2022年12月16日，河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通，該工程是全球首例富氫氣體（焦爐煤氣）零重整豎爐直接還原氫冶金示范工程，標志著我國鋼鐵行業(yè)由傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”的轉(zhuǎn)變邁出關(guān)鍵性步伐，將進一步引領(lǐng)傳統(tǒng)鋼鐵冶金工藝變革。
氫能被視為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗?。與傳統(tǒng)碳冶金相比，氫冶金以氫氣為燃料和還原劑，可以使煉鐵擺脫對化石能源的依賴，從源頭上解決碳排放問題。傳統(tǒng)冶金工藝，每生產(chǎn)一噸鋼，約產(chǎn)生1.83噸二氧化碳，河鋼氫冶金示范工程的實施，可減少二氧化碳排放70%，相當于噸鋼碳排放可降至約0.5噸。
有別于國際上采用天然氣制備還原工藝氣體的常規(guī)手段，全球首創(chuàng)的“焦爐煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術(shù)，是河鋼氫冶金示范工程的核心內(nèi)容。作為一種富氫氣體，焦爐煤氣本身含有55%至65%的氫氣成分，可在氫基豎爐內(nèi)催化裂解為一氧化碳和氫氣，實現(xiàn)“自重整”。自重整后，工藝氣體中的氫碳比可達到8∶1以上，是目前工業(yè)化生產(chǎn)中含氫比例最高的氣基豎爐直接還原工藝，最接近未來100%氫還原的工藝狀態(tài)。
同時，河鋼氫冶金示范工程豎爐反應(yīng)器針對高比例氫含量進行了優(yōu)化設(shè)計，預(yù)留了綠氫切換功能，不需大規(guī)模改造即可直接開展切換為更高比例富氫還原氣、純氫作還原氣的工業(yè)試驗，為未來實現(xiàn)100%綠氫豎爐直接還原提供基礎(chǔ)。
通過貫通富氫氣體凈化、氫基豎爐還原、碳捕集及再利用等綠色短流程，形成“CO2捕集+CO2精制”全新工藝路線等一系列領(lǐng)先技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，河鋼正在打造可推廣、可復(fù)制的“零碳”制氫與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)同互補的創(chuàng)新發(fā)展模式。據(jù)測算，與同等生產(chǎn)規(guī)模的傳統(tǒng)“高爐+轉(zhuǎn)爐”長流程工藝相比，河鋼氫冶金示范工程一期每年可減少CO2排放80萬噸，減排比例達到70%以上，同時SO2、NOX、煙粉塵排放分別減少30%、70%和80%以上，且生產(chǎn)每噸直接還原鐵可捕集二氧化碳約125千克。
以120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通為新起點，河鋼將以氫氣制備、氫氣儲運、氫能物流、氫冶金等全流程項目建設(shè)為突破口，加快實施氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局，打造全國最具代表性和示范性的氫能利用產(chǎn)業(yè)體系，建設(shè)最具競爭力和影響力的氫能應(yīng)用示范企業(yè)。
