為深入推進減污降碳協同增效，河北省生態環境廳組織征集了一批減污降碳協同增效典型案例，旨在展示減污降碳協同創新實踐和取得的成效，提供可借鑒的經驗做法。這些案例做法僅供參考借鑒，不作為相關企業開展其他生產經營活動的依據。

氫冶金典型案例

2023年5月，河鋼集團張家口張宣科技公司建成投運120萬噸氫冶金示范工程，是全球首例富氫氣體（焦爐煤氣）零重整豎爐直接還原氫冶金示范工程，相較于傳統“高爐+轉爐”的長流程煉鋼模式，氫冶金技術省去高爐等流程，所產出的DRI（直接還原鐵）產品直接轉入電爐，工藝流程環節大幅減少，復雜度有效降低，碳排放量大幅下降，同時配套二氧化碳捕集和精制系統，實現二氧化碳變廢為寶、增值創效。經測算，較企業轉型升級前，該公司主要污染物二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵排放分別減少30%、70%和80%以上；該工藝噸鋼碳排放降至約0.5噸，相較于傳統的長流程煉鋼可減少二氧化碳排放約70%，年可減少二氧化碳排放約80萬噸；生產1噸直接還原鐵可捕集二氧化碳約125千克，年可回收二氧化碳約6萬噸。同時，該公司實現電爐配加DRI產品冶煉“綠鋼”，最高配加比例達到40%，累計研發軸承鋼、齒輪鋼、球磨用鋼、鉻鉬系列用鋼、鉻錳鈦合金鋼等綠色高端材料40余種，進一步拓展了市場、創造了新的經濟增長點。

攻克氫能源冶金工業利用核心技術。作為一種富氫氣體，焦爐煤氣本身含有55%—65%的氫氣成分，可在氫基豎爐內催化裂解為一氧化碳和氫氣，實現“自重整”。該公司研發“焦爐煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術，自重整后，工藝氣體中的氫碳比可達到8∶1以上，是目前工業化生產中含氫比例最高的氣基豎爐直接還原工藝，最接近未來100%氫還原的工藝狀態。同時，河鋼氫冶金示范工程豎爐反應器針對高比例氫含量進行了優化設計，預留了綠氫切換功能，不需大規模改造，即可直接切換為更高比例富氫還原氣、純氫還原氣開展工業試驗，為未來實現100%綠氫豎爐直接還原打下基礎。

氫冶金過程內嵌碳捕集和利用工序。該公司研發氫冶金內嵌“二氧化碳捕集+二氧化碳精制”技術，利用豎爐反應器產生的工藝氣體，采用化學吸附法進行脫碳捕集，在吸收塔中，MDEA溶液（貧液）吸收來自工藝氣體中所含的二氧化碳，使工藝氣體中的二氧化碳得到大部分脫除，失去二氧化碳的工藝氣回到工藝回路；吸收二氧化碳后的MDEA溶液（富液）經過貧/富液換熱器，進入汽提塔，在汽提塔中經過蒸汽汽提再生，形成貧液，貧液經換熱冷卻后回到吸收塔循環使用；捕集后的二氧化碳氣體，采用凈化低溫蒸餾原理進一步去除雜質提純，二氧化碳氣體通過壓縮機增壓，經冷卻進入干燥床吸收水分，干燥氣體被冷卻降溫液化后進入精餾塔精餾，最終制成工業級或食品級二氧化碳產品，顯著減少整個工藝過程中的二氧化碳排放量同時，通過精制制成成品級二氧化碳用于下游產業，完成末端治理，為鋼鐵行業降碳提供了創新可行的解決方案。