根据中国产业竞争情报网《钢铁项目可行性 研究 报告》披露:因为炼铁是钢铁企业排放CO2的主要工序,近年来,美国、日本、韩国等都在 研究 低碳炼铁技术,美国开发的炼铁低碳技术主要有两项:一项是氢气闪速熔炼法,另一项是熔融氧化铁电解法。
氢气闪速熔炼法是使铁精矿粉在悬浮状态下,被热还原气体还原成金属化率较高还原铁的工艺。热还原气体可以是H2,也可以是由煤、重油等经过不完全燃烧产生的还原气体CO,或者是H2和CO的混合气体。
这是针对美国铁矿资源和世界上粉矿资源情况而开发的工艺。美国产的铁矿有60%都是粒度为-400~-500目的铁燧岩精矿粉(5000~5500万t/a,其他国家很多新的铁矿资源也需要被破碎成很细的粒度后,才能供高炉炼铁使用。氢气闪速熔炼法的目的就是不经过烧结或者球团造块,直接用这些细精矿粉生产铁水。
从环保和还原动力学观点来说,氢气非常适合作还原剂和燃料。氢气闪速熔炼法所生产的铁水可直接供后面炼钢工序。
目前已完成了试验室滴管试验和较大规模的试验[1-2]。试验发现,新技术利用H2、CH4和煤分别作燃料生产1t铁水时,对应的CO2排放量分别为71、650和1145kg,而常规高炉炼铁生产1t铁水对应的CO2排放量高达1671kg。因此,即使采用煤作燃料,新技术也比常规高炉炼铁工艺排放的CO2量显著降低。
一系列试验表明,在氢气的过剩百分数为860%(32.7kPaH2,53.4kPaN2情况下,在3.5s的停留时间里还原率约达到90%。
犹他大学认为,该工艺与高炉炼铁相比,可使能耗降低38%,因此,可很大地减少对环境的污染,尤其有利于减少二氧化碳排放。动力学检测表明,在温度为1200-1400℃时,1-7s内可快速获得90%-99%的还原率,还原率的大小取决于氢的过剩百分数。
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