一文详解什么是氢冶金的原理?有什么作用和优势以及未来发展趋势分析

2022-2-7 10:44 来源: 国际能源网

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。

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