京文
鋼鐵行業(yè)碳減排對實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有關(guān)鍵意義，是實現(xiàn)我國“碳中和”承諾的重要主戰(zhàn)場。其中，“二氧化碳捕集”被認(rèn)為是實現(xiàn)深度碳減排的關(guān)鍵技術(shù)之一。但這一技術(shù)在鋼鐵行業(yè)大規(guī)模推廣應(yīng)用的過程中，仍存在高昂的投資和運營成本等障礙。
緊盯“雙碳”戰(zhàn)略
開發(fā)新一代碳捕集技術(shù)
圍繞鋼鐵行業(yè)巨長、低成本碳減排需求，中冶京誠工程技術(shù)有限公司（以下簡稱中冶京誠）聚力攻堅。中冶京誠通過研究發(fā)現(xiàn)，盡管當(dāng)前許多二氧化碳捕集項目展示了技術(shù)的可行性，但項目運行的成本仍居高不下，捕集過程還會帶來額外能耗，進而影響整體工藝能效。在實踐中，中冶京誠細(xì)致分析當(dāng)前減碳技術(shù)主要面臨的經(jīng)濟成本、技術(shù)成熟度及規(guī)模化應(yīng)用等挑戰(zhàn)，考慮可以使用吸附劑、膜材料等新型的捕集材料，同時改進現(xiàn)有的化學(xué)吸收法，進而降低二氧化碳捕集的成本和能耗、提高捕集效率，確保經(jīng)濟性和可行性。
中冶京誠聚焦適用于冶金行業(yè)的二氧化碳捕集與利用技術(shù)，針對化學(xué)吸收法存在的吸收能耗大、吸收劑抗氧化性差、易降解變質(zhì)、腐蝕性強等技術(shù)難題開展研究攻關(guān)。最終，中冶京誠開發(fā)出以兩相吸收劑為主吸收劑的新一代二氧化碳捕集技術(shù)。
三大創(chuàng)新亮點
重塑碳捕集技術(shù)優(yōu)勢
開發(fā)“新型吸收劑”，突破再生能耗技術(shù)瓶頸。中冶京誠開發(fā)了基于低能耗、低腐蝕性、高解吸率的相變捕集溶劑。該吸收劑具有黏度小、沸點高的物理性質(zhì)，同時兼顧二氧化碳高吸收效率和解吸效率的化學(xué)性質(zhì)。該吸收劑吸收二氧化碳以后，可自驅(qū)動濃縮分層形成富液以及無需額外能耗的貧液，降低富液水含量，從而降低進入再生塔的總液量，減少再生塔尺寸，降低再生能耗。該吸收劑與傳統(tǒng)MEA捕集溶劑相比，二氧化碳的吸收能力提高30%以上，再生能耗降低20%以上。
“級間冷卻+余熱梯級利用”，創(chuàng)新集成新型節(jié)能工藝。針對反應(yīng)設(shè)備成本高、低溫低壓余熱難以利用的技術(shù)問題，中冶京誠搭建高性能塔器、節(jié)能設(shè)備，實現(xiàn)多級捕集工藝系統(tǒng)耦合；構(gòu)建高效熱傳質(zhì)體系，強化熱、質(zhì)傳遞過程；通過改進吸收系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，強化傳熱傳質(zhì)；增大吸收劑負(fù)荷，降低吸收劑的循環(huán)吸收溶液量，實現(xiàn)了煙氣二氧化碳高效率、低能耗捕集吸收。
“捕集率”90% ，打造行業(yè)首個中試裝置。目前，中冶京誠打造的千噸級二氧化碳捕集與液化提純中試裝置已建成投產(chǎn)，是相變吸收技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的首次應(yīng)用。該裝置經(jīng)過3個月連續(xù)運行，二氧化碳捕集率可穩(wěn)定在90%以上，捕集平均再生能耗約2.1GJ/t二氧化碳，比傳統(tǒng)MEA吸收法降低45%左右；捕集后的二氧化碳能夠“變廢為寶”，通過中壓壓縮、吸附、液化和精餾技術(shù)，產(chǎn)出食品級液體二氧化碳。該技術(shù)在實現(xiàn)碳減排的同時，將二氧化碳資源化，產(chǎn)生了經(jīng)濟效益，更具有現(xiàn)實操作性。該技術(shù)還可應(yīng)用于鋼鐵工業(yè)中的高爐、加熱爐、石灰窯等區(qū)域產(chǎn)生的煙氣和燃煤鍋爐煙氣捕集。
布局“CCUS”
領(lǐng)航綠色鋼鐵新征程
二氧化碳捕集與液化提純中試項目旨在貫徹落實國家“雙碳”重大戰(zhàn)略決策，深入推進鋼鐵行業(yè)環(huán)保降碳技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建原創(chuàng)技術(shù)策源地。中冶京誠通過對千噸級二氧化碳捕集與液化提純中試裝置的工業(yè)試驗進行能耗、碳減排和技術(shù)經(jīng)濟性評價，有利于對二氧化碳捕集共性技術(shù)以及先進設(shè)備進行科學(xué)驗證，進一步推動二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，為鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展探索有效途徑。
展望未來，中冶京誠將繼續(xù)堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，深耕鋼鐵行業(yè)環(huán)保降碳技術(shù)。中冶京誠還將積極布局CCUS（碳捕集、利用與封存技術(shù)）領(lǐng)域，不斷探索冶金行業(yè)二氧化碳資源化利用的新途徑，以高附加值碳基材料、化工利用、新型固碳建筑材料等為重點發(fā)展方向，為創(chuàng)造經(jīng)濟價值、推動技術(shù)商業(yè)化做出更大貢獻。
圖為中冶京誠二氧化碳捕集與液化技術(shù)示范工程現(xiàn)場。 （中冶京誠 供圖）
《中國冶金報》（2025年01月14日 05版五版）
