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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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