2月9日,《北京日報》京津冀版面頭條刊登文章《首鋼京唐尾氣變身高蛋白飼料》,講述了首鋼運用新技術,將鋼鐵尾氣經過加工變廢為寶的故事。現全文轉載,以饗讀者。記者 潘福達。
首鋼朗澤首個商業化工廠正在進行最后的設備調試,3月份即將正式通氣投產。鋼鐵企業的尾氣經過加工能變廢為寶,成為高附加值的燃料乙醇、天然氣和高蛋白飼料。這不是天方夜譚,而是北京國企首鋼在曹妃甸所屬的新能源科技公司——首鋼朗澤的創新技術。
記者近日從首鋼京唐了解到,首鋼朗澤工廠正在進行最后的設備調試,3月份即將正式通氣投產。這個曹妃甸工業區的明星項目,利用首鋼京唐的工業尾氣通過生物發酵技術轉化為清潔能源等,實現尾氣資源的高效清潔利用,未來還將助力更多鋼鐵企業,為京津冀等更多地區的藍天白云和治霾工作做出貢獻。
鋼廠尾氣“渾身是寶”
來到位于首鋼京唐內的首鋼朗澤廠區,高聳的蒸餾塔和兩排灰色的巨大發酵罐首先映入眼簾。寒冬中,首鋼朗澤團隊仍在忙碌著最后的調試工作。今年3月份,廠區將正式通氣,這個醞釀了6年的科技創新技術,即將正式實現工業化應用。
“傳統鋼鐵企業的工業尾氣如何有效清潔轉化,是世界鋼鐵工業的大難題。”首鋼朗澤技術研發負責人晁偉博士介紹,一般來說,鋼廠尾氣都是以燃燒加熱及發電為主,雖然也能資源化利用,但效率并不高。首鋼朗澤的科技創新,是利用生物發酵技術將尾氣直接轉化為高附加值的清潔能源、農業飼料及化工產品,可以有效減少鋼鐵企業二氧化碳、顆粒物及氮氧化物的排放,對區域霧霾治理、保護生態環境起到積極作用。
在這個高科技廠區,鋼鐵尾氣將經歷一場奇幻之旅。經過預處理和發酵后,成為含有乙醇的發酵液,經過蒸餾脫水,轉化為濃度為99.5%、符合國家標準的液體燃料乙醇;剩余發酵液經過蛋白提取,成為上佳的飼料,污水經過處理后將產生沼氣,提純后成為了壓縮天然氣。
促進“非鋼”經濟發展
記者了解到,為解決汽車尾氣排放問題,目前全國有十余省市推廣乙醇汽油。所謂乙醇汽油,就是符合國家標準的燃料乙醇,再和汽油混合,形成新的清潔能源,二者的混合比例一般是90%的汽油加上10%的乙醇。
據介紹,工業尾氣制成了燃料乙醇,相比燃燒發電可以降低67%的顆粒物和氮氧化物排放,比直接燃燒二氧化碳減排近三成;燃料乙醇添加到汽油中,將顯著降低顆粒物、碳氫化合物和氮氧化物等污染物排放。
作為全球首個商業化項目,3月份投產后,首鋼朗澤一年將生產燃料乙醇4.6萬噸,蛋白飼料7650萬噸,壓縮天然氣330萬立方米。燃料乙醇成品進入國家指定的E10封閉系統;蛋白飼料經國家核準后可銷售給飼料生產企業;壓縮天然氣作為燃料,將“反哺”給首鋼京唐公司。
從成本上來說,工業尾氣制燃料乙醇相比糧食乙醇更經濟。“拓寬燃料乙醇的原料渠道,符合能源產業‘不與人爭糧,不與糧爭地’的產業發展方向。”晁偉說,中國鋼鐵產量約8億噸,利用一半的煉鋼尾氣資源每年可生產500萬噸燃料乙醇,原料資源豐富,便于利用且收集成本低,產業規模潛力巨大,可以促進鋼鐵企業“非鋼”經濟發展。
前沿技術獲世界認可
“只要尾氣中有一氧化碳成分,我們就可以通過生化反應得出醇類物質。”技術人員說,這項工藝的應用范圍很廣,生物氣、固體廢棄物、生物質等更多領域也可以應用。90余名科研人員正在研發如何進一步提升工藝,以及如何處置更多來源的工業尾氣。
讓科研人員倍感驕傲的是,這項技術目前在世界上都是獨一份兒,目前已獲專利授權十余項,受到了國家、河北省及曹妃甸當地政府政策和資金支持。
“技術的核心在于微生物發酵工藝集成技術。”晁偉說,生物發酵技術由美國朗澤科技公司在實驗室研發成功,并由首鋼于2011年率先引進中國。美國科學家可以在實驗室內把尾氣轉化為含有乙醇的發酵液,可是從實驗室技術到工業化應用并不簡單。
6年來,首鋼朗澤的科研人員都憋著一股勁兒,天天守著中試裝置,通過自主研發的集成技術,實現了美國科學家在實驗室做不到的事兒。做實驗需要大量人力物力財力的投入,首鋼集團一直提供大力支持。就拿發酵罐來說,實驗室的設備只是一個幾升的小罐子,工業中可是7米直徑的大罐子,技術應用到實際難度成量級增長。每個工業流程的銜接,更是世界上沒人攻克的難題,但首鋼朗澤團隊堅持蹚出了一條路。
功夫不負有心人。歷時6年,首鋼朗澤團隊終于完成了整套工藝的技術集成,并在曹妃甸率先建成全球首個商業化工廠。美國科學家們定期來曹妃甸觀摩進度,他們都驚呆了:“項目推進得如此之快,首朗團隊即保安全又講質量,這就是‘中國速度’和‘首鋼速度’,你們了不起!”
歷經6年積淀,這項實驗室技術終將開花結果,實現工業化應用。按照規劃,到2025年,首鋼朗澤預計燃料乙醇產能達到50萬噸,每年可減少二氧化碳排放90萬噸,顆粒物排放1450噸,氮氧化合物排放5450噸。目前,首鋼朗澤已和包鋼簽署戰略合作協議,并與多家鋼鐵企業洽談合作,下一步計劃在其鋼廠附近開設新廠,幫助其資源化、環保化利用鋼鐵尾氣。