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科技前沿

研发氢冶金关键核心技术,引领行业绿色低碳发展

发布时间:2023-04-10 10:36  作者:admin 点击量: 
       近日,由河钢、东北大学、张宣科技联合申报的《全氧富氢低碳还原熔化炼铁系统及炼铁方法》获国家发明专利授权。
 
       《全氧富氢低碳还原熔化炼铁系统及炼铁方法》发明专利,是全球首例富氢气体(焦炉煤气)零重整竖炉直接还原氢冶金示范工程(以下简称河钢氢冶金示范工程)研发建设中总结提炼的实质性创新成果。该专利属于氢冶金低碳炼铁技术领域,可大幅度降低炼铁生产中碳的使用量和减少CO₂的排放量。通过设计相应的炉型及工艺,使间接还原区金属化率达85%—95%,大大降低了吨铁冶炼碳耗。采用全氧使自身反应器还原产生的煤气循环利用,达到降低40%以上CO₂排放的目标。
       氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。
       作为钢铁行业绿色转型的先行者,河钢深耕氢能与钢铁的融合创新、协同发展,超前跟踪世界氢冶金技术的研究与发展,以河钢氢冶金示范工程为支撑,深入开展以焦炉煤气为还原气体的技术研究和产业化实践,不断攻克氢冶金技术壁垒,研发形成关键共性核心技术,构建氢冶金自主知识产权集群。
 
       河钢全球首创的“焦炉煤气零重整竖炉直接还原”工艺技术,是河钢氢冶金示范工程的核心内容。河钢结合自身实际,充分发挥丰富的焦炉煤气资源优势,打破国际上采用天然气制备原料气的常规,创新采用焦炉煤气作为气基。
       作为可以直接利用的氢能源,焦炉煤气含有55%—65%的氢气成分,可在氢基竖炉内催化裂解为一氧化碳和氢气,实现“自重整”。自重整后,工艺气体中的氢碳比可达到8:1以上,是目前工业化生产中含氢比例最高的气基竖炉直接还原工艺,最接近未来100%氢还原的工艺状态。同时,河钢氢冶金示范工程竖炉反应器针对高比例氢含量进行了优化设计,预留了绿氢切换功能,不需大规模改造即可直接开展切换为更高比例富氢还原气、纯氢作还原气的工业试验,为未来实现100%绿氢竖炉直接还原提供基础。
 
       此外,河钢还研发出具有国际领先水平的“CO₂捕集+CO₂精制”技术,可明显减少整个工艺过程中的CO₂排放量,实现CO₂变废为宝、增值创效;形成了包含《全氧富氢低碳还原熔化炼铁系统及炼铁方法》《控制氮气富集的气基直接还原炼铁方法及系统》等30项氢冶金专利技术的绿色短流程工艺。
       河钢通过打造可推广、可复制的“零碳”制氢与氢能产业发展协同互补的创新发展模式,进一步引领钢铁冶金工艺绿色低碳新发展,为我国钢铁行业实现由“碳冶金”向“氢冶金”的颠覆性变革贡献力量。(来源:河钢集团)
 

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