本報訊(陳曉莉 記者郝淑慧)1月17日,《中國冶金報》記者從中國鋼研科技集團有限公司獲悉,其自主研發和建設的全球首條純氫多穩態豎爐示范工程日前在山東省臨沂市臨港區正式運行。該工程不僅標志著我國自主研發的純氫豎爐工程技術實現零的突破,而且成為全球首條達到工業生產應用能力、可實現全過程零碳排放的示范工程,對于我國乃至世界鋼鐵行業實現碳中和目標具有重要作用。
與富氫冶金不同,純氫冶金主要使用氫氣(含量高于95%)作為還原劑,沒有一氧化碳等其它含碳的還原氣體,因此可以實現全過程的凈零碳排放,生產的直接還原鐵為零碳產品。目前,該示范工程已順利運行300小時以上,項目年產能為5萬噸,氫氣加熱溫度達到1050攝氏度以上,球團金屬化率達到93%以上,具備產業化、多穩態、模塊化、高效率等優勢。
中國鋼研較早便開始在國內開展純氫冶金關鍵核心技術攻關,純氫多穩態豎爐示范工程所使用的所有設備和技術具有100%自主知識產權。據中國鋼研相關負責人介紹,該工程不僅創新性地研發出直燃管式換熱+電加熱兩級提溫技術、自適應高溫氫氣多梯度噴吹技術、自調節純氫單環耦合還原及冷卻技術等核心技術,還開發了新型結構的純氫豎爐、純氫氣高效換熱系統、純氫豎爐安全連鎖控制系統等核心裝備和系統,擺脫了對國外技術的依賴,有效推動“綠電—制氫—用氫”的新能源產業鏈形成。中國鋼研通過集成示范,已經形成全自主研發的純氫冶金整體工程技術,擁有近百項國內外相關專利。
全國政協委員,中國鋼研黨委書記、董事長張少明在全國政協十三屆四次會議上提交的“關于加強氫冶金關鍵技術的研究與開發,推進鋼鐵工業向低碳目標邁進”提案被評為優秀提案。在國家發展改革委綠色化攻關項目和中國鋼研重大專項的支持下,中國鋼研相繼研發了純氫冶金綠色潔凈生產工藝、多穩態系統技術、高品質氧化球團制備工藝、模塊化關鍵裝備技術、多過程智能協同優化系統技術、基于數字孿生的氫冶金多物理場工藝仿真技術等,突破了純氫高溫加熱、安全高效還原、模塊化裝備、多穩態系統等技術瓶頸,形成了純氫冶金工藝、控制、安全及智能化流程體系,可為我國實現碳中和目標提供支撐。
據了解,世界各國鋼鐵企業都在抓緊開展純氫冶金研究工作并積極布局建設:瑞典HYBRIT純氫豎爐項目已建成年產1萬噸直接還原鐵的中試線,計劃于2026年在瑞典加利瓦雷(Gallivare)工廠建設130萬噸的工業線;安賽樂米塔爾與MIDREX公司簽署框架合作協議,采用基于MIDREX傳統富氫技術的H2-MIDREX技術開展示范線建設,目前項目正處于前期設計階段;由奧鋼聯發起的H2FUTURE項目、歐洲ULCOS氫氣豎爐直接還原煉鋼項目等其它純氫冶金項目都處于前期研發階段,暫未建成示范線。