PKU Pioneer: Достижение энергосбережения, сокращения выбросов и снижения углеродного следа с помощью технологии разделения газов VPSA/PSA

С 14 по 17 августа 2024 года Китайское общество металлов (CSM) провело в Баотоу Национальную конференцию по металлургическим энергетическим и природоохранным производственным технологиям 2024 года и Форум высокого уровня по экологически чистой низкоуглеродной металлургии. Основное внимание конференции было уделено «Научному снижению загрязнения, энергосбережению, снижению углерода и эффективной синергии для зеленого развития», с акцентом на обмен и обсуждение технологий, процессов и оборудования, связанных с экологически чистым низкоуглеродным развитием, снижением затрат, кислородно-обогащенным сжиганием, десульфурацией, улавливанием и использованием углерода, снижением загрязнения и снижением затрат на охрану окружающей среды. PKU Pioneer внимательно следит за экологически чистым развитием сталелитейной промышленности и представил на конференции технический доклад на тему «Промышленное исследование недорогого обогащения доменного дутья кислородом, очистки и высокоценной утилизации газов металлургических заводов» в качестве высококачественного поставщика технологий разделения газов для сталелитейной промышленности.
Чжан И, директор департамента экологического производства PKU Pioneer, представляет технический доклад
В настоящее время на рынке стали наблюдается значительный дисбаланс спроса и предложения, цены на сталь остаются низкими. Некоторые категории продукции испытывают жесткую внутреннюю конкуренцию, что приводит к годовому снижению прибыли в отрасли, падению объемов производства, цен и прибыли. В этих новых условиях металлургические заводы сосредоточены на энергосбережении, повышении эффективности и снижении затрат, а также на острой необходимости поиска путей снижения производственных и эксплуатационных затрат при соблюдении требований международных стандартов. Чжан И, директор департамента экологического производства PKU Pioneer, представил решения по энергосбережению, снижению выбросов и уменьшению углеродного следа в своем техническом докладе.
1. Энергосбережение: Обогащение доменного дутья кислородом
За последние 20 лет технология производства кислорода методом VPSA (вакуумной короткоцикловой адсорбции) получила бурное развитие, и Китай стал страной с наиболее широким ее применением в мире. Двадцать лет назад технология VPSA могла обеспечивать лишь расход кислорода 1000 Нм³/ч. Благодаря непрерывным технологическим итерациям, установки PKU Pioneer для производства кислорода методом VPSA теперь могут стабильно удовлетворять потребности в кислороде до 80 000–100 000 Нм³/ч, и они уже зрело используются на нескольких сталелитейных компаниях.
Помимо обогащения кислородом доменных печей, модернизация кислородно-обогащенного и кислородно-топливного сжигания в нагревательных печах прокатных станов также была горячей темой в отрасли в последние годы. Технология производства кислорода VPSA подходит для нагревательных печей, особенно в производственных условиях, где требования к чистоте кислорода невысоки, требования к коэффициенту регулирования значительны, а также необходима недорогая подача кислорода.
По сравнению с традиционным криогенным воздухоразделительным оборудованием для производства кислорода, VPSA-генерация кислорода значительно снижает энергопотребление, общие капитальные затраты и эксплуатационные расходы, обеспечивая сталелитейным компаниям поддержку в достижении экономичной подачи кислорода, расширении производственных мощностей, энергосбережении и повышении эффективности.
2. Снижение выбросов: Тонкая десульфурация газов сталелитейного производства
С момента, когда реконструкция с целью сверхнизких выбросов на сталелитейных предприятиях стала широко обсуждаемой темой, тонкая десульфурация доменного газа (BFG) и коксового газа (COG) является требованием политики для контроля SO₂ на источнике. На примере компании PKU Pioneer, построившей систему тонкой десульфурации для двух доменных печей объемом 1200 м³³ на предприятии Baotou Steel Wanten в 2022 году, общий объем доменного газа составил 600 000 Нм³³/ч. Содержание серы на входе в систему тонкой десульфурации контролировалось в реальном времени: COS около 120 мг/Нм³³ и H₂S около 20 мг/Нм³³. После обработки системой десульфурации PKU Pioneer общее содержание серы на выходе составило менее 20 мг/Нм³³ и в течение длительных периодов стабильно оставалось <10 мг/Нм³³ . Процесс системы тонкой десульфурации характеризуется высокой точностью десульфурации, при этом эффективный десульфурирующий агент, самостоятельно разработанный PKU Pioneer, обеспечивает длительный срок службы — 8–11 месяцев.
3. Снижение выбросов углерода: Совместное производство стали и химикатов
Побочные газы сталелитейного производства в основном включают BFG, BOFG и COG, совместно называемые сталеплавильными газами. Эффективными компонентами этих газов являются CO, H₂ и CH₄, которые в настоящее время в основном сжигаются для выработки электроэнергии. Основой низкоуглеродного использования является использование химических и восстановительных свойств сталеплавильных газов при минимизации их использования в качестве топлива. В настоящее время успешные примеры низкоуглеродного использования сталеплавильных газов в Китае в основном связаны с их химическими свойствами, что известно как совместное производство стали и химикатов в сталелитейной промышленности.
Рациональное управление на Shiheng Special Steel широко признано в сталелитейной промышленности Китая. В период экономического спада, когда вся отрасль в целом испытывает массовое снижение прибыли или убытки, Shiheng Special Steel удалось сохранить прибыль более 28 долларов за тонну стали. В 2018 году линия совместного производства стали и химикатов на Shiheng Special Steel была официально введена в эксплуатацию; она преобразует BOFG в качестве сырья в производственный материал для 200 000 тонн муравьиной кислоты в год с использованием технологии использования сталеплавильных газов от PKU Pioneer. Продукт — муравьиная кислота — отличается высоким качеством и рентабельностью, при этом ежегодно сокращаются выбросы углерода на 320 000 тонн. Проект стал типичным примером совместного производства стали и химикатов и привлек множество сталелитейных компаний для посещения и обмена опытом.
Совместное производство стали и химикатов, как новая модель сопряженного развития и экономики замкнутого цикла для сталелитейных предприятий, открывает новые бизнес-направления и инвестиционные возможности для сталелитейных заводов. Обладая значительным эффектом снижения выбросов углерода, он помогает не только достичь сверхнизких выбросов, но и дополнительно контролировать выбросы SO₂, NOx и пыли. Совместное производство стали и химикатов — это новая модель интеграции использования ресурсов, снижения потребления первичной энергии и уменьшения выбросов загрязняющих веществ как осуществимый подход к межотраслевому сопряжению, экологическому развитию и преимуществам экономики замкнутого цикла.
Эксперты считают, что сталелитейная промышленность Китая должна сосредоточиться на зеленом топливе и одновременно работать с источниками, процессами и конечными отраслями для достижения «3 трансформаций». На источнике — использовать чистую энергию и модернизировать сырье для внедрения большего количества зеленого топлива. В процессе — оптимизировать конструкцию печей и производственные процессы, включая производство новых типов печей, внедрение короткой электродуговой плавки стали и новых процессов, таких как электролитическое производство железа. На конечном этапе — усилить обработку и использование вторичных твердых отходов с помощью десульфурации и денитрификации.
Поэтому повышение качества и эффективности вышестоящего кислородно-конвертерного доменного производства, внедрение передовой тонкой десульфурации доменного газа на среднем этапе или очистка нижестоящих сталеплавильных газов для достижения совместного производства стали и химикатов — все это возможные пути, которые сталелитейные предприятия могут эффективно исследовать в условиях целей двойного углерода.
Будучи ведущим мировым поставщиком решений для разделения газов методом VPSA/PSA, PKU Pioneer обслужила более 80 ведущих сталелитейных заводов. Предлагая установки для производства кислорода VPSA/PSA, мы успешно помогли пользователям обеспечить рентабельное промышленное снабжение кислородом для доменных и электродуговых печей. Кроме того, многие сталелитейные компании приняли PSA-CO и установки H₂ от PKU Pioneer для очистки высокочистого CO (95–99,9%) и газа H₂ (до 99,999%) из сталеплавильных газов для синтеза различных химических продуктов, таких как этиленгликоль, муравьиная кислота, уксусная кислота, уксусный ангидрид, бутанол, 1-октанол, поликарбонат, толуилендиизоцианат (TDI), диметилформамид (DMF) и диметилкарбонат (DMC). Благодаря богатому инженерному опыту и постоянным инновациям PKU Pioneer продолжит вносить свой вклад в экологичное и устойчивое развитие мировой сталелитейной промышленности.