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低碳减排的绿色钢铁冶金技术摘要：钢铁行业作为我国重要的基础产业，在国民经济发展过程中提供了强大的推进力量。
钢铁冶金工程属于密集型产业，其生产过程会消耗大量的能源，并且会排放很多污染物，这些污染物会对周边环境造成不同程度的影响。
为了解决这种情况，钢铁冶金工程需要对环保工作给予足够的重视。
正确认识到冶金企业推进环保工作的重要性，结合冶金工程发展需求以及环保工作具体要求，制定出相应的环保工作策略，使社会经济发展与生态环境保护得到均衡。
关键词：低碳减排；绿色；钢铁冶金技术引言“低碳经济”是新时代背景下的一种新的经济发展模式，近几年经济的迅速发展，对生态环境造成了严重影响，人们的环保意识不断增强，强调了它作为可持续发展的重要发展战略，需要将其落实到日常的工作之中，低碳经济也由此应运而生。
它的特点是低污染、低能耗。
企业在生产过程中，可以通过对能源利用率加以提升的方式、减少一些存在的浪费与污染，从而，就能够为企业发展创造出更高的经济效益和生态效益。
冶金工程的各个单位需要在不断总结经济发展经验的基础上实现节能减排、环保，这就需要冶金工程技术创新，结合低碳经济理念提高能源利用率，把握好技术使用过程中的一些要点，创造更高的经济效益和社会效益。
本文正是根据低碳经济理念要求，对冶金工程技术展开了探讨。
一、发展绿色钢铁冶金技术的必要性钢铁冶金行业是建筑行业、军工行业、制造加工行业的基础，对整个社会经济的持续健康发展有着非常重要的作用。
但长期以来，我国钢铁冶金行业一直存在严重的污染问题，即便是目前已经引进了大量先进的设备、技术，污染问题一直没有得到有效解决，依然存在粉尘污染、水体污染、噪声污染、生产设备能耗过大等一系列问题。
在经济效益的趋势下，很多钢铁冶金行业过于注重生产效益和生产速度，在低碳减排方面没有下足功夫。
大力发展绿色钢铁冶金技术，可将低碳减排理念、绿色设计理念、绿色材料、绿色能源等，全部融合到整个绿色钢铁冶金生产过程中，形成一个绿色环保的闭环系统，既能有效降低环境污染，减少能源消耗，还能提升生产效率，从而获得更大的经济效益，促使绿色钢铁冶金行业走可持续发展道路。
富氢低碳冶炼技术哎呀，说起富氢低碳冶炼技术，这可真是个让人头大的话题。
不过，别担心，我会尽量用大白话给你讲讲这玩意儿到底是咋回事。
首先，咱们得明白，冶炼这事儿，就是把矿石里的金属给提炼出来。
传统的冶炼方法，比如高炉炼铁，那可是个烧煤大户，碳排放量惊人。
现在全球都在嚷嚷着要减少碳排放，保护环境，所以这种老方法就不太行了。
这时候，富氢低碳冶炼技术就闪亮登场了。
这技术的核心，就是用氢气代替煤炭作为还原剂。
你可能会问，氢气是啥？简单来说，就是水的两个元素之一，燃烧起来只产生水，不会产生二氧化碳，环保得很。
具体来说，这个技术的过程是这样的：首先，你得有氢气。
这氢气可不是随便从哪儿都能搞到的，得通过电解水或者其他方法制取。
然后，把这氢气送到冶炼炉里，让它和矿石里的氧结合，把金属给还原出来。
这样，金属就提炼出来了，而且过程中产生的二氧化碳少得可怜。
我还记得有一次，我去参观了一个使用这种技术的冶炼厂。
那地方真是壮观，巨大的炉子，里面火光冲天，但是和传统的冶炼厂比起来，那烟尘和气味可是少多了。
工人们操作着各种高科技的设备，看起来就像是在控制一个巨大的机器人。
我站在旁边，看着那些金属一点点从矿石里被提炼出来，感觉就像是在看一场科幻电影。
而且，这种技术还有个好处，就是可以利用可再生能源来制氢。
比如，用风能或者太阳能发电，然后电解水制氢。
这样，整个冶炼过程就更加绿色了。
不过，这技术也不是没有缺点。
首先，制氢成本还是挺高的，尤其是如果用电解水的方法。
还有就是，这技术对设备的要求比较高，需要大量的投资。
但是，随着技术的发展，这些问题应该会逐渐解决。
总之，富氢低碳冶炼技术，就是用氢气代替煤炭，减少碳排放，保护环境的一种新技术。
虽然现在还有不少挑战，但是前景还是很光明的。
希望不久的将来，这种技术能广泛应用，让我们的地球更加绿色。
氢冶金可行性研究报告一、引言氢冶金是一种利用氢气作为还原剂进行金属冶炼的新型技术，以取代传统的焦炭冶金。
近年来，随着环保意识的增强和气候变化的影响，人们对减少碳排放和环境保护的要求越来越高，氢冶金作为一种低碳环保的冶金技术受到了广泛关注。
本报告旨在对氢冶金的可行性进行深入研究，探讨其在金属冶炼领域的应用前景。
二、氢冶金技术概述氢冶金是利用氢气作为还原剂进行金属冶炼的一种技术，相较于传统的焦炭冶金，氢冶金具有以下优势：1. 低碳排放：氢气燃烧产生的唯一副产物是水蒸气，不会产生二氧化碳等有害气体，减少了对环境的污染。
2. 高效节能：氢气的燃烧速度快、温度高，能够迅速将金属矿石还原为金属，提高了生产效率。
3. 降低成本：氢气在大气中极为丰富，获取成本低廉，且氢冶金技术相对简单，可降低生产成本。
4. 产品质量优良：氢气还原冶金能够去除金属中的氧、硫、碳等杂质，提高金属产品的质量。
5. 适用性广泛：氢冶金技术适用于各类金属冶炼，如铁、铜、铝等。
三、氢冶金技术在金属冶炼中的应用1. 铁冶金：氢冶金技术可用于铁矿石的还原，生产高纯度的铁制品，同时减少了燃料消耗和二氧化碳排放，具有较高的环保效益。
2. 铜冶金：氢冶金技术可有效降低铜冶炼过程中的二氧化硫排放，减少环境污染，并能够更好地提高产品质量。
3. 铝冶金：氢冶金技术可用于铝矿石还原，生产高纯度的铝制品，降低生产成本，提高竞争力。
4. 其他金属：氢冶金技术还可以应用于其他金属的冶炼，如镁、钛等，为金属工业的可持续发展提供有力支持。
四、氢冶金技术的可行性分析1. 技术成熟度：目前，氢冶金技术在实验室阶段已经取得了一定成果，但在工业化应用方面还存在一定挑战，需要进一步加强研发和实践。
2. 成本分析：氢冶金技术相较于传统冶炼技术在投资和运营成本上存在一定优势，但需要考虑氢气的制备和储存成本，以及设备的更新和维护成本。
3. 环保效益：氢冶金技术带来的低碳排放和环境保护效益将受到政府政策支持和市场认可，有利于企业可持续发展。
氢冶金炼铁技术
1.什么是氢冶金炼铁技术
氢冶金炼铁技术是利用氢气还原炼铁矿的技术，将矿石中的氧化铁还原为金属铁的过程。
这种技术具有高效、环保、低耗等优点，是一种全新的炼铁技术。
2.氢冶金炼铁技术的原理
氢冶金炼铁技术是利用纯氢气将矿石中的氧化铁还原为金属铁。
在高温、高压的条件下，将矿石放入反应器中，注入纯氢气，形成氢氧化铁和水，通过化学反应将氢氧化铁还原为金属铁。
该过程需要高温、高压和高纯度的氢气，因而提出了新的技术挑战。
3.氢冶金炼铁技术的优点
相比传统的炼铁技术，氢冶金炼铁技术有以下几个显著的优点：1）高效。
氢气还原炼铁的反应速度快，从而提高了铁矿石转化率和生产效率。
2）环保。
氢冶金炼铁不会产生二氧化碳等对环境有害的气体，对环境污染小。
3）低耗。
氢气是天然气分离、制氢、炼油等过程的副产物，成本较低。
4）资源利用率高。
传统炼铁过程从矿石中提取的铁只有10%左右，而氢冶金炼铁可在高温下还原矿石中的氧化铁，提高矿石资源的利用效率。
4.氢冶金炼铁技术的应用前景
氢冶金炼铁技术是一种创新的炼铁技术，具有广阔的应用前景。
目前已经有多个企业和机构在研发氢冶金炼铁技术，如瑞典的H2 Green Steel，美国的Boston Metal等。
由于其高效、环保、低耗的特点，相信氢冶金炼铁技术将在未来逐渐取代传统炼铁技术成为主流。
国内外氢冶金技术研究进展
王晶;王朋
【期刊名称】《河北冶金》
【年(卷),期】2022()4
【摘要】在应对全球气候变化和碳中和的压力下,推广氢冶金技术是钢铁行业降低碳排放的有效途径,各国钢铁行业正在积极探索从碳冶金向氢冶金转变。
本文对国
内外钢铁行业的氢冶金工艺技术研究进行了概述,重点介绍了日本COURSE50项目、德国蒂森克虏伯氢基炼铁项目、奥钢联H_(2) Future、瑞典HYBRIT等国外氢冶
金技术,以及国内宝武高炉富氢冶炼技术、河钢集团Energiron直接还原厂、建龙CISP项目、中晋CSDRI项目等。
探讨了氢冶金技术研发和工业化的发展方向,以
及未来促进我国氢冶金技术发展的重要因素。
【总页数】5页(P1-5)
【作者】王晶;王朋
【作者单位】中钢石家庄工程设计研究院有限公司;冶金工业经济发展研究中心【正文语种】中文
【中图分类】TF19
【相关文献】
1.国内外工业化制氢技术的研究进展
2.拥抱氢经济时代全球氢冶金技术研发亮点纷呈
3.氢冶金原理及工业化应用研究进展
4.国内外氢冶金发展综述
5.氢冶金原理及
工业化应用研究进展
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2023年低碳冶金行业市场分析现状低碳冶金是指在冶金产业中，通过降低能源消耗和减少二氧化碳排放，实现低碳化和环保化生产。
近年来，随着全球对环境保护和气候变化问题的关注度不断加深，低碳冶金行业逐渐受到关注和重视。
本文将从市场需求、行业发展现状和前景等方面进行分析。
首先，低碳冶金行业的市场需求正在不断增加。
随着全球对能源消耗和碳排放的限制加强，各国都在加大对低碳经济的推动和支持力度。
特别是在发达国家，对于环保和可持续发展的要求越来越高，传统的高能耗、高污染的冶金产业面临着挑战和转型的压力。
因此，低碳冶金技术和产品的需求将会持续增加。
其次，低碳冶金行业的发展现状较为良好。
目前，世界各国都在积极开展低碳冶金技术研发和产业化推广工作。
一方面，各国政府加大了对低碳冶金技术研发的支持力度，通过引导资金和政策的力量，鼓励企业进行技术创新和转型升级。
另一方面，企业也积极响应国家政策，加大对低碳冶金技术研发和应用的投入。
目前，低碳冶金技术已经在铁、钢、铝等行业得到广泛应用，并取得了显著的经济和环境效益。
再次，低碳冶金行业的发展前景看好。
随着全球对环境保护和可持续发展的要求越来越高，低碳冶金行业将迎来新的发展机遇。
一方面，全球减排目标的压力将会推动冶金产业进行低碳转型，促进低碳冶金技术的推广应用。
另一方面，低碳冶金技术的研发将会带来新的商机和市场需求，推动相关企业的发展壮大。
同时，随着低碳冶金技术的不断突破和成熟，将进一步降低能源消耗和碳排放，提高冶金产业的资源利用率和环境治理能力。
综上所述，低碳冶金行业市场分析现状良好。
随着全球对环保和可持续发展的要求不断提高，低碳冶金行业将迎来新的发展机遇和挑战。
相信通过政府的支持和企业的努力，低碳冶金行业将迈向一个更加绿色、低碳的未来。
富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术
富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术，是指利用氢气和氧气的循环利用，使高炉冶炼过程中燃料的燃烧产生的二氧化碳转化为一氧化碳，进而降低二氧化碳排放量，实现低碳冶金。
这项技术的主要步骤包括：
1. 在高炉燃烧区域内掺入富氢气体，如富氢煤气或富氢焦炉煤气，以提高燃烧温度和燃烧效率。
2. 在高炉底部安装富氧燃烧设备，将一部分高炉煤气与富氢气混合后燃烧生成高温一氧化碳气体，用于还原生铁矿石。
3. 将高炉燃烧后的煤气中所含的二氧化碳气体经过冷却、净化等处理后，转化为纯一氧化碳气体，然后循环利用于高炉燃烧过程中。
4. 通过富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术，可以将二氧化碳排放量大大降低，从而减少对环境的负面影响，并实现绿色、低碳的冶金过程。
富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术具有以下优点：
1. 通过利用氢气循环利用，有效降低了二氧化碳排放量，减少了温室气体的排放。
2. 富氢气体的使用可以提高高炉燃烧效率，降低燃料消耗量，提高冶炼效率和生产能力。
3. 制取纯一氧化碳气体进行循环利用，避免了其他排放物质的产生和排放，降低了大气污染程度。
4. 该技术在冶金行业的推广应用，能够有效降低碳排放，推动绿色、低碳冶金的发展，对于缓解气候变化、保护环境具有积极意义。
需要注意的是，富氢碳循环氧气高炉低碳冶金技术的实施需要考虑设备材料耐高温、耐腐蚀、耐磨等性能，以及与传统高炉工艺的兼容性等问题。
同时，技术的推广和应用还需要充分考虑经济和成本因素，确保其具备可行性和可持续性。
分析氢冶金原理及工业化应用研究进展摘要：氢冶金是利用氢还原各种氧化物来制取金属的冶炼方法。
文章主要从氢冶金的基础研究、工艺技术发展、产业化推广等方面介绍了氢冶金的有关状况，并说明了规模化绿色低碳低成本的制氢工艺技术是进行氢冶金应用的重要基石，只有共同发展，相互协作，氢能工业和冶金工业才能实现双赢。
关键词：氢冶金；绿色低碳；制氢技术1氢冶金基础研究基于冶金反应基本原理，对氢冶金技术的研究要根据氢冶金热力学、动力学和工程技术方面的基本理论去研究。
热力学研究决定了冶金反应过程的基本方向、平衡前提及其范围，化学动态研究了冶金过程的温度、质量及其控制方法，而工程学则研究冶金过程的宏观特性；把三个方面进行有机联合，寻找到能够有效提升反应效率的办法，改善在实操中出现的问题，实现工程化推行氢冶金的目标。
1.1氢冶金概念的提出氢冶金的概念，是在碳冶金的观念上被提出来的。
碳冶金是在钢铁工业中具有象征性的发展形态，冶炼的基本反应式是：Fe 2O 3+3CO=2Fe+3CO 2，用碳作还原剂，可以产生超临界二氧化碳；氢冶金的基本反应式是：Fe 2O 3+3H 2=2Fe+3H 2O ，用储氢材料作化学还原剂，最后生成稳定的水，并且超临界二氧化碳的排放量为零。
因此长期以来，碳是中国钢铁公司中最主要的化学还原剂，并且还能产生大量的二氧化碳，造成二氧化碳大量排放。
氢气是一个很好的还原剂以及清洁燃料，把氢气代替碳用来当作还原剂和能量来源的氢冶金技术研发，是发展低碳经济最佳选择。
1.2氢冶金热力学温度提升之后，平衡系统里面的 CO 和 H 2O 的比例也会增高，H 2和 CO 2的比例反而会降低，所以说升高温度可以很好的提升氢气的使用率。
碳太多的时候，只经过喷吹 H2是不能把反应碳的热负荷减少的，在高温条件下，氢虽然可以和氧化铁产生反应，但是还可以和 H2O 产生反应，进而让 H2O再次变成 H2。
2 氢冶金工艺进展2.1传统冶金流程氢能利用在传统钢铁生产制作的时候会形成大量的氢资源，比如说焦炉煤气就是一种。
氢冶金技术与低碳经济摘要：中国把排放数字与经济发展联系到一起，其意义在于将努力走低碳道路，发展中国经济。
由于未来十年工业发展还将沿用传统的碳化发展方式，特别是钢铁工业按现在的发展方式，以现在的发展速度，二氧化碳的排放量成倍的增长，占排放总量20%以上，可见转变钢铁生产方式，势在必行。
本文将通过热力学计算,对不同模式下用氢气取代碳以减轻熔炼炉下部热负荷的可行性进行了研究，研究发现：通过减少喷煤量和增加氢气喷吹量,使C：O小于1:1,能够达到减轻铁浴炉下部还原所需热负荷的目的；全氮熔态还原可以实现绿色冶金,但有待进一步开发。
以及利用焦炉煤气生产直接还原铁，减少碳污染，减少碳排放，应积极推行和发展。
关键词：低碳经济；氢冶金；高温熔态；焦炉煤气0 前言钢铁工业属于资源、资金和科技密集型产业，包括了地质、采矿、选矿、炼铁、炼钢、轧制和金属制品等系列工程，是生产、经营、科技和经济的综合体。
钢铁制造过程在消耗大量原材料和能源的同时，也带动了机械、电力、化工、建材、交通、通讯、商业、文教、卫生、房地产和农副产品等部门和行业的发展。
无论实在过去和现在，还是在将来相当长的历史时期内，钢铁工业的发展水品仍是衡量一个国家工业化和现代化水品高低的重要标志之一。
专家们估计，随着生产技术的不断发展，钢铁产品应用的日趋广泛和深入，世界钢材消耗量仍将占全部金属的95%以上。
这一发展趋势将促使钢铁行业在环境友好、资源循环方面不断取得新进展，氢冶金将成为21世纪钢铁新技术的重中之重。
随着世界钢铁技术的发展和资源环境条件的变化，直接使用煤和铁矿石的熔融还原技术日益受到各国冶金工作者的关注[1]。
以COREX工艺为代表的非高炉炼铁工艺的产业化,使熔融还原法的开发取得了突破性的进展,但是COREX流程仍存在较多问题,如能耗较高,不能彻底摆脱焦炭,不能处理高磷矿等。
我国的铁矿资源以贫矿为主,开发可以直接利用粉矿的熔融还原新工艺,对我国炼铁技术的发展具有重大的现实意义。
碳一直以来是钢铁工业最重要的还原剂,但同时也造成了二氧化碳的大量排放[2],随着人们环保意识的增强,由于二氧化碳排放造成的环境问题亟待解决。
氢气作为一种优良的还原剂和清洁的燃料,其大规模制备技术将有望在本世纪得以实现,用氢气取代碳作为还原剂的氢冶金技术的研究,有望彻底改变钢铁行业的环境现状,为钢铁工业的可持续发展带来了希望[3]。
1 氢冶金技术概述碳冶金是钢铁工业传统发展方式的典型代表模式，高炉冶炼基本反应式为：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2。
从反应式中不难看出，还原剂是碳，故称为碳冶金。
最终产物是二氧化碳. 氢冶金基本反应式Fe2O3+3H2==2Fe+3H2O，可以看出，还原剂为氢气，最终产物是水，当然二氧化碳是零排放。
可见，将碳冶金改为氢冶金发展方式，是钢铁工业发展低碳经济的最佳选择。
铁矿石的氢还原工艺包括低温还原和高温熔态还原两种工艺路线。
流化床低温氢冶金直接还原技术的研究表明[4]：全氢还原气体消耗最大,利用率低,需要对原料进行预热,同时为了降低气体用,应采用多级流化床进行还原,以弥补单级流化床温降过低和气体利用率低的缺点；现有的铁矿石高温熔态还原工艺包括:铁浴法熔融还原[5][8]、COREX类熔融还原以及高炉等[6]。
铁浴式熔融还原法可以直接使用粉矿进行全煤冶炼,它的突出好处在于可以处理廉价的高磷矿,但由于要在铁浴炉下部完成铁矿粉的还原与熔化,在铁浴炉的上部完成气体的二次燃烧,氧化气氛和还原气氛同时出现在一座熔炼炉内。
如何使得上部燃烧充分而下部氧化铁的还原又不会出现二次氧化这对生产控制的要求很高;另外,铁浴炉上部二次燃烧产生的热要通过炉渣带人下部还原区,如何保证二者之间的热量迅速高效的传递, 也是需要进一步解决的问题。
因此Hismelt存在氧化与还原矛盾和吸热与供热矛盾,而且高温尾气也带走了相当多的热,至今此类流程也未完全打通。
如果向铁浴炉下部喷吹氢气,能否通过控制碳的燃烧率,用还原性能优良的氢气来代替碳作为还原剂,从而减轻碳热还原所需的热负荷,达到加快还原速度和降低碳耗的目的,如果这种想法可行,将会推动Hismelt等铁浴式熔融还原技术的发展。
2 高温熔态氢冶金技术2.1 高温氢还原热力学计算由式（1）、（2）和式（6）、（7）可以得到熔态下，H和CO还原氧化亚2铁的平衡图[7]，见图1、2.由图1和图2可知，铁矿熔态还原平衡态气氛中的H 和CO含量要高于固态还原。
在温度为1500℃时，用H和CO还原熔态氧化亚2铁,平衡气相中的H2和CO含最分别为45.6％和81.8％.2.2 高温氢冶金流程分析向铁浴炉下部喷吹氢气,能否通过控制碳的燃烧率,用还原性能优良的氢气来代替碳作为还原剂,从而减轻碳热还原所需的热负荷,达到加快还原速度和降低碳耗的目的。
如果这种想法可行，将会推动钒、钛等铁浴式熔融还原技术的发展。
在此可分碳过剩、碳不足和全氢还原三种情况进行讨论,如图3所示。
2.2.1碳过剩如图3（a）所示,向原铁浴炉中喷吹少量氢气,控制碳的燃烧率,使C：O大于1。
高温条件下(1500℃),喷人铁浴炉内的氢气和煤粉可以很快地与氧化铁发生还原反应,如式(4)和式(5)。
同时,高温下碳也与H2O发生反应。
因此,在碳过剩的条件下,通过向铁浴炉下部喷吹H2不能降低还原反应的热负荷。
由于通人高温区的氢气虽然能够与氧化铁反应,但同时碳也非常容易与H2O发生反应式,从而使H2O 又转变为H2。
根据盖斯定,铁浴炉内的氧化铁还原反应的吸热量并未发生本质改变,高温条件下,这种反应同样需要吸收大量热。
因此在碳过剩条件下,喷吹氢气不能减少下部还原区所需的热。
2.2.2碳不足在1500 ℃碳不足的条件下,平衡气体成分中将会出现H2O和CO2,其含量多少与喷吹的氢气和煤粉比例有关,吹的氢气和煤粉比例有关,随着煤粉量的增加,平衡气体成分中的H2O和CO2不断减少,而CO和H2含量则不断升高，当C和H2的摩尔比大于2:1时,平衡气体成分中的H2O和CO2消失。
因此,要想通过向铁浴炉中喷吹氢气,从而减轻氧化铁还原所需的热负荷,除非改变Hismelt现有的流程工艺,使铁浴炉内的碳处于不足状态,即控制碳的燃烧率,使C:O小于1：1。
2.2.3 全氢操作由图4可知,在1400一1600℃的温度范围内,铁矿石固态和熔态氢气还原的理论吨铁耗氢量均随温度的升高而降低相同温度下,熔态还原需要的氢气量要高于固态还原。
与低温氢冶金工艺（700℃）左右相比,高温熔态铁矿石氢气还原的理论吨铁耗氢量大幅降低。
高温全氢冶金新工艺可以降低还原热负荷,减少二氧化碳等有害气体排放,从而可以实现节能降耗和绿色冶金。
但其核心问题是,如何解决低能耗低成本制氢问题,否则只是在转移问题的矛盾,根本无法解决炼铁全流程的高能耗与大排放问题。
因此高温全氢冶金工艺的现还有赖于制氢技术的根本突破。
图3 高温氢冶金模式图4 热力学吨铁耗氢量随温度变化曲线3流化床低温氢冶金技术氢气低温还原工艺是在固态条件下用氢气还原块矿或粉矿得到具有一定金属化率的海绵铁或铁粉,考虑到粉矿的粘结问题,一般还原温度低于950℃。
氢气低温还原工艺包括竖炉还原法和流化床还原法两种工艺路线,其中竖炉法工艺成熟,是目前直接还原铁生产的主力流化床法与竖炉法相比具有气固接触充分,反应速度快,床内温度分布均匀,不易过冷或过热,可以直接利用价格低廉的粉矿,无须造块等优势。
开发氢冶金技术，首先遇到的是大容量氢制取的问题。
在传统的钢铁生产过程中产生大量的氢资源，即焦炉煤气。
按当前钢铁的生产规模估计，年产焦炉煤气500-600亿立方米，焦炉煤气中氢含量为55-64％，总氢资源为３６０亿立方米以上，是氢冶金最经济、可靠的氢资源。
3.1 用焦炉煤气，气基竖炉生产直接还原铁（DRI）在高炉炼铁流程中，必须配备相应规模的炼焦厂，生产焦炭供给高炉炼铁。
在炼焦煤干馏过程中产生大量的焦炉煤气，其化学组份如下表所示:组份分析表明，焦炉煤气氢含量55-64%，可见，焦炉煤气本身就是还原性气体。
其中甲烷含量为23-25%，经裂解转化成氢和一氧化碳，重整后的焦炉煤气中氢含量可达70%，一氧化碳为30%，是气基竖炉直接还原的理想还原性气源。
吨装入炼焦煤产生焦炉煤气为350--400m³，100万吨的焦化厂每小时产焦炉煤气50000-60000m³，吨直接还原铁需焦炉煤气618m³，100万吨规模焦化厂年产焦炉煤气可生产直接还原铁70-80万吨。
我国焦炭的生产能力为2.6亿吨，将生产的焦炉煤气全部或部分用于生产直接还原铁，可以节省20-30%炼焦用煤，对保护我国的炼焦煤资源有重要意义。
国外生产直接还原铁普遍采用天然气为气源，经高温热裂解，转化成还原性气体进行直接还原炼铁。
经研究比较，用焦炉煤气比用天然气有突出优势。
其中，原料气重整过程节能近70-80%（甲烷含量比25%：95%）。
因此，推荐用焦炉煤气生产直接还原铁，符合发展低碳经济的需要。
3.2 用焦炉煤气生产直接还原铁工艺流程3.2.1 工艺流程和工艺特点的描述直接还原工艺是用焦炉煤气重整得到的氢为还原剂生产直接还原铁的工艺，是氢冶金在炼铁工艺中的应用。
在竖炉反应器中，以下三种化学反应同时进行，以氢冶金过程为主。
（1）自重整反应：CH4+H2O==CO+3H2（水煤气制氢CH4+CO2==2CO+2H2（甲烷裂解制氢（2）还原反应：Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2（碳冶金）Fe2O3+3H2==2Fe+3H2O（氢冶金）（3）渗碳反应：3.2.2 直接还原反应机理的剖析从（1）自重整反应式中，阐明用反应塔中的金属铁为触媒（不需反应塔外的催化剂，称自重整）。
在600-700℃高温，有催化剂存在的条件下，将焦炉煤气中的甲烷重整为氢和一氧化碳，加上焦炉煤气中氢组份，形成含氢70%，含一氧化碳30%的还原性气体，成为直接还原大容量氢资源。
从（2）还原反应式可以看到氢冶金炼铁过程用氢作还原剂，该过程的最终产物是水，而不是二氧化碳，或称氢冶金为二氧化碳零排放。
从（3）式中，不难看出反应塔中同时发生渗碳反应，因此，该工艺可以生产高碳直接还原铁（含碳3-6%）.3.2.3 焦炉煤气在反应塔中进行重整反应和还原反应，煤气组成发生较大变化如下表：从上表中发现，在反应塔的顶气中，氢含量为49.0%，CO2含量10.4%。
为了合理利用氢资源，在工艺流程中设计氢资源循环利用系统。
顶气经过脱水后，在选择性吸收CO2装置中回收CO2。
脱CO2后的顶气与原料气一起送入反应塔循环利用。
这样，原料气中的氢利用率为100%。
如果系统中的CO2全部回收，系统中的CO2排放量为零。
这正是低碳经济所期待的。
4结论(1) 在1500℃碳过剩的条件下,在C一H2一O2一H2O一CO一CO2体系的气体平衡成分中,不存在H2O和CO2。
