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欧洲钢矿企业推进节能减排绿色新技术
信息来源:世界金属导报2021-01-05B01      时间:2021-01-07 10:28:03


 

钢企推进低碳排放新技术

2020年12月11日,欧盟27国峰会通过了欧盟委员会将2030年温室气体减排目标(包括排放量和清除量)提高到至少55%的提议,而此前的目标是比1990年的水平减排40%。减排目标的提升将为欧盟能够在2050年之前迈向气候中和铺就道路。

多年来,执行欧盟环境政策一直是欧洲钢铁制造商重点关注的问题,通过积极寻求铁前设施优化,减小污染的主要来源,并为整个工厂提供能源优化的机会。尽管受到了为应对新冠肺炎疫情采取的管制措施的影响,2020年以来,欧洲钢铁企业在推进低碳排放技术方面取得了显著进展。

德国扁平材生产商萨尔茨吉特在其Fl achst ahl厂安装的世界最大的720kW高温电解槽已经开始试运行,这是GrInHy2.0项目的一部分。该电解槽每小时可产生200Nm3氢气,到2022年底,预计将运行约13000h,利用可再生电力将产生至少100吨绿氢。最初将使用该装置制成的绿氢进行退火处理,以替代天然气产生的氢气。随后,该电解制氢工厂将向萨尔茨吉特正在建设的直接还原铁工厂提供绿氢,该直接还原铁厂预计将于2022年上半年投入运营。

GrInHy2.0是萨尔茨吉特低碳炼钢(SAl zgitt er Low CO2 St eel making,SALCOS)项目的一部分。SALCOS项目是生产钢铁过程中显著减少二氧化碳排放的革命性概念。目标是逐步进行炼钢路线的转变,从基于高炉炼铁的碳密集型钢铁生产向直接还原铁-电弧炉路线转变,包括灵活地逐步增加氢气的使用。

奥地利钢铁制造商奥钢联集团正在建设能够实现二氧化碳净零排放的中试工厂,预计将于2021年开始试运行。该工厂将使用氢气代替煤炭对铁矿石进行还原,可年产25万吨绿色钢材。

目前,安赛乐米塔尔在德国汉堡地区运营着欧洲唯一的直接还原铁-电弧炉(DRIEAF)工厂,该厂计划投资1.1亿欧元建设一座新的氢基直接还原铁厂——汉堡-瓦尔特斯霍夫厂。目前正在进行新工厂的建设准备工作,计划于2021年动工开建。在该项目的第一阶段,2023年将使用灰氢(从工艺气体中分离出来氢气)生产10万吨海绵铁;在第二阶段,将建设一座配备50兆瓦电解装置的示范工厂,到2025年利用来自可再生能源的氢气生产绿色钢材。

安赛乐米塔尔在德国杜伊斯堡的长材生产基地未来将部分使用汉堡地区的绿色直接还原铁进行炼钢。安赛乐米塔尔杜伊斯堡-鲁哈特(Ruhrort)工厂目前采用转炉工艺炼钢,将在未来转向DRI-EAF路线。

安赛乐米塔尔在德国不来梅和艾森胡特恩施塔特(Eisenhuettenstadt)的扁平材生产基地也将逐渐使用绿色氢气转向废钢熔融炼钢技术。

蒂森克虏伯在布鲁克豪森工厂为施韦尔格1号高炉配备了SIP(Sequence Impul se Process)技术,该技术旨在提高设备生产率和减少排放。SIP是一种具有诱导冲击波的序列脉冲工艺,这是一种创新的氧气注入工艺,由蒂森克虏伯的工程师专门为高炉操作量身定做。

另外,蒂森克虏伯还计划在杜伊斯堡钢铁厂践行“高炉2.0绿色改造”的创新理念,筹建一座年产能为120万吨的直接还原铁工厂,并配备综合熔炼装置。计划在2025年之前完成工厂的主要部分,并生产40万吨绿色钢材。

瑞典钢铁公司(SSAB)完成了Energy4HYBRIT项目的预可行性研究,芬兰Raahe工厂作为该项目的参考,研究在炼钢过程(铁矿石还原后的其他工序)中使用无化石能源,这约占CO2排放量的10%。SSAB表示,预可行性研究表明,有可能采用木材和其他生物质来代替大量的化石燃料消耗。

此外,瑞典钢铁公司为奥克隆德工厂年产能为100万吨的4号高炉配备了新的47号热风炉,这是对现有热风系统的补充,并对其进一步升级,旨在将燃烧气体更好地混合并减少碳排放。

德国迪林根和萨尔钢铁集团(Dil l inger and Saarstahl)在迪林根基地-萨尔生铁有限公司年产能230万吨的5号高炉上采用了一项使用氢气的创新性炼铁技术。总投资1400万欧元,其目标是向高炉喷吹富氢焦炉煤气,这将使用氢气取代碳来作为还原剂,并实现显著的减排效果。另外,该公司计划在年产能为210万吨的4号高炉上采用同样的技术。

利百得钢铁公司最近为其罗马尼亚加拉茨工厂年产能为200万吨的5号高炉配备了空气预热新技术,旨在降低电力和天然气消耗,同时降低二氧化碳排放水平。此外,利百得钢铁公司加拉茨工厂将实施“绿色钢铁”战略,计划建设一座年产能为250万吨的直接还原铁工厂。该厂最初将以天然气为燃料,一旦氢气还原技术变得更具成本效益,将由氢气提供动力。

矿企实施节能节水新工艺

在欧洲,除了钢铁企业致力于低碳减排技术的实施,矿业公司在绿色节能技术方面也有突破。

近日,欧盟知名研究机构——欧洲创新和技术研究院(EIT)已批准540万欧元,支持艾法史密斯(FLSmidth)公司继续开发创新型浮选工艺技术,用以减少采矿流程中能源和水的使用。

在采矿行业中,浮选工艺是一项关键的、水密集型工艺,在该工序,有价值的矿物与其他材料分离。对于艾法史密斯公司而言,这是“零使命”之旅的一部分,到2030年,采矿工业有望实现水资源和能源零浪费。这项全新的浮选工艺被称为“回流浮选池”(RFC)。

目前的浮选技术受到了两方面的限制:一是从罐体底部流出气泡,二是过多液体从顶部流出时产生大量泡沫。而新的RFC回流浮选池技术避免了这两个问题,全新内部设计产生了更高的吞吐量,同时分离出较小尺寸的颗粒,以更有效的方法改善气泡控制。因此,对于特定的分离任务,浮选池尺寸可以变得更小,并且/或需要更少的储罐来串联操作(只需要一个或两个储罐)。

艾法史密斯公司表示,RFC技术在浮选应用方面具有巨大潜力,而540万欧元的财政支持无疑将会加快技术的商业化。今后还将对其进行进一步开发和优化,深入发掘这种浮选解决方案的节能和节水潜力。

该项目将从2021年6月1日开始运行,到2024年6月1日截止,该技术将主要用于铜和铁矿石等矿物的浮选,首先将会扩大规模,在瑞典LKAB公司的铁矿山建设示范工厂。根据初步结果,与现有浮选技术相比,RFC技术的资本支出可减少30%,运营支出可减少20%。从长远来看,这种全新的设计可实现更高的吞吐量,更广泛的粒度分布和更细微颗粒的回收。

(御风)

 

 

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