近年来,钢铁行业在稳产保供与绿色转型的双重任务下,加快推进减污降碳协同增效。
转炉炼钢过程中产生的高浓度二氧化碳尾气,既是排放大户,也蕴含可观的资源化潜力。
如何在不影响生产安全与质量稳定的前提下,实现二氧化碳规模化捕集、提纯并回用于冶炼流程,成为行业普遍面临的技术与工程化难题。
问题在于,转炉煤气成分波动大、工况变化快,二氧化碳捕集系统需要在高温、多尘、波动负荷条件下保持高效率和高可靠性;同时,回用环节必须与炼钢节奏精准匹配,既要满足冶炼工艺对气体纯度、流量的要求,又要兼顾成本可控、收益可算。
长期以来,相关技术多停留在单元设备优化或小试验证层面,距离可复制的工业化系统仍有差距。
原因一方面来自工艺复杂性:炼钢过程连续性强,对装置稳定运行要求极高,任何波动都可能影响能耗与产品质量;另一方面来自系统协同难度:捕集、提纯、输送、回用涉及多工序联动,需要在设备、控制和工艺参数上实现系统集成。
业内专家指出,将捕集后的二氧化碳直接回用于冶炼工序,本身就是跨越“从末端治理到过程再利用”的技术门槛,考验的不仅是单点突破,更是全链条工程能力。
此次在赣榆投产的示范工程,探索以“变废为宝、以碳治碳”为路径:对转炉排放的高浓度二氧化碳尾气进行捕集提纯后,直接回用于炼钢工艺,实现从排放端到生产端的闭环利用。
项目由高校与企业联合攻关落地,体现了产学研用协同推动科技成果工程化的特点。
相关负责人表示,项目投运后可年捕集二氧化碳3万吨并实现全部回用,预计整体减少二氧化碳排放约6万吨、节约标煤一万余吨,并通过煤气、烟尘与二氧化碳协同治理,推动除尘灰等源头减量。
影响不仅体现在“减排账”,也体现在“质量账”和“效益账”。
企业方面介绍,通过二氧化碳—氧气—氩气转炉混合喷吹以及精炼环节的洁净化冶炼工艺优化,在降低对传统能源依赖的同时,有助于提升钢水洁净化水平与生产效率。
随着工艺稳定运行,高端钢产品比例提升、单位产品碳排放下降等综合效应将进一步显现。
对区域而言,该项目作为传统产业绿色升级的关键支点,有助于推动园区和产业链向低碳化、智能化、集约化方向迈进,为地方高质量发展提供新的增长极。
对策层面,示范工程的价值在于可复制、可推广的工程化路径:一是坚持源头减排与过程回用并重,从“末端治理”转向“系统优化”;二是强化关键技术的集成创新,以稳定运行、成本可控、收益可算为导向,形成标准化、模块化解决方案;三是以重大项目为牵引,推动绿色低碳技术从实验室走向生产线,带动相关装备制造、系统集成与运维服务能力提升;四是完善企业碳管理体系,将减排与回收利用成效进一步转化为产品竞争力,为下游应用提供可信的低碳属性支撑。
前景看,钢铁行业减碳正从单一节能改造进入“工艺重塑+循环利用+数字化管控”并行的新阶段。
随着“双碳”目标持续推进,碳捕集与资源化利用将成为高排放行业实现深度减排的重要补充路径。
示范工程的投产意味着相关技术路线在工业场景下迈过了“能用、可用、好用”的门槛验证,但要形成更大范围的规模效应,仍需在运行数据积累、成本进一步下降、标准体系建设及产业协同方面持续发力。
可以预期,围绕绿色冶金的关键技术集群将加速形成,带动传统钢铁企业在质量、能效、低碳指标上同步升级。
一项技术的突破往往能够撬动一个产业的升级。
全国首套转炉煤气二氧化碳捕集及资源化利用工程的成功投产,标志着我国钢铁行业在绿色低碳转型道路上迈出了坚实步伐。
这个案例充分说明,只要坚持产学研用深度融合,充分发挥科技创新的引领作用,就能够将环保压力转化为发展动力,实现经济效益与生态效益的有机统一。
随着更多类似项目的推进,我国工业绿色转型必将取得更加显著的成效,为全球应对气候变化做出更大贡献。