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随着钢铁行业纳入碳交易的日益临近,作为最难降碳的行业——钢铁行业的双碳研究引发钢铁行业内外的高度关注。国内外钢铁企业及研究机构针对钢铁行业应用CCUS技术的可行性,开展了大量的探索性的研究。包括CO2捕集材料的合成、CO2捕集工艺优化和CO2利用工艺开发等,但目前仍面临着CO2捕集能耗高、特别是规模化CO2消纳途径缺乏等问题。 宝武八钢在欧冶炉及400m级高炉上进行了碳循环工业化试验,在综合比较溶液吸收法与固体吸附法的效益之后,选择了以醇胺溶液(NCMA)为吸收剂的溶液吸收法捕集煤气中的CO2。宝武八钢欧冶炉碳循环工业化试验中,解吸气CO2纯度达到95.4%,脱碳系统的核心溶液浓度循环稳定在45.7%左右,运行效果良好。 整体而言,钢铁行业CCUS技术还处在研发与试验阶段,尚未实现大规模工业化应用。相比于CCUS技术应用相对成熟的石化和电力行业,钢铁行业碳排放具有鲜明的多点源特征,即碳排放源分布在钢铁生产流程的各个环节。钢铁企业的碳排放主要来源于煤气,最终以烟气的形式排放。其中煤气包括焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气和竖炉煤气。烟气包括焦炉烟气、石灰窑烟气、烧结烟气、热风炉烟气、轧钢加热炉烟气和自备电厂烟气等。钢铁企业煤气中高炉煤气的气量最大,CO2总含量最高,占比达70%以上。根据国内外典型钢铁企业的碳素流分析,中冶赛迪范学峰等认为:钢铁企业烟气碳排放强度顺序为:自备电厂烟气~热风炉烟气>轧钢加热炉烟气~烧结烟气~焦炉烟气。由此可见,抓住了高炉煤气以及自备电厂烟气~热风炉烟气的碳捕集、碳利用,就等于是抓住了长流程钢铁企业碳排放的牛鼻子。
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