行業(yè)借鑒|改寫石灰工業(yè)碳足跡的關鍵路徑成功打通！

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 【快訊】全球首個大規(guī)模高壓氣流床生物質氣化爐吊裝成功！

      2025年4月15日，在金風綠能化工（興安盟）有限公司“綠氫制50萬噸綠色甲醇項目(一期25萬噸）”項目施工現場，全球首個大規(guī)模高壓氣流床生物質氣化爐吊裝成功！

   該項技術采用復朋氣化技術，一開不備，氣化壓力3.0MpaG，總氣量70000Nm3/h（CO+H₂），僅一臺氣化爐就足以滿足年產25萬噸甲醇的氣化產能，本項目氣化工段預計2025年6月20日中交，6月30日點火。

   該項目的順利實施，是生物質氣化在高壓氣流床技術中實現大規(guī)�；瘧�用的典型示范項目，不但成功打通了綠色甲醇生產的關鍵路徑，還形成了可再生能源發(fā)電耦合生物質氣化的完整生態(tài)鏈，使我國可再生能源發(fā)展生產進入新的篇章。

 資料來源：網絡綜合

——石灰行業(yè)啟示：

     從上述信息顯示：由生物質能源化到高附加值的資源化利用的一場新機遇已經來臨。它給我們石灰產業(yè)帶來哪些啟示？

  （一）、資源化與能源化的本質差異

   生物質能源化利用主要指將林業(yè)廢棄物、農業(yè)秸稈等生物質轉化為熱能或燃料及電能，其核心目標是替代化石能源，緩解能源危機。例如，生物質發(fā)電和生物燃料生產是典型的能源化技術路線。而生物質資源化利用則更進一步，強調將廢棄物轉化為高附加值產品，資源化利用不僅關注能源替代，更注重循環(huán)經濟下的全產業(yè)鏈價值挖掘，例如：唐山金泉冶化科技產業(yè)有限公司開發(fā)應用的通過生物質燃料與石灰窯回收二氧化碳聯產轉化新能源（煤氣、CO）生產石灰技術，實現石灰產業(yè)鏈“吃干榨凈”的零廢棄目標。

   （二）、從“燃燒”到“精煉”的跨越

1.能源化技術的局限

   傳統能源化技術（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%）、經濟性差（依賴政策補貼）和碳排放問題（不完全燃燒產生污染物）。

2.資源化技術的創(chuàng)新生物煉制技術：

   例如：將農林廢棄物在氣化的同時還生產生物炭（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）和可燃氣，實現資源分層利用。

（三）、政策驅動促進從“廢料處理”到“黃金產業(yè)”

     中國《“十四五”生物經濟發(fā)展規(guī)劃》明確提出推動生物質能向高附加值領域轉型，歐盟則通過“碳邊境調節(jié)機制”倒逼生物質資源化技術升級。生物質資源化利用不僅是能源化技術的升級，更是從單一能源生產向多元化高價值產品轉型的產業(yè)革命。通過技術融合、政策協同（如碳市場激勵）和商業(yè)模式創(chuàng)新（如循環(huán)農業(yè)），生物質資源化有望在2030年前形成萬億級市場，成為“雙碳”目標下的核心支柱產業(yè)。這一進程不僅重塑了廢棄物價值鏈，更推動了農業(yè)、工業(yè)與生態(tài)保護的深度融合，堪稱生物質利用的“第二次浪潮”。

  ——石灰行業(yè)相關前沿技術鏈接：

碳市場擴容催生萬億賽道：生物質能如何改寫石灰工業(yè)碳足跡？

 （一）、國家雙碳戰(zhàn)略及行業(yè)要求：

    三大行業(yè)面臨低碳轉型壓力，2025年3月26日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《全國碳排放權交易市場覆蓋鋼鐵、水泥、鋁冶煉行業(yè)工作方案》，全國碳市場首次擴容，這一政策標志著我國“雙碳”戰(zhàn)略進入深化實施階段，通過市場機制倒逼企業(yè)減排。

   三大行業(yè)均面臨“生存戰(zhàn)”，需通過技術創(chuàng)新和能源結構調整實現減排目標。碳市場通過配額分配和交易機制，形成“排放有成本、減碳有收益”的激勵機制，推動行業(yè)從“高碳依賴”向“低碳競爭力”轉型。

  （二）、技術路徑：

   三大行業(yè)對生物質的差異化需求：

     鋼鐵行業(yè)：生物質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，生物質與綠氫結合的“氫基煉鋼”技術正在試點，進一步降低碳排放。

     水泥行業(yè)：生物質燃料替代燃煤是核心路徑。生物質燃料燃燒產生的二氧化碳與其生長階段吸收的量基本平衡，實現零排放。例如，海螺水泥在樅陽海螺熟料生產線建設中國首套生物質替代燃料系統順利建成投產，同時解決了農業(yè)秸稈處理難、易引發(fā)環(huán)境污染等問題，該項目是中國水泥行業(yè)首套生物質替代燃料系統，每年可減少二氧化碳排放近20萬噸。

     電解鋁行業(yè)：依賴綠電與生物質能耦合生產。電解鋁需連續(xù)供電，生物質發(fā)電可提供穩(wěn)定基荷電源。例如，云南神火鋁業(yè)通過水電與生物質能結合，單噸鋁碳排量較火電減少約11噸。此外，生物質熱解產生的生物炭可作為電解槽陽極材料的替代品，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業(yè)有限公司的一項名為“一種實現負碳排放聯產石灰的裝置及生產工藝（公開號CN 119241100 A），”的專利技術已經完成中試和工業(yè)應用實驗，開始進入推廣應用實施階段，該公司2025年新規(guī)劃設計的石灰生產項目將逐步應用該項技術。

     根據專利摘要顯示，本申請公開了一種實現負碳排放聯產石灰的裝置及生產工藝，該裝置可將石灰窯產出的高溫CO₂廢氣送入CO₂轉化裝置中轉化為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化裝置中轉化生成含CO的可燃氣體，并將前述轉化得到的可燃氣體送入石灰窯內燃燒供熱以煅燒石灰石，因此，本申請利用石灰生產中高溫CO₂廢氣作為熱源，通過一步法與生物質廢碳或其它含碳燃料進行脫碳轉化生成可燃氣體并聯產石灰，應用本申請裝置可解決CO₂轉化為CO所需外部能耗高、轉化時間長且轉化成本高的問題，促進負碳技術的高效產業(yè)化實現，達到節(jié)能減排，取代化石燃料，實現增值化和零碳化、負碳化的目的。

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

   編者對該項技術進一步深入了解到：

     碳達峰和碳中和戰(zhàn)略目標對全球經濟與社會發(fā)展意義非凡，碳達峰和碳中和的深層次問題實為能源問題，而日趨成熟的碳捕集、封存和利用技術也因高成本、高能耗面臨產業(yè)界的強大阻力。雖然二氧化碳在大量排放時對生態(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才是有效解決問題的關鍵。

   二氧化碳資源大致可以通過以下途徑加以綜合利用:(1)二氧化碳轉化為有用化學物質;(2)經電化學、光電化學和光化學反應制取有機化合物;(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的化學惰性。而利用CO₂作為反應物質，現在技術還不夠成熟，CO₂的轉化利用率也相當低。

     目前，負碳技術是實現二氧化碳凈零排放的關鍵，也是*具潛力技術，它可以集成可再生資源利用、清潔能源生產、二氧化碳減排等多項應用的技術要點和優(yōu)勢，在創(chuàng)造和增加負碳排放方面有著巨大優(yōu)勢。

   其中，二氧化碳化工利用技術是*具典型的負碳技術，它以化學轉化過程為特性特征，以CO₂為碳氧資源將其轉化為其他產物，并具備一定減排效益的工業(yè)技術。其不僅能夠直接消耗CO₂，還能夠實現對傳統高碳原料的替代，兼具直接減排和間接減排效應。

   基于背景技術存在的問題，唐山金泉冶化科技產業(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，利用石灰生產中高溫CO廢氣作為熱源，一步法與生物質廢碳或其它含碳燃料（煤炭、焦炭）進行脫碳轉化為C1新能源生產石灰。同時利用石墨電極和電磁感應方式與廉價的鐵基及含鋯催化劑與CO廢氣繼續(xù)反應生成CO燃氣循環(huán)利用，達到CO廢氣的全部轉化再利用，達到取代化石燃料以及增值化和零碳化、負碳化的目的。

     該技術路線可以全部回收石灰生產中的CO氣體轉化為以C1（煤氣）為主要成分的可燃氣體燃料，既可以抵消電解CO₂增加的電費成本，也可以大幅度降低石灰生產的燃料成本，同時也達到CO “負碳” 排放目的。

  ——核心關鍵點延伸：

     雖然唐山金泉公司上述技術已經具備可實施的條件，然而在實施過程也面臨目前國內生物質發(fā)生爐設備普遍產氣量較小的現實，目前國內實施的生物質氣發(fā)生爐單臺設備較大規(guī)模產氣率型號的產氣率也只有2500~3500m³/h范圍，然而，唐山金泉公司設計的生物質氣生產石灰的窯型為“ZGS外支撐式混噴雙燃雙膛石灰窯（專利技術）”，石灰小時產能一般都在10~25噸居多，小時用氣量在6500~13000³/h范圍。顯然，目前的單臺設備產氣率還遠遠不能滿足石灰生產供應，雖然可以采用多臺套設備串聯供氣的方法，但是也存在產氣量和壓力不均衡、占地大、生產不宜操控的缺陷。

   然而，隨著本文前述的“全球首個大規(guī)模高壓氣流床生物質氣化爐吊裝成功”， 預示著生物質燃料規(guī)�；�生產燃氣及工業(yè)化應用進入了一個新階段，特別是該設備單臺套設備總氣量可達70000Nm3/h（CO+H₂），一臺套的產氣量就可以達到五座“雙膛石灰窯（小時100噸以上）”產量的需求（當然也會有適合單臺套石灰窯設備應用的型號），特別是其氣化壓力，也適合石灰窯生產�？梢姡�該項技術的出現，為傳統石灰產業(yè)脫碳增值化利用技術領域提供了有力支撐可借鑒的模式，助力了石灰產業(yè)“雙碳”目標實現，也必將推動整個石灰產業(yè)的升級。

 資料編輯整理：

《石灰產業(yè)》編輯部

 2025年04月18日