“在国家双碳政策引领下，我们积极探索绿色低碳新路径，独创“钢-焦-化-氢”绿色工艺技术流程，致力打造国内极致能效绿色钢铁基地，争当中国近零碳钢铁企业先行者！”2023年9月，在北京召开的第六届华夏谷全球社会企业家生态论坛“对话500强企业&500年企业董事长”环节，晋南钢铁集团总裁张天福作上述表示。 晋南钢铁集团是“A级竞争力特强企业”“山西省氢能产业链‘链主’企业”“国家级环保绩效A级企业”“国家级工业互联网试点示范企业”“国家级绿色工厂”。近年来，集团以成为中国近零碳钢铁企业先行者为愿景，聚焦产业链建链延链补链强链，充分利用资源优势和能源应用场景，构建“钢-焦-化-氢”低碳绿色发展路线，全力推进钢化联产、氢能冶炼新工艺，大量应用光伏绿电等可再生资源，清洁运输全面使用氢能重卡，拓展氢能零碳物流平台，打造氢能产业集群。集团先后投运了400辆氢能重卡、50辆电动装载机，并配套建设了加氢站和零碳物流平台，助力企业实现零碳物流全场景覆盖。同时在厂内建设了120兆瓦分布式光伏发电项目，在厂外建设了300兆瓦光伏“新能源+储能”项目，进一步加快能源绿色转型，推动区域高质量发展。目前，集团超低排放、极致能效、绿色低碳、数字智能等多个领域走在行业前列。 钢化联产与氢能冶金协同降碳技术开发与生产应用钢化联产是指在生产钢铁产品的同时，利用高炉、转炉、焦炉产生的工业尾气作为资源，提取分离CO、H2气体，进而生产乙二醇等化工产品。钢化联产的核心是把“碳”由燃料转化为原料，由排放固化为产品，实现绿色、低碳、高效发展模式。降碳主要是将炼钢、焦化产生的转炉煤气、焦炉煤气等载碳能源输送到化工厂，用于生产LNG、乙二醇等载碳化工产品，从而实现化工固碳，同时输出富氢气体。富氢气体返回钢铁企业进行高炉富氢冶炼，降低高炉工序的焦炭消耗，从而实现钢铁、化工耦合协同降碳。 在国家“碳达峰、碳中和”背景下，晋南钢铁集团依托自身钢铁、焦化、化工的能源互补优势，率先在全国构建钢化联产和氢能冶金全闭环低碳产业链。利用焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气等载碳能源输送到化工厂，经过煤气精净化提纯分离LNG、CO和H2，催化合成乙二醇载碳化工产品，从而实现“以化固碳”。同时化工提纯氢气过程中输出富氢解析气，富氢解析气返回钢铁企业进行高炉富氢低碳冶炼，从源头上降低高炉工序的煤炭消耗从而实现“以氢代碳”。 ——构建焦炉煤气、转炉煤气氧化偶联法合成乙二醇新技术。集团根据焦炉煤气、转炉煤气多源煤气成分特点，结合煤气中CO和H2摩尔比例波动，创新性的提出了采用氧化偶联法生产乙二醇新技术，完成了同一企业的转炉煤气和焦炉煤气作为原料耦合制备乙二醇的集成工艺。构建了针对焦炉煤气、转炉煤气特点的梯级深度除杂，CO、H2分级净化串联式工艺流程，研究了CO合成草酸二甲酯催化反应和草酸二甲酯加氢合成乙二醇反应，形成了利用钢铁副产煤气生产乙二醇高附加值化工产品的利用新途径，实现了“以化固碳”。 ——形成转炉煤气新型除氧精脱硫及CO提纯技术。集团研发了焦炉煤气、转炉煤气“变温吸附（TSA）+低温水解脱硫+低温转化脱氧”的新型除氧精脱硫及CO提纯技术，并在钢化联产焦炉煤气与转炉煤气联合制备乙二醇项目进行了应用，脱硫后总硫含量＜0.1ppm，氧含量＜30ppm，H2含量＞99.9%，CO含量＞99.9%，达到乙二醇生产对煤气净化成分的要求。 ——开发高炉喷吹化工富氢气体低碳冶金技术。集团自主设计并建成了我国首套1860m3高炉大规模喷吹化工富氢气体工业化应用工程，开发了高炉喷氢“物理自保护+工艺自保护智能联锁+紧急自保护切断”的三重化智能安全控制技术，实现了长期稳定高效喷吹。开展了高炉喷氢冶炼炉况三维数值仿真模拟，形成了高炉喷氢操作优化控制技术，实现了富氢气体高效喷吹。吨铁喷吹30立方米氢气可置换12公斤焦炭，按集团铁水年产量750万吨核算，每年可减少焦炭消耗9.1万吨，减少二氧化碳排放28万吨。目前，集团已掌握并有效运用极致能效、富氢碳循环高炉等技术，实现减碳约30%。 ——形成钢化联产能源介质数字化集成管控技术。集团以钢铁焦炉煤气、转炉煤气联产乙二醇和液化天然气（LNG）为目标，实现了钢铁产业蒸汽、氮气等能源介质与化工生产的耦合匹配及智能化调度，化工生产废水、废料与钢铁生产的协同处置及利用，实现了钢化联产物料和能量平衡，物质流、能量流协同，有效减少了CO2排放量，取得了显著的CO2减排效果，达到了产业间耦合降本，协同降碳。 ——实现煤气提质增量和梯度利用。集团针对钢化联产工艺条件下，转炉煤气回收中存在的煤气回收量、煤气CO浓度“两低”的现状，进一步优化转炉操作，在国内率先开展了利用转炉汽化冷却烟道的高温余热，将煤粉中的碳和烟气中的CO2转化为CO的转炉煤气提质项目，不仅实现了转炉煤气的提质增效和增量回收，还实现了转炉工序系统的能量高效利用，该项目荣获2022年度临汾市“市长创新奖”。 晋南钢铁集团钢化联产和氢能冶金项目的实施，不仅取得了很好的经济效益，而且大幅度降低钢铁生产的碳排放，通过钢铁煤气制备化工产品“以化固碳”和化工副产氢气返回钢铁“以氢代碳”两种方式，提高钢铁煤气的利用价值，降低钢铁行业的碳排放。 “未来，我们将继续优化氢冶金相关技术，从富氢高炉工艺逐步转向氢基竖炉直接还原炼铁工艺，输出端大规模使用CCUS技术，通过不断增加绿色、减少碳排放，力争在2025年前实现“1吨钢1吨碳排放”目标，在2050年前成为全国领先的近零碳钢铁企业，成为全国极致能效绿色钢铁示范基地和全国CCUS技术应用示范基地。”晋南钢铁集团总裁张天福充满信心地说。
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