中国金属学会于2024年8月14日～17日在包头召开“2024年全国冶金能源环保生产技术会暨冶金绿色低碳高端论坛”。会议围绕“科学减污节能降碳，高效协同绿色发展”主题，重点关注绿色低碳、降本增效、富氧燃烧、精脱硫、碳捕集利用、减污节能以及降低环保运行成本等方面的技术、工艺和装备进行交流和探讨。北大先锋作为钢铁行业的气体分离技术优质供应商，紧密关注钢铁行业绿色发展，并在本次大会作题为《高炉低成本富氧、煤气净化及高值利用的产业化探索》的技术报告。

图：北大先锋环保业务总监张伊做技术报告

目前钢铁产品供需矛盾突出，钢材价格持续低位，部分品种甚至呈现“白热化”内卷式竞争，行业利润同比下降，出现量、价、利齐下降的局面。在新形势下，钢铁企业面临狠抓节能降耗，对标挖潜、降本增效的普遍问题，思考研究满足标准要求下如何降低生产成本及环保运行成本，显得尤为重要。对此，北大先锋环保业务总监张伊在技术报告中提出了三方面的节能、减排、降碳解决方案。

一、 节能方向：高炉富氧

我国变压吸附（VPSA）制氧技术在近20年来走过了一个快速发展时期，是全球变压吸附制氧技术应用最为广泛的国家。20年前的VPSA制氧技术只能满足1000m³/h用氧规模，在技术不断迭代的当下，北大先锋变压吸附制氧设备能够稳定支持8万至10万m³/h用氧场景，此类超大规模制氧设备已在多家钢铁企业实现应用。

除了高炉富氧，轧钢加热炉的富氧及全氧燃烧升级也是近年来的行业热点。变压吸附制氧比较适用于加热炉，尤其是在用氧纯度不高、负荷调节需求大、低成本用氧需求高的生产环境。

对比传统空分制氧设备，变压吸附制氧的能耗、总体投资、运维成本都显著降低，为钢铁企业经济用氧、扩充产能、节能增效提供助力。

二、 减排方向：煤气精脱硫

高炉煤气、焦炉煤气精脱硫是为加强SO₂源头控制的政策要求，钢铁企业超低排放改造成为企业普遍关注的话题。以2022年北大先锋为包钢万腾两座1200高炉共计60万Nm³/h高炉煤气建设精脱硫系统为例，对精脱硫系统的入口硫含量进行实时监测，羰基硫含量约为120mg/Nm³；硫化氢含量约20mg/Nm³，经脱硫系统处理后，出口高炉煤气总硫含量小于 20mg/Nm³，且长时段稳定在10mg/Nm³以下。该精脱硫系统工艺路线特点为脱硫精度高，北大先锋自主研发的高效脱硫剂，可以达到8-11个月的较长使用周期。

三、 减碳方向：钢化联产

钢铁生产过程的副产煤气主要包括高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气，一般统称为钢铁煤气，其有效成分是一氧化碳、氢气和甲烷，现有利用途径主要是燃烧发电，低碳利用的核心是利用钢铁煤气的化工属性和还原属性，减少燃料属性的使用。目前国内钢铁煤气低碳利用的成功案例主要是利用其化工属性，即钢铁-化工联合生产，行业称为钢化联产。

石横特钢的精细化管理在钢铁行业广受认可，在全行业普遍遭遇利润下降甚至亏损的经济下行周期，石横特钢的吨钢效益仍能维持在200多元。2018年石横特钢钢化联产线正式投产，以转炉煤气为基础原料，通过钢厂尾气利用技术，转化为年产20万吨甲酸的生产原料，产品质量好、利润高，且年减少碳排放达32万吨，成为钢化联产的典型示范项目，吸引了较多钢铁企业前往厂区进行对标交流。

钢化联产作为钢铁企业循环经济耦合发展的新模式，为钢铁企业开辟了新的业务领域和投资渠道，不仅实现超低排放，还进一步控制二氧化硫和氮氧化物、粉尘排放，碳的减排效果十分显著。钢化联产是整合资源利用、降低一次能源消耗、减少污染排放的新型模式，是跨行业耦合、企业绿色发展、创造循环经济效益的可行思路。

专家认为，我国钢铁行业应以原燃料的绿色化为重点，源头、过程和末端同时发力，实现“三化”——从源头看，要实现原燃料的绿色化，包括清洁能源的使用，原料的提质升级；从过程看，要实现炉料结构和工艺流程的优化，包括新型炉料制备，电炉短流程、电解直接制铁等新流程；从末端看，要实现脱硫脱硝等二次固废处理利用的强化。

因此，不论是对上游高炉富氧炼铁的提质增效，还是对中游高炉煤气规划前端精脱硫，或是下游钢厂煤气提纯实现钢化联产，都是钢铁企业在双碳目标的任务背景下进行有效探索的可行路径。