第12期 卢鑫等：钢铁企业能源消耗与CO2减排关系 ·1447· 电力、动力及其他 无烟煤等 焦油粗苯 烧结 洗精煤 团 矿石 炼铁工 铁水 粗钢 乳钢工序 钢材 序 序 焦炉煤气 焦炭 高炉煤气 熔剂焙烧 转炉煤气 库行 外调 熔剂 图1钢铁企业C02过程排放模块边界 Fig.1 Boundaries of CO2 process emission modules in iron and steel plants C02排放因子参见文献10-11]. 下体积摩尔常数和C02摩尔质量，单位分别取 工序排放计算中，由于涉及钢铁企业副产煤气 Lmol-和gmol.根据钢铁企业高炉煤气回、转 等二次能源的使用，因此需考虑高炉煤气、转炉煤气 炉煤气和焦炉煤气的典型成分组成，可以得 和焦炉煤气的C02排放因子.在研究中，各副产煤 出由于成分变动这三种煤气的CO,排放因子范围 气本身含有的C02被列入产出该种煤气的工序排 分别在4.32~4.91、9.82~11.79和5.30~ 放，而含有的其他碳素（如C0和碳氢化合物）对应 7.27tm3之间.实际应用中，可根据具体钢铁企业 生成CO,的则被列入使用煤气的工序排放.各副产 煤气成分计算各自的C0,排放因子. 煤气的C0,排放因子可根据下式计算： 1.2钢铁企业C02过程排放分析 （∑w:）×44×10 基于钢铁企业C02过程排放模型，选取国内某 F= (2) 22.4 800万t产量规模的典型钢铁企业(A厂)计算包括 式中：F为副产煤气的C02排放因子，t~m-3;w:为 总排放和工序排放的C02过程排放.2005一2009 副产煤气中各含碳组分（不包括C0,)的体积分数. 年A厂总排放和各工序排放量及各自比例计算如 式(2)中，数字22.4和44分别表示气体标态 表1所示.结果表明A厂C02总排放在2007年达 表1A厂C02过程排放量及所占比例 Table 1 CO process emissions and percentages in the total emission of Plant A 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 工序 排放/万t比例/% 排放/万t比例/% 排放万t比例/% 排放/万t比例/% 排放/万t比例/% 焦化 150.16 11.58 176.06 11.79 172.27 11.03 165.13 11.05 139.44 10.77 烧结 124.43 9.60 109.73 7.35 124.03 7.94 132.75 8.89 109.12 8.43 球团 41.19 3.18 50.02 3.35 48.35 3.10 42.20 2.82 11.36 0.88 炼铁 705.33 54.41 811.21 54.34 908.47 58.17 903.35 60.47 863.76 66.74 炼钢 102.34 7.89 64.32 4.31 45.46 2.91 46.70 3.13 48.64 3.76 轧钢 57.77 4.46 81.97 5.49 94.82 6.07 90.47 6.06 79.99 6.18 熔剂焙烧 43.18 3.33 48.14 3.22 41.90 2.68 46.49 3.11 40.84 3.16 其他 71.89 5.55 151.40 10.14 126.34 8.09 66.72 4.47 1.15 0.09 总排放 1296.29 100.00 1492.85 100.00 1561.64 100.00 1493.81 100.00 1294.30 100.00第 12 期 卢 鑫等: 钢铁企业能源消耗与 CO2 减排关系 图 1 钢铁企业 CO2 过程排放模块边界 Fig． 1 Boundaries of CO2 process emission modules in iron and steel plants CO2 排放因子参见文献［10--11］． 工序排放计算中，由于涉及钢铁企业副产煤气 等二次能源的使用，因此需考虑高炉煤气、转炉煤气 和焦炉煤气的 CO2 排放因子． 在研究中，各副产煤 气本身含有的 CO2 被列入产出该种煤气的工序排 放，而含有的其他碳素( 如 CO 和碳氢化合物) 对应 生成 CO2 的则被列入使用煤气的工序排放． 各副产 煤气的 CO2 排放因子可根据下式计算: Fgas ( = ∑wi ) × 44 × 10 22. 4 ． ( 2) 式中: Fgas为副产煤气的 CO2 排放因子，t·m － 3 ; wi 为 副产煤气中各含碳组分( 不包括 CO2 ) 的体积分数． 式( 2) 中，数字 22. 4 和 44 分别表示气体标态 下体积 摩 尔 常 数 和 CO2 摩 尔 质 量，单 位 分 别 取 L·mol － 1 和 g·mol － 1 ． 根据钢铁企业高炉煤气［12］、转 炉煤气［13］和焦炉煤气［14］的典型成分组成，可以得 出由于成分变动这三种煤气的 CO2 排放因子范围 分 别 在 4. 32 ～ 4. 91、9. 82 ～ 11. 79 和 5. 30 ～ 7. 27 t·m － 3 之间． 实际应用中，可根据具体钢铁企业 煤气成分计算各自的 CO2 排放因子． 1. 2 钢铁企业 CO2 过程排放分析 基于钢铁企业 CO2 过程排放模型，选取国内某 800 万 t 产量规模的典型钢铁企业( A 厂) 计算包括 总排放和工序排放的 CO2 过程排放． 2005—2009 年 A 厂总排放和各工序排放量及各自比例计算如 表 1 所 示． 结 果 表 明A厂CO2 总 排 放 在200 7 年 达 表 1 A 厂 CO2 过程排放量及所占比例 Table 1 CO2 process emissions and percentages in the total emission of Plant A 工序 2005 年 2006 年 2007 年 2008 年 2009 年 排放/万 t 比例/ % 排放/万 t 比例/% 排放/万 t 比例/% 排放/万 t 比例/% 排放/万 t 比例/% 焦化 150. 16 11. 58 176. 06 11. 79 172. 27 11. 03 165. 13 11. 05 139. 44 10. 77 烧结 124. 43 9. 60 109. 73 7. 35 124. 03 7. 94 132. 75 8. 89 109. 12 8. 43 球团 41. 19 3. 18 50. 02 3. 35 48. 35 3. 10 42. 20 2. 82 11. 36 0. 88 炼铁 705. 33 54. 41 811. 21 54. 34 908. 47 58. 17 903. 35 60. 47 863. 76 66. 74 炼钢 102. 34 7. 89 64. 32 4. 31 45. 46 2. 91 46. 70 3. 13 48. 64 3. 76 轧钢 57. 77 4. 46 81. 97 5. 49 94. 82 6. 07 90. 47 6. 06 79. 99 6. 18 熔剂焙烧 43. 18 3. 33 48. 14 3. 22 41. 90 2. 68 46. 49 3. 11 40. 84 3. 16 其他 71. 89 5. 55 151. 40 10. 14 126. 34 8. 09 66. 72 4. 47 1. 15 0. 09 总排放 1 296. 29 100. 00 1 492. 85 100. 00 1 561. 64 100. 00 1 493. 81 100. 00 1 294. 30 100. 00 ·1447·