《氫冶金技術進展及關鍵問題》主要闡述碳達峰、碳中和政策背景下我國鋼鐵行業在氫冶金這一低碳發展領域的既有成果和未來路徑。本書針對氫冶金在我國推廣應用存在的大規模低成本制氫、高品位氧化球團等關鍵技術問題，跟蹤分析和比較研究了國內外氫能制備、高品位球團生產、氫冶煉技術在基礎研究、制造技術、產業應用、實際評價等方面出現的新技術、新發現、新趨勢，提出相關的建議，為我國氫冶金領域的科研院所、生產企業和應用企業提供技術參考和方向性指導，引導相關產業實施結構調整和產業升級，促進提高相關科研領域的科學預見性和我國在氫冶金領域的整體國際競爭力。
本書可供鋼鐵行業的科研工作者，尤其是氫冶金開發相關技術人員、管理人員參考。
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第1章 國內外碳交易市場政策及鋼鐵行業低碳發展路徑 1
1.1 全球二氧化碳排放情況 2
1.2 碳排放權交易市場政策概述 5
1.3 鋼鐵產業與CO2排放的關系 8
1.4 鋼鐵產業節能減排的努力11
1.5 我國鋼鐵工業低碳發展路徑 23
1.6 我國鋼鐵工業低碳發展實施建議 25
參考文獻 27
第2章 國內外氫冶金發展歷史及現狀 31
2.1 氫冶金技術發展歷史概述 32
2.1.1 豎爐法 32
2.1.2 流化床法 36
2.1.3 熔融還原法 41
2.1.4 小結 44
2.2 氫冶金主流技術發展及進展調研 46
2.2.1 MIDREX氣基豎爐直接還原工藝 46
2.2.2 HYL-Ⅲ氣基豎爐直接還原工藝 53
2.2.3 PERED氣基豎爐直接還原工藝 63
2.2.4 主流氣基豎爐直接還原工藝技術特點比較 67
2.2.5 氫冶金工藝入爐爐料的質量要求 70
2.3 國外氫冶金發展現狀 71
2.3.1 日本COURSE50 項目 71
2.3.2 瑞典HYBRIT 項目 74
2.3.3 安賽樂米塔爾純氫煉鐵項目 76
2.3.4 德國蒂森克虜伯、SALCOS氫冶金項目 79
2.3.5 奧鋼聯H2FUTURE和普瑞特氫冶金項目 80
2.3.6 韓國COOLSTAR 項目 82
2.3.7 歐盟ULCOS、ULCORED項目 84
2.4 國內氫冶金發展現狀 88
2.4.1 中國寶武碳中和冶金技術路線及氫冶金項目 88
2.4.2 河鋼焦爐煤氣制氫-氫冶金項目 94
2.4.3 中晉冶金焦爐煤氣-氫冶金項目 97
2.4.4 建龍富氫熔融還原項目 104
2.4.5 酒鋼煤基氫冶金項目 106
2.4.6 東北大學煤制氣-富氫豎爐項目 112
參考文獻 148
第3章 我國發展氫冶金的相關條件及技術路徑 153
3.1 大規模低成本制氫技術調研 154
3.1.1 煤氣化制氫技術調研 154
3.1.2 焦爐煤氣制氫技術調研 163
3.1.3 核能制氫技術調研 180
3.1.4 電解水制氫技術調研 186
3.2 氫冶金豎爐爐料技術調研 192
3.2.1 高品位氧化球團制備工藝及設備 193
3.2.2 生產高品位球團對鐵精粉的要求 197
3.2.3 氧化球團鐵品位與成本的關系 200
3.2.4 氧化球團鐵品位與直接還原鐵質量的關系 201
3.2.5 氧化球團鐵品位與碳減排的關系 201
3.2.6 確定合適的氧化球團鐵品位 202
3.3 電爐短流程調研202
3.3.1 近幾年來一級優質廢鋼價格變化 202
3.3.2 中國電爐產能分布以及氫冶金直接還原鐵市場需求預測 208
參考文獻 211
第4章 氫冶金技術大規模應用可行性分析研究 215
4.1 分析比較廢鋼-電爐短流程以及氫冶金的優異性 216
4.1.1 污染物排放 216
4.1.2 鋼水成分 220
4.1.3 生產成本 222
4.2 分析比較高爐-轉爐長流程以及氫冶金-電爐短流程225
4.2.1 污染物排放 225
4.2.2 鋼水質量 227
4.2.3 生產成本 228
4.3 我國氫冶金未來的發展方向 231
4.3.1 適合中國國情的低碳排放鋼鐵生產工藝 231
4.3.2 中國發展氫冶金含鐵爐料的差距及高質量發展建議 243
4.3.3 大力扶持氫冶金有關高品位鐵精礦及氧化球團生產新工藝 245
4.3.4 我國選礦及優質氧化球團礦產業有良好的基礎和發展潛力 246
4.3.5 提高DRI 使用比例，研發我國空白優質鋼材產品 247
參考文獻 247
第5章 我國發展氫冶金技術路徑 251
5.1 我國氫冶金與國際存在的差距以及技術瓶頸 252
5.1.1 我國氫冶金技術方面與國際存在的差距 252
5.1.2 我國發展氫冶金的技術瓶頸 255
5.2 我國發展氫冶金所面臨的挑戰及機遇260
5.2.1 制氫技術的未來發展 260
5.2.2 全氫豎爐存在的問題 262
5.3 我國氫冶金工藝發展路徑建議265
5.3.1 我國氫能發展方向建議 265
5.3.2 我國氫冶金工藝發展方向建議 265
5.4 我國氫冶金發展政策建議267
5.4.1 國家氫冶金產業鏈進行頂層設計 267
5.4.2 建立完善氫冶金的相關標準規范 268
5.4.3 知識產權保護及全球布局 268
5.4.4 氫冶金示范工程的政策支持和經濟補貼 268
參考文獻 268
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