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焦?fàn)t煤氣是鋼鐵生產(chǎn)帶來(lái)的工業(yè)尾氣之一。在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，鋼鐵行業(yè)對(duì)這種氣體的利用方式頗為粗放——要么直接燃燒排空，要么僅用于簡(jiǎn)易發(fā)電。這種低效的處理模式，不僅能源利用率低，更讓行業(yè)陷入能耗高、碳排放高的雙重困境。在鞍鋼和中集集團(tuán)合作的鞍集新能的一座能源工廠內(nèi)，一場(chǎng)顛覆行業(yè)格局的轉(zhuǎn)化實(shí)踐正在如火如荼地推進(jìn)。
近日，我國(guó)首個(gè)焦?fàn)t煤氣100%轉(zhuǎn)化項(xiàng)目在遼寧凌源落地。鋼鐵廠直接出產(chǎn)清潔能源，為鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展開辟新的路徑。依托項(xiàng)目新一代分離與合成技術(shù)，昔日令人頭疼的焦?fàn)t煤氣，搖身一變成為三種重要原料——LNG，“最干凈的化石能源”；液氨，基石型的化工原料；氫氣，“最有發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?rdquo;。
工業(yè)尾氣，就這樣水靈靈地實(shí)現(xiàn)了100%的轉(zhuǎn)化。從簡(jiǎn)單燃燒的粗放利用，到變身氫能的高價(jià)值轉(zhuǎn)化，這場(chǎng)“變廢為寶”的跨越如何實(shí)現(xiàn)？
100%全轉(zhuǎn)化 工業(yè)尾氣變身多元高價(jià)值產(chǎn)品
這場(chǎng)神奇的“變廢為寶”之旅，要從焦?fàn)t氣的深度凈化開始：
第一步，先得做個(gè)徹底的“大掃除”——通過(guò)除焦油、脫萘、脫苯、多級(jí)脫硫的組合操作，一站式掃清雜質(zhì)堵塞、管道腐蝕等隱患，直接實(shí)現(xiàn)深度凈化。
完成“清潔”的焦?fàn)t氣還得闖過(guò)兩輪關(guān)鍵升級(jí)關(guān)：先是用甲烷化工藝剔除一氧化碳、二氧化碳，優(yōu)化氣體成分；再靠MRC混合制冷技術(shù)給甲烷“降溫變身”，讓它液化后與氫氣、氮?dú)饩珳?zhǔn)分離開。緊接著，加壓技術(shù)和PSA變壓吸附工藝雙雙出馬，對(duì)分離后的甲烷、氫氣做深度提純，高純度甲烷搖身變成清潔的LNG；再把分離出的氮?dú)馀c氫氣合成，就能得到化工領(lǐng)域的重要原料——液氨。
廠區(qū)內(nèi)，三四十米高的球形與圓柱形儲(chǔ)罐格外醒目，如同一個(gè)個(gè)“能量寶庫(kù)”，每時(shí)每刻轉(zhuǎn)化生成的LNG和液氨，都以液態(tài)形式在這里妥善儲(chǔ)存。別小看這些儲(chǔ)罐的容量：一罐LNG，就能滿足20萬(wàn)個(gè)家庭一個(gè)月的供暖需求；生產(chǎn)出的液氨更是用途廣泛，可進(jìn)一步加工成農(nóng)業(yè)所需的化肥、冷鏈運(yùn)輸用的冷凍劑，甚至可作為火箭發(fā)射推進(jìn)劑的原料，完成從工業(yè)尾氣到多元實(shí)用產(chǎn)品的跨越。
我國(guó)是全球最大的焦炭生產(chǎn)國(guó)，每年焦?fàn)t氣產(chǎn)量高達(dá)2100億立方米，這是一筆龐大的“沉睡資源”。數(shù)據(jù)測(cè)算顯示，若能將其中30%進(jìn)行如此這般的綜合利用，每年可為鋼鐵行業(yè)減少二氧化碳排放約4500萬(wàn)噸，同時(shí)新增千億元以上的工業(yè)產(chǎn)值，為傳統(tǒng)鋼鐵行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
技術(shù)突破 制氫優(yōu)勢(shì)打開前沿應(yīng)用空間
“十五五”規(guī)劃建議明確提出，要前瞻布局氫能等未來(lái)產(chǎn)業(yè)。從最新行業(yè)趨勢(shì)來(lái)看，從焦?fàn)t煤氣這一工業(yè)尾氣中制取氫氣，技術(shù)成熟并且有成本優(yōu)勢(shì)，為不少新興和前沿領(lǐng)域提供了氫能來(lái)源。
焦?fàn)t煤氣制氫的成本，一般來(lái)說(shuō)只有傳統(tǒng)煤制氫和天然氣制氫成本的30%—50%。這一成本優(yōu)勢(shì)，讓焦?fàn)t煤氣制氫的應(yīng)用市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，從傳統(tǒng)能源領(lǐng)域挺進(jìn)氫能重卡、分布式能源等新興前沿賽道。
在交通領(lǐng)域，氫能重卡已成為焦?fàn)t氣制氫的“最佳實(shí)踐場(chǎng)”。比如，為一輛氫能重卡加滿氫氣，就能載著差不多40噸貨物，從沈陽(yáng)到大連跑1個(gè)來(lái)回。
更值得關(guān)注的是，焦?fàn)t氣制氫的純度突破，讓它成功叩開了高端制造領(lǐng)域的大門。目前，鞍集新能已將氫氣純度從99.999%提升至99.9999%。要實(shí)現(xiàn)這0.0009%的提升可并不簡(jiǎn)單，這背后是核心技術(shù)的重大攻關(guān)。
“純度突破的核心秘訣，就是這款新型分子篩。”鞍集新能源科技有限公司工程師說(shuō)，當(dāng)焦?fàn)t氣流經(jīng)這一關(guān)鍵裝置時(shí)，雜質(zhì)氣體被牢牢吸附截留，唯有氫氣分子可精準(zhǔn)穿透分子篩的微小孔隙。正是這套高效的“篩選提純”工藝，成功制備出超高純氫氣，不僅能廣泛服務(wù)于電子制造、航空航天、高端化工等高精尖產(chǎn)業(yè)，更讓焦?fàn)t氣制氫的產(chǎn)業(yè)附加值實(shí)現(xiàn)跨越式提升。
模式引領(lǐng) 為鋼鐵行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型樹標(biāo)桿
作為中集集團(tuán)與鞍鋼集團(tuán)攜手打造的標(biāo)桿項(xiàng)目，鞍集新能焦?fàn)t氣綜合利用項(xiàng)目的價(jià)值不止于資源高效轉(zhuǎn)化，更在于它探索出一條可復(fù)制、可推廣的鋼鐵行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型新路徑。以技術(shù)創(chuàng)新撬動(dòng)資源增值，以數(shù)字化升級(jí)保障安全高效運(yùn)行，在這雙輪驅(qū)動(dòng)之下，產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展的藍(lán)圖正徐徐展開。
依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)，項(xiàng)目搭建起智能互聯(lián)數(shù)字化平臺(tái)，將能源生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)到客戶應(yīng)用的全鏈條數(shù)據(jù)打通整合。這個(gè)平臺(tái)堪稱工廠的“智慧大腦”，從感知監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，到應(yīng)急處置、效果評(píng)估，全環(huán)節(jié)持續(xù)賦能，既保障工廠安全穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)降本增效，更能同步提升鋼鐵廠及下游客戶的用能與節(jié)能效率。
尤為關(guān)鍵的是，焦?fàn)t氣屬于易燃易爆氣體，處理過(guò)程中的安全性與穩(wěn)定性容不得絲毫松懈。數(shù)字化平臺(tái)恰好補(bǔ)上了這一安全短板。“通過(guò)智能傳感器和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，平臺(tái)能對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程精準(zhǔn)控制、動(dòng)態(tài)調(diào)整，提前發(fā)現(xiàn)并規(guī)避潛在安全隱患。”鞍集新能相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。操作人員只需通過(guò)平臺(tái)，就能實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)溫度、壓力、氣體濃度等關(guān)鍵指標(biāo)開展24小時(shí)不間斷監(jiān)控，一旦檢測(cè)到異常，系統(tǒng)會(huì)立即自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)警程序，為生產(chǎn)安全筑牢堅(jiān)實(shí)防線。
如今，鞍集新能的成功模式已開啟復(fù)制推廣之路。未來(lái)，隨著更多同類項(xiàng)目落地，焦?fàn)t氣綜合利用將持續(xù)釋放綠色動(dòng)能，在實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)、提升能源效率的同時(shí)，加速推動(dòng)整個(gè)鋼鐵行業(yè)乃至工業(yè)領(lǐng)域的低碳轉(zhuǎn)型，為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
責(zé)任編輯丨陳婷
內(nèi)容來(lái)源丨中集集團(tuán)
原標(biāo)題：“萬(wàn)人嫌”的工業(yè)尾氣，就這樣水靈靈地“洗白”了？
