本報記者 楊?lèi)?/b>
“浦項制鐵計劃到2050年實(shí)現煉鋼業(yè)務(wù)的碳中和，基于流化床反應器的HyREX工藝就是我們實(shí)現自身碳中和目標的關(guān)鍵?！?月5日上午，在河北崇禮召開(kāi)的2023年氫冶金國際研討會(huì )上，浦項制鐵低碳排放鋼制造研發(fā)中心負責人、高級副總裁申明鈞向與會(huì )專(zhuān)家、學(xué)者闡述了浦項制鐵的碳中和目標，并重點(diǎn)介紹了該公司目前圍繞氫冶金開(kāi)發(fā)的HyREX工藝。
申明鈞介紹，浦項制鐵計劃逐步對高爐—轉爐生產(chǎn)流程進(jìn)行改造，到2030年初進(jìn)一步加快綠色轉型步伐，提升電弧爐產(chǎn)能，并將HyREX工藝應用到鋼廠(chǎng)，從而替代部分高爐產(chǎn)能。到2050年，HyREX工藝和電弧爐相結合的生產(chǎn)方式將全面替代浦項制鐵現有的高爐—轉爐生產(chǎn)方式，同時(shí)還將配備CCUS（二氧化碳捕集、利用與封存）工藝?！拔覀儗⒏鶕磥?lái)發(fā)展實(shí)際情況，適時(shí)對包括氫氣儲運等在內的具體規劃做出調整。因此，有一些高爐或許會(huì )被保留下來(lái)?！彼f(shuō)。
HyREX工藝究竟有何優(yōu)勢？“HyREX工藝于2018年開(kāi)始研發(fā)，是一種基于流化床反應器的氫還原鐵工藝。該工藝以氫氣為還原劑，將鐵礦粉直接還原為海綿鐵，然后用電熔爐將其熔化為熔融金屬?！鄙昝麾x介紹，HyREX工藝是在浦項制鐵目前正在運行的FINEX技術(shù)基礎之上進(jìn)一步創(chuàng )新開(kāi)發(fā)的。在HyREX工藝中，浦項制鐵采用電熔爐來(lái)熔化高金屬化率的直接還原鐵并生產(chǎn)鋼水。目前，浦項制鐵進(jìn)行了大量的實(shí)驗室規模測試，并計劃建設中型試驗設施，以進(jìn)一步改善電熔爐的性能。此外，該工藝不需要經(jīng)過(guò)燒結和焦化過(guò)程，可以直接將鐵礦石和非焦煤以粉末形式使用，具有較大的成本優(yōu)勢。
“在韓國，我們所用的高品位鐵礦石長(cháng)期依賴(lài)海外進(jìn)口，原料成本比較高。采用HyREX工藝，我們就可以直接使用低品位原料，降低了對于進(jìn)口高品位鐵礦石的依賴(lài)程度，成本也由此降低。此外，我們將此前FINEX技術(shù)中采用的熔融氣化爐更改為電爐，并使用純綠氫作為還原劑。在日后可再生能源電力與綠氫供應穩定的前提下，HyREX工藝擁有較大的商業(yè)化潛力?！鄙昝麾x向《中國冶金報》記者講道，“基于流化床反應器的氫還原鐵工藝或許將成為日后氫冶金領(lǐng)域的主流技術(shù)方向之一?！?/div>
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據《中國冶金報》記者在研討會(huì )上獲悉，高爐富氫冶煉是海外企業(yè)研究氫冶金的主要方向之一。目前，國際上比較典型的3項技術(shù)如下：
一是日本制鐵開(kāi)發(fā)的COURSE50低碳煉鐵技術(shù)。該技術(shù)用氫置換部分煤粉和焦炭以減少高爐二氧化碳排放，并使用化學(xué)吸收法和物理吸附法對高爐中的二氧化碳進(jìn)行分離和回收。今年2月份，日本制鐵決定啟動(dòng)該技術(shù)在高爐中的試驗，并在12立方米試驗高爐中研究開(kāi)發(fā)加強版的Super-COURSE50技術(shù)。據了解，待Super-COURSE50技術(shù)開(kāi)發(fā)到一定程度之后，日本制鐵計劃放棄使用高爐設備，轉為使用其他生產(chǎn)設備進(jìn)行氫還原鐵的技術(shù)開(kāi)發(fā)。
二是由瑞典LKAB公司于2007年試驗完成的高爐爐頂煤氣循環(huán)技術(shù)。該技術(shù)也是氫基高爐工藝領(lǐng)域的重要組成部分。該工藝采用氧氣鼓風(fēng)，并應用VSPA技術(shù)將高爐爐頂煤氣脫除二氧化碳后返回高爐利用。該工藝于2007年在瑞典LKAB公司的試驗高爐中完成了連續7周的試驗。結果表明，在噴煤比為170千克／噸鐵的條件下，焦比由400千克／噸鐵～405千克／噸鐵降至260千克／噸鐵～265千克／噸鐵，碳耗降低了24%，爐頂煤氣循環(huán)率達到90%以上，氫氣循環(huán)率達到98%。
三是蒂森克虜伯（下稱(chēng)蒂森）的tkH2Steel技術(shù)。該技術(shù)將氫氣替代煤粉進(jìn)行高爐噴吹。蒂森于2019年成功將氫氣通過(guò)一個(gè)風(fēng)口注入到了杜伊斯堡鋼廠(chǎng)的9號高爐內，驗證了噴吹純氫低碳冶煉技術(shù)的可行性。此后，蒂森計劃將氫氣的使用范圍擴大至上述高爐的全部28個(gè)風(fēng)口，并計劃在其位于杜伊斯堡地區的3座高爐中全部使用氫氣，最終實(shí)現減少19%～20%二氧化碳排放的目標。
《中國冶金報》（2023年09月15日 02版二版）
來(lái)源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)
編輯：宋玉錚
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