PKU Pioneer: การบรรลุการประหยัดพลังงาน ลดการปล่อยมลพิษ และลดคาร์บอนด้วยเทคโนโลยีการแยกก๊าซ VPSA/PSA

ระหว่างวันที่ 14-17 สิงหาคม 2024 สมาคมโลหะแห่งประเทศจีน (CSM) ได้จัดงานประชุมเทคโนโลยีการผลิตพลังงานและสิ่งแวดล้อมทางโลหะกรรมแห่งชาติปี 2024 และการประชุมสุดยอดด้านโลหะกรรมสีเขียวคาร์บอนต่ำ ณ เมืองเปาโถว โดยเน้นที่ "การลดมลพิษทางวิทยาศาสตร์ การประหยัดพลังงาน การลดคาร์บอน และการทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อการพัฒนาสีเขียว" การประชุมนี้ให้ความสำคัญกับการแลกเปลี่ยนและอภิปรายเกี่ยวกับเทคโนโลยี กระบวนการ และอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาสีเขียวคาร์บอนต่ำ การลดต้นทุน การเผาไหม้ด้วยออกซิเจนเสริม การกำจัดกำมะถัน การดักจับและใช้ประโยชน์คาร์บอน การลดมลพิษ และการลดต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อม PKU Pioneer ดำเนินตามการพัฒนาสีเขียวของอุตสาหกรรมเหล็กอย่างใกล้ชิด และได้นำเสนอรายงานทางเทคนิคหัวข้อ "การสำรวจทางอุตสาหกรรมของการเพิ่มออกซิเจนในเตาหลอมเหล็กต้นทุนต่ำ การทำให้ก๊าซจากโรงงานเหล็กบริสุทธิ์ และการใช้ประโยชน์มูลค่าสูง" ในการประชุมในฐานะผู้ให้บริการเทคโนโลยีการแยกก๊าซคุณภาพสูงในอุตสาหกรรมเหล็ก
Zhang Yi ผู้อำนวยการธุรกิจการผลิตสิ่งแวดล้อมของ PKU Pioneer กำลังนำเสนอรายงานทางเทคนิค
ปัจจุบันตลาดเหล็กกำลังเผชิญกับความไม่สมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานอย่างมีนัยสำคัญ โดยราคาเหล็กยังคงต่ำ ผลิตภัณฑ์บางประเภทกำลังเผชิญกับการแข่งขันภายในที่รุนแรง ส่งผลให้ผลกำไรของอุตสาหกรรมลดลงเมื่อเทียบกับปีก่อน และผลผลิต ราคา และกำไรลดลง ภายใต้สถานการณ์ใหม่นี้ โรงงานเหล็กกำลังให้ความสำคัญกับการประหยัดพลังงาน การปรับปรุงประสิทธิภาพ และการลดต้นทุน รวมถึงความจำเป็นเร่งด่วนในการค้นหาวิธีลดต้นทุนการผลิตและการดำเนินงานด้านสิ่งแวดล้อมในขณะที่ปฏิบัติตามข้อกำหนดมาตรฐานสากล Zhang Yi ผู้อำนวยการธุรกิจการผลิตสิ่งแวดล้อมของ PKU Pioneer ได้นำเสนอแนวทางการประหยัดพลังงาน ลดการปล่อยมลพิษ และลดคาร์บอนในระหว่างรายงานทางเทคนิคของเขา
1. การประหยัดพลังงาน: การเพิ่มออกซิเจนในเตาหลอมเหล็ก
ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการผลิตออกซิเจนของจีน VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ทำให้จีนเป็นประเทศที่มีการใช้งานมากที่สุดในโลก เมื่อ 20 ปีก่อน เทคโนโลยี VPSA สามารถผลิตออกซิเจนได้เพียง 1,000Nm³³/ชม. ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง PKU Pioneer’s หน่วยผลิตออกซิเจน VPSA สามารถตอบสนองความต้องการออกซิเจนได้อย่างเสถียรสูงถึง 80,000~100,000Nm³³/ชม. ซึ่งได้ถูกใช้งานอย่าง成熟ที่บริษัทเหล็กหลายแห่งแล้ว
นอกจากการเพิ่มออกซิเจนในเตาหลอมเหล็กแล้ว การปรับปรุง การเผาไหม้ด้วยออกซิเจนเสริมและการเผาไหม้ด้วยออกซิเจนล้วน ในเตาเผาซ้ำในกระบวนการรีดเหล็กก็เป็นประเด็นร้อนในอุตสาหกรรมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการผลิตออกซิเจน VPSA เหมาะสำหรับเตาเผาซ้ำ โดยเฉพาะในสภาวะการผลิตที่ข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ของออกซิเจนไม่สูง ความต้องการอัตราการลดกำลังการผลิตมีนัยสำคัญ และต้องการจ่ายออกซิเจนต้นทุนต่ำ
เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ผลิตออกซิเจนแบบแยกอากาศด้วยความเย็นแบบดั้งเดิม การผลิตออกซิเจน VPSA ช่วยลดการใช้พลังงาน การลงทุนโดยรวม และค่าบำรุงรักษาและดำเนินงานได้อย่างมาก ซึ่งสนับสนุนให้บริษัทเหล็กบรรลุการจ่ายออกซิเจนอย่างประหยัด การขยายกำลังการผลิต การประหยัดพลังงาน และการปรับปรุงประสิทธิภาพ
2. การลดการปล่อยมลพิษ: การกำจัดกำมะถันละเอียดของก๊าซจากการผลิตเหล็ก
ด้วยการปรับปรุงการปล่อยมลพิษต่ำพิเศษในกิจการเหล็กกลายเป็นหัวข้อที่พูดถึงอย่างกว้างขวาง การกำจัดกำมะถันละเอียดของก๊าซจากเตาหลอมเหล็ก (BFG) และก๊าซจากเตาเผาโค้ก (COG) เป็นข้อกำหนดเชิงนโยบายในการควบคุม SO₂ ที่แหล่งกำเนิด ยกตัวอย่าง PKU Pioneer ที่สร้างระบบกำจัดกำมะถันละเอียดสำหรับเตาหลอมเหล็กขนาด 1200m³ สองเตา³ ที่ Baotou Steel Wanten ในปี 2022 โดยมีปริมาณก๊าซเตาหลอมเหล็กรวม 600,000Nm³³/ชม. ปริมาณกำมะถันที่ทางเข้าของระบบกำจัดกำมะถันละเอียดถูกตรวจสอบแบบเรียลไทม์ โดยมี COS ประมาณ 20mg/Nm³³ และ H₂S ประมาณ 20mg/Nm³³หลังจากผ่านระบบกำจัดกำมะถันของ PKU Pioneer ปริมาณกำมะถันทั้งหมดที่ทางออกน้อยกว่า 20mg/Nm³³ และคงที่ <10mg/Nm³³ เป็นเวลานาน กระบวนการของระบบกำจัดกำมะถันละเอียดมีลักษณะเด่นคือความแม่นยำสูง โดยสารกำจัดกำมะถันประสิทธิภาพสูงที่พัฒนาโดย PKU Pioneer เองมีอายุการใช้งานนาน 8-11 เดือน
3. การลดคาร์บอน: การผลิตร่วมระหว่างเหล็กและเคมีภัณฑ์
ก๊าซพลอยได้จากกระบวนการผลิตเหล็ก主要包括ก๊าซจากเตาหลอมเหล็ก (BFG) ก๊าซจากเตาแปลงสภาพ (BOFG) และก๊าซจากเตาเผาโค้ก (COG) ซึ่งเรียกรวมกันว่าก๊าซจากโรงงานเหล็ก ส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพของก๊าซเหล่านี้คือ CO, H₂ และ CH₄ ซึ่งส่วนใหญ่ถูกเผาเพื่อผลิตไฟฟ้าในปัจจุบัน แกนหลักของการใช้ประโยชน์คาร์บอนต่ำคือการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางเคมีและการรีดิวซ์ของก๊าซจากการผลิตเหล็ก ในขณะที่ลดการใช้เป็นเชื้อเพลิงให้เหลือน้อยที่สุด ปัจจุบัน กรณีที่ประสบความสำเร็จในจีนของการใช้ประโยชน์คาร์บอนต่ำจากก๊าซจากการผลิตเหล็กส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติทางเคมี ซึ่งเรียกว่าการผลิตร่วมระหว่างเหล็กและเคมีภัณฑ์ในอุตสาหกรรมเหล็ก
การจัดการอย่างประณีตของ Shiheng Special Steel ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเหล็กของจีน ในช่วงเศรษฐกิจตกต่ำที่อุตสาหกรรมโดยรวมประสบกับผลกำไรหรือขาดทุนลดลงอย่างแพร่หลาย Shiheng Special Steel สามารถรักษาผลกำไรไว้ได้มากกว่า 28 ดอลลาร์สหรัฐต่อตันเหล็ก ในปี 2018 สายการผลิตเหล็กและเคมีภัณฑ์ร่วมของ Shiheng Special Steel เริ่มดำเนินการอย่างเป็นทางการ ซึ่งแปลงก๊าซ BOFG เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตกรดฟอร์มิก 200,000 ตันต่อปีผ่านเทคโนโลยีการใช้ก๊าซจากโรงงานเหล็กของ PKU Pioneer ผลิตภัณฑ์กรดฟอร์มิกมีคุณภาพสูงและมีกำไร และในเวลาเดียวกันก็ลดการปล่อยคาร์บอนได้ 320,000 ตันต่อปี โครงการนี้ได้กลายเป็นตัวอย่างต้นแบบของการผลิตร่วมระหว่างเหล็กและเคมีภัณฑ์ และดึงดูดบริษัทเหล็กหลายแห่งให้มาเยี่ยมชมเพื่อแลกเปลี่ยนแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด
การผลิตเหล็กและเคมีภัณฑ์ร่วมกันในฐานะรูปแบบใหม่ของการพัฒนาแบบเชื่อมโยงและเศรษฐกิจหมุนเวียนสำหรับกิจการเหล็ก ช่วยเปิดพื้นที่ธุรกิจใหม่และช่องทางการลงทุนสำหรับโรงงานเหล็ก ด้วยผลการลดคาร์บอนอย่างมีนัยสำคัญ ช่วยไม่เพียงบรรลุการปล่อยมลพิษต่ำพิเศษเท่านั้น แต่ยังควบคุมการปล่อย SO₂, NOx และฝุ่นละอองได้อีกด้วย การผลิตร่วมระหว่างเหล็กและเคมีภัณฑ์เป็นรูปแบบใหม่ของการบูรณาการการใช้ทรัพยากร การลดการใช้พลังงานปฐมภูมิ และการลดการปล่อยมลพิษ ซึ่งเป็นแนวทางที่เป็นไปได้สำหรับการเชื่อมโยงข้ามอุตสาหกรรม การพัฒนาสีเขียว และประโยชน์ของเศรษฐกิจหมุนเวียน
ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าอุตสาหกรรมเหล็กของจีนควรมุ่งเน้นที่เชื้อเพลิงสีเขียว และดำเนินการพร้อมกันที่แหล่งกำเนิด กระบวนการ และปลายทางเพื่อบรรลุ "3 การเปลี่ยนแปลง" ที่แหล่งกำเนิด ใช้พลังงานสะอาดและปรับปรุงวัตถุดิบเพื่อใช้เชื้อเพลิงสีเขียวมากขึ้น ในระหว่างกระบวนการ ปรับปรุงโครงสร้างเตาหลอมและกระบวนการผลิต รวมถึงการผลิตเตาหลอมชนิดใหม่ การใช้เตาอาร์คไฟฟ้าแบบสั้นและกระบวนการใหม่เช่นการผลิตเหล็กด้วยอิเล็กโทรไลซิส ที่ปลายทาง เสริมสร้างการบำบัดและการใช้ประโยชน์ของขยะมูลฝอยทุติยภูมิโดยการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจน
ดังนั้น การปรับปรุงคุณภาพและประสิทธิภาพของการผลิตเหล็กจากเตาหลอมที่มีออกซิเจนเสริมในขั้นต้น การดำเนินการกำจัดกำมะถันละเอียดของก๊าซเตาหลอมเหล็กในขั้นกลาง หรือการทำให้ก๊าซจากโรงงานเหล็กในขั้นปลายบริสุทธิ์เพื่อให้เกิดการผลิตร่วมระหว่างเหล็กและเคมีภัณฑ์ ล้วนเป็นเส้นทางที่เป็นไปได้สำหรับกิจการเหล็กในการสำรวจอย่างมีประสิทธิภาพภายใต้เป้าหมายคาร์บอนคู่
ในฐานะผู้ให้บริการโซลูชันการแยกก๊าซ VPSA/PSA ชั้นนำของโลก PKU Pioneer ได้ให้บริการโรงงานเหล็กชั้นนำมากกว่า 80 แห่ง โดยการเสนอหน่วยผลิตออกซิเจน VPSA/PSA เราช่วยให้ผู้ใช้ประสบความสำเร็จในการจ่ายออกซิเจนอุตสาหกรรมต้นทุนต่ำสำหรับเตาหลอมเหล็กและเตาอาร์คไฟฟ้า นอกจากนี้ ผู้ผลิตเหล็กหลายรายได้นำ พีเอสเอ-ซีโอ และ โรงงาน H₂ ของ PKU Pioneer มาใช้เพื่อทำให้ก๊าซ CO บริสุทธิ์สูง (95-99.9%) และก๊าซ H₂ (สูงถึง 99.999%) จากก๊าซโรงงานเหล็กสำหรับการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์เคมีต่างๆ เช่น เอทิลีนไกลคอล กรดฟอร์มิก กรดอะซิติก อะซิติกแอนไฮไดรด์ บิวทานอล 1-ออกทานอล โพลีคาร์บอเนต โทลูอีนไดไอโซไซยาเนต (TDI) ไดเมทิลฟอร์มาไมด์ (DMF) และไดเมทิลคาร์บอเนต (DMC) ด้วยประสบการณ์ทางวิศวกรรมที่丰富และการสร้างสรรค์นวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง PKU Pioneer จะยังคงมีส่วนร่วมในการพัฒนาอย่างยั่งยืนและสีเขียวของอุตสาหกรรมเหล็กโลก