PKU Pioneer、2024年高炉製鉄用VPSA酸素供給・省エネ技術会議に参加

2024年8月14日、PKU Pioneerの支援のもと、中国金属学会（以下、CSM）主催による「高炉製鉄用VPSA酸素発生技術要件と省エネ環境技術に関する規格会議」が包頭で開催されました。会議は、CSM特殊鋼支部副事務局長であり北京科技大学教授である李晶設教授が議長を務めました。CSM専門家委員会委員長の王天怡氏、郝志忠副事務局長、生産技術・出版物部門副主任の王寅生氏ら専門家に加え、宝鋼、首鋼グループ、唐鋼グループ、山東鋼鉄、遷安鉄鋼、新疆八一鉄鋼、鞍鋼グループ、梅山鋼鉄、武鋼、湖南華菱湘潭鋼鉄、湖南華菱連源鋼鉄、江蘇永鋼グループ、中天鋼鉄グループ有限公司、河北唐銀鉄鋼など20社以上の鉄鋼企業の専門家チームが出席し、鉄鋼業界における酸素富化燃焼、コスト削減と効率向上、汚染削減、省エネルギー、環境運用コスト低減などのトピックについて議論を交わしました。専門家らは生産経験と省エネ対策、ならびに鉄鋼業界の超低排出制御とグリーン・低炭素開発を促進するための新技術と成果を共有しました。
高炉製鉄用VPSA酸素供給規格・省エネ技術会議
会議にて、王寅生氏は、PKU Pioneerが起草し2022年12月に施行されたグループ規格「高炉製鉄用VPSA酸素発生技術要件」の市場適用背景を紹介しました。これは中国の鉄鋼業界におけるVPSA（真空圧力スイング吸着）を用いた高炉酸素供給に関する初の技術規格です。同氏は、高炉だけでなく加熱炉など他の加熱工程にも酸素が必要であり、中国では現在、加熱炉向けの工業化された酸素燃焼技術が利用可能であると述べました。CSMはまた、これらの新技術と設備を鉄鋼メーカーに積極的に推進し、より多くの製鉄業者が、将来的な技術進歩にとってより費用対効果の高い酸素を入手できるようにすることを目指しています。 VPSA酸素発生 高炉製鉄用
続いて、湖南華菱連源鋼鉄（LY鋼鉄）能源工場副主任の雷志高氏が、酸素不足への対応策を共有しました。2019年、インフラや不動産など下流産業の安定した発展に牽引された強い市場需要により、LY鋼鉄では溶銑生産量がその後の製鋼・圧延工程の需要を満たすのに不十分でした。生産量を増やすため、高炉の酸素富化率を3％から10％に引き上げた結果、酸素需要が増加しました。大量の液体酸素調達により、液体酸素価格は1トンあたり84ドルから168ドルへと急激に変動し、コストが上昇しました。極低温酸素製造設備の建設期間が長いことを考慮し、彼らはPKU Pioneerが設計・建設した複数のVPSA酸素発生ユニットを設置し、短期的に酸素製造能力を補うことを決定しました。
この品質向上・最適化プロジェクトへの総投資額は41,985,900ドルに達しました。VPSA酸素設備は稼働以来、14.95億Nm³/hの酸素を生成し、47,863,926ドルの酸素コストを節約するとともに、プロジェクト全体の経済効果はすでに酸素プラント投資を上回っています。今後、LY鋼鉄はボイラー、加熱炉、焼結炉における酸素燃焼および酸素富化技術の導入を計画し、省エネ技術の適用範囲をさらに拡大して競争力を強化する予定です。
大気汚染の超低排出制御に関して、河北唐銀鉄鋼の高炉工場長である崔勝利氏が、微細脱硫に関する経験を共有しました。同氏は、高炉ガス（BFG）の微細脱硫は比較的高度な技術であると述べました。前面ドライ微細脱硫技術を使用することで、脱硫設備稼働後、80万Nm³/hのBFG中のSO₂含有量はわずか2～3 mg/m³ と検出されました。高炉の操業条件は複雑で、BFGの温度や不純物含有量の変動が脱硫設備の安定性に課題をもたらすにもかかわらず、システム内の加水分解剤および脱硫剤は12ヶ月以上使用可能であり、中には14ヶ月まで持続するものもあり、加水分解塔の温度を70～75℃に制御した場合の加水分解効率は99％に達します。国内では、微細脱硫設備の加水分解剤および脱硫剤が12ヶ月以上持続することは稀であり、PKU Pioneerはこれを達成できる数少ない技術サービスプロバイダーの一つです。
山東鋼鉄化学技術有限公司の技術専門家である郭玉華博士は、鉄鋼業界の炭素削減における鉄鋼・化学統合生産の重要性を強調しました。同氏は、加熱炉への供給に加えて、製鉄所の余剰ガスは通常、発電に使用されると述べました。技術の進歩に伴い、2024年以降、再生可能エネルギー発電容量が従来の発電を上回り、風力・太陽光発電が水力発電を上回ったため、余剰ガス量は増加すると予想されます。その結果、火力発電はさらに制限を受ける可能性があります。製鉄メーカーにとって、BFGはカルボニル化してメタノールを製造でき、コークス炉ガス（COG）は様々な化学製品の合成に使用できます。山東省の鉄鋼会社は、COGからH₂を、転炉ガスからCOを精製してエタノールを合成することを検討しており、鉄鋼・化学併産の大きな可能性を示しています。
2018年、PKU Pioneerは世界初の CO精製 プロジェクトを石横特鋼グループ有限公司で立ち上げ、転炉ガスからギ酸を製造しました。同年、PKU Pioneerは山西立恒鋼鉄グループと2件目の鉄鋼・化学併産プロジェクトの契約を締結し、転炉ガスからCOを、コークス炉ガスからH₂を精製し、これらをエチレングリコール合成の原料として使用することで、製鋼工程を化学産業へと拡張しました。
CSMは、鉄鋼企業が国の政策動向をより深く理解できるよう、この技術交流会を企画しました。2024年5月、国家発展改革委員会、工業情報化部、生態環境部、国家市場監督管理総局、国家能源局は共同で「鉄鋼業界の省エネ・炭素削減特別行動計画」を発表し、2024年から2025年にかけて、鉄鋼業界の省エネ対策と設備アップグレードにより、約2000万トンの標準炭相当の省エネと約5300万トンのCO₂排出削減を達成するとしています。2030年末までに、鉄鋼業界の主要工程のエネルギ効率はさらに改善され、主要エネルギー消費設備の水準は先進レベルに達するはずです。鋼材1トンあたりの総合エネルギー消費量と炭素排出量は大幅に削減され、エネルギー利用構造は継続的に最適化され、酸素富化高炉技術や水素製錬などの先進的な省エネ・炭素削減技術が突破口を開き、業界のグリーン・低炭素・高品質な発展に大きく貢献するでしょう。
このように、2025年末までに、中国の鉄鋼業界は特別行動計画に概説された省エネ・炭素削減目標に重点的に取り組むことになります。業界は、産業構造の最適化、省エネ・炭素削減改造の実施、エネルギー消費設備の更新、グリーン・低炭素なエネルギー使用の推進、エネルギー資源のリサイクル、デジタルアップグレードの推進に向けて取り組みます。PKU Pioneerは、先進的なガス分離・精製技術とソリューションを提供し、製鉄所が革新的な技術応用と低炭素環境改善を実現し、新たなブレークスルーを加速させるのに貢献します。
先進的な VPSA/PSA酸素 発生技術に基づき、PKU Pioneerは世界の企業向けに300基以上の酸素ユニットを構築し、総酸素生産能力は200万Nm³/hに達し、信頼性が高く費用対効果の高い酸素源を提供しています。70以上の製鉄所に高品質な酸素、CO、H₂ソリューションを提供することで、PKU Pioneerは製鉄所の高炉製鉄や電気炉製鋼の効率向上を支援するだけでなく、グリーンで高品質な開発目標の達成にも貢献しています。