碳中和目標(biāo)下的冶煉技術(shù)探索

 

　　該項技術(shù)基于高溫下的氣體等離子體，分子氫被分解為原子氫或離子氫（H或H+），由于其具有比分子氫高得多的還原電位，可以將所有金屬氧化物還原為金屬。該項技術(shù)具有低排放、工藝流程簡單、渣量少等優(yōu)點(diǎn)，但仍然存在對爐壁的輻射較大（無泡沫渣過程）、渣對耐火材料的侵蝕性大等主要問題。因此，在氫等離子體熔融還原工藝的開發(fā)過程中，下部容器的耐火材料設(shè)計是研究該領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。此外，氫氣的合理利用也尤為重要。一方面，由于等離子火焰輻射產(chǎn)生的高熱負(fù)荷和FeO高含量爐渣的化學(xué)侵蝕，氧化的耐火材料也會被未使用的氫還原；另一方面，由于部分氫氣會伴隨水蒸氣溢出，氫氣未能被全部用于還原鐵礦石。

 

　　根據(jù)奧地利萊奧本礦業(yè)大學(xué)的RHI研究中心的研發(fā)結(jié)果，耐火材料將在奧鋼聯(lián)Donawitz工廠的HPSR反應(yīng)器中通過K1-MET進(jìn)行測試。此外，通過底部吹掃系統(tǒng)注入氣體而產(chǎn)生的泡沫渣可保護(hù)襯里免受高熱沖擊。實驗室的反應(yīng)器在放大到500千瓦~2兆瓦的功率水平時，可以評估電弧穩(wěn)定性、電弧情況和氫氣等離子體條件下的傳熱。電解系統(tǒng)的設(shè)計將檢驗可再生能源制氫的最新技術(shù)水平，并存儲所產(chǎn)生的氫氣、回收廢氣中未使用的氫氣。