鋼鐵行業(yè)如何走向“低碳”?

 

記者 曾巧巧

哥本哈根全球氣候大會(huì)落下了帷幕,大會(huì)雖未達(dá)成具有法律約束力的協(xié)議,但也在全球長期目標(biāo)、資金和技術(shù)支持、透明度等焦點(diǎn)問題上達(dá)成了共識(shí)。最為重要的是,作為全球的共同任務(wù),哥本哈根全球氣候大會(huì)讓各個(gè)國家、各個(gè)行業(yè)都把注意力集中到了應(yīng)對氣候變化上來。鋼鐵行業(yè)也不例外。在全球的碳減排活動(dòng)中,鋼鐵行業(yè)在短期內(nèi)能為碳減排做哪些力所能及的事情?在中長期內(nèi),鋼鐵行業(yè)又應(yīng)該為碳減排做哪些技術(shù)儲(chǔ)備,在哪些方面尋求突破?

節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是當(dāng)務(wù)之急

 “節(jié)能、提效、減排,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),是走向低碳經(jīng)濟(jì)的第一步?!敝袊こ淘涸洪L、中國金屬學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長徐匡迪的話指出了實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的當(dāng)務(wù)之急。

基于我國的單位能耗與國際先進(jìn)水平尚有15%20%的差距這一現(xiàn)實(shí),據(jù)徐匡迪預(yù)測,在2020年前,鋼鐵工業(yè)碳減排的主要對策是以節(jié)能減排為主;2020年~2030年,鋼鐵工業(yè)設(shè)備達(dá)到更新周期時(shí),應(yīng)考慮高爐煤氣循環(huán)和焦?fàn)t煤氣重整后噴吹,及H2、CO氣體直接還原,將單位產(chǎn)能CO2排放再降低10%20%。

2008年,全球高爐生鐵產(chǎn)量為9.43億噸;直接還原鐵產(chǎn)量為6850萬噸(其中氣基產(chǎn)量為5090萬噸),僅占世界鐵產(chǎn)量的6.76%??梢哉f,目前生鐵的生產(chǎn)仍以高爐流程為主,且在短期內(nèi)不會(huì)有較大改變。就鋼鐵行業(yè)的高爐流程來說,碳是鋼鐵冶金過程能量流和物質(zhì)流的主要載體,且焦炭在還原、加熱、合金化等方面發(fā)揮著重要作用??梢哉f,鋼鐵工業(yè)的基礎(chǔ)就是碳冶金學(xué),鋼鐵工業(yè)的主要溫室排放物就是CO2。從全球統(tǒng)計(jì)來看,鋼鐵工業(yè)排放的CO2占人類總排放的5%,而在中國,則要占到11%以上。

由于在短期內(nèi),我國鋼鐵行業(yè)還很難改變以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和廢鋼資源不足的現(xiàn)狀,因此有專家在接受本報(bào)記者采訪時(shí)建議,在當(dāng)前階段,CO2的減排主要依賴于在淘汰落后的前提下,采用高新技術(shù)的改造和不斷優(yōu)化生產(chǎn)流程,提高對副產(chǎn)煤氣和余熱、余能的回收利用率,從而進(jìn)一步降低能源消耗。

比如,鋼鐵企業(yè)可以通過高爐煤氣余壓透平發(fā)電、干法熄焦技術(shù)、電爐廢鋼預(yù)熱、煤調(diào)濕技術(shù)、高爐和焦?fàn)t添加廢塑料,以及余熱利用、高效連鑄技術(shù)、高爐富氧噴煤技術(shù)、連鑄坯熱裝熱送技術(shù),高爐、轉(zhuǎn)爐煤氣回收及綜合利用等技術(shù)的應(yīng)用,降低生產(chǎn)過程的單位產(chǎn)品能耗并提高資源的綜合利用??梢哉f,這是目前我國鋼鐵行業(yè)降低能耗、減排CO2的主要途徑。另外,從材料生命周期的角度來看,通過提高鋼材的綜合性能,生產(chǎn)節(jié)能高效的產(chǎn)品,也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和CO2的減排。這樣一方面可以在產(chǎn)品的應(yīng)用階段,通過高附加值鋼材和輕質(zhì)鋼材的應(yīng)用,提高能源的使用效率,減少CO2排放;另一方面可以通過減少鋼的使用量和產(chǎn)量來減少生產(chǎn)過程中的CO2排放。

目前,以世界一流鋼鐵企業(yè)曹妃甸工程為依托,“新一代可循環(huán)鋼鐵流程工藝技術(shù)”逐漸實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,力圖使余熱、余壓、余氣、廢水、含鐵物質(zhì)和固體廢棄物都能得到合理利用,這將是我國鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排的一次積極嘗試。

探索新的生產(chǎn)流程是中長期目標(biāo)

CO2減排過程中,我們一方面要推廣使用高爐煤氣余壓透平發(fā)電等技術(shù),降低高爐煉鐵的能耗水平;另一方面,我們也要尋求新的生產(chǎn)流程,做好技術(shù)儲(chǔ)備,進(jìn)一步降低CO2排放量。   

據(jù)中國金屬學(xué)會(huì)的專家介紹,今后大型高爐工藝的發(fā)展趨勢是“CO2消減+節(jié)能+低成本”。比如,全氧高爐(無氮高爐)冶煉工藝,可以將鼓入的空氣改為氧氣,高爐爐頂煤氣中的CO2洗滌吸收后,剩余CO返回,重新送入高爐,可大大降低CO2排放。另外,還有液態(tài)低溫?zé)掕F技術(shù)、帶等離子加熱裝置的高爐冶煉工藝等?,F(xiàn)在,歐洲和日本等國家和地區(qū)的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)在研究降低CO2排放的新一代高爐冶煉技術(shù),我們也應(yīng)該致力于該領(lǐng)域的探索,尋求進(jìn)一步突破。

另外,在更加節(jié)能環(huán)保的非高爐煉鐵方面,我們也要做好技術(shù)儲(chǔ)備。

從總體來看,與高爐流程相比,非高爐煉鐵具有一定的優(yōu)勢,比如可以不用或少用焦煤,減少高爐流程中燒結(jié)、球團(tuán)、焦化工序污染物的排放??梢哉f,非高爐煉鐵是21世紀(jì)鋼鐵行業(yè)的前沿技術(shù),是技術(shù)發(fā)展的方向。目前,國內(nèi)已經(jīng)開始發(fā)展非高爐煉鐵。比如寶鋼首先采用了COREX-3000熔融還原技術(shù),一期已于2007年底建成投產(chǎn),去年生產(chǎn)合格鐵水100萬噸;二期仍在建設(shè)中,預(yù)計(jì)2011年投產(chǎn)。

但在目前,非高爐煉鐵還存在著較多重大技術(shù)問題需要突破。如熔融還原如何減少對焦炭的依賴,用普通鐵精礦進(jìn)行非高爐煉鐵工藝經(jīng)濟(jì)性的提高和技術(shù)的提升等。因此,從中長期來看,我們應(yīng)該做好前瞻性的部署,對前沿技術(shù)和工藝進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備,以尋求更加節(jié)能、排放更少的新生產(chǎn)流程。(來源:中國冶金報(bào))

 

 

 

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