中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 劉加軍 丁衛國 報道
6月15日，在山西晉南鋼鐵集團有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)晉南鋼鐵）旗下沃能化工的西門(mén)前，《中國冶金報》記者看到，一輛輛槽罐車(chē)魚(yú)貫而入，在裝車(chē)站加滿(mǎn)高品質(zhì)LNG（液化天然氣）、聚酯級乙二醇產(chǎn)品后，緩緩駛出大門(mén)奔向全國各地……這看似平常的裝車(chē)場(chǎng)景，實(shí)際上是晉南鋼鐵踐行綠色發(fā)展、低碳發(fā)展的真實(shí)寫(xiě)照之一。
圖為沃能化工LNG順利裝車(chē)出廠(chǎng)
圖為沃能化工LNG順利裝車(chē)出廠(chǎng)
沃能化工是晉南鋼鐵研發(fā)的全球鋼鐵行業(yè)首套利用焦爐煤氣和轉爐煤氣生產(chǎn)聚酯級乙二醇產(chǎn)品的高效、高價(jià)值、綠色減碳項目。該項目把用來(lái)燃燒或者發(fā)電的焦爐煤氣和轉爐煤氣，變成了化工產(chǎn)品和清潔燃料。
圖為沃能化工乙二醇聯(lián)產(chǎn)LNG項目
“近年來(lái)，晉南鋼鐵在國家推進(jìn)碳達峰、碳中和的大背景下，深入貫徹落實(shí)新發(fā)展理念，聚焦‘六新’領(lǐng)域，以科技創(chuàng )新為驅動(dòng)，以低碳發(fā)展為抓手，加快能源綠色轉型，推動(dòng)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。堅持自主創(chuàng )新，使得我們既是碳減排的領(lǐng)跑者，又具有了領(lǐng)先的實(shí)力?！?晉南鋼鐵總裁張天福在接受采訪(fǎng)時(shí)對記者表示。
圖為晉南鋼鐵廠(chǎng)區
低碳先鋒：工藝變革敢為天下先
去年9月22日，習近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )一般性辯論上鄭重宣布，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現碳中和。
作為以碳為還原劑的長(cháng)流程工業(yè)，我國鋼鐵行業(yè)的碳排放量占到全國總排放量的15%左右。顯而易見(jiàn)，鋼鐵行業(yè)首當其沖成為碳達峰和碳中和的重點(diǎn)關(guān)注行業(yè)。
“鋼鐵冶煉還是要靠碳為主，靠碳提供還原劑和熱量。即便是短流程煉鋼，電能也主要是來(lái)自于火力發(fā)電。我們就從傳統工藝入手，立足企業(yè)實(shí)際，既降低碳排放又實(shí)現高價(jià)值?！备懔?0年煉鐵的晉南鋼鐵執行總裁霍旭豐對記者介紹道。
來(lái)到沃能化工的中控室，產(chǎn)量、流量、壓力等各種數據實(shí)時(shí)顯示，有誰(shuí)能夠想到，以上LNG（液化天然氣）、聚酯級乙二醇產(chǎn)品的原料均來(lái)自晉南鋼鐵煉鋼、焦化的綜合尾氣？
圖為沃能化工中控室
“我們本來(lái)是將焦爐煤氣用于發(fā)電，而且是采用全球效率最高的索拉機組。但是當我們得知某一研究機構有這項技術(shù)時(shí)，我們就花大價(jià)錢(qián)把它買(mǎi)了下來(lái)，并進(jìn)行了再開(kāi)發(fā)?！被粜褙S說(shuō)。
晉南鋼鐵充分利用轉爐煤氣碳多氫少、焦爐煤氣碳少氫多的互補優(yōu)勢，采用先進(jìn)的化工分離、合成、精餾等技術(shù)，生產(chǎn)而成的高端化工產(chǎn)品乙二醇和清潔能源LNG（液化天然氣）。
“我們晉南鋼鐵這項工藝技術(shù)開(kāi)創(chuàng )了國內外長(cháng)流程鋼企煉鋼、焦化企業(yè)轉爐煤氣和焦爐煤氣綜合利用的先河，可以說(shuō)是突破性、顛覆性創(chuàng )新?！睆執旄Ｗ院赖卣f(shuō)。
據介紹，按該項目年產(chǎn)30萬(wàn)噸乙二醇、15萬(wàn)噸LNG（液化天然氣）計算，晉南鋼鐵每年可減少鋼鐵、焦化上游產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放量60萬(wàn)噸，減少氮氧化物排放量660噸，不僅實(shí)現了廢氣回收、變廢為寶、資源綜合利用，還對重塑產(chǎn)業(yè)生態(tài)和實(shí)現企業(yè)轉型升級起到了引領(lǐng)示范作用。
具體來(lái)說(shuō)，沃能化工每生產(chǎn)1噸乙二醇，同時(shí)副產(chǎn)0.55噸LNG，約消耗3200標準立方米/小時(shí)焦爐氣和1500標準立方米/小時(shí)轉爐煤氣。若是用于發(fā)電，則這部分氣體可實(shí)現銷(xiāo)售收入2847.4元，創(chuàng )效683.4元，每立方米氣體產(chǎn)生的經(jīng)濟效益折合為0.15元。
若是用于生產(chǎn)乙二醇，按照乙二醇市場(chǎng)平均價(jià)格4500元/噸，LNG市場(chǎng)平均價(jià)格2800元/噸計算，這部分氣體可以實(shí)現銷(xiāo)售收入6040元，效益1500元。每立方米氣體產(chǎn)生的經(jīng)濟效益折合為0.32元，經(jīng)濟效益及市場(chǎng)優(yōu)勢明顯。
在節能方面，沃能化工采用焦爐煤氣和轉爐煤氣進(jìn)行分質(zhì)清潔利用生產(chǎn)乙二醇和LNG（液化天然氣），能量利用效率高出生產(chǎn)甲醇和合成氨20%~25%，較發(fā)電效率高2倍及以上。本裝置乙二醇的單位能耗折算標煤為1040.73公斤，優(yōu)于現階段其他工藝的行業(yè)先進(jìn)值1045公斤標煤。
“總體來(lái)看，晉南鋼鐵合理地利用原料資源，采用煤、焦、鋼、化一體化的聯(lián)合流程，不僅將能源利用和環(huán)境保護結合起來(lái)，而且將傳統的焦化工業(yè)、冶金工業(yè)與化學(xué)工業(yè)有機地結合起來(lái)，生產(chǎn)高端化工產(chǎn)品乙二醇和清潔能源LNG（液化天然氣），是新一代焦爐煤氣、轉爐煤氣綜合利用的好途徑?！被粜褙S認為。
“我們已經(jīng)在實(shí)踐中蹚出了一條高價(jià)值利用、高水平減碳的新路子?！睆執旄Ｕf(shuō)。
那么，如何在冶煉過(guò)程中更進(jìn)一步減碳？這就需要從還原劑的替代上下功夫。
對于鋼鐵行業(yè)和企業(yè)來(lái)說(shuō)，實(shí)現碳達峰和碳中和是一種責任和擔當，但是更是一種實(shí)際行動(dòng)并體現在最終成果上?，F階段雖然國內寶武、河鋼、建龍重工等鋼鐵企業(yè)已嘗試開(kāi)展了氫能冶煉等技術(shù)的研發(fā)示范，但總體上我國鋼鐵工業(yè)突破性低碳技術(shù)支撐能力仍顯不足，絕大多數仍停留在設計研發(fā)階段，尚未形成可工業(yè)化、規?；瘧玫膭?chuàng )新低碳技術(shù)，需進(jìn)一步加大工作力度，搶占全球鋼鐵產(chǎn)業(yè)低碳關(guān)鍵技術(shù)制高點(diǎn)。
圖為氫能煉鐵項目
走進(jìn)晉南鋼鐵2號高爐平臺，記者看到高爐每一個(gè)風(fēng)口都有兩個(gè)噴吹副管。
“這兩個(gè)管子，一個(gè)噴吹煤粉，一個(gè)噴吹氫氣。既充分利用了沃能化工的廢氫（含氫75%左右），又減碳，還提高了高爐利用系數?！被粜褙S對記者介紹說(shuō)。
根據初試結果，噸鐵噴吹30立方米氫氣，可減少焦炭用量19公斤。按每立方米氫氣置換0.63公斤焦炭計算，噸鐵可減少二氧化碳排放量60公斤左右；按3座1860m3高爐計算，每年可減少焦炭用量15萬(wàn)噸左右，每年減少二氧化碳排放量60萬(wàn)噸左右。
眾所周知，從冶煉工藝來(lái)看，電爐鋼具有天然的低碳優(yōu)勢。電爐煉鋼相比于轉爐煉鋼節省60%能源、40%新水，可減少排放廢氣86%、廢水76%、廢渣72%、固體排放物97%。
“但是從長(cháng)流程轉爐工藝消耗廢鋼來(lái)說(shuō)，本身更具有節能和成本優(yōu)勢，因為是利用鐵水富余的熱量，實(shí)現負能煉鋼。我們晉南鋼鐵更是在高爐中加輕薄料廢鋼，大幅度降低了綜合燃料消耗，實(shí)現了減碳生產(chǎn)?！被粜褙S說(shuō)。
霍旭豐拿出一份對標挖潛數據，記者看到：同樣爐型的高爐，晉南鋼鐵噸鐵加廢鋼30公斤，綜合燃料比要比其他企業(yè)同類(lèi)高爐少30公斤~40公斤標煤。
“未來(lái)相當長(cháng)一段時(shí)間，我國長(cháng)流程為主導工藝流程的特征不會(huì )改變，碳排放總量的減少必須在工藝上進(jìn)行大膽改革，需要有企業(yè)敢為天下先?！睆執旄娬{道。
綠色發(fā)展：美麗晉南永恒的底色
“鋼鐵多污染物超低排放控制等多項關(guān)鍵技術(shù)推廣應用，促進(jìn)了空氣質(zhì)量改善?！?月28日，習近平總書(shū)記在中國科學(xué)院第二十次院士大會(huì )、中國工程院第十五次院士大會(huì )、中國科協(xié)第十次全國代表大會(huì )上發(fā)表重要講話(huà)時(shí)這樣說(shuō)到。
“這其中，肯定是有我們晉南鋼鐵的貢獻?！睆執旄Ｕf(shuō)。
據悉，晉南鋼鐵重點(diǎn)項目配套建設的環(huán)保設施，在項目設計階段就嚴格按照超低排放標準進(jìn)行設計和施工，先后建成投用了第三代燒結活性炭脫硫脫硝、高爐煤氣精脫硫、煉鋼熱燜渣、環(huán)保智能化管控平臺等環(huán)保項目，全面構建鋼鐵、焦化、高端化工全循環(huán)全利用產(chǎn)業(yè)鏈條，推動(dòng)區域經(jīng)濟高質(zhì)量高速度發(fā)展。
圖為晉南鋼鐵花園式廠(chǎng)區
走進(jìn)晉南鋼鐵燒結活性炭脫硫脫硝監控大廳，巨大的電子顯示屏上二氧化硫、氮氧化物的排放實(shí)時(shí)反映。
“你看，那個(gè)二氧化硫是一條平滑的直線(xiàn)，在接近于零的位置，而超低排放的標準是35毫克；氮氧化物只要十幾個(gè)毫克，不足國家超低排放標準的一半。我們的廠(chǎng)區環(huán)境甚至比市區要好很多?！被粜褙S指給記者看。
晉南鋼鐵投資4億多元建成投用的第三代燒結活性炭脫硫脫硝項目，采用雙級活性炭?jì)艋夹g(shù)及裝備，有效實(shí)現了燒結煙氣多污染物深度協(xié)調治理和副產(chǎn)物的資源化綜合利用。該項目運行兩年來(lái)，經(jīng)第三方監測，燒結機頭顆粒物含量小于8毫克/立方米、二氧化硫濃度幾乎為0、氮氧化物小于30毫克/立方米，所有出口污染物排放指標均達到并優(yōu)于國家超低排放標準，副產(chǎn)物濃硫酸品質(zhì)更是達到特級標準。
圖為燒結活性炭脫硫脫硝裝置
“該項目不僅成為全國建設周期最短、性能指標一流的燒結煙氣凈化項目，也是山西省首套燒結活性炭脫硫脫硝達到并優(yōu)于超低排放標準的示范工程?！被粜褙S說(shuō)。
此外，晉南鋼鐵投資4000萬(wàn)元對2座220平方米燒結機進(jìn)行燒結煙氣循環(huán)改造。工藝流程是將溫度較高，二噁英、氧氣、二氧化硫含量較高的風(fēng)箱煙氣直接抽入循環(huán)管道，經(jīng)過(guò)高效多管除塵器除塵后，與富氧燒結機機尾熱風(fēng)混勻，進(jìn)入燒結臺車(chē)面上循環(huán)密封罩內，再次通過(guò)料層參與到燒結過(guò)程中，最后被主抽風(fēng)機抽回大煙道，進(jìn)入脫硫脫硝系統處理。采用煙氣循環(huán)技術(shù)后，燒結礦質(zhì)量提高，同時(shí)脫硫塔的脫硫效率提高，進(jìn)入機頭除塵器及后續脫硫脫硝的廢氣量減少30%，直接減少脫硫脫硝運行負荷，活性炭消耗量降低5%，不僅減少了碳排放量，還提高了除塵效率。
圖為燒結煙氣循環(huán)改造項目
曾幾何時(shí)，高爐煤氣排放超標的難題一直困擾著(zhù)鋼鐵企業(yè)。為了實(shí)現超低排放目標，晉南鋼鐵集團先行先試，在對現有的兩座1860立方米高爐生產(chǎn)流程充分研究和高爐氣組分詳細分析后，投資6000多萬(wàn)元設計并建設高爐煤氣脫硫凈化系統，從煤氣源頭上進(jìn)行集中脫硫凈化處理，然后分送至各用氣用戶(hù)，實(shí)現企業(yè)低耗、綠色、環(huán)保、高效發(fā)展。該項目集高爐煤氣管道脫硫、脫氯、防腐蝕，煤氣酸堿中和、清洗于一體，投用一年多來(lái)，脫硫效率達到85%~90%，脫硫后的煤氣總硫≤28毫克/標準立方米，為推進(jìn)鋼鐵行業(yè)超低排放、改善區域環(huán)境質(zhì)量、打贏(yíng)藍天保衛戰貢獻了晉南鋼鐵力量。
圖為高爐煤氣精脫硫項裝置
與鋼鐵配套的焦化廠(chǎng)，目前晉南鋼鐵已完成焦爐煙氣脫硫脫硝、煙氣消白治理、焦爐地面除塵站升級改造、VOCs廢氣處理、廢水深度處理、無(wú)組織管控智能平臺等超低排放改造。
“我們現在不僅僅是脫硫脫硝，降低顆粒物的問(wèn)題，在目前國標沒(méi)有要求的二噁英排放方面，我們也先行一步，將其大幅度降低300%以上。盡社會(huì )責任必須主動(dòng)，必須敢吃螃蟹?！睆執旄Ｕf(shuō)。
據悉，晉南鋼鐵通過(guò)配料改變、溫度改變以及工藝參數控制改變，將二噁英排放從0.6毫克/立方米大幅度降低到了0.2毫克/立方米。
此外，晉南鋼鐵投資7000余萬(wàn)元對晉陽(yáng)大道、廠(chǎng)區主干道路面進(jìn)行了修復，對主干道兩側人行通道重新鋪設了道邊石，并開(kāi)挖鋪設排水管網(wǎng)，設置雕塑景觀(guān)；對晉陽(yáng)大道沿線(xiàn)及廠(chǎng)區綠化區域進(jìn)行高標準打造，全面提高綠化質(zhì)量和景觀(guān)效果，提升了企業(yè)形象，美化了園區環(huán)境。目前，集團廠(chǎng)區綠化面積150余萬(wàn)平方米，綠化覆蓋率達到40%以上。
圖為晉南鋼鐵綠色廠(chǎng)區
“未來(lái)，我們還將在區域料場(chǎng)建設、產(chǎn)品結構轉型升級、綠色物流等方面進(jìn)一步加大投入，將廠(chǎng)區變成4A級景區?！被粜褙S介紹。
截至今年5月底，我國已有16家鋼企通過(guò)了全流程超低排放評估監測公示，晉南鋼鐵位列其中。
“從落實(shí)總書(shū)記提出的目標來(lái)看，晉南鋼鐵不僅僅是達峰，而且已經(jīng)在實(shí)踐中率先實(shí)現碳減排。更重要的是，我們對于先進(jìn)技術(shù)敢為天下先，擁有完全自主知識產(chǎn)權。這意味著(zhù)，我們不只是擁有行業(yè)領(lǐng)跑的位置，更具有領(lǐng)先的實(shí)力?！睆執旄Ｗ詈髲娬{說(shuō)。
