日本制鐵低碳發(fā)展路徑研究

2021-6-7 12:17 來源: 世界金屬導(dǎo)報

減少CO2排放


為減少CO2排放,日本制鐵開發(fā)了如下技術(shù):

1)開發(fā)余熱回收的干熄焦技術(shù):在焦?fàn)t中制成的熱焦炭(2512, -81.50, -3.14%)用惰性氣體淬火,熱量被用來產(chǎn)生蒸汽而發(fā)電。與濕法淬火相比,節(jié)能40%。

2)開發(fā)新一代煉焦技術(shù)(Scope21):Scope21是以強化資源和能源應(yīng)對能力為目標(biāo)的國家開發(fā)項目。該項目包括縮短煉焦時間、提高焦炭質(zhì)量等許多創(chuàng)新型技術(shù)開發(fā)內(nèi)容。利用該項目開發(fā)的技術(shù)將會擴大低品位煤的利用并大幅減少CO2排放。

3)開發(fā)高爐數(shù)字模型:合理調(diào)整高爐內(nèi)氣體流量、固體流量、液體流量、爐料分布等基本因素,降低焦炭等還原劑比例,從而減少CO2排放。

4)開發(fā)顯示爐料分布的三維離散單元法(DEM)模型:用DEM模型精確顯示高爐爐頂料面的分布情況,以布置爐料分布,提高反應(yīng)效率,減少CO2排放。

5)參與環(huán)境和諧型煉鐵工藝技術(shù)開發(fā)項目COURSE50:該項目旨在通過開發(fā)在高爐煉鐵還原過程中使用氫氣的技術(shù)和采用化學(xué)吸收法以低成本分離和回收CO2的技術(shù),實現(xiàn)CO2減排30%。其中,采用鋼廠產(chǎn)生的氫氣(焦?fàn)t煤氣)在還原鐵礦石的過程中部分取代碳,實現(xiàn)高爐CO2減排10%;采用捕集、分離和回收高爐煤氣中CO2可使CO2減排20%。目前實現(xiàn)實驗高爐CO2減排10%的目標(biāo),同時還對實際尺寸的高爐進行模擬,使該項目更接近于在商業(yè)使用的高爐。

6)參與零碳鋼技術(shù)開發(fā)項目(100%氫還原煉鐵技術(shù)):在鋼鐵工業(yè)中,大約70%的CO2排放是在高爐煉鐵過程中產(chǎn)生的。由于日本高爐煉鐵技術(shù)的熱效率已提高到接近理論值,進一步減少CO2排放的難度極大。這就是為什么日本制鐵要接受氫氣還原煉鐵工藝的挑戰(zhàn)。由于鐵礦石的氫氣還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng),現(xiàn)階段需要建立從外部向反應(yīng)爐供熱的技術(shù),以及在充分考慮氫氣燃燒特性的基礎(chǔ)上,向反應(yīng)爐穩(wěn)定提供大量氫氣的技術(shù)。而且,氫氣是無碳的,其大量低成本穩(wěn)定供應(yīng)是一個關(guān)鍵要求。因此,日本制鐵與日本政府及其他公司一起申請參加由新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)資助的“實現(xiàn)零碳鋼的技術(shù)開發(fā)”項目。這一項目旨在確定多種有前途的創(chuàng)新技術(shù),專注于煉鐵過程脫碳。

7)開發(fā)一種全新的制氫工藝:通過開發(fā)一種專有的高性能光催化劑材料,利用太陽能生產(chǎn)零排放的氫氣。

8)提高物流效率以實現(xiàn)CO2減排。日本制鐵在日本沿海運輸中使用大型船舶(由700噸改為1500噸)等提高運輸效率,并通過引入節(jié)能輪胎、輕型汽車等提高燃油經(jīng)濟性。特別引入“內(nèi)島”號混合動力貨船,配備鋰離子電池,真正實現(xiàn)CO2減排。

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