钢铁厂有“气”往哪“撒”？ 丨科普

8月22日的国务院常务会议明确指出：“为发展绿色能源，并消化部分粮食品种过多库存，国务院常务会议确定了生物燃料乙醇产业总体布局，坚持控制总量、有限定点、公平准入，适度布局粮食燃料乙醇生产，加快建设木薯燃料乙醇项目，开展秸秆、钢铁工业尾气等制燃料乙醇产业化示范。会议决定扩大车用乙醇汽油推广使用，除原有11个试点省份外，今年进一步在北京等15个省份推广。”

 

该会议新闻的新鲜出炉引发了业界的广泛关注，尤其是钢铁工业尾气等制燃料乙醇的产业化示范。

众所周知的是，钢铁企业在钢铁生产过程中会排放大量的尾气，即焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气，这“三股气”的高效综合利用是钢铁企业实现节能降耗和低碳减排的突破口。一氧化碳、氢气、甲烷是这“三股气”的主要有效成分。以转炉尾气为例，每炼1吨钢铁可以回收含60％左右CO的转炉煤气约100 Nm³左右，我国钢铁的年产量约10亿吨，年产转炉气约1000亿 Nm³。如果将这“三股气”直接排放到大气中，势必会对大气造成严重的污染，也造成碳、氢宝贵资源的浪费。

迄今为止，钢铁厂在生产过程中产生的尾气主要用于发电。遗憾的是，目前我国的发电效率最高也只有30%。其次，通过钢铁厂尾气提纯出有效的合成气，进而生产甲醇的催化技术也已非常成熟，如丹麦的托普索、英国的庄信万丰，国内的南京南化集团、大连瑞克、成都天一科技等。

那么钢铁厂在生产过程中产生的尾气，除了发电、生产甲醇外，还能有其它的利用方式吗？一个全球性的工业示范项目给出了最新答案。

2017年1月11日，采用中国科学院大连化学物理研究所自主知识产权技术的陕西延长石油集团10万吨/年合成气制乙醇（DMTE）装置成功打通全流程，产出分析纯级无水乙醇，标志着全球首套煤经合成气、甲醇、二甲醚、乙酸甲酯制乙醇工业示范项目一次试车成功。简单的说，DMTE技术可以将钢铁厂尾气中的一氧化碳、氢气，进一步催化利用，生产出用途广泛的无水乙醇，助力我国乙醇汽油的推广和使用。

合成气制乙醇（DMTE）技术路线图

DMTE的技术路线如上图所示，主要通过甲醇脱水制二甲醚，二甲醚与一氧化碳发生化学反应生成乙酸甲酯，乙酸甲酯与氢气发生化学反应生成乙醇产品。值得一提的是，二甲醚与一氧化碳反应生成乙酸甲酯是该技术全球领先的核心所在。

鉴于钢铁厂工业尾气提纯一氧化碳、氢气技术的顺利工业化应用，钢铁厂完全可以将其尾气用于合成高附加值的化工产品，例如燃料乙醇、乙二醇等，甚至可一改限制尾气产量的生产方式，变为适当联产尾气，增加化工品生产规模，走“钢化联产”的可持续发展道路。这一思路较之尾气燃烧发电利用模式，具有更佳的经济效益和社会效益，这也是钢铁企业摆脱微利局面，提高钢铁企业抵御风险能力和市场竞争力的有效途径。

来源：中国科学院大连化学物理研究所