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| 【视野】日本采用高炉新工艺减少CO2排放 |
| （时间:2011/9/20 11:33:31） |
目前的高炉采取热风热送，热风中的氮起热传递的作用，但对还原不起作用。氧气高炉炼铁工艺是从风口吹入冷氧气，随着还原气体浓度的升高，能够提高高炉的还原功能。由于气体单耗的下降和还原速度的提高，因此如果产量一定，高炉内容积就可比目前高炉减小1/3，还有助于缓解原料强度等条件的制约。
日本已采用试验高炉进行了高炉吹氧炼铁实验和在实际高炉进行氧气燃烧器的燃烧实验。对以氧气高炉为原形和以氧气高炉为基础再加上CO2分离及炉顶气体循环的炼铁工艺进行了比较。两种工艺都喷吹大量的粉煤作为辅助还原剂。由于高炉上部没有起热传递作用的氮，热量不足，因此要喷吹循环气体。以氧气高炉为基础再加上CO2分离及炉顶气体循环的炼铁工艺，在去除高炉炉顶气体中的CO2后，再将其从炉身上部或风口吹入，可提高还原能力。对未利用的还原气体进行再利用，可大幅度削减输入碳的量，容易大幅度减少CO2排放。关于高炉内的还原变化，可分为CO气体还原、氢还原和固体碳的直接还原，在普通高炉中它们的还原率分别为60%、10%和30%。如果对炉顶气体进行CO2分离，对利用的CO气体进行循环利用，就能提高气体的还原功能，使作为大的吸热反应的直接还原比率降至10%左右，从而降低还原剂比。
在以氧气高炉外加CO2分离并进行炉顶煤气循环工艺为基础的整个炼铁厂的CO2产生量中，根据模型计算可知利用炉顶煤气循环可将高炉还原剂比降到434kg/t。由于不需要热风炉，因此可减少该工序产生的CO2。但另一方面，由于制氧消耗的电力会使电厂增加CO2的产生量。总的来说，可以减少CO2排放9%。如果在制氧过程中能使用外部产生的清洁能源，削减CO2的效果会进一步增大。
这些技术的发展趋势因循环煤气量的分配和供给下道工序能源设定的不同而不同，其中还包括了其它的条件。根据采用模拟模型求出的CO2削减率的变化可知，如果能排除因CO2分离而固定的CO2，作为出口侧基准线的CO2就能减少大约50%。也就是说，如果能从单纯的CO2分离向CO2的输送和存贮和稳定固定进行展开，就能大幅度削减CO2。但是，为同时减少供给下道工序的能源，因此同时对下道工序进行节能是很重要的。在一般炼铁厂的下道工序中需要0.8～1.0Gcal/t的能源，在考虑补充能源的情况下，最好使用与碳无关的能源。如果能忽略供给下道工序的能源，最大限度地使用生产中所产生的气体，如炉顶煤气的循环利用等，就可以减少大约25%的输入碳。
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