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爭做雙碳先行者 | 打造極致能效綠色鋼鐵基地 爭當近零碳鋼鐵企業(yè)先行者——晉南鋼鐵集團“鋼-焦-化-氫”聯(lián)產(chǎn)發(fā)展紀實

2023-10-18 10:20:00

  “在國家‘雙碳’(碳達峰、碳中和)政策引領下,我們積極探索綠色低碳新路徑,獨創(chuàng)‘鋼-焦-化-氫’綠色工藝技術流程,致力于打造國內(nèi)極致能效綠色鋼鐵基地,爭當中國近零碳鋼鐵企業(yè)先行者!”2023年9月,在北京舉辦的第六屆華夏谷全球社會企業(yè)家生態(tài)論壇“對話500強企業(yè)&500年企業(yè)董事長”環(huán)節(jié),晉南鋼鐵集團(下稱晉南鋼鐵)總裁張?zhí)旄W魃鲜霰硎尽?/div>
分布式光伏發(fā)電項目
  晉南鋼鐵是“A級競爭力特強企業(yè)”“山西省氫能產(chǎn)業(yè)鏈‘鏈主’企業(yè)”“國家級環(huán)??冃級企業(yè)”“國家級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范企業(yè)”“國家級綠色工廠”“綠色發(fā)展標桿企業(yè)”。近年來,該集團以成為中國近零碳鋼鐵企業(yè)先行者為愿景,聚焦產(chǎn)業(yè)鏈建鏈、延鏈、補鏈、強鏈,充分利用資源優(yōu)勢和能源應用場景優(yōu)勢,構建“鋼-焦-化-氫”低碳綠色發(fā)展路線,全力推進鋼化聯(lián)產(chǎn)、氫能冶煉新工藝,大量應用光伏綠電等可再生能源,全面使用氫能重卡清潔運輸,拓展氫能零碳物流平臺,打造氫能產(chǎn)業(yè)集群。晉南鋼鐵先后投運了400輛氫能重卡、50輛電動裝載機,并配套建設了加氫站和零碳物流平臺,助力企業(yè)實現(xiàn)零碳物流全場景覆蓋。同時,晉南鋼鐵在廠內(nèi)建設了120兆瓦分布式光伏發(fā)電項目,在廠外建設了300兆瓦光伏“新能源+儲能”項目,進一步加快能源綠色轉(zhuǎn)型,推動區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展。目前,晉南鋼鐵在超低排放、極致能效、綠色低碳、數(shù)字智能等多個領域走在行業(yè)前列。
  鋼化聯(lián)產(chǎn)與氫能冶金協(xié)同降碳技術開發(fā)與生產(chǎn)應用。鋼化聯(lián)產(chǎn)是指在生產(chǎn)鋼鐵產(chǎn)品的同時,利用高爐、轉(zhuǎn)爐、焦爐產(chǎn)生的工業(yè)尾氣作為資源,提取分離CO、H2氣體,進而生產(chǎn)乙二醇等化工產(chǎn)品。鋼化聯(lián)產(chǎn)的核心是把“碳”由燃料轉(zhuǎn)化為原料,由排放固化為產(chǎn)品,實現(xiàn)綠色、低碳、高效發(fā)展模式。降碳主要是將煉鋼、焦化產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣、焦爐煤氣等載碳能源輸送到化工廠,用于生產(chǎn)LNG(液化天然氣)、乙二醇等載碳化工產(chǎn)品,從而實現(xiàn)化工固碳,同時輸出富氫氣體。富氫氣體返回鋼鐵企業(yè)進行高爐富氫冶煉,降低高爐工序的焦炭消耗,從而實現(xiàn)鋼鐵、化工耦合協(xié)同降碳。
 
  在碳達峰、碳中和的背景下,晉南鋼鐵依托自身鋼鐵、焦化、化工的能源互補優(yōu)勢,率先在全國構建鋼化聯(lián)產(chǎn)和氫能冶金全閉環(huán)低碳產(chǎn)業(yè)鏈。晉南鋼鐵將焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣等載碳能源輸送到化工廠,經(jīng)過煤氣精凈化提純分離LNG、CO和H2,催化合成乙二醇載碳化工產(chǎn)品,從而實現(xiàn)“以化固碳”。同時,化工提純氫氣過程中輸出富氫解析氣,富氫解析氣返回鋼鐵企業(yè)進行高爐富氫低碳冶煉,從源頭上降低高爐工序的煤炭消耗,從而實現(xiàn)“以氫代碳”。
100輛氫能重卡交車儀式
  ——開發(fā)成功焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣氧化偶聯(lián)法合成乙二醇新技術。晉南鋼鐵根據(jù)焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣多源煤氣成分特點,結合煤氣中CO和H2摩爾比例波動,創(chuàng)新性地提出了采用氧化偶聯(lián)法生產(chǎn)乙二醇的新技術,完成了同一企業(yè)的轉(zhuǎn)爐煤氣和焦爐煤氣作為原料耦合制備乙二醇的集成工藝;構建了針對焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣特點的梯級深度除雜,CO、H2分級凈化串聯(lián)式工藝流程;研究了CO合成草酸二甲酯催化反應和草酸二甲酯加氫合成乙二醇反應,形成了利用鋼鐵副產(chǎn)煤氣生產(chǎn)乙二醇高附加值化工產(chǎn)品的利用新途徑,實現(xiàn)了“以化固碳”。
加氫站
  ——研發(fā)應用轉(zhuǎn)爐煤氣新型除氧精脫硫及CO提純技術。晉南鋼鐵研發(fā)了焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣“變溫吸附(TSA)+低溫水解脫硫+低溫轉(zhuǎn)化脫氧”的新型除氧精脫硫及CO提純技術,并在鋼化聯(lián)產(chǎn)焦爐煤氣與轉(zhuǎn)爐煤氣聯(lián)合制備乙二醇項目進行了應用,脫硫后總硫含量<0.1ppm,氧含量<30ppm,H2含量>99.9%,CO含量>99.9%,達到乙二醇生產(chǎn)對煤氣凈化成分的要求。
  ——開發(fā)高爐噴吹化工富氫氣體低碳冶金技術。晉南鋼鐵自主設計并建成了我國首套1860立方米高爐大規(guī)模噴吹化工富氫氣體工業(yè)化應用工程,開發(fā)了高爐噴氫“物理自保護+工藝自保護智能聯(lián)鎖+緊急自保護切斷”的三重智能安全控制技術,實現(xiàn)了長期穩(wěn)定高效噴吹;開展了高爐噴氫冶煉爐況三維數(shù)值仿真模擬,形成了高爐噴氫操作優(yōu)化控制技術,實現(xiàn)了富氫氣體高效噴吹。噸鐵噴吹30立方米氫氣可置換12公斤焦炭,按該集團鐵水年產(chǎn)量750萬噸核算,每年可減少焦炭消耗9.1萬噸,減少CO2排放28萬噸。目前,晉南鋼鐵已掌握并有效運用極致能效、富氫碳循環(huán)高爐等技術,實現(xiàn)減碳約30%。
綠色廠區(qū)
  ——形成鋼化聯(lián)產(chǎn)能源介質(zhì)數(shù)字化集成管控技術。晉南鋼鐵以鋼鐵焦爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣聯(lián)產(chǎn)乙二醇和LNG為目標,實現(xiàn)了鋼鐵產(chǎn)業(yè)蒸汽、氮氣等能源介質(zhì)與化工生產(chǎn)的耦合匹配及智能化調(diào)度,化工生產(chǎn)廢水、廢料與鋼鐵生產(chǎn)協(xié)同處置及利用,實現(xiàn)了鋼化聯(lián)產(chǎn)物料和能量平衡,物質(zhì)流、能量流協(xié)同,有效減少了CO2排放量,取得了顯著的CO2減排效果,達到了產(chǎn)業(yè)間耦合降本、協(xié)同降碳的目的。
太子湖水上光伏發(fā)電項目
  ——實現(xiàn)煤氣提質(zhì)增量和梯度利用。晉南鋼鐵針對鋼化聯(lián)產(chǎn)工藝條件下,轉(zhuǎn)爐煤氣回收中煤氣回收量、煤氣CO濃度“兩低”的現(xiàn)狀,進一步優(yōu)化轉(zhuǎn)爐操作,在國內(nèi)率先開展了利用轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道的高溫余熱,將煤粉中的碳和煙氣中的CO2轉(zhuǎn)化為CO的轉(zhuǎn)爐煤氣提質(zhì)項目,不僅實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煤氣的提質(zhì)增效和增量回收,還實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序系統(tǒng)的能量高效利用,該項目榮獲2022年度山西省臨汾市“市長創(chuàng)新獎”。
焦化廠區(qū)
  晉南鋼鐵鋼化聯(lián)產(chǎn)和氫能冶金項目的實施,不僅取得了很好的經(jīng)濟效益,而且大幅度降低了鋼鐵生產(chǎn)的碳排放,通過鋼鐵煤氣制備化工產(chǎn)品“以化固碳”和化工副產(chǎn)氫氣返回鋼鐵“以氫代碳”兩種方式,提高鋼鐵煤氣的利用價值,降低鋼鐵行業(yè)的碳排放。
零碳物流平臺
  “未來,我們將繼續(xù)優(yōu)化氫冶金相關技術,從富氫高爐工藝逐步轉(zhuǎn)向氫基豎爐直接還原煉鐵工藝,輸出端大規(guī)模使用CCUS(二氧化碳捕集利用與封存)技術,通過不斷增加綠色、減少碳排放,力爭在2025年前實現(xiàn)‘1噸鋼1噸碳排放’目標,在2050年前成為全國領先的近零碳鋼鐵企業(yè),成為全國極致能效綠色鋼鐵示范基地和全國CCUS技術應用示范基地?!睆?zhí)旄3錆M信心地說。
沃能化工廠區(qū)
 
 

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:張雨恬

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