高炉风口喷吹焦炉煤气的减排能力分析

摘要

为了探讨高炉喷入焦炉煤气降低钢铁行业碳消耗和碳排放的潜力,本文对风口喷吹焦炉煤气在高炉内各个区域的还原行为进行研究。从风口吹入的焦炉煤气被加热后,通过裂解、气化形成富H2、CO煤气,其标态体积约为原始焦炉煤气体积的1.5倍。在1 373 K以上温度区域,风口区产生的富氢煤气将热量传给固态或熔态物料,并作为催化剂加速焦炭与多价态氧化铁间的还原反应。富氢煤气中的CO在1 373 K以下与氧化铁发生还原反应,焦炭的气化反应随着温度降低而减弱。1 273 K至水煤气变换反应平衡转变温度段,富氢煤气中的氢气还原各种价态氧化铁,当温度低于水煤气变换反应平衡转变温度时,富氢煤气中的氢气继续还原氧化铁,同时还促进CO和各种价态氧化铁物料的还原反应,起到了催化剂的作用。高炉风口喷吹焦炉煤气,虽然在风口区增加了能量吸收,但上部间接还原度的增加,降低了高温段的直接还原度,且富氢煤气也将热量传递给高温区炉料,可实现高温区能量收支平衡,降低焦碳的使用量。喷吹的焦炉煤气量与减少高炉固态碳使用量的关系近似表达为ΔC1=-0.046+0.324V。最终碳减排量与喷吹焦炉煤气量的关系为ΔC2=-0.047+0.110V。