本报讯(陈晓莉 记者郝淑慧)1月17日,《中国冶金报》记者从中国钢研科技集团有限公司获悉,其自主研发和建设的全球首条纯氢多稳态竖炉示范工程日前在山东省临沂市临港区正式运行。该工程不仅标志着我国自主研发的纯氢竖炉工程技术实现零的突破,而且成为全球首条达到工业生产应用能力、可实现全过程零碳排放的示范工程,对于我国乃至世界钢铁行业实现碳中和目标具有重要作用。
与富氢冶金不同,纯氢冶金主要使用氢气(含量高于95%)作为还原剂,没有一氧化碳等其它含碳的还原气体,因此可以实现全过程的净零碳排放,生产的直接还原铁为零碳产品。目前,该示范工程已顺利运行300小时以上,项目年产能为5万吨,氢气加热温度达到1050摄氏度以上,球团金属化率达到93%以上,具备产业化、多稳态、模块化、高效率等优势。
中国钢研较早便开始在国内开展纯氢冶金关键核心技术攻关,纯氢多稳态竖炉示范工程所使用的所有设备和技术具有100%自主知识产权。据中国钢研相关负责人介绍,该工程不仅创新性地研发出直燃管式换热+电加热两级提温技术、自适应高温氢气多梯度喷吹技术、自调节纯氢单环耦合还原及冷却技术等核心技术,还开发了新型结构的纯氢竖炉、纯氢气高效换热系统、纯氢竖炉安全连锁控制系统等核心装备和系统,摆脱了对国外技术的依赖,有效推动“绿电—制氢—用氢”的新能源产业链形成。中国钢研通过集成示范,已经形成全自主研发的纯氢冶金整体工程技术,拥有近百项国内外相关专利。
全国政协委员,中国钢研党委书记、董事长张少明在全国政协十三届四次会议上提交的“关于加强氢冶金关键技术的研究与开发,推进钢铁工业向低碳目标迈进”提案被评为优秀提案。在国家发展改革委绿色化攻关项目和中国钢研重大专项的支持下,中国钢研相继研发了纯氢冶金绿色洁净生产工艺、多稳态系统技术、高品质氧化球团制备工艺、模块化关键装备技术、多过程智能协同优化系统技术、基于数字孪生的氢冶金多物理场工艺仿真技术等,突破了纯氢高温加热、安全高效还原、模块化装备、多稳态系统等技术瓶颈,形成了纯氢冶金工艺、控制、安全及智能化流程体系,可为我国实现碳中和目标提供支撑。
据了解,世界各国钢铁企业都在抓紧开展纯氢冶金研究工作并积极布局建设:瑞典HYBRIT纯氢竖炉项目已建成年产1万吨直接还原铁的中试线,计划于2026年在瑞典加利瓦雷(Gallivare)工厂建设130万吨的工业线;安赛乐米塔尔与MIDREX公司签署框架合作协议,采用基于MIDREX传统富氢技术的H2-MIDREX技术开展示范线建设,目前项目正处于前期设计阶段;由奥钢联发起的H2FUTURE项目、欧洲ULCOS氢气竖炉直接还原炼钢项目等其它纯氢冶金项目都处于前期研发阶段,暂未建成示范线。