首頁>新聞中心>獨(dú)家報(bào)道

姜濤:利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)直接還原鐵是我國(guó)現(xiàn)階段最可行的氫冶金路徑

2023-10-30 10:27:00

中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 徐可可 報(bào)道
特約通訊員 藍(lán)義高 攝影
 
  “鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳綠色生產(chǎn),要做好三件事:能源要轉(zhuǎn)型,原料要提質(zhì),工藝流程要?jiǎng)?chuàng)新?!?0月25日,在第十四屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)召開期間,中國(guó)工程院院士、中南大學(xué)教授姜濤在接受《中國(guó)冶金報(bào)》記者專訪時(shí),重點(diǎn)闡述了鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳生產(chǎn)的技術(shù)途徑。
圖為姜濤接受《中國(guó)冶金報(bào)》記者專訪
  資料顯示,姜濤及其團(tuán)隊(duì)開發(fā)出多種難處理鐵礦均熱高料層燒結(jié)、球團(tuán)制備關(guān)鍵技術(shù)和復(fù)合造塊新工藝;研發(fā)出紅土鎳礦制備鎳鐵的高溫熔煉新渣型和固態(tài)還原—磁選新工藝;研發(fā)出新型復(fù)合黏結(jié)劑,發(fā)明了一步高溫還原制備直接還原鐵新方法;構(gòu)建了釩鈦磁鐵礦和鐵鋁復(fù)合資源綜合利用新流程。這些成果在全國(guó)大部分鋼鐵企業(yè)獲得應(yīng)用并推廣至巴西、印尼、伊朗等國(guó),推動(dòng)了我國(guó)煉鐵精料、鎳鐵和直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)的升級(jí)換代,擴(kuò)大了可利用的資源范圍。
  結(jié)合團(tuán)隊(duì)的研究方向,姜濤談及鋼鐵工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型時(shí),從能源、資源轉(zhuǎn)型升級(jí)的角度給出了中肯的建議,提出了新的思路。
  利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)直接還原鐵是現(xiàn)階段我國(guó)最現(xiàn)實(shí)、可行的氫冶金路徑
  “圍繞國(guó)家和行業(yè)‘雙碳’目標(biāo),現(xiàn)在鋼鐵業(yè)內(nèi)已基本達(dá)成了一個(gè)共識(shí),就是必須實(shí)現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)型升級(jí),因?yàn)閺母瓷蟻碇v,我們的鋼鐵生產(chǎn)基本上是以碳質(zhì)燃料為能源的?!苯獫硎荆艾F(xiàn)在大家都在研究利用氫能。當(dāng)然,氫能的應(yīng)用還存在一些問題,比如從世界范圍來講,綠氫的大規(guī)模低成本制備、以及氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葐栴}尚未很好解決。不過,在低成本高效制氫的問題沒解決之前,并不影響我們部署開發(fā)氫冶金?!?/div>
  姜濤進(jìn)一步解釋道,我國(guó)天然氣嚴(yán)重缺乏,不能像歐美國(guó)家一樣現(xiàn)階段大量使用天然氣發(fā)展氫冶金。對(duì)我國(guó)來說,目前最現(xiàn)實(shí)、最可靠的技術(shù)路徑就是利用焦?fàn)t煤氣來生產(chǎn)直接還原鐵。焦?fàn)t煤氣的含氫量一般都比較高,可以達(dá)到60%以上。把里面的碳、氮、硫和水等成分脫出,把它富集以后拿來去生產(chǎn)還原鐵,這是一個(gè)目前我們國(guó)家發(fā)展氫冶金最現(xiàn)實(shí)的途徑。我國(guó)每年的焦炭產(chǎn)量大概在4.7億噸左右,其中約3.3億噸是用來鋼鐵冶煉生產(chǎn)的,每年會(huì)產(chǎn)生1800億立方米左右的焦?fàn)t煤氣。即使去掉鋼鐵廠內(nèi)煉焦加熱、燒結(jié)點(diǎn)火、球團(tuán)焙燒和軋鋼加熱所需的焦?fàn)t煤氣,仍然還有大概1100多億立方米的焦?fàn)t煤氣,具有生產(chǎn)1億噸以上直接還原鐵的潛能。
  “利用焦?fàn)t煤氣發(fā)展氫冶金也可以通過富氫高爐的途徑實(shí)現(xiàn),但是基于焦炭為能源發(fā)展起來的煉鐵高爐還不能擺脫對(duì)焦炭的依賴。目前在長(zhǎng)、短流程煉鋼工藝共存的情況下,特別是在我們?cè)诮鼛资赀€不能脫離長(zhǎng)流程煉鋼的情況下,利用長(zhǎng)流程里面的焦?fàn)t煤氣來生產(chǎn)還原鐵是一個(gè)非??尚械耐緩?。我們要對(duì)已有的氫高爐和氫豎爐工藝進(jìn)行總結(jié)、完善,然后進(jìn)一步去推廣?!苯獫赋觥?/div>
  此外,姜濤表示,其團(tuán)隊(duì)也曾調(diào)查過利用煉油廠產(chǎn)生的富氫氣體和用煤制氫的技術(shù)路線,但都面臨比較復(fù)雜的問題。“從原理上講,用煉油廠產(chǎn)生的富氫氣體也可以用來生產(chǎn)直接還原鐵,但煉油廠自身沒有經(jīng)驗(yàn)也沒有技術(shù)去建氫冶金裝備,而把煉油廠生產(chǎn)的富氫氣體輸送到鋼鐵廠還面臨長(zhǎng)距離輸送等問題,這又推升了它的成本。煤制氫的技術(shù)現(xiàn)在也有很多人在研究,但目前的問題也是成本較高,而且煤制氫過程本身也會(huì)產(chǎn)生二氧化碳,這些問題都需要進(jìn)一步研究解決?!苯獫忉屨f。
  全面提升鐵礦石品質(zhì)是大勢(shì)所趨
  除了能源外,鋼鐵綠色低碳生產(chǎn)還需要對(duì)資源進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。
  姜濤認(rèn)為,目前我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的原料以鐵礦石為主,廢鋼少,電爐鋼的比例不到10%。去年我國(guó)使用廢鋼2.3億噸,而消耗的鐵礦石達(dá)14億噸左右。同時(shí),我們使用的鐵礦石質(zhì)量差,鐵品位低,雜質(zhì)含量高,冶煉難度大。因此,資源轉(zhuǎn)型升級(jí)的大趨勢(shì)是增加廢鋼的用量。從現(xiàn)實(shí)條件看,我國(guó)經(jīng)過改革開放40年的發(fā)展,廢鋼的積蓄量已經(jīng)達(dá)到一定的規(guī)模。相關(guān)研究顯示,未來幾十年我國(guó)每年增加1000萬噸~1500萬噸的廢鋼,這為提高廢鋼資源的利用比例提供了基礎(chǔ)。
  “由于長(zhǎng)流程煉鋼工藝將在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間存在,在近二、三十年內(nèi)在我國(guó)可能仍占主導(dǎo)地位,我們必須重視和思考鐵礦石的質(zhì)量問題?!敝?,姜濤重點(diǎn)談到了鐵礦石的提鐵降雜問題。
  姜濤表示,目前我國(guó)使用的進(jìn)口礦主要來自澳大利亞和巴西。澳大利亞礦的鐵礦石品位在61.5%左右,巴西礦在63%左右,但是澳大利亞礦占了進(jìn)口礦總量的近70%。同時(shí),我國(guó)每年產(chǎn)鐵礦石或者鐵精礦3億多噸,平均鐵品位也是63%左右或低于63%。因此我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)使用的鐵礦石平均品位在62%左右。
  “這個(gè)品位跟發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是跟歐美國(guó)家的鋼鐵生產(chǎn)原料相比,要低3~5個(gè)百分點(diǎn)以上。所以,我們要全面提升鐵礦石的質(zhì)量,把鐵的品位平均提高3~5個(gè)百分點(diǎn)以上,并進(jìn)一步降低鐵礦中的雜質(zhì)含量,這樣就為實(shí)現(xiàn)綠色低碳生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。這個(gè)道理很簡(jiǎn)單,因?yàn)榈V石含鐵越低,冶煉耗能就越高,碳排放量也就越大?!苯獫治龅馈?/div>
  但是,提高鐵礦石品位意味著更高的選礦成本。對(duì)此,姜濤表示,鋼鐵企業(yè)要算“綜合賬”。
  “在現(xiàn)有基礎(chǔ)上將鐵礦石品位提高3~5個(gè)百分點(diǎn),大概每噸礦的成本要增加15至25元。但是,我們不能只算投入,還要算產(chǎn)生的效益,高品位鐵礦石在節(jié)能、增產(chǎn)、降碳方面能為企業(yè)帶來更大的綜合效益。所以,面向鋼鐵‘雙碳’目標(biāo)和日益加劇的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),我國(guó)含鐵原料轉(zhuǎn)型升級(jí)勢(shì)在必行,對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)可以進(jìn)一步分選富集的鐵礦原料,不論是進(jìn)口礦還是國(guó)內(nèi)礦,建議都要根據(jù)礦石的性質(zhì)和特點(diǎn)考慮采用磨選、再選或再磨再選方案進(jìn)一步提升鐵礦品質(zhì)?!苯獫f。
  “總體來講,全面提升鐵礦石品質(zhì)是大勢(shì)所趨。品質(zhì)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是鐵品位高,二是其他雜質(zhì)含量低?!苯獫J(rèn)為,“我們發(fā)展氫冶金,其中,豎爐氫還原工藝對(duì)鐵礦石的品位要求大于67%,高爐煉鐵工藝也要求鐵礦石的品位越高越好。未來,我們對(duì)高品質(zhì)鐵礦石的需求量會(huì)大幅度增加?!?/div>
  姜濤特別指出,由于現(xiàn)階段所有的鐵礦粉、精礦不能夠直接入爐煉鐵,必須先制成燒結(jié)礦和球團(tuán)礦,所以如何制備性能優(yōu)越、清潔綠色的冶煉爐料,也是未來促進(jìn)鋼鐵行業(yè)節(jié)能降碳的一個(gè)重要領(lǐng)域。
  “目前,一些鋼鐵企業(yè)在發(fā)展氫冶金的過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn),其還原爐對(duì)球團(tuán)礦的品質(zhì)要求不同于傳統(tǒng)的高爐冶煉。氫還原速度快,會(huì)造成球團(tuán)膨脹、粉化,從而導(dǎo)致窯內(nèi)粉末多、鐵回收率低,甚至在窯內(nèi)結(jié)塊而影響正常生產(chǎn)。新工藝對(duì)爐料提出了新要求,是我們未來需要共同研究解決的一個(gè)新課題?!苯獫詈笳f道。

來源:中國(guó)冶金報(bào)-中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:張雨恬

版權(quán)說明

【1】 凡本網(wǎng)注明"來源:中國(guó)冶金報(bào)—中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)"的所有作品,版權(quán)均屬于中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)。媒體轉(zhuǎn)載、摘編本網(wǎng)所刊 作品時(shí),需經(jīng)書面授權(quán)。轉(zhuǎn)載時(shí)需注明來源于《中國(guó)冶金報(bào)—中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)》及作者姓名。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
【2】 凡本網(wǎng)注明"來源:XXX(非中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng))"的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng) 贊同其觀點(diǎn),不構(gòu)成投資建議。
【3】 如果您對(duì)新聞發(fā)表評(píng)論,請(qǐng)遵守國(guó)家相關(guān)法律、法規(guī),尊重網(wǎng)上道德,并承擔(dān)一切因您的行為而直接或間接引起的法律 責(zé)任。
【4】 如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的。電話:010—010-64411649
品牌聯(lián)盟
  • 燃燒裝置2.gif
  • 湖南華菱集團(tuán).jpg
  • 山東鋼鐵集團(tuán).jpg
  • 1_看圖王.png
  • W020190430461031429831.jpg
  • 首鋼.jpg
  • 冶金工業(yè)規(guī)劃研究院logo1.jpg
  • W020130618825601874406.jpg
  • W020130618825602778336.jpg
  • W020130618825603702632.jpg
  • W020130618825617201098.jpg
  • W020130618825606679805.jpg
  • W020130618825607505186.jpg
  • brand04.png
  • brand06.png
  • brand05.png
  • brand03.png
  • brand02.png
  • brand01.png
    read_image.gif

    地址:北京市朝陽區(qū)安貞里三區(qū)26樓 郵編:100029 電話:(010)64442120/(010)64442123 傳真:(010)64411645 電子郵箱:csteelnews@126.com

    中國(guó)冶金報(bào)/中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)法律顧問:大成律師事務(wù)所 楊貴生律師 電話:010-58137252 13501065895 Email:guisheng.yang@dentons.cn

    中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)版權(quán)所有,未經(jīng)書面授權(quán)禁止使用 京ICP備07016269號(hào) 京公網(wǎng)安備11010502033228