河北省減污降碳協(xié)同創(chuàng)新典型案例：氫冶金典型案例

　　為深入推進(jìn)減污降碳協(xié)同增效，河北省生態(tài)環(huán)境廳組織征集了一批減污降碳協(xié)同增效典型案例，旨在展示減污降碳協(xié)同創(chuàng)新實(shí)踐和取得的成效，提供可借鑒的經(jīng)驗(yàn)做法。這些案例做法僅供參考借鑒，不作為相關(guān)企業(yè)開(kāi)展其他生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的依據(jù)。
 

　　河北省減污降碳協(xié)同創(chuàng)新典型案例②氫冶金典型案例
 

　　2023年5月，河鋼集團(tuán)張家口張宣科技公司建成投運(yùn)120萬(wàn)噸氫冶金示范工程，是全球首例富氫氣體(焦?fàn)t煤氣)零重整豎爐直接還原氫冶金示范工程，相較于傳統(tǒng)“高爐+轉(zhuǎn)爐”的長(zhǎng)流程煉鋼模式，氫冶金技術(shù)省去高爐等流程，所產(chǎn)出的DRI(直接還原鐵)產(chǎn)品直接轉(zhuǎn)入電爐，工藝流程環(huán)節(jié)大幅減少，復(fù)雜度有效降低，碳排放量大幅下降，同時(shí)配套二氧化碳捕集和精制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳變廢為寶、增值創(chuàng)效。經(jīng)測(cè)算，較企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)前，該公司主要污染物二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵排放分別減少30%、70%和80%以上；該工藝噸鋼碳排放降至約0.5噸，相較于傳統(tǒng)的長(zhǎng)流程煉鋼可減少二氧化碳排放約70%，年可減少二氧化碳排放約80萬(wàn)噸；生產(chǎn)1噸直接還原鐵可捕集二氧化碳約125千克，年可回收二氧化碳約6萬(wàn)噸。同時(shí)，該公司實(shí)現(xiàn)電爐配加DRI產(chǎn)品冶煉“綠鋼”，最高配加比例達(dá)到40%，累計(jì)研發(fā)軸承鋼、齒輪鋼、球磨用鋼、鉻鉬系列用鋼、鉻錳鈦合金鋼等綠色高端材料40余種，進(jìn)一步拓展了市場(chǎng)、創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
 

　　攻克氫能源冶金工業(yè)利用核心技術(shù)。作為一種富氫氣體，焦?fàn)t煤氣本身含有55%—65%的氫氣成分，可在氫基豎爐內(nèi)催化裂解為一氧化碳和氫氣，實(shí)現(xiàn)“自重整”。該公司研發(fā)“焦?fàn)t煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術(shù)，自重整后，工藝氣體中的氫碳比可達(dá)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(yīng)器針對(duì)高比例氫含量進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，預(yù)留了綠氫切換功能，不需大規(guī)模改造，即可直接切換為更高比例富氫還原氣、純氫還原氣開(kāi)展工業(yè)試驗(yàn)，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)100%綠氫豎爐直接還原打下基礎(chǔ)。
 

　　氫冶金過(guò)程內(nèi)嵌碳捕集和利用工序。該公司研發(fā)氫冶金內(nèi)嵌“二氧化碳捕集+二氧化碳精制”技術(shù)，利用豎爐反應(yīng)器產(chǎn)生的工藝氣體，采用化學(xué)吸附法進(jìn)行脫碳捕集，在吸收塔中，MDEA溶液(貧液)吸收來(lái)自工藝氣體中所含的二氧化碳，使工藝氣體中的二氧化碳得到大部分脫除，失去二氧化碳的工藝氣回到工藝回路；吸收二氧化碳后的MDEA溶液(富液)經(jīng)過(guò)貧/富液換熱器，進(jìn)入汽提塔，在汽提塔中經(jīng)過(guò)蒸汽汽提再生，形成貧液，貧液經(jīng)換熱冷卻后回到吸收塔循環(huán)使用；捕集后的二氧化碳?xì)怏w，采用凈化低溫蒸餾原理進(jìn)一步去除雜質(zhì)提純，二氧化碳?xì)怏w通過(guò)壓縮機(jī)增壓，經(jīng)冷卻進(jìn)入干燥床吸收水分，干燥氣體被冷卻降溫液化后進(jìn)入精餾塔精餾，最終制成工業(yè)級(jí)或食品級(jí)二氧化碳產(chǎn)品，顯著減少整個(gè)工藝過(guò)程中的二氧化碳排放量同時(shí)，通過(guò)精制制成成品級(jí)二氧化碳用于下游產(chǎn)業(yè)，完成末端治理，為鋼鐵行業(yè)降碳提供了創(chuàng)新可行的解決方案。
 

　　原標(biāo)題：河北省減污降碳協(xié)同創(chuàng)新典型案例②：氫冶金典型案例