用好这“三股气”，经济又环保

作为工业化不可或缺的材料，钢铁工业在中华民族振兴的过程中立下了汗马功劳。我国的粗钢产量在1978年仅有3000万吨，而到2018年已达9.28亿吨，成为全球最大的钢铁生产国。钢铁工业的快速发展为我国国民经济发展提供了强力的支撑。...



作为工业化不可或缺的材料，钢铁在中华民族振兴的过程中立下了汗马功劳。我国的粗钢产量在1978年仅有3000万吨，而到2018年已达9.28亿吨，我国已成为全球最大的钢铁生产国。钢铁工业的快速发展为我国国民经济发展提供了强力的支撑。

生产钢铁的同时还产生大量的尾气，俗称钢厂尾气，主要包括焦炉气、转炉气、高炉气这“三股气”。一氧化碳、氢气、甲烷是这“三股气”的主要有效成分，其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。

传统的钢厂尾气利用方式为通过燃烧进行加热和发电，但由于尾气中存在大量的氮气，其热值明显低于天然气，且燃烧还产生大量的CO2，这种方法不是很高效，也达不到减排的目的。因此，发电并不是钢厂尾气的最佳利用方法。

乙醇是世界公认的优良汽油添加剂，也是重要的基础化学品，可以部分替代乙烯用作化工原料，也可以便捷地转化为乙烯。目前，全世界乙醇产量约一亿吨，主要由美国和巴西利用粮食和甘蔗等生物原料生产。而我国乙醇产量只有700多万吨，主要利用陈化粮，依赖国家补贴进行生产。

钢厂气中的CO和H2是C1化学中不可或缺的原料，如果以钢厂尾气为原料，生产附加值高、清洁燃料乙醇，不仅能够实现钢厂尾气的高效利用，增加企业的经济效益，同时达到节能减排的目的。

钢铁工业和燃料乙醇工业在发展过程中有没有融合发展的空间呢？中科院大连化物所科学家开展了相关探索，并研究出了DMTE技术（图3），该技术以煤、天然气、生物质以及钢厂尾气为原料，经羰基化和加氢反应生产乙醇。

据测算，1000万吨的钢厂能够配套100万吨乙醇（DMTE技术）的生产（产值50亿）。目前，我国约有超900亿Nm3的钢厂尾气，其高效利用将会在保证经济效益的前提下带动一个新产业，不仅可以解决目前我国以陈化粮生产燃料乙醇易出现“与人争粮、与粮争地”的不足，保障国家的粮食安全，而且还能够降低我国能源的对外依赖度。我国目前拥有具有独立知识产权合成气制乙醇（DMTE）技术，使得钢铁工业和乙醇产业融合发展有了全新的途径。

2017年1月，中科院大连化物所联合陕西延长石油集团发展的10万吨/年合成气制乙醇（DMTE）装置（图4）一次投产成功且稳定运行，为原料来源广泛、大规模生成燃料乙醇提供了可能。工业示范装置的投产成功标志着我国拥有设计和建设百万吨级大型煤基乙醇工厂的能力。

来源：中国科学院大连化学物理研究所

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