铁谷网-垂直于铸造产业链服务平台、原材料采购网、行业资讯网

分享好友 鋼鐵資訊首頁 鋼鐵資訊分類 切換頻道

推進氫冶金核心關鍵技術 助鋼鐵業綠色發展

2021-08-12 09:172710中國冶金報

  在碳達峰與碳中和的背景下,我國鋼鐵行業碳減排壓力巨大,碳稅政策倒逼鋼鐵產業研發應用碳中和技術。將氫能應用于鋼鐵生產是鋼鐵產業低碳綠色化轉型升級的有效途徑,全球研發熱點方向主要為富氫還原高爐和氫基豎爐。高爐噴吹含氫介質富氫還原冶煉可經濟性地實現碳減排10%~20%。相比高爐—轉爐長流程,豎爐—電爐短流程碳減排可達50%~95%,氣基豎爐更適宜發展氫冶金。國內鋼鐵企業和院校應協同開展符合中國國情的富氫氣基豎爐工程示范,推進氫冶金核心關鍵技術的成熟和產業化應用,助力于我國鋼鐵產業低碳綠色創新發展。

建立氫能—鋼鐵—化工協同新產業鏈的3個途徑

  2019年,中國二氧化碳排放總量達到98.4億噸,仍處增長階段,人均二氧化碳排放量達6.8噸,超世界平均水平。2020年9月22日,中國在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上向世界承諾,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。

  我國鋼鐵產業面臨著巨大的碳中和壓力。2019年我國粗鋼產量為9.96億噸,碳排放約為15億噸,占我國碳排放總量的16%左右。高爐—轉爐長流程的粗鋼產量占90%,由于高度依賴化石能源,導致高碳排放。碳稅政策將倒逼鋼鐵產業研發應用碳中和技術,實現低碳綠色化轉型升級。

  面對碳達峰、碳中和目標,鋼鐵產業要以節能高能效為基礎,重點發展多產業協同的碳捕捉利用(CCU)技術,并輔以能源替代發展氫冶金,致力解決鋼鐵產業碳中和重大共性難題。

  一是在工藝優化、強化冶煉、余熱和資源高效循環利用、超低排放、系統節能、產品高質化基礎上,要研發應用低碳高爐、轉爐高廢鋼比冶煉、高效連鑄、鑄軋一體化等低碳冶煉技術,同時開發全流程信息物理系統,實現智能化冶煉,提高能源利用效率,為碳中和奠定基礎。二是研發應用鋼鐵—化工—氫能一體化網絡集成CCU技術,通過鋼鐵、化工協同,為我國以高爐—轉爐長流程為主的鋼鐵產業實現碳凈零排放提供最合理、最徹底的解決方案。三是以氫能替代化石能源,發展氫基豎爐—電爐短流程新工藝技術,實現鋼鐵流程革新和能源結構優化,為無涉碳鋼鐵生產提供全新途徑。通過以上3個途徑,以期建立以全新鋼鐵產業為重要中樞節點的氫能—鋼鐵—化工協同新產業鏈。

氫在鋼鐵行業的應用

  綠色氫能被認為是無碳經濟的關鍵之鑰,將氫能應用于冶金是冶金行業低碳綠色化轉型的有效途徑。氫氣密度小,擴散能力強,導熱系數大,易燃易爆,相比于CO還原,氫還原產物為H2O,無CO2產生,還原速率快,在還原過程中具有更高的抗黏結性能。國內外均對氫冶金開展了較多的研究與應用。

  自20世紀80年代開始,蘇聯、北美多座高爐開始噴吹天然氣;20世紀90年代,美國埃德加—湯姆森鋼鐵廠3號高爐噴吹焦爐煤氣;2004年12月京濱2號高爐噴吹天然氣,噸鐵噴吹量達50千克。早在20世紀50年代,HYL公司建成了一座擁有5個反應罐的直接還原廠,后發展為了HYL-Ⅲ豎爐,1966年MIDREX公司也開始氫冶金氣基豎爐直接還原工藝生產。近年來,日本、韓國、歐盟、瑞典、德國、美國等均有氫冶金規劃,如日本COURSE50富氫還原高爐和氫基豎爐、歐盟ULCOS富氫氣基豎爐和氫氣還原煉鋼、美國AISI氫氣閃速熔煉、瑞典HYBRIT全氫豎爐、韓國COOLSTAR、MIDREX H2、H2FUTURE、SALCOS等。

  20世紀60年代我國的重鋼進行了高爐噴吹天然氣試驗,并得到了良好的技術經濟指標。2008年前后,承鋼、濟鋼、鞍鋼鲅魚圈等的高爐也進行了噴吹焦爐煤氣試驗。1973年,中國科學院化工冶金研究所先后在河北滄州、山東棗莊建造噸級試驗裝置進行攀枝花釩鈦磁鐵礦氫氣流態化還原的半工業試驗;1975年,廣東韶關建成并試驗了5噸/天的水煤氣豎爐海綿鐵試驗裝置;1979年,攀枝花建成5立方米氣基豎爐,開展天然氣還原釩鈦磁鐵礦的試驗;2006年,寶鋼、鋼鐵研究總院、上海大學共同承擔了氫冶金熔融還原新工藝研發項目。近年來,中晉太行、河鋼、寶鋼籌建氫基豎爐氫冶金生產線,產能為30萬噸/年~120萬噸/年。

  氫在鋼鐵行業的應用主要包括富氫還原高爐、氫冶金氣基豎爐、氫冶金熔融還原工藝。其中,富氫還原高爐技術相對成熟,部分已實現工業化應用,碳減排能力在10%~20%;氫冶金豎爐直接還原工藝的碳減排能力可達50%~98%,是當前的重點研發方向;氫冶金熔融還原多處于實驗室研究階段,工業化尚未成熟。

富氫還原高爐是指以純氫/富氫還原氣部分代替煤或焦炭,通過風口噴吹入高爐,增加爐內煤氣含氫量,強化氫在爐中上部參與間接還原,減少CO2排放,實現低碳煉鐵。日本COURSE50計劃中高爐噴吹焦爐煤氣的內容,目標在2050年將日本鋼鐵工業CO2排放減少30%,噸鋼CO2排放從1.64噸減至1.15噸。德國蒂森克虜伯tkH2Steel將氫氣代替煤作為還原劑,減少高爐煉鐵碳排放,預期碳減排幅度可達20%;韓國核能制氫 富氫還原高爐預計從氫還原煉鐵技術研發到12座高爐實際應用,投入4.8萬億韓元,以實現碳減排8.7%。中國寶武核能制氫 氫能冶金建設一臺60萬千瓦高溫氣冷堆機組,可滿足180萬噸鋼生產對氫氣、電力及部分氧氣的需求,每年減排300萬噸CO2,減少能源消耗100萬噸標準煤。東北大學針對氫還原反應吸熱導致爐身溫降、對爐上部爐料還原粉化和強度影響、對爐缸熱狀態及回旋區燃燒行為影響等技術性問題進行了研究,鑒于高爐冶煉特性,指出焦爐煤氣、天然氣適宜噴吹量分別在80立方米/噸鐵、100立方米/噸鐵。總體來說,高爐噴吹氫氣依賴于大規模低成本制氫技術以及高效安全的氫氣儲運技術,相關技術仍在開發當中。我國天然氣資源相對匱乏,價格昂貴,高爐噴吹天然氣在經濟上有待考量;焦爐煤氣相對富余,價格較為低廉,高爐噴吹焦爐煤氣是我國目前最有可能實現的富氫還原低碳煉鐵技術。

  氫冶金一般是指入爐還原氣含氫高于55%(H2/CO大于1.5)條件下,還原鐵礦石、球團礦生產優質DRI的氣基豎爐直接還原。歐盟ULCOS氫基直接還原—電爐流程若考慮電力產生的碳排放,氫氣豎爐短流程噸鋼CO2排放僅有300千克,與高爐—轉爐長流程噸鋼CO2排放1850千克相比減少84%。瑞典氫能突破性煉鐵技術HYBRIT項目致力于鋼鐵冶煉過程以氫代煤,減少碳排放,預計使瑞典碳排放減少10%、芬蘭減7%;德國SALCOS項目將改變綜合煉鋼流程,從碳密集型高爐—轉爐長流程向氫氣氣基豎爐—電爐短流程轉變,預計整個鋼鐵生產碳排放減少95%;MIDREX H2?工藝可實現碳減排80%。

  中國也對富氫氣基豎爐氫冶金工藝開展了探索,中晉太行焦爐煤氣—豎爐直接還原項目已建設完成并于2021年6月正式出鐵;河鋼將建設全球首例年產60萬噸DRI的氫氣氣基豎爐示范工程(第一期);中國寶武于2016年啟動了綠色低碳冶金創新工程,主要研究了以富氫碳循環高爐為核心的低碳高爐工藝和以氫還原代替碳還原的氫冶金工藝,將采用焦爐煤氣、天然氣和氫氣的混合氣,在湛江建設年產120萬噸DRI的氫冶金氣基豎爐線;東北大學籌建煤制氣—富氫氣基豎爐短流程示范工程,并圍繞高品位鐵精礦制備、高品質氧化球團生產、氫氣豎爐直接還原技術、氫冶金短流程生命周期評價等關鍵環節展開了系統研究。



免責聲明:tiegu發布的原創及轉載內容,僅供客戶參考,不作為決策建議。原創內容版權與歸tiegu所有,轉載需取得tiegu書面授權,且tiegu保留對任何侵權行為和有悖原創內容原意的引用行為進行追究的權利。轉載內容來源于網絡,目的在于傳遞更多信息,方便學習交流,并不代表tiegu贊同其觀點及對其真實性、完整性負責。如無意中侵犯了您的版權,敬請告之,核實后,將根據著作權人的要求,立即更正或者刪除有關內容。申請授權及投訴,請聯系tiegu(400-8533-369)處理。



湖南:一季度地區生產總值12702.4億元,同比增長5.4%
湖南4月22日舉行全省第一季度經濟形勢新聞通報會。今年以來,湖南省經濟運行延續了去年三季度以來回升向好勢頭,一季度全省地區

0評論2025-04-23231

山東:一季度全省生產總值23466億元,同比增長6%
4月23日,山東省政府新聞辦舉行“數說山東看發展”經濟主題系列新聞發布會,會上公布山東省一季度經濟運行情況,2025年第一季度

0評論2025-04-23216

央行:前兩個月社會融資規模增量累計為9.29萬億元
初步統計,2025年前兩個月社會融資規模增量累計為9.29萬億元,比上年同期多1.32萬億元。其中,對實體經濟發放的人民幣貸款增加5.

0評論2025-03-17308

央行:2月末社會融資規模存量為417.29萬億元,同比增長8.2%
初步統計,2025年2月末社會融資規模存量為417.29萬億元,同比增長8.2%。其中,對實體經濟發放的人民幣貸款余額為258.36萬億元,

0評論2025-03-17293

2月份中國制造業PMI為50.2%,比上月上升1.1個百分點
一、中國制造業采購經理指數運行情況2月份,制造業采購經理指數(PMI)為50.2%,比上月上升1.1個百分點,制造業景氣水平明顯回升

0評論2025-03-03265

2024年我國社會物流成本節約超4000億元
中國物流與采購聯合會今天(2月27日)公布2024年我國社會物流總費用解讀分析報告。國際上通常采用社會物流總費用與GDP的比率,作

0評論2025-02-27294

2024年我國民營企業進出口24.33萬億元,增長8.8%
據海關總署,2024年我國外貿企業活躍度不斷提升,有進出口實績的企業數量創歷史新高。其中,民營企業進出口24.33萬億元,增長8.8

0評論2025-02-25283

2025年1月份工業生產者出廠價格同比下降2.3%
2025年1月份,全國工業生產者出廠價格和購進價格同比均下降2.3%,降幅均與上月相同;環比均下降0.2%。一、工業生產者價格同比變

0評論2025-02-10330

國家統計局:2025年1月份CPI漲幅擴大,PPI同比下降
國家統計局城市司首席統計師董莉娟解讀2025年1月份CPI和PPI數據國家統計局今天發布了2025年1月份全國CPI(居民消費價格指數)和P

0評論2025-02-10315

中國1月財新服務業PMI為51,前值52.2
中國1月財新服務業PMI為51,低于上月1.2個百分點,為2024年10月來最低,但仍維持擴張。

0評論2025-02-05289

 
主站蜘蛛池模板: 球墨井盖厂家-铸铁井盖批发-雨水篦子生产厂家-安徽含山县林头新华铸造厂 | 铅板-济南鑫玉防辐射材料有限公司 | 内蒙古浩泽环保集团股份公司,内蒙古环保设备,内蒙古污水处理,内蒙古在线监测 | 真空清洗炉_电磁感应真空清洗炉-盐城市盛逸化纤机械有限公司 | 泰州LOGO设计-品牌VI设计-泰州广告设计公司-大唐歌飞广告设计公司 | 秦皇岛天视影像有限公司,宣传片创意拍摄制作,商业广告拍摄公司,影视影像服务商 - 秦皇岛天视影像有限公司,宣传片创意拍摄制作,商业广告拍摄公司,影视影像服务商 秦皇岛市信恒电子科技有限公司 秦皇岛市华谊彩印有限公司 | 截止阀,电动,气动,手动,化工截止阀-上海申弘阀门有限公司 | 化工招聘网 化工人才网|化工英才网-化工企业招聘首选网站 | 磨粉设备_雷蒙磨粉机_雷蒙超细磨 | 联智通达_工控一体机_工业触摸一体机_工业一体机_工业触控一体机_POS机主板_工控主板_国产化主板_RK3588主板厂商-联智通达 | 买化工,找万创!泉州万创化工贸易有限公司 | 天津鸿宸机械设备有限公司-提取浓缩设备和生物制药设备以及制剂设备、粉碎设备、烘干等设备供应商 | 青州市昌达机械设备有限公司_洗石机-洗砂机-筛沙机-砂石分离机-洗轮机-制砂机 | 山东正奇塑料机械有限公司,山东塑料机械,水带机组,塑料管材机,山东吹膜机组厂家,山东农膜机厂家 山东长青石油液压机械有限公司-致力于石油机械设备的研发制造,提供定制服务 | 手术示教系统-实训示教系统-数字化手术室-直播录播系统 - 深圳市视源视讯技术有限公司 | 游戏加速器-极迅互联加速器-更快更稳的网游手游免费加速器 | 徐州恒铭机械设备有限公司_装载机配件_压路机配件_起重机配件_挖掘机配件_配件_徐州恒铭机械设备有限公司 | 欧式箱变_美式箱变_预制舱壳体-合肥龙马电气设备有限公司 | 氧化镁|轻质氧化镁厂家|活性氧化镁价格【不好用免费退换】镁神股份 | 深圳网站建设-量身定制原创设计-专业网站建设公司【企术】 | 武晋工程_江苏武晋工程咨询有限公司 | 混凝土修补-清水混凝土保护剂-仿清水混凝土-混凝土装修-混凝土色差处理-混凝土色差修复剂-德州唐荣建筑装饰工程有限公司 | 景德镇古窑民俗博览区-国家AAAAA级旅游景区_全国旅游标准化示范景区_国家文化产业示范基地_国家级非物质文化遗产生产性保护示范基地--官方网站 | 钠长石-硅铁-硅钙-孕育剂-球化剂-安阳李氏实业有限公司 | 麦秸映像网络技术有限公司,河南省政府采网入驻对接,新乡网站维护建设,小程序开发,APP定制开发,钉钉开发,新乡软件开发等相关网络业务 | 鸟语林-百鸟园-不锈钢丝绳网-钢丝网-瓦片防坠网-围网-河北中重钢结构工程有限公司 | 上海物流公司_上海冷链运输_空运_电商仓储配送电话-迈泽物流 | 明康食品有限公司 -方集馓子 亨特小麻花| 永光机械-小型建筑机械领航者,公司专注于小型建筑、工程机械的研发与制造 | 万通汽车学校,汽车学校,汽修学校,汽修培训学校,汽车美容学校,汽车维修学校,学汽修-武汉万通汽车学校官方网站 | 氢能展,氢能展会,燃料电池展,加氢设备_氢气储运_制氢设备_氢燃料汽车_加氢站成套设备 | 南山荔枝,深圳南荔农业荔枝园自销-质保优放心选购 | 陶瓷纤维模块|陶瓷纤维毯|陶瓷纤维纸|高温隔热材料|陶瓷纤维厂家-济南火龙热陶瓷有限责任公司 | 土工布厂家,山东土工布厂家_价格低-山东莱芜「中德利」 | 临淄信息港 - 免费发布房产、招聘、求职、二手、商铺等信息 www.lzzl.net | 上海层傲传动设备有限公司 - 工业皮带,输送带,传动带 | 竖豆网-网站建设、小程序商城、软件定制开发 | 气体灭火安装,气体灭火系统安装,七氟丙烷灭火系统安装,消防气体灭火控制系统 | 压力机-压装机-黄油机-黄油泵-[广东品嘉灵]专业定制各种精密压装设备 | 水溶肥料-大量元素水溶肥-含氨基酸水溶肥料-高塔复合肥-水溶肥生产厂家-河南中黄特肥科技有限责任公司 | 南京展览公司|南京会展制作|南京展台搭建|南京展厅设计|企业展览馆 |