蒂森克虏伯启动氢能炼钢实验

苍狼清风笑

打赢蓝天保卫战，开展超低排放改造，钢铁行业深度治理将是2019年大气污染防治的重点。钢铁行业超低排放的先进技术，将是中国乃至世界发展的趋势。就在双十一这天，大家都关注天猫的最终成交额突破2684亿时，位于德国杜伊斯堡的蒂森克虏伯钢厂也放了一颗卫星，第一批氢气被注入9号高炉，标志着“以氢（气）代煤（粉）”作为高炉还原剂的试验项目正式启动。这一尝试在全球尚属首次，随着氢气开始注入杜伊斯堡9号高炉，钢铁产业进入了一个新时代！

这一项目的原理是：将氢气代替煤炭作为高炉的还原剂，以减少乃至完全避免钢铁生产中的二氧化碳排放。在传统的工艺流程中，需要在高炉中消耗300千克的焦炭和200千克的煤粉作为还原剂，才能生产出1吨生铁。

而在钢铁生产中，氢气可用作为铁矿石的无排放还原剂，对气候保护十分有益。氢气燃烧的副产物只有水，并不产生有害气体。它能以高能量密度的液体或气体形式储存和运输，且用途广泛。由于其多功能性，氢气在向清洁、低碳能源系统的过渡过程中起着关键作用。

按照计划，在项目初始测试阶段，氢气将通过一个风口被注入杜伊斯堡钢厂的9号高炉中，并视情况逐渐扩展至该高炉的全部28个风口。预计到2022年，钢厂的另外三个高炉也将实现“以氢代煤”的技术应用。届时，该技术有望减少钢铁生产过程中约20％的二氧化碳排放。

为降低钢铁生产过程中的碳排放，除了使用氢气进行生产脱碳的“以氢代煤”项目，蒂森克虏伯在杜伊斯堡钢厂试验的Carbon2Chem项目也值得一提。

与避免温室气体的排放相比，更理想的方法是将它们回收利用。蒂森克虏伯Carbon2Chem项目旨在将钢铁工厂的废气转化为化工产品原材料，这些废气中的温室气体将不再被排放至大气中。

据估计，若本技术普遍应用于工业生产，则有望为德国钢铁行业转化二氧化碳约2000万吨/每年。此外，该技术也可应用于其他二氧化碳密集型行业。

Carbon2Chem项目的原理是：钢厂废气中含有宝贵的化工原材料，例如以一氧化碳和二氧化碳形式存在的碳，以及氮和氢等。这些原材料可以用于生产含有碳和氢的合成气体。而这些合成气体则是生产氨气、甲醇、聚合物和高级醇等各种化工产品的原料。

目前，此类合成气体主要提取自天然气、煤等化石燃料。因此，Carbon2Chem不仅可转化钢厂废气中的二氧化碳，同时也节省了生产此类合成气体的二氧化碳用量。

2018年9月，蒂森克虏伯Carbon2Chem项目就成功地应用了可将钢厂废气转化为合成燃料甲醇的技术，并成功生产出第一批甲醇。而在2019年1月，蒂森克虏伯已成功从钢厂废气中生产出氨，这在全球范围内尚属首次。

蒂森克虏伯杜伊斯堡的Carbon2Chem技术中心

日本氢能源最近情况

说起氢能，不得不提一下丰田的氢燃料电池轿车Mirai，Mirai将会成为明年东京奥运会的官方用车——不仅是500辆贵宾用车将全部采用丰田的第二代氢能源车，同时比赛场地与选手村之间的运送大巴，以及选手村内的自动驾驶汽车，也将使用丰田的氢能源车。

据亚洲通讯社社长徐静波报道，日本已经有2家制氢工厂，就在大家把记忆停留在福岛第一核电站发生核泄漏的事件时，福岛已经停掉第一核电站，第二核电站也在停止发电中，随之，这里建成了全世界最大规模的制氢工厂（占地总面积为22万平方米，其中18万公顷为太阳能发电区域，4万公顷为制氢车间）。而制氢所需要的电力，则来自于太阳能发电。

这家制氢工厂每小时生产的氢气为2000立方米，年生产能力为900t-H2，可以满足1万辆氢能源汽车一年的氢能所需。

韩国将氢还原炼铁法指定为国家核心产业技术

早在2009年，韩国原子能研究院与POSCO等韩国国内13家企业及机关共同签署原子能氢气合作协议（KNHA），正式开始开展核能制氢信息交流和技术研发。2010年5月，POSCO正式开发着手开发超高温煤气炉（VHTR, Very High Temperature Reactor）和智能原子炉（SMART: System-integrated Modular Advanced Reactor）。

韩国政府从2017年到2023年投入1500亿韩元（约合9.15亿人民币），以官民合作方式研发氢还原炼铁法。

韩国计划将通过以下三步完成氢还原炼铁：

第一步：从2025年开始试验炉试运行；

第二步：从2030年开始在2座高炉实际投入生产；

第三步：到2040年12座高炉投入使用，从而完成氢还原炼铁。

从预计投入资金情况来看，从技术研发到在2座高炉上实际投入生产，需要投入8000亿韩元（约合48.78亿元人民币）的资金，可减少1.6%的二氧化碳排放，在12座高炉实际投入生产，预计需要投入4.8万亿韩元（约合292.68亿元人民币）资金，可减少8.7%的二氧化碳排放。

氢还原炼铁法有以下4项核心技术：

（1）氢气增幅技术：通过焦炉煤气（COG）改质，提高COG中氢含量，使其达到高炉氢还原要求。

（2）实际操作中的全新技术开发：氢气吹入技术、炉内化学反应最佳化技术、难还原矿及低品位矿石还原技术、焦炭\烧结矿\炉渣品质设计技术等等实际操作中需要的全新技术开发非常重要。

（3）超耐热\超耐腐蚀原材料开发：需要先行开发可以储藏高温、高压氢气和在900度以上高温下的超耐腐蚀高温材料。

（4）利用氢气的直接还原铁（DRI）生产技术：开发利用氢气，将铁矿石在固体状态下直接还原成DRI的生产技术，从而使用DRI替代在电炉中使用的高级废钢。

来源：直观学机械

wwfs0z

哈哈，http://www.jixietop.cn/forum.php ... id=28609&extra=