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双11你们购物狂欢时德国正式“以氢代煤”炼铁!钢铁工业革命开始了!

数字化转型服务平台  · 公众号  ·  · 2019-11-20 08:00

正文


上周,大家是否注意到下面这个消息

印度新德里的空气污染创下了迄今为止最严重记录

不少空气质量监测站的测试表最高值达到了999

美国宇航局NASN的卫星在扫到印度洋地区时

美国卫星直接都找不见印度首都新德里的位置

说起雾霾

大家都深有感触

几年前

咱们国家的空气污染状况也不容乐观

我们开始了治理污染的漫漫征程路

打赢蓝天保卫战

开展超低排放改造

钢铁行业深度治理将是2019年大气污染防治的重点

钢铁行业超低排放的先进技术

将是中国乃至世界发展的趋势


就在双十一这天

大家都关注天猫的最终成交额突破2684亿时

位于德国杜伊斯堡的 蒂森克虏伯 钢厂也放了一颗卫星

第一批氢气被注入9号高炉

标志着“以氢(气)代煤(粉)”

作为高炉还原剂的试验项目正式启动

这一尝试在全球尚属首次

随着氢气开始注入杜伊斯堡9号高炉

钢铁产业进入了一个新时代


试验启动现场


这一项目的原理是: 将氢气代替煤炭作为高炉的还原剂,以减少乃至完全避免钢铁生产中的二氧化碳排放 在传统的工艺流程中,需要在高炉中 消耗300千克的焦炭和200千克的煤粉作为还原剂,才能生产出1吨生铁


而在钢铁生产中,氢气可用作为铁矿石的无排放还原剂,对气候保护十分有益。氢气燃烧的副产物只有水,并不产生有害气体。它能以高能量密度的液体或气体形式储存和运输,且用途广泛。由于其多功能性,氢气在向清洁、低碳能源系统的过渡过程中起着关键作用。
氢气通过管道注入9号高炉


按照计划,在项目初始测试阶段,氢气将通过一个风口被注入杜伊斯堡钢厂的9号高炉中,并视情况逐渐扩展至该高炉的全部28个风口。预计到2022年,钢厂的另外三个高炉也将实现“以氢代煤”的技术应用。届时, 该技术有望减少钢铁生产过程中约20%的二氧化碳排放。


为降低钢铁生产过程中的碳排放,除了使用氢气进行生产脱碳的“以氢代煤”项目,蒂森克虏伯在杜伊斯堡钢厂试验的 Carbon2Chem项目 也值得一提。


与避免温室气体的排放相比,更理想的方法是将它们回收利用。蒂森克虏伯Carbon2Chem项目旨在将钢铁工厂的废气转化为化工产品原材料,这些废气中的温室气体将不再被排放至大气中。



据估计,若本技术普遍应用于工业生产,则有望为德国钢铁行业转化二氧化碳约2000万吨/每年。此外,该技术也可应用于其他二氧化碳密集型行业。


Carbon2Chem项目的原理是:


钢厂废气中含有宝贵的化工原材料,例如以一氧化碳和二氧化碳形式存在的碳,以及氮和氢等。这些原材料可以用于生产含有碳和氢的合成气体。而这些合成气体则是生产氨气、甲醇、聚合物和高级醇等各种化工产品的原料。


目前,此类合成气体主要提取自天然气、煤等化石燃料。因此,Carbon2Chem不仅可转化钢厂废气中的二氧化碳,同时也节省了生产此类合成气体的二氧化碳用量。



2018年9月,蒂森克虏伯Carbon2Chem项目就成功地应用了 可将钢厂废气转 化为合成燃料甲醇的技术 ,并成功生产出第一批甲醇。 而在2019年1月,蒂森克虏伯已 成功从钢厂废气中生产出氨 这在全球范围内尚属首次。

蒂森克虏伯杜伊斯堡的Carbon2Chem技术中心


日本氢能源最近情况


说起氢能,不得不提一下 丰田的 氢燃料电池轿车Mirai, Mirai 将会成为明年东京奥运会的官方用车——不仅是500辆贵宾用车将全部采用 丰田的第二代氢能源车 ,同时比赛场地与选手村之间的运送大巴,以及选手村内的自动驾驶汽车,也将使用丰田的氢能源车。


据亚洲通讯社社长 徐静波 报道,日本已经有2家制氢工厂,就在大家把记忆停留在福岛 第一核电站发生核泄漏的事件时, 福岛 已经停掉第一核电站,第二核电站也在停止发电中,随之,这里建成了 全世界最大规模的制氢工厂 占地总面积为22万平方米,其中18万公顷为 太阳能发电区域 ,4万公顷为 制氢车间 。而制氢所需要的电力,则来自于太阳能发电。


这家制氢工厂 每小时生产的氢气为2000立方米 ,年生产能力为900t-H2,可以满足 1万辆氢能源汽车一年的氢能所需




韩国将氢还原炼铁法指定为国家核心产业技术


早在2009年,韩国原子能研究院与POSCO等韩国国内13家企业及机关共同签署原子能氢气合作协议(KNHA),正式开始开展核能制氢信息交流和技术研发。2010年5月,POSCO正式开发着手开发超高温煤气炉(VHTR, Very High Temperature Reactor)和智能原子炉(SMART: System-integrated Modular Advanced Reactor)。


韩国政府从2017年到2023年投入1500亿韩元(约合9.15亿人民币),以官民合作方式研发氢还原炼铁法。


韩国计划将通过以下三步完成氢还原炼铁:

第一步: 从2025年开始试验炉试运行;

第二步: 从2030年开始在2座高炉实际投入生产;

第三步: 到2040年12座高炉投入使用,从而完成氢还原炼铁。

从预计投入资金情况来看,从技术研发到在2座高炉上实际投入生产,需要投入8000亿韩元(约合48.78亿元人民币)的资金,可减少1.6%的二氧化碳排放,在12座高炉实际投入生产,预计需要投入4.8万亿韩元(约合292.68亿元人民币)资金,可减少8.7%的二氧化碳排放。


氢还原炼铁法有以下4项核心技术:

(1)氢气增幅技术:通过焦炉煤气(COG)改质,提高COG中氢含量,使其达到高炉氢还原要求。


(2)实际操作中的全新技术开发:氢气吹入技术、炉内化学反应最佳化技术、难还原矿及低品位矿石还原技术、焦炭\烧结矿\炉渣品质设计技术等等实际操作中需要的全新技术开发非常重要。







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