钢铁流程结构及对CO_2排放的影响
CO-,2-腐蚀速率预测模型研究现状
１９
旷。，一［Ｈ一２ＣＱ］！ 一 ｉ１＋ｅ一１ １—＂１ｒ＋‘１ （５）
其中，巧是活化反应速率，％。是传质速率。其中 活化反应速率Ｖ，与ＤｅＷａａｒｄ ９１模型 相似，而传质速率可以计算为：
‰＝２．４５．万ＵＯ．１２．ＰＣ０２
（６）
其中Ｕ是流速ｍ／ｓ，ｄ是水力直径ｍ。考虑到腐蚀产物膜对腐蚀速率的影响，最后还要乘 以腐蚀产物膜因子。该模型进一步还引入了材料成分与微观组织对腐蚀速率的影响因子。 图４为利用模型计算的腐蚀速率。
（ＩＩ）
腐蚀电流密度可以用两部分电流密度表示，一是活化反应电流密度“，另外一个就是
极限扩散电流密度。因此，单独求出其中各个值的大小，就可以得到腐蚀电流密度。但是， 该模型未考虑腐蚀产物膜对腐蚀速率的影响。
因此，Ｎａｓｉｃ又进一步建立了腐蚀产物膜覆盖条件下的机制模型９。该模型重点在于建 立膜的孔隙度对离子的扩散、迁移过程的影响方面，最终的目的仍然在于计算电极表面的 离子浓度，从而算出腐蚀电流密度。但Ｎｅｓｉｃ建立的机制模型中未包含原油对腐蚀速率的 影响，这可能与目前大家对这方面机理的认识不足有关。另外，Ｎｅｓｉｃ的机制模型只考虑一 般湍流流动对腐蚀速率的影响，不考虑流型、流态对腐蚀速率的影响。
腐蚀速率的影响，而ＤｅＷａｒｒｄ模型中当含水率码ｏ％以及流速大于ｌｍ／ｓ时，腐蚀速率为零； 否则，原油对腐蚀速率不会产生缓蚀作用；ＯＨＩＯ大学的Ｊｅｐｓｏｎ认为原油含量从ｏ％增加到 ６０％时腐蚀速率逐渐下降，而ＥＣＥ模型进一步给出了原油对腐蚀速率的影响因子”。但是， 总体来说，原油对腐蚀速率的影响研究还不充分，还未找到比较合适的参量来定量描述原 油对腐蚀速率的影响。
另外，ＯＨＩＯ大学的Ｊｃｐｓｏｎ针对海底管线油气水三相混输的情况，开发了多相流条件 下的ＣＯ：腐蚀预测经验模型，其腐蚀预测模型为ｏ：
炼铁生产工艺流程(13)
能力，力求强度要高一些为好。 铁矿石的软化性包括铁矿石的软化温度和软化温度区
间。高炉冶炼要求铁矿石的软化温度要高，软化温度区间 要窄。
63
2)பைடு நூலகம்熔剂
熔剂的作用： 熔剂在冶炼过程中的主要作用有两个：造渣和使渣铁分离。 熔剂的种类： 按其性质熔剂可分为碱性、酸性和中性三类。
0 0 0 19.89652 4.17442 0
59
2）高炉冶炼对铁矿石的要求是： 含铁量高，脉石少，有害杂质少，化学成分稳定，粒
度均匀，良好的还原性及一定的机械强度等性能。 ①铁矿石的品位 指铁矿石的含铁量，以TFe％表示。
铁矿石含铁量高有利于降低焦比和提高产量。一般矿 石品位提高1％，焦比降低2％，产量提高3％。品位较 低，不能直接入炉的叫贫矿。
15
二、烧结生产工艺流程
烧结就是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂， 加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上进行烧结的过 程。
采用带式抽风烧结机生产。 烧结厂有360、280、180 、130 m2烧结机各一台。 烧结生产工艺流程主要包括：烧结料的准备，配料与混 合，烧结和产品处理等工序。
炼铁生产工艺流程
一、钢铁工业生产工艺流程 二、焦化生产工艺流程 三、烧结生产工艺流程 四、炼铁生产工艺流程
2
一、钢铁工业生产工艺流程图
3
二、焦化生产
4
一 ）焦化设备
公司本部焦化厂现有一座58孔JN84型焦炉和两座共115 孔JN60型焦炉，炭化室高分别为4.3m和6m，年设计生产能 力分别为38万吨和115万吨。公司与安石集团合资建设的 湖南煤化新能源公司,有两座炭化室高5.5m的捣固焦炉和 六座无回收清洁型捣固焦炉,年设计产能分别为130万吨和 15万吨。煤化公司新焦炉于2009年7月和9月先后投产，因 此，公司当前实际焦炭产能为298万吨，年需炼焦煤415万 吨。
CO_2温室气体减排现状及对策
第26卷第3期上海电力学院学报Vol .26,No .3 2010年6月Journal of Shanghai U niversity of Electric Pow erJune 2010 文章编号:1006-4729(2010)03-0237-05CO 2温室气体减排现状及对策 收稿日期:2009-06-30通讯作者简介:孙丽梅(1963-),女,博士,副教授,辽宁沈阳人.主要研究方向为固废资源化利用和洁净煤技术.E 2mail:sl m 5588@s ohu .com.孙丽梅1,白艳英2(1.上海电力学院能源与环境工程学院,上海 200090;2.中国环境科学研究院清洁生产中心,北京 100012)摘 要:温室气体的排放主要是由发达国家产生的.目前发达国家温室气体减排履约的整体情况并不乐观,主要发达国家的排放量仍呈上升趋势.分析了世界主要国家开展温室气体减排的政策和技术措施,并结合我国能源使用结构的实际情况,提出了温室气体减排的思路与对策.关键词:CO 2温室气体;减排技术;减排对策中图分类号:X511 文献标识码:ACO 2Greenhouse Gas Reducti on Situati on and Counter 2measuresS UN L i 2mei 1,BA I Yan 2ying2(1.School of Ther m al Po w er and Environm ental Engineering,Shanghai U niversity ofElectric Po w er ,Shanghai 200090,China;2.C leaner Production Center ,China Environm ent Science A cade m e,B eijing 100012,China )Abstract : Greenhouse gas e m issi ons are mostly caused by the devel oped countries .The current situati on of greenhouse gas reducti on f or the devel oped countries on the whole is not op ti m istic and the greenhouse gas e m issi ons of s ome devel oped countries are continuously increasing .The paper su mmurizes and analyzes policies and measures of greenhouse gas reducti on and e mm issi on fr om devel oped countries .So me counter measures f or greenhouse gas reducti on in China are put f or ward based on the real conditi on of energy structure of China .Key words : CO 2greenhouse gas;reducti on technol ogy;reducti on counter measure 全球变暖是当今人类面临的严峻挑战,是国际社会公认的全球性环境问题.全球变暖的主要原因是大气中温室气体的急剧、持续增加.大量的观测和研究表明[1],全球大气CO 2,CH 4,N x O 浓度显著增加,目前已经远远超出工业化前几千年来的浓度值,其中CO 2浓度从工业化前约280mL /m 3增加到2005年的379mL /m 3,CH 4浓度从工业化前约715μL /m 3增加到2005年的1774μL /m 3,N x O 浓度从工业化前约270μL /m 3增加到2005年的319μL /m 3.其中CO 2的温室效应虽最低,但其排放量很大且降解时间长,对全球温室气体的贡献最大.全球气候变化的主要原因是人类活动,主要通过3方面引起气候变化:一是使用化石燃料所排放的CO 2,这是造成气候变暖的主要原因;二是工农业活动排放的温室气体;三是土地利用变化导致的温室气体源变/汇变化和地表反照率变化对气候的影响,包括森林砍伐、城市化、植被改变和破坏等.《联合国气候变化框架公约》明确规定,全球温室气体的排放量主要源于发达国家,发达国家应率先采取措施应对气候变化及其不利影响.本文通过对发达国家的温室气体排放及减排状况的阐述和分析,探讨我国在经济快速发展情况下温室气体的减排对策与思路.1 温室气体排放及减排现状以美国为例,在工业化阶段的能源消费增长高于国内生产总值(G DP)的增长,其他工业化国家能源消费与经济增长的关系与美国大体相似,也都经历过工业化阶段的能源消费高速增长阶段.发达国家的能源消费激增出现在20世纪50年代以后,到20世纪70年代初,工业化国家G DP 比1950年增长了2倍以上,但能源消费大多增长了3倍以上.到了20世纪后期,发达国家依然保持着较高的能源消费增长速度,造成大量温室气体CO2的排放,发达国家在其发展过程中对全球气候变化负有不可推卸的主要责任.在1751～1860年的100多年里,人为CO2排放基本上是由发达国家产生的;1861～1950年的90年间,发达国家的CO2排放占全球CO2累计排放的95%;直到1950年以后,发展中国家CO2排放的比例才开始增长[2].从1951～2000年的50年里,人口不到全球20%的发达国家的排放量仍占总排放量的77%,仍是全球温室气体最主要的排放者[3].1997年12月在日本京都召开了《联合国气候变化框架公约》第3次缔约方会议,通过了《京都议定书》,规定发达国家在2008～2012年期间,将其温室气体排放量在1990年的排放水平上减少5%,欧盟减少8%.根据该公约公布的最新排放数据表明[4],发达国家1990年的温室气体排放总量为1.7319×1010t(CO2当量),2000年和2005年的排放总量分别为1.6257×1010t和1. 6465×1010t(CO2当量),分别较1990年降低了6.1%和4.9%.从总量方面看,似乎达到了《京都议定书》所规定的减少5%的要求,但其中主要的减排贡献来源于原苏联和东欧经济转型国家,这些国家因经济滑坡而出现了温室气体排放的大幅降低,其降幅远高于5%的总体要求,从而平衡和掩盖了其他主要发达国家温室气体排放量的增长.主要发达国家(不包括经济转型国家)2000年和2005年的温室气体排放总量分别较1990年的排放水平上升了7.6%和9.3%,出现了进一步增长的趋势.美国是全球温室气体排放第一大国, 2005年的排放水平较1990年增加了16.7%;第二排放大国的日本增长了7.1%,加拿大则激增了54.2%.另一方面,欧盟2005年的排放水平则较1990年降低了4%,是发达国家中积极减排的代表,但仍较《京都议定书》的要求有一段距离.由此看出,发达国家温室气体减排的效果并不太理想.联合国开发计划署(UNDP)发布的《2007～2008年人类发展报告》[3]强调,在许多欧盟国家,关于温室气体减排的政治既定目标与现行的能源政策不符.平均起来,欧盟的实际减排仅为2%,而不是其在《京都议定书》中承诺的8%. 1990年以来,尽管美国国内生产总值中每一美元产生的CO2排放量下降了1/4,但其碳排放总量却上升了1/4.造成这种现象的深层次原因在于一些发达国家对《京都议定书》所持的不同态度:美国一直以拖累本国经济发展和中国、印度等发展中国家不承担减排义务等为由,拒绝加入《京都议定书》,并试图以民间自愿减排的方式取代约束性减排;日本和加拿大等国与美国同属一个阵营,减排态度较为消极,并试图绕开或搁置《京都议定书》的限排约束;欧盟在气候变化问题上处于全球领导地位,态度十分积极,减排也初见成效.2 减排措施发达国家为了履行规定的义务,制定了国家级的气候变化战略,但绝大多数政策和措施的着眼点都不是为了减缓气候变化,而是出于提高经济效率、促进能源部门改革、提高能效、改善本国空气质量和减轻交通堵塞等目的.部分发达国家希望利用《京都议定书》提供的3种减排机制,即联合履约(J I)、清洁发展机制(CDM)和排放贸易(I ET)的途径从境外获得减排额度,从而减少在国内开展实质性温室气体减排的压力.一些发达国家的减排措施如下.(1)美国 到目前为止,美国是惟一没有参加《京都议定书》的主要发达国家,不过美国政府仍投入相当经费与资源进行温室气体减排的研832上 海 电 力 学 院 学 报 2010年究,主要目的是凭借发展温室气体减排技术或促进技术转移至发展中国家,使其在追求经济成长的同时,更有效率地使用资源.如美国陆续出台了“气候变化行动计划”、“21世纪清洁能源的能源效率与可再生能源办公室战略计划”和“国家能源政策”等多项政策,计划在2005～2010年期间提供200亿美元发展能源技术.美国还颁布了“2005年国家能源政策法”[5],通过税收政策,以及各种标准、优惠政策和科技研究,达到节能降耗的目的.联邦政府在未来10年内提供145亿美元的减免税优惠,以鼓励企业采取节能措施.另外,美国将通过建立战略联盟,获得更多的替代能源,在未来10年内将美国的汽油消费量减少20%,以降低美国的汽车尾气排放量,并通过税赋奖励来鼓励使用再生能源和高效节能技术.2006年,美国还发布了“气候变化技术计划战略规划”[6],提出将通过捕获、封存和减排等方式来控制温室气体的排放量,从全球的角度规划了多边合作与全民参与以应对气候变化的远景措施,其范围和规模都是空前的.(2)欧盟 在温室气体减排上,欧盟无论是,并已初见成效.根据各成员国的具体情况,欧盟在不同水平上制定和实施了温室气体减排计划.减排措施主要针对减排潜力大且成本低的领域,重点是能源、民用和第三产业、工业和交通等领域;减排的主要途径是开发清洁能源和新能源,提高化石燃料效率,使用低碳燃料和减缓电力需求,提高能效标准,利用高效、清洁能源技术提高能源效率[7].欧盟内部建立了温室气体限排制度[21],各成员国均制定了高度透明和详细的国家减排分配方案,具体到各个行业和企业,对超额排放的企业进行罚款;通过减税或提供补贴等政策、措施,鼓励利用再生能源.另外,还积极推动碳交易市场,成立欧盟碳交易体系,欧盟温室气体排放贸易计划(EU2ETS)于2005年1月正式挂牌运营,是目前全球最大的温室气体配额型交易市场.不过笔者对此措施并不赞成,污染物排放交易措施只是污染物的转嫁过程,并没有真正减少大气中污染物的含量,该措施在某种程度上让发展中国家承担着发达国家发展经济过程中所产生的环境代价.(3)日本 日本主要的温室气体减排对策是从节能的角度入手,通过加强节能、增加天然气供给、发展核电站等措施,减少CO2的排放,并积极利用联合履约、排放贸易和清洁发展机制,在境外获得减排额度.同时,加大技术革新的研究与投资,加速开发可再生能源,注重节能减排.日本政府通过了《2007年版环境和循环型社会白皮书》[8],特别强调了家庭节能技术的重要性,使平均每个家庭的CO2排放量可减少40%.3 减排技术对温室气体减排技术的研究,目前主要分为源头控制和后续处理,包括减少温室气体排放技术、增加碳汇技术(陆地生态系统碳汇、海洋碳汇等),以及碳捕获和封存技术.国外研究人员提出了“稳定楔”理论[9],即15种减缓气候变化的温室气体减排技术,目的是在2050年前将全球大气中CO2的浓度保持在500mL/m3.要达到该目标至少需要综合运用15种技术中的任意7种.15种减排技术综合归纳起来主要有以下5种.(1)提高能源效率和加强管理 表现在提高燃料的使用效能、减少车辆的使用、降低建筑耗能、提高发电厂效能等方面.(2)燃料使用的转换,以及CO2的捕获与封存 以天然气取代煤作燃料、捕获并储存发电厂CO2.(3)核能发电 用核能技术替代燃煤发电的技术.(4)可再生能源及燃料 如风能、太阳能、可再生燃料(生物质能).(5)对CO2的吸收 森林和耕地对CO2的吸收作用.其中,CO2捕获和封存技术是当前该领域研究的热点,被认为是最具应用前景的温室气体减排技术之一[10214].CO2捕获技术主要有以下3种.(1)燃烧后捕获脱碳 以化学溶剂吸收法工艺为基础,实现气体净化,是当前仅有的已进入工业规模试验的技术.根据电厂烟气排放的特点(CO2分压低、处理量大,同时含有少量氧),美国已建立了多个一乙醇胺法脱碳的工业示范装置以捕集燃煤电厂及燃气机排放的CO2.该技术存在的主要问题是装置的能耗较高,且一乙醇胺的氧化降解较严重.目前正准备通过优化吸收/再生工艺结构及使用抗氧化添加剂等措施以降低操作成932 孙丽梅,等:C O2温室气体减排现状及对策本.(2)燃烧前捕获脱碳 此技术的关键是转化制氢及高温下氢气的膜分离系统,开发的重点是膜式转化装置及高温膜分离材料.与常规醇胺法相比,预计可降低捕集成本60%左右.(3)富氧燃烧技术 此技术的关键是廉价的富氧空气供应及与之相适应的高技术涡轮机的开发,预计此项技术可降低捕集成本38%左右.CO2的封存技术主要有海洋封存、陆地生态系统封存和地质封存3种.(1)海洋封存 尤其是深海储存是有可能实现大规模长期储存CO2的理想方式,被溶解和消散的CO2随后会成为全球碳循环的一部分[15217],不过能否实现这个方式还有很多技术问题需要解决,如被储存的CO2是否会从海洋中突然或大规模地释放到大气中,对海洋pH值和生态环境的影响等目前还不太清楚.目前仍处于研究阶段.(2)陆地生态系统封存 森林和陆地生态储存是最理想的廉价储存方式,不过一个功率为500M W的燃煤电厂约需2000m2的森林来捕集其所排放的CO2,由此看出该方式不可能作为主要的储存方式.(3)地质封存 是永久储存CO2的有效方法[18221].该技术通过管道将分离后得到的CO2注入地下深处具有适当封闭条件的地层中储存起来,利用地质结构的气密性来永久封存CO2.适合于CO2封存的地点包括已废弃石油天然气田和矿山、地内的咸水蓄水层、开采中的油气田(可提高石油开采率)、无商业开采价值的深层煤层(可促进煤层气回收).在该领域中率先得到政府支持的是德国,2009年4月德国政府内阁通过了允许实施“CO2捕捉和封存”的法规[22],实施CO2捕捉和地下封存,从而为相关的能源企业开发无污染新型煤炭火力发电站和实施CO2地下储存提供了法律依据.4 结束语我国CO2的排放量仅次于美国,居全球第二.导致这种状况的主要原因是我国能源资源的不均衡及消费结构的不合理,煤炭资源约占我国资源总量的75%左右,煤炭消费占能源消费总量的65%以上,而且以煤炭为主的能源消费结构短期内很难改变,加上我国的人口总数仍将继续增长,因此能源消费和温室气体排放的增长不可避免,能源供应和能源环境问题仍将是制约我国经济发展的突出问题之一.由于人口、资源和环境的限制,我国的经济发展必须走低资源消耗、低能耗、低碳经济的发展道路,把节能减排与可再生能源的发展结合起来,大力发展高效、节能、清洁技术,依靠科技创新走低碳经济之路,大幅降低温室气体的排放,为我国经济的协调可持续发展提供保障.参考文献:[1] I ntergovernmental Panel on Cli m ate Change(I PCC).Cli m atechange2007:summary for policy makers[M].UK:Ca mbridgeUniversity Press,2007:125.[2] 《气候变化国家评估报告》编写委员会.气候变化国家评估报告[R].北京:科学出版社,2007:123.[3] United Nati ons Devel opment Pr ogramme(UNDP).Human d2evel opment report2007/2008[R].Ne w York:PalgraveMac m illan Press,2007:128.[4] United Nati ons Frame work Conventi on on Cli m ate Change(UNFCCC).Nati onal greenhouse gas invent ory data for theperi od1990-2005[R].UNFCCC Secretariat,2007.htt p://unfccc.I nt/ghg_e m issi ons_data/te m s/3800.php.[5] Energy policy act of2005.Public law1092582Aug[R].Senate and house of rep resentatives of the united states ofAmerica,2005.htt p:///oust/fedla ws/publ_1092058.pdf.[6] Cli m ate Change Technol ogy Plan(CCTP).U.S.cli m ate ch2ange technol ogy strategic p lan DOE/P I20005[R].US:DOE,2006.htt p://www.cli m atetechnol .[7] Comm issi on of the Eur opean Communities.Eur opean cli m atechange p r ogramme[R].Eur opean Comm issi on,2006.htt p://ec.eur opa.eu/envir onment/cli m at/eccp.ht m.[8] 日本开展节能减排全民运动[N/OL][200726212].光明日报,htt p://www.g /01g m rb/2007-06/12/content_621744.ht m.[9] P AE ALA S,S OCOLO W R.Stabilizati on wedges:s olving thecli m ate p r oble m for the next50years with currenttechnol ogies[J].Science,2004,30(5):9682972.[10] 曾荣树,孙枢,陈代钊,等.减少二氧化碳向大气层的排放二氧化碳地下储存研究[J].中国科学基金,2004,(4):1962200.[11] HOFFERT M I.Advanced technol ogy paths t o gl obalcli m atestability:energy f or a greenhouse p lanet[J].Science,2002,(1):9812987.[12] ST ANGELAND A.A model f or the CO2cap ture potential[J].I nternati onal Journal of Greenhouse Gas Contr ol,2007,1(4):4182429.[13] 黄黎明,陈赓良.二氧化碳的回收利用与捕集储存[J].石042上 海 电 力 学 院 学 报 2010年油与天然气化工,2006,35(5):3542358.[14] McF ARLAND J R,HERZ OG H J.I ncor porating carbon captureand st orage technol ogies in integrated assess ment 2models[J ].Energy Econom ics,2006,28(526):6322650.[15] SERVANT J.Carbon cycle variati ons on the EaCh ’s surface 2during the last t w o glacial cycles[J ].A t m os pheric Research,1993,30(4):2232232.[16] AMETI ST OVA L,T W I D ELL J,BR I D EN J.The sequestrati on 2s witch:removing industrial CO 2by direct ocean abs or p ti on [J ].The Science of The Total Envir onment,2002,289(123):2132223.[17] DEBAAR H J W .Op ti ons f or enhancing the st orage of carbondi oxide in the oceans:A review [J ].Energy Conversi on and Manage ment,1992,33(5-8):6352641.[18] COOK P J,BENS ON S M.Overview and current issues ingeo 2l ogical st orage of carbon di oxide [J ].Greenhouse Gas Contr olTechnol ogies,2005,(7):15220.[19] FR I EDMANN S J,DOOLEY J J,HE LD H Edenhofer O.Thel ow cost of geol ogical assess ment f or undergr ound CO 2st orage:Policy and econom ic i m p licati ons[J ].Energy Conversi on and Manage ment,2006,47(13214):189421901.[20] HOLLO W AY S,PEARCE J M,HARDS V L,et al .Naturale m issi ons of CO 2fr om the geos phere and their beating on the geol ogical st orage of carbon di oxide [J ].Energy,2007,32(7):119421201.[21] AKI M OT O K,T AK AGIM ,T OMODA T .Econom ic evaluati onof the geol ogical st orage of CO 2considering the scale of economy [J ].I nternati onal Journal of Greenhouse GasContr ol,2007,1(2):2712279.[22] 德国通过二氧化碳捕捉和封存法规[N /OL ].科技日报,[2009204207].htt p://www .edu .cn .(上接第222页)程序运算结果为:I 1=1.3046+0.8273i =1.5448∠32.38°A I 2=1.5634-0.35i =1.6021∠-12.62°A 其对应的相量图见图4,i 1和i 2的波形图见图5.通过本程序可方便、快捷地对电路进行各种分析.图4 电路所对应的向量图图5 i 1和i 2的波形示意4 结束语本文所设计的程序对含有电阻、电感、电容、受控源、耦合电感,以及理想变压器等元件的线性电路的适用性较好,且程序操作方便,运算准确.只需输入电路的基本信息,便可得到节点电压、支路电压、支路电流及支路功率等参数和变量,可作为电路仿真分析的主要工具.在程序设计过程中,对于含有耦合电感、受控源和理想变压器等元件的电路,采用增加新的输入矩阵的方式,用以避免原来的基本输入数据矩阵过大,从而提高了使用效率和程序的运行效率.参考文献:[1] 邱关源.电路[M ].北京:高等教育出版社,1999:3422345.[2] 阮沈勇.MAT LAB 程序设计[M ].北京:电子工业出版社,2004:2002207.[3] 李京秀,舒云星.大规模稳态电路分析程序的MAT LAB 实现[J ].武汉理工大学学报,2008,30(9):1352137.[4] 陈怀琛.MAT LAB 及在电子信息课程中的应用[M ].北京:电子工业出版社,2002:1072127.142 孙丽梅,等:C O 2温室气体减排现状及对策。
钢铁工业节能与CO_2排放的现状及对策分析
７ 一 ） 工程师 ；０ ９０ 上海市宝 山区。 ， ２ １０
１９ ９０以来 日本 钢 铁 工 业 的 温 室 气 体
排放 见表 １ 。
维普资讯
冶
２０ ０ １年 日本 排 放 的 温 室 气 体 中 ， 主 要 是
Ｃ ２ Ｏ 、 Ｃ ４ Ｎ ０、Ｈ Ｃ 、Ｐ Ｃ Ｏ ，Ｃ ２ Ｈ 、 ２ Ｆ ｓ Ｆ ｓ和 Ｓ ６所 Ｆ
题 ，在提出了水、气 、尘污染物治理和固废资源 循环 利 用主题 后 ，温室气 体 排放 问题被 提到 了首 要位置 。而温室气体排放的降低离不开企业的节
自第一 次能 源危机 以来 ，节 能成 为钢 铁工 业 降低 成 本 、增 强 竞 争 力 的 动 力 ，由 此 也 带 来 了
Ｃ Ｏ 排放的降低。法 国钢铁工业在过去 的 ４ Ｏ年 间 ，Ｃ Ｏ 排放量降低了 ６ ％ ， 国钢铁工业 Ｃ ０ 法 Ｏ 排放较低与 电力结构 中核 电 比例高 （ ７ ％） 约 ８ 有很 大关 系 。
（ 宝山钢铁股份有限公司环境保护与资源利用部 ）
摘
殷 瑞钰 张春 霞
（ 钢铁研究总院）
要 概要介绍 了 目 前世界钢铁工业节能 现状 ， 钢铁工业 和钢铁 企业 的节 能减 排进行 了 对
分析 ，强调要用全局 的观点来认清用能 结构 、能源消 费结构 问题 ，找到改进 的潜 力点 ，制 定 出时问路线图 ，选择或开发合适的节能减排技术。
能降耗 。
占 的 比 例 为 ９． ％ 、 １６ 、 ２７ 、 １２ 、 ３２ ．％ ．％ ．％
・国 家 自然 科 学 基 金 项 目支 持 （ ｅ ｒ ｅｔＮ Ｆ Ｋ ｙ ｐｏ ｃ Ｓ Ｃ— ｊ
Ｎ ５ ３４ ２ ） ｏ ０３ ０ ０ 。
中国能源消费的CO_2排放变动及其驱动因素分析
进 步两个 方 面考察 了 中国能源 强度 的变化 ， 为我 认 国能源 强度 下降 的 主 要 动力 源 于 各 产业 能源 利 用 效率 的提高 ， 中工业 能源 强度 下降是 总体 能源 强 其 度 下降 的主 要 原 因 。而 周 勇 等 采 用 ＡＷＤ 方 法 分
８ ％以上 ， ０ 工业 成 为 中 国 Ｃ ：排 放 逐 年 增 长 的 主 Ｏ 要部 门 。本文 以 中 国 Ｃ 排 放 现 状 为 背 景 ， 析 Ｏ 分
逐 年 增 长 的发 展 趋 势 ； 源 结 构 调 整 并 未 起 到 节 能 减 排 的 作 用 ， 煤 为 主 的 能 源 结 构 是 导 致 Ｃ 放 快 速 增 长 能 以 Ｏ 排
的原 因之 一 ； 术 进 步 与 产 业 结 构 调 整 是 实 现 节 能 减 排 目标 的 主 要 因素 。其 中 ， 源技 术 进 步 减 排 效 应 最 大 。 技 能
２２ ０ ０年 减 排 目标 的 实现 ， 键 在 于 推 动 节 能 技 术 进 步 ， 汰 落后 产 能 ， 动 重 点 领 域 节 能 减排 ； 点 是 控 制 煤 炭 关 淘 推 重 消 费 的快 速 增 长 ， 以及 能 源 结 构 与 产 业 结 构 的 双 重 优 化 。 关键词 ： ０ 排放 ； 源 消费； 济增长 ； 术进 步； 业结构 ； Ｃ 能 经 技 产 因素 分解 中图 分 类 号 ： ４ ６ ２ Ｆ ２ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ９１ ５ ２ １ ） １０ ７ — ６ １ ０ — Ｏ Ｘ（ Ｏ １ ０ － ０ ３０
温室气 体 大量 排 放 引 致 的全 球 气 候 变 暖在 国
际 范 围 内 引 起 了 广 泛 的研 究 ， 本 哈 根 气 候 会 议 上 哥
钢铁行业排放标准
钢铁行业排放标准
钢铁行业排放标准
一、基本概念
1、排放标准是指在一定条件下，对被排放物质的浓度和量等指标规定的最高允许排放值的技术标准，也可以说是环境污染物的排放限额。
2、钢铁行业排放标准是指在钢铁产业生产活动过程中，对排放的污染物的最高允许排放量。
二、钢铁行业排放标准
1、有害气体排放标准
(1)烟气排放标准
在钢铁行业中，烟气主要来源于熔炼炉、高炉、烧结炉等，烟气排放标准一般以SO2、NOX、灰尘、碳酸氢钠等做为控制对象，烟气排放标准如下：
SO2排放标准：单位为毫克/立方米，排放标准不超过50mg/m3； NOX排放标准：单位为毫克/立方米，排放标准不超过35mg/m3；
灰尘排放标准：单位为毫克/立方米，排放标准不超过50mg/m3；
碳酸氢钠排放标准：单位为毫克/立方米，排放标准不超过
10mg/m3；
(2)污水排放标准
污水排放标准以污水排放浓度、排放量两项指标作为排放标准，根据污水种类不同排放标准如下：
焦炉污水排放标准：总磷、总氮排放浓度不超过100mg/L、200mg/L；排放量不超过0.5m3/h；
碱性清洗污水排放标准：总磷、总氮排放浓度不超过100mg/L、200mg/L；排放量不超过1.2m3/h；
废水排放标准：总磷、总硫排放浓度不超过50mg/L、50mg/L；
排放量不超过0.5m3/h。
2、污染物排放标准
污染物排放标准是指钢铁行业中排放的污染物的最高允许排放量。
钢铁行业中污染物排放标准主要包括：
废气中CO、CH4、VOCs、悬浮颗粒物中挥发性有机物排放标准；
废水中石油类、悬浮物及pH值排放标准；
土壤污染控制标准；
污染物排放许可证审核标准。
日本钢铁业研究的减排CO_2炼铁新技术
和神 户钢 铁等研 究 了焦炭 反 应性 对 高 炉 操作 的
影 响并 发现 ， 焦炭 反应 性 提 高 可 以 降 低 炉 子 上部
的温度 ； 随焦 炭反 应性 的提高 ， 炭在 储 热 区内溶损 焦
反 应 的模 式 中 由在焦炭 颗粒各 处 均匀 发 生变 为 只发 生 在焦 炭颗 粒表 面 。也 就是说 ， 随焦 炭反应 性 提 高 ， 焦 炭颗 粒 内部 的溶损反 应受 到 了抑制 。这 样 就抑 制 了焦炭 进一 步粉 化 ， 而 阻止焦炭 颗 粒进 一 步变小 ， 从
ＮＥ ＲｏＮＭ ＡＫ Ｉ Ｗ Ｉ ＮＧ ＴＥＣＨ ＮｏＬｏＧ Ｙ ｏＦ ＲＥＤ ＵＣＩ ＮＧ Ｃｏ
ｏＦ Ｊ ＡＰＡＮＥＳ ＴＥＥＬ Ｉ ＥＳ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
Ｈｕ Ｊ ｎ ｅ Ｗ ａ ｇ Ｚａｙ Ｃｈ ｎ Ｙａ Ｚ ｏ ｅ ｔｏ Ｇｕ ｎ ｉ ｇ ｕ ｇ ｎ ｉｉ ｅ ｎ ｈ ｕ Ｗ ｎａ ｏ Ｙａ ｌｎ
求 。 因此 ， 日本在 减少 钢 铁业 排 放 Ｃ 的炼 铁 新 技 Ｏ
１ 近 期 开 发 的 减 排 Ｃ 炼 铁 新 技 术 Ｏ
近 年来 ，３ 钢 铁 企业 由 于大 量使 用廉 价 铁矿 １本
作 者 简 介 ： 俊 鸽 （９ ６一） 女 ， 级 工 程 师 ， 士 研 究 生 ，９ ０年 毕业 于 东北 工 学 院 胡 １６ ， 高 硕 １９
炉料 ， 以保持在当前高炉设施 和产能不 变情况下 ， 以 可 进一步降低高炉还原剂 比（ 生产 １ 铁所需要 的还原剂 ｔ 量， 比如焦炭、 煤等 ）从而实现减排 的 Ｃ 目的。长期 ， Ｏ
则通 过开发 革命性 的、 以氢气还 原铁 矿石 的高 炉炼铁
控制技术和与之相配套 的使用 新型粘结剂 的炼焦技术
120t复吹转炉高强度底吹CO_(2)工业试验
16〇lfnm 136>
116|mm
140 m m 图 2 底吹透气砖结构 Fig. 2 T h e structure of permeable brick
图 1 底吹供气元件布置 Fig. 1 Layout of bottom blowing points
底 吹 元 件 采 用 集 束 管 型 透 气 砖 ，厚 度 为 64(> m m ，每 块 透 气 砖 上 1(K1 m m x 130 m m 区域布置 有 3 0 根 外 径 <t>4 m m 、壁 厚 1 m m 不锈钢金属细 管 ，底吹透气砖结构如图2 所 示 。底 吹 气 体 为 N 2 和 A r ，根 据 冶 炼 钢 种 可 实 现 不 同 流 量 氮 、氩自动 切换。
2 底吹系统改进及新工艺底吹布置
底吹的作用是利用底吹气体上浮和膨胀来强 化 熔 池 搅 拌 ，改 善 炼 钢 过 程 动 力 学 条 件 ，加速炉内
碳 氧 反 应 ，促 进 碳 氧 平 衡 ，达到降低钢水碳氧积， 降低转炉终渣中（F e O )质量分数的目的[9^ ]。在
不 改 变 原 底 吹 透 气 砖 类 型 的 情 况 下 ，要 获 得 较 好 的 冶 金 效 果 难 度 较 大 ，主 要 受 透 气 砖 设 计 流 量 限 制 。因此，为进一步加强熔池搅拌效果，实现高强 度 底 吹 ，将 集 束 管 型 透 气 砖 改 为 喷 枪 型 底 吹 元 件 ， 采用的喷枪型底吹元件结构如图3 所 示 。试验时 将 原 有 6 支底吹元件全部堵死，重新在炉底直径 ().4£»的 耳 轴 水 平 线 位 置 布 置 2 支喷枪型底吹元 件 ，距 炉 底 中 心 1 176 mm，两支喷枪型底吹元件 呈 180°夹 角 ，新 换 喷 枪 型 底 吹 元 件 布 置 点 如 图 4 所示。
我国能源效率、CO_2减排潜力及影响因素分析
ｉ ｅｅｍｉａｔ ｂ ｍ ｌｙｎ Ｔ ｂｔ ｄ１Ｔ ｅｅｔ ｔ ｎｒｓｌ ｈｗ ａｔｅｆｕ ｒｖｎｅ ｔ ｅ ｉ ｅｔｎ ｒｙ ｔ ｄｔｒ ｎｎｓ ｙｅ ｐｏ ｉ ａ ｏ ｉｍｏ ｅ． ｈ ｓｍａｉ ｕｔｓｏ ｔ ｔｈ ｒ ｏ ｉｃｓ ｈｔ 曲 ｓ ｅｅｇ ｓ ｇ ｉ ｏ ｅ ｓ ｈ ｏ ｐ ｗｉ ｈ ｈ
Ｃ ｉ ｎｉ ｎ ｅ ｔｌ ｃ ｎ ｅ２ １，０１） １３ ～ ４ ０ ｈｎ Ｅ ｖ ｏ ｍ ｎａ ｉ ｃ， ０ ０ （０： ４ ２ １４ ａ ｒ Ｓｅ ３
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ＤＥ ａ ｐ ｏ ｃ ，ｔ ｉ ａ ｅ ｓｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓ ｅ ｅ ｅ ｇ ｆ ｃ ｅ ｃ ｉｄ ｃ ｔ ｒ ｗｈ ｃ ｓｒ ｃ ： ｓｄ ｏ ｈ Ａ ｐ ｒ ａ ｈ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｅ ｔｍａ ｅ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｎ ｒ ｙ ｅ ｉｎ ｙ ｎ ｉａｏ ｉｈ ｖ ｉ ｉｃ ｒ ｏａｅ ｎ ｏ ｐ ｒ ｔ ｓＣＯ２ｅ ｓ ｉ ｎ ｆ ｒ３ ｒ ｖ ｎ ｅ ／ ｉ ｅ ｉ ａｕ ｉ ｇ ｔ ｅｐ ｅ ａａ ｆｏ ２ ０ ｏ ２ ０ ， ｄ ｔ ｅ ｖ ｓｉ ａｅ ｍｉ ｏ ｏ ０ ｐ ｏ ｉ ｃ ｓ ｔ ｓｉ Ｃｈ ｎ ｓｎ ｈ ａ ｌ ｔ ｍ ０ ０ ｔ ０ ７ ａ ｎ ｉ ｅ ｔ ｔｓ ｓ ｃｉ ｎ ｎ ｄ ｒ ｎ ｈ ｎ ｇ
ｅ ｔ ｔ ｎ ｔ ａ ｏ ｓ ｎ ｔ ｋ ｎ ｏ ａ ｃ ｕ ｔＣＯ２ ｅ ｓ ｉ ｎ ．Ｔ ｅ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｐ ｔｎ ｉ ｌｏ ｓｉ ｉ ｔｄ ｅ ｏ ｅ ｉ ｔ ｃ ｏ ｎ ｍａ ｏ ｈ ａ ｔ ｍｉｓｏ ｓ ｈ ｅ ｕ ｔ ｏ ｅ ｔ ｆＣＯ２ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｈ ｓ ｒ ｖ ｎ ｅ ｏ ａ ｍｉｓｏ ｎ ｔ ｅ ｅ ｐ ｏ ｉｃ ｓ ｓ ｏ ｖ ｉ ｄ ｆ ￣ｎ ｓ ｉｃ ｕ ｉｇ ｔ ｅｂ ｉａｌ ｃ ａ ｇ ｄ ｕ ｆ ｒｇ ｉ ｇ ｄ ｗｎ ｄ ｗ ｆ ｒｇ ｉ ｇ ｕ ， ｔ ａ ｉ ｉｉ ｇ ｈ ｗｓｆ ｅｋ ｎ ｓｏ ｄ ， ｎ ｌ ｄ ｎ ａ ｃ ｌ ｕ ｈ ｉ ｔ ｈ ｓ ｙｎ ｎ ｅ ， ｐ ａｔ ｏｎ ｏ ， ｏ ｅ ｎ ａ ｅ ｏｎ ｐ ｓｅ ｄ ｌ ｒｓｎ ， ｔ ｙ
低碳经济下钢铁行业二氧化碳排放的综合控制技术
炼钢 、 铁水预 处理工艺技 术、 蓄热 式加
热 炉 、 电联产 及饱 和蒸 汽发 电技术 热 等， 如何有效 地 、 针对性地推广这 些 有 新技术 ， 是一 个迫 切需要解决 的问题 。 中国钢铁行业大、 小企 业并存 ， 中、
不 同 的工 艺 、 料 消耗 、 品 以及 管 理水 燃 产 平 导 致 不 同 的 能耗 水 平 和 碳 排 放水 平 ，
系和考核指标 ， 为钢铁企业提供碳减排
咨询服务 ； 大力推广 已有钢铁生产过程
中碳 减排 的措施 ， 同时开展铁 、 、 钢 轧各
二 、我 国钢 铁 行业 ｃＯ 排 放量 的现状
钢铁 工 业 以碳冶 金为 基 础 ， 生产 过程 中的 ＣＯ 排 放 量 占全 球 总 量 的 ， ５ ％～６ 中国由于处于工业化 、 ％。 城镇化 的中期 ， 钢铁产 销量大 ， 因此钢铁 工业 的ＣＯ， 放量 已达 到全国总 排放量 的 排 ｌ％左右…。 国钢铁行业的ＣＯ 排放量 ５ 我 ， 仅次于 电力系统和建材（ 主要是水泥生
工序 减少Ｃ 排 放的关键技术研究， Ｏ， 形
成我国具有核心竞争力的碳减排技术 ； 进一步研究排 放ＣＯ 的治理技术 ， ， 形成
ＧＤＰ 排 放 量 降 低 ４ ％ ～４ ％ 的 目 碳 ０ ５
如果我 国不大力发展低碳经济 ， 降低综 合碳 当量消耗 ， 就无法在 能耗、 本等 成 方面 与国外竞争 ， 因此， 降低钢铁 工业
能 耗 、 少 ＣＯ 排 放 量 ， 仅 是 中 国 钢 减 ， 不
术， 建立整个钢铁行业ＣＯ， 排放 的科学 评价体系， 进一步建立钢铁 行业碳排放 考核指标体系和标准 ， 为我国钢铁行业 Ｃ ， Ｏ 排放的综合控制指明方向。
煅烧温度对石灰石循环分离CO_2的影响及动力学分析
电 力
科
学
与
工
程
１０ ０ ｏ ０ Ｃ，重 复性 实 验 误 差 ±１ ，满 足 实 验 精 度 碳 酸 化 温 度 为 ７ ０ ℃ ，碳 酸 化 气 氛 中 Ｃ ， 积 分 ％ ０ Ｏ体 要 求 。试 样 的热 重 数 据 由 系 统 软 件 自动 实 时 记 录 数 为 １ ％ 。具 体 的 实 验 过 程 如 下 ：首 先 在 设 定 煅 ５ 和保 存 ，通 过 后 续 的 数 据 处 理 软 件 得 到 转 化 率
—
烧 温 度 和 气 氛 下 对 石 灰 石 进 行 煅 烧 实 验 ，煅 烧 实 验完 毕 后 ，将 温 度 调 节 到 设 定 的 碳 酸 化 温 度 ，按
含有少量的ｃ 烟 气 Ｏ
高浓度ｃ Ｏ：
系 统 和 化 学 热 泵 等 。近 年 来 ，温 室 气 体 Ｃ 的 Ｏ
收 集 和 回收 成 了 目前 大 家 关 注 的 焦 点 。利 用 来 源
广 泛 、价 格 低 廉 的石 灰 石 等 钙 基 吸 收 剂 循 环 煅 烧 ／
碳酸化 （ ｙ ｌ ａｃｎ ｔ ｎ Ｃ ｒｏ ａｉｎ Ｒ ａ ｔ ｎ Ｃ ｃｉ Ｃ ｌｉａｉ ／ ａｂ ｎ ｔ ｅｃｉ ， ｃ ｏ ｏ ｏ
加 皆导 致 化 学反 应控 制 阶 段 提 前 结 束 ，致 使 产物 层 扩散 控 制 阶 段 提 前 ，导 致 Ｃ Ｏ 最 终 转 化 率 随 煅 烧 温度 ａ
和循环 次数 的增加而降低 。较 高的煅烧 温度 致使 化学反应控 制阶段表 观反应速 率常数较 小且 随着循环 次 数 的增加 而快速 降低 ，产物层扩散控制 阶段表观 速率常数较大且随 着循环 次数 的增加 而缓慢 降低 。
展 开 研 究 ，具 有 重 要 的 意 义 。 目前 ，关 于 此 方 面 的研 究 主 要 集 中 于 改 变 煅 烧 温 度 以 考 察 煅 烧 产 物
转炉二次烟气 组分-概述说明以及解释
转炉二次烟气组分-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分旨在介绍本文的主题——转炉二次烟气的组分分析。
转炉工艺作为一种常用的冶炼方法，在很多工业生产中被广泛应用。
然而，该工艺产生的二次烟气中含有大量的有害物质和污染物，对环境和人类健康造成了潜在的危害。
本文将通过对转炉二次烟气的组分进行详细分析，探讨其成分构成、变化规律以及存在的环境问题。
通过系统地总结研究成果，为后续的治理措施提供科学依据。
在正文部分，我们将首先介绍二次烟气的来源，包括转炉工艺中的产生过程以及不同操作因素对其组分的影响。
随后，我们将对二次烟气进行深入的组分分析，探讨其中的有害物质和污染物的种类、浓度和变化趋势。
此外，我们还将重点关注二次烟气对环境的影响，包括大气污染、臭氧层破坏等方面的问题。
在结论部分，我们将综合讨论并总结二次烟气的组分及其对环境的影响。
同时，我们将对二次烟气的治理措施进行探讨，包括传统的污染治理方法以及新兴的技术手段。
最后，我们将展望未来研究方向，提出一些可能的研究方向和解决方案，以期在转炉二次烟气污染治理方面取得更好的成果。
通过本文的研究，我们希望能够提高对转炉二次烟气组分的认识，并为污染治理工作提供科学参考，从而实现可持续发展和环境保护的目标。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构，为读者提供对文章内容的整体把握。
本文将按照以下顺序展开：首先，引言部分将概述本文的主题——转炉二次烟气的组分。
二次烟气作为工业生产过程中产生的一种废气，其组分分析和环境影响一直是环境研究领域的热点问题。
在引言中，将对该问题进行概述，强调其重要性。
其次，正文部分将详细介绍转炉二次烟气的来源、组分分析以及环境影响。
在二次烟气的来源部分，将介绍转炉工艺的基本原理和运行过程，重点关注二次烟气的生成机制。
接着，将对二次烟气的组分进行详细分析，包括了主要成分如CO、CO2、SO2等以及一些微量组分的检测和分析方法。
二氧化碳腐蚀
二氧化碳腐蚀二氧化碳腐蚀是指油气管道中含有一定浓度的二氧化碳(CO2)和水时产生的腐蚀。
某些天然气，特别是凝析气中常含有较高浓度的二氧化碳(CO2)。
二氧化碳(CO2)溶解在采出水或冷凝水中生成碳氢酸根离子(HCQT)、碳酸根离子(CCV-)离子，使钢铁产生电化学腐蚀。
二氧化碳(CO2)腐蚀属于氢去极化腐蚀，往往比相同pH值的强酸腐蚀更严重。
其腐蚀除受到去极化反应速度控制外，还与腐蚀产物是否在金属表面形成膜及膜的稳定性有关。
二氧化碳(CO2)腐蚀破坏多为膜破损处的点蚀。
二氧化碳(CO2)与硫化氢(H2S)共存时会增大其腐蚀速率，并增大金属氢致开裂和硫化物应力开裂的敏感性。
影响二氧化碳(CO2)腐蚀的主要因素有:二氧化碳(CO2)分压、温度、腐蚀产物膜的结构和形态、流速等。
腐蚀机理关于二氧化碳腐蚀机理方面的研究工作较多。
据文献资料介绍1.6~91,二氧化碳腐蚀遵循以下机制,阳极反应如下:Fe+ H2O - >FeOHad+ H++ eFeOHad→FeOH++eFeOH* + H+- +Fe++ H20阴极反应有以下两种情况:1)非催化的氢离子阴极还原反应:CO201+ H2O - +H 2CO 301H2CO3s1→Hs1+ HCO 3Hs→H ad .Had+ e- >HadHad+ Had+ e- *H2ad2Had→H 2adH 2ad *H 2801Had→H ab2)表面吸附CO2ad的氢离子催化还原反应:CO2so1- CO 2adCO2ad+ HzO- *H 2CO 3adH2CO 3ad+ e- >Had+ HCO 3adH2CO3ad- >Had* + HCO 3adHad+ e→H adHCO3ad + Hs1- H 2CO 3ad .Had+ Had+ e- H 2ad2Had H 2ad .H2ad- >H2solHad→H ab式中:ad,sol,ab分别为吸附，溶液和吸收, H ad表示吸附在钢铁表面的氢原子，Hab表示渗入钢铁内即钢铁所吸收的氢原子，H表示溶液介质体系中的H*。
钢铁工业能源消耗和二次能源利用途径及对策_杨晓东
DOI :第2100.31503卷 2208 年/j第. b1o1y2u2a期 月n. i ss n0 449 -7 49 x . 200 0. 12 . 0 22
I
RO
钢 铁 N AN D ST
E
E
L
V o l. 35, N o. 12 Decem ber 2000
3 840
161. 3
红焦产品产量取年产大于 50万 t 焦的企
4 330
34. 6
业 ,产量合计为 3 840万 t。
4 330
17. 3
213. 2(占总余热资源 18. 6 % )
12 000
108. 0(占总余热资源 9. 4 % )
炼钢过程铁碳氧平衡热力学解析
炼钢过程铁碳氧平衡热力学解析万雪峰【摘要】通过对转炉终点碳氧积及RH深脱碳的热力学分析，结合实际生产数据，探讨了炼钢过程铁碳氧平衡问题。
得出转炉终点碳氧积并非固定，而是随外界条件变化而变化；其他组元活度相互作用系数及温度对碳氧积影响很小，但CO平衡分压影响显著，当CO平衡分压达1 kPa时即可实现平衡碳含量10×10-6；在正常转炉出钢温度范围，碳含量处于0.034%时，钢液出现“脱铁保碳”转折点，与之相平衡的渣中氧化铁含量仅需11%。
%Based on the thermodynamic analysis on the product of carbon content and oxygen content at the blowing endin converter and the deep decarburization by RH refining together with the actual production data, the issue on the ferrum-carbon-oxygen equilibrium during the whole steelmaking process was discussed. It is concluded that the product of carbon content and oxygen content at the blowing end in converter does not remain unchanged, but it varies as environmental conditions are changing. Both interaction coefficients of other components and temperatures have a little influence on the product of carbon content and oxygen content. However the partial pressure resulted from the carbon-oxygen equilibrium has prominent influence on the product. So the con-tent of carbon in the carbon-oxygen equilibrium can reach to 10×10-6 when the partial pressure is 1 kPa. In the normal temperature range of converter tapping, the turning point of iron-removing and carbon-preserving in molten steel will occur as the contentof carbon is 0.034% while corre-spondently the content of ferric oxide in slag needs only 11%.【期刊名称】《鞍钢技术》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P13-16,39)【关键词】炼钢;转炉;铁碳氧平衡;热力学;碳氧积【作者】万雪峰【作者单位】鞍钢集团钢铁研究院，辽宁鞍山114009【正文语种】中文【中图分类】TF748从转炉1856年诞生到现在，转炉冶炼的控制技术经历了从人工经验控制到计算机自动控制的过程［1-3］，尽管由以往人承担大量繁重工作的时代已经过去，但转炉冶炼过程不仅强度大，而且极其迅速，以副枪为主流的控制技术虽然已问世多年［4-5］，但至今仍很难采用低成本连续分析方法来快速准确监控炼钢过程及终点情况，更无法直接观察炉内的反应过程。
流化床反应器中CO_(2)甲烷化过程实验研究
摘
要 ：设究。
综合考察温度、空 速 、压力对甲烷化反应转化特性的影响，并在此基础上对电转气工艺设计思路进行探讨和分
析 ：结果表明：随着温度的升高，C 0 :转化率先逐渐上升再下降，因此在单级流化床反应器内难以兼顾反应转
化效率和副产蒸汽品质；甲烷化反应速率快，空速增大时C02转化率只有小幅降低，因此采用大空速可节省催
第50卷第5 期
陈晓云，等：流化宋反应 器 中 C0 : 甲 垸 化 过程实验研究
1027
工 艺 ，可大幅简化整体工艺流程，具有降低投资成 管从反应器顶部由上而下插人反应区域，其底部位
本 、提高电转气技术经济性的潜力。 目前针对甲烷 于布风板上部5 mm处 ，在测温管内插入多根k 型
化流化床反应器的研究以微小型反应器为主，本文 热 偶 ，实时测量反应器内部轴向温度分布。反应器
图 2 为流化床反应器设计示意图。反应器主体 采 用 316L 不锈钢材料制造，反 应 段 内 径 为 121 mm， 高 为 700 mm，反应段上部扩展段内径为200 mm， 高 为 450 m m 布风板采用金属粉末烧结板，其孔 径 为 祚 m: 在反应段布置冷却盘管，盘管进出口与 恒 温 水 浴 相 连 ，通 过 调 节 冷 却 水 流 量 来 移 走 甲 烷 化 反应热，保证反应器稳定在某一温度下运行。测温
化剂用量，但可能会带来颗粒破碎隐患；压力增大可有效提高C 02转 化 率 ，但会提高电转气工艺投资成本，应
采用分离设备或水汽冷凝脱除设备，低压下实现高转化率。
关 键 词 ：流化床反应器；甲烷化；电转气技术
中图分类号：TQ 032
文献标识码： A
文章编号： 1671-0460 (2021 ) 05-1026-05
钢铁行业大气污染PPT课件
5
3.钢铁行业生产特点：
钢铁行业生产是典型的混合型生产过程, 从整体看,钢铁生产属于一个分解过 程,冶炼过程中的整炉钢水在后续的生产过程中通过施加不同的工艺措施最后 形成了规格、性能和外观各异的不同产品。其工艺流程具有以下特点: 对于产 品类型、规格尺寸和质量性能要求完全不同的产品, 其工艺流程可能具有很多 相同或相似之处, 如热轧钢卷和冷轧钢卷两种产品; 生产呈现多阶段状态, 工艺 流程复杂, 各阶段的工艺要求和控制方法相差较大, 难以用单一的模式来描述 。 [2]
[8]《第一次全国污染源普查公报（2010）》
2019/9/13[9]《第一次全国污染源普查公报（2010）》
16
二、污染物产生环节与影响因素
2019/9/13
17
2019/9/13
序号
污染源名称
排污节点
主要污染物
控制措施
1
原料堆场
原料堆放、装卸 颗粒物
料场四周建设防
风抑尘网，建设
喷水抑尘装置，
4.3选矿工艺与铁矿粉造块
4.3.1选矿工艺
（1）选别前准备。包括破碎、筛分、磨矿和分级。
（2）选别作业。
（3）选别后的脱水。精矿脱水通常由浓缩、过滤和干燥三个过程组成。
4.3.2铁矿粉造块：
天然富矿和精矿粉都不能直接入高炉冶炼,为了满足冶炼和环保的要求,必须制 成块矿。
造块方法：烧结法和球团法。
2019/9/13
11
4.3.4氧气转炉炼钢
4.3.4氧气转炉炼钢 炼钢过程的基本任务： 1、脱碳； 2、脱磷，脱硫； 3、脱氧； 4、去气、去夹杂； 5、升温。 完成上述任务所采取的方法: 1、氧化； 2、造渣； 3、加热； 4、加铁合金。
钢铁行业流程与二氧化碳排放
目录1. 钢铁行业流程 (1)2. 钢铁生产中的CO2排放 (2)1. 钢铁生产流程钢铁生产是将含铁矿石经炼铁、炼钢后生产成型钢材产品的过程，其基本流程如图1-1所示，主要由炼铁、炼钢、连铸、轧钢和生产产品这几部分组成。
图1-1 钢铁生产流程首先在矿山要对铁矿石和煤炭进行采选，将精选炼焦煤和品位达到要求的铁矿石，运送到钢铁企业的原料场进行配煤或配矿、混匀，再将炼焦煤送到在焦化厂炼焦，生产符合高炉炼铁质量要求的焦炭，铁矿石送到烧结厂烧结，获得符合高炉炼铁质量要求的烧结矿。
球团厂可直接建在矿山，也可建在钢铁厂，它的任务是将细粒精矿粉造球、干燥、经高温焙烧后得到直径9~16mm球团矿。
高炉是炼铁的主要设备，使用的原料有铁矿石（包括烧结矿、球团矿和块矿）、焦炭和少量熔剂（石灰石），产品为铁水、高炉煤气和高炉渣。
铁水送至炼钢厂炼钢，高炉煤气主要用来烧热风炉，同时供炼钢厂和轧钢厂使用，高炉渣经水淬后送水泥厂生产水泥。
炼钢，目前主要有两条工艺路线，即转炉炼钢流程和电弧炉炼钢流程，通常将“高炉-铁水预处理-转炉-精炼-连铸”称为长流程，而将“废钢-电弧炉-精炼-连铸”称为短流程，短流程无需庞杂的铁前系统和高炉炼铁，因而，工艺简单、投资低、建设周期短。
但短流程生产规模相对较小，生产品种范围相对较窄，生产成本相对较高。
同时受废钢和直接还原铁供应的限制，目前，大多数短流程钢铁生产企业也开始建高炉和相应的铁前系统，电弧炉采用废钢+铁水热装技术吹氧熔炼钢水，可降低电耗，缩短冶炼周期，提高钢水品质。
炼钢厂的最终产品是连铸坯，按照形状，连铸坯分为方坯、板坯和圆坯，在轧钢厂，方坯分别被棒材、线材和型材轧机轧制成棒材、线材和型材；板坯被轧制成中厚板和薄板，圆坯被穿孔、轧制成无缝钢管。
钢铁联合企业的正常运转，除了上述主体工序外，还需要其他辅助行业为它服务，这些辅助行业包括耐火材料和石灰生产，机修、动力、制氧、供水供电等。
2. 钢铁生产中的CO2排放钢铁生产的每个过程中均会有CO2的产生，如表2-1所示。
气体杂质对CO_(2)物性和管输特性的影响
气体杂质对CO_(2)物性和管输特性的影响李欣泽;冉颜旗;耿宇;李建邺;马尧;王德中;姜星宇;孙晨;邹炜杰;李凤鸣【期刊名称】《油气与新能源》【年(卷),期】2024(36)2【摘要】CO_(2)管道输送是CCUS(碳捕集、利用与封存)技术的重要环节。
利用PR(Peng-Robinson)方程对管输不同相态纯CO_(2)物性参数进行了计算,并拟合了密度与温度、压力的相关经验公式;采用PR方程开展了含H_(2)S、H_(2)、CH_(4)、N_(2)、O_(2)等气体杂质CO_(2)多元体系物性、相特性计算。
依托某油田CO_(2)管输示范工程,利用OLGA(全动态多相流模拟计算软件)和HYSYS(石油化工工艺流程模拟软件)计算分析了输送含有不同杂质种类和含量的CO_(2)气源对于增压功率、换热功率,管道沿程温降、压降,以及管输能力的影响。
结果表明,杂质通过影响泡点线、露点线使两相区扩大,其中H_(2)和N_(2)扩大的区域最大;H_(2)、CH_(4)和H_(2)S会增大站场压缩机和换热器总功耗;杂质的添加将增大管道沿程温降和压降,其中H_(2)的影响最大;H_(2)S会略微增大管输能力,其他杂质均会降低管输能力。
【总页数】9页(P41-49)【作者】李欣泽;冉颜旗;耿宇;李建邺;马尧;王德中;姜星宇;孙晨;邹炜杰;李凤鸣【作者单位】中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院;新疆多介质管道安全输送重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TE832【相关文献】1.气体介质对多间隙气体开关电晕均压与自击穿特性的影响2.C_(4)F_(7)N/CO_(2)混合气体中粗糙度对环氧树脂表面闪络特性的影响3.基于CCUS技术的含杂质CO_(2)物性变化规律及管输特性研究4.多元杂质对CO_(2)相态特性影响研究5.杂质对CO_(2)物性的影响分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
含水饱和度对盖层CO_(2)突破压力影响的数值模拟研究
含水饱和度对盖层CO_(2)突破压力影响的数值模拟研究
李博睿;贾善坡;刘旭东;张星;温曹轩;张品金;李健
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2024(53)4
【摘要】CO_(2)地质注入与封存是减少大气温室气体排放的重要手段之一。
为评估盖层完整性,必须确定不同条件下CO_(2)突破盖层的压力。
基于气水两相渗流理论,建立岩心尺度模型,研究不同含水饱和度对CO_(2)突破盖层压力的影响。
方法上,采用有限元软件,通过设置插值函数,模拟不同含水饱和度条件下岩心中CO_(2)驱替水的过程。
结果表明,随着含水饱和度的增加,CO_(2)突破压力不断增长,两者之间建立了拟合指数方程。
同时,岩心内部毛细压力随着CO_(2)注入过程而逐渐降低。
研究认为含水饱和度是影响CO_(2)突破压力的关键因素,并对毛细压力的变化进行了微观机理分析,对实际工程实践提供了理论支持。
【总页数】10页(P783-792)
【作者】李博睿;贾善坡;刘旭东;张星;温曹轩;张品金;李健
【作者单位】东北石油大学土木建筑工程学院;东北石油大学地球科学学院;东北石油大学环渤海能源研究院;中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE822
【相关文献】
1.CO_(2)气爆致裂半径影响因素数值模拟研究
2.障碍物管道中H_(2)/CO_(2)/空气爆炸特性影响的数值模拟研究
3.CO_(2)作为含水层压缩气体储能系统工作流体的数值模拟研究
4.不耦合系数对CO_(2)相变致裂影响数值模拟及研究
5.考虑压力和含水率影响的小麦粮堆导热特性数值研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第45卷 第5期 2010年5月钢铁Iron and Steel Vol.45,No.5May 2010钢铁流程结构及对CO 2排放的影响张春霞1, 上官方钦1, 胡长庆2, 齐渊洪1, 殷瑞钰1(1.先进钢铁流程及材料国家重点实验室,钢铁研究总院,北京100081;2.河北理工大学冶金与能源学院,河北唐山063009)摘 要:温室气体排放引起的气候变暖已经成为全球性的重要命题。
介绍了国内钢铁工业温室气体(主要是CO 2)的排放情况,指出能源消耗是造成钢铁工业CO 2排放的主要原因。
在对比两类典型钢铁生产流程的CO 2排放情况的基础上,深入分析了钢铁工业的能源结构及不同流程中原燃料来源结构对CO 2排放的影响;最后对新一代钢铁制造流程的CO 2排放进行了估算。
关键词:CO 2排放;钢铁工业;能源结构;典型钢铁流程;新一代钢铁流程中图分类号:TF09 文献标志码:A 文章编号:04492749X (2010)0520001206Steel Process Structure and Its Impact on CO 2EmissionZHAN G Chun 2xia 1, SHAN GGUAN Fang 2qin 1, HU Chang 2qing 2,Q I Yuan 2hong 1, YIN Rui 2yu 1(1.State Key Laboratory of Advanced Steel Processes and Products ,Central Iron and Steel ResearchInstitute ,Beijing 100081,China ; 2.College of Metallurgy and Energy ,HebeiPolytechnic University ,Tangshan 063009,Hebei ,China )Abstract :Climate change caused by the GH G emission has become one important issue globally.The GH G emis 2sion ,which refers to CO 2primarily ,in the Chinese iron and steel industry is introduced.It is pointed out that ener 2gy consumption is the main reason to result the CO 2emission for steel industry.The impact of energy structures in the typical steel manufacturing process on the CO 2emission is analyzed ,based on comparing between two typical production processes ,and the impact of different sources and structures of raw material and f uels in the different processes on the CO 2emission is also discussed.Finally ,the CO 2emission of the new generation steel manufactur 2ing process has been estimated.K ey w ords :CO 2emission ;steel industry ;energy structure ;typical steel process ;new generation steel manufactur 2ing process基金项目:科技部“十一五”重大支撑计划项目(2006BA E03A07,2006BA E03A09);国家自然科学基金重点项目(50334020)作者简介:张春霞(1963—),女,博士,教授级高级工程师; E 2m ail :hellenzster @ ; 收稿日期:2009210213 全球面临温室气体和气候变暖挑战,控制和减少CO 2排放已成为人类社会面临的紧迫任务。
中国在“后京都协议”的相关国际谈判中面临着巨大的压力。
钢铁工业是能源消费大户,也是CO 2排放大户。
2005年中国钢铁工业的能耗约为3.07亿t 标准煤(电力折算系数取2005年平均发电煤耗),约占全国总能耗的13.8%,CO 2的直接排放量约为7.5亿t [1]。
2007年钢铁工业的CO 2直接排放量增加到9.2亿t 。
目前气候变化谈判针对发展中国家提出了行业减排的方案,并视电力、钢铁、水泥和电解铝为重点行业,未来中国钢铁工业将面临温室气体减排的严峻挑战。
2003年10月,国际钢铁协会(原名:Interna 2tional Iron and Steel Instit ute ,简称IISI ,于2008年10月更名为World Steel Association (简称WSA ))首次提出了评价钢铁企业的11个可持续发展指标,并于每年发布上年的可持续发展指标值(表1[223]),温室气体(CO 2)排放是其中一项重要指标,充分反映了国际钢铁界对温室气体(CO 2)排放问题的关注。
1 钢铁工业温室气体排放及与能源消耗的关系 钢铁工业的温室气体排放中主要是CO 2。
2007年,国际钢铁协会在“气候变化与世界钢铁工业”的内部报告中指出,全球钢铁工业排放的温室气体约占全球温室气体总排放量的3.2%,且主要是CO 2。
钢铁工业的温室气体(CO 2)排放主要是由能源消耗引起。
根据中国工程院的研究结果表明[1,4]:在中国钢铁工业的CO 2排放中,能源(燃料)消耗所钢 铁第45卷排放的CO 2量约占钢铁工业CO 2排放总量的95%以上(图1[1])。
说明能源(燃料)消耗对于CO 2排放量的影响是至关重要的,同时也说明目前中国钢铁工业CO 2减排的重点在于减少能源的消耗。
表1 2005—2008年国际钢铁工业可持续发展指标T able 1 Sustainability indicators of w orld steelindustry from 2005to 2008指标2004年2005年2006年对新工艺新产品投资占销售收入比例/% 6.0 6.27.7营运利润率/%8.915.715.3投资回报率/%9.122.319.6经济增加值占销售收入比例/% 2.611.77.6粗钢能耗强度/(G J ・t -1)19.019.120.6粗钢CO 2温室气体排放量/(t ・t -1)1.6 1.7 1.7资源利用效率/%96.895.697.2废钢回收利用率/%42.342.7 4.5931)环境管理体系中生产线上工作员工占所有员工和协力员工的比例/%85.490.785.5每个员工培训天数 6.39.910.4100万工时的工伤率7.8 6.68.8参与统计公司的粗钢产量/亿t 3.255 3.972 5.202参与统计公司的销售收入/亿美元191021304103 1)2006年废钢回收利用率指标不再出现,而是以回收的废钢量表示,其单位为亿万t 。
图1 中国钢铁工业能源消耗产生的CO 2排放量占总排放量的比例Fig.1 R atio of CO 2emission from energy sourceto the total in Chinese steel industry2 钢铁生产两类流程CO 2排放比较 钢铁生产主要有以天然资源、煤炭等为源头的高炉—转炉“长流程”(BF —BO F 流程)和以废钢、电力为源头的电炉“短流程”(EA F 流程)两类。
就能耗、环境负荷而言,电炉“短流程”相对低些。
以废钢为源头的电炉“短流程”与以铁矿石为源头的高炉—转炉“长流程”相比,每吨钢可节约铁矿石1.3t ,降低能耗350kg 标煤,减排CO 21.4t ,减排废渣600kg [5]。
国际钢铁协会1996年进行的L CI 研究表明:高炉—转炉流程的CO 2排放量约为电炉流程的3.5倍。
日本专家[6]对钢铁工业不同流程下生产不同钢种的CO 2排放进行了研究(表2[6])。
结果表明:1)生产同样钢种,用高炉—转炉流程的CO 2排放比用电炉流程的CO 2排放高3倍左右;2)对同样流程而言,产品的深加工程度越高或钢种附加值越高,其能耗和CO 2排放越高。
表2 日本钢铁工业不同流程CO 2排放(吨钢CO 2排放量)T able 2 CO 2emission of different processesin Japanese steel industryt流程普碳钢特殊钢平均BF —BOF2.127 2.298 2.152EA F0.5140.6990.5633 钢铁工业的能源结构对CO 2排放的影响 在中国钢铁工业的能源结构(图2,数据来源:《中国能源统计年鉴》)中,煤炭占的比例最大,2005年约占80%,其中消耗量最大的是焦炭。
研究表明[1,4],在钢铁工业CO 2直接排放中,能源消耗对CO 2排放的贡献中主要是焦炭。
如2005年的焦炭消耗量约2亿t ,对当年钢铁工业CO 2直接排放量的贡献约占80%。
因此,对传统的碳冶金为主的钢铁制造流程而言,减少焦炭的消耗,可以大幅度减少CO 2排放。
图2 2005年中国钢铁工业能源结构图Fig.2 E nergy consumption structure ofChinese steel industry in 2005・2・第5期张春霞等:钢铁流程结构及对CO2排放的影响 在钢铁工业的能源结构中,外购电力是不可忽视的重要部分。
2005年外购电力约占17.44%。
关于电力消耗对中国钢铁工业CO2排放量的影响值得探讨。
由于中国电网结构以火电为主,电力的CO2排放因子较高,约为美国的1.6倍,日本的3倍,法国的13.5倍(图3)。
因此,是否计入外购电产生的CO2排放对钢铁工业CO2排放的估算至关重要。
在钢铁工业的直接排放中,为避免与发电行业的CO2排放量的重复计算,在行业层面没有考虑外购电的间接排放情况。
实际上,降低电力CO2排放因子的源头在电力行业。
假设中国与法国的情况类似,电力的CO2排放因子仅0.07kg/(kW・h)(图3,数据来源:日本电气事业联合会,中国电力的CO2排放系取自《中国电力部门CDM项目基准线排放因子研究》),那么外购电力对于钢铁工业CO2排放的影响就可以忽略。