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金属冶炼

作者：admin 日期：2024-03-10 11:09:00

氢气在金属冶炼中的应用

钢铁工业深度脱碳的重要途径

　　氢可替代煤、焦，实现钢铁行业的深度脱碳。钢铁行业是碳排放密集程度最高、脱碳压力最大的行业之一，碳排放约占全球排放总量的7.2%。氢冶金用氢替代焦炭进行直接还原铁生产并配加电炉炼钢，既减少了钢铁工业对煤、焦炭等化石燃料的需求，也避免了炼铁过程大量碳排放的产生，将成为钢铁行业完全脱碳最具前景的解决方案之一。

　　一、钢铁冶炼的碳排放挑战与氢气应用的必要性

　　钢铁行业的碳排放主要源自三个方面：焦炭作为生产原料的化学反应、化石能源作为燃料的燃烧以及电力消耗引起的间接碳排放。高炉—转炉冶炼技术作为主流工艺，其吨钢二氧化碳排放量高达约1.76吨，其中炼铁环节占比超过70%。因此，减少钢铁冶炼阶段的碳排放，对于实现钢铁行业的低碳转型至关重要。

　　二、冶金中氢气的创新应用方式

　　在冶金行业中，氢气的应用方式多种多样，主要包括高炉富氢冶炼、氢直接还原铁和氢熔融还原铁等。

　　1. 高炉富氢冶炼

　　将氢气与现有还原剂混合后，在冶炼过程中产生还原反应，从而减少碳排放。虽然这种方法不能实现零碳，但作为一种渐进式的减碳方案，具有显著的可行性。

　　2. 氢直接还原铁

　　通过氢基还原反应直接还原固体铁矿石，该路径具有几乎完全脱碳的潜力。目前，众多钢铁企业已经开始进行此类技术的试点项目，并取得了显著成效。

　　3. 氢熔融还原铁

　　将熔融还原与氢还原相结合，减少焦化和铁矿石烧结前的处理步骤，进一步降低碳排放。这种方法不仅提高了冶炼效率，还降低了生产成本。

　　三、我国氢气冶金技术的突破与贡献

　　我国自主研发和建设的全球首条纯氢多稳态竖炉示范工程的成功运行，标志着我国在氢气冶金技术领域取得了重大突破。这一技术的成功开发，不仅打破了我国钢铁行业过程降碳与洁净生产的技术瓶颈，还打通了绿氢在氢冶金领域的应用通道，补齐了绿电→绿色冶金→高端制造全流程的最重要一环。这将极大促进钢铁行业上下产业链的拓展与融合，为实现“双碳”目标贡献重要力量。

　　综上所述，氢气在钢铁冶炼中的革新应用正逐步推动钢铁行业的低碳转型。未来，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，氢气冶金技术将在钢铁行业中发挥更加重要的作用，为实现全球碳中和目标贡献力量。