科创中国

中国科学院力学研究所开展了氧气转炉煤气全干法节能降碳新技术的攻关研究，该工艺取消了现有OG法和LT法喷水/喷水雾过程，集成了先进可靠的防爆/遏爆技术、紧凑高效间歇性热源余热换热技术、大容量高精度蒸汽稳流蓄热技术以及高效除灰/清灰技术等，解决了转炉煤气余热资源回收难的技术问题，实现了850℃左右以下温度煤气余热资源的充分回收，显著提高了转炉工艺的“负能炼钢”水平。该技术实现了转炉煤气全干法余热回收新技术的示范应用，取得了吨钢蒸汽产量翻番的节能效果，能够在现有基础上将能耗继续降低3-5 kgce/t，将为钢铁企业转炉工序达到国家能耗标杆水平（-30 kgce/t）发挥核心的作用。该技术目前市场仍处于空白状态，属于国际首创，将在新一轮钢铁行业的技术升级中具有广阔的应用与推广前景，能够为我国钢铁行业实现“碳达峰”、“碳中和”的远景目标做出较大的贡献。

针对850℃左右以下的煤气余热回收问题，建立了转炉冶炼炉气生成预测模型，开展了放散煤气催化燃烧机理研究；研制了先进可靠的防爆/遏爆装置、高效除尘/换热一体化装置、煤气余热高效回收系统、高效清灰装置以及先进的集成控制系统等，形成了转炉煤气低碳绿色降温除尘新工艺技术集成与工业示范，实现了吨钢蒸汽产量翻番的目标。

2021年我国粗钢产量超过10亿吨，占世界钢产量的50%以上。钢铁行业年耗煤6.2亿吨，CO₂排放约16亿吨，属于高能耗高排放行业。近期，国家发改委等五部门发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，公布《冶金、建材重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案（2021-2025年）》，要求到2025年，通过在钢铁等行业实施节能降碳行动，不断增加能效达到标杆水平（-30 kgce/t）的产能比例，显著提升行业整体能效水平，明显降低碳排放强度，增强企业绿色低碳的发展能力。

本技术突破了由日本新日铁和川崎公司联合开发研制的OG法转炉煤气净化回收系统和德国鲁奇公司和蒂森钢厂联合开发了转炉煤气干法净化回收系统（LT法）的技术垄断，是现有OG法和LT法的全新升级工艺，能够实现850℃左右煤气显热资源的充分回收，显著提高转炉工艺的“负能炼钢”水平。我国有800座转炉，若60%采用转炉煤气全干法节能新技术，每年可以为国家创造直接经济效益72亿元以上，经济效益显著，完全契合国家未来在转炉领域的低碳绿色发展方向，技术产业化推广价值和应用前景十分广阔。

中国科学院力学研究所高效洁净燃烧团队已经成立近20年，在吴承康院士指导下，针对冶金、建材等行业工业炉窑的节能降碳问题，一直从事燃烧与节能新技术研发，取得了显著的成绩，获得国家发明专利50多项，形成了一支25人左右的研发团队，现有研究员2名，副研究员3名。团队负责人魏小林研究员作为项目负责人承担了国家863重点课题、国家重点研发计划项目和国家自然科学基金重点项目等，近年来入选中科院王宽诚率先人才计划（产研人才）、中国科学院特聘研究员，获得国务院政府特殊津贴。

本项目技术是现有OG法和LT法的重大变革，属于国际首创，该技术不但能够实现转炉工序的节能降碳，而且可以大幅提高我国在氧气转炉炼钢新技术方面的国际地位。该技术可以高效回收转炉工序的余热资源，有效降低企业能耗和水耗，实现“负能炼钢”和节能降碳。我国有800座转炉，目前每年钢产量达到10亿吨，本项目研发的煤气绿色低碳降温除尘新工艺可以在现有基础上节能3-5千克标准煤/吨钢，全国钢铁企业每年有3000-5000万吨标准煤的节能潜力，该技术具有显著的节能降碳效果与广阔的市场前景。该技术的推广应用能够为我国钢铁行业实现“碳达峰”、“碳中和”的远景目标做出较大的贡献。该技术的实施预期能够通过节水、节电、产蒸汽等方式为单台年产量100万吨转炉，每年带来1200余万元经济效益，减排CO₂ 5000吨以上。

本技术拟采用技术推广、技术服务等方式进行转化。