非高炉炼铁工艺(如直接还原)是否需用冶炼焦炭
非高炉炼铁工艺(如直接还原铁,DRI)在一定程度上减少了对传统冶炼焦炭的依赖,但是否完全摆脱焦炭依赖取决于具体的工艺路线和技术选择。以下是相关分析:
1.直接还原铁(DRI)工艺对焦炭的依赖情况
直接还原铁(DRI)工艺是一种非高炉炼铁技术,通过使用气体还原剂(如氢气、一氧化碳)或固体还原剂(如煤粉)在固态下还原铁矿石,无需熔化。与传统高炉炼铁相比,DRI工艺具有显著的低碳优势,生产每吨钢的CO₂排放量可降低约0.96吨。
是否需要焦炭?
传统DRI工艺:在一些DRI工艺中,如使用天然气重整生成的还原气(主要成分为H₂和CO),完全不需要焦炭。
焦炉煤气基DRI工艺:在中国,由于天然气资源有限,焦炉煤气成为一种重要的替代气源。焦炉煤气富含氢气(H₂含量可达60%以上),经过净化和重整后可用于DRI生产。这种工艺虽然不直接使用焦炭,但焦炉煤气是焦化过程的副产品,仍与焦炭生产有一定关联。
2.其他非高炉炼铁工艺对焦炭的依赖
COREX和FINEX工艺:这些工艺虽然属于非高炉炼铁技术,但仍未完全摆脱对焦炭的依赖。例如,FINEX工艺仍需使用少量小块焦炭(约50千克/吨铁),且对原燃料质量要求较高。
富氢煤基回转窑直接还原-侧吹炉熔分炼铁:这种工艺结合了富氢煤基还原和侧吹炉熔分,虽然减少了焦炭用量,但仍未完全摆脱对焦炭或焦煤的依赖。
3.未来发展方向
氢冶金技术:氢冶金被认为是未来钢铁工业低碳转型的重要方向。通过使用纯氢气作为还原剂,DRI工艺可以完全摆脱对焦炭的依赖,实现真正的零碳排放。
焦炉煤气的利用:在中国,利用焦炉煤气生产DRI是现阶段最可行的氢冶金路径。焦炉煤气富含氢气,经过净化和重整后可用于DRI生产。
4.结论
非高炉炼铁工艺(如直接还原铁)在一定程度上减少了对传统冶炼焦炭的依赖,但是否完全摆脱焦炭依赖取决于具体工艺和技术选择。例如,使用天然气或焦炉煤气的DRI工艺可以大幅减少焦炭用量,但完全摆脱焦炭仍面临技术、资源和经济性等挑战。未来,随着氢冶金技术的发展,非高炉炼铁工艺有望实现完全摆脱焦炭的目标。

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