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　　目前，鋼鐵工業(yè)正朝著大幅降低能源消耗和減少CO2排放的方向努力。其中，針對生物質(zhì)的節(jié)能減排方案，正在被越來越多的企業(yè)視為一種最廉價的CO2處理方法。

　　一般來說，“生物質(zhì)”是指動物、植物和微生物通過生長和新陳代謝所產(chǎn)生的有機(jī)材料，工業(yè)應(yīng)用主要是指木本生物質(zhì)(硬木、軟木、木塊和鋸屑)、農(nóng)業(yè)殘桿以及一些植物和食物殘渣。原生物質(zhì)的化學(xué)成分，尤其是物理和機(jī)械性能雖然不足以使其在鋼鐵業(yè)得到高效使用，但它適用于熱處理過程的熱解行為，如碳化或烘焙，進(jìn)而通過碳化溫度來影響CO2的排放量。而家庭和工業(yè)部門產(chǎn)生的廢塑料除了作為含氫材料使用，具有環(huán)保效益之外，還起到有利于二次材料的回收并節(jié)約自然資源的作用。

　　目前，使用CCS(二氧化碳的捕集和封存)技術(shù)可從高爐爐頂煤氣或直接還原工藝中脫除CO2。使用可再生或含氫能源也可減少CO2的排放。德國和日本學(xué)者分別對后一種方案進(jìn)行試驗研究后發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)和廢塑料在較短時間內(nèi)可成功應(yīng)用于傳統(tǒng)高爐、煉焦和直接還原生產(chǎn)廠的裝備上，并且不須進(jìn)行大的改動和投資。

　　試驗研究發(fā)現(xiàn)，通過高爐風(fēng)口噴吹生物質(zhì)、木炭和廢塑料，可代替煤粉等還原劑。它們以固結(jié)物的形式加入高爐達(dá)到雙重效果：第一，有利于穩(wěn)定CO2含量或減少CO2含量。第二，提高了含碳爐料在高爐爐身的還原能力，進(jìn)而降低高爐恒溫帶的溫度，可有效提高氣體利用率，降低還原介質(zhì)的消耗。

　　近幾年，通過改變FeO-Fe還原反應(yīng)平衡點的方法來降低高爐碳消耗成為研究熱點，而使用高反應(yīng)性焦炭和固結(jié)的自還原團(tuán)塊礦被看作是實現(xiàn)這一目標(biāo)的可行方案。其中，高反應(yīng)性焦炭是在煉焦混煤時添加生物質(zhì)、木炭或廢塑料，并且自還原團(tuán)塊礦也可以添加這些物質(zhì)。研究表明，在特定條件下使用高反應(yīng)性爐料時，可通過降低恒溫帶的溫度來降低碳消耗。

　　最近，國外學(xué)者對木炭在高爐風(fēng)口回旋區(qū)和爐身條件下的情況作了進(jìn)一步研究，他們采用各種分析儀器和中試設(shè)備進(jìn)行了試驗，并用模型預(yù)測了高爐操作參數(shù)、節(jié)焦?jié)摿虲O2減排量。通過試驗發(fā)現(xiàn)，木炭經(jīng)過熱處理加工后具有不同的結(jié)構(gòu)和物性。隨著高爐噴吹量的增加，木炭的轉(zhuǎn)化率逐漸提高。由此來看，由于傳統(tǒng)高噴吹比導(dǎo)致的氧氣不足的問題可以通過噴吹木炭增加氣孔內(nèi)的氧促使其進(jìn)一步氣化來解決。

　　德國和日本學(xué)者為在含碳球團(tuán)中有效使用廢塑料，研究了廢塑料的熱分解反應(yīng)及其與氧化鐵中其他混合物的反應(yīng)。通過已有的試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含廢塑料的氧化鐵不僅可生產(chǎn)還原鐵，還能將當(dāng)?shù)氐墓腆w廢物轉(zhuǎn)換成其他有用的氣體。

　　此外，德國學(xué)者研究了來自德國廢塑料回收系統(tǒng)、汽車碎片殘渣和其他聚合體等廢塑料的燃燒行為。日本學(xué)者研究了廢塑料顆粒的燃燒特性并做了高爐噴吹的模擬試驗，在德國和日本的數(shù)座高爐上進(jìn)行了噴吹塑料的試驗和試用，噴吹量達(dá)到了60千克～75千克/噸。同時，德國亞琛工業(yè)大學(xué)冶金研究所聯(lián)合巴西曼內(nèi)斯曼公司，在實驗室和高爐上首次進(jìn)行了噴吹木炭和木炭與粉礦混合物的研究。目前，噴吹木炭粉技術(shù)已被應(yīng)用于巴西的微型高爐，在現(xiàn)代大型高爐上噴吹生物質(zhì)或木炭的技術(shù)也正在開發(fā)過程中。