近日，由河鋼、東北大學(xué)、張宣科技聯(lián)合申報的《全氧富氫低碳還原熔化煉鐵系統及煉鐵方法》獲國家發(fā)明專(zhuān)利授權。
《全氧富氫低碳還原熔化煉鐵系統及煉鐵方法》發(fā)明專(zhuān)利，是全球首例富氫氣體（焦爐煤氣）零重整豎爐直接還原氫冶金示范工程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)河鋼氫冶金示范工程）研發(fā)建設中總結提煉的實(shí)質(zhì)性創(chuàng )新成果。該專(zhuān)利屬于氫冶金低碳煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，可大幅度降低煉鐵生產(chǎn)中碳的使用量和減少CO?的排放量。通過(guò)設計相應的爐型及工藝，使間接還原區金屬化率達85%—95%，大大降低了噸鐵冶煉碳耗。采用全氧使自身反應器還原產(chǎn)生的煤氣循環(huán)利用，達到降低40%以上CO?排放的目標。
氫能被視為21世紀最具發(fā)展潛力的清潔能源。
作為鋼鐵行業(yè)綠色轉型的先行者，河鋼深耕氫能與鋼鐵的融合創(chuàng )新、協(xié)同發(fā)展，超前跟蹤世界氫冶金技術(shù)的研究與發(fā)展，以河鋼氫冶金示范工程為支撐，深入開(kāi)展以焦爐煤氣為還原氣體的技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐，不斷攻克氫冶金技術(shù)壁壘，研發(fā)形成關(guān)鍵共性核心技術(shù)，構建氫冶金自主知識產(chǎn)權集群。
河鋼全球首創(chuàng )的“焦爐煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術(shù)，是河鋼氫冶金示范工程的核心內容。河鋼結合自身實(shí)際，充分發(fā)揮豐富的焦爐煤氣資源優(yōu)勢，打破國際上采用天然氣制備原料氣的常規，創(chuàng )新采用焦爐煤氣作為氣基。
作為可以直接利用的氫能源，焦爐煤氣含有55%—65%的氫氣成分，可在氫基豎爐內催化裂解為一氧化碳和氫氣，實(shí)現“自重整”。自重整后，工藝氣體中的氫碳比可達到8:1以上，是目前工業(yè)化生產(chǎn)中含氫比例最高的氣基豎爐直接還原工藝，最接近未來(lái)100%氫還原的工藝狀態(tài)。同時(shí)，河鋼氫冶金示范工程豎爐反應器針對高比例氫含量進(jìn)行了優(yōu)化設計，預留了綠氫切換功能，不需大規模改造即可直接開(kāi)展切換為更高比例富氫還原氣、純氫作還原氣的工業(yè)試驗，為未來(lái)實(shí)現100%綠氫豎爐直接還原提供基礎。
此外，河鋼還研發(fā)出具有國際領(lǐng)先水平的“CO?捕集+CO?精制”技術(shù)，可明顯減少整個(gè)工藝過(guò)程中的CO?排放量，實(shí)現CO?變廢為寶、增值創(chuàng )效；形成了包含《全氧富氫低碳還原熔化煉鐵系統及煉鐵方法》《控制氮氣富集的氣基直接還原煉鐵方法及系統》等30項氫冶金專(zhuān)利技術(shù)的綠色短流程工藝。
河鋼通過(guò)打造可推廣、可復制的“零碳”制氫與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)同互補的創(chuàng )新發(fā)展模式，進(jìn)一步引領(lǐng)鋼鐵冶金工藝綠色低碳新發(fā)展，為我國鋼鐵行業(yè)實(shí)現由“碳冶金”向“氫冶金”的顛覆性變革貢獻力量。
