宝武环科、宝武水务攻克烧结烟气CO治理难题

　　在钢铁行业积极迈向绿色转型的进程中，一项名为“烧结烟气CO催化氧化协同减污降碳”的前沿创新技术横空出世，引发了整个行业的高度关注。近期，宝武环科与宝武水务大气治理事业部（欣创环保）（以下统一简称“大气事业部”）郑重宣告，由其牵头，并携手宝钢股份、马钢有限以及北京华电光大共同研发的这项技术，已经取得了重大突破。目前，该技术在宝钢股份、马钢有限等基地已连续稳定运行超8个月，实测数据显示，烧结烟气CO催化氧化效率稳稳达到80%以上，远超预期目标。
　　这一技术突破意义非凡，犹如一颗投入平静湖面的巨石，彻底改写了钢铁行业超低排放的技术版图。在“双碳”目标的强力推动以及环保政策持续收紧的大背景下，宝武环科与宝武水务大气事业部知难而进，历经近四年的艰苦攻关，先后完成多个烧结现场的工业中试，投入超千万研发资金，最终成功攻克了长期困扰钢铁行业的烧结烟气CO治理这一世界性难题。不仅如此，该技术还创新性地开创了污染物治理与碳减排协同推进的全新模式，实现了从将CO视作单纯“被治理的污染物”，到把它转化为“可利用的绿色能源”的巨大转变，为钢铁行业开辟出一条既能收获显著环境效益，又能创造可观经济效益的全新发展赛道。
　　环保高压催生技术革新
　　“随着国家污染防治攻坚战不断向纵深推进，环境治理工作已经从传统的‘蓝天、碧水、净土’等宏观目标，逐渐转向更为精细、严苛的管控要求。CO作为中国《环境空气质量标准》明确规定的六项基本控制污染物之一，目前国内多地已经针对CO排放设置了严格限值。早在2018年，唐山就率先划定了烧结机CO排放浓度红线；2021年，邯郸进一步收紧CO排放浓度限值；2025年4月，河北省更是推出了关于烧结烟气CO排放的地方标准。在全社会环保意识日益增强的当下，对CO实施限排已然成为不可逆转的必然趋势。”大气事业部总经理陈活虎指着实时监测屏上跳动的曲线，向我们详细介绍道。
　　据了解，在整个钢厂的CO排放中，烧结烟气中的CO占比约达70%。这意味着，烧结工序已然成为钢厂CO排放的“重灾区”。CO直接排放到大气中，不仅加重了环境负担，更是对能源的极大浪费。当“蓝天保卫战”的严苛要求与“双碳目标”的战略压力相互叠加，如何实现CO末端治理技术的突破，已然成为大气治理领域亟待解决的关键命题。
　　多年前，大气事业部的技术团队在长期的大气治理实践中，敏锐地察觉到一个行业内普遍存在却又被忽视的矛盾现象：为了满足脱硝工艺对反应温度的严格要求，每台烧结机每年都需要燃烧大量的高炉煤气来进行补热。然而，令人遗憾的是，随烟气一同排放的CO，其热值竟然高达煤气的4倍之多，如此优质的能源却未得到丝毫有效利用，就这样白白被浪费掉了。
　　“这简直就像是守着一座金山，却还在四处讨饭吃。”陈活虎用这个形象的比喻，深刻地揭示了行业长期以来的痛点。基于此，在2022年，凭借多年深耕钢铁工业大气治理所积累的丰富经验，以及自身强大的专业化平台优势，大气事业部以前瞻性的战略眼光，提前布局烧结烟气协同减污降碳技术领域，并以开拓者的姿态迅速启动专项攻关项目。该项目将目标精准锁定在CO的资源化利用上，核心思路是通过催化氧化技术，将CO转化为CO₂，同时巧妙利用这一反应过程中释放出的热量，来替代传统的煤气补热方式，从而实现污染物治理与能耗降低的双重目标，达成协同治理的良好效果。
　　技术攻坚破除行业壁垒
　　“在将该技术推向工业化应用的道路上，催化剂的抗硫、抗水性能以及寿命稳定性，就像横亘在面前的一座难以逾越的巍峨高山。”大气事业部副总工程师兼技术中心主任李红星在谈及研发过程中的艰难险阻时，感慨颇深。
　　要知道，烧结烟气的成分极其复杂，不仅波动性极大，而且含水率高，还含有二氧化硫等多种污染物。这些复杂的因素交织在一起，对催化剂的活性稳定性产生了极大的负面影响，甚至能让传统的催化剂在短短几小时内就迅速失去活性，彻底“罢工”。传统催化剂在烧结烟气这种恶劣环境中的“水土不服”，就好比试图在浓硫酸中保存鲜花的鲜活状态，既要承受强酸性的侵蚀，还要抵御水分的干扰，同时还要应对温度的剧烈波动，难度可想而知。
　　面对烧结烟气成分复杂多变以及前端脱硫工艺种类繁多所带来的诸多挑战，大气事业部的研发团队展现出了非凡的创新智慧。他们创新性地采用了“筑巢引凤”的合作模式，分别与国内多家顶尖科研院所和专业环保科技企业展开深度合作，迅速组建起一支实力强大的联合研发团队。
　　随后，研发团队精心设立了三个技术创新项目子课题，分别从实验室核心配方研究、中试应用研究等多个关键方向同步发力，全力开展创新攻关工作。在实验室里，无数个灯火通明的夜晚见证了他们攻坚克难的艰辛历程。在长达三年多的时间里，研发团队历经无数次的配方试验，不断尝试、不断失败、不断总结，最终成功创新构建出一套“多元核心、原位保护、载体稳定、助剂促进”的四重核心产品配方体系。这一创新性的配方体系，就像为催化剂注入了一剂“强心针”，有力地确保了催化剂在复杂恶劣环境下的高效活性和长期稳定性。
　　为了将处于实验室研究阶段的CO氧化催化剂产品顺利推向工业中试，研发团队在马钢有限1号烧结机、宝钢股份宝山基地四烧结机分别建设了CO催化氧化工业中试平台。针对不同的工艺特点，他们分别搭建了适配的平台，并配备了一整套完善的试验、监测和控制设备。这些精心搭建的中试平台，为催化剂的工业试验提供了极为真实可靠的应用环境，有力地确保了试验结果的可信度和说服力。
　　在安徽马钢有限1号烧结机旁，机器的轰鸣声不绝于耳，一组深蓝色的催化反应装置正在悄然发挥着巨大的作用，它正以一种革命性的方式改变着钢铁行业的减排逻辑。从入口处通入的CO浓度高达4000ppm，然而，经过层层蜂窝状催化剂模块的神奇催化作用后，出口处的CO浓度已大幅降至2000ppm以下，脱除效率高达50%。更为惊喜的是，在这一过程中，反应释放出的大量热量，直接完美替代了传统脱硝工艺中所依赖的煤气补热系统，使得整个系统的温度成功升高了约20℃，真正实现了对能源的“吃干榨尽”，做到了物尽其用。
　　据了解，在宝钢股份宝山基地四号烧结机上所安装的CO工业中试装置，已经属于技术更为先进的二代产品。在实际运行过程中，其CO脱除效率更是高达80%，释放出的热量完全能够满足并替代脱硝工艺所需要的煤气补热系统，系统升温幅度更是高达40℃以上，展现出了极为卓越的性能。
　　“截至目前，整个系统已经连续稳定运行超过8个月，各项运行指标均表现良好。更令人振奋的是，在这期间，系统成功经受住了多次烧结同步开停机试验以及低温、高SO₂冲击试验的严苛考验。在这些极端工况下，催化剂充分展现出了对复杂工况变化的良好适应性和出色的寿命稳定性。”大气事业部技术中心主任研究员李丰回忆起这段经历时，仍然难掩内心的激动。他特别提到，在去年的一次定修重启过程中，现场停机数日后，系统竟然能够在短短数小时内，从冷态迅速升温至280℃，并且CO脱除效率也迅速恢复至停机前的正常水平，催化剂效率始终稳定保持在50%以上，这一出色表现让所有人都为之惊叹。
　　中试平台交出的这份硬核成绩单，意义重大，它标志着宝武环科与宝武水务大气事业部首次成功实现了烧结烟气CO的高效治理与节能降碳的深度融合。经第三方专业机构核算，以一台360m²烧结机为例，应用该技术后，每年可减排5万吨CO，节约高炉煤气超过1亿立方米。按照相关换算标准，这相当于减少碳排放8万吨，同时节省能耗及碳交易成本逾2000万元，经济效益与环境效益均十分显著。
　　创新模式加速绿色蝶变
　　在湖北鄂钢的厂区内，管廊之间，几台集装箱式的移动测试装置显得格外引人注目。这些看似普通的“大家伙”，实则是一个个功能强大的“会走路的实验室”。它们肩负着重要使命，已经先后奔赴鄂钢、重钢等多个基地，在实际测试中，以高达80%的CO氧化效率，成功交出了商业测试的首份亮眼答卷。
　　“技术上的突破固然重要，但更关键的是要将其成功转化为切实可行的商业模式创新。”大气事业部副总经理倪建东一语道出了技术落地的关键所在。为了推动技术的广泛应用，企业创新性地推出了“节能效益分享”模式：由大气事业部全额投资建设催化系统，然后通过BOO（建设-拥有-运营）等合作模式，与钢企按照约定比例共享节能收益，每吨烧结矿可实现8-10元的节能收益分成，而且投资回收期大幅缩短至2年以内，极大地降低了钢企的前期投入风险，提高了合作的吸引力。
　　为了进一步推动该技术商用示范工程的快速落地，大气事业部精心打造了“移动测试平台+定制化服务”体系。倪建东形象地介绍道：“这就好比一个个‘技术集装箱’，无论开到哪里，我们都能在72小时内迅速完成现场检测、方案设计、效益测算等一系列工作。”这种敏捷高效的服务模式，具备极强的灵活性和适应性，能够让技术快速适配不同的脱硫工艺，包括SDA（喷雾干燥吸收法）、CFB（循环流化床法）、湿法等，大大缩短了技术的复制推广周期。目前，这些移动测试装置已经马不停蹄地运往鄂钢、重钢、德盛等众多钢铁生产基地。其中，鄂钢2号烧结机的商业测试已于4月正式开启，从目前的运行情况来看，效果十分理想，CO氧化效率稳定保持在80%左右，为后续技术的大规模推广应用奠定了坚实基础。
　　站在“双碳”战略持续向纵深推进的关键历史节点上，这项技术的突破具有多重深远的战略意义。从环境效益层面来看，如果该技术能够在整个钢铁行业得到全面推广应用，经初步估算，每年可助力钢铁行业减排3000万吨CO₂当量，这将对我国实现碳减排目标产生巨大的推动作用。在经济效益方面，倘若在中国宝武旗下所有钢厂全面推广该技术，每年节约的能源成本将轻松突破10亿元，为企业创造极为可观的经济效益。更为重要的是，它为中国工业领域探索出了一条全新的“治理即增效”创新发展路径，具有重要的示范引领作用。
　　“绿色，绝不应仅仅是工业文明表面的一层装饰色，而应当成为推动企业高质量发展的核心底色。”大气事业部总经理陈活虎在接受采访时，满怀信心地描绘出了技术未来的发展蓝图。他透露，企业目前正在紧锣密鼓地研发新一代催化剂，并且计划将其与先进的智慧控制系统深度融合，从而实现对污染物与碳排放的精准协同优化。随着“双碳”战略的持续深入推进，这场发端于烧结烟气治理的绿色革命，必将如星星之火，呈燎原之势，重塑中国钢铁行业在全球市场的核心竞争力，引领行业迈向更加绿色、可持续的未来。