PKU Pioneer: Logrando ahorro de energía, reducción de emisiones y reducción de carbono mediante tecnología de separación de gases VPSA/PSA

Del 14 al 17 de agosto de 2024, la Sociedad China de Metales (CSM) celebró la Conferencia Nacional de Tecnología de Producción y Protección Ambiental Metalúrgica 2024 y el Foro de Alto Nivel sobre Metalurgia Verde y Baja en Carbono en Baotou. Centrada en "Reducción Científica de la Contaminación, Ahorro de Energía, Reducción de Carbono y Sinergia Eficiente para el Desarrollo Verde", la conferencia enfatizó el intercambio y la discusión de tecnologías, procesos y equipos relacionados con el desarrollo verde y bajo en carbono, reducción de costos, combustión enriquecida con oxígeno, desulfuración, captura y utilización de carbono, reducción de la contaminación y reducción de costos de protección ambiental. PKU Pioneer sigue de cerca el desarrollo verde de la industria siderúrgica y presentó un informe técnico titulado "Exploración Industrial de Enriquecimiento de Oxígeno de Alto Horno de Bajo Costo, Purificación de Gas de Acería y Utilización de Alto Valor" en la conferencia como proveedor de alta calidad de tecnología de separación de gases en la industria siderúrgica.
Zhang Yi, Director de Negocios de Producción Ambiental de PKU Pioneer, presentando el informe técnico
Actualmente, el mercado del acero enfrenta desequilibrios significativos entre oferta y demanda, con precios del acero que se mantienen bajos. Algunas categorías de productos experimentan una intensa competencia interna, lo que lleva a una disminución interanual en las ganancias de la industria y caídas en la producción, el precio y las ganancias. En estas nuevas circunstancias, las acerías se centran en el ahorro de energía, la mejora de la eficiencia y la reducción de costos, así como en la necesidad urgente de explorar formas de reducir los costos de producción y operación ambiental mientras cumplen con los requisitos de los estándares internacionales. Zhang Yi, Director de Negocios de Producción Ambiental de PKU Pioneer, presentó soluciones de ahorro de energía, reducción de emisiones y reducción de carbono durante su informe técnico.
1. Ahorro de Energía: Enriquecimiento de Oxígeno en Alto Horno
En los últimos 20 años, la tecnología de generación de oxígeno por VPSA (Adsorción por Cambio de Presión al Vacío) ha experimentado un rápido desarrollo en China, convirtiéndose en el país con mayor aplicación en el mundo. Hace veinte años, la tecnología VPSA solo podía generar un flujo de oxígeno de 1.000 Nm³/h. Con iteraciones tecnológicas continuas, las unidades de oxígeno VPSA de PKU Pioneer ahora pueden satisfacer de manera estable demandas de oxígeno de hasta 80.000~100.000 Nm³/h, las cuales ya se utilizan de manera madura en múltiples empresas siderúrgicas.
Además del enriquecimiento de oxígeno en altos hornos, la actualización de la combustión enriquecida con oxígeno y de oxicombustión en los hornos de recalentamiento de laminación de acero también ha sido un tema candente en la industria en los últimos años. La tecnología de generación de oxígeno VPSA es adecuada para hornos de recalentamiento, especialmente en condiciones de producción donde los requisitos de pureza del oxígeno no son altos, las demandas de relación de reducción son significativas y se necesita un suministro de oxígeno de bajo costo.
En comparación con los equipos tradicionales de generación de oxígeno por separación criogénica de aire, la generación de oxígeno VPSA reduce significativamente el consumo de energía, la inversión total y los costos de operación y mantenimiento, proporcionando apoyo a las empresas siderúrgicas para lograr un suministro económico de oxígeno, expansión de la capacidad de producción, ahorro de energía y mejora de la eficiencia.
2. Reducción de Emisiones: Desulfuración Fina de Gases de Producción de Acero
Con la modernización de emisiones ultrabajas en las empresas siderúrgicas convertida en un tema ampliamente discutido, la desulfuración fina del gas de alto horno (BFG) y del gas de horno de coque (COG) es un requisito normativo para controlar el SO₂ en la fuente. Tomando como ejemplo la construcción por parte de PKU Pioneer de un sistema de desulfuración fina para dos altos hornos de 1200 m³³ en Baotou Steel Wanten en 2022, con un volumen total de gas de alto horno de 600,000 Nm³³/h, el contenido de azufre en la entrada del sistema de desulfuración fina se monitoreó en tiempo real, con COS alrededor de 120 mg/Nm³³ y H₂S alrededor de 20 mg/Nm³³. Después del tratamiento por el sistema de desulfuración de PKU Pioneer, el contenido total de azufre en la salida fue inferior a 20 mg/Nm³³ y se mantuvo estable <10 mg/Nm³³ durante períodos prolongados. El proceso del sistema de desulfuración fina se caracteriza por una alta precisión de desulfuración, con el agente desulfurante de alta eficiencia desarrollado de forma independiente por PKU Pioneer logrando una larga vida útil de 8 a 11 meses.
3. Reducción de Carbono: Coproducción de Acero y Productos Químicos
Los gases subproductos del proceso de producción de acero incluyen principalmente BFG, BOFG y COG, denominados colectivamente gases de acería. Los componentes efectivos de estos gases son CO, H₂ y CH₄, que actualmente se queman principalmente para generar electricidad. El núcleo de la utilización baja en carbono es aprovechar las propiedades químicas y reductoras de los gases de acería minimizando su uso como combustible. Actualmente, los casos exitosos en China de utilización baja en carbono de gases de acería se centran principalmente en sus propiedades químicas, conocidos como coproducción de acero y productos químicos en la industria siderúrgica.
La gestión refinada de Shiheng Special Steel es ampliamente reconocida en la industria siderúrgica china. Durante la recesión económica, cuando toda la industria experimenta en general descensos generalizados de beneficios o pérdidas, Shiheng Special Steel ha logrado mantener un beneficio de más de 28 dólares por tonelada de acero. En 2018, la línea de coproducción de acero y productos químicos de Shiheng Special Steel se puso oficialmente en funcionamiento, que convierte el BOFG, como materia prima, en material de producción para 200,000 toneladas de ácido fórmico anualmente mediante la tecnología de utilización de gases de acería de PKU Pioneer. El producto de ácido fórmico es de alta calidad y rentabilidad, y al mismo tiempo se redujeron las emisiones de carbono en 320,000 toneladas por año. El proyecto se ha convertido en un demostrativo típico de coproducción de acero y productos químicos y ha atraído a muchas empresas siderúrgicas para visitas y intercambios de referencia.
Coproducción de acero y productos químicos, como un nuevo modelo para el desarrollo acoplado y la economía circular de las empresas siderúrgicas, abre nuevas áreas de negocio y canales de inversión para las acerías. Con efectos significativos de reducción de carbono, ayuda no solo a lograr emisiones ultrabajas sino también a controlar aún más las emisiones de SO₂, NOx y polvo. La coproducción de acero y productos químicos es un modelo novedoso para integrar la utilización de recursos, reducir el consumo de energía primaria y disminuir las emisiones contaminantes como un enfoque viable para el acoplamiento entre industrias, el desarrollo verde y los beneficios de la economía circular.
Los expertos creen que la industria siderúrgica china debe centrarse en combustibles verdes y trabajar simultáneamente en las fuentes, los procesos y las industrias finales para lograr "3 transformaciones". En la fuente, usar energía limpia y mejorar las materias primas para adoptar más combustibles verdes. Durante el proceso, optimizar la estructura del horno y los procesos de producción, incluyendo la fabricación de nuevos tipos de hornos, adoptando la fabricación de acero en horno eléctrico de arco corto y nuevos procesos como la fabricación de hierro electrolítico. Al final, fortalecer el tratamiento y la utilización de residuos sólidos secundarios mediante desulfuración y desnitrificación.
Por lo tanto, mejorar la calidad y eficiencia de la fabricación de hierro en alto horno enriquecido con oxígeno aguas arriba, implementar la desulfuración fina del gas de alto horno aguas arriba en la etapa intermedia, o purificar los gases de la planta de acero aguas abajo para lograr la coproducción de acero y productos químicos, son todas vías factibles para que las empresas siderúrgicas exploren de manera efectiva bajo los objetivos de doble carbono.
Como proveedor líder mundial de soluciones de separación de gases VPSA/PSA, PKU Pioneer ha servido a más de 80 acerías de primer nivel. Al ofrecer plantas de generación de oxígeno VPSA/PSA, ayudamos con éxito a los usuarios a lograr un suministro de oxígeno industrial rentable para altos hornos y hornos de arco eléctrico. Además, muchos fabricantes de acero adoptaron las plantas de H₂ de PKU Pioneer PSA-CO y Plantas de H₂ para purificar CO de alta pureza (95-99.9%) y gas H₂ (hasta 99.999%) a partir de gases de acería para la síntesis de diversos productos químicos como etilenglicol, ácido fórmico, ácido acético, anhídrido acético, butanol, 1-octanol, policarbonato, diisocianato de tolueno (TDI), dimetilformamida (DMF) y dimetilcarbonato (DMC). A través de una rica experiencia en ingeniería e innovaciones continuas, PKU Pioneer continuará haciendo sus contribuciones al desarrollo verde y sostenible de la industria siderúrgica mundial.