炼铁工艺节能减排技术

      国家科技部在“十一五”提出了科技支撑计划“新一代可循环钢铁流程工艺技术”项目，依托曹妃甸和中国现有钢铁企业技术改造工程，开发大型焦炉能源高效转换技术、超大型高炉系统工艺技术、全量铁水“三脱”预处理技术、高速连铸、干法除尘、炉渣干法粒化回收余热等重大工艺技术和关键节能环保技术，全面提升现有钢铁企业的技术装备水平。开发具有自主知识产权的基于氢冶金的熔融还原炼铁新工艺。

      氢冶金也是解决钢铁工业CO2排放高问题的有效途径之一。在探索到更经济和大规模可再生能源制氢方法之前，氢冶金的氢气来源可由现有焦炉的输出煤气COG提供，因为中国是一个产焦大国，我国焦化厂产出的焦炉煤气每年达到240亿Nm3，相当于 “西气东输”的天然气量的两倍，有效利用现有焦炉的COG是现阶段氢冶金获得富氢煤气的一种可行的方法。焦炉煤气中的H/C比高于天然气，用它制备富氢还原气用于炼铁将比以天然气为原料的流程CO2排放更少。用于基于煤冶金的传统流程如高炉喷吹或竖炉直接还原炼铁，煤中的碳氢组分将得到更充分合理COG的利用，有文献报道说，炼铁工艺每利用50kg COG，可以减排40kg CO2，将对现有钢铁联合企业降低CO2排放量起到重大作用。

      也可通过粉煤加压气化制氢作为过渡。直接用煤制氢或富氢还原气体技术可以采用粉煤加压气化工艺获得高生产率的富氢煤气，但如何提高其生产应用的经济性和竞争力还需进行有针对性的深入研究。

      不仅要重视对将来有潜在应用前景的新工艺研究，把握钢铁工业节能减排主攻方向，更要特别重视对目前约占我国钢铁行业铁产量99%，约占目前钢铁行业CO2排放80%以上的高炉-烧结-炼焦冶金流程大幅度减排CO2问题的工程学基础研究。如现有钢铁联合企业如何实施将焦炉煤气从轧钢燃料中置换出来，用于向高炉喷吹焦炉煤气或富氢还原气体，降低单位钢铁产品的CO2排放和燃料消耗，对当前基于煤冶金的传统钢铁工业流程降低CO2排放量能够起到积极的推动作用。

      3. 现有炼铁工艺节能减排技术评述

      对迄今为止主要炼铁工艺的单位能耗和主要的节能减排技术进行了综述和评价。研究表明，目前能耗最低，排放最少的是大型竖炉直接还原炼铁工艺，其余依次为转底炉，特大型高炉炼铁流程，COREX熔融还原，回转窑。详见表1。

                           表1  炼铁工艺比较表
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　　炼铁工艺名称          还原剂      反应器类型      能耗   单炉产能  总产能
　　GJ/t铁    万t/a    万t/a
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　　MIDREX           天然气/合成气    竖炉             11       180     3792
　　HYL 3            天然气/合成气    竖炉             11       190     1170
　　FINMET           天然气           流化床           14        50      200
　　转底炉           煤\天然气        转底炉           15    14～50      200
　　高炉+烧结+炼焦   焦\煤            BF+烧结+炼焦  16.25  320～400    90000
　　(4000m3)
　　COREX            煤\焦            COREX            17       150      500
　　SL/RN回转窑      煤               回转窑           18        15     1440
　　隧道窑           煤               隧道窑       25～30      1～4       20
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