河钢：“氢冶金”示范项目一期工程进入平稳运行期
作者：1180发布时间：2023-07-25
这是一场由传统用煤炭炼钢向用氢能炼钢的颠覆性变革。近日，由经开区企业中冶京诚总体设计的河钢集团全球首例120万吨规模的“氢冶金”示范项目一期工程进入平稳运行期，产品绿色低碳高纯直接还原铁金属化率已稳定在94%以上，各项指标达到国际一类标准。中国钢铁工业协会指出，这是“氢冶金”核心关键技术创新的重大突破，是中国钢铁史乃至世界钢铁史上由传统“碳冶金”向新型“氢冶金”转变的重要里程碑，引领钢铁行业迈入“以氢代煤”冶炼“绿钢”的时代。
如何用氢能解锁钢铁行业新应用场景？全球首例120万吨氢冶金工程示范项目由河钢集团与意大利特诺恩（TENOVA）联手中冶京诚共同研发和建设。从2021年5月开工，到2022年12月建成投产，目前该项目一期工程已经在河钢集团张宣科技公司平稳运行。据中冶京诚全球首例氢冶金工程示范项目总设计师赵志龙介绍，该工程在全球首次采用了以焦炉煤气为还原气体的高压竖炉零重整氢冶金技术，工艺气体中氢碳比高达8∶1以上，是氢气比例最高的冶金工程示范生产线。这意味着，相比传统的“碳冶金”长流程工艺生产，生产同等钢铁，当前“氢冶金”新工艺可实现每年减少二氧化碳排放达80万吨，减排比例达到70%。
“‘氢冶金’工艺的应用，打破了传统工艺炼钢节能降碳的天花板。”赵志龙说。数据显示，中国钢铁工业碳排放量贡献了全球钢铁碳排放总量的60%以上，占全国碳排放总量的15%左右，是国内制造业领域中碳排放量最多的行业，推进钢铁工业降碳是“双碳”目标实现的重点关注领域。目前中国钢铁工业生产技术已达世界一流水平，通过提高碳素能源利用效率来实现节能降碳的空间趋于微小，因此势必要通过技术创新推动钢铁产业绿色低碳发展。而氢能是一种绿色、清洁、高效的能源，如果能在钢铁生产中实现“以氢代碳”的能源转换，将从源头上大幅降低碳排放。
如何闯过“无人区”？“第一次尝试新工艺时，常面临业内质疑，作为项目的总体咨询和总体设计单位，我们通过进行关键装备国产化替代可行性研究、气体工艺包转化设计、技术标准转化等一系列工作，最终完成了项目成功落地。”赵志龙说。在过程中，由于第一次使用高比例氢气作为还原气体，且使用气量达到每小时15万立方米，温度超过1000摄氏度，技术团队一度很担心用氢安全问题。但通过每一次严密高效地计算、设计和改进，项目得以顺利推进。赵志龙尤其对团队解决气源供应问题的那个夜晚记忆深刻，起初气源供进去后显示系统压力超标触发安全联锁导致断电停车严重事故，因此必须控制在2秒之内解决管道超压问题，团队第一时间进行现场数据测量，到凌晨2点钟回去后进行计算，在凌晨5点半计算出管道管径、阀门选型及参数等匹配数值，解决了这一难题。
“目前，项目一期使用焦炉煤气作为还原气体，氢气含量达到60%，不过这只是过渡阶段，今后我们的目标是使用100%绿氢竖炉直接还原，实现钢铁生产的净零碳排放。”赵志龙说。中冶京诚正在开发新一代氢冶金工艺和装备，同时还基于数字孪生技术，正建立“氢冶金”智能控制系统数字模型，将产线“克隆”到云端，打造新一代智能管控模式。在未来，中冶京诚将推动“氢冶金”工程全面实现绿色智造和智造绿色，助力钢铁行业转变能源结构、实现工艺革命。
来源：亦城时报
