王国栋院士：建设跨系统运行的工业互联网系统，彻底解决钢铁行业的碳排放问题

 

高炉是中国炼铁的绝对主力，中国应集中精力发展低碳高炉炼铁。综合国际上的研发情况，低碳高炉炼铁技术主要是富氢煤气喷吹、复合铁焦、炉顶煤气循环、氧气高炉的优化匹配。研究表明，在复合铁焦使用量30%、炉顶煤气循环48.8%的情况下，吨铁能耗降低22.1%、焦比降低16.4%、碳排放降低51.8%，而生铁产量提高39.8%，节能减排效果十分显著。

首先，应尽可能挖掘钢厂本身潜力，利用钢厂产生的含氢废气制氢，并以合理的使用量和方式将氢气喷吹入高炉。炼焦过程产生的焦炉煤气富含氢气，一般用作加热气体或用于发电。从能量合理利用的角度来看，这些氢如果能够作为氢能源，直接参加高炉内的还原反应，将大幅降低高炉碳排放，应是富氢煤气实现高附加值、梯级利用的可行办法。所以，钢铁行业当前应抓紧这方面的研究，有些尚未上焦炉煤气发电的产线，应积极考虑开展焦炉煤气重整与喷吹、炉顶煤气循环等项目，摸索副产煤气中氢的合理利用途径。通过经济性和合理性的对比研究，对钢铁工业合理利用副产煤气中的氢给出结论，指导下一步合理利用副产煤气资源。有丰富可再生能源或邻近有可靠提供氢的化工企业群，也应开展以氢代煤、以氢代焦技术的研发和应用。需说明的是，从高炉冶炼原理、焦炭料柱骨架存在的必要性和氢能技术经济性等角度出发，不可能采用氢气全部代替焦炭，存在氢气的合理使用量。

其次，考虑到复合铁焦技术节能减排的巨大潜力，国内已经有一批单位正在筹划铁焦项目，计划先在单座高炉试验，成功后再逐步推广。凡是搬迁的炼铁厂，可以考虑通过搬迁进行相应的改造，实现铁焦的生产和高炉应用。宝钢曾计划在煤炭产地与煤矿当地的企业合资建设铁焦生产线，制成铁焦后，再运到钢厂使用。这样做可以减少钢厂本地投资建设和经营负担，减少相关费用，加快研发进度。

因此，钢厂应充分利用现有的条件建立研发基地，进行相关的理论与实践研究。有条件的钢铁企业，可以选择适当容积（300~500 m3）的已淘汰或将淘汰高炉，全面开展富氢煤气喷吹、复合铁焦、炉顶煤气循环、氧气高炉优化组合集成的低碳高炉前沿技术研发。其中，低碳高炉技术的理论分析计算和工艺装备设计，可以由高校、研究设计单位组织相关人员完成。 本/文-内/容/来/自:中-国-碳-排-放-网-tan pai fang . com