央企特鋼巨頭的超前眼光：戈爾催化脫硝方案助其邁向鋼鐵綠色未來

鋼鐵，人類應(yīng)用超過三千年的重要基礎(chǔ)材料，正通過融合綠色、低碳、智能元素，推動全球可持續(xù)發(fā)展和美麗中國的建設(shè)。面對環(huán)保挑戰(zhàn)，全球鋼鐵工業(yè)正積極探索綠色低碳發(fā)展新路徑、新模式，鋼鐵行業(yè)的重點(diǎn)組織、企業(yè)紛紛制定了適合自身發(fā)展的低碳規(guī)劃及技術(shù)路徑，包括優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)、固廢循環(huán)利用以及污染物控制等。

江蘇省江陰市某大型央企特種鋼鐵企業(yè)（以下簡稱“該特鋼企業(yè)”或者“客戶”）也不例外，3年前，由于地方政策加碼遇到了石灰窯項目氮氧化物超低排放的達(dá)標(biāo)難題。當(dāng)時，戈爾^?（GORE^?）DeNOx催化脫硝濾袋在系列方案中脫穎而出，以其性能可靠和高效經(jīng)濟(jì)性，成為氮氧化物創(chuàng)新減排之道，不僅有效解決了傳統(tǒng)SCR在煙氣脫硝中面臨的難點(diǎn)，更顯著降低了脫硝改造的難度和最終運(yùn)行成本。

早在3年前，該特鋼企業(yè)因應(yīng)氮氧化物超低排放的要求，作為行業(yè)先鋒，客戶力求通過達(dá)標(biāo)來鞏固其在全國乃至全球特鋼行業(yè)的領(lǐng)先地位。當(dāng)時，客戶有2期石灰窯項目均面臨著脫硝改造需求，經(jīng)過系列評估后決定采用不同路線，一期石灰窯采用戈爾DeNOx催化脫硝方案，二期則采用傳統(tǒng)的SCR反應(yīng)法.

2022年，兩套方案先后完成安裝并開始運(yùn)行。戈爾過濾專家劉小峰透露，項目初期對比顯示，戈爾DeNOx催化脫硝濾袋的催化效率高達(dá)91%，大幅高于SCR反應(yīng)法。

工業(yè)生產(chǎn)中，氮氧化物的產(chǎn)生控制主要分為燃燒中和燃燒后兩種，后者主要是指煙氣脫硝，當(dāng)前的主流方式便是SCR（選擇性催化還原法）干法脫除技術(shù)。SCR技術(shù)的核心在于脫硝催化劑，理想情況下脫硝率可超過90%，但實(shí)際效果受到多種因素影響，包括催化劑的活性、用量、煙氣溫度、濕度以及噴氨的氨氮摩爾比等一系列因素。同時，SCR技術(shù)的實(shí)施還涉及設(shè)備占地和系統(tǒng)阻力增加等一系列問題，尤其是在鋼鐵、水泥等行業(yè)，要在中低溫下（250℃以內(nèi)）實(shí)現(xiàn)高效脫硝并保證催化劑壽命，對傳統(tǒng)SCR法來說是一大挑戰(zhàn)。

戈爾DeNOx催化脫硝濾袋則能有效解決上述問題。

從技術(shù)原理來看，戈爾DeNOx催化脫硝濾袋所采用的技術(shù)仍屬于SCR，即通過催化劑促進(jìn)氨氣等還原劑與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，生成無毒無害的氮?dú)夂退?。該技術(shù)的創(chuàng)新之處在于，它將催化劑復(fù)合在濾料內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了表面過濾和催化過濾的融合，一方面濾袋表面的ePTFE薄膜能高效過濾固體顆粒物，另一方面內(nèi)層催化復(fù)合氈料將負(fù)責(zé)分解氮氧化物和氨氣，以滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

在傳統(tǒng)SCR反應(yīng)中的蜂窩狀催化劑技術(shù)（如圖3右側(cè)所示）中，它所處理的煙氣只是與柱狀孔道內(nèi)表面的催化劑相接處而無法與孔壁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的催化劑接觸，而戈爾DeNOx催化脫硝濾袋方案中（如上圖左側(cè)所示），煙氣會穿過濾袋袋身與濾袋內(nèi)部的催化劑充分接觸，此時催化劑的有效比表面積更大，因此其使用效率也更高。

其次，從圖3的右側(cè)對比圖中也可看出，蜂窩式SCR催化劑通常需要在前端配有除塵設(shè)備，尤其是低溫催化劑，故除塵之后的煙氣再到SCR催化劑會存在一定的溫降，這就對催化劑的有效運(yùn)行溫度或加熱能耗產(chǎn)生不利影響。

此外，在鋼鐵行業(yè)的石灰窯脫硝改造項目中，戈爾DeNOx催化脫硝濾袋更顯示出先天優(yōu)勢。它幾乎無需任何改造，更無需大規(guī)模停機(jī)，只需原位更換除塵器濾袋即可。這種簡便的替換過程不僅節(jié)省了改造空間，更降低了項目的后期維護(hù)費(fèi)用，從而大幅減少了總擁有成本。因此，許多客戶將戈爾DeNOx催化脫硝濾袋視為一種 “更先進(jìn)的SCR脫硝技術(shù)。”

自1996年中國鋼產(chǎn)量首次突破1億噸，躍居世界首位，全球鋼鐵產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入“中國時代”。到2023年，中國粗鋼產(chǎn)量達(dá)到10.19億噸，碳排放量總約16億噸，占全國總排放的15%，成為碳排放最高的制造業(yè)。因此，鋼鐵行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型成為應(yīng)對氣候變化的關(guān)鍵。

然而，自2023年起，國內(nèi)鋼鐵行業(yè)面臨投資增速放緩、需求疲軟、鋼材價格下跌、原材料成本上升、綠色發(fā)展要求高等挑戰(zhàn)。據(jù)智研產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2030年中國特鋼行業(yè)市場調(diào)查研究及投資策略研究報告》，特鋼行業(yè)效益下滑，2023年市場規(guī)模降至2874.36億元。在此背景下，該客戶采用戈爾 DeNOx脫硝催化濾袋進(jìn)行石灰窯項目脫硝改造， 對其在實(shí)際長期運(yùn)營過程中，相比傳統(tǒng)SCR法的脫硝效率提升和使用周期總成本下降兩方面，具有極強(qiáng)的市場驗(yàn)證和示范效應(yīng)。

目前，江蘇省將鋼鐵行業(yè)石灰窯項目的氮氧化物排放量定為低于100mg/Nm³，未來隨著綠色發(fā)展的要求上升，該指標(biāo)可能降至低于50mg/Nm³?！凹词惯@樣，戈爾DeNOx催化脫硝濾袋也能輕松達(dá)標(biāo)，因?yàn)槲覀兊募夹g(shù)可實(shí)現(xiàn)氮氧化物排放<50mg/ Nm³，顆粒物排放<5mg/Nm³，還能協(xié)同處置二噁英/呋喃，是一款多功能、可靠且性價比高的解決方案”劉小峰補(bǔ)充道，“比較而言，傳統(tǒng)SCR法在法規(guī)進(jìn)一步提標(biāo)時能否達(dá)標(biāo)尚存疑問，更別提戈爾DeNOx催化脫硝方案在降低總運(yùn)行成本時所具有的優(yōu)勢。”

如今，歷經(jīng)近3年的使用后，該客戶項目中的濾袋仍“狀態(tài)滿格”。另一位戈爾專家冷天陽介紹，該客戶在使用過戈爾DeNOx催化脫硝濾袋之后，又在項目的11座不同熱風(fēng)爐或加熱爐脫硫應(yīng)用中導(dǎo)入了戈爾覆膜玻纖濾袋，完美解決了現(xiàn)有產(chǎn)線改造伴隨的占地緊張問題，實(shí)現(xiàn)了高速過濾下（1.4米每分鐘的過濾風(fēng)速）的超低排放標(biāo)準(zhǔn)（顆粒物小于<5mg/Nm³）。 “客戶的實(shí)際行動，也從側(cè)面證明了他們對戈爾產(chǎn)品的滿意度，”劉小峰表示。

當(dāng)下中國已建成全球最大的清潔鋼鐵生產(chǎn)體系，噸鋼二氧化碳排放量較30年前下降超過50%。實(shí)際上，戈爾DeNOx催化脫硝濾袋適用于鋼鐵行業(yè)的諸多工藝環(huán)節(jié)，如燒結(jié)廠、石灰窯、熱風(fēng)爐和焦?fàn)t等。據(jù)介紹，4年前，國內(nèi)一家知名鋼鐵廠曾在燒結(jié)項目中應(yīng)用戈爾 DeNOx催化脫硝技術(shù)，這也是該技術(shù)在全球鋼鐵行業(yè)燒結(jié)廠上的首次應(yīng)用，為燒結(jié)機(jī)煙氣實(shí)現(xiàn)超低排放開創(chuàng)了一條嶄新的綠色路徑?，F(xiàn)如今，中國鋼鐵行業(yè)正在展現(xiàn)高科技、高效能、高質(zhì)量的嶄新形象，不斷實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)向“綠”、產(chǎn)線向“智”、產(chǎn)品向“新”的蛻變升級，戈爾期待這項創(chuàng)新的綠色發(fā)展技術(shù)未來能在更多應(yīng)用環(huán)節(jié)中去賦能。