中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 樊三彩
圖為展出的HYFOR試驗廠示意圖
圖為林德展示的綠色氣體生態(tài)圈
黃浦江畔，萬商云集。在11月5日—10日于上海舉辦的第六屆進博會上，綠色低碳的風(fēng)潮貫穿各個展區(qū)。《中國冶金報》記者從中發(fā)現(xiàn)諸多助力鋼鐵綠色低碳發(fā)展的妙招兒。
力拓展臺重點展現(xiàn)了一種名為BioIron?力拓生物質(zhì)煉鐵技術(shù)的突破性專利低碳技術(shù)。“這是我們首次在中國展示這一技術(shù)，鋼鐵行業(yè)是力拓重要的下游客戶，開發(fā)該技術(shù)旨在與鋼鐵行業(yè)協(xié)同減碳。”力拓鐵礦技術(shù)市場經(jīng)理榮哲告訴《中國冶金報》記者。
據(jù)介紹，該技術(shù)利用生物質(zhì)，如小麥秸稈、水稻秸稈和油菜秸稈等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品代替焦煤作為還原劑，再通過微波能將皮爾巴拉鐵礦石轉(zhuǎn)化為金屬鐵。生物質(zhì)能提供這個工藝中所需的大部分能源。
“BioIron?力拓生物質(zhì)煉鐵技術(shù)的主要吸引力和優(yōu)勢在于，它所需的電力不到目前正在使用的其他氫冶金新技術(shù)的1/3。”榮哲介紹，“該技術(shù)仍會釋放二氧化碳，但通過使用快速生長的植物，這些排放會被植物重新生長時吸收的二氧化碳所抵消。我們的模型顯示，在可再生能源和碳捕集利用與封存技術(shù)的輔助下，BioIron?力拓生物質(zhì)煉鐵技術(shù)有望推動鋼鐵冶煉過程實現(xiàn)凈負排放。”
目前，BioIron?力拓生物質(zhì)煉鐵技術(shù)已經(jīng)取得了一些非常積極的早期測試結(jié)果，并正在設(shè)計一個更大規(guī)模的連續(xù)試驗工廠。
同樣展現(xiàn)了冶金行業(yè)低碳未來的，還有普銳特冶金技術(shù)公司。其展臺設(shè)置展板，對比顯示了不同鋼水生產(chǎn)工藝路線二氧化碳的排放量，并演示了其正在試運行的HYFOR試驗廠生產(chǎn)流程。
普銳特認為，由于鋼鐵行業(yè)碳減排的要求十分強烈，加上世界各地投入運行的電弧爐數(shù)量越來越多，直接還原鐵（DRI）/熱壓塊鐵（HBI）的用量預(yù)計會持續(xù)增長，但目前所有的DRI或HBI生產(chǎn)技術(shù)都需要造塊（比如球團），不利于減碳。同時，鋼鐵企業(yè)面臨的另一個挑戰(zhàn)是鐵礦石品位下降，使其必須進行選礦。為了推動零碳鋼鐵生產(chǎn)，主要使用氫氣的工藝大受歡迎。普銳特冶金技術(shù)公司開發(fā)的HYFOR新工藝考慮了上述所有因素。
據(jù)展臺工作人員介紹，HYFOR試驗廠由3部分組成：一套預(yù)熱—氧化裝置，一套氣體處理設(shè)備，還有一套真正的還原設(shè)備。精礦粉在預(yù)熱—氧化裝置中被加熱到大約900攝氏度，然后進入還原設(shè)備；還原氣體（100%氫氣）由氣體供應(yīng)裝置提供。熱態(tài)直接還原鐵（HDRI）以大約600攝氏度的溫度離開還原設(shè)備，隨后冷卻并從HYFOR試驗系統(tǒng)排出。下一步將增加一套熱壓塊測試設(shè)備，以生產(chǎn)熱壓塊鐵。
“普銳特冶金技術(shù)公司充分借鑒了早些時候的Finmet/FINORED和FINEX工藝開發(fā)和設(shè)備安裝的經(jīng)驗，開發(fā)出不需要任何造塊工序（比如燒結(jié)或球團）即可使用鐵精礦的直接還原工藝。這項新技術(shù)可以用于所有鐵礦石類型（赤鐵礦和磁鐵礦），粒度能夠全部小于0.15毫米；使用來自可再生能源的100%氫氣作為主要還原劑，也可以使用來自其他氣源（比如天然氣裂解或傳統(tǒng)蒸汽重整爐）的富氫氣體，顯著減少了二氧化碳排放，甚至可能減少到0。產(chǎn)品是熱態(tài)直接還原鐵（DRI），既可以直接在熱態(tài)下運輸并裝入下游熔煉設(shè)備（比如電弧爐），又可以制成可市場銷售的熱壓塊（HBI）產(chǎn)品。”展臺工作人員表示。
據(jù)《中國冶金報》記者了解，目前，一座HYFOR試驗廠已經(jīng)在奧地利鋼鐵企業(yè)奧鋼聯(lián)鋼鐵公司的一家鋼廠投入運行。
落實“雙碳”承諾，離不開綠色氣體。《中國冶金報》記者在進博會現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)了一家致力于提供氣體解決方案的公司。作為全球領(lǐng)先的工業(yè)氣體和工程公司之一，林德展示了其在華持續(xù)構(gòu)建的“林德綠色氣體生態(tài)圈”如何為工業(yè)制造、醫(yī)療健康等社會生活的各個方面賦能。
林德冶金及有色行業(yè)燃燒專家蔡琪介紹，在德國洛伊納化工園區(qū)，林德已經(jīng)擁有綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，不過對鋼企來說，當(dāng)前氫氣的使用成本依然高昂。“對中國鋼鐵企業(yè)來說，目前減碳的關(guān)鍵問題是氧的問題，而非氫的問題，大規(guī)模開展氫冶金的時機還未到。”蔡琪認為，國內(nèi)氫冶金技術(shù)目前以試點為主，要實現(xiàn)規(guī)模化，還需要一系列因素的催化與倒逼。
他舉例道，最近與林德進行交流的一家新西蘭鋼鐵廠，有一座1985年的高爐運行至今，但目前著手歐盟碳關(guān)稅的壓力下，不得不開展碳減排，目前林德正著手為其提供加熱爐富氧燃燒解決方案。“目前大多數(shù)鋼企正通過采用富氧或純氧燃燒技術(shù)，將鋼鐵行業(yè)的碳排放先降下來。這種方案中，氧氣自身的成本較低，還可以在現(xiàn)有工藝上進行實踐應(yīng)用，降低設(shè)備等投資成本，并且具有節(jié)能、環(huán)保、提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)勢。”他說。
蔡琪還介紹了其最新研發(fā)的低碳煉鐵解決方案——林德熱氧技術(shù)（HOT）。 該技術(shù)可將鋼鐵廠的焦?fàn)t煤氣重整為主要含量為氫氣和一氧化碳的工藝氣，用來還原鐵礦石，生產(chǎn)直接還原鐵。與傳統(tǒng)以炭作為還原劑相比，使用含氫氣基還原可有效減少溫室氣體二氧化碳的排放，實現(xiàn)鋼鐵廠低碳排放。
