我國氫冶金發展情況

　　在應對全球氣候變化和能源轉型的背景下，各國都高度重視無碳和低碳能源的開發利用。氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源
，由於具有來源多樣、清潔低碳、靈活高效、應用場景豐富等諸多優點，被多國列入國家能源戰略部署。

　　所suo謂wei氫qing冶ye金jin就jiu是shi在zai還hai原yuan冶ye煉lian過guo程cheng中zhong主zhu要yao使shi用yong氫qing氣qi作zuo還hai原yuan劑ji，氫qing冶ye金jin目mu前qian主zhu要yao有you高gao爐lu富fu氫qing冶ye煉lian和he氫qing直zhi接jie還hai原yuan工gong藝yi。我wo國guo高gao爐lu富fu氫qing冶ye煉lian研yan究jiu與yu實shi踐jian主zhu要yao是shi往wang高gao爐lu內nei噴pen吹chui富fu氫qing氣qi體ti，如ru焦jiao爐lu煤mei氣qi、天然氣等；氫直接還原工藝主要是利用焦爐煤氣發展氫基豎爐直接還原。

　　我(wo)國(guo)由(you)於(yu)廢(fei)鋼(gang)及(ji)天(tian)然(ran)氣(qi)資(zi)源(yuan)短(duan)缺(que)，長(chang)流(liu)程(cheng)工(gong)藝(yi)在(zai)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)中(zhong)占(zhan)絕(jue)對(dui)統(tong)治(zhi)地(di)位(wei)，但(dan)要(yao)推(tui)進(jin)我(wo)國(guo)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)的(de)轉(zhuan)型(xing)升(sheng)級(ji)，就(jiu)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)鋼(gang)鐵(tie)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)的(de)再(zai)造(zao)。

　　我國鋼鐵行業氫冶金建議

　　qingyejinyanjiuhejishuchuangxinxuyaodaliangzijin
，tongshixiangqingnengzhuanbianxuyaozaitaiyangnenghefengnengfadianfangmiantouzi，jinjinmouyijiaqiyekenengzijinyalibijiaoda
，xuyaoguojiazhengcejinxingqingxie。

　　2、降低氫來源成本

　　在煉鋼（包括生產直接還原鐵）過(guo)程(cheng)中(zhong)，使(shi)用(yong)藍(lan)氫(qing)和(he)綠(lv)氫(qing)的(de)成(cheng)本(ben)高(gao)，沒(mei)有(you)競(jing)爭(zheng)力(li)。直(zhi)接(jie)還(hai)原(yuan)鐵(tie)廠(chang)通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)天(tian)然(ran)氣(qi)
，而(er)且(qie)通(tong)常(chang)位(wei)於(yu)天(tian)然(ran)氣(qi)價(jia)格(ge)低(di)廉(lian)的(de)地(di)區(qu)
，例(li)如(ru)中(zhong)東(dong)和(he)美(mei)國(guo)。如(ru)果(guo)要(yao)使(shi)用(yong)氫(qing)煉(lian)鋼(gang)或(huo)生(sheng)產(chan)直(zhi)接(jie)還(hai)原(yuan)鐵(tie)具(ju)有(you)競(jing)爭(zheng)力(li)，氫(qing)的(de)價(jia)格(ge)應(ying)低(di)於(yu)2美元/千克
，最好低於1美元/千克。

　　另外氫來源

、運輸、存儲也需要考慮
，氫的來源主要包括利用鋼廠焦爐煤氣中的氫和通過水電解製氫
，而水電解製氫中電力來源應是綠色能源，比如核電、水電、風電等。

　　3、解決氫煉鐵技術問題

　　A 需要耐氧-氫(qing)燃(ran)燒(shao)超(chao)高(gao)溫(wen)的(de)風(feng)口(kou)，如(ru)果(guo)直(zhi)接(jie)使(shi)用(yong)現(xian)有(you)風(feng)口(kou)，則(ze)風(feng)口(kou)的(de)熔(rong)損(sun)將(jiang)成(cheng)為(wei)問(wen)題(ti)，需(xu)要(yao)開(kai)發(fa)新(xin)風(feng)口(kou)，例(li)如(ru)
，氧(yang)氣(qi)采(cai)用(yong)其(qi)他(ta)噴(pen)槍(qiang)
，引(yin)入(ru)到(dao)爐(lu)下(xia)部(bu)內(nei)，控(kong)製(zhi)燃(ran)燒(shao)焦(jiao)點(dian)的(de)位(wei)置(zhi)。

　　B 沒有焦炭導致的爐料下降、透氣性和透液性的問題，在低溫約900℃以下利用氫快速還原很重要，所以最好在爐料熔融開始前熔化區(爐下部的氧-氫燃燒帶)階段一次熔化
，這就需要研究最佳的爐料形狀和改善還原性狀等。

　　C 考慮氫的危險性：要考慮氫配管安全性，構建安全的氫貯存、輸送和噴吹係統。

　　4、利用焦爐煤氣發展非高爐煉鐵技術（氫冶金直接還原）

　　天然氣產量豐富的國家和地區（如中東、美國、南美
、東南亞、非洲），近年直接還原-電爐（DR-EAF）短流程發展很快。

　　伊朗氣基豎爐直接還原鐵電爐煉鋼年產量已經達到2000萬噸以上。

　　美國有廉價且豐富的頁岩氣資源，DR-EAF 短流程已步入常態發展狀態。例如歐洲奧鋼聯公司在美國德克薩斯州建造了一座年產200萬噸HBI（熱壓塊鐵）直接還原鐵廠，然後將產品運回奧地利
，供林茨鋼鐵廠使用。

　　印度由於煉焦煤氣短缺，采用煤基+氣基兩種工藝生產直接還原鐵
，之後進行電爐煉鋼，這樣工藝使得印度成為全球直接還原鐵生產大國。

　　這些國家的生產實踐證明，DR-EAF短流程具有建設成本低
、能耗低、CO2排放低的特點，已被鋼鐵界所認可，但發展DR-EAF的前提條件是必須有足夠天然氣資源做支撐。

　　我國天然氣資源相對短缺

，但我國擁有大量的焦爐煤氣，焦爐煤氣含有60%H2
，是shi高gao化hua學xue能neng氣qi體ti資zi源yuan，焦jiao爐lu煤mei氣qi用yong作zuo燃ran料liao是shi低di效xiao率lv的de，應ying該gai用yong作zuo還hai原yuan劑ji
，焦jiao爐lu煤mei氣qi生sheng產chan直zhi接jie還hai原yuan鐵tie是shi氫qing冶ye金jin在zai鋼gang鐵tie流liu程cheng再zai造zao中zhong的de應ying用yong，而er且qie氫qing冶ye金jin在zai冶ye金jin過guo程cheng中zhong不bu與yu焦jiao炭tan接jie觸chu
，生sheng產chan的deDRI 為高純鐵，產品質量高
，有利於電爐生產出高純淨鋼。

　　另外隨著大規模產業化經濟製氫（太陽能

、風能、水能、海洋能和地熱能為基礎的零排放經濟製氫）與儲氫技術發展，全氫豎爐直接還原技術將得到進一步發展。