根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)競爭情報(bào)網(wǎng)《鋼鐵項(xiàng)目可行性 研究 報(bào)告》披露:因?yàn)闊掕F是鋼鐵企業(yè)排放CO2的主要工序,近年來,美國、日本、韓國等都在 研究 低碳煉鐵技術(shù),美國開發(fā)的煉鐵低碳技術(shù)主要有兩項(xiàng):一項(xiàng)是氫氣閃速熔煉法,另一項(xiàng)是熔融氧化鐵電解法。
氫氣閃速熔煉法是使鐵精礦粉在懸浮狀態(tài)下,被熱還原氣體還原成金屬化率較高還原鐵的工藝。熱還原氣體可以是H2,也可以是由煤、重油等經(jīng)過不完全燃燒產(chǎn)生的還原氣體CO,或者是H2和CO的混合氣體。
這是針對美國鐵礦資源和世界上粉礦資源情況而開發(fā)的工藝。美國產(chǎn)的鐵礦有60%都是粒度為-400~-500目的鐵燧巖精礦粉(5000~5500萬t/a,其他國家很多新的鐵礦資源也需要被破碎成很細(xì)的粒度后,才能供高爐煉鐵使用。氫氣閃速熔煉法的目的就是不經(jīng)過燒結(jié)或者球團(tuán)造塊,直接用這些細(xì)精礦粉生產(chǎn)鐵水。
從環(huán)保和還原動力學(xué)觀點(diǎn)來說,氫氣非常適合作還原劑和燃料。氫氣閃速熔煉法所生產(chǎn)的鐵水可直接供后面煉鋼工序。
目前已完成了試驗(yàn)室滴管試驗(yàn)和較大規(guī)模的試驗(yàn)[1-2]。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),新技術(shù)利用H2、CH4和煤分別作燃料生產(chǎn)1t鐵水時(shí),對應(yīng)的CO2排放量分別為71、650和1145kg,而常規(guī)高爐煉鐵生產(chǎn)1t鐵水對應(yīng)的CO2排放量高達(dá)1671kg。因此,即使采用煤作燃料,新技術(shù)也比常規(guī)高爐煉鐵工藝排放的CO2量顯著降低。
一系列試驗(yàn)表明,在氫氣的過剩百分?jǐn)?shù)為860%(32.7kPaH2,53.4kPaN2情況下,在3.5s的停留時(shí)間里還原率約達(dá)到90%。
猶他大學(xué)認(rèn)為,該工藝與高爐煉鐵相比,可使能耗降低38%,因此,可很大地減少對環(huán)境的污染,尤其有利于減少二氧化碳排放。動力學(xué)檢測表明,在溫度為1200-1400℃時(shí),1-7s內(nèi)可快速獲得90%-99%的還原率,還原率的大小取決于氫的過剩百分?jǐn)?shù)。
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