为正贯彻实行党中间、国务院“碳达峰、碳中和”严重战略决议计划,国度发改委等部分公布的《关于严厉能效束缚推进重点范畴节能降碳的多少意见》指出,到 2025 年,经过实行节能降碳举动,钢铁行业能效到达标杆程度的产能比例凌驾30%。在相干部分配套公布的《高耗能行业重点范畴能效标杆程度和基准程度(2021年版)》中,钢铁产业炼铁高炉工序能耗标杆程度为361 kgce/tFe。而我国现在钢铁企业高炉工序能耗根本在360~430 kg/tFe,大局部高炉的综合能耗无法到达标杆值,在将来极有大概面对政策性的限产、乃至停产。
与传统的煤炭等化石燃料相比,生物质资源是一种容量大、散布广、可再生的干净动力,生物质资源碳中性的特征使其在产业使用历程中不会向大气中开释分外温室气体,2021年12月份的中间经济事情集会中明白指出,“新增可再生动力和质料用能不归入动力消耗总量控制”。但是,生物质由于含水率高、能量密度低、破裂服从低,无法间接用于钢铁消费的各关键。惯例的生物质热解技能办理了上述题目,但能耗高、净化重,且生物质中的灰分和钠、钾等无害元素富集在了生物质热解炭中,限定了生物质热解炭在钢铁行业的使用。
生物质水热炭化(Hydrothermal carbonization,HTC)历程是指在中等压力(1~5 MPa)和温度(180~280 °C)下的亚临界水情况下,模仿并减速天然成煤历程,使生物质构成相似煤炭的水热炭。与惯例的生物质热解技能相比,生物质水热炭化历程中水不产生相变,能耗较低,恣意含水量的无机物均可做为质料,并且反响历程中无排放,是生物质处置范畴的前沿技能。作为HTC行业的领跑者,西班牙Ingelia公司于2008年建成了天下上首套产业化生物质水热炭扮装置并运转至今,对HTC历程有十多年的研发履历,在英国、比利时等地也建成了HTC工场。2021年乐鱼情况与Ingelia公司以及北京科技大学和瑞典国度冶金研讨院的科研团队告竣战略互助协议,努力于推行生物质水热炭化技能在中国钢铁行业使用。
生物质颠末破裂机破坏至相宜的颗粒落伍入搅拌罐搅拌成浆,生物质浆料经过柱塞泵注入预热管路预热落伍入水热反响器产生水热炭化反响。反响后的水热炭浆进入预热管路加热生物质浆料并降温,降温后的水热炭浆卸压落伍入精制单位以进一步低落产品中的灰分。精制后的水热炭浆经过压滤机举行固液分散,固体产品炭饼经枯燥和(或)造粒后可失掉制品水热炭,液体产品工艺水一局部回流至搅拌罐用于质料城将,另一局部可稀释精制后用作无机液肥,或经生物降解后作为中水利用。
三、技能上风
1. 质料泉源普遍,任何品种、恣意含水量的生物质均可举行水热炭化处置;
2. 消费历程中水不产生相变,且有美满高效的产品余热接纳手腕,工艺能耗低,消费每吨生物质水热炭仅斲丧热量3GJ、电能50 kWh;
3. 水热反响器为一连反响器,消费服从高,反响器内无运动组件和换热器,投资省、易维护;
4. HTC消费线为模块化设计,布局紧凑、占空中积小,范围设计机动,易于扩展;
5. 经过温度压力控制体系对水热反响器的运转形态举行精准控制,多台水热反响器可共用一套温度压力控制体系,节流投资和占地;
6. 生物质中绝大局部无机盐在HTC历程中进入水相,生物质水热炭灰分、钾、钠、硫等无害元素含量低;
7. 生物质水热炭易脱水枯燥,可研磨性、熄灭性和保送性优秀,热值高,可作为煤炭、焦炭的替换物用于钢铁消费的各关键;
8. 工艺水中有毒、无害的无机组分含量极低,易生物降解,或用于制备高附加值的无机液肥。
四、水热炭化工场