钢铁行业碳减排对实现“双碳”目标具有关键意义，是实现我国“碳中和”承诺的重要主战场。其中，“二氧化碳捕集”被认为是实现深度碳减排的关键技术之一。但这一技术在大规模推广应用的过程中，仍存在高昂的投资和运营成本等障碍。
紧盯“双碳”战略 开发新一代碳捕集技术
围绕钢铁行业巨量、低成本碳减排需求，中冶京诚工程技术有限公司（以下简称“中冶京诚”）聚力攻坚。通过研究发现，尽管当前许多二氧化碳捕集项目展示了技术的可行性，但项目运行的成本效益仍居高不下。捕集过程还会带来额外能耗，进而影响整体工艺能效。在实践中，中冶京诚细致分析当前减碳技术主要面临的经济成本、技术成熟度及规模化应用等挑战，考虑可以使用吸附剂、膜材料等新型的捕集材料，同时改进现有的化学吸收法，进而降低二氧化碳捕集的成本和能耗、提高捕集效率，确保经济性和可行性。聚焦适用于冶金行业的二氧化碳捕集与利用技术，针对化学吸收法存在的吸收能耗大、吸收剂抗氧化性差、易降解变质、腐蚀性强等技术难题开展研究攻关，最终，中冶京诚开发出以两相吸收剂为主吸收剂的新型二氧化碳捕集技术。
构建“新型吸收剂” 突破再生能耗技术瓶颈
中冶京诚开发了基于低能耗、低腐蚀性、高解吸率的相变捕集溶剂，该吸收剂具有粘度小，沸点高的物理性质，同时兼顾二氧化碳高吸收效率和解吸效率的化学性质。该吸收剂吸收二氧化碳以后，可自驱动浓缩分层形成富液以及无需额外能耗的贫液，降低富液水含量。从而降低进入再生塔的总液量，减少再生塔尺寸，降低再生能耗。与传统MEA捕集溶剂相比，二氧化碳的吸收能力提高30%以上，再生能耗降低20%以上。
“级间冷却+余热梯级利用” 创新集成新型节能工艺
针对反应设备成本高、低温低压余热难以利用的技术问题，中冶京诚搭建高性能塔器、节能设备，实现多级捕集工艺系统耦合。构建高效热传质体系，强化热、质传递过程。通过改进吸收系统内部结构，强化传热传质。增大吸收剂负荷，降低吸收剂的循环吸收溶液量，实现了烟气二氧化碳高效率、低能耗捕集吸收。
“捕集率”90% 打造行业首个中试装置
目前，中冶京诚打造的千吨级二氧化碳捕集与液化提纯中试装置已建成投产，是相变吸收技术在钢铁行业的首次应用。经过连续运行3个月，二氧化碳捕集率可稳定在90%以上，捕集平均再生能耗为～2.1GJ/t二氧化碳，比传统MEA吸收法降低45%左右。捕集后的二氧化碳能够“变废为宝”，通过中压压缩、吸附、液化和精馏技术，产出食品级液体二氧化碳。在实现碳减排的同时，将二氧化碳资源化，产生经济效益，更具有现实操作性。该技术可应用于钢铁工业中的高炉、加热炉、石灰窑等区域产生的烟气和燃煤锅炉烟气。
布局“CCUS” 推动行业绿色低碳发展
这一项目旨在贯彻落实国家“双碳”重大战略决策，深入推进钢铁行业环保降碳技术创新，构建原创技术策源地。通过对千吨级的工业试验进行能耗、碳减排和技术经济性评价，有利于对二氧化碳捕集共性技术以及先进设备进行科学验证，进一步推动二氧化碳捕集、利用与封存技术大规模工业应用，为钢铁行业绿色低碳发展探索有效途径。展望未来，中冶京诚将继续坚持创新驱动发展战略，深耕钢铁行业环保降碳技术。积极布局CCUS领域，不断探索冶金行业二氧化碳资源化利用的新途径，以高附加值碳基材料、化工利用、新型固碳建筑材料等为重点发展方向，为创造经济价值、推动技术商业化做出更大贡献。
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