首钢京唐尾气变身高蛋白饲料

钢铁企业的尾气经过加工能变废为宝,成为高附加值的燃料乙醇、天然气和高蛋白饲料。这不是天方夜谭,而是北京国企首钢在曹妃甸所属的新能源科技公司——首钢朗泽的创新技术。

记者近日从首钢京唐了解到,首钢朗泽工厂正在进行最后的设备调试,3月份即将正式通气投产。这个曹妃甸工业区的明星项目,利用首钢京唐的工业尾气通过生物发酵技术转化为清洁能源等,实现尾气资源的高效清洁利用,未来还将助力更多钢铁企业,为京津冀等更多地区的蓝天白云和治霾工作做出贡献。

钢厂尾气“浑身是宝”

来到位于首钢京唐内的首钢朗泽厂区,高耸的蒸馏塔和两排灰色的巨大发酵罐首先映入眼帘。寒冬中,首钢朗泽团队仍在忙碌着最后的调试工作。今年3月份,厂区将正式通气,这个酝酿了6年的科技创新技术,即将正式实现工业化应用。

“传统钢铁企业的工业尾气如何有效清洁转化,是世界钢铁工业的大难题。”首钢朗泽技术研发负责人晁伟博士介绍,一般来说,钢厂尾气都是以燃烧加热及发电为主,虽然也能资源化利用,但效率并不高。首钢朗泽的科技创新,是利用生物发酵技术将尾气直接转化为高附加值的清洁能源、农业饲料及化工产品,可以有效减少钢铁企业二氧化碳、颗粒物及氮氧化物的排放,对区域雾霾治理、保护生态环境起到积极作用。

在这个高科技厂区,钢铁尾气将经历一场奇幻之旅。经过预处理和发酵后,成为含有乙醇的发酵液,经过蒸馏脱水,转化为浓度为99.5%、符合国家标准的液体燃料乙醇;剩余发酵液经过蛋白提取,成为上佳的饲料,污水经过处理后将产生沼气,提纯后成为了压缩天然气。

促进“非钢”经济发展

记者了解到,为解决汽车尾气排放问题,目前全国有十余省市推广乙醇汽油。所谓乙醇汽油,就是符合国家标准的燃料乙醇,再和汽油混合,形成新的清洁能源,二者的混合比例一般是90%的汽油加上10%的乙醇。

据介绍,工业尾气制成了燃料乙醇,相比燃烧发电可以降低67%的颗粒物和氮氧化物排放,比直接燃烧二氧化碳减排近三成;燃料乙醇添加到汽油中,将显著降低颗粒物、碳氢化合物和氮氧化物等污染物排放。

作为全球首个商业化项目,3月份投产后,首钢朗泽一年将生产燃料乙醇4.6万吨,蛋白饲料7650万吨,压缩天然气330万立方米。燃料乙醇成品进入国家指定的E10封闭系统;蛋白饲料经国家核准后可销售给饲料生产企业;压缩天然气作为燃料,将“反哺”给首钢京唐公司。

从成本上来说,工业尾气制燃料乙醇相比粮食乙醇更经济。“拓宽燃料乙醇的原料渠道,符合能源产业‘不与人争粮,不与粮争地’的产业发展方向。”晁伟说,中国钢铁产量约8亿吨,利用一半的炼钢尾气资源每年可生产500万吨燃料乙醇,原料资源丰富,便于利用且收集成本低,产业规模潜力巨大,可以促进钢铁企业“非钢”经济发展。

前沿技术获世界认可

“只要尾气中有一氧化碳成分,我们就可以通过生化反应得出醇类物质。”技术人员说,这项工艺的应用范围很广,生物气、固体废弃物、生物质等更多领域也可以应用。90余名科研人员正在研发如何进一步提升工艺,以及如何处置更多来源的工业尾气。

让科研人员倍感骄傲的是,这项技术目前在世界上都是独一份儿,目前已获专利授权十余项,受到了国家、河北省及曹妃甸当地政府政策和资金支持。

“技术的核心在于微生物发酵工艺集成技术。”晁伟说,生物发酵技术由美国朗泽科技公司在实验室研发成功,并由首钢于2011年率先引进中国。美国科学家可以在实验室内把尾气转化为含有乙醇的发酵液,可是从实验室技术到工业化应用并不简单。

6年来,首钢朗泽的科研人员都憋着一股劲儿,天天守着中试装置,通过自主研发的集成技术,实现了美国科学家在实验室做不到的事儿。做实验需要大量人力物力财力的投入,首钢集团一直提供大力支持。就拿发酵罐来说,实验室的设备只是一个几升的小罐子,工业中可是7米直径的大罐子,技术应用到实际难度成量级增长。每个工业流程的衔接,更是世界上没人攻克的难题,但首钢朗泽团队坚持蹚出了一条路。

功夫不负有心人。历时6年,首钢朗泽团队终于完成了整套工艺的技术集成,并在曹妃甸率先建成全球首个商业化工厂。美国科学家们定期来曹妃甸观摩进度,他们都惊呆了:“项目推进得如此之快,首朗团队即保安全又讲质量,这就是‘中国速度’和‘首钢速度’,你们了不起!”

历经6年积淀,这项实验室技术终将开花结果,实现工业化应用。按照规划,到2025年,首钢朗泽预计燃料乙醇产能达到50万吨,每年可减少二氧化碳排放90万吨,颗粒物排放1450吨,氮氧化合物排放5450吨。目前,首钢朗泽已和包钢签署战略合作协议,并与多家钢铁企业洽谈合作,下一步计划在其钢厂附近开设新厂,帮助其资源化、环保化利用钢铁尾气。

记者 潘福达


 

责任编辑：辛欣