“三类技术”助力钢铁行业减污降碳协同发展

　　钢铁行业是我国国民经济的重要基础产业，同时也是能源消耗高密集型行业，其碳排放总量占到了全国碳排放总量的15%左右。在双碳背景下，钢铁行业脱碳面临巨大压力，节能降碳责任重大、任务艰巨。中国科学院过程工程研究所朱廷钰研究员认为在碳中和背景下钢铁行业减污降碳可以从以下三类技术入手，实现钢铁行业减污降碳协同发展。

　　(1) 绿色低碳冶炼技术

　　高炉是污-碳排放的重点工序、其能效利用有待提升，污染物排放总量亟待削减。而诸如高炉炉顶均压煤气全回收技术可对燃料提效利用、高炉炉料结构优化技术则可通过原燃料调整来降低污染物排放总量，都正在行业内全面推广。此外，最难但最有潜力的则是高炉煤气精脱硫技术，高炉煤气是钢铁生产能源结构的重要组成部分，目前常通过燃烧后烟气净化实现超低排放，而实施精脱硫进行源头减排，可避免建设分散的末端治理设施，具有显著环境经济效益。高炉煤气精脱硫技术难点是羰基硫水解催化剂寿命问题，是目前公认的超低排放卡脖子技术。

　　(2) 减污协同降碳技术

　　通对现有超低排放技术体系进行优化，对生产过程中的余热充分回收利用，并将污染物控制技术与生产深度融合。以超低排放处理的重点工序烧结、球团为例，烧结烟气选择性循环技术、烧结烟气CO氧化耦合SCR脱硝技术、球团烟气嵌入式脱硝技术等，都展示出了一定的应用前景。

　　u 烧结烟气选择性循环技术是基于现有超低排放技术更多是通过提升脱除效率来实现污染物排放浓度降低，通过削减烟气量达到污染物总量减排目的。烧结机排放烟气是由20多个风箱组成的，不同风箱烟气排放特征存在显著差异，通过对复杂燃烧过程中多污染物迁移转化规律及复杂热工制度下多物理场热量传输机制的解析，选择温度高、污染物富集的特征烟气参与循环，在保证烧结矿质量的前提下，能够实现烟气量和污染物总量减排30%以上。

　　u 烧结烟气CO氧化耦合SCR脱硝技术是基于烧结烟气排烟温度较低，与传统SCR脱硝催化剂适用窗口不匹配。烧结烟气氮氧化物超低排放70%以上均采用SCR脱硝，需要设置热风炉，通过燃烧大量高炉煤气对烟气进行补热。烧结烟气本身含有大量CO，如果能够利用其燃烧产生的化学能，就可以替代高炉煤气为中低温SCR脱硝补热，节省高炉煤气用量的同时，实现CO2减排，目前解决催化剂的抗硫中毒能力是科研攻关的难点。

　　u 球团烟气嵌入式脱硝技术则是利用球团生产过程中合适的温度窗口来脱硝。以链篦机-回转窑为例，其排放烟气经冷却-焙烧-预热-干燥等多个温度区间，其中预热-干燥段烟气温度(300~500℃)与SCR脱硝所需温度区间基本吻合。因此结合球团生产热工制度，采用嵌入式SCR脱硝技术，将彻底规避热风炉烟气再生及GGH换热系统，实现末端治理前移、环保-生产深度融合，运行能耗和费用都实现大幅降低。

　　(3) CCUS深度脱碳技术

　　CCUS是钢铁等难减排行业深度脱碳的必要解决方案。钢铁行业CO2排放呈现出多点源排放，各工序排放烟气、产生煤气的CO2浓度、温度差异显著。而针对不同特征，有机胺液相吸收、分子筛变压吸附技术均有应用场景。CO2利用技术中，需与钢铁行业本身的耦合，钢渣矿化、合成化学品、转炉炼钢过程资源化利用等均具有较高潜力。而在CO2封存方面，环渤海地区、西南地区等地与排放源匹配较好，具有较大地质利用与封存潜力。