炼钢是制造业中能源和二氧化碳最密集的过程之一。由于原材料成本和相关能源成本,美国钢铁生产商面临着利润率微薄的挑战。但密苏里科技公司的研究人员很快就能帮助钢铁行业克服这些挑战。
借助美国能源部 (DOE) 的 400 万美元赠款,研究员 Ronald O'Malley 博士正在努力证明在钢铁生产中增加可再生能源使用的经济可行性。
该项目将创建一个钢铁生产系统,将炼铁用氢还原反应器 (H2DR) 与炼钢电炉熔化相结合。然后,通过平衡 H2DR 过程中的氢气和天然气使用,将这种组合集成到具有能量存储和氢气生成功能的灵活电网中。
O'Malley 和联合研究员、科罗拉多矿业学院研究副总裁兼冶金和材料工程教授 Sridhar Seetharaman 博士认为,增加使用电解炼钢的电力整合将有助于平衡电网并减少二氧化碳排放量。
“将这种 H2DR 组合整合到美国供应链将证明钢铁行业已准备好进行脱碳,”F. Kenneth Iverson Endowed 炼钢技术主席兼负责人 O'Malley 说。密苏里 S&T 的 Kent D. Peaslee 钢铁制造研究中心。
研究人员认为,通过电解制氢将炼铁与可再生电力连接起来,可以实现钢铁行业的脱碳。
“虽然已经证明使用氢气从矿石中生产铁,但必须评估 H2DR 工艺中动态再平衡还原气体混合物对炼钢的影响,”O'Malley 说。“这需要弥合炼铁和电弧炉炼钢方面的几个知识差距。”
该赠款是能源效率和可再生能源办公室氢和燃料电池技术办公室对 18 个项目的 6400 万美元投资的一部分,以支持负担得起的氢生产、储存、分配和使用。这些项目将为储氢罐开发低成本、高强度的碳纤维,并为中型和重型卡车以及炼钢等工业部门确定耐用且具有成本效益的燃料电池系统和组件。
与密苏里科技合作的科罗拉多矿业学院和美国能源部国家可再生能源实验室;钢铁供应链代表 Danieli Corp. 和 Voestalpine Texas LLC;钢铁制造商 Steel Dynamics Inc.、Gerdau 和 Nucor Steel;和工业气体供应商 Praxair Inc. 和 Air Liquide。