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中冶京诚将打造全球首例氢能源开发和利用工程

发表时间:2020/12/10     阅读次数:290


中冶京诚牵头成立的“中冶京诚-唐钢国际”联合体于12月7日,以第一名的成绩被确定为河钢氢能源开发和利用工程示范项目的设计中标单位,至此正式拉开了中国氢冶金发展实质性步伐。

低碳技术体系建立和发展将是未来决定一个国家及其产业国际竞争力的基础。CO2被广泛认为是产生温室效应并导致全球气候变暖的最主要气体之一,为保护地球环境,控制碳排放已在全球范围内得到普遍共识。逐步建立“低碳经济”发展模式,被提升到了关乎人类前途和命运的新高度。这将促使世界范围内经历一场深刻地经济和社会发展方式的变革,其核心是发展低碳技术体系,建立低碳经济发展模式和低碳社会消费模式,并将其作为协调经济发展与应对气候变化之间关系的根本途径。

钢铁制造行业是碳排放大户,从全球统计看,钢铁工业排放的碳排放占人类总排放的5%,约占世界工业碳排放量中的15%~20%,仅低于化工行业,可见钢铁行业的碳减排,是被受关注和督促的。近二十年来,世界其他产钢大国已经进行了一系列“氢能冶金”方面的探索,如瑞典钢铁HYBRIT项目、德国蒂森克虏伯高炉喷氢项目、日本COURSE50技术、韩国的全氢高炉等,但都还未进入工业化实施。

我国钢铁行业碳减排任务艰巨,以氢能为主的冶金技术路线选择至关重要。2016年9月中国在《巴黎气候变化协定》上承诺了“到2030年单位国内生产总值CO2排放量比2005年下降60% ~ 65%。近日,习近平总书记提到要努力争取2060年前实现碳中和的目标,则未来碳排放量比目前还要减少~90%,那么如果没有冶金上的技术革命,钢铁行业大幅削减碳排放将是一句口号。以氢代碳的冶金路线,主要矛盾是要找到低成本可用的“氢能”,但按照目前的技术水平,光伏、风电、核电直接用于冶金,则成本太高,难以维持8~9亿吨的钢铁用量,若照搬国外的氢冶金技术,不是碳减排效果不显著,就是技术对资源的要求太高。实际上,我国可以用于氢冶金的富氢气体资源还是丰富的,据2018年氢能源研究报告统计,我国的副产氢气约800万吨以上(合880亿立方),怎么挖掘出这部分氢的利用价值,是值得探索的。鉴于此,中冶京诚提出我国的氢冶金分两步走,第一步实现富氢冶金,第二步实现“全氢”冶金。

河钢氢能源开发和利用工程示范项目的中标,是中冶京诚在该领域技术研究十年磨一剑的结果。中冶京诚一直致力于低碳冶金的研究,第一阶段为2012年前,研究重点在如何降低炼铁过程中消耗的碳,先后完成了熔融还原炼铁和超高富氧制气炉的试验;第二阶段为2013-2018年,对新型煤制气工艺技术、新型氧煤炼铁工艺、气基竖炉还原工艺及主要装备进行了研究,对基于DRI的电炉工艺及装备进行了技术开发,并在海外总包建成了基于全DRI冶炼的电炉炼钢工程;第三阶段为2019-2020年,完成了基于干法的煤气精制技术研究,并成功的实现了世界首套装置,同时掌握了CO2脱出和深加工的工艺技术。同期,联手河钢集团、tenova公司、唐钢国际一起完成了基于富氢气体的氢能利用技术和工程开发。

绿色化短流程替代传统长流程是符合我国现阶段和中长期社会体制改革和经济发展规律的内在要求。氢能直接还原是中冶京诚技术战略布局的一个环节,基于氢冶金的钢铁制造短流程研究是这一战略部局的系统工程。我国钢铁行业正处于兼并重组提高产业集中度的时期,重组后的巨型集团面临着资源、能源、市场、物流、产线方面重新布局,以满足“创新、协调、绿色、开放、共享”的新时代我国高质量发展理念。钢铁集团新型网络化城市钢厂的推进已拉开了序幕,京诚公司从网络钢厂布局、新能源利用、运营中心、长短流程新协同、绿色智能化等方面为这一举措提供可行的研究方案,以构建出高质量、低成本、高效、安全、环境友好型协同制造、生态运营的新模式。

河钢氢能源开发和利用工程示范项目是基于氢能利用的“未来工厂”。项目将从分布式绿色能源利用、低成本制氢、气体净化、氢气直接还原、二氧化碳脱除和深加工、水处理等全流程和全过程进行创新研发。这个项目的实施,用氢能源代替传统的碳能源,将大幅降低制造生产过程中的碳排放问题。该项目在一年内建成,时间紧任务重,京诚公司成立了一批由权威技术专家、博士团队等组成的咨询设计队伍,这是一支研究能力强、技术基础扎实、工程经验丰富、学术氛围浓厚的团队,负责项目基础理论、工艺流程、关键装备、系统优化、总体布局等全过程咨询和全流程设计服务,最终把该项目建成绿色化、智能化、高效化、品牌化的氢能源开发和利用工程示范工厂,为中国和世界钢铁行业的绿色发展贡献出京诚智慧和京诚方案。


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