“氫裝”上陣 綠色冶金
——河鋼集團張宣科技氫冶金公司技術創新引領行業低碳轉型
(資料圖片)
圖為河鋼集團張宣科技氫冶金示范工程外景。河北日報通訊員 羅文琛 攝
作為全球首例采用“焦爐煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術的氫冶金示范工廠，它被稱為鋼鐵行業低碳轉型的“綠色地標”，成為業內“明星”，吸引眾多慕名者前來參觀學習。
特別是去年12月16日，120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通，標志著我國鋼鐵行業由傳統“碳冶金”向新型“氫冶金”的轉變邁出實質性步伐，為鋼鐵行業擺脫對傳統化石能源的深度依賴提供了新路徑。它憑借突出表現，獲得集團年度特別榮譽團隊、鐵前技術提升創新創效優秀團隊等多項殊榮。近日，它又傳喜訊：榮獲河北省五一勞動獎狀。
它，就是位于張家口市宣化區的河鋼集團張宣科技氫冶金公司（以下簡稱“氫冶金公司”）。“我們將弘揚勞模精神、勞動精神和工匠精神，持續強化技術攻關，補短板、鍛長板，探索經驗，努力為鋼鐵行業提供可推廣復制的綠色低碳發展新模式。”面對沉甸甸的榮譽，氫冶金公司總經理路鵬如是說。
圖為河鋼集團張宣科技氫冶金示范工程外景。河北日報通訊員 羅文琛 攝
攻堅克難突破全流程氫冶金技術瓶頸
“與同等生產規模的傳統高爐碳冶煉長流程工藝相比，氫冶金示范工程可實現二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵排放分別減少約70%、30%、70%、80%以上。”4月27日，指著120米高的氫氣豎爐，路鵬頗為自豪地告訴筆者，對比傳統冶金工藝，氫冶金示范工程一期每年可減少80萬噸二氧化碳排放。
工藝技術變革的背后，是技術團隊的勇于挑戰、攻堅克難。
國外氫冶金通常用天然氣制取氫氣，但是我國天然氣儲量低，價格高，沿用國際上天然氣制備的慣例在經濟上不劃算。“我們在對國外先進技術消化和吸收的基礎上，加大原始創新力度，結合當地資源稟賦，采用煉焦的副產品焦爐煤氣作為氫氣來源。”氫冶金公司技術專家覃開偉介紹，焦爐煤氣本身含有55%至65%的氫氣，可直接利用，還有15%的甲烷可分解為一氧化碳和氫氣，制氫成本更低。
氣源如同“血液”，確保純凈度至關重要。面對焦爐煤氣雜質多、氣源成分穩定性差等難題，氫冶金公司技術團隊對工藝線路反復優化調整，適用氣源特性。“通過先進的微晶吸附技術將雜質氣體深度凈化、脫除。”覃開偉說，靠著一股子鉆研到底的精神，氫冶金示范工程在低成本制氫、氫氣直接還原、二氧化碳脫除等工藝流程中，研發了多項新技術。
少量來自一氧化碳還原產生的二氧化碳進行精準捕集后，實施脫水、加壓，變為液態二氧化碳工業產品。該示范工程延伸出的二氧化碳捕集精制工藝路線，實現了二氧化碳變廢為寶。
“泡”在一線開啟專項攻關，破解技術升級的“密碼”。氫冶金示范工程試運行后，發現回水廢氣含量較高，影響還原性氣體用水的循環使用。氫冶金公司技術員褚潤林立即牽頭成立技術攻關團隊，加班加點改進優化工藝，實現生產用水的安全循環利用，每年可節約用水費用20余萬元。
把技術掌握在自己手里，氫冶金公司貫通了富氫氣體凈化、氫基豎爐還原、碳捕集及再利用、EAF潔凈鋼冶煉的氫冶金綠色短流程，突破了全流程氫冶金技術瓶頸，形成多項自有技術和核心成果。截至目前，該公司已申請氫冶金領域相關專利35項，啟動編制國家及行業標準6項。
圖為河鋼集團張宣科技氫冶金公司技術人員檢查設備運行情況。河北日報通訊員 李廣明 攝
精益求精打造行業發展新標桿
氫冶金示范工程還原設備在生產中涉及高溫高壓環境，設備維檢人員、點檢人員和操作崗位人員很難直接通過常規的聽覺、視覺、嗅覺等五感點檢方式及時發現并處理問題，設備點檢維護的工作量也隨之加大。
辦法總比問題多，氫冶金公司設備科的“技改達人”們經過反復推敲試驗，設計并制作了一種符合連續作業生產特點、可依據現場條件任意組合和拆卸的點檢設備。“用它開展點檢作業，工作效率提升了兩倍。”氫冶金公司設備科副科長全立新興奮地說，“今年一季度，我們梳理完善了‘起重機械管理辦法’‘加熱爐設備點檢、隱患排查手冊’‘設備故障處理預案’等各類設備維護管理辦法13項。”
“沒有國內經驗可供借鑒，這是挑戰，也是機遇。我們盯緊盯細工藝流程、安全管理等各方面，完善細節，查缺補漏，總結經驗，為鋼鐵行業提供綠色低碳發展的新方案。”路鵬說。
依靠技術創新，為安全生產護航。在氫冶金公司中控室內，各項設備的運行數據實時顯示在大屏幕上。覃開偉介紹，氫冶金示范工程創新采用工廠數字孿生系統技術，通過遍布現場3000多個智能閥門和儀表，自動監測各區域各環節的參數變化，實現自動分析、自動調節，為安全生產提供了全新智能化、自動化解決方案。
氫冶金公司安全科職工任陽和同事張海平每天都要到豎爐現場進行巡檢工作。“時刻緊繃安全弦，從技術、質量把控，再到現場管理和作業環節都不能掉以輕心。”任陽一邊巡檢一邊熟練地做著各項記錄。
樹標桿，作示范，引領鋼鐵行業綠色發展。路鵬表示，氫冶金技術還可以與風能、太陽能等可再生能源結合起來。他們未來實施的氫冶金二期工程，將充分利用張家口豐富的可再生能源優勢，應用風能制氫、太陽能制氫等綠氫冶金，真正實現零碳排放。（河北日報記者 郭曉通 通訊員 李 巍）
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