北大先锋:以产业实践探索钢化联产低碳发展之路

   2023-09-06

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核心提示:记全球首套转炉煤气提纯CO制甲酸项目稳定运行5周年2023年8月的肥城艳阳高照,山东阿斯德科技有限公司(简称山东阿斯德)厂区内20万
 记全球首套“转炉煤气提纯CO制甲酸项目”稳定运行5周年

2023年8月的肥城艳阳高照,山东阿斯德科技有限公司(简称“山东阿斯德”)厂区内20万吨甲酸、5万吨草酸生产线在酷暑高温下有序生产运行,这是石横特钢集团有限公司(简称“石横特钢”)并购山东阿斯德后,采用北大先锋PSA-CO技术建设的全球首套以转炉煤气为原料气制甲酸的钢化联产项目。从2018年4月正式投产运行算起,该项目已稳定运行5年有余。


 

石横特钢副产的45000Nm³/h转炉煤气经除尘、压缩、脱硫、脱水、除氧及变压吸附等工序后得到18200Nm³/h纯度为98.5%的CO产品气,为后续化工合成提供高品质原料。据石横特钢副总经理汪达军介绍,以钢厂炼钢的尾气作为原料气替代原来的煤制气,使阿斯德项目搬迁投资由计划的33亿元压减到了18亿元,而且上下游产品连接成链,资源、能源得到了综合高效利用,探索出了一条钢化联合的发展路径。现已每年实现销售收入20亿元,减少煤炭用量102万吨,减少废水排放47万吨,减少二氧化碳排放32万吨。


以石横特钢、阿斯德建设的转炉气制甲酸项目为典型,行业内持续关注钢化联产发展。自2021年起,国务院、工信部与国家发改委先后印发的《2030年前碳达峰行动方案》、《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》等文件中明确鼓励钢铁与化工等企业联合发展,但现实中却面临两方面高难度问题,导致进程缓慢。

首先,初期投资较大。化工合成对原料气的纯度以及杂质均有严格的要求,无论是选择以化工厂还是钢铁厂为主体,都将进行上下游生产线的延展,初期投资动辄数亿至数十亿,因此需要钢厂与化工厂因地制宜,根据地方政策、企业体量选择适合自身的投资方案。

其次,减碳效果不确定。根据冶金工业规划化院数据,若以原料消耗1000m³焦炉气为基准,钢厂煤气作为发电或燃料使用时,碳排放量约为15.7~16.7t;用作原料制氢联产LNG或甲醇,碳排放量仅为4.8t~5t,远低于发电或燃烧用途,但生产乙二醇的碳排放水平却很高,达到20t。主要原因是生产1t乙二醇约耗电2700kWh,电耗很高。因此钢化联产的低碳效益需要根据不同的产品而论。

我国钢铁行业CO₂排放量约占全国碳排放总量的15%,是典型的高碳排放行业。在“双碳”目标的引领下,钢铁行业作为化石能源消耗大户、碳排放大户,必须走低碳化发展的道路。同时,我国也是化工品生产和消费大国,多煤、少油、少气的能源结构使我国石油化工产品受国际能源价格影响较大。钢化联产是两个行业所需也是时代所趋,路虽曲折,但政策驱动和科学规划的有序落实,将助推钢铁化工企业更快、更好走上联合发展之路。

 
 
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