氢冶金的原理
目前主流的氢
冶金技术路线为高炉富氢冶炼与气基直接还原竖炉炼铁两种:
01、高炉富氢还原
即通过喷吹天然气、焦炉煤气等富氢气体参与炼铁过程。相关实验表明,高炉富氢还原炼铁在一定程度上能够通过加快炉料还原,减少
碳排放,但由于该工艺是基于传统的高炉,焦炭(2987, -26.50, -0.88%)的骨架作用无法被完全替代,氢气喷吹量存在极限值,一般认为高炉富氢还原的碳
减排幅度可达10%-20%,效果不够显著。
02、气基直接还原竖炉
即通过使用氢气与一氧化碳混合气体作为还原剂,将铁矿石转化为直接还原铁,再将其投入电炉进行进一步冶炼。氢气作为还原剂的加入使碳排放得到了有效控制。相较于富氢还原高炉,吨二氧化碳排放量可减少50%以上。这种方式更适合用于氢冶金。
高炉富氢减碳幅度为10%-20%,效果有限;气基直接还原竖炉工艺是直接还原技术,不需要炼焦、烧结、炼铁等环节,能够从源头控制碳排放,相较于高炉富氢还原减碳幅度可达50%以上,减排潜力较大,是迅速扩大直接还原铁生产的有效途径。但气基竖炉存在吸热效应强、入炉H2气量增大、生产成本升高、Hz还原速率下降、产品活性高和难以钝化
运输等诸多
问题。无论是高炉炼铁还是气基竖炉直接还原铁,采用氢冶金方式均具备明显的减碳作用。