自20世紀(jì)50年代以來，替代傳統(tǒng)煉鐵工藝的直接還原（DR）和熔融還原（SR）技術(shù)路線一直處于研發(fā)狀態(tài)，截至目前全球共探索出73個直接還原技術(shù)路線和59個熔融還原工藝路線上的不同技術(shù)，但是只有少數(shù)可以達到工業(yè)試驗或工業(yè)應(yīng)用階段。
從熱化學(xué)和能源的角度上看，有“碳”“氫”“電能”3種不同維度的還原方式。
傳統(tǒng)的“碳基冶金”工藝（BF-BOF和SR）屬于“碳”維度的還原方式。伴隨著社會的發(fā)展，電能的使用程度不斷加深，冶金工藝也朝著“氫”和“電能”維度進化。在這兩種維度內(nèi)包含直接還原工藝（DR），可將天然氣、氫氣，或者一氧化碳和氫氣的混合氣體等作為富氫還原性氣體，將金屬氧化物還原成金屬。
現(xiàn)代鋼鐵冶煉技術(shù)中，最常采用的是氫氣與一氧化碳的混合氣體。常規(guī)狀態(tài)下，采用焦炭作為還原劑，高爐爐氣中的氫氣含量可達到10%。采用COREX®、FINEX®等還原工藝時，氫氣含量最高可達30%。
直接還原技術(shù)以富氫氣體代替焦炭或煤等作為還原劑，可將高爐爐氣中的氫氣含量提高到60%~100%。目前主流的直接還原技術(shù)有基于豎爐的ENERGIRON®技術(shù)（氫氣含量可小于85%）和MIDREX®技術(shù)（氫氣含量可小于65%），以及基于流化床的FIOR/FINMET®技術(shù)和CIRCORED®技術(shù)（氫氣含量可高達100%）。但是，由于流化床工藝技術(shù)成本過高，當(dāng)豎爐工藝商業(yè)化成熟后或?qū)⒈惶蕴?/div>
將
綠色氫基的直接還原技術(shù)作為氫冶金的主流技術(shù)路線已成為當(dāng)前業(yè)內(nèi)共識。基于
碳中和的總體目標(biāo)，與采用傳統(tǒng)高爐轉(zhuǎn)爐技術(shù)的噸鋼1.76噸
碳排放量相比，采用
綠色氫基直接還原技術(shù)的噸鋼
碳排放量僅為0.15噸，減少85%以上的二氧化碳排放。
目前，共有3項正處于實驗室開發(fā)階段的潛在技術(shù)：電解冶金技術(shù)（Electrowinning）、熔融氧化物電解技術(shù)（MOE）、氫等離子體熔融還原技術(shù)（HPSR）。
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