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日本确认氢还原炼铁法可减排二氧化碳10%

时间:2017-01-17 10:27来源:世界金属导报 作者:emat信息发布 点击:
    日本四家大型钢铁企业已经确认,应用氢的试验高炉作业与普通的高炉作业相比,可使二氧化碳排放量减少近10%。这是以实现氢还原炼铁法为目的的日本国家级项目COURSE50(环境和谐型炼铁工艺技术开发)的一环。按照计划,到2017财年末(2018年3月底)应实现用试验高炉减少二氧化碳排放10%,目前已经大幅接近了这一目标。今后将通过在原料条件上做出努力,进一步提高氢还原的效果,以实现最终目标。

    COURSE50项目是以从根本上降低炼铁过程中的二氧化碳排放为目的,由政府和企业共同进行开发的革新性技术。氢还原炼铁法是新技术的支柱之一,用氢气代替部分作为还原剂的煤炭,目标是减少高炉排放二氧化碳10%。图1是氢还原炼铁法与常规还原法的对比示意图。

图1 氢还原炼铁法与常规还原法的对比

    目前在新日铁住金的君津厂,正在采用实际高炉几百分之一大小的试验高炉(内容积12m3),摸索并逐步完善氢还原的最佳作业条件。目标是到2017财年结束前,用试验高炉减少二氧化碳排放10%。

    2015年新日铁住金在君津厂建设了试验高炉,2016年7月9-29日进行了为期3周的第一次试验高炉作业,并在炉体冷却后于8月下旬开始着手对炉体进行拆解调查。拆解调查主要是从完成操作的试验高炉内部取出原料等内容物,进行分析、评价。试验高炉不同于连续运行十年以上的实际高炉,可短时间停止运行,也可在保留内容物的情况下停止运行。因此尽管高炉内部类似黑匣子,但可通过对残留内容物的分析、评价获得改善操作的切入点。调查结果表明,首次运行中,相当于二氧化碳排放量的碳投放量减少了将近10%。尽管未能达到10%的目标,但证明了实验室探讨的氢还原作业条件的实效性。

    日本各大钢铁企业正在为进一步提高效果,寻求原料条件的改善,利用试验高炉完善作业条件。按照计划,到2017财年末,共进行3次试验高炉的运行。2017年1月中旬开始,将进行第二次,目前已进入运行准备阶段。

    此外,针对COURSE50项目还在新日铁住金室兰厂建设了COG改质试验设备。COG中的氢含量一般为55%左右,为使其能用于高炉的氢还原,需在焦油和碳化氢中添加催化剂进行改质,使氢含量达到65%左右。改质COG设备将使改质反应达到最佳化。2013财年用第一座基础设备进行了探讨,2015财年又建设了考虑实机设备结构、可长时间连续运行的第二座基础设备,并完成了热试。从2016财年开始投入使用。

    COURSE50项目从2008财年启动,阶段性实施时间为10年,2017财年将是最终一年。该项目由两项主要研究活动构成:第一项是以氢还原铁矿石为核心的高炉减排二氧化碳技术开发;第二项是高炉炼铁二氧化碳分离/回收技术的开发。

    项目计划第一阶段第一步(2008-2012财年),是进行氢还原铁矿石和从高炉煤气中分离/回收二氧化碳等主要技术的开发,第一步已经完成,并确立了关键技术。目前已转向第一阶段第二步(2013-2017财年),从关键技术开发转向进行氢还原和二氧化碳分离/回收的综合技术开发。第二步的项目费用约160亿日元,其中半数用于试验高炉的建设。按照预定计划,以2030年实现氢还原炼铁法实用化为目标,从2018财年以后,将围绕实际高炉运行中的技术确立等进行探讨。 (责任编辑:zhangfei@emat.com.cn)
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