近年来，绿色低碳发展理念已经深入各个钢铁企业，甚至已经内化为中国钢铁企业和中国钢铁人的基本理念。为促进钢铁行业绿色低碳高质量发展，《世界金属导报》记者特别采访了中冶长天国际工程有限责任公司（简称：中冶长天）总工程师叶恒棣。

一、钢铁冶金绿色发展任重道远

叶恒棣表示，目前我国钢铁工业主要以长流程为主，而且相当长一段时间将维持这一局面，这是由我国经济发展阶段和资源禀赋决定的。不可否认，长流程钢铁冶金碳污排放量大，每生产1吨粗钢，会产生超过16吨碳污副产物，其中CO2达1.8吨。

钢铁冶金流程碳污排放与治理的重点和难点主要体现在以下几个方面：

第一，从工序碳污排放量及环境负荷角度来分析，钢铁冶金流程碳污排放量控制的重点和难点在于铁前工序。其中烧结工序的碳污副产物排放量最大，环境负荷占钢铁冶金流程总环境负荷的39%左右。高炉工序碳排放量最大，占全流程50%以上。

第二，从碳污排放治理的角度来分析，钢铁冶金流程碳污治理的重点和难点在于多污染物废气治理。多污染物废气质量占污染物排放副产物总量的80%以上，而且组分复杂、参数波动大、治理难度大。

第三，从资源循环利用的角度来分析，钢铁冶金流程副产物资源循环利用的重点与难点在于固废。固废可分为渣类固废、尘泥类固废及杂物类固废。渣类固废的组分主要为Ca和Si，一般与建材行业协同处置利用。尘泥类固废及杂物类固废中含有大量的有价元素，如Fe、C、H等，但也富集了不能在冶金流程中循环利用的K、Na、Zn、S、Cl及高挥发性有机物等污染物，综合资源化利用难度大。

第四，从碳达峰碳中和的角度来分析，钢铁流程碳排放量大、排放点分散、排放浓度普遍偏低、排放烟气组分复杂等导致了捕集成本高、难度大。另外，捕集的碳利用途径不明晰。要实现碳中和目标，需要从能源替代、工艺创新、流程再造、产业升级等各方面下功夫。这是一项长期、艰巨的任务。

近年来，钢铁行业科技人员及管理者做出了巨大努力，在环保技术及环境质量方面取得了举世瞩目的进步，但钢铁工业真正的高质量绿色发展仍任重道远。

叶恒棣强调：“要坚持从国情出发，精准把脉，坚持问题导向，从理论创新到技术创新，探索中国特色绿色钢铁冶金发展之路。”

二、倡导“质能减量及循环利用”核心理念，用全方位、全过程、全生命周期系统思维指导钢铁冶金绿色发展

钢铁冶金流程是一个以铁素流为主的物质流在以碳素流为主的能量流推动下，不断发生物理化学反应，不断与外界进行物质、能量交换及转换的动态平衡耗散结构。“中冶长天研发团队在开展低碳绿色冶金工程技术研发工作的过程中，经过多年探索实践，提出了钢铁冶金流程‘质能减量及循环利用’理念。”叶恒棣在谈及碳污治理指导思想这一话题时表示。随后，就其内涵进行了阐述。

（一）从质能流全方位优化控制，减少排放对环境的影响

从质能流角度分析，作为主流工艺的长流程可以认为是围绕铁素流的“碳-氧”体系。铁矿石是提供铁元素的基础物质，但同时带进K、Na、Pb、Zn、Cl、Si、S等杂质。碳素流中碳既有能源属性，即与氧发生反应，为冶金反应提供高温环境；也有物质属性，即作为还原剂，把铁矿石中的铁从氧化物还原为金属铁；同时也是钢的原料。碳素流中也会带入S、N、Hg、Cl及高挥发性有机物等杂质。我们不但要关注形成目标产物（钢铁产品）的质能流，也要关注非目标产物（副产物）的质能流，从质能流的品质、相态、数量等全方位进行优化控制，减少碳污副产物排放总量。

首先，要重视质能流品质优化控制。用先进技术手段提升铁素流、碳素流的品位，如复杂低品位铁矿选矿技术、燃料精确制备技术。

同时，要重视清洁能、质替代的研究工作。用生物质能源、（富）氢能源、绿电替代化石能源，用氢还原（或氢碳复合）代替碳还原等。

其次，不能忽视系统质能交换过程输入的质能优化控制。不但要重视流程源头质能流优化控制，还要重视流程中系统内外质能交换时输入的质能优化控制。如末端碳污副产物治理过程中输入的质能流优化控制，即治污质能流要与冶金主质能流相协同，治污加入的质能流尽量被冶金主流程消纳利用，减少二次碳污副产物的产生。

（二）从质能流转换全过程优化控制，提高转换效能，减少排放的影响

钢铁冶金流程是由相互衔接、相互影响的反应场集群有序组成的流程系统。

首先，要优化工艺流程。宏观流程层面要强化层流理论的指导作用，工序层面要强化质能流循环利用（如烟气循环），技术层面要强化数字化信息化技术的赋能作用。

同时，要提高反应场质能转换效率。钢铁冶金反应过程往往是多介质高温物理化学反应过程，通过调整反应场反应物界面特征，改善反应场动力学条件，强化质能传递效率。

其次，要高度重视系统质能耗散控制。研究系统与环境界面质能耗散的规律，减少系统向环境质能逸散；研究工序界面衔接质能转换与利用规律；开发提高质能效率的界面技术；提高工艺装备的性能，减少跑冒滴漏造成的有组织或无组织质能耗散。

（三）从质能流生命周期优化控制，减少碳污排放对社会的影响

要从产品全

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