Badania nad ograniczeniem emisji CO2 z procesu wytopu surówki poprzez wykorzystanie gazu wielkopiecowego do redukcji rudy żelaza

• Autorzy: Niesler M. , Kozik Cz.

Warianty tytułu

EN

Research on reduction of CO2 emission from pig iron melting process by utilisation of blast-furnace gas for iron ore reduction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wstępne badania nad ograniczeniem emisji CO2 z wielkich pieców, poprzez wykorzystanie CO zawartego w gazie wielkopiecowym do redukcji rudy żelaza. Dla wielkiego pieca o wydajności 250 t/h surówki z konwencjonalną utylizacją gazu wielkopiecowego, wykonano symulację procesu w dwóch wariantach bilansowych, polegających na recyrkulacji gazu na początek procesu (wariant R), oraz na szeregowym przepływie gazu w układzie dwóch jednostek (wariant S). W obu przypadkach dla uaktywnienia gazu wielkopiecowego pod względem potencjału redukcyjnego, założono wstępne usunięcie CO2 metodą Bensona-Fielda, polegającą na absorpcji składnika w roztworze węglanu potasowego. Stwierdzono, że w układzie dwóch wielkich pieców bardziej korzystny jest wariant recyrkulacyjny (R), w którym zawrócenie CO powoduje obniżenie zużycia koksu o 138 kg/t sur. Dla każdego wielkiego pieca powoduje to redukcję emisji CO2 z 1469 kg/t sur. do 1192 kg/t sur. W wariancie szeregowym S obniżenie zużycia koksu powoduje redukcję emisji CO2 do 1270 kg/t sur.

EN

The preliminary research on reduction of CO2 emission from blast furnaces by utilisation of CO contained in blast-furnace gas for iron ore reduction is presented. For blast furnace with capacity of 250 t of pig iron/h with conventional utilisation of blast-furnace gas the simulation of the process was carried out in two balance variants. These were recirculation of gas to the beginning of the process (variant R) and serial flow of gas in configuration of two units (variant S). In both cases for activation of blast-furnace gas with regard to its reduction potential the preliminary removal ofCO2 by the Benson-Field method, which was absorption of the component in potassium carbonate solution, was assumed. It has been found that in configuration of two blast furnaces more advantageous is the recirculation variant (R) where CO recycling causes reduction in coke consumption by 138 kg/t of pig iron. For each blast furnace it results in reduction ofCO2 emission from 1469 to 1192 kg/t of pig iron. In the serial variant (S), reduction in coke consumption results in reduction ofCO2 emission to 1270 kg/t of pig iron.

Słowa kluczowe

PL

wielki piec; recyrkulacja gazu wielkopiecowego; usuwanie CO2; metoda Bensona-Fielda

EN

blast furnace; recirculation of blast-furnace gas; CO2 removal; Benson-Field method

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 61, nr 1
• Strony: 26--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Niesler M.

autor

Kozik Cz.

• Instytut Metalurgii Żelaza

Bibliografia

• 1. Ochrona środowiska - 2004, Główny Urząd Statystyczny, Warszawa, 2004, D.4, 10.
• 2. Ameling D., Homann R.: Der emissionesrechtenhandel: Ein quotensystem zum schaden fur die industrie, Stahl und Eisen, 124,4, 2004, 82-84.
• 3. Geologie Storage of Carbon Dioxide, January, 2008, www.ieagreen.org.uk, C. l-4.
• 4. Geim H.W., Bregman J.I.: Water resources and pollution control, VNR, New York, 1976, C. l.
• 5. JaniszewskiW.: Gospodarka wodna Polski, Książka i Wiedza, Warszawa, 1975, 18.
• 6. Kozłowski S.: Prognoza ostrzegawcza zmian środowiskowych warunków życia człowieka na początku XXI w., PAN, Warszawa, 1993, R. 3, 5.
• 7. Tacke K., Steffen R.: Hydrogen for the reduction of iron ores - state of the and future aspects, Stahl und Eisen, 124, 4, 2004, 45-52.
• 8. Birat J., Vizioz J.: CO2 emissions and the steel industry,s available responses to the greenhouse effect, La Revue de Metallurgie-CIT, Octobre, 1999, 1203-1215.
• 9. Lipowczan K., Wasylewicz B.: Rozwój techniki i technologii w światowym hutnictwie żelaza i stali na początku XXI wieku, Problemy Projektowe, 2000, XLVII, 415, 65-74.
• 10. Encyclopedia Techniki. Metalurgia, Śląsk, 1978, 835.
• 11. Best available techniques reference document on the production of iron and steel, European IPPC Bureau, Sewilla, 2000, R. 1. 7,10.
• 12. Różański P., Pogorzałek J.: Przegląd najnowszych rozwiązań technologicznych z zakresu czystych technologii stalowniczych, Prace IMŻ, 2, 2006, 29-35.
• 13. Poradnik fizykochemiczny, WNT, Warszawa, 1974, B3.
• 14. Chu M., Nogami H.: Numerical analysis on injection of hydrogen bearing materials into blast furnace, ISIJ International, 44, 5, 2004, 801-808.
• 15. Hess G.: Boosting blast furnace productivity, 33 Metalproducing, 1995, U, 27-31.
• 16. Baliński A.: Wybrane zagadnienia nowoczesnej technologii procesu wielkopiecowego. Kraków, 1991, Cz. 1/10-13, Cz. II/9-12/, Cz. III/6-10.
• 17. Wizytacje służbowe w ArcelorMittal Poland S.A., 2008.
• 18. Rist A.: Analoque diagrams for process metallurgists, ISIJ, 32, 9, 1992, 1034-1043.
• 19. Ziębik A., Szega M.: Ocena efektów energetycznych podwyższania parametrów termicznych dmuchu w wielkich piecach Huty Katowice, XVI Konferencja Naukowo- Techniczna Huty Katowice S.A., Szczyrk, 1996, 150-163.
• 20. Chu M., Nogami H.: Numerical analysis on blast furnace performance under operation with top gas recycling and carbon composite aggiomerates charging, ISIJ, 44, 12, 2004, 2159-2167.
• 21. Schmole P., Lungen H.: Hot metal production in the blast furnace from the ecological point of view, Stahl und Eisen, 2004, 24, 5, 27-34.
• 22. Murai R., Sato M.: Design of innovative blast furnace for minimizing CO2 emission based on optimization of solid fuel injection and top gas recycling, ISIJ Internationa], 2004, 44, 2168-2177.
• 23. Mazanek T., Mamro K.: Podstawy teoretyczne metalurgii żelaza, Śląsk, Katowice, 1969, R.8.
• 24. Kozik C: Modelowanie poziomu zasolenia w hutniczych obiegach chłodzących i technologicznych, Prace Instytutu Metalurgu Żelaza, 2000, 5, 3-80.
• 25. Niesler M., Kozik C: Ocena przydatności metanu do ograniczenia emisji dwutlenku węgla z procesu wielkopiecowego, Sprawozdanie IMŻ nr S0 0646, Gliwice, 2007 (niepublikowane).
• 26. Kępiński J.: Technologia chemiczna nieorganiczna, Warszawa, PWN, 1964, R.5.
• 27. Molenda J.: Technologia chemiczna, PWSZ, Bytom, 1971, R.15.