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    《中国冶金报》:中冶赛迪引领钢铁行业绿色低碳高质量发展

    时间:2021/5/31 来源: 中冶赛迪集团

    环境污染和气候变化是21世纪人类社会面临的严重挑战,是深刻影响各国经济社会发展的重大全球性问题。随着《巴黎协议》的正式生效以及欧盟绿色新政的通过,未来一段时期如何实现温室气体中和,已成为社会的焦点。2020年9月,习近平总书记在第七十五届联合国大会上郑重承诺:中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。习近平也多次强调,应对气候变化不是别人要我们做,而是我们自己要做,是我国可持续发展的内在要求,是推动构建人类命运共同体的责任担当。

    钢铁行业是我国碳排放量最高的制造业,推动钢铁行业低碳发展,是每个钢铁生态圈企业义不容辞的责任。中冶赛迪作为钢铁工程技术领军企业,中冶集团打造冶金建设国家队的领跑者,步步紧跟党和国家决策部署,认真贯彻新发展理念,以创新驱动为引擎,站在钢铁系统全流程的角度,开展绿色低碳新技术研发和产业协同攻关,以核心技术的自立自强,引领自主创新的钢铁冶金绿色低碳之路,努力构建新时期绿色低碳发展新格局。

    高端咨询引领,构建绿色低碳整体解决方案

    以高端咨询为引领的系统化整体解决方案是中冶赛迪的独特优势。中冶赛迪围绕“物质流”、“铁素流”、“能量流”、“排放流”、“信息流”等要素成本,以系统性的解决方案,帮助钢厂提高运营效率,降低能源消耗,减少污染物和二氧化碳排放,已经为国内外三十余家大中型钢铁企业提供了咨询服务,涉及钢铁产能近2亿吨。

    企业碳达峰及降碳技术路径评价模型

    企业碳达峰及降碳技术路径评价模型包括碳达峰碳中和技术库、成本控制?、碳排放核算分析?。以中冶赛迪自主开发的碳达峰碳中和技术库为基础,根据企业提出的发展目标和降碳需求,分析碳达峰及降碳不同组合技术路径情景。针对不同技术路径情景,在成本控制?楹吞寂欧藕怂隳?榉直鸾谐杀竞吞寂欧帕考扑,以降碳目标约束和成本最优为目标,为企业推荐最可行的碳达峰碳中和路径图和重点低碳减排工程。

    低碳清洁生产诊断咨询技术

    中冶赛迪具备钢铁工业全流程、全工序低碳清洁生产技术诊断咨询技术,建立了钢铁行业碳达峰及降碳技术路径评价模型、碳达峰碳中和技术库、污染物排放流模型、超低排放评估及咨询业务体系,能为企业提供碳达峰及降碳规划设计、超低排放评估、A类企业咨询、清洁生产全流程诊断等咨询服务,根据企业降碳减污需求制定成本最优、技术可行的咨询方案,助力企业完成碳达峰碳中和路线图并提供重点低碳减排工程建议。公司已经为国内外三十余家大中型钢铁企业提供了咨询服务,涉及钢铁产能近2亿吨,在能耗方面最高降低吨钢综合能耗达34kgce/t,在污染物排放上为钢厂满足超低排放标准提供诊断和解决方案。

    赛迪智碳分析软件

    中冶赛迪自主开发的该软件可同时实现数据处理、核查核算、统计分析、预测预警等功能,从而为钢铁企业实施碳管理提供有效的信息化工具。系统测试结果表明,系统对企业当年度的碳排放预测值与第三方核查得到年度排放结果误差在1%以内,能够辅助企业进行准确的、满足国家要求的碳排放核算及报告,并且为年度碳排放量的预测提供方法支撑。同时,该分析软件可一键式生成报表,符合国家现阶段对钢铁企业碳排放数据报送要求,实现对不同工序、排放源及减排潜力的分析,目前已在重庆钢铁等企业得到成功应用。

    钢铁企业碳排放感知管控平台

    以融合钢铁行业生产工艺和环境监控的大数据平台为基础,打造具有智慧分析、智能处理特色的钢铁企业碳排放感知管控平台,实时精准掌握钢铁企业碳排放全生命周期数据,推广应用低碳工艺,有效支撑碳排放交易。

    工艺创新源头减量,打造极致低碳钢厂

    中冶赛迪从“十三五”时期开始布局低碳冶炼技术,并开展新工艺新流程研究,在高炉大型化、全氧高炉富氢喷吹、煤气循环、气基非高炉炼铁、绿色高效电弧炉炼钢等绿色低碳方面形成了一大批核心技术和产品。

    氢基竖炉直接还原工艺

    中冶赛迪长期持续开展低碳冶炼新技术研发及关键核心技术攻关,目前已形成了低碳富氢氧气高炉、氢基竖炉等低碳冶炼核心产品,具备工业应用条件。

    在氢基竖炉直接还原工艺领域,中冶赛迪开发了具有自主知识产权的以天然气、焦炉煤气、页岩气、煤层气等化石能源类富氢介质为条件的CSH竖炉直接还原生产DRI技术,具备开展相关工程设计和建设的综合能力。该工艺采用富氢气体作为能源和还原剂,含铁炉料一般为球团矿,工艺流程主要由原料气转化、还原竖炉、顶煤气循环等核心系统组成,并预留未来绿氢能源接口。相比传统高炉工艺,可减少50%以上的吨铁碳排放量,远期可实现90%以上减碳效益,是钢铁工业绿色低碳氢冶金应用技术的重要组成。

    绿色智能电弧炉工艺技术及装备

    在国家科技重大支撑计划支持下,中冶赛迪围绕节能降耗、高效生产、绿色环保、智能、装备可靠核心理念,开发了具有自主知识产权的全密闭阶梯进料型绿色智能电弧炉产品,实现了不开盖冶炼、废钢预热和废钢连续加料,提高了冶炼效率。采用全废钢冶炼时,可比传统电弧炉降低电耗25%,降低电极消耗40%,CO2排放量可比高炉长流程降低60%,是钢铁行业大幅减碳降碳的重要手段。

    多学科集成,系统优化提高能源利用效率

     中冶赛迪发挥多学科、多专业集成优势,致力于实现节能减排目标和钢铁企业的可持续发展。

    智慧能源管理系统

    将传统冶金能源工艺与工业互联网平台、大数据及智能算法等深度融合,研发形成多层级能效分析及优化、能耗瓶颈诊断、多维度能耗分析等关键技术,具备煤气潮流实时计算及分析、煤气管网运行诊断、煤气潮流事件预演等功能,实现能源与主工序生产耦合、能源介质调度协同优化,企业能源效率得到大幅度提升。

    高炉煤气干法脱硫技术

    中冶赛迪独立自主开发的高炉煤气干法脱硫技术及装备,采用的技术路线为:高炉煤气除尘系统→中温转化→中温脱硫→余压发电→管网,具有阻损小、温降小、全干法等特点,可在TRT/BPRT之前高压端实现高炉煤气的集中脱硫治理,对于煤气余能回收、提高热值具有显著效果。与湿法脱硫相比,干法脱硫后煤气于热风炉燃烧风温可提高50~80 ℃,带来热风炉用户节焦增益约4~6 kg/tFe,具有显著的减碳效果。

    转炉煤气中低温余热回收技术

    采用粗除尘器和中低温余热锅炉对转炉煤气进行降温除尘,在回收转炉煤气中低温余热的同时实现减排,进一步提高余热回收水平,降低系统能耗。通过回收转炉煤气中低温余热,可以新增蒸汽回收量60kg/t钢,折合标煤5.18kg/t钢,目前转炉工序能耗为-12kg/t钢,可以进一步降至-17.18kg/t钢。余热回收产生的蒸汽压力波动在1.2-4.2MPa,产生的蒸汽若采用饱和蒸汽发电,余热回收发电量可以提升6kwh/t钢。以国内年产钢水量10亿吨计算,采用该项技术后,预期年可新增发电量60亿kW·h,折算年节约标煤约198万吨(每KWh折合标煤330g),年减排CO2 约493.6万吨(每kg标煤折合减排2.493kgCO2)。

    加热炉高效组合式余热梯级回收技术

    通过整合水梁立柱汽化冷却技术(ECS)、高效空煤气预热技术(ARS)、烟气余热锅炉技术(WHB)以及余热蒸汽发电技术四个工艺阶段,从源头废热产生、余热余能回收再利用、废气达标排放多环节服务于全工艺生产流程,由此形成工艺主体良性循环,大幅提升能源综合利用效率,降低工业废气的产生,提供节能、环保、减碳的综合解决方案。该技术先后成功运用于邯钢、宝武集团、台塑越南河静钢铁等项目。以一个年产500万吨钢铁企业计算,采用该技术年可以节省约2.3万吨标准煤,年减少碳排放约5.73万吨。

    微过热蓄热器

    蓄热器适用于炼钢余热回收系统,是钢铁工业余热回收利用的关键装备,中冶赛迪自主开发了具有知识产权的微过热蓄热器和球型蓄热器系列化产品。微过热蓄热器利用蓄热器自身的压力变化和进出口蒸汽焓差,将蓄热器排出的低压饱和蒸汽变成过热蒸汽,设备出口蒸汽过热度达到10℃~20℃,提高蒸汽品质,提升余热回收蒸汽在抽真空、饱和蒸汽发电及蒸汽管网中的输送效率。采用中冶赛迪自主开发的微过热蓄热器,炼钢车间蒸汽供精炼RH/VD/VOD使用,可以节省蒸汽用量15%左右。以国内500万吨精炼钢产量为例可以实现年减排CO2约0.4万吨。

    高性能飞轮储能中压UPS

    基于物理储能的飞轮储能技术,具有绿色环保无污染、使用寿命长等优点,是助力实现“碳中和、碳达峰”的重要装备。中冶赛迪创新研发的高性能飞轮储能中压UPS产品效率高达98%,将供电可靠性提升至99.9999%,可应用在芯片厂、大型数据中心等对电能质量和供电可靠性有极高要求的场合,为其提供卓越电能;,减少由于电压骤降或停电造成工艺设备故障而引起的经济损失,具有广阔的应用前景。产品在成都格罗方德芯片厂首次实现10kV 16MW工程应用,填补了国内外空白,为芯片安全生产保驾护航。

    冶金工业高压变频调速关键技术

    中冶赛迪基于对冶金工艺流程的深刻理解,开发了冶金工业高压变频调速关键技术,形成MVC1200系列高压变频器产品,技术成果整体达到国际先进水平,入选“中冶集团十大核心技术定型产品”。该产品充分集成了热轧除鳞、转炉除尘等冶金工艺控制技术,通过变频调速运行策略的优化减少了能源浪费、提高了生产效率。该产品节能减排效果显著,已实现累计装机500MW,减少CO2排放300多万吨。

    风光储氢一体化解决方案

    中冶赛迪创新应用绿色能源核心技术,积极打造风光储氢一体化解决方案,紧扣钢铁行业场景特点,以绿色优先、协调互济为原则,因地制宜打造以风力发电、光伏发电、储能和可再生能源制氢等新能源为主体的“绿电工厂”,优化企业能源结构,降低企业用电成本,助力企业和地方主动完成绿电消纳指标,为钢铁行业全氢冶金提供绿色氢源,促进企业节能减排。

    强化末端治理,全方位提高绿色低碳水平

    中冶赛迪狠抓末端排放的回收和治理,助力工业与自然和谐共生,全方位提高绿色低碳水平。

    高温熔渣显热高效回收技术

    将冶炼过程中的高温液态熔渣,通过转杯;竦弥本对2~5mm之间的颗粒,凝固后的颗粒送到自流床余热锅炉内,与水进行热交换产生高温蒸汽,实现显热高效回收,同时在该过程中通过有效的换热强度和效率保证渣粒的非晶态含量,实现了高温液态熔渣显热高效回收和资源化利用,消除水冲渣带来的环境污染和能源、资源浪费等问题。按照2020年高炉渣产量3.02亿吨、60%的显热回收率计算,该技术每年可节能1094.4万吨标煤,减排SO2 9.3万吨、NOx 8.1万吨、粉尘151.02万吨、CO2 2867.37万吨。

    转底炉高效处置含铁固废绿色技术

    中冶赛迪自主开发的转底炉高效处置含铁固废绿色技术,能够将含铁含锌尘泥中的铁和锌分离后分别回收,回收的锌粉可作为优质含锌产品外售,回收的铁素可作为高炉冶炼的优质原料,生产过程中产生的蒸汽也可以作为优质能源回收利用。以年处理能力为20万吨的转底炉固废处理线为例,相比高炉长流程炼铁,转底炉技术年减排CO2约13.2万吨,实现含铁尘泥固废资源再利用的同时,推动行业碳减排。

    钢铁企业水系统集中智慧管控平台

    实现对钢铁企业水系统从“取水制备-供给输送-循环利用-废水排放-处理回用”等全流程的系统化智能管理,打破了原有各工艺单元水系统之间的数据孤岛,实现钢铁企业现有用水及水处理系统数据集中统一管理,劳动效率提高近30%,系统运行效率提升约20%,吨钢耗水量降低约7%,目前已在宝武湛江钢铁等应用。实现了废水零排放。

    进入新发展阶段,中冶赛迪将积极践行新发展理念,服务构建新发展格局,继续以创新驱动为引擎,引领中国钢铁工业智能化、绿色化、低碳化、高效化发展,为制造业高质量发展做出新的贡献!

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