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PIONEER project

世界創(chuàng)新項目

世界首個高爐煤氣高附加值利用項目
華菱衡鋼
高爐煤氣中含有豐富的CO氣體，具有很高的利用價值,。目前,，高爐煤氣的利用并不充分，大部分冶金工廠高熱值煤氣緊缺，而高爐煤氣富余,，存在不同程度的高爐煤氣放散現(xiàn)象,，達不到煤氣的有效利用。北大先鋒2012年為華菱衡鋼設計建成PSA高爐煤氣提濃CO裝置,，采用變壓吸附技術,，利用Cu系吸附劑從高爐煤氣中分離提純CO。變壓吸附法具有投資少,、操作彈性大,、自動化程度高、操作簡單等優(yōu)點,，而Cu系吸附劑相比常規(guī)變壓吸附使用的5A分子篩,，對于CO和N?有更大的分離系數(shù)，尤其適合從氮氣含量高的高爐煤氣中將CO提純出來,。裝置設計收得率92%,，CO產(chǎn)品氣濃度根據(jù)用戶需要在60%-70%范圍內(nèi)可調(diào)，產(chǎn)品氣作為燃料用于鋼管加工,，在節(jié)能降耗方面有著重要意義,。在高爐煤氣提純CO裝置投產(chǎn)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(chǎn)品氣直接輸送到加熱爐,，純度為70%，熱值達8800kJ/Nm3,，據(jù)計算,，每年可替代天然氣3382×10^4Nm3，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。項目從2013年6月8日一次性開車成功后一直運行穩(wěn)定,，這是全國首個高爐煤氣提純并高值利用的工業(yè)化應用項目,，對鋼鐵行業(yè)二次能源高效利用具有重大示范意義。
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6萬級超大型VPSA制氧標桿項目
華菱漣鋼
北大先鋒為華菱漣鋼設計建設的62500Nm3/h,、純度80%的特大型VPSA機組于2021年3月底正式投產(chǎn)，該項目分為兩期建設（一期產(chǎn)氧量為25000 Nm3/h,，二期為37500 Nm3/h）,，是目前國內(nèi)最大的變壓吸附制氧機組，助力漣鋼“1000萬噸優(yōu)特鋼”產(chǎn)能優(yōu)化項目,。在啟用VPSA制氧設備之前,，漣鋼只能依靠采購液氧以滿足生產(chǎn)需要，如遇生產(chǎn)高峰時段每天采購量達到450噸,，幾乎占據(jù)了湖南全省的液氧產(chǎn)量,，價格高至1300元/噸，供給不足時，甚至要從廣西,、廣東,、福建地區(qū)調(diào)度采購。在漣鋼巨大的液氧保供壓力下,，北大先鋒積極響應客戶需求,，以客戶效益為先，全力推進一期項目建設,，最終提前10天交付,，隨著制氧機組全面達產(chǎn)，當?shù)匾貉鮾r格一度降至800元/噸,，漣鋼實現(xiàn)了千萬噸產(chǎn)能的低成本用氧平衡,，徹底扭轉(zhuǎn)了積累已久的氧氣供需矛盾，并且成功解放一部分深冷空分產(chǎn)能到轉(zhuǎn)爐,，同時也為空分停產(chǎn)檢修爭取到有力的時機,。漣鋼6萬立方米級別VPSA制氧項目的順利達產(chǎn)，將對變壓吸附制氧技術在我國鋼鐵行業(yè)的超大規(guī)模應用產(chǎn)生積極推動作用,，未來變壓吸附制氧技術作為高爐富氧的有效手段,，將吸引越來越多千萬噸級鋼廠，將其用作能源系統(tǒng)的重要構成,，以工期短,、成本低、收效快等顯著優(yōu)勢強力補充鋼鐵廠空分產(chǎn)能,。
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世界首個鋼化聯(lián)產(chǎn)項目——轉(zhuǎn)爐氣制甲酸
山東石橫特鋼
2018年4月，世界首個轉(zhuǎn)爐煤氣制甲酸項目在山東石橫特鋼旗下阿斯德科技有限公司順利開車試產(chǎn),，試產(chǎn)當日生產(chǎn)甲酸近300噸,，質(zhì)量達到優(yōu)良標準。該項目是石橫特鋼采用北大先鋒變壓吸附分離一氧化碳技術,，成功打造了全球首個鋼化聯(lián)產(chǎn)項目,。石橫特鋼副產(chǎn)的45000Nm3/h轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)除塵、壓縮,、脫硫,、脫水、除氧及變壓吸附等工序后得到18200 Nm3/h純度為98.5%的CO產(chǎn)品氣,，用于生產(chǎn)甲酸,、草酸等化工產(chǎn)品。該項目整體占地820畝,，有兩條10萬噸甲酸生產(chǎn)線,、甲酸下游產(chǎn)品生產(chǎn)線、5萬噸草酸生產(chǎn)線,、甲酸和草酸原料氣自備生產(chǎn)線以及配套動力和公輔系統(tǒng)等,。以鋼廠煉鋼的尾氣作為原料氣替代原來的煤制氣，使阿斯德項目搬遷投資由計劃的33億元壓減到了18億元,，而且上下游產(chǎn)品連接成鏈,，資源、能源得到了綜合高效利用,，探索出了一條鋼化聯(lián)合的發(fā)展路徑?，F(xiàn)已每年實現(xiàn)銷售收入20億元，減少煤炭用量102萬噸,，減少廢水排放47萬噸,，減少二氧化碳排放32萬噸,。
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世界首個電石爐尾氣提純制乙二醇項目
新疆天業(yè)

電石爐尾氣中含CO約70%-90%，是業(yè)內(nèi)公認的一種極為寶貴的資源,。但由于其組成復雜,、不易凈化的特點使其回收利用較為困難。目前,，電石爐尾氣的主要利用方式有兩種：一是熱能利用,，二是凈化后作為C1化工產(chǎn)品的原料氣,。

2013年初，新疆天業(yè)集團電石爐尾氣合成5萬噸/年乙二醇項目正式投產(chǎn),，由北大先鋒為該項目設計承建的電石爐尾氣提純一氧化碳裝置和變壓吸附制氫裝置一次開車成功,，產(chǎn)品氣CO規(guī)模為6000Nm3/h（純度99%），H?量16000Nm3/h（純度99.9%）,。這標志著我國電石爐尾氣綜合利用分離提純CO關鍵技術首次成功實現(xiàn)大型工業(yè)化應用,，是我國電石行業(yè)努力踐行尾氣能源綜合利用、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的創(chuàng)新成果,，為電石行業(yè)開啟了低碳生產(chǎn),、高效創(chuàng)收的新方法、新途徑,。

電石爐尾氣綜合利用是電石行業(yè)的發(fā)展趨勢,。新疆天業(yè)一期項目開車穩(wěn)定,，很快與北大先鋒再度達成合作,。2015年3月，新疆天業(yè)二期年產(chǎn)20萬噸乙二醇項目正式投產(chǎn),，這個備受電石,、煤化工等行業(yè)關注的項目是國內(nèi)規(guī)模最大的工業(yè)尾氣資源利用合成乙二醇的項目。北京北大先鋒科技有限公司繼天業(yè)一期項目投產(chǎn)之后,，再次為該項目續(xù)力,，設計并承建了分離提純CO和H?核心設備，以電石尾氣和甲醇馳放氣為原料,，經(jīng)提純獲取的O,、H?將用于下游乙二醇和1,4-丁二醇的生產(chǎn)，解決了困擾電石行業(yè)已久的尾氣綜合利用難題,，為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益,。

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世界首個轉(zhuǎn)爐煤氣耦合焦爐煤氣制乙二醇項目
晉南鋼鐵-沃能化工
北大先鋒鋼廠煤氣利用技術是以鋼鐵企業(yè)的高爐氣,、轉(zhuǎn)爐氣和焦爐氣為原料，通過一系列的凈化分離工藝,，最終合成高附加值的甲醇,、乙醇、乙二醇等基礎化工產(chǎn)品的創(chuàng)新技術,。山西沃能化工有限公司是山西晉南鋼鐵集團有限公司(原山西立恒鋼鐵集團)的子公司,，2018年與北大先鋒就轉(zhuǎn)爐煤氣提純一氧化碳項目達成戰(zhàn)略合作，一氧化碳后期用于化工品乙二醇的合成原料,。2020年8月21日,，山西沃能化工科技有限公司綜合尾氣制30萬噸/年乙二醇聯(lián)產(chǎn)1.56億方/年LNG項目打通全流程，產(chǎn)出乙二醇合格產(chǎn)品,。該項目是目前國內(nèi)最大的焦爐煤氣,、轉(zhuǎn)爐煤氣等綜合尾氣制乙二醇項目。山西晉南鋼鐵充分利用轉(zhuǎn)爐煤氣碳多氫少,、焦爐煤氣碳少氫多的互補優(yōu)勢生產(chǎn)高附加值的乙二醇產(chǎn)品,，同時焦爐煤氣中富含的CH?通過深冷技術生產(chǎn)LNG。其生產(chǎn)流程更短,，成本更低,， 因此鋼鐵企業(yè)利用鋼化聯(lián)產(chǎn)方式生產(chǎn)的乙二醇貝有其它原料無法比擬的競爭優(yōu)勢。項目的成功實施,，將會在轉(zhuǎn)爐煤氣和焦爐煤氣的綜合利用方面開創(chuàng)先例,，企業(yè)每年可減少碳排放56萬噸，減少氮氧化物排放700噸以上,。
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