炼铁领域的研发将围绕3个主要方面进行:对现有高炉流程的持续改进;工艺集成革新;技术突破,氧气高炉是可能的技术方向。炼铁单项技术,如喷吹造渣剂、铁矿造块、煤氧喷吹等,这些技术的应用将进一步改善高炉指标。工艺集成方法在系统节能、环保和降本钱方面有很大潜力。系统越大、越复杂,系统优化产生的效益越大。聚焦于高炉和造块单项技术,要保持连续高效的钢铁生产,必须积极应对挑战,对各工序技术进行整合。北欧钢厂和LKAB公司已付出了巨大的努力,对各钢厂内部生产系统、地区钢铁生产及与当地社区的关系进行了整合。

　　1.工艺综合评价

　　工艺综合是指系统优化方法的组合,特别关注能源消耗和环境影响,在瑞典已运用了夹点分析、火用分析以及混合线性规划等方法。例如,SSAB的工艺综合评价模型已用来支撑企业决策,用1座较大高炉代替2座小高炉,并优化煤气利用,以应对可能出现的长期焦炭供给短缺。工艺综合方法用来评价能耗和CO2排放,以及氧气高炉对北欧个别钢厂的影响。

　　2.热电联产

　　北欧最大的3个炼钢厂将过剩的煤气送到热电厂,而不是只用来发电,回收的热量用于地方供热。用于街区供热的能量回收效率为88%,约为发电效率的2倍(发电效率为33%)。这不仅减少了社会对能源的需求,对减少温室气体排放也有重要意义。

　　3.氧气高炉

　　2004年,欧洲启动了超低碳炼钢项目(ULCOS),目标是减少钢铁生产过程CO2排放量50%。这一项目的概念流程是采用氧气高炉,并与CO2的捕集、贮存相结合。为减少高炉用碳量,将炉顶煤气脱除CO2,得到的富CO煤气返吹到高炉内,可减少焦比100kg/t。20世纪80年代,氧气高炉在俄罗斯Tula公司已进行过成功操纵,其工艺条件与目前的高喷煤比、高利用系数高炉有很大不同。ULCOS项目决定用EBF高炉进行3个周期的氧气高炉试验,AirLiquide公司为此配备了CO2脱除装置,试验使用了LKAB球团、鲁基的烧结矿以及SSAB的焦炭和煤。除氧气高炉试验外,ULCOS项目还评估了其他减排CO2的技术。包括欧洲主要钢铁企业在内的48个单位,出资5900万欧元开展ULCOS研究,这是正在开展的欧洲最大的项目之一。北欧采用氧气高炉技术减少CO2排放的作用受CHP工厂煤气有效利用的影响。CO2减排的潜力主要依靠于能源系统和钢厂煤气的利用,这在本文叙述中已作了分析。

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