钢铁行业绿色转型新突破:烧结烟气 CO 催化氧化技术引领变革
发布时间:2025-06-03 11:03:07
在钢铁行业迈向绿色转型的关键时期,“烧结烟气 CO 催化氧化协同减污降碳” 这一创新技术成为行业焦点。宝武环科、宝武水务大气治理事业部(欣创环保)牵头,携手宝钢股份、马钢有限、北京华电光大,其研发的该技术取得重大进展,在宝钢股份、马钢有限等基地持续稳定运行超 8 个月,烧结烟气 CO 催化氧化效率达 80% 以上。
环保驱动:从末端治理迈向能源再生的变革之路
“伴随国家污染防治工作的深入开展,治理要求愈发精细。CO 作为《环境空气质量标准》规定的六项基本污染物之一,多地已对其排放设限,如唐山、邯郸等地先后划定排放浓度红线,河北省于 2025 年 4 月出台地方标准。在环保意识高涨的当下,限制 CO 排放成为必然趋势。” 大气事业部总经理陈活虎指着实时监测数据说道。烧结烟气中的 CO 约占钢厂排放的 70%,直接排放既增加环境负担,又造成能源浪费。在 “蓝天指标” 与 “双碳目标” 双重压力下,突破 CO 末端治理技术迫在眉睫。
早年,大气事业部技术团队在实践中发现问题:为满足脱硝温度,烧结机需燃烧大量高炉煤气补热,而排放的 CO 热值是煤气的 4 倍,却未得到有效利用。“这就如同守着宝藏却仍受穷。” 陈活虎形象地描述行业痛点。2022 年,凭借丰富经验和平台优势,大气事业部提前布局,启动烧结烟气协同减污降碳技术专项攻关,目标是将 CO 资源化利用,通过催化氧化转化为 CO₂,用反应热替代煤气补热,实现污染物治理与能耗降低协同发展 。
技术攻坚:“四重抗硫” 打破催化剂失活困境
“催化剂的抗硫、抗水及寿命稳定性曾是工业化应用的巨大阻碍。” 大气事业部副总工程师李红星谈及研发艰难。烧结烟气成分复杂、波动大、含水率高,还有二氧化硫等污染物,严重影响催化剂活性稳定性,传统催化剂几小时就会失活。这就像要在恶劣环境中保持鲜花鲜活,既要抗硫抗水,又要应对温度大幅波动。
面对挑战,大气事业部创新采用 “筑巢引凤” 策略,联合多家科研院所和专业环保企业组成研发团队。设立三个子课题,围绕实验室核心配方、中试应用等展开攻关。
无数个日夜,实验室灯光见证着努力。历经三年多无数次配方试验,研发团队构建 “多元核心、原位保护、载体稳定、助剂促进” 四重核心配方体系,保障了催化剂的高效活性与稳定性。
为开发适用技术,研发团队将实验室阶段的 CO 氧化催化剂推向工业中试,在马钢有限 1 号烧结机、宝钢股份宝山基地四烧结机搭建中试平台,配备完善设备,提供真实试验环境。
在马钢有限 1 号烧结机旁,蓝色催化装置改变着减排逻辑:入口 4000ppm 的 CO 浓度,经催化剂模块后降至 2000ppm 以下,脱除效率 50%,释放热量替代煤气补热,系统升温约 20℃。宝钢股份宝山基地四号烧结机的二代装置,CO 脱除效率高达 80%,热量完全替代煤气补热,系统升温超 40℃。
“系统已稳定运行超 8 个月,效果出色。期间历经多次试验,催化剂对工况变化适应性良好,寿命稳定。” 李丰回忆,去年定修重启,系统数小时内从冷态升至 280℃,CO 脱除效率迅速恢复,催化剂效率稳定在 50% 以上。
中试平台成果显著,实现了烧结烟气 CO 高效治理与节能降碳深度融合。以 360m² 烧结机为例,应用该技术后,一年可减排 5 万吨 CO,节约高炉煤气超 1 亿立方米,相当于减碳 8 万吨,节省成本超 2000 万元。
模式创新:节能共享加速绿色转型步伐
在湖北鄂钢,集装箱式移动测试装置格外醒目。这些装置已在鄂钢、重钢等基地开展测试,CO 氧化效率达 80%。
“技术突破要转化为商业模式创新。” 大气事业部副总经理倪建东介绍,企业推出 “节能效益分享” 模式:大气事业部投资建设催化系统,通过 BOO 等模式与钢企分享 8 - 10 元 / 吨烧结矿的节能收益,投资回收期缩至 2 年以内。
为推动技术商用,大气事业部打造 “移动测试平台 + 定制化服务” 体系,如同 “技术集装箱”,72 小时内完成现场检测、方案设计、效益测算。该模式适配不同脱硫工艺,缩短复制推广周期。目前,移动测试装置已运往多地,鄂钢 2 号烧结机商业测试 4 月开启,运行良好,效率约 80%。
在 “双碳” 战略推进的关键阶段,该技术意义重大。环境方面,全面应用可助力钢铁行业年减排 3000 万吨 CO₂当量;经济层面,宝武全推广年节约能源成本超 10 亿元。更重要的是,为中国工业探索出 “治理即增效” 的创新之路。
“绿色应是工业高质量发展的底色。” 陈活虎表示,企业正研发新一代催化剂,结合智慧控制系统实现污染物与碳排放协同优化。随着 “双碳” 战略深入,这场绿色革命将重塑中国钢铁的全球竞争力。