基于碳税机制的高球比冶炼炼铁系统碳排放及经济性评估3
时间:2026-05-07 06:32 来源:烧结球团杂志 作者:孟啸宇 点击:次
热损失，从而实现焦比的降低。但球团矿的加入导致软熔带上移，需要配合良好的炉料透气性和稳定的料柱结构，在高炉稳定的条件下，提高球团配比能够为降低燃料消耗创造条件。 排放下降的系统效应。当球团配比由20%提高至80%时，铁系统各工序碳排放的变化趋势如图3所示。由图3可知，随着球团配比的提高，炼铁系统各工序碳排放呈现出明显差异化的变化趋势，影响程度最明显的是烧结和球团工序。随着球团配比从20%增加至80%，吨铁产生的CO2从1 473.2 kg/HM降低至1289.7kg/HM，降幅达到12.46%。每增加10%的球团配比，吨铁CO2排放量可降低22.9kg左右。高炉的碳排放随球团配比提高而持续下降，球团工序的碳排放随球团入炉量提高而逐步增加。然而，相比高炉和烧结工序的减排幅度，球团工序碳排放的增加量较小，系统整体碳排放仍向降低变化，焦化的碳排放同样下降，与前述物质-能量流分析中燃料比随球团配比降低的趋势一致。球团配比提高并未导致系统碳排放在工序间的转移，而是通过降低高炉燃料消耗和烧结矿需求，实现了炼铁全流程的净减排。 4.2 炼铁碳素流与碳排放分析 基于统一核算边界，对涵盖焦化、烧结、球团及高炉炼铁工序的炼铁系统碳素流向进行了定量分析，结果如图1所示。其中，焦化工序是系统的主要碳素来源，高炉工序是碳素消耗与排放的集中单元，而烧结和球团工序则在系统中承担碳素中间转化和能量利用的作用 炼铁系统的碳素流直接决定了碳排放的规模与路径，其核心是碳素的氧化过程与排放载体。焦化过程碳排放来源于洗精煤的干馏气化和煤气燃烧，除焦炭外还有焦油、粗苯等副产物产出;烧结、球团过程排放来源于焦粉、煤气的燃烧和熔剂分解释放的CO2;高炉炼铁综合焦炭、煤粉的气化和燃烧，生产出煤气的过程中大量碳素转化为CO2，各工序电力输人隐含的碳排放也需计入。当球团配比为30%时，各工序碳排放水平及占比分别如表6与图2所示 4.3 碳税驱动下的成本结构演变 为了量化碳约束对炼铁经济性的冲击，本研究建立了动态成本分析模型。以30%球团配比工况为例，当前生产成本(Pc)为2405.09元/tHM，叠加2025年基准碳税后，总成本(T。)升至2 521.00元/tHM。情景模拟显示，随着碳定价机制的深化，至2060年保守及激进情景下，吨铁成 由表6可知，此时碳排放为1159.05kg/tHM，结合图2分析可知，球团工序除自身碳排放占比较低外，其减排潜力还体现在通过改善高炉炉料结构、降低燃料消耗，从而带动高炉和前端工序 C0G:4.24 焦炉煤气63.79 COG: 7.72 洗精煤:847.71电力:1.29 BFG:217.98 3FG:1.88 电力:3.06 焦油:31.23苯:10.5 高炉煤气167.73 焦化 球团 BFG: 32.75 球团矿 焦粉:21.14 力:4.81也力 石灰石:7.94 白云石:2.41 煤粉:105.87 烧结 BFG:5.86 烧结矿 焦炭:273.78 COG:0.3 高炉 铁水:46.91 电力:0.47数字代表生产1t产品输入/输出的碳素质量，kgC/(例如生产1焦炭所用洗精煤输入的碳素质量为847.71 kg/t); COG为焦炉煤气，BFG为高炉煤气 图1 炼铁系统碳素流分析 Fig. 1 Carbon flow analysis of the ironmaking system |