Midrex工艺的能源转型

绿氢

将高效电解槽技术发展成熟是成功实施能源转型的先决条件。2019年初,Paul Wurth公司收购了Sunfire-Hylink公司20%的股份,后者是生产可再生、低成本工业氢气的高温蒸汽电解技术的领先开发商。其动机是积极支持和发展无化石炼铁,这是以氢为基础的钢铁生产的关键一步。

电解是利用电将水分解成氢气和氧气,是一种有希望的工业规模制氢技术。目前,通过电解水生产的氢气占全球氢气产量的4%左右。因为氢分子来自水而不是碳氢化合物,所以它可以被认为是绿色的,称为绿氢。

绿氢的工业应用有三个限制:1)在大多数国家,电力主要由化石燃料产生,因此CO2排放总量很大;2)电解产生的氢气目前无法满足大型工业用户需求,如钢铁行业等;3)在当前电价下,氢气的成本太高,制约其推广应用。

目前,几种可以从水中生产氢气的技术处于不同水平。其中最有前途的是固体氧化物电解电池技术(SOEC)。

固体氧化物电解电池在高温(约800℃)下工作。与替代技术相比,Sunfire- Hylink公司开发的电解电池所需电力减少26%-28%,这意味着相同氢气输出所需的可再生能源减少35%-40%。最重要的是它可以使用低质量蒸汽(例如140℃,3bar蒸汽),这些蒸汽可以很容易地从钢铁厂的废热源中回收。

Sunfire- Hylink公司电解电池的另一个特点是当通入CO2和蒸汽时,能够生产合成气(CO和H2)。这个过程称为共电解。

碱液电解制氢技术是另一种从水中制氢的技术,已商业化应用数十年,并得到了充分证明。最近,Sunfire- Hylink公司收购了瑞士碱液电解公司IHT公司,该公司设计和制造了市场上最可靠、最具成本效益的碱液电解槽之一。IHT公司拥有70多年的经验,并在全球合计建有240 MW装机容量的碱液电解槽。

凭借其两种不同的电解技术——SOEC技术和碱液电解技术(表1)——Sunfire- Hylink公司可以为任何氢应用提供最佳解决方案,并巩固其作为绿氢革命中领先电解技术供应商的地位。

炼铁用氢气

氢气的工业用途,例如用于钢铁产业生产生铁,具有需求设备固定和需求量大的特点。氢气可以在炼铁现场以单位体积基础设施成本非常低的方式生产和供应。钢厂还能够将生产的氢气与现场可用的其他气体(如蒸汽等)结合使用。

采用Midrex工艺的直接还原铁厂已经使用从重整天然气中产生的大量氢气,将氧化铁转化为直接还原铁,随着氢气变得更加容易获得且价格更加经济时,这些工厂将使用更多氢气。目前,有六套Midrex利用煤制成的氢气,其中氢与CO的比率为0.37-0.56。委内瑞拉的FMO Midrex直接还原铁厂使用蒸汽重整器制氢气,氢与CO比率为3.3-3.8,并且已经运行数十年。因此,Midrex工艺成功地利用H2/CO生产DRI,氢气替代范围为40%至50%。

Midrex工艺具有灵活性,只需对设备进行少量改造,就可以在原料气中添加氢气取代天然气,占比可在0%-100%。如果在项目开发初期氢气充足且经济可行,则就可以简化为使用氢气还原的Midrex工艺(表2)。采用Sunfire电解装置制氢作为能源的Midrex 无化石DRI-EAF一体化钢厂布置如图1所示。


本文为部分内容,详情请参阅《世界金属导报》25期A07。
(0)

相关推荐

  • 电解水制氢系统组成

    电解水制氢系统组成 NewEng 探索能源发展!能源.电力.建筑.结构. 5 人赞同了该文章 1.补水系统 生水首先进入除盐水制备装置内,经过超滤+二级反渗透处理后进入碱液箱.配碱水箱和冷却装置水箱. ...

  • 中国高温气冷堆制氢发展战略研究

    一.前言 氢是重要的工业原料,也是未来理想的二次能源或能源载体:氢作为二次能源便于储存和运输,且可以直接作为燃料使用.除传统的合成氨.合成甲醇.石油精炼外,氢气在氢冶金.煤液化以及燃料电池汽车等领域都 ...

  • 吸氢机加纯水的秘密,原来是因为这个...

    有氢友留言:刚入手了一台吸氢机,说明书上提示水箱内要加入像怡宝饮用纯净水这类的纯水,为什么加的是纯水?家里净水机出的水可以吗?针对这类问题,下面就跟随小氢来了解一下吧. 首先,讲讲为什么吸氢机要加纯水 ...

  • 图解电解氢储能技术

    国家节能减排的需要,光伏和风电等清洁能源进入快速发展,但是清洁能源的发展受到日照.风力等因素影响,它的输出是间歇性的,难以保持连续和稳定,当清洁能源过剩而如果没有合理的储存方式,清洁能源使用就会收到严 ...

  • 纳入新型储能 氢电耦合将点亮“双碳”之路

    作者:吴昊 来源:能源发展与政策 发布时间:2021-08-04 浏览:4635次7月28日在京召开的国家能源局例行新闻发布会上,国家能源局能源节约和科技装备司领导解读<关于加快推动新型储能发展 ...

  • 氢气制备产业技术经济分析(上)

    作者,Henry  财务学博士,专注产业技术经济研究 导读 在迅速崛起的氢能产业中,各种制氢技术与工艺群雄并起,本文主要讨论主要制氢技术及天然气蒸汽重整制氢的成本特征,为制氢企业和产业资本提供决策依据 ...

  • 国内外能源转型的比较与启示

    国内外能源转型的比较与启示

  • 碳中和:挪威在能源转型中的竞争力分析

    ● 导语 欧盟是全球应对气候变化.减少温室气体排放行动的有力倡导者.今年4月21日,欧盟就<欧洲气候法>达成临时协议,2050年碳中和目标将被写入法律.为了评估各国家在能源转型中的竞争力, ...

  • 合同能源管理被称为用户侧的能源转型

    合同能源管理被称为用户侧的能源转型

  • 天然气在英国能源转型中的作用及启示

    来源于<国际石油经济>2021.4作 者: 刘建亮1,杨涵2,王小彩3 天然气在英国能源转型中的作用及启示 (1.中国石油化工股份有限公司中原油田普光分公司:2.北京世创能源咨询有限公司: ...

  • 【存照】工业革命以来全球3次能源转型:第1次70年、第2次50年、第3次30年!

    英国施罗德集团研究人员汇总来自BP等机构的数据制作了1800年以来全球能源转型图表.第一次能源转型发生在1900年左右,由于蒸汽机的使用刺激了煤炭的消费,煤炭在能源消费中的份额超过了传统的生物燃料(如 ...

  • 能源转型与石油公司的艰难抉择(强烈推荐)

    牛津大学发布<能源转型与石油公司的艰难抉择>(强烈推荐) 一.概述 在本篇能源视角报告,文章探讨了国际石油公司(IOCs)能源转型面临的挑战.能源需求报告预测,无法利用现有的经济技术实现& ...

  • 石油巨头储量“十年耗尽”?能源转型资金“青黄不接”

    本文来自石油圈 近日,花旗银行发布报告称,截至2020年底,全球最大的国际石油公司(包括埃克森美孚,雪佛龙,康菲石油和欧洲主要石油公司)的平均"储量寿命"为9.5年,与2015年之 ...

  • 油煤气绝对是大头,能源转型任重道远

    文件编号:BWT-A022/0025 刊发时间:2018年8月9日 油煤气绝对是大头,能源转型任重道远 当今世界仍是传统的化石能源时代,丰富而充足的资源将保证油气未来相当长时间仍将是世界第一大能源来源 ...

  • 伊顿Eaton收购Green Motion:一项旨在加速全球能源转型的收购

    Eaton 和 Green Motion 共同宣布,电源管理领域的全球领导者之一收购了这家位于 Vaud 的公司,其欧洲,中东和非洲的总部位于维吉尼亚州的莫尔日. 两家公司的目标是利用其尖端技术来加速 ...