中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
記者 劉加軍 丁衛國 報道
6月15日，在山西晉南鋼鐵集團有限公司（以下簡稱晉南鋼鐵）旗下沃能化工的西門前，《中國冶金報》記者看到，一輛輛槽罐車魚貫而入，在裝車站加滿高品質LNG（液化天然氣）、聚酯級乙二醇產品后，緩緩駛出大門奔向全國各地……這看似平常的裝車場景，實際上是晉南鋼鐵踐行綠色發展、低碳發展的真實寫照之一。
圖為沃能化工LNG順利裝車出廠
圖為沃能化工LNG順利裝車出廠
沃能化工是晉南鋼鐵研發的全球鋼鐵行業首套利用焦爐煤氣和轉爐煤氣生產聚酯級乙二醇產品的高效、高價值、綠色減碳項目。該項目把用來燃燒或者發電的焦爐煤氣和轉爐煤氣，變成了化工產品和清潔燃料。
圖為沃能化工乙二醇聯產LNG項目
“近年來，晉南鋼鐵在國家推進碳達峰、碳中和的大背景下，深入貫徹落實新發展理念，聚焦‘六新’領域，以科技創新為驅動，以低碳發展為抓手，加快能源綠色轉型，推動企業高質量發展。堅持自主創新，使得我們既是碳減排的領跑者，又具有了領先的實力?！?晉南鋼鐵總裁張天福在接受采訪時對記者表示。
圖為晉南鋼鐵廠區
低碳先鋒：工藝變革敢為天下先
去年9月22日，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上鄭重宣布，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，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。
作為以碳為還原劑的長流程工業，我國鋼鐵行業的碳排放量占到全國總排放量的15%左右。顯而易見，鋼鐵行業首當其沖成為碳達峰和碳中和的重點關注行業。
“鋼鐵冶煉還是要靠碳為主，靠碳提供還原劑和熱量。即便是短流程煉鋼，電能也主要是來自于火力發電。我們就從傳統工藝入手，立足企業實際，既降低碳排放又實現高價值?！备懔?0年煉鐵的晉南鋼鐵執行總裁霍旭豐對記者介紹道。
來到沃能化工的中控室，產量、流量、壓力等各種數據實時顯示，有誰能夠想到，以上LNG（液化天然氣）、聚酯級乙二醇產品的原料均來自晉南鋼鐵煉鋼、焦化的綜合尾氣？
圖為沃能化工中控室
“我們本來是將焦爐煤氣用于發電，而且是采用全球效率最高的索拉機組。但是當我們得知某一研究機構有這項技術時，我們就花大價錢把它買了下來，并進行了再開發?！被粜褙S說。
晉南鋼鐵充分利用轉爐煤氣碳多氫少、焦爐煤氣碳少氫多的互補優勢，采用先進的化工分離、合成、精餾等技術，生產而成的高端化工產品乙二醇和清潔能源LNG（液化天然氣）。
“我們晉南鋼鐵這項工藝技術開創了國內外長流程鋼企煉鋼、焦化企業轉爐煤氣和焦爐煤氣綜合利用的先河，可以說是突破性、顛覆性創新?！睆執旄Ｗ院赖卣f。
據介紹，按該項目年產30萬噸乙二醇、15萬噸LNG（液化天然氣）計算，晉南鋼鐵每年可減少鋼鐵、焦化上游產業二氧化碳排放量60萬噸，減少氮氧化物排放量660噸，不僅實現了廢氣回收、變廢為寶、資源綜合利用，還對重塑產業生態和實現企業轉型升級起到了引領示范作用。
具體來說，沃能化工每生產1噸乙二醇，同時副產0.55噸LNG，約消耗3200標準立方米/小時焦爐氣和1500標準立方米/小時轉爐煤氣。若是用于發電，則這部分氣體可實現銷售收入2847.4元，創效683.4元，每立方米氣體產生的經濟效益折合為0.15元。
若是用于生產乙二醇，按照乙二醇市場平均價格4500元/噸，LNG市場平均價格2800元/噸計算，這部分氣體可以實現銷售收入6040元，效益1500元。每立方米氣體產生的經濟效益折合為0.32元，經濟效益及市場優勢明顯。
在節能方面，沃能化工采用焦爐煤氣和轉爐煤氣進行分質清潔利用生產乙二醇和LNG（液化天然氣），能量利用效率高出生產甲醇和合成氨20%~25%，較發電效率高2倍及以上。本裝置乙二醇的單位能耗折算標煤為1040.73公斤，優于現階段其他工藝的行業先進值1045公斤標煤。
“總體來看，晉南鋼鐵合理地利用原料資源，采用煤、焦、鋼、化一體化的聯合流程，不僅將能源利用和環境保護結合起來，而且將傳統的焦化工業、冶金工業與化學工業有機地結合起來，生產高端化工產品乙二醇和清潔能源LNG（液化天然氣），是新一代焦爐煤氣、轉爐煤氣綜合利用的好途徑?！被粜褙S認為。
“我們已經在實踐中蹚出了一條高價值利用、高水平減碳的新路子?！睆執旄Ｕf。
那么，如何在冶煉過程中更進一步減碳？這就需要從還原劑的替代上下功夫。
對于鋼鐵行業和企業來說，實現碳達峰和碳中和是一種責任和擔當，但是更是一種實際行動并體現在最終成果上?，F階段雖然國內寶武、河鋼、建龍重工等鋼鐵企業已嘗試開展了氫能冶煉等技術的研發示范，但總體上我國鋼鐵工業突破性低碳技術支撐能力仍顯不足，絕大多數仍停留在設計研發階段，尚未形成可工業化、規模化應用的創新低碳技術，需進一步加大工作力度，搶占全球鋼鐵產業低碳關鍵技術制高點。
圖為氫能煉鐵項目
走進晉南鋼鐵2號高爐平臺，記者看到高爐每一個風口都有兩個噴吹副管。
“這兩個管子，一個噴吹煤粉，一個噴吹氫氣。既充分利用了沃能化工的廢氫（含氫75%左右），又減碳，還提高了高爐利用系數?！被粜褙S對記者介紹說。
根據初試結果，噸鐵噴吹30立方米氫氣，可減少焦炭用量19公斤。按每立方米氫氣置換0.63公斤焦炭計算，噸鐵可減少二氧化碳排放量60公斤左右；按3座1860m3高爐計算，每年可減少焦炭用量15萬噸左右，每年減少二氧化碳排放量60萬噸左右。
眾所周知，從冶煉工藝來看，電爐鋼具有天然的低碳優勢。電爐煉鋼相比于轉爐煉鋼節省60%能源、40%新水，可減少排放廢氣86%、廢水76%、廢渣72%、固體排放物97%。
“但是從長流程轉爐工藝消耗廢鋼來說，本身更具有節能和成本優勢，因為是利用鐵水富余的熱量，實現負能煉鋼。我們晉南鋼鐵更是在高爐中加輕薄料廢鋼，大幅度降低了綜合燃料消耗，實現了減碳生產?！被粜褙S說。
霍旭豐拿出一份對標挖潛數據，記者看到：同樣爐型的高爐，晉南鋼鐵噸鐵加廢鋼30公斤，綜合燃料比要比其他企業同類高爐少30公斤~40公斤標煤。
“未來相當長一段時間，我國長流程為主導工藝流程的特征不會改變，碳排放總量的減少必須在工藝上進行大膽改革，需要有企業敢為天下先?！睆執旄娬{道。
綠色發展：美麗晉南永恒的底色
“鋼鐵多污染物超低排放控制等多項關鍵技術推廣應用，促進了空氣質量改善。”5月28日，習近平總書記在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會、中國科協第十次全國代表大會上發表重要講話時這樣說到。
“這其中，肯定是有我們晉南鋼鐵的貢獻?！睆執旄Ｕf。
據悉，晉南鋼鐵重點項目配套建設的環保設施，在項目設計階段就嚴格按照超低排放標準進行設計和施工，先后建成投用了第三代燒結活性炭脫硫脫硝、高爐煤氣精脫硫、煉鋼熱燜渣、環保智能化管控平臺等環保項目，全面構建鋼鐵、焦化、高端化工全循環全利用產業鏈條，推動區域經濟高質量高速度發展。
圖為晉南鋼鐵花園式廠區
走進晉南鋼鐵燒結活性炭脫硫脫硝監控大廳，巨大的電子顯示屏上二氧化硫、氮氧化物的排放實時反映。
“你看，那個二氧化硫是一條平滑的直線，在接近于零的位置，而超低排放的標準是35毫克；氮氧化物只要十幾個毫克，不足國家超低排放標準的一半。我們的廠區環境甚至比市區要好很多?！被粜褙S指給記者看。
晉南鋼鐵投資4億多元建成投用的第三代燒結活性炭脫硫脫硝項目，采用雙級活性炭凈化技術及裝備，有效實現了燒結煙氣多污染物深度協調治理和副產物的資源化綜合利用。該項目運行兩年來，經第三方監測，燒結機頭顆粒物含量小于8毫克/立方米、二氧化硫濃度幾乎為0、氮氧化物小于30毫克/立方米，所有出口污染物排放指標均達到并優于國家超低排放標準，副產物濃硫酸品質更是達到特級標準。
圖為燒結活性炭脫硫脫硝裝置
“該項目不僅成為全國建設周期最短、性能指標一流的燒結煙氣凈化項目，也是山西省首套燒結活性炭脫硫脫硝達到并優于超低排放標準的示范工程。”霍旭豐說。
此外，晉南鋼鐵投資4000萬元對2座220平方米燒結機進行燒結煙氣循環改造。工藝流程是將溫度較高，二噁英、氧氣、二氧化硫含量較高的風箱煙氣直接抽入循環管道，經過高效多管除塵器除塵后，與富氧燒結機機尾熱風混勻，進入燒結臺車面上循環密封罩內，再次通過料層參與到燒結過程中，最后被主抽風機抽回大煙道，進入脫硫脫硝系統處理。采用煙氣循環技術后，燒結礦質量提高，同時脫硫塔的脫硫效率提高，進入機頭除塵器及后續脫硫脫硝的廢氣量減少30%，直接減少脫硫脫硝運行負荷，活性炭消耗量降低5%，不僅減少了碳排放量，還提高了除塵效率。
圖為燒結煙氣循環改造項目
曾幾何時，高爐煤氣排放超標的難題一直困擾著鋼鐵企業。為了實現超低排放目標，晉南鋼鐵集團先行先試，在對現有的兩座1860立方米高爐生產流程充分研究和高爐氣組分詳細分析后，投資6000多萬元設計并建設高爐煤氣脫硫凈化系統，從煤氣源頭上進行集中脫硫凈化處理，然后分送至各用氣用戶，實現企業低耗、綠色、環保、高效發展。該項目集高爐煤氣管道脫硫、脫氯、防腐蝕，煤氣酸堿中和、清洗于一體，投用一年多來，脫硫效率達到85%~90%，脫硫后的煤氣總硫≤28毫克/標準立方米，為推進鋼鐵行業超低排放、改善區域環境質量、打贏藍天保衛戰貢獻了晉南鋼鐵力量。
圖為高爐煤氣精脫硫項裝置
與鋼鐵配套的焦化廠，目前晉南鋼鐵已完成焦爐煙氣脫硫脫硝、煙氣消白治理、焦爐地面除塵站升級改造、VOCs廢氣處理、廢水深度處理、無組織管控智能平臺等超低排放改造。
“我們現在不僅僅是脫硫脫硝，降低顆粒物的問題，在目前國標沒有要求的二噁英排放方面，我們也先行一步，將其大幅度降低300%以上。盡社會責任必須主動，必須敢吃螃蟹。”張天福說。
據悉，晉南鋼鐵通過配料改變、溫度改變以及工藝參數控制改變，將二噁英排放從0.6毫克/立方米大幅度降低到了0.2毫克/立方米。
此外，晉南鋼鐵投資7000余萬元對晉陽大道、廠區主干道路面進行了修復，對主干道兩側人行通道重新鋪設了道邊石，并開挖鋪設排水管網，設置雕塑景觀；對晉陽大道沿線及廠區綠化區域進行高標準打造，全面提高綠化質量和景觀效果，提升了企業形象，美化了園區環境。目前，集團廠區綠化面積150余萬平方米，綠化覆蓋率達到40%以上。
圖為晉南鋼鐵綠色廠區
“未來，我們還將在區域料場建設、產品結構轉型升級、綠色物流等方面進一步加大投入，將廠區變成4A級景區。”霍旭豐介紹。
截至今年5月底，我國已有16家鋼企通過了全流程超低排放評估監測公示，晉南鋼鐵位列其中。
“從落實總書記提出的目標來看，晉南鋼鐵不僅僅是達峰，而且已經在實踐中率先實現碳減排。更重要的是，我們對于先進技術敢為天下先，擁有完全自主知識產權。這意味著，我們不只是擁有行業領跑的位置，更具有領先的實力。”張天福最后強調說。
