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开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122423900
《氢冶金技术进展及关键问题》为我国钢铁行业氢冶金领域的科研院所、生产企业和应用企业提供技术参考和方向性指导，引导相关产业实施结构调整和产业升级。《氢冶金技术进展及关键问题》可供钢铁行业的科研工作者，尤其是氢冶金开发相关技术人员、管理人员参考。
《氢冶金技术进展及关键问题》主要阐述碳达峰、碳中和政策背景下我国钢铁行业在氢冶金这一低碳发展领域的既有成果和未来路径。本书针对氢冶金在我国推广应用存在的大规模低成本制氢、高品位氧化球团等关键技术问题，跟踪分析和比较研究了国内外氢能制备、高品位球团生产、氢冶炼技术在基础研究、制造技术、产业应用、实际评价等方面出现的新技术、新发现、新趋势，提出相关的建议，为我国氢冶金领域的科研院所、生产企业和应用企业提供技术参考和方向性指导，引导相关产业实施结构调整和产业升级，促进提高相关科研领域的科学预见性和我国在氢冶金领域的整体国际竞争力。本书可供钢铁行业的科研工作者，尤其是氢冶金开发相关技术人员、管理人员参考。
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
2020 年，总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值，努力争取2060 年前实现碳中和”。我国钢铁产量占世界产量的一半以上，是名副其实的钢铁大国。钢铁行业也是重碳排放行业，目前其碳排放约占我国总碳排放16% 左右，肩负重大的减碳责任。这既是我国钢铁行业面临的巨大发展挑战，同时也是低碳绿色转型的重大机遇，需要在能源结构、工艺流程、产品结构等多个方面实现创新变革，以顺应未来全球产业低碳发展的主旋律。
钢铁行业大量的碳排放源于对以煤炭为还原剂和燃料的工业生产的高度依赖，炼铁工序碳排放占钢铁冶炼总碳排放的70% 左右。而氢能被认为是21 世纪清洁的能源，氢气兼具高热值和还原性，冶金过程以氢代碳完全可行。氢冶金是以氢气部分或者全部代替焦炭提供能源、参与还原反应的一种冶金方式，是从能源结构角度实现源头降碳的重要途径，也是未来钢铁工业发展的主攻方向之一。
我国氢冶金发展基础薄弱，目前仍处于起步阶段，当下，我国氢冶金的从业人员仍然有限，知识储备欠缺，对氢冶金发展缺乏全方位的认识。在此背景下，本书详细介绍了碳达峰、碳中和的基本概念和我国钢铁冶金行业在双碳背景下面临的发展路径选择，归纳总结了氢冶金技术发展的关键问题，包括国内外发展历史、应用现状、发展前景等，对国内外典型的氢冶金技术类型进行剖析解读，对我国氢冶金技术发展路径进行了展望，以使读者对氢冶金技术应用和发展有全面和深层次的了解。
本书是氢冶金这一钢铁冶金绿色低碳发展新技术的专业性图书，主要面向钢铁行业的科研工作者，尤其是氢冶金开发相关技术人员、管理人员，有助于相关人员更好地把握氢冶金技术的总体发展情况和发展方向，加深对氢冶金技术的全面了解。本书的编写出版对加快培养产业人才队伍、推动氢冶金在我国的发展具有重要意义。希望通过本书，为我国氢冶金领域的科研院所、生产企业和应用企业提供技术参考和方向性指导，引导相关产业实施结构调整和产业升级，提高相关科研领域的科学预见性和我国在氢冶金领域的整体国际竞争力。
本书是在中国科协“学会联合体品牌建设项目”的支持下，中国金属学会依托中国科协先进材料学会联合体，发挥中国化工学会、中国稀土学会、中国有色金属学会以及中国废钢铁应用协会、中国煤炭学会等跨行业学会的组织优势，联合东北大学、清华大学、西南化工研究院、中石化设计工程公司等国内氢冶金领域的相关院校及研究设计单位，对钢铁行业在氢冶金领域开展探索实践的有关企业（包括河钢集团、宝武集团、中晋冶金、建龙集团、中国钢研、中冶焦耐等）开展了大范围的技术研究和调研后形成的成果，感谢以上各单位及有关专家为本书提供的大力支持！
由于编写人员水平有限，书中不妥之处，敬请读者批评指正。
本书编写组
2022年6月
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