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浦项降低碳排放的技术措施

日期:2017年9月29日

碳排放情况

浦项钢铁公司拥有浦项厂和光阳厂,其温室气体主要产自钢铁生产过程。2015年,浦项二氧化碳产生量是7234万吨,相比2014年的7524万吨下降3.9%。2015年,浦项粗钢产量3797万吨,相比2014年的3765万吨增加0.9%。由此计算,2015年浦项吨钢二氧化碳排放量是1.91吨,相比2014年的2吨下降4.5%,在2007-2009年,其吨钢二氧化碳排放量是2.20吨。浦项二氧化碳排放强度之所以下降,主要归功于浦项内部实施排放交易计划,通过技术手段持续减少能源消耗的结果。另外,通过应用高强钢等产品,在社会实现的间接减排作用也很明显。2015年,浦项通过扩大具有能源效率钢材的应用减排二氧化碳576万吨,例如高强钢能使车辆更轻,从而提高汽车燃油效率,低铁损的电工钢能提高电机和变压器能效。另外,高炉渣作为替代水泥的环境友好型产品,可以降低二氧化碳排放769万吨。

提高能效路线图

浦项通过技术手段提高能效,降低二氧化碳排放主要分为三个阶段:第一阶段(1999-2008年)主要是投资大型热回收设备,积累节能技术,该阶段投资1.43万亿韩元;第二阶段(2009-2015年)主要是在中小节能项目上投资,开创智能工业技术;第三阶段(2016-2020年)是将独有的能源创新性技术实现商业化应用。后两个阶段要再投资7500亿韩元(2010-2020年)。由于韩国国内和国际上有关碳排放的相关规定呈现加严趋势,浦项正计划通过提高现有废热回收设备的效率,例如CDQ、TRT等,以及在中小工厂应用新技术等措施进行减排。目前浦项正计划引进最新的能源回收技术,以回收电炉、热轧加热炉和新的FINEX工艺炉余热。随着现有商业化技术对能效的提升已经达到一定限度,浦项将加快中长期能源创新技术的开发。浦项的目标是通过持续自主开发,到2020年将独创的能源技术实现商业化,例如以回收未利用的中低温余热的卡林那循环发电技术。

主要节能措施

副产煤气利用。钢铁生产过程中排放的大多数气体,例如高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、FINEX煤气等已经实现回收利用。浦项厂和光阳厂通过能源回收设备例如CDQ、TRT和LNG联合循环发电设备所提供的电量占其总用电量的63%。浦项厂2013年和2014年分别有两座煤气联合循环发电设备投产,目前仍在运行,虽然节能,但是燃料供应并不顺利。为将低热值的高炉煤气作为燃料,浦项开发了一项技术,用具有高热值的焦炉煤气和FINEX煤气作为辅助燃料,从而保证燃气具有一定的热值。提高加热炉燃烧效率。近年来,浦项通过标准化管理,改进管道结构,使散热最小化,改进过程控制,改进氧枪喷头技术等提高加热炉效率。2015年,浦项对热轧厂、炼钢厂和线材厂所有19座炉子进行了诊断。智能工厂。智能电网融合了电网和新一代信息技术,使电厂和消费者可以实现互通。通过实时信息交换,使能效进行优化。2015年,浦项开发了一个模型,在特定条件和设备的历史数据下,能够分析运行数据和质量缺陷。下一步浦项将基于物联网,在2017年建造一个智能工厂。节能型照明系统。浦项厂和光阳厂对线材厂的照明系统安装了远程定时装置,只在需要的时候自动开启照明系统,此举每年为浦项节约9亿韩元。2015年,浦项和光阳厂将16万支灯换成LED灯,2016年计划再安装6万多个。带直接加热模型烧嘴的脉冲燃烧技术。2012年以来,浦项成功开发了脉冲燃烧技术以减少燃烧设备氮氧化物产生量,提高燃烧效率。这项技术提高了热传递和效率,减少燃料消费3%,减少氮氧化物排放30%以上。2014年,浦项在炼铁厂和炼钢厂完成了应用测试,2015-2016年将对线材厂的加热炉进行测试。

原创技术的开发

氨水捕集煤气中二氧化碳的技术。浦项正在开发利用氨水吸附和分离高炉煤气中二氧化碳的技术。钢厂产生的中低温余热作为使二氧化碳循环的一种能源,使以较低的成本分离二氧化碳成为可能。2015年底,浦项完成了试验厂的工艺优化,完成每年捕集二氧化碳30万吨的商业化设备的设计。该技术将被应用在电站。所有捕集的二氧化碳将被用于焊接、农业和干冰生产。通过变压吸附法分离煤气中一氧化碳和二氧化碳的技术。低碳炼铁技术和废气利用是钢铁工业应对气候变暖的关键。2011年以来,浦项一直在开发理想的分离工艺和吸附剂,以通过变压吸附法(PSA)分离煤气中的一氧化碳和二氧化碳。浦项在该项目的第一阶段建立了一个1Nm3/小时的试验设备,试验结果是一氧化碳纯度达到99%以上。2015年,浦项为优化分离工艺,对所开发的一种吸附剂进行了测试,并开发了数字化模型。基于卡林那循环的中低温余热发电。中低温余热发电是通过利用中低温余热资源(100-300℃)发电的技术。浦项从2011年起就进行了卡林那系统的开发。2013年,浦项在光阳厂5号烧结机上安装了一台试验用卡林那系统,目前通过性能优化完成了600kW标准模数,并对长期运行进行了评估。2016年,浦项将投资用于开发电力消耗最小化的工程技术和达到兆瓦级的大型化设备,以及将这一系统首次应用到韩国地热电站项目。采用熔融盐作为传热介质的余热回收技术。虽然加热炉产生的热具有丰富的能量,但是由于技术和经济原因,中低温热流的回收并不成功。浦项正在开发采用熔融盐作为传热介质的余热回收技术。熔融盐作为热媒,关键的一点是其在高温下性能稳定。根据温度水平可以选择不同的熔融盐,最高温度可达到1000℃,由于沸点高,所以不需要高压系统。特别是,如果将熔融盐用于非连续热源生产蒸汽,其蓄热能力使连续生产成为可能,不需要一个独立的蒸汽储存设备,这是该技术的关键。2015年,浦项对热交换器进行设计,并进行仿真研究。2016年,浦项将继续在非连续热源,例如电炉方面进行研究。

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