上世紀50年代中期興建的第一個工業(yè)規(guī)模直接還原鐵廠為電爐提供優(yōu)質的純鐵原料，并導致全世界直接還原鐵工業(yè)迅速發(fā)展。目前，由于此項技術減少了鋼鐵生產(chǎn)的排放量，從而獲得“綠色”證書。

    在希爾薩直接還原廠投入運行時，對環(huán)境問題并未給予過多的考慮。經(jīng)過長期的不斷改進，HYL工藝已可以稱作綠色的、現(xiàn)代化的工藝。不僅該工藝本身最符合環(huán)境友好要求，而且其新的附帶工藝，如HYLHytemp系統(tǒng)也使煉鋼生產(chǎn)更高效。該工藝通過全封閉氣動系統(tǒng)給現(xiàn)代化電爐熱裝直接還原鐵。這些工藝可使鋼鐵生產(chǎn)的效率和成本效率得到空前的提高。

    1、還原氣體

    還原氣體的生產(chǎn)有兩種方法：一是外部蒸汽重整器；二是通過“原地重整”反應直接在豎爐反應器內進行。

    重整和原地重整的比例可以改變，以平衡生產(chǎn)與投資成本的要求。HYL系統(tǒng)可以完全基于外部重整或原地重整(ZR)，或者結合其他方式(小重整器加吹氧)。這即是HYL工藝的靈活性的主要特點。最適合的方案將取決于當?shù)氐哪茉醇霸系某杀窘Y構。同時，最佳方案的選擇還必須考慮煉鋼的生產(chǎn)成本。

    2、潛在的污染源

    直接還原是將氧化鐵轉化為金屬鐵和碳化鐵。與此同時，生產(chǎn)中使用還原劑／滲碳劑，如天然氣、煤、燃油以及焦爐煤氣等，必然會產(chǎn)生一些廢物和副產(chǎn)品。

    直接還原廠潛在的污染源來自不同的區(qū)域，對這些區(qū)域必須進行認真的監(jiān)控。近年來，為了遵守嚴格的環(huán)保法規(guī)，許多公司在選擇工藝時都將減少排放物作為重要標準。直接還原廠的污染物主要是粉塵、SOx、NOx和廢水中的懸浮顆粒。

    (1)粉塵的來源是鐵礦石的處理及運輸、直接還原鐵、固體還原劑和灰。后兩者只是還原氣體的替代源，不同于天然氣。HYL廠的材料處理有兩套系統(tǒng)：鐵礦石處理系統(tǒng)和產(chǎn)品處理系統(tǒng)，包括料倉、篩分裝置、涂覆裝置、輸送機和轉運站。為了減少對空氣的污染，在產(chǎn)生粉塵的地方要安裝合適的除塵器，尤其是在轉運站和篩分裝置上。

    (2)還原氣體發(fā)生器的燃燒系統(tǒng)、氣體加熱器和回轉窯產(chǎn)生的煙氣中會有的污染物是SOx和NOx。對作為工藝氣體(還原氣體)和燃氣的氣流進行脫碳，控制燃燒，就可以降低SOx和NOx的排放量。采用HYL工藝可選用二氧化碳吸收裝置去除SOx，采用符合最嚴格的標準的低NOx式燃燒器可控制NOx。

    (3)廢水中的懸浮顆料主要是氧化鐵和直接還原鐵顆粒，這些顆?？山?jīng)烘干、濃縮后銷售或重新用作還原裝置的原料。

    3、環(huán)境影響

    HYL廠的排放物符合最嚴格的環(huán)保法規(guī)，在很大程度上可歸因于該工藝本身的設計。其他工藝需要熱回收設備，會導致NOx排放量的增加。由于工藝結構和熱回收系統(tǒng)的設計合理，因此，HYL工藝是高效的。

    HYL廠的重整器的燃氣無需充分的預熱，加熱器也無需高溫，從而消除了高NOx的產(chǎn)生。而其他的直接還原法則會面臨要么降低熱效率，要么安裝昂貴的脫NOx裝置的選擇。HYL廠對環(huán)境的影響包括固體廢物、排放物、廢水和噪聲，有關數(shù)據(jù)業(yè)已通過一些國家新實施的嚴格的標準，諸如美國、沙特阿拉伯、馬來西亞和其他已實行最新環(huán)境標準的國家。

    希爾公司和達涅利公司共同參與了美國明尼蘇達鋼鐵工業(yè)公司的項目，將興建一座年產(chǎn)能為170萬t的HYL廠，采用Hytemp系統(tǒng)為達涅利電爐裝料。鑒于當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，新建廠所在地區(qū)的環(huán)境法規(guī)是最嚴格的。

    另一座年產(chǎn)能為160萬t的工廠正在阿聯(lián)酋阿布扎比的GHC公司興建，這里的環(huán)境控制也是最嚴格的。

    主要的噪聲源是壓縮機、工藝氣體加熱燃燒器以及在減壓階段反應器的裝料和出料系統(tǒng)的料倉。壓縮機可建在一座建筑物內以降低噪聲。

    4、去除二氧化碳

    二氧化碳的去除是廣泛用于化工廠和石油化工廠的分離工藝，常用碳酸鹽溶液或用MDEA為吸收溶液進行處理，HYL廠也能采用這種方法。除二氧化碳以外，這些方法還能從還原氣流中脫硫。

    硫來自鐵礦石，在反應器還原區(qū)轉化為硫化氫，并在還原冷卻／洗滌裝置內被部分去除，但在去除二氧化碳的裝置中仍存在大量的硫化氫。采用HYL工藝生產(chǎn)的直接還原鐵的硫含量極低。

    去除二氧化碳的工藝會有廢物排放，采用胺的工藝所產(chǎn)生的廢氣主要是二氧化碳和含量為60～400ppmV的硫化氫。

    二氧化碳可以回收并用于其他用途，因此，不必排入大氣，對環(huán)境的影響逐步降低。墨西哥TerniumHylsa廠回收二氧化碳的途徑包括二氧化碳的集氣和清潔，然后賣給用戶，諸如飲料行業(yè)。因此，既去除了生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳，又為直接還原廠提高了收益。

    5、HYLHYTEMP熱裝

    鋼鐵聯(lián)合型短流程鋼廠增加了綠色的因素，即Hytemp系統(tǒng)。該系統(tǒng)于1998年投入運行，從反應器卸料區(qū)采用氣動傳送將熱直接還原鐵運至電爐車間，這是一個完全封閉的系統(tǒng)，既經(jīng)濟又環(huán)保。

    采用Hytemp工藝，就能維持完全的直接還原過程———從鐵礦石進入還原塔的頂部起，就不會再見日光，直到轉化為鐵水。就生態(tài)學而言，鋼鐵廠將直接還原鐵的熱能直接送入電爐，大大地減少了煉鋼的電耗。加入碳含量高(3％～4％)的直接還原鐵，可使煉鋼的電耗平均降低40kWh／t鋼，同時降低了碳的需求量和電極的消耗量。

    就環(huán)境而言，封閉的系統(tǒng)消除了直接還原鐵粉塵的排放，并將其連同球團或塊狀直接還原鐵送入電爐，從而提高了總產(chǎn)量。采用連續(xù)冶煉工藝，電爐爐頂不再是開放式的，節(jié)約了熱能，提高了產(chǎn)量，并避免了在裝料或吹掃時的粉礦損耗。

    Hytemp系統(tǒng)可將還原粉礦從直接反應器送入電爐，廠內有排煙設備，煉鋼車間有集塵系統(tǒng)。

    集塵室、布袋收塵室處于監(jiān)控之中，每兩個月對粉塵進行稱重檢測一次。檢測結果表明，粉塵收集點的粉塵量與直接還原鐵的裝料及用量之間并無明顯的關系，證明爐子廢氣中的鐵損并非源于Hytemp系統(tǒng)。

    當前，無論何種工業(yè)技術，都要求在實現(xiàn)高生產(chǎn)率的同時，又能保護環(huán)境，采用替代燃料和還原劑、更有效的工藝設計和新技術，是對鋼鐵工業(yè)的嚴格要求。在此方面，HYL工藝已處于前沿。