北京北大先鋒科技有限公司（北大先鋒）與衡陽華菱鋼管有限公司合作，采用北大先鋒專有技術，為華菱衡鋼建成世界上第一套高爐煤氣變壓吸附提純CO工業(yè)裝置，于2013年6月順利投產，這是我國乃至全球鋼鐵行業(yè)首次成功從高爐煤氣中大規(guī)模高效提純CO氣體。該項目自2012年開工以來就受到鋼鐵行業(yè)的普遍關注與高度重視，截至目前該套高爐煤氣提純裝置已平穩(wěn)運行超過120天，產品氣CO的純度、收率和成本等各項指標均優(yōu)于預期目標。

該項目的成功投產，標志著鋼鐵行業(yè)在高爐煤氣高效利用領域的關鍵技術取得了歷史性進展，對鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)高爐煤氣零排放、大幅度提高能源利用率和降低碳排放具有重大意義，將為推進我國鋼鐵產業(yè)良性發(fā)展做出巨大貢獻。

北大先鋒攻克技術難關

高爐煤氣是鋼鐵廠的副產氣，屬于二次能源，理論上具有較高的經濟價值，應將其合理回收利用，但在實際生產中，因高爐煤氣中N2含量高、熱值低（僅約3500kJ/Nm3）、燃燒效率低，所以一直無法高效利用，甚至頻頻出現(xiàn)高爐煤氣直接放散的現(xiàn)象。近年來，隨著碳減排壓力持續(xù)加大，企業(yè)生產經營成本不斷攀高，我國相關科研院所在鋼廠尾氣綜合利用方面傾注了大量精力，以充分挖掘鋼廠尾氣的利用價值。鋼鐵廠“三氣”（高爐氣、轉爐氣、焦爐氣）中，以高爐煤氣量最大，但進行有效利用的難度也最大，這主要是因為高爐煤氣中N2含量高達50%以上，而CO和N2沸點相近，從高爐煤氣中有效分離CO是一個世界性難題。如果攻克了這一技術難關，鋼鐵企業(yè)便可利用富集的CO氣體進行高效率燃燒，或用作高爐煉鐵的還原氣，以此提高高爐煤氣的利用價值并大幅度減少碳排放，此外還可將高爐氣中的CO富集到99%以上作為合成化工產品的原料，進一步提高高爐煤氣的附加值，為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經濟效益。

北大先鋒是北京大學直屬企業(yè)，與北京大學化學院合作建立了高效的技術研發(fā)平臺。北大先鋒以高效銅系CO吸附劑PU-1為核心的變壓吸附分離CO技術可從富含N2的混合氣中高效分離CO，產品氣CO的純度、收率和生產成本等技術指標達到世界領先水平。北大先鋒根據高爐煤氣的組成和特性，成功開發(fā)了高爐煤氣中各種雜質的單元凈化技術和針對性的成套分離工藝，全面攻克了高爐煤氣分離CO的技術難關。2012年，北大先鋒與華菱衡鋼達成合作協(xié)議，共同為華菱衡鋼設計建設高爐煤氣提純CO裝置，該裝置已于2013年6月初順利開車投產。

尾氣提純講求效益先行

華菱衡鋼位于湖南省衡陽市，由于衡陽處于天然氣管網末端，隨著工業(yè)的逐步發(fā)展，天然氣價格漲聲不斷，供應緊缺程度日益嚴重。在高爐煤氣提純CO裝置投產以前，衡鋼所采用的高爐煤氣利用方式是在高爐煤氣中摻入部分天然氣，以提高其熱值，供軋鋼加熱爐使用。項目開展以后，衡鋼將67000Nm3/h高爐煤氣提純得到17500Nm3/h的CO產品氣直接輸送到加熱爐，純度超過70%，熱值達8800kJ/Nm3，每年可替代天然氣3382×104Nm3，折合標準煤3.8萬噸，相當于衡鋼原來1/4的天然氣用量，這在很大程度上緩解了衡鋼對天然氣的緊張需求。

此外，由于CO提純氣中N2含量減少，采用提純氣燃燒后的煙氣與原先高爐煤氣和天然氣的混合氣燃燒后的煙氣相比，煙氣量大幅度減少，提高了各工業(yè)爐內的輻射換熱效果，節(jié)能降耗優(yōu)勢更為明顯。

北大先鋒為衡鋼建設的高爐煤氣提純CO裝置綜合能耗指標優(yōu)異。根據實際開工情況計算，扣除裝置運行成本后，該項目每年可為衡鋼節(jié)約標準煤約2.9萬噸，年直接創(chuàng)收達2500多萬元。鑒于裝置運行指標優(yōu)異、節(jié)能增收效果顯著，北大先鋒和華菱衡鋼現(xiàn)已抓緊開始進行二期工程的建設。高爐煤氣提純CO項目的順利投產將促使衡鋼的能源結構逐步向自主化、穩(wěn)定化、合理化方向邁進。

鋼化聯(lián)產擺脫微利困境

當下環(huán)境問題嚴峻，有關部門正在醞釀推出環(huán)境稅及碳稅，將使陷入微利甚至虧損時代的鋼鐵企業(yè)再度受到重擊。鋼鐵廠“三氣”是碳排放的主要來源，合理回收利用成為關鍵。鑒于高爐煤氣提純CO技術順利工業(yè)化應用，鋼鐵企業(yè)同樣可采用變壓吸附提純CO技術從高爐氣、轉爐氣中提取高純度CO氣體，從焦爐氣中提純H2，用于合成高附加值的化工產品，例如乙二醇、丁辛醇、合成氨等，延長產業(yè)鏈條，優(yōu)化產業(yè)結構，走鋼化聯(lián)產的可持續(xù)發(fā)展道路。這一思路較之高爐煤氣提純后燃燒利用具有更為顯著的經濟效益和社會效益，是鋼鐵企業(yè)擺脫微利局面，提高企業(yè)抗風險能力和市場競爭力的有效途徑。