ULCOS是“超低二氧化碳(排放)的钢铁生产工艺”的缩写。西门子奥钢联(英国)公司是欧洲开发和研究ULCOS工艺协作组织的成员。根据西门子奥钢联(英国)公司工艺工程师马丁•史密斯的说法,全球温室效应气体排放中,钢铁企业约占5%,每一座钢厂都是大型的、可见的二氧化碳发源地。因此,在全球控制温室效应气体排放的协作中,钢铁行业应发挥中坚作用。
2004年9月发布的第六次ULCOS框架协作方案,涉及这些炼铁工程(原铁冶炼),预计在五年的时间内,采用三步走方式,这些炼铁厂将逐渐缩减规模,直至形成最终的最佳操作模式。
在协作方案中,包括了高炉二氧化碳排放量的控制,主要的控制措施包括以下全部或者部分步骤在还原反应中用氢气代替一氧化碳气体;采用低碳电冶金工艺;从高炉顶部废气中回收?氧化碳;使用生物还原剂;所排放的二氧化碳废气的收集和存储。采取上述控制措施后,高炉的面貌将会全面改观。
当前,高炉每出产?吨铁水,平均需消耗407千克碳,在上个世纪50年代,这一数据是1,000千克碳/吨。与此相比,高炉富氧鼓风工艺(项目SPl)的碳耗量为309千克碳/吨,等离子高炉炼铁工艺(项目SP8)的碳耗量则仅为203千克碳/吨;不过,等离子高炉炼铁工艺要求供电系统采用低碳能源(例如核电),方可达到上述数据。
该工艺流程大致为,往高炉中加入烧结矿和球团矿、块矿以及焦炭,通过除尘设备将一部分气体排放,一部分进行分离。分离出的二氧化碳进行储存,或者进入燃气加热器,同时通过等离子枪吹入气体。
西门子奥钢联公司现阶段的主要工作包括:建立计算机模型,确定无氮高炉鼓风流程中二氧化碳吸附工艺,在瑞典梅福斯的试验高炉上进行工程改造设计,以及确定新工艺流程的试验场地。