世界钢铁巨头：利用氢气还原铁矿石，减少CO2排放

4月3日消息，作为世界巨头的钢铁制造商安赛乐米塔尔(ArcelorMittal)，减少二氧化碳排放是其战略的一部分，该集团正计划在德国汉堡的工厂利用工业氢气直接还原铁矿石。

目前，铁矿石的还原通常在高炉中使用焦炭和煤作为还原剂来完成。使用氢气作为还原剂是一种替代方法，这种方法最终逸出的气体是水汽，从理论上讲，氢气还原意味着零二氧化碳排放。安赛乐米塔尔公司表示，氢气还原工艺的目标是其能够生产出二氧化碳排放量最低的钢铁。

在该工艺中，通过变压吸附实现从现有装置的顶部气体中分离纯度大于95％的氢气。首先用灰色氢气（在气体分离时产生）对其进行测试，以实现经济运行。

未来，当有足够数量的绿色氢（由可再生能源产生）时，可供工厂使用。

这项耗资6500万欧元的项目最初以示范规模进行，年产量为100000吨。在未来几年内，将建立一个试验工厂。此外，作为合作协议的一部分，安赛乐米塔尔计划与弗赖堡大学在汉堡工厂进行测试。

安赛乐米塔尔德国公司首席执行官Frank Schulz表示：“我们的汉堡工厂为这一创新项目提供了最佳条件。带有DRI系统和铁矿石球团的电弧炉以及该领域数十年的专业知识，使用氢气作为还原剂在竖炉中进行测试。”

通过汉堡氢气项目，安赛乐米塔尔正在推进先进的直接避免二氧化碳排放的技术，这是低排放炼钢的几种潜在途径之一。该集团已经投资超过2.5亿欧元用于各种碳减排技术。

氢气不仅是重要的工业原料和还原剂，也是燃料电池的必要燃料。那么制氢的方法有哪些？

一是采用化石燃料制取氢气。化石燃料是天然气，在一定的压力和高温及催化剂作用下，天然气中烷烃和水蒸汽发生化学反应。转化气经过沸锅换热、进人变换炉使C0变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离，由变压吸附（PSA）升压吸附N2、CO、CH4、CO2，提取氢气。

二是从化工副产物中提取氢气。焦炉气制氢技术是采用变压吸附的工艺，从炼焦行业副产的焦炉气中提取纯氢。其基本原理是利用固体吸附剂对气体的吸附具有选择性，以及气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生，达到提氢的目的。

三是采用来自生物的甲醇重整制取氢气。甲醇重整制氢具有投资低、建成快、无污染等特点，并且甲醇作为原料可以更为灵活，但甲醇重整制氢难以进行大规模的制氢。

四是利用太阳能、风能等自然能量进行水电解。氢气还能够通过传统的电解水法获得，但这种方法由于能耗过高，除已建成装置外，已少有新建装置。

文章来源：气品网