中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
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(lián)手打造兩大支柱產(chǎn)業(yè)近零排放的合作典范，而“綠鋼”的一大重要技術(shù)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(shù)。
全球首例、“氫”裝上陣
眼下，百年河鋼宣鋼通過轉(zhuǎn)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(shù)為集團與意大利特諾恩合作開發(fā)，在全球范圍內(nèi)首次采用焦爐煤氣‘自重整’制氫，生產(chǎn)高品質(zhì)的直接還原鐵。”圍繞富氫焦爐煤氣高能鐵零重整直接還原技術(shù)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(chǎn)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(nèi)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(lǐng)鋼鐵行業(yè)氫能綜合利用的發(fā)展方向，為實現(xiàn)“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(chǎn)焦爐煤氣制氫，利用氫氣對含鐵原料進行直接還原，生產(chǎn)高品質(zhì)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(nèi)被轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣?！眳沃久艚榻B說，相較于傳統(tǒng)的“高爐+轉(zhuǎn)爐”長流程工藝，“氫氣直接還原豎爐+電爐煉鋼”短流程生產(chǎn)新工藝將實現(xiàn)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(zhuǎn)型的重要方向。從工信部、國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進鋼鐵工業(yè)高質(zhì)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(shù)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(gòu)建低碳零碳技術(shù)創(chuàng)新體系，包含對氫能技術(shù)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(shù)，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(zhì)量發(fā)展。
“硬核”技術(shù)、引領(lǐng)行業(yè)
今年3月，河鋼集團成立“氫能技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化示范”課題組研究，張宣科技承擔諸多關(guān)鍵技術(shù)研究及示范工程，并在持續(xù)攻關(guān)中不斷取得新進展。
圍繞氫能產(chǎn)業(yè)化利用，張宣科技全力組織開展了一批關(guān)鍵技術(shù)研究及示范工程的攻關(guān)——
研究鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)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(shù)及裝備等全流程氫冶金瓶頸技術(shù)；
研發(fā)創(chuàng)新性 CO2 捕捉技術(shù)，實現(xiàn)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(xiàn)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(shù)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(shù)，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(lǐng)先水平的直接還原先進技術(shù)裝備及設施；
焦爐煤氣深度凈化采用先進的微晶吸附技術(shù)脫除H2S，實現(xiàn)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(shù)，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(chǎn)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(chǎn)品，附加經(jīng)濟效益可觀……
“面向未來，無論是‘能源結(jié)構(gòu)創(chuàng)新’還是‘工藝結(jié)構(gòu)創(chuàng)新’，氫能利用都是實現(xiàn)低碳甚至零碳排放的最佳途徑，特別是氫冶金技術(shù)的創(chuàng)新與應用，將帶來傳統(tǒng)冶金技術(shù)的變革變革?！睒I(yè)內(nèi)專家在鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展及氫冶金應用技術(shù)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)“綠電”制造“綠氫”，引領(lǐng)世界低碳冶金、綠色冶金新變革。
