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北大先鋒:以產業實踐探索鋼化聯產低碳發展之路

   2023-09-06

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核心提示:記全球首套轉爐煤氣提純CO制甲酸項目穩定運行5周年2023年8月的肥城艷陽高照,山東阿斯德科技有限公司(簡稱山東阿斯德)廠區內20萬
 記全球首套“轉爐煤氣提純CO制甲酸項目”穩定運行5周年

2023年8月的肥城艷陽高照,山東阿斯德科技有限公司(簡稱“山東阿斯德”)廠區內20萬噸甲酸、5萬噸草酸生產線在酷暑高溫下有序生產運行,這是石橫特鋼集團有限公司(簡稱“石橫特鋼”)并購山東阿斯德后,采用北大先鋒PSA-CO技術建設的全球首套以轉爐煤氣為原料氣制甲酸的鋼化聯產項目。從2018年4月正式投產運行算起,該項目已穩定運行5年有余。


 

石橫特鋼副產的45000Nm³/h轉爐煤氣經除塵、壓縮、脫硫、脫水、除氧及變壓吸附等工序后得到18200Nm³/h純度為98.5%的CO產品氣,為后續化工合成提供高品質原料。據石橫特鋼副總經理汪達軍介紹,以鋼廠煉鋼的尾氣作為原料氣替代原來的煤制氣,使阿斯德項目搬遷投資由計劃的33億元壓減到了18億元,而且上下游產品連接成鏈,資源、能源得到了綜合高效利用,探索出了一條鋼化聯合的發展路徑。現已每年實現銷售收入20億元,減少煤炭用量102萬噸,減少廢水排放47萬噸,減少二氧化碳排放32萬噸。


以石橫特鋼、阿斯德建設的轉爐氣制甲酸項目為典型,行業內持續關注鋼化聯產發展。自2021年起,國務院、工信部與國家發改委先后印發的《2030年前碳達峰行動方案》、《關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見》等文件中明確鼓勵鋼鐵與化工等企業聯合發展,但現實中卻面臨兩方面高難度問題,導致進程緩慢。

首先,初期投資較大。化工合成對原料氣的純度以及雜質均有嚴格的要求,無論是選擇以化工廠還是鋼鐵廠為主體,都將進行上下游生產線的延展,初期投資動輒數億至數十億,因此需要鋼廠與化工廠因地制宜,根據地方政策、企業體量選擇適合自身的投資方案。

其次,減碳效果不確定。根據冶金工業規劃化院數據,若以原料消耗1000m³焦爐氣為基準,鋼廠煤氣作為發電或燃料使用時,碳排放量約為15.7~16.7t;用作原料制氫聯產LNG或甲醇,碳排放量僅為4.8t~5t,遠低于發電或燃燒用途,但生產乙二醇的碳排放水平卻很高,達到20t。主要原因是生產1t乙二醇約耗電2700kWh,電耗很高。因此鋼化聯產的低碳效益需要根據不同的產品而論。

我國鋼鐵行業CO?排放量約占全國碳排放總量的15%,是典型的高碳排放行業。在“雙碳”目標的引領下,鋼鐵行業作為化石能源消耗大戶、碳排放大戶,必須走低碳化發展的道路。同時,我國也是化工品生產和消費大國,多煤、少油、少氣的能源結構使我國石油化工產品受國際能源價格影響較大。鋼化聯產是兩個行業所需也是時代所趨,路雖曲折,但政策驅動和科學規劃的有序落實,將助推鋼鐵化工企業更快、更好走上聯合發展之路。

 
 
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