺技术的提升也进入了新的征程。     

高炉富氢还原研究

 为探讨高炉富氢的可行性,介绍了氢气的来源和成本,从理论和实践两方面综述了富氢气体还原对高炉操作的影响(氢还原的优点和不足),对回旋区理论燃烧温度(RAFT)、炉腹煤气总热和化学能(TCE)、炉顶煤气温度(TGT)等高炉氢还原合理操作参数的选择,回旋区大小的确定及回旋区与高炉透气性指数及压降的关系进行了论述,同时对富氢还原不同操作参数选择的增产降焦效果进行了比较分析。介绍了高炉富氢还原一些有待研究的问题、富氢对高炉煤气使用的影响及氢气使用安全等有关问题。综合论述了富氢对高炉操作的影响以及操作参数选择的方法,同时阐明了回旋区尺寸确定与厄根方程之间的关系。     

高炉风口喷吹焦炉煤气的减排能力分析

为了探讨高炉喷入焦炉煤气降低钢铁行业碳消耗和碳排放的潜力,本文对风口喷吹焦炉煤气在高炉内各个区域的还原行为进行研究。从风口吹入的焦炉煤气被加热后,通过裂解、气化形成富H_2、CO煤气,其标态体积约为原始焦炉煤气体积的1.5倍。在1 373 K以上温度区域,风口区产生的富氢煤气将热量传给固态或熔态物料,并作为催化剂加速焦炭与多价态氧化铁间的还原反应。富氢煤气中的CO在1 373 K以下与氧化铁发生还原反应,焦炭的气化反应随着温度降低而减弱。1 273 K至水煤气变换反应平衡转变温度段,富氢煤气中的氢气还原各种价态氧化铁,当温度低于水煤气变换反应平衡转变温度时,富氢煤气中的氢气继续还原氧化铁,同时还促进CO和各种价态氧化铁物料的还原反应,起到了催化剂的作用。高炉风口喷吹焦炉煤气,虽然在风口区增加了能量吸收,但上部间接还原度的增加,降低了高温段的直接还原度,且富氢煤气也将热量传递给高温区炉料,可实现高温区能量收支平衡,降低焦碳的使用量。喷吹的焦炉煤气量与减少高炉固态碳使用量的关系近似表达为ΔC_1=-0.046+0.324V。最终碳减排量与喷吹焦炉煤气量的关系为ΔC_2=-0.047+0.110V。     

喷吹富氢气体高炉冶炼特点及存在问题的探讨

高炉炼铁工序能耗高、CO₂排放量大,是钢铁行业节能减排的重点。面对日益严重的能源危机和环境问题,实现高炉冶炼过程的碳减排已经成为人们的共识。在上述背景下,高炉喷吹富氢气体冶炼技术得到了冶金工作者的广泛关注,该技术的主旨在于以氢代碳、降低高炉内碳素还原剂的消耗,实现高炉CO₂的减排。基于富氢气体在风口前燃烧的热力学分析,系统讨论了喷吹富氢气体高炉的冶炼特点、存在的问题及解决措施,并对今后的研究工作进行了展望。结果认为,与传统高炉冶炼相比,喷吹富氢气体高炉的冶炼特点发生了显著变化,富氢气体可以促进铁矿石的还原,降低初渣中FeO含量,渣量降低且熔点升高,软熔带压差降低,透气性改善;喷吹富氢气体容易使高炉下部温度降低,气流向中心发展,促进块状带焦炭的气化反应,并影响高温区焦炭和渣铁的接触特征。喷吹富氢气体高炉在发挥氢还原优势的同时,容易出现下部热量不足、煤粉燃烧率降低、铁矿石粉化严重等问题。对于喷吹富氢气体高炉的冶炼过程,建议加强煤气富氢量、金属铁渗碳和焦炭性能三者间相互影响的机理研究,并探索合理的操作炉型,开发适用于喷吹富氢气体高炉冶炼的原燃料条件...     

氢冶金技术的发展溯源与应用前景

围绕“以氢代碳”对钢铁工业中实现碳减排工艺进行了梳理和溯源。实现碳减排的途径需要发展以氢气作为还原剂的氢冶金工艺。目前世界主要钢铁产区发展了从高炉喷吹燃料工艺到高炉富氢冶炼工艺、从非焦冶炼工艺到全氢直接还原工艺等两大氢冶金技术路线。从各国远景规划来看,发展氢基直接还原工艺及电炉炼钢短流程是氢冶金技术的重要方向。同时在低成本绿氢技术突破前,使用焦炉煤气等灰氢是中国从“碳代替”到“氢冶金”的重要过渡。