氢冶金技术进展及关键问题

第1章　国内外碳交易市场政策及钢铁行业低碳发展路径 1
1.1　全球二氧化碳排放情况 2
1.2　碳排放权交易市场政策概述 5
1.3　钢铁产业与CO2排放的关系 8
1.4　钢铁产业节能减排的努力11
1.5　我国钢铁工业低碳发展路径 23
1.6　我国钢铁工业低碳发展实施建议 25
参考文献 27

第2章　国内外氢冶金发展历史及现状 31
2.1　氢冶金技术发展历史概述 32
2.1.1　竖炉法 32
2.1.2　流化床法 36
2.1.3　熔融还原法 41
2.1.4　小结 44
2.2　氢冶金主流技术发展及进展调研 46
2.2.1　MIDREX气基竖炉直接还原工艺 46
2.2.2　HYL-Ⅲ气基竖炉直接还原工艺 53
2.2.3　PERED气基竖炉直接还原工艺 63
2.2.4　主流气基竖炉直接还原工艺技术特点比较 67
2.2.5　氢冶金工艺入炉炉料的质量要求 70
2.3　国外氢冶金发展现状 71
2.3.1　日本COURSE50 项目 71
2.3.2　瑞典HYBRIT 项目 74
2.3.3　安赛乐米塔尔纯氢炼铁项目 76
2.3.4　德国蒂森克虏伯、SALCOS氢冶金项目 79
2.3.5　奥钢联H2FUTURE和普瑞特氢冶金项目 80
2.3.6　韩国COOLSTAR 项目 82
2.3.7　欧盟ULCOS、ULCORED项目 84
2.4　国内氢冶金发展现状 88
2.4.1　中国宝武碳中和冶金技术路线及氢冶金项目 88
2.4.2　河钢焦炉煤气制氢-氢冶金项目 94
2.4.3　中晋冶金焦炉煤气-氢冶金项目 97
2.4.4　建龙富氢熔融还原项目 104
2.4.5　酒钢煤基氢冶金项目 106
2.4.6　东北大学煤制气-富氢竖炉项目 112
参考文献 148

第3章　我国发展氢冶金的相关条件及技术路径 153
3.1　大规模低成本制氢技术调研 154
3.1.1　煤气化制氢技术调研 154
3.1.2　焦炉煤气制氢技术调研 163
3.1.3　核能制氢技术调研 180
3.1.4　电解水制氢技术调研 186
3.2　氢冶金竖炉炉料技术调研 192
3.2.1　高品位氧化球团制备工艺及设备 193
3.2.2　生产高品位球团对铁精粉的要求 197
3.2.3　氧化球团铁品位与成本的关系 200
3.2.4　氧化球团铁品位与直接还原铁质量的关系 201
3.2.5　氧化球团铁品位与碳减排的关系 201
3.2.6　确定合适的氧化球团铁品位 202
3.3　电炉短流程调研202
3.3.1　近几年来一级优质废钢价格变化 202
3.3.2　中国电炉产能分布以及氢冶金直接还原铁市场需求预测 208
参考文献 211

第4章　氢冶金技术大规模应用可行性分析研究 215
4.1　分析比较废钢-电炉短流程以及氢冶金的优异性 216
4.1.1　污染物排放 216
4.1.2　钢水成分 220
4.1.3　生产成本 222
4.2　分析比较高炉-转炉长流程以及氢冶金-电炉短流程225
4.2.1　污染物排放 225
4.2.2　钢水质量 227
4.2.3　生产成本 228
4.3　我国氢冶金未来的发展方向 231
4.3.1　适合中国国情的低碳排放钢铁生产工艺 231
4.3.2　中国发展氢冶金含铁炉料的差距及高质量发展建议 243
4.3.3　大力扶持氢冶金有关高品位铁精矿及氧化球团生产新工艺 245
4.3.4　我国选矿及优质氧化球团矿产业有良好的基础和发展潜力 246
4.3.5　提高DRI 使用比例，研发我国空白优质钢材产品 247
参考文献 247

第5章　我国发展氢冶金技术路径 251
5.1　我国氢冶金与国际存在的差距以及技术瓶颈 252
5.1.1　我国氢冶金技术方面与国际存在的差距 252
5.1.2　我国发展氢冶金的技术瓶颈 255
5.2　我国发展氢冶金所面临的挑战及机遇260
5.2.1　制氢技术的未来发展 260
5.2.2　全氢竖炉存在的问题 262
5.3　我国氢冶金工艺发展路径建议265
5.3.1　我国氢能发展方向建议 265
5.3.2　我国氢冶金工艺发展方向建议 265
5.4　我国氢冶金发展政策建议267
5.4.1　国家氢冶金产业链进行顶层设计 267
5.4.2　建立完善氢冶金的相关标准规范 268
5.4.3　知识产权保护及全球布局 268
5.4.4　氢冶金示范工程的政策支持和经济补贴 268
参考文献 268