Журналы →  Черные металлы →  2013 →  №10 →  Назад

Производство чугуна и стали
Название Использование биомассы в черной металлургии — назад в будущее?
Автор А. Бабич, Д. Сенк
Информация об авторе

Рейнско-Вестфальский технический университет (RWTH), Ахен, Германия:

А. Бабич, докт., доцент, профессор, докт.-инж.
Д. Сенк, кафедра черной металлургии (IEHK), babich@iehk.rwth-aachen.de

Реферат

Использование биомассы может внести свой вклад в уменьшение выбросов СО2 в черной металлургии. Концепция стабильного использования биомассы должна учитывать различные технологические, экономические, экологические и социальные аспекты. В данной статье основное внимание сфокусировано на источниках биомассы, ресурсах и их доступности, технологических стадиях переработки и видах продукции, а также на торговых и финансовых аспектах. Рассмотрены три основные возможности использования биомассы в черной металлургии: вдувание, включение в состав шихтовых материалов и выработка восстановительного газа. Две возможные технологии — вдувание в доменную печь и внедрение самовосстанавливающихся гранул и композитов с включениями древесного угля — рассмотрены более подробно.

Ключевые слова Биомасса, выбросы СО2, топливо, каменный уголь, древесный уголь, включения, кокс, торф, древесина, процесс горения, пиролиз, фотосинтез
Библиографический список

1. Rehder, J. E.: Iron Steelmak. 25 (1998) No. 12, pp. 29/33.
2. Williams, M.: Deforesting the Earth, University of Chicago Press, 2003, 715 p. ISBN 0-226-89926-8.
3. Babich, A.; Senk, D.; Fernandez, M.: ISIJ Int. 50 (2010) No. 1, pp. 81/88.
4. Assis, P. S.: Private communication, Jan 2013.
5. Machado, J.; Osório, E.; Vilela, A.; Babich, A.; Senk, D.; Gudenau, H. W.: steel res. int. 81 (2010) No. 1, pp. 9/15.
6. Vilela, A.: Private communication, Jan 2013.
7. Mathieson, J. G.; Rogers, H.; Somerville, M.; Jahanshahi, S.: ISIJ Int. 52 (2012) No. 8, pp. 1489/96.
8. Nascimento, R.; Almeida, A.; Oliveira, E. et al.: Proc. 3rd International Meeting on Ironmaking and the 2nd Intern. Symp. on Iron Ore, ABM Publishers, São Luís City-Maranhão State-Brazil, Brazil, 22–26 Sept 2008, Vol. 3, p. 845.
9. Brazil: VSB inauguration, Vallourec Press Pack (1 Sept 2011), 19 p., http://www.vallourec.com/en/media/PressPack/PressPack/Vallourec-Press-kit-VSB-Inauguration-Brazil-010911.pdf, accessed: 26 March 2013.
10. Kaukal Valladares, S.; Garcia Scherer, S. W.: Brazilian green pig iron industry, Proc. 6th Int. Congr. on the Science and Technology of Ironmaking (ICSTI), Rio de Janeiro, Brazil, 14–18 Oct 2012, panel presentation (ISSN: 2176-3135).
11. Sampaio, R. S.: Recent developments in the biomass based mini blast furnace technologies and its actual and future capacities and production in Brazil, Proc. AIST Scrap Substitutes and Alternative Ironmaking IV, Baltimore, USA, 31 Oct — 2 Nov 2004.
12. Mathieson, J. G.; Norgate, T.; Jahanshahi, S.; Somerville, M. A.; Haque, N.; Deev, A.; Ridgeway, P.; Zulli, P.: The potential for charcoal to decrease net greenhouse gas emission from the Australian steel industry, Proc. 6th Int. Congr. on the Science and Technology of Ironmaking (ICSTI), Rio de Janeiro, Brazil, 14–18 Oct 2012, pp. 1602/13.
13. Biofuel technology platform, http://www.biofuelstp.eu/wg1.html, accessed: 26 March 2013.
14. Fritsche, U. R.; Kampman, B.; Bergsma, G.: Better use of biomass for energy, Position Paper of IEA RETD and IEA Bioenergy, Dec 2009.
15. Taibi, E.; Gielenb, D.; Bazilianc, M.: Renewable and Sustainable Energy Rev. 16 (2012) No. 1, pp. 735/44.
16. Mantau, U.: Holz — Potenzial und Verfügbarkeit (2008), http://www.fnr-server.de/cms35/fileadmin/allgemein/pdf/veranstaltungen/BtL_Berlin_2008/2_Mantau.pdf, accessed: 26 March 2013.
17. Bioenergy — Chances and Limits, German National Academy of Sciences Leopoldina, Halle/Saale, Germany, 2012.
18. Branco, M. A.; da Silva, L. B.; de Oliveira, A. C.; Sampaio, R. S.; da Silveira, M. L.: Biosteel: a self-sustainable solution to produce seamless steel tubes directly from planted biomass, Proc. The Bioenergy 2002 — Bioenergy for the Environment, 22–26 Sept 2002, Boise, USA, p. 11.
19. Fritsche, U. R.; Hennenberg, K. J.; Hermann, A.; Hünecke, K.; Herrera, R.; Fehrenbach, H.; Roth, E.; Hennecke, A.; Giegrich. J.: Development of strategies and sustainability standards for the certification of biomass for international trade. Summarizing Final Report, 49/2010, [Publ.:] Federal Environment Agency (Umweltbundesamt), Dessau-Roßlau, Germany, Nov 2010.
20. Wiklund, C.-M.; Pettersson, F.; Saxén, H.: ISIJ Int. 52 (2012) No. 1, pp. 35/44.
21. Kaltschmitt, M.; Hartmann, H.; Hofbauer, H. [Publ.]: Energie aus Biomasse — Grundlagen, Techniken und Verfahren (eBook), 2. ed. 2009.
22. Industrial charcoal making, http://www.fao.org/docrep/X5555E/x5555e00.htm#Contents, accessed: 25 March 2013.
23. Duku, M. H.; Gu, S.; Hagan, E. B.: Renew Sustain Energy Rev (2011) No. 15, pp. 3539/51.
24. Antal Jr, M. J.; Croiset, E.; Dai, X.; DeAlmeida, C.; Mok, W. S. L.; Norberg, N.; et al.: Energy Fuels (1996) No. 10, pp. 652/58.
25. Suopajärvi, H.; Fabritius, T.: Towards More Sustainable Ironmaking — An Analysis of Energy / Wood Availability in Finland and the Economics of Charcoal Production, Sustainability 2013, 5, ISSN 2071-1050 4, www.mdpi.com/journal/sustainability, forthcoming.
26. Shackley, S.; Hammond, J.; Gaunt, J.; Ibarrola, R.: Carbon Management 2 (2011) No. 3, pp. 335/56.
27. Norgate, T.; Langberg, D.: ISIJ Int. 49 (2009) No. 4, pp. 587/95.
28. Hu, Z.; Zhang, J.; Zuo, H.; Tian, M.; Liu, Z.; Yang, T. Substitution of biomass for coal and coke in ironmaking process, Adv. Mat. Res. Vol. 236–238 (2011) pp. 77/82, available online at www.scientific.net, Trans Tech Publ., Durnten-Zurich, Switzerland.
29. Baxter, L.; Roberts, W.; Hong, L.: Particle conversion rates during biomass combustion, Proc. 35th Intern. Techn. Conf. on Clean Coal and Fuel Systems, 6–10 June 2010, Clearwater, USA.
30. Babich, A.; Arnsfeld, S.; Senk, D.; Gudenau, H. W.: Investigation of usage of biomass in steelmaking — research activities at the IEHK in Aachen, Proc. Intern. workshop on utilisation of biomass for mitigation of CO2 Emissions, Sendai, Japan, 12 Dec 2011, pp. 2.1/17.
31. Deev, A.; Jahanshahi, S.: Development of a pyrolysis technology to produce large quantities of charcoal for the iron and steel industry, Proc. 6th Int. Congr. on the Science and Technology of Ironmaking (ICSTI), Rio de Janeiro, Brazil, 14–18 Oct 2012, pp. 1132/42.
32. Babich, A.; Senk, D.; Fernandez, M.: Blast furnace technology with charcoal injection: technological and ecological aspects, Proc. 5th Int. Congr. on the Science and Technology of Ironmaking (ICSTI’09), Shanghai, China, 2009, pp. 762/66.
33. Arnsfeld, S.; Rodriguez Correa, C.; Choi, S.-M.; Babich, A.; Senk, D.; Gudenau, H. W.: Investigations of the reaction kinetics of torrefied biomass for metallurgical applications, Proc. 6th Int. Congress on the Science and Technology of Ironmaking (ICSTI), Rio de Janeiro, Brazil, 14–18 Oct 2012, pp. 1492/1502.
34. Arnsfeld, S.; Babich, A.; Senk, D.: Characterisation of pyrolysed biomass as an alternative option to pulverised coal injection into the blast furnace, Proc. 4th Intern. Conf. on Process Development in Iron and Steelmaking (Scanmet IV), 10–13 June 2012, Luleå, Sweden, Vol. 1, pp. 639/48.
35. Babich, A.; Arnsfeld, S.; Kowitwarangkul, P.; Senk, D.: Biomass use in ironmaking: options and limits, Proc. 6th Int. Congr. on the Science and Technology of Ironmaking (ICSTI) Rio de Janeiro, Brazil, 14–18 Oct 2012, pp. 1 166/78.
36. Babich, A.; Arnsfeld, S.; Senk, D.; Gudenau, H. W.: Biomass Use in the Iron and Steel Metallurgy, Proc. 54th Committee Meeting of the Japan Society for the Promotion of Science, Tokyo, Japan, 8–9 Dec 2011, pp. 1.1/14.
37. Assis, P.: Einblasen von Holzkohle in den Hochofen, RWTH Aachen, 1991 (Doctoral thesis).
38. Mathieson, J. G.; Rogers, H.; Somerville, M.; Ridgeway, P.; Jahanshahi, S.: Use of biomass in the iron and steel industry — an Australian perspective, Proc. METEC InSteelCon 2011, 1st Intern. Conf. on Energy Efficiency and CO2 Reduction in the Steel Industry (EECRSteel), Düsseldorf, Germany, 27 June — 1 July 2011 (on CD-ROM).
39. Suopajärvi, H.; Fabritius, T.: ISIJ Intern. 52 (2012) No. 5, pp. 779/87.
40. Contract No. RFSR-CT-2005-00001 and project FKZ EN-2054, the Ziel 2 program.
41. Naito, M.; Okamoto, A.; Yamaguchi, K.; Yamaguchi, T.; Inoue, Y.: Tetsuto-Hagane, 87 (2001) No. 5, pp. 357/64.
42. Ariyama, T.; Murai, R.; Ishii, J.; Sato, M.: ISIJ Int. 45 (2005) No. 10, pp. 1371/78.
43. Yokoyama, H.; Higuchi, K.; Ito, T.; Oshio, A.: ISIJ Int. 52 (2012) No. 11, pp. 2 000/6.
44. Babich, A.; Senk, D.; Gudenau, H. W.: Ironmak. Steelmak. 36 (2009) No. 3, pp. 222/29.
45. Kowitwarangkul, P.; Babich, A.; Senk, D.: Pellets mit eingebettetem Kohlenstoff für den Mini-Hochofen, 27. Aachener Stahlkoll., 13–14 Sept 2012, Aachen, Germany, pp. 17/28.
46. Ohno, K.; Kaimoto, M.; Maeda, T.; Nishioka, K.; Shimizu, M.: ISIJ Int. 51 (2011) No. 8, pp. 1279/84.
47. Ohno, K.; Babich, A.; Mitsue, J.; Maeda, T.; Senk, D.; Gudenau, H. W.; Shimizu, M.: ISIJ Int. 52 (2012) No. 8, pp. 1482/88.

Language of full-text русский
Полный текст статьи Получить
Назад