氫冶金是一種綠色冶金技術,即以氫氣替代傳統碳基還原劑和能量源,實現鋼鐵冶煉的技術。
根據新思界產業研究中心發布的《
2025-2029年中國氫冶金反應器行業市場深度調研與發展趨勢預測研究報告》顯示,氫冶金技術需在反應器中進行。冶金反應器內部為高溫、高壓環境,且伴有多相物質相互轉化的化學反應,為保障反應連續穩定進行,冶金反應器的可靠性要求較高。目前氫冶金技術用反應器包括流化床反應器、豎爐、高爐、電弧爐、等離子氣化爐等。
豎爐是目前鋼鐵行業中常見的反應器,基于氣基豎爐的氫冶金技術已得到應用。傳統豎爐冶金是以天然氣或富氫焦爐煤氣作為還原劑,氫基豎爐是以氫氣作為還原劑,但豎爐難以實現100%純氫冶金,目前多數豎爐氫氣含量在55%-80%之間。
我國基于豎爐的氫冶金項目有湛江鋼鐵的百萬噸級氫冶金示范工程、中國鋼研臨沂的純氫豎爐直接還原鐵項目、河鋼集團張宣科技的氫基豎爐-近零碳排電弧爐短流程項目等。
流化床也是能源、冶金、化工等領域常見的一種氣固反應器。流化床法氫冶金技術是氫氣與鐵礦石顆粒在流化床中充分接觸并發生還原反應,生成金屬鐵。基于流化床的氫基直接還原技術具有還原效率高、易于控制、反應速度快、對鐵礦石品位要求較低等優勢,目前相關應用案例有韓國浦項制鐵HYREX技術裝置、鞍鋼集團的10000t-DRt/a流化床綠氫直投還原鐵示范裝置等。
我國是鋼鐵、氫能生產大國,氫冶金技術具有廣闊應用前景。一方面,氫冶金技術可以幫助鋼鐵企業減少對化石能源的依賴,實現氫能更廣泛應用,另一方面,氫冶金技術有助于減少鋼鐵生產碳排放,助力鋼鐵行業綠色升級。
2020年以來,國家改革委、國家能源局、工業和信息化部、財政部等國家層面及河北、山東、湖北、甘肅等各地政府均發布了支持氫冶金技術應用的政策。在政策扶持下,我國氫冶金市場發展加速,氫冶金反應器研究和應用也取得了較大突破。我國氫冶金反應器相關研究機構包括中國寶武、河鋼集團、中晉冶金、中國鋼研、湛江鋼鐵、中科院、建龍集團等。
新思界
行業分析人士表示,近年來,在雙碳背景下,鋼鐵行業減排需求釋放,氫冶金技術應用案例不斷增加,帶動氫冶金反應器市場規模不斷擴大。目前我國氫冶金產業發展仍處于起步階段,為實現高效、安全、低成本的鋼鐵冶煉,氫冶金反應器仍需進一步優化設計。