PKU Pioneer : Réaliser des économies d'énergie, la réduction des émissions et la réduction du carbone grâce à la technologie de séparation des gaz VPSA/PSA

Du 14 au 17 août 2024, la Société chinoise des métaux (CSM) a tenu la Conférence nationale 2024 sur les technologies de production en énergie et protection de l'environnement métallurgiques et le Forum de haut niveau sur la métallurgie verte et bas carbone à Baotou. Axée sur la « Réduction scientifique de la pollution, les économies d'énergie, la réduction du carbone et la synergie efficace pour un développement vert », la conférence a mis l'accent sur l'échange et la discussion des technologies, processus et équipements liés au développement vert et bas carbone, à la réduction des coûts, à la combustion enrichie en oxygène, à la désulfuration, à la capture et à l'utilisation du carbone, à la réduction de la pollution et à la réduction des coûts de protection environnementale. PKU Pioneer suit de près le développement vert de l'industrie sidérurgique et a présenté un rapport technique intitulé « Exploration industrielle de l'enrichissement en oxygène à faible coût des hauts fourneaux, de la purification des gaz d'aciérie et de leur valorisation élevée » lors de la conférence en tant que fournisseur de qualité de technologie de séparation des gaz dans l'industrie sidérurgique.
Zhang Yi, directeur des activités de production environnementale chez PKU Pioneer, présentant le rapport technique
Actuellement, le marché de l'acier fait face à d'importants déséquilibres entre l'offre et la demande, les prix de l'acier restant bas. Certaines catégories de produits connaissent une intense concurrence interne, entraînant une baisse des bénéfices de l'industrie d'une année sur l'autre, ainsi que des baisses de production, de prix et de bénéfices. Dans ces nouvelles circonstances, les aciéries se concentrent sur les économies d'énergie, l'amélioration de l'efficacité et la réduction des coûts, ainsi que sur le besoin urgent d'explorer des moyens de réduire les coûts de production et d'exploitation environnementale tout en répondant aux exigences des normes internationales. Zhang Yi, directeur des activités de production environnementale chez PKU Pioneer, a présenté des solutions d'économie d'énergie, de réduction des émissions et de réduction du carbone lors de son rapport technique.
1. Économie d'énergie : Enrichissement en oxygène des hauts fourneaux
Au cours des 20 dernières années, la technologie de production d'oxygène en Chine a connu un développement rapide, devenant le pays le plus appliqué au monde. Il y a vingt ans, la technologie VPSA ne pouvait produire qu'un débit d'oxygène de 1 000 Nm VPSA (adsorption par variation de pression sous vide) /h. Avec des itérations technologiques continues, les unités VPSA d'oxygène de PKU Pioneer³peuvent désormais répondre de manière stable à des demandes d'oxygène allant jusqu'à 80 000 à 100 000 Nm /h, qui sont déjà utilisées de manière mature dans plusieurs aciéries. Outre l'enrichissement en oxygène des hauts fourneaux, la modernisation de la combustion enrichie en oxygène et oxy-combustible³dans les fours de réchauffage de laminage de l'acier est également un sujet brûlant dans l'industrie ces dernières années. La technologie de production d'oxygène VPSA est adaptée aux fours de réchauffage, en particulier dans des conditions de production où les exigences de pureté de l'oxygène ne sont pas élevées, où les demandes de taux de modulation sont importantes et où un approvisionnement en oxygène à faible coût est nécessaire.
Par rapport aux équipements traditionnels de production d'oxygène par distillation cryogénique, la production d'oxygène VPSA réduit considérablement la consommation d'énergie, l'investissement global et les coûts d'exploitation et de maintenance, fournissant un soutien aux aciéries pour réaliser un approvisionnement économique en oxygène, une expansion de la capacité de production, des économies d'énergie et une amélioration de l'efficacité. 2. Réduction des émissions : Désulfuration fine des gaz de production d'acier Alors que la modernisation des émissions ultra-faibles dans les entreprises sidérurgiques est devenue un sujet largement discuté, la désulfuration fine du gaz de haut fourneau (BFG) et du gaz de cokerie (COG) est une exigence politique pour contrôler le SO à la source. Prenant l'exemple de la construction par PKU Pioneer d'un système de désulfuration fine pour deux hauts fourneaux de 1 200 m
à Baotou Steel Wanten en 2022, avec un volume total de gaz de haut fourneau de 600 000 Nm
/h, la teneur en soufre à l'entrée du système de désulfuration fine était surveillée en temps réel, avec du COS autour de 120 mg/Nm
et du H2S autour de 20 mg/Nm³ . Après traitement par le système de désulfuration de PKU Pioneer, la teneur totale en soufre à la sortie était inférieure à 20 mg/Nm³et restait stable à <10 mg/Nm³ pendant de longues périodes. Le procédé du système de désulfuration fine se caractérise par une haute précision de désulfuration, l'agent désulfurant haute efficacité développé indépendamment par PKU Pioneer atteignant une longue durée de vie de 8 à 11 mois.³3. Réduction du carbone : Coproduction d'acier et de produits chimiques³ Les gaz résiduaires du processus de production d'acier comprennent principalement le BFG, le BOFG et le COG, collectivement appelés gaz d'aciérie. Les composants efficaces de ces gaz sont le CO, le H2 et le CH4, qui sont actuellement principalement brûlés pour la production d'électricité. Le cœur de l'utilisation bas carbone est de tirer parti des propriétés chimiques et réductrices des gaz d'aciérie tout en minimisant leur utilisation comme combustible. Actuellement, les cas réussis en Chine d'utilisation bas carbone des gaz d'aciérie impliquent principalement leurs propriétés chimiques, connus sous le nom de coproduction d'acier et de produits chimiques dans l'industrie sidérurgique.³ La gestion raffinée de Shiheng Special Steel est largement reconnue dans l'industrie sidérurgique chinoise. Pendant le ralentissement économique où l'ensemble de l'industrie connaît généralement une baisse généralisée des bénéfices ou des pertes, Shiheng Special Steel a réussi à maintenir un bénéfice de plus de 28 dollars par tonne d'acier. En 2018, la ligne de coproduction d'acier et de produits chimiques de Shiheng Special Steel a été officiellement mise en service, convertissant le BOFG, en tant que matière première, en matériau de production pour 200 000 tonnes d'acide formique par an grâce à la technologie d'utilisation des gaz d'aciérie de PKU Pioneer. Le produit d'acide formique est de haute qualité et rentable, et les émissions de carbone de 320 000 tonnes par an ont été réduites en même temps. Le projet est devenu une démonstration typique de coproduction d'acier et de produits chimiques et a attiré de nombreuses aciéries à visiter pour des échanges de référence.
, en tant que nouveau modèle de développement couplé et d'économie circulaire pour les entreprises sidérurgiques, ouvre de nouveaux domaines d'activité et canaux d'investissement pour les aciéries. Avec des effets significatifs de réduction du carbone, il aide non seulement à réaliser des émissions ultra-faibles, mais aussi à contrôler davantage les émissions de SO2, NOx et poussières. La coproduction d'acier et de produits chimiques est un nouveau modèle d'intégration de l'utilisation des ressources, réduisant la consommation d'énergie primaire et diminuant les émissions polluantes en tant qu'approche réalisable pour le couplage intersectoriel, le développement vert et les bénéfices de l'économie circulaire.
Les experts estiment que l'industrie sidérurgique chinoise devrait se concentrer sur les combustibles verts, et travailler simultanément sur les secteurs source, processus et aval pour réaliser « 3 transformations ». À la source, utiliser de l'
La gestion affinée de Shiheng Special Steel est largement reconnue dans l'industrie sidérurgique chinoise. Pendant la récession économique où l'ensemble de l'industrie connaît généralement des baisses de profits ou des pertes généralisées, Shiheng Special Steel a réussi à maintenir un bénéfice de plus de 28 dollars par tonne d'acier. En 2018, la ligne de co-production d'acier et de produits chimiques de Shiheng Special Steel a été officiellement mise en service, convertissant le gaz de convertisseur BOFG, comme matière première, en matériau de production pour 200 000 tonnes d'acide formique par an grâce à la technologie d'utilisation des gaz de laminoir de PKU Pioneer. Le produit d'acide formique est de haute qualité et rentable, et les émissions de carbone de 320 000 tonnes par an ont été réduites simultanément. Le projet est devenu une démonstration typique de la co-production d'acier et de produits chimiques et a attiré de nombreuses entreprises sidérurgiques pour des visites d'échange de référence.
Co-production acier et produits chimiques, en tant que nouveau modèle pour le développement couplé et l'économie circulaire des entreprises sidérurgiques, ouvre de nouveaux domaines d'activité et canaux d'investissement pour les laminoirs. Avec des effets significatifs de réduction du carbone, il aide non seulement à atteindre des émissions ultra-faibles mais aussi à contrôler davantage les émissions de SO2, NOx et poussières. La co-production d'acier et de produits chimiques est un modèle novateur pour intégrer l'utilisation des ressources, réduire la consommation d'énergie primaire et diminuer les émissions polluantes en tant qu'approche réalisable pour le couplage intersectoriel, le développement vert et les bénéfices de l'économie circulaire.
Les experts estiment que l'industrie sidérurgique chinoise devrait se concentrer sur les carburants verts, et travailler simultanément sur les industries en amont, en cours de processus et en aval pour réaliser les « 3 transformations ». À la source, utiliser de l'énergie propre et améliorer les matières premières pour adopter davantage de carburants verts. Pendant le processus, optimiser la structure des fours et les processus de production, y compris la fabrication de nouveaux types de fours, l'adoption de l'aciérie électrique à arc court et de nouveaux procédés comme la fabrication de fer par électrolyse. En aval, renforcer le traitement et l'utilisation des déchets solides secondaires par désulfuration et dénitrification.
Par conséquent, améliorer la qualité et l'efficacité de la fabrication de fer en haut-fourneau enrichi en oxygène en amont, mettre en œuvre une désulfuration fine en amont du gaz de haut-fourneau en milieu de parcours, ou purifier les gaz de laminoir en aval pour réaliser la co-production d'acier et de produits chimiques, sont toutes des voies réalisables pour les entreprises sidérurgiques à explorer efficacement sous les objectifs de double carbone.
En tant que fournisseur leader mondial de solutions de séparation de gaz VPSA/PSA, PKU Pioneer a servi plus de 80 grands laminoirs de fer et d'acier. En offrant des installations de production d'oxygène VPSA/PSA, nous avons aidé avec succès les utilisateurs à obtenir un approvisionnement en oxygène industriel rentable pour les hauts-fourneaux et les fours à arc électrique. De plus, de nombreux sidérurgistes ont adopté les PSA-CO et installations H2 de PKU Pioneer pour purifier du CO de haute pureté (95-99,9 %) et du gaz H2 (jusqu'à 99,999 %) à partir des gaz de laminoir pour la synthèse de divers produits chimiques comme l'éthylène glycol, l'acide formique, l'acide acétique, l'anhydride acétique, le butanol, le 1-octanol, le polycarbonate, le diisocyanate de toluène (TDI), le diméthylformamide (DMF) et le carbonate de diméthyle (DMC). Grâce à une riche expérience en ingénierie et à des innovations continues, PKU Pioneer continuera à apporter sa contribution au développement vert et durable de l'industrie sidérurgique mondiale.