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《中國冶金報》:中冶賽迪引領鋼鐵行業綠色低碳高質量發展

時間:2021/5/31 來源: 中冶賽迪集團

環境污染和氣候變化是21世紀人類社會面臨的嚴重挑戰,是深刻影響各國經濟社會發展的重大全球性問題。隨著《巴黎協議》的正式生效以及歐盟綠色新政的通過,未來一段時期如何實現溫室氣體中和,已成為社會的焦點。2020年9月,習近平總書記在第七十五屆聯合國大會上鄭重承諾:中國“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”。習近平也多次強調,應對氣候變化不是別人要我們做,而是我們自己要做,是我國可持續發展的內在要求,是推動構建人類命運共同體的責任擔當。

鋼鐵行業是我國碳排放量最高的制造業,推動鋼鐵行業低碳發展,是每個鋼鐵生態圈企業義不容辭的責任。中冶賽迪作為鋼鐵工程技術領軍企業,中冶集團打造冶金建設國家隊的領跑者,步步緊跟黨和國家決策部署,認真貫徹新發展理念,以創新驅動為引擎,站在鋼鐵系統全流程的角度,開展綠色低碳新技術研發和產業協同攻關,以核心技術的自立自強,引領自主創新的鋼鐵冶金綠色低碳之路,努力構建新時期綠色低碳發展新格局。

高端咨詢引領,構建綠色低碳整體解決方案

以高端咨詢為引領的系統化整體解決方案是中冶賽迪的獨特優勢。中冶賽迪圍繞“物質流”、“鐵素流”、“能量流”、“排放流”、“信息流”等要素成本,以系統性的解決方案,幫助鋼廠提高運營效率,降低能源消耗,減少污染物和二氧化碳排放,已經為國內外三十余家大中型鋼鐵企業提供了咨詢服務,涉及鋼鐵產能近2億噸。

企業碳達峰及降碳技術路徑評價模型

企業碳達峰及降碳技術路徑評價模型包括碳達峰碳中和技術庫、成本控制模塊、碳排放核算分析模塊。以中冶賽迪自主開發的碳達峰碳中和技術庫為基礎,根據企業提出的發展目標和降碳需求,分析碳達峰及降碳不同組合技術路徑情景。針對不同技術路徑情景,在成本控制模塊和碳排放核算模塊分別進行成本和碳排放量計算,以降碳目標約束和成本最優為目標,為企業推薦最可行的碳達峰碳中和路徑圖和重點低碳減排工程。

低碳清潔生產診斷咨詢技術

中冶賽迪具備鋼鐵工業全流程、全工序低碳清潔生產技術診斷咨詢技術,建立了鋼鐵行業碳達峰及降碳技術路徑評價模型、碳達峰碳中和技術庫、污染物排放流模型、超低排放評估及咨詢業務體系,能為企業提供碳達峰及降碳規劃設計、超低排放評估、A類企業咨詢、清潔生產全流程診斷等咨詢服務,根據企業降碳減污需求制定成本最優、技術可行的咨詢方案,助力企業完成碳達峰碳中和路線圖并提供重點低碳減排工程建議。公司已經為國內外三十余家大中型鋼鐵企業提供了咨詢服務,涉及鋼鐵產能近2億噸,在能耗方面最高降低噸鋼綜合能耗達34kgce/t,在污染物排放上為鋼廠滿足超低排放標準提供診斷和解決方案。

賽迪智碳分析軟件

中冶賽迪自主開發的該軟件可同時實現數據處理、核查核算、統計分析、預測預警等功能,從而為鋼鐵企業實施碳管理提供有效的信息化工具。系統測試結果表明,系統對企業當年度的碳排放預測值與第三方核查得到年度排放結果誤差在1%以內,能夠輔助企業進行準確的、滿足國家要求的碳排放核算及報告,并且為年度碳排放量的預測提供方法支撐。同時,該分析軟件可一鍵式生成報表,符合國家現階段對鋼鐵企業碳排放數據報送要求,實現對不同工序、排放源及減排潛力的分析,目前已在重慶鋼鐵等企業得到成功應用。

鋼鐵企業碳排放感知管控平臺

以融合鋼鐵行業生產工藝和環境監控的大數據平臺為基礎,打造具有智慧分析、智能處理特色的鋼鐵企業碳排放感知管控平臺,實時精準掌握鋼鐵企業碳排放全生命周期數據,推廣應用低碳工藝,有效支撐碳排放交易。

工藝創新源頭減量,打造極致低碳鋼廠

中冶賽迪從“十三五”時期開始布局低碳冶煉技術,并開展新工藝新流程研究,在高爐大型化、全氧高爐富氫噴吹、煤氣循環、氣基非高爐煉鐵、綠色高效電弧爐煉鋼等綠色低碳方面形成了一大批核心技術和產品。

氫基豎爐直接還原工藝

中冶賽迪長期持續開展低碳冶煉新技術研發及關鍵核心技術攻關,目前已形成了低碳富氫氧氣高爐、氫基豎爐等低碳冶煉核心產品,具備工業應用條件。

在氫基豎爐直接還原工藝領域,中冶賽迪開發了具有自主知識產權的以天然氣、焦爐煤氣、頁巖氣、煤層氣等化石能源類富氫介質為條件的CSH豎爐直接還原生產DRI技術,具備開展相關工程設計和建設的綜合能力。該工藝采用富氫氣體作為能源和還原劑,含鐵爐料一般為球團礦,工藝流程主要由原料氣轉化、還原豎爐、頂煤氣循環等核心系統組成,并預留未來綠氫能源接口。相比傳統高爐工藝,可減少50%以上的噸鐵碳排放量,遠期可實現90%以上減碳效益,是鋼鐵工業綠色低碳氫冶金應用技術的重要組成。

綠色智能電弧爐工藝技術及裝備

在國家科技重大支撐計劃支持下,中冶賽迪圍繞節能降耗、高效生產、綠色環保、智能、裝備可靠核心理念,開發了具有自主知識產權的全密閉階梯進料型綠色智能電弧爐產品,實現了不開蓋冶煉、廢鋼預熱和廢鋼連續加料,提高了冶煉效率。采用全廢鋼冶煉時,可比傳統電弧爐降低電耗25%,降低電極消耗40%,CO2排放量可比高爐長流程降低60%,是鋼鐵行業大幅減碳降碳的重要手段。

多學科集成,系統優化提高能源利用效率

 中冶賽迪發揮多學科、多專業集成優勢,致力于實現節能減排目標和鋼鐵企業的可持續發展。

智慧能源管理系統

將傳統冶金能源工藝與工業互聯網平臺、大數據及智能算法等深度融合,研發形成多層級能效分析及優化、能耗瓶頸診斷、多維度能耗分析等關鍵技術,具備煤氣潮流實時計算及分析、煤氣管網運行診斷、煤氣潮流事件預演等功能,實現能源與主工序生產耦合、能源介質調度協同優化,企業能源效率得到大幅度提升。

高爐煤氣干法脫硫技術

中冶賽迪獨立自主開發的高爐煤氣干法脫硫技術及裝備,采用的技術路線為:高爐煤氣除塵系統→中溫轉化→中溫脫硫→余壓發電→管網,具有阻損小、溫降小、全干法等特點,可在TRT/BPRT之前高壓端實現高爐煤氣的集中脫硫治理,對于煤氣余能回收、提高熱值具有顯著效果。與濕法脫硫相比,干法脫硫后煤氣于熱風爐燃燒風溫可提高50~80 ℃,帶來熱風爐用戶節焦增益約4~6 kg/tFe,具有顯著的減碳效果。

轉爐煤氣中低溫余熱回收技術

采用粗除塵器和中低溫余熱鍋爐對轉爐煤氣進行降溫除塵,在回收轉爐煤氣中低溫余熱的同時實現減排,進一步提高余熱回收水平,降低系統能耗。通過回收轉爐煤氣中低溫余熱,可以新增蒸汽回收量60kg/t鋼,折合標煤5.18kg/t鋼,目前轉爐工序能耗為-12kg/t鋼,可以進一步降至-17.18kg/t鋼。余熱回收產生的蒸汽壓力波動在1.2-4.2MPa,產生的蒸汽若采用飽和蒸汽發電,余熱回收發電量可以提升6kwh/t鋼。以國內年產鋼水量10億噸計算,采用該項技術后,預期年可新增發電量60億kW·h,折算年節約標煤約198萬噸(每KWh折合標煤330g),年減排CO2 約493.6萬噸(每kg標煤折合減排2.493kgCO2)。

加熱爐高效組合式余熱梯級回收技術

通過整合水梁立柱汽化冷卻技術(ECS)、高效空煤氣預熱技術(ARS)、煙氣余熱鍋爐技術(WHB)以及余熱蒸汽發電技術四個工藝階段,從源頭廢熱產生、余熱余能回收再利用、廢氣達標排放多環節服務于全工藝生產流程,由此形成工藝主體良性循環,大幅提升能源綜合利用效率,降低工業廢氣的產生,提供節能、環保、減碳的綜合解決方案。該技術先后成功運用于邯鋼、寶武集團、臺塑越南河靜鋼鐵等項目。以一個年產500萬噸鋼鐵企業計算,采用該技術年可以節省約2.3萬噸標準煤,年減少碳排放約5.73萬噸。

微過熱蓄熱器

蓄熱器適用于煉鋼余熱回收系統,是鋼鐵工業余熱回收利用的關鍵裝備,中冶賽迪自主開發了具有知識產權的微過熱蓄熱器和球型蓄熱器系列化產品。微過熱蓄熱器利用蓄熱器自身的壓力變化和進出口蒸汽焓差,將蓄熱器排出的低壓飽和蒸汽變成過熱蒸汽,設備出口蒸汽過熱度達到10℃~20℃,提高蒸汽品質,提升余熱回收蒸汽在抽真空、飽和蒸汽發電及蒸汽管網中的輸送效率。采用中冶賽迪自主開發的微過熱蓄熱器,煉鋼車間蒸汽供精煉RH/VD/VOD使用,可以節省蒸汽用量15%左右。以國內500萬噸精煉鋼產量為例可以實現年減排CO2約0.4萬噸。

高性能飛輪儲能中壓UPS

基于物理儲能的飛輪儲能技術,具有綠色環保無污染、使用壽命長等優點,是助力實現“碳中和、碳達峰”的重要裝備。中冶賽迪創新研發的高性能飛輪儲能中壓UPS產品效率高達98%,將供電可靠性提升至99.9999%,可應用在芯片廠、大型數據中心等對電能質量和供電可靠性有極高要求的場合,為其提供卓越電能保護,減少由于電壓驟降或停電造成工藝設備故障而引起的經濟損失,具有廣闊的應用前景。產品在成都格羅方德芯片廠首次實現10kV 16MW工程應用,填補了國內外空白,為芯片安全生產保駕護航。

冶金工業高壓變頻調速關鍵技術

中冶賽迪基于對冶金工藝流程的深刻理解,開發了冶金工業高壓變頻調速關鍵技術,形成MVC1200系列高壓變頻器產品,技術成果整體達到國際先進水平,入選“中冶集團十大核心技術定型產品”。該產品充分集成了熱軋除鱗、轉爐除塵等冶金工藝控制技術,通過變頻調速運行策略的優化減少了能源浪費、提高了生產效率。該產品節能減排效果顯著,已實現累計裝機500MW,減少CO2排放300多萬噸。

風光儲氫一體化解決方案

中冶賽迪創新應用綠色能源核心技術,積極打造風光儲氫一體化解決方案,緊扣鋼鐵行業場景特點,以綠色優先、協調互濟為原則,因地制宜打造以風力發電、光伏發電、儲能和可再生能源制氫等新能源為主體的“綠電工廠”,優化企業能源結構,降低企業用電成本,助力企業和地方主動完成綠電消納指標,為鋼鐵行業全氫冶金提供綠色氫源,促進企業節能減排。

強化末端治理,全方位提高綠色低碳水平

中冶賽迪狠抓末端排放的回收和治理,助力工業與自然和諧共生,全方位提高綠色低碳水平。

高溫熔渣顯熱高效回收技術

將冶煉過程中的高溫液態熔渣,通過轉杯;@得直徑在2~5mm之間的顆粒,凝固后的顆粒送到自流床余熱鍋爐內,與水進行熱交換產生高溫蒸汽,實現顯熱高效回收,同時在該過程中通過有效的換熱強度和效率保證渣粒的非晶態含量,實現了高溫液態熔渣顯熱高效回收和資源化利用,消除水沖渣帶來的環境污染和能源、資源浪費等問題。按照2020年高爐渣產量3.02億噸、60%的顯熱回收率計算,該技術每年可節能1094.4萬噸標煤,減排SO2 9.3萬噸、NOx 8.1萬噸、粉塵151.02萬噸、CO2 2867.37萬噸。

轉底爐高效處置含鐵固廢綠色技術

中冶賽迪自主開發的轉底爐高效處置含鐵固廢綠色技術,能夠將含鐵含鋅塵泥中的鐵和鋅分離后分別回收,回收的鋅粉可作為優質含鋅產品外售,回收的鐵素可作為高爐冶煉的優質原料,生產過程中產生的蒸汽也可以作為優質能源回收利用。以年處理能力為20萬噸的轉底爐固廢處理線為例,相比高爐長流程煉鐵,轉底爐技術年減排CO2約13.2萬噸,實現含鐵塵泥固廢資源再利用的同時,推動行業碳減排。

鋼鐵企業水系統集中智慧管控平臺

實現對鋼鐵企業水系統從“取水制備-供給輸送-循環利用-廢水排放-處理回用”等全流程的系統化智能管理,打破了原有各工藝單元水系統之間的數據孤島,實現鋼鐵企業現有用水及水處理系統數據集中統一管理,勞動效率提高近30%,系統運行效率提升約20%,噸鋼耗水量降低約7%,目前已在寶武湛江鋼鐵等應用。實現了廢水零排放。

進入新發展階段,中冶賽迪將積極踐行新發展理念,服務構建新發展格局,繼續以創新驅動為引擎,引領中國鋼鐵工業智能化、綠色化、低碳化、高效化發展,為制造業高質量發展做出新的貢獻!

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