氫冶金概念最早提出于20世紀(jì)，以氫氣代替碳還原鐵礦石，將從源頭徹底降低污染物與二氧化碳的排放量，是實現(xiàn)目前零碳排放的最重要的一種途徑。目前主流的氫冶金技術(shù)路線為高爐富氫冶煉與氣基直接還原豎爐煉鐵兩種技術(shù)路線。
12月16日，河鋼集團(tuán)120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通。這是全球首例采用“焦?fàn)t煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術(shù)的氫冶金示范工程，標(biāo)志著鋼鐵行業(yè)由傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”轉(zhuǎn)變邁出關(guān)鍵性步伐，為鋼鐵行業(yè)擺脫對傳統(tǒng)化石能源的深度依賴提供了新路徑，將進(jìn)一步引領(lǐng)鋼鐵冶金工藝變革。
氫能被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗弧：愉摷瘓F(tuán)發(fā)揮焦?fàn)t煤氣資源豐富優(yōu)勢，創(chuàng)新采用零重整焦?fàn)t煤氣作為還原氣，并在未來逐漸過渡至風(fēng)能制氫、太陽能制氫等綠色氫冶金技術(shù)。
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，河鋼氫冶金示范工程全球首創(chuàng)了“焦?fàn)t煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術(shù)。作為一種富氫氣體，焦?fàn)t煤氣本身含有55%—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，“自重整”后，工藝氣體中的氫碳比可達(dá)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。
同時，河鋼對豎爐反應(yīng)器進(jìn)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、純氫作為還原氣的工業(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，目前正在打造可推廣、可復(fù)制的“零碳”制氫創(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二氧化碳排放80萬噸，減排比例達(dá)到70%以上，同時二氧化硫、氮氧化合物、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。
氫能源與鋼鐵產(chǎn)業(yè)的合作是雙贏的結(jié)果，氫能源幫助鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排、延伸業(yè)務(wù)、完成轉(zhuǎn)型，鋼鐵企業(yè)為氫能源提供了更多的落地應(yīng)用，促進(jìn)其發(fā)展。氫能源和鋼鐵工業(yè)是一個互相促進(jìn)的產(chǎn)業(yè)組合。
