中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
記者 李巍 報道
連日來，河鋼集團與寶馬集團攜手打造“綠鋼”供應鏈的報道持續(xù)刷屏，寶馬將成為河鋼“綠鋼”的第一家客戶，聯手打造兩大支柱產業(yè)近零排放的合作典范，而“綠鋼”的一大重要技術支撐就來自河鋼集團張宣高科科技有限公司的氫能源開發(fā)與利用示范技術。
全球首例、“氫”裝上陣
眼下，百年河鋼宣鋼通過轉型升級，正以張宣科技的新品牌形象加快崛起。
“氫能源開發(fā)與利用示范技術為集團與意大利特諾恩合作開發(fā)，在全球范圍內首次采用焦爐煤氣‘自重整’制氫，生產高品質的直接還原鐵?！眹@富氫焦爐煤氣高能鐵零重整直接還原技術的研究，張宣科技氫冶金公司作業(yè)長呂志敏幾乎投入了全部精力。
氫能是21世紀全球公認最具發(fā)展力的清潔能源，是應對全球能源及環(huán)境危機最偉大的能源變革。河鋼集團一直是氫能產業(yè)的倡導者和踐行者，面對國家大力實施“碳達峰、碳中和”的發(fā)展機遇，主動擔當社會責任，帶頭落實國家戰(zhàn)略，在國內率先探索和實踐氫能綜合利用，從焦爐煤氣制氫，到氫能重卡應用，再到籌建全球首例氫能源開發(fā)和利用工程，始終引領鋼鐵行業(yè)氫能綜合利用的發(fā)展方向，為實現“雙碳”目標貢獻河鋼方案和河鋼智慧。
以張宣科技為承載平臺，2019年11月，河鋼集團與意大利特諾恩公司達成戰(zhàn)略合作意向，籌備建設氫氣直接還原工廠，雙方于2020年9月正式簽約，將使用鋼鐵企業(yè)副產焦爐煤氣制氫，利用氫氣對含鐵原料進行直接還原，生產高品質直接還原鐵（DRI）供電爐煉鋼使用。
“焦爐煤氣本身含有55—65%的氫氣成分，是可以直接利用的氫能源，此外，還包含約15%的甲烷，最終甲烷在反應豎爐內被轉化為一氧化碳和氫氣。”呂志敏介紹說，相較于傳統(tǒng)的“高爐+轉爐”長流程工藝，“氫氣直接還原豎爐+電爐煉鋼”短流程生產新工藝將實現CO2、SO2、NOx、煙粉塵排放分別減少約70%、30%、70%、80%以上。與同等規(guī)模的傳統(tǒng)鋼鐵“碳冶金”相比，“氫冶金”預期每年減少CO2排放160萬噸。
“氫冶金”以其巨大的減排優(yōu)勢，已成為鋼鐵企業(yè)低碳轉型的重要方向。從工信部、國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部聯合發(fā)布《關于促進鋼鐵工業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》，其中在氫能方面，指出將制定氫冶金行動方案，加快推進低碳冶煉技術研發(fā)應用，到科技部前不久發(fā)布《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022—2030）》，明確提出要構建低碳零碳技術創(chuàng)新體系，包含對氫能技術的提升要求，其重點是研發(fā)可再生能源高效低成本制氫技術，形成具有顯著影響力的示范工程，張宣科技氫能源開發(fā)與利用示范，高度契合了新時代發(fā)展要求，與時代同頻共振中高質量發(fā)展。
“硬核”技術、引領行業(yè)
今年3月，河鋼集團成立“氫能技術研發(fā)及產業(yè)化示范”課題組研究，張宣科技承擔諸多關鍵技術研究及示范工程，并在持續(xù)攻關中不斷取得新進展。
圍繞氫能產業(yè)化利用，張宣科技全力組織開展了一批關鍵技術研究及示范工程的攻關——
研究鋼鐵企業(yè)副產煤氣裂解工藝及裝備、氫冶金豎爐球團制備及其冶金性能、氫氣氣基豎爐還原工藝技術及裝備等全流程氫冶金瓶頸技術；
研發(fā)創(chuàng)新性 CO2 捕捉技術，實現氫冶金氣基豎爐工藝中 CO2 的捕捉、分離與高效回收利用；
打通氫冶金制約環(huán)節(jié)，實現焦爐煤氣在氣基豎爐的工業(yè)應用，建設世界首例焦爐煤氣制氫的“氫冶金”示范工程。
“硬核”技術釋放出氫能源開發(fā)與利用的蓬勃動能，支撐起第二個百年發(fā)展新高度——
氫能源開發(fā)與利用工程示范項目采用意大利特諾恩ENERGIRON零重整技術，應用焦爐煤氣凈化、氣體自重整、二氧化碳脫除及回收等全流程創(chuàng)新研發(fā)，建設以還原反應爐為主體設備，涵蓋焦爐煤氣深度凈化、原料處理、氣體凈化處理等工序的一整套具有國際領先水平的直接還原先進技術裝備及設施；
焦爐煤氣深度凈化采用先進的微晶吸附技術脫除H2S，實現焦爐煤氣總硫含量小于30mg/m3；
創(chuàng)新采用全球首例100%使用富氫焦爐煤氣的直接還原技術，無需外部重整爐，可高效利用焦爐煤氣，同時采用DR—EAF短流程，每噸DRI脫除二氧化碳達122kg進行精制提純,年可降低二氧化碳排放達到40%—60%；
首次配套二氧化碳捕集和精制系統(tǒng)，將還原產生的二氧化碳捕集，進而實施脫水、加壓，變?yōu)橐簯B(tài)二氧化碳工業(yè)產品，附加經濟效益可觀……
“面向未來，無論是‘能源結構創(chuàng)新’還是‘工藝結構創(chuàng)新’，氫能利用都是實現低碳甚至零碳排放的最佳途徑，特別是氫冶金技術的創(chuàng)新與應用，將帶來傳統(tǒng)冶金技術的變革變革。”業(yè)內專家在鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展及氫冶金應用技術高峰論壇如是說。
以“氫冶金”替代“碳冶金”，打造可推廣、可復制的“零碳”制氫與氫能產業(yè)發(fā)展協(xié)同互補的創(chuàng)新模式。下一步，張宣科技充分利用張家口豐富的風、光等可再生能源發(fā)電、制氫，延鏈、補鏈、強鏈，大力推進風光氫儲產業(yè)協(xié)調發(fā)展，實現“綠電”制造“綠氫”，引領世界低碳冶金、綠色冶金新變革。
