行業(yè)借鑒|改寫(xiě)石灰工業(yè)碳足跡的關(guān)鍵路徑成功打通！

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 【快訊】全球首個(gè)大規(guī)模高壓氣流床生物質(zhì)氣化爐吊裝成功！

      2025年4月15日，在金風(fēng)綠能化工（興安盟）有限公司“綠氫制50萬(wàn)噸綠色甲醇項(xiàng)目(一期25萬(wàn)噸）”項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)，全球首個(gè)大規(guī)模高壓氣流床生物質(zhì)氣化爐吊裝成功！

   該項(xiàng)技術(shù)采用復(fù)朋氣化技術(shù)，一開(kāi)不備，氣化壓力3.0MpaG，總氣量70000Nm3/h（CO+H₂），僅一臺(tái)氣化爐就足以滿足年產(chǎn)25萬(wàn)噸甲醇的氣化產(chǎn)能，本項(xiàng)目氣化工段預(yù)計(jì)2025年6月20日中交，6月30日點(diǎn)火。

   該項(xiàng)目的順利實(shí)施，是生物質(zhì)氣化在高壓氣流床技術(shù)中實(shí)現(xiàn)大規(guī)�；瘧�(yīng)用的典型示范項(xiàng)目，不但成功打通了綠色甲醇生產(chǎn)的關(guān)鍵路徑，還形成了可再生能源發(fā)電耦合生物質(zhì)氣化的完整生態(tài)鏈，使我國(guó)可再生能源發(fā)展生產(chǎn)進(jìn)入新的篇章。

 資料來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)綜合

——石灰行業(yè)啟示：

     從上述信息顯示：由生物質(zhì)能源化到高附加值的資源化利用的一場(chǎng)新機(jī)遇已經(jīng)來(lái)臨。它給我們石灰產(chǎn)業(yè)帶來(lái)哪些啟示？

  （一）、資源化與能源化的本質(zhì)差異

   生物質(zhì)能源化利用主要指將林業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)秸稈等生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熱能或燃料及電能，其核心目標(biāo)是替代化石能源，緩解能源危機(jī)。例如，生物質(zhì)發(fā)電和生物燃料生產(chǎn)是典型的能源化技術(shù)路線。而生物質(zhì)資源化利用則更進(jìn)一步，強(qiáng)調(diào)將廢棄物轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品，資源化利用不僅關(guān)注能源替代，更注重循環(huán)經(jīng)濟(jì)下的全產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值挖掘，例如：唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司開(kāi)發(fā)應(yīng)用的通過(guò)生物質(zhì)燃料與石灰窯回收二氧化碳聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化新能源（煤氣、CO）生產(chǎn)石灰技術(shù)，實(shí)現(xiàn)石灰產(chǎn)業(yè)鏈“吃干榨凈”的零廢棄目標(biāo)。

   （二）、從“燃燒”到“精煉”的跨越

1.能源化技術(shù)的局限

   傳統(tǒng)能源化技術(shù)（如直接燃燒、氣化發(fā)電）雖然能減少化石能源依賴，但存在能效低（僅30%-40%）、經(jīng)濟(jì)性差（依賴政策補(bǔ)貼）和碳排放問(wèn)題（不完全燃燒產(chǎn)生污染物）。

2.資源化技術(shù)的創(chuàng)新生物煉制技術(shù)：

   例如：將農(nóng)林廢棄物在氣化的同時(shí)還生產(chǎn)生物炭（用于回收二氧化碳或高值化深加工或土壤改良）、生物油（工業(yè)原料）和可燃?xì)�，�?shí)現(xiàn)資源分層利用。

（三）、政策驅(qū)動(dòng)促進(jìn)從“廢料處理”到“黃金產(chǎn)業(yè)”

     中國(guó)《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》明確提出推動(dòng)生物質(zhì)能向高附加值領(lǐng)域轉(zhuǎn)型，歐盟則通過(guò)“碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制”倒逼生物質(zhì)資源化技術(shù)升級(jí)。生物質(zhì)資源化利用不僅是能源化技術(shù)的升級(jí)，更是從單一能源生產(chǎn)向多元化高價(jià)值產(chǎn)品轉(zhuǎn)型的產(chǎn)業(yè)革命。通過(guò)技術(shù)融合、政策協(xié)同（如碳市場(chǎng)激勵(lì)）和商業(yè)模式創(chuàng)新（如循環(huán)農(nóng)業(yè)），生物質(zhì)資源化有望在2030年前形成萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)，成為“雙碳”目標(biāo)下的核心支柱產(chǎn)業(yè)。這一進(jìn)程不僅重塑了廢棄物價(jià)值鏈，更推動(dòng)了農(nóng)業(yè)、工業(yè)與生態(tài)保護(hù)的深度融合，堪稱生物質(zhì)利用的“第二次浪潮”。

  ——石灰行業(yè)相關(guān)前沿技術(shù)鏈接：

碳市場(chǎng)擴(kuò)容催生萬(wàn)億賽道：生物質(zhì)能如何改寫(xiě)石灰工業(yè)碳足跡？

 （一）、國(guó)家雙碳戰(zhàn)略及行業(yè)要求：

    三大行業(yè)面臨低碳轉(zhuǎn)型壓力，2025年3月26日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)覆蓋鋼鐵、水泥、鋁冶煉行業(yè)工作方案》，全國(guó)碳市場(chǎng)首次擴(kuò)容，這一政策標(biāo)志著我國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略進(jìn)入深化實(shí)施階段，通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制倒逼企業(yè)減排。

   三大行業(yè)均面臨“生存戰(zhàn)”，需通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)。碳市場(chǎng)通過(guò)配額分配和交易機(jī)制，形成“排放有成本、減碳有收益”的激勵(lì)機(jī)制，推動(dòng)行業(yè)從“高碳依賴”向“低碳競(jìng)爭(zhēng)力”轉(zhuǎn)型。

  （二）、技術(shù)路徑：

   三大行業(yè)對(duì)生物質(zhì)的差異化需求：

     鋼鐵行業(yè)：生物質(zhì)能可作為高爐噴吹燃料或替代部分焦炭，減少化石燃料使用，生物質(zhì)與綠氫結(jié)合的“氫基煉鋼”技術(shù)正在試點(diǎn)，進(jìn)一步降低碳排放。

     水泥行業(yè)：生物質(zhì)燃料替代燃煤是核心路徑。生物質(zhì)燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳與其生長(zhǎng)階段吸收的量基本平衡，實(shí)現(xiàn)零排放。例如，海螺水泥在樅陽(yáng)海螺熟料生產(chǎn)線建設(shè)中國(guó)首套生物質(zhì)替代燃料系統(tǒng)順利建成投產(chǎn)，同時(shí)解決了農(nóng)業(yè)秸稈處理難、易引發(fā)環(huán)境污染等問(wèn)題，該項(xiàng)目是中國(guó)水泥行業(yè)首套生物質(zhì)替代燃料系統(tǒng)，每年可減少二氧化碳排放近20萬(wàn)噸。

     電解鋁行業(yè)：依賴綠電與生物質(zhì)能耦合生產(chǎn)。電解鋁需連續(xù)供電，生物質(zhì)發(fā)電可提供穩(wěn)定基荷電源。例如，云南神火鋁業(yè)通過(guò)水電與生物質(zhì)能結(jié)合，單噸鋁碳排量較火電減少約11噸。此外，生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的生物炭可作為電解槽陽(yáng)極材料的替代品，降低全氟化碳排放。

  （三）、石灰行業(yè)的減排路徑

   目前，唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司的一項(xiàng)名為“一種實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放聯(lián)產(chǎn)石灰的裝置及生產(chǎn)工藝（公開(kāi)號(hào)CN 119241100 A），”的專利技術(shù)已經(jīng)完成中試和工業(yè)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，開(kāi)始進(jìn)入推廣應(yīng)用實(shí)施階段，該公司2025年新規(guī)劃設(shè)計(jì)的石灰生產(chǎn)項(xiàng)目將逐步應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。

     根據(jù)專利摘要顯示，本申請(qǐng)公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放聯(lián)產(chǎn)石灰的裝置及生產(chǎn)工藝，該裝置可將石灰窯產(chǎn)出的高溫CO₂廢氣送入CO₂轉(zhuǎn)化裝置中轉(zhuǎn)化為CO 氣體，且將石灰窯煅燒帶的高溫CO₂廢氣除塵凈化后送入燃料生成轉(zhuǎn)化裝置中轉(zhuǎn)化生成含CO的可燃?xì)怏w，并將前述轉(zhuǎn)化得到的可燃?xì)怏w送入石灰窯內(nèi)燃燒供熱以煅燒石灰石，因此，本申請(qǐng)利用石灰生產(chǎn)中高溫CO₂廢氣作為熱源，通過(guò)一步法與生物質(zhì)廢碳或其它含碳燃料進(jìn)行脫碳轉(zhuǎn)化生成可燃?xì)怏w并聯(lián)產(chǎn)石灰，應(yīng)用本申請(qǐng)裝置可解決CO₂轉(zhuǎn)化為CO所需外部能耗高、轉(zhuǎn)化時(shí)間長(zhǎng)且轉(zhuǎn)化成本高的問(wèn)題，促進(jìn)負(fù)碳技術(shù)的高效產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)，達(dá)到節(jié)能減排，取代化石燃料，實(shí)現(xiàn)增值化和零碳化、負(fù)碳化的目的。

（唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司2024年已經(jīng)實(shí)施的“ZGS外支撐式混噴雙燃雙膛石灰窯（專利技術(shù)）”）

   編者對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步深入了解到：

     碳達(dá)峰和碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)對(duì)全球經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展意義非凡，碳達(dá)峰和碳中和的深層次問(wèn)題實(shí)為能源問(wèn)題，而日趨成熟的碳捕集、封存和利用技術(shù)也因高成本、高能耗面臨產(chǎn)業(yè)界的強(qiáng)大阻力。雖然二氧化碳在大量排放時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不良影響，但它又是自然界中重要的資源之一，因此合理利用C0₂才是有效解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

   二氧化碳資源大致可以通過(guò)以下途徑加以綜合利用:(1)二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用化學(xué)物質(zhì);(2)經(jīng)電化學(xué)、光電化學(xué)和光化學(xué)反應(yīng)制取有機(jī)化合物;(3)制取二氧化碳聚合物;(4)制取燃料碳;(5)超臨界二氧化碳萃取。超臨界CO₂萃取主要是利用了C0₂的化學(xué)惰性。而利用CO₂作為反應(yīng)物質(zhì)，現(xiàn)在技術(shù)還不夠成熟，CO₂的轉(zhuǎn)化利用率也相當(dāng)?shù)汀?/p>

     目前，負(fù)碳技術(shù)是實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放的關(guān)鍵，也是*具潛力技術(shù)，它可以集成可再生資源利用、清潔能源生產(chǎn)、二氧化碳減排等多項(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在創(chuàng)造和增加負(fù)碳排放方面有著巨大優(yōu)勢(shì)。

   其中，二氧化碳化工利用技術(shù)是*具典型的負(fù)碳技術(shù)，它以化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程為特性特征，以CO₂為碳氧資源將其轉(zhuǎn)化為其他產(chǎn)物，并具備一定減排效益的工業(yè)技術(shù)。其不僅能夠直接消耗CO₂，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)高碳原料的替代，兼具直接減排和間接減排效應(yīng)。

   基于背景技術(shù)存在的問(wèn)題，唐山金泉冶化科技產(chǎn)業(yè)有限公司發(fā)明的目的在于提供一種在不增加外部能源熱能的前提下，利用石灰生產(chǎn)中高溫CO廢氣作為熱源，一步法與生物質(zhì)廢碳或其它含碳燃料（煤炭、焦炭）進(jìn)行脫碳轉(zhuǎn)化為C1新能源生產(chǎn)石灰。同時(shí)利用石墨電極和電磁感應(yīng)方式與廉價(jià)的鐵基及含鋯催化劑與CO廢氣繼續(xù)反應(yīng)生成CO燃?xì)庋�環(huán)利用，達(dá)到CO廢氣的全部轉(zhuǎn)化再利用，達(dá)到取代化石燃料以及增值化和零碳化、負(fù)碳化的目的。

     該技術(shù)路線可以全部回收石灰生產(chǎn)中的CO氣體轉(zhuǎn)化為以C1（煤氣）為主要成分的可燃?xì)怏w燃料，既可以抵消電解CO₂增加的電費(fèi)成本，也可以大幅度降低石灰生產(chǎn)的燃料成本，同時(shí)也達(dá)到CO “負(fù)碳” 排放目的。

  ——核心關(guān)鍵點(diǎn)延伸：

     雖然唐山金泉公司上述技術(shù)已經(jīng)具備可實(shí)施的條件，然而在實(shí)施過(guò)程也面臨目前國(guó)內(nèi)生物質(zhì)發(fā)生爐設(shè)備普遍產(chǎn)氣量較小的現(xiàn)實(shí)，目前國(guó)內(nèi)實(shí)施的生物質(zhì)氣發(fā)生爐單臺(tái)設(shè)備較大規(guī)模產(chǎn)氣率型號(hào)的產(chǎn)氣率也只有2500~3500m³/h范圍，然而，唐山金泉公司設(shè)計(jì)的生物質(zhì)氣生產(chǎn)石灰的窯型為“ZGS外支撐式混噴雙燃雙膛石灰窯（專利技術(shù)）”，石灰小時(shí)產(chǎn)能一般都在10~25噸居多，小時(shí)用氣量在6500~13000³/h范圍。顯然，目前的單臺(tái)設(shè)備產(chǎn)氣率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足石灰生產(chǎn)供應(yīng)，雖然可以采用多臺(tái)套設(shè)備串聯(lián)供氣的方法，但是也存在產(chǎn)氣量和壓力不均衡、占地大、生產(chǎn)不宜操控的缺陷。

   然而，隨著本文前述的“全球首個(gè)大規(guī)模高壓氣流床生物質(zhì)氣化爐吊裝成功”， 預(yù)示著生物質(zhì)燃料規(guī)�；�生產(chǎn)燃?xì)饧肮�業(yè)化應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新階段，特別是該設(shè)備單臺(tái)套設(shè)備總氣量可達(dá)70000Nm3/h（CO+H₂），一臺(tái)套的產(chǎn)氣量就可以達(dá)到五座“雙膛石灰窯（小時(shí)100噸以上）”產(chǎn)量的需求（當(dāng)然也會(huì)有適合單臺(tái)套石灰窯設(shè)備應(yīng)用的型號(hào)），特別是其氣化壓力，也適合石灰窯生產(chǎn)�？梢�(jiàn)，該項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，為傳統(tǒng)石灰產(chǎn)業(yè)脫碳增值化利用技術(shù)領(lǐng)域提供了有力支撐可借鑒的模式，助力了石灰產(chǎn)業(yè)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，也必將推動(dòng)整個(gè)石灰產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。

 資料編輯整理：

《石灰產(chǎn)業(yè)》編輯部

 2025年04月18日