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国家标准计划《氢冶金 高炉富氢冶炼技术规范》由 TC309(全国氢能标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委

主要起草单位 上海大学中国标准化研究院等

目录

基础信息

计划号
20240599-T-469
制修订
制定
项目周期
18个月
下达日期
2024-03-25
申报日期
2023-04-21
公示开始日期
2023-12-06
公示截止日期
2024-01-05
标准类别
其他
国际标准分类号
27.010
27 能源和热传导工程
27.010 能源和热传导工程综合
归口单位
全国氢能标准化技术委员会
副归口单位
全国钢标准化技术委员会
执行单位
全国氢能标准化技术委员会
主管部门
国家标准委

起草单位

目的意义

(1)目的 建议制定“氢冶金 高炉富氢冶炼技术规范”旨在建立高炉富氢工艺工程设计、技术操作和效果评价方面的标准,“以氢代碳”实现高炉炼铁工序的进一步大幅降低碳排放,推动高炉富氢技术的工业普及应用,加快清洁氢能在钢铁生产领域的大规模应用,推进钢铁制造行业的绿色化升级改造、降低碳排放强度,助力我国 “碳达峰、碳中和”战略目标的实现。

(2)意义 建议制定“氢冶金 高炉富氢冶炼技术规范”是推动落实我国钢铁行业双碳政策和氢能中长期规划的重要举措。

2020年9月,习近平主席在第七十五届联合国大会上发表重要讲话时指出: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。

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》也明确提出:加快推动绿色低碳发展,支持绿色技术创新,推进重点行业和重要领域绿色化改造,降低碳排放强度。

《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向;要稳步推进氢能多元化应用示范,包括逐步探索工业领域替代应用,开展以氢作为还原剂的氢冶金技术研发应用,探索氢能在工业生产中作为高品质热源的应用,扩大工业领域氢能替代化石能源应用规模。

(3)必要性 中国钢铁行业是仅次于煤电的碳排放大户,是落实碳减排的重要责任主体。

目前,以碳冶金和矿石为基础的高炉-转炉流程产钢量约占90%,其中高炉炼铁CO2排放量最大的工序,约占整个钢铁生产CO2排放总量的70%-90%,并且高炉炼铁工艺技术成熟、生产能力大、效率高,未来几十年高炉仍将是支撑中国对钢铁材料庞大需求的主流炼铁装备,因此钢铁行业实现2030年碳排放强度降低60%的目标必须基于现有的高炉,高炉低碳冶炼是规模化实现中国钢铁工业低碳的首要路径。

通过高炉富氢、以氢代碳,是减少高炉炼铁过程碳消耗和碳排放的重要途径。

国内外高炉富氢冶炼技术应用实践均已表明:该工艺已能稳定成熟的产业化应用,高炉富氢后,降碳、节能、高炉利用系数提高效果显著。

丰富的氢源提供了应用推广基础:《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体;规划确定了建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。

这为高炉富氢冶炼技术的应用推广提供了丰富的氢源基础。

交通和化工领域提供了可资借鉴的安全规模用氢基础和经验:氢能汽车、氢能重卡、加氢站、化工加氢等。

目前,我国有高炉1000多座,每年生产7亿多吨铁水,推广高炉冶炼富氢技术不仅应用前景广阔、碳减排潜力巨大,而且符合我国国情、技术路线切实可行。

但目前高炉富氢冶炼技术方面的国家标准还是空白,急需建立高炉富氢工艺工程设计、技术操作和效果评价方面的标准,推动高炉富氢技术的工业化应用推广。

高炉富氢冶炼相关标准的研制可以为该技术大规模行业推广应用奠定坚实基础。

基于传统碳冶金高炉的富氢工艺设计是基础,有了工艺设计标准做指导,可以提高投资回报、降低成本、减少盲目性等。

优化工艺设计基础上,安全高效操作是核心,建立喷氢技术相关安全操作技术规范,实现喷氢效益合理化、最大化。

范围和主要技术内容

本文件规定了氢冶金 高炉富氢冶炼技术的术语和定义、原理与流程、喷吹氢气和吹扫气体要求、技术要求、设备操作原则、效益评价、总平面布置、设备与安全维护要求、安全设施及消防、建筑结构及构筑物、电气及仪表控制、防雷及接地、安全管理、环保及节能要求。 主要解决的技术问题包括:(1)基于大规模使用易燃易爆氢气的高安保要求和高炉炼铁工序的复杂工况特点,实现新建供氢系统与现有炼铁工序系统的有序、安全和高效耦合(工艺工程设计规范部分:氢源系统、供氢计量控制系统和分流喷吹系统的布置、部分选材和选型等);(2)在传统的富氧-喷煤高炉炼铁工艺基础上,实现富氢-富氧-喷煤-焦比的协同操作,达到高炉炼铁顺行、高产、优质、低耗和 CO2排放最小的多目标综合优化?(技术操作规范部分) 本文件适用于新建、改建、扩建钢铁企业高炉富氢冶炼技术的设计、施工、运行、管理与维护,高炉喷吹各种富氢气体也可参照执行。