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二氧化碳工业化应用又一重大创新成果完成工业试验
来源:石灰窑生态圈 作者: 发布时间:2020-12-29
 
         二氧化碳工业化应用又一重大创新成果完成工业试验
据《世界金属导报》报道,由山东泰山钢铁集团有限公司与北京科技大学朱荣教授团队联合开发的高炉二氧化碳喷吹技术在泰山钢铁公司1780m³高炉工业试验圆满完成,试验运行近1个月,日均喷吹二氧化碳100吨。此次大中型高炉二氧化碳喷吹试验在国内外尚属首次,是二氧化碳规模化利用于炼钢生产后的又一重大创新,是钢铁行业实现碳中和终极目标的重要手段。
 
该技术将二氧化碳混入冷风,经热风炉加热后喷入高炉,并使用二氧化碳作为煤粉载气。项目团队从2015年展开相关基础研究,探明了CO2喷吹条件下煤粉燃烧行为,建立了冷风混入CO2的高炉综合数学模型,得到了不同富CO2率下炉内关键参数变化。工业应用结果表明,喷吹CO2具备有效降低风口理论燃烧温度的能力,进而提升高炉富氧率和喷煤量,实现高炉增产;CO2与碳元素生成2倍体积的CO,提高了高炉间接还原度,同时提高了高炉煤气量和煤气热值;优化了高炉内部热量分布,保证了高炉正常顺行。
 
以上内容来源:http://www.worldmetals.com.cn/
 
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 为了更进一步的向大家介绍此类技术发展状况,编者第一时间连线了“唐山金泉冶化科技产业集团”联合研发中心技术人员,通过交流我们了解到:
 目前,我国乃至全世界所有高炉炼铁,多采用向高炉风口喷吹煤粉或各种油或天然气或废塑料,以降低昂贵的冶金焦炭,喷吹这些燃料,是以一种低价能源代替另一种高价能源,它虽然能降低生产成本,但不能减排,会造成大气污染和生态环境的破坏,影响人类的生活和生产,因此,降低co2的排放和如何应用co2已引起了全世界的关注。
 从此次报道的技术原理来看,该项技术就是一种向高炉喷吹二氧化碳的新技术,可有效解决高炉炼铁节约能源、减少C02排放、防止环境污染的问题,而且还增加了经济效益,是值得大力推广和借鉴的新工艺。
 事实上,此类技术在2010年以后国内就已经有不同行业的单位进行了研究,随着技术的不断完善和进步,该项技术已经具备商业推广应用阶段,“唐山金泉冶化科技产业集团”旗下“唐山市丰南区金泉冶金能源新技术开发有限公司”和“唐山金泉成套设备有限公司”在2012年开始也对系列技术进行了研究,我们通过了解其技术原理并综合了国内多家单位的技术应用原理来看,其基本的主流工艺路线是:将二氧化碳或含有二氧化碳的废气鼓入高炉鼓风的冷风管,并经热风炉加热后,由热风管道吹入或喷入高炉的风口区;在风口区的氧与炽热的碳发生反应,生成二氧化碳,反应式是c+02 = co2,新生成的二氧化碳和带入的二氧化碳与炽热的碳发生反应,全部生成一氧化碳,反应式是C02+C = 2C0,一氧化碳是高炉冶炼需要的还原剂,从而实现向高炉喷吹二氧化碳,达到节能减排的目的。此类技术除使用热风炉废气外,还可以用其他含有二氧化碳的废气,也可直接用二氧化碳气体。而且,生产一吨铁会产生至少1.18吨以上的二氧化碳,如果加上钢铁厂自有的石灰生产中产生的二氧化碳,其二氧化碳来源是很可观的,属于循环产业链范畴的生产工艺。即可节约能源,增加效益,也减少了废气排放,降低了C02排放对环境造成的污染,有效实现节能减排,低碳经济和巨大的社会效益。
同时,我们还了解到,“唐山金泉冶化科技产业集团”旗下“唐山市丰南区金泉冶金能源新技术开发有限公司”和“唐山金泉成套设备有限公司”及“中国石灰产业学会联合研发中心”等是国内最早进行“二氧化碳回收和工业化应用”的研发单位之一,特别是在石灰产业中对二氧化碳的应用属于领军企业,“实现石灰生产中二氧化碳全利用”是其技术研发的终极目标。其主导研发的“石灰窑回收二氧化碳工业化应用系列技术”、“石灰窑回收二氧化碳发电及电烧石灰系列技术”、“石灰窑回收二氧化碳转一氧化碳技术”、“一氧化碳(煤气)生产石灰系列技术”等等,全部具有自主知识产权,拥有多项发明专利,部分技术已经完成中试和工业化应用。尤其是“煤电一体化石灰窑系列技术”的“省级示范工程”2020年已经在江西省、湖南省、青海省等地完工并投入生产运营,第二批“省级示范工程”2021年将在黑龙江省、陕西省、安徽省、甘肃省、浙江省以及新疆和内蒙等地区陆续开工建设。
 编后语:
20201218日闭幕的中央经济工作会议首次将“做好碳达峰、碳中和工作”作为明年重点任务。中国能源研究会常务理事、国家应对气候变化战略研究和国际合作中心研究员李俊峰19日在由中新社主办的国是论坛上指出,碳中和不仅仅只是能源的事,它与产业链等方方面面都有关系。碳中和目标将深刻影响下一步产业链的重构、重组和新的国际标准。而且占全球GDP75%、占全球碳排放量65%的国家开始碳中和。碳中和已成为各国追求的共同目标和共同价值观。这对全球产业链的重组、重构都有深刻影响,这就会对产业链形成一个新的标准。
 其实中央在2014年就提出碳达峰的问题,今年把它真正落实下来,因为2030年之前要实现碳达峰。在达峰这个问题上,要推动一部分地区率先达峰,一部分的行业也要率先达峰。
 所以,在能源的消费结构里面,会出现两个变化,一是化石能源要尽早达峰,二个是非化石能源的占比快速提高。目前中国已提出2030年非化石能源占比25%的要求。2019年的时候,这一比例是15.3%,今年大概率与去年持平。那么“十四五”期间,每年非化石能源占比要提升一个百分点左右。
 在这个达峰的过程中间,要推动大幅度提高能源效率,大幅度地改善能源结构,大幅度地提升非化石能源占比,这也是“十四五”的重点工作。在能源这个领域中,能源清洁化、低碳化是一个方向,全球都是如此,都是逐步降低对化石能源的依赖。它的基本逻辑就是从一个资源依赖的发展模式,走到技术依赖的发展模式。
2021年是一个很特殊的年份,它起着承前启后的作用。我们期待着“十四五”的第一年,能够很好地开局,为我们国家真正的低碳转型、为达峰、稳中有降和最终实现碳中和这么三个阶段性的目标开一个好局。
 
中国石灰产业学会
     孙 菲
20201229
 
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