氢气和氧气燃烧是放热还是吸热

氢基直接还原铁技术是一种性的炼铁工艺，它采用氢气替代化石燃料进行生产，显著减少了二氧化碳排放。尽管在全球范围内尚未实现完全商业化使用纯氢气生产直接还原铁，但浦项制铁最近发布的低碳炼铁工艺深度分析报告引起了广泛关注。报告介绍了一种名为HyREX的无碳氢基直接还原炼铁工艺，这是基于该公司自主研发的FINEX炼铁工艺的进一步创新。

HyREX工艺的核心在于使用氢气和铁矿粉在流化床反应器中生产钢铁。与传统气基竖炉相比，该工艺旨在用熔融气化炉替代传统的煤炭高炉，从而避免了烧结和焦化的复杂工序。

这一新工艺与传统气基竖炉存在显著区别：

原材料不同。传统气基竖炉采用经过加工后的球团矿，而HyREX工艺则直接使用铁矿粉，无需额外加工。

原材料与还原气体的接触方式不同。传统气基竖炉中，氢气通过矿石间隙进行还原反应。而在HyREX工艺的流化床反应器中，高温还原气体通过反应器底部的孔状网格均匀分布，使铁矿粉在流态化后像混合液体一样进行还原反应。

碳排放强度也有显著差异。传统竖炉生产直接还原铁时会产生大量二氧化碳排放，而HyREX工艺则有望实现二氧化碳的净零排放，这主要得益于使用铁矿粉而非球团矿。

HyREX工艺还具有其他两大优势：

一是材料供应方面，铁矿粉的供应相对稳定，且无需再加工，成本效益更高。全球铁矿石产量巨大，而球团矿的供应量相对较少，未来可能面临短缺问题。

二是在温度控制方面，流化床反应器相比传统气基竖炉具有优势。还原炉温度控制在氢基直接还原铁生产中至关重要。流化床反应器由多个反应器组成，可外部注入氧气控制温度，而传统竖炉则较难控制炉内温度。

浦项制铁正积极与韩国合作，推动HyREX工艺的进一步开发。计划到2028年在浦项钢铁厂建立年产100万吨直接还原铁的设施，以验证该工艺的商业可行性。浦项制铁还计划开发新型电炉炼钢技术。自1992年开始研发FINEX工艺以来，浦项制铁已成功实现商业化生产。该公司计划分阶段将现有生产工艺改为氢基直接还原铁工艺，并致力于实现企业的碳中和发展目标。

作者：田晨阳。