2016年6月30日，国家科技部组织专家对中国金属学会协助国家工信部组织的“十二五”国家科技支撑计划项目“高炉炼铁CO₂减排与煤气高效利用关键技术开发”（2011BAC01B00）进行了项目验收。

我国钢铁工业是能源消耗大户，同时也是CO₂排放大户，占工业能耗的16%左右，CO₂排放占工业排放16%左右，占全国CO₂排放的11.2%左右。高炉炼铁系统占据了钢铁生产总能耗的90％左右，钢铁工业节能减排、低碳发展的重点在于高炉炼铁系统。因此，“十二五”期间，中国金属学会学会在国家科技部和国家工信部的支持下，组织“十二五”国家科技支撑计划项目“高炉炼铁CO₂减排与煤气高效利用关键技术开发”，由鞍山钢铁集团公司、山东钢铁集团莱芜钢铁股份有限公司、北京科技大学、中国钢研科技集团公司、昆明理工大学、河北钢铁集团承德钢铁公司、五矿营口中板厂、山东省冶金设计院股份有限公司等八家单位组成产学研联合攻关，希望通过基础理论的研究、核心技术的突破和关键工艺的创新，本项目研究开发“高炉富氧喷吹焦炉煤气技术”、“炉顶煤气循环氧气鼓风高炉炼铁技术”和“以高炉煤气为原料的甲醇合成技术”等具有自主知识产权的高炉炼铁节能减排技术。经过五年的开发攻关，项目取得了较大的进展：

（1）完成了高炉富氧喷吹焦炉煤气技术的理论研究，开发多项喷吹焦炉煤气工艺监测装置和设备的研制，并在国内企业得到推广应用。完成了450m³高炉喷吹焦炉煤气工业试验。焦炉煤气喷吹量100m³/t(铁)，焦炉煤气置换比达到0.58kg/m³，实现CO₂减排11.9%，达到项目考核指标。建成4038m³高炉喷吹焦炉煤气示范工程建设，开展4次喷吹焦炉煤气试验，共计喷吹焦炉煤气1224万m³。最大喷吹焦炉煤气量达到49.71m³/t，焦炉煤气置换比达0.49～1.46 kg/m³,CO₂减排效果显著。

（2）针对炉顶煤气循环氧气鼓风高炉炼铁技术开展了大量的基础理论研究，建立了全氧高炉仿真模拟系统，优化了工艺参数；开发了大喷煤条件下煤粉高效燃烧与氧煤燃烧器设计方法；确立了炉顶煤气CO₂脱除与煤气调质和煤气输送与热工制度；获得了基于氧气高炉条件下炉料结构对高炉运行影响规律。

（3）开展了以高炉煤气中CO、CO₂为碳源制备甲醇的研究工作，开发了深度净化催化剂配方及其批量生产工艺；根据CO、CO₂加氢合成甲醇的反应特性，以CO₂活化为主导，创制了具有多活性中心的铜基复合催化剂及制备工艺，实现了富CO₂条件下，CO和CO₂共氢化制备甲醇，揭示了催化剂不同功能单元的协同作用机制，解释了界面结构对催化性能的影响规律；建设了10kg/t甲醇合成扩试平台验证了技术路线的可行性，基本解决了利用高炉煤气CO、CO₂共氢化制备甲醇的二氧化碳资源化的关键技术。

（4）项目已发表论文81篇，获得授权专利17项，其中授权发明专利10项，取得了一大批创新性成果。

尽管项目执行过程中因遇到较大的困难，导致120m³炉顶煤气循环氧气鼓风高炉工业试验和与之配套的1000t/a高炉煤气制甲醇示范线建设未能开展，影响了相关技术开发的工业化进程，但验收专家仍对项目围绕前沿技术开展的探索性工作给予高度评价，一致通过项目的验收，特别是鞍钢在国际上首次实现了超大型高炉喷吹焦炉煤气工业示范应用，降低了CO₂排放给予充分肯定。

（中国金属学会 生产技术与书刊部）