炼铁系统碳循环的可行性研究

摘要

一种基于碳循环的新型能源交换系统被认为是零CO2排放。这种能源系统被称为活性碳循环能源系统,简称ACRES。基于热力学对炼铁系统使用活性碳循环能源系统的可行性进行了讨论。活性碳循环能源系统包含三个部分,即CO2的回收、分离,以及从CO2中进行碳材料的再生和再生碳材料的使用。活性碳循环能源系统使用初级能源,不会释放CO2,这如同可再生能源和核能。在活性碳循环能源系统中含碳物质作为能源载体,并被重复循环使用。与使用氢能源系统相比,活性碳循环能源系统在热力学方面是可行的。CO的能量密度高于氢气,而且CO与传统炼铁工艺具有较高的兼容性。因此,在活性碳循环能源系统中,CO是适宜的循环介质。用碳作为介质的活性碳循环能源系统其可行性是基于热焓分析来评估的。CO的有效再生是建立活性碳循环能源系统的一个关键技术。评价了基于CO2氢化而获得CO再生方法的能源平衡,该再生过程需要超过800℃的热量输入。高温过程产生的800℃左右的剩余热量可用于反应。高温气体冷却反应堆可作为一种备用的初级能源。探讨了用氢还原CO2的活性碳循环能源系统在炼铁系统中应用的可行性。活性碳循环能源系统有望成为新型低CO2排放炼铁工艺的基础。