第07版:产业经济
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强强联合推动钢铁与城市共融共生
 
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3上一篇 2020年7月21日 放大 缩小 默认        

强强联合推动钢铁与城市共融共生
中冶长天活性炭烟气净化技术助力宝武集团绿色发展
宝钢一二烧结整合大修改造项目活性炭烟气净化工程
 

钢铁冶金工业是加快我国工业化进程、推动国民经济又好又快发展的重要支柱产业。但同时其工业规模大、产能高,造成的巨大资源消耗与生态环境影响也不容忽视。要实现行业可持续发展,必须加快推进环保升级,与城市共融共生发展。

中国宝武钢铁集团有限公司(下称“宝武集团”)作为全球一流的钢铁企业,在推动和引领我国钢铁绿色发展方面一直走在行业前列。中冶长天国际工程有限责任公司(下称“中冶长天”)作为国内冶金铁前(烧结球团)领域的排头兵,自宝钢、武钢诞生以来就承担了两大钢铁基地所有烧结工程的设计建设,为其提供最新、最先进、最可靠的绿色钢铁工程技术服务。

作为合作伙伴,中冶长天不仅联合宝钢、清华大学共同开发了具有自主知识产权的活性炭烟气多污染物协同治理技术,并依托此技术接连承担了宝钢本部、宝钢湛江、武钢本部等一系列烧结烟气净化工程的改造建设,为宝武集团的节能减排和打赢蓝天保卫战提供了强有力的技术支持。

携手攻关行业难题 贡献大气治理新思路

钢铁工业是烟气排放的大户,其中烧结烟气因其污染物成分复杂,一直是钢铁烟气治理的难点。中冶长天早在上个世纪90年代就已经开始了钢铁烟气治理技术的研究,到本世纪初先后开发了钙法、氨法、镁法等脱硫技术并成功应用于工程实践中。

2008年以来,中冶长天成立专门研发团队致力于攻克多污染物协同治理这一世界性难题。依托国家863课题“工业炉窑烟气排放控制技术”的研究,与清华大学、宝钢集团通力合作,开展了实验室研究和小试试验,完成了脱硫脱硝脱二噁英的机理研究、催化剂的研究以及工艺流程的研究,获得了重大理论突破。

在此基础上,积极进行半工业化应用试验,在宝钢本部建设了一套活性炭烟气净化中试装置,进行系统全面的研究开发。经过一年多努力取得了大量可靠运行数据,为工程化应用提供和积累了宝贵数据及经验。通过实验室、小试到中试的全过程研究,一举突破并掌握了高效脱硫脱硝活性炭配方研制、活性炭再生活化、多点喷氨、多层吸附等关键技术,形成了具有自主完全知识产权的活性炭烟气多污染物协同治理技术及装备,为最终的工业化成功应用打下了坚实基础。

首次工业化应用 让“绿色梦想”照进现实

2014年,宝钢全面启动了湛江钢铁新基地的建设。新基地在规划之初就确定了建设世界一流绿色钢厂的理念,实施最严苛的环保标准。针对烧结烟气的治理难题,宝钢湛江决定采用中冶长天自主研发的活性炭法烟气净化技术来进行集中治理。

对中冶长天来说,这既是挑战,更是机会。如果活性炭烟气净化技术能在湛钢成功实现工业化应用,将会在全国形成良好的示范效应,对技术的推广和应用将起到极大推动作用。

面对挑战,中冶长天设计团队针对湛江钢铁的工艺条件精心设计,对工艺流程、工艺参数、系统控制逻辑关系反复推敲。同时在满足和保证设计质量的前提下,不断进行创新优化,让设计更科学、细节更完美。在核心设备方面,充分利用ANSIS分析、仿真分析、三维设计等现代设计手段,与试验验证及先进制造工艺方法相结合,不断试制、试验、完善、优化,直到拿出性能品质优良的产品。

现场精确安装也是一项艰巨的任务。这一结构复杂的装置由几十万条大小不同、总长50多公里的焊缝和上千个部件组成。一旦安装不到位,有任何漏点或是存在滞料死角,都将给系统稳定运行带来极大的隐患。项目建设团队始终按照一流的标准严格把关,如果不达标即便装上了,也要拆掉重新更换,确保工程万无一失。

在各方共同努力下,经过一年多的精心设计和施工,一期工程于 2015年12月顺利投产。经过连续几个月的稳定运行和性能考核证明,此技术装置各项排放指标达到国际领先水平,实现了多污染物的协同治理,无有害副产物外排。附产品硫酸质量优良,活性炭粉末可作高炉燃料使用,实现了资源高效利用。投资约为国外同类装置的60%,运行成本低。主机同步率几乎达到100%,作业率高。

项目成功投入运行,标志着国内自主研发的活性炭烧结烟气多污染物协同治理技术首次工业化应用取得了圆满成功,开创了钢铁烟气治理的新篇章,宝钢湛江实现了“湛江蓝”的承诺。

全面应用深得信赖 助力宝武打造绿色梦工厂

湛江钢铁基地烟气净化项目的顺利进行,让宝钢对活性炭烟气净化技术充满信心。项目还未正式投产,宝钢就决定在本部大修改造3台600平米烧结机上使用此技术。在宝钢的热土上,中冶长天用心打造着一个个烟气净化精品工程,全力助力宝钢打造绿色钢铁梦工厂。

2015年5月,中冶长天承接宝钢三烧结大修改造烟气净化工程,为其改造后的600平方米烧结机配套建设烟气净化装置。此项目首创两级吸附技术方案,实现了烟气多污染物深度协同治理和副产物资源化综合利用。项目于2017年3月全面通过考核验收,各项指标处于国内领先水平,烧结同步作业率达到100%,二氧化硫脱除率接近100%,氮氧化物脱除率达到90%,实现超低排放,创造了当时烧结烟气净化指标的最好水平,标志着宝钢烧结工序的清洁生产、绿色制造又达到了新高度。

继三烧结活性炭法烟气净化项目后,宝钢又启动了一二烧结整合大修改造工程。同样采用两级吸附塔串联工艺同时,在三烧装置基础上,对吸附塔、解析塔做了优化设计,系统更加安全稳定。同时增加了一套自主开发的活性炭自动卸料系统,可进一步减少运营工作量。项目总体运行效果超过了宝钢三烧活性炭法烟气净化项目。

此后,公司又连续承担了武钢四烧、宝钢湛江三高炉系统烧结工程烟气净化等项目。其中宝钢湛江项目采用中冶长天率先提出的活性炭+低温SCR烟气净化工艺新方案,这是一种全新的烟气净化工艺,充分利用了活性炭法对二氧化硫高效吸附及SCR对氮氧化物高效还原的叠加优势,进一步降低总的投资成本。通过一级吸附塔烟气净化,可使烟气中的二氧化硫和粉尘排放浓度均低于10毫克/立方米,为低温SCR提供保障。项目采用的180℃SCR反应器是烧结SCR反应器中温度最低的,技术难度非常大。项目预计于今年投产,投产后烧结烟气各项污染物排放指标将全面优于国家超低排放标准。中冶长天目前在中国科协、金属学会的支持下,正与国内相关单位通力合作,开发超低温(110℃~150℃)SCR催化剂,力求进一步降低脱硫脱硝运行成本。

宝武是中国钢铁工业发展的一面旗帜,活性炭烟气多污染物协同治理技术在宝武集团的成功应用,为宝武集团走上绿色发展道路开辟了新的途径。凭借此技术,中冶长天成功入选《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录依托单位》名单,位列大气污染防治类首位。此技术还荣获了中国钢铁工业协会、中国金属学会冶金科学技术一等奖,并申请了100多项专利,其中一项成果荣获第21届中国专利银奖。

目前,活性炭烟气多污染物协同治理技术及装备已得到行业内广泛认可,市场前景广阔。除宝武集团外,中冶长天还陆续承接了安阳钢铁、河北永洋、河北普阳、金鼎重工、山西晋南等单位一系列活性炭烟气治理项目和超低排放项目,成功实现了从特别排放限值到超低排放的跨越,并将继续致力于大气污染治理技术的研究,以技术创新为引领,不断推动钢铁与城市共融共生、绿色发展。

刘丽丽 周勤悦

 
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