超临界水气化驱动氢冶金（竖炉-电弧炉）：低碳化路径与技术挑战

饶胜辉; 伊磊; 吴宇辉; 钟立虎; 陈泊宏; 王乐; 彭智勇; 陈斌

doi:10.16056/j.2096-7705.2026.01.007

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超临界水气化驱动氢冶金（竖炉-电弧炉）：低碳化路径与技术挑战

更新时间：2026-04-23

- 超临界水气化驱动氢冶金（竖炉-电弧炉）：低碳化路径与技术挑战
- Vol. 18, Issue 1, Pages: 56-64(2026)
- 作者机构：
  
  1. 颗粒技术江西省重点实验室
  2. 江西省碳中和研究中心
  3. 西安交通大学绿色氢电全国重点实验室
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16056/j.2096-7705.2026.01.007
  CLC： TF19
- Published：2026
- 稿件说明：
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饶胜辉, 伊磊, 吴宇辉, et al. 超临界水气化驱动氢冶金（竖炉-电弧炉）：低碳化路径与技术挑战[J]. 2026, 18(1): 56-64.
DOI：

饶胜辉, 伊磊, 吴宇辉, et al. 超临界水气化驱动氢冶金（竖炉-电弧炉）：低碳化路径与技术挑战[J]. 2026, 18(1): 56-64. DOI： 10.16056/j.2096-7705.2026.01.007.

摘要

为探索钢铁工业深度脱碳路径，本文提出超临界水气化耦合制氢-竖炉-电弧炉的集成系统。通过分析其工艺流程、核心技术与性能指标，评估技术可行性及工程挑战。结果表明：该系统可高效转化木质素、污泥等有机废弃物，在500～600℃、22～25 MPa下生成H

体积分数超60%的富氢合成气；2 000 Nm

/h规模系统氢-热联产效率83.66%，产氢速率197 kg/h。合成气用于氢基炼铁，直接还原铁金属化率超90%，电弧炉炼钢能耗降15%以上。系统减排潜力显著，竖炉-电弧炉工艺比高炉-转炉工艺减排47.45%；结合超临界水气化的碳中性特性以及高捕集率的碳捕集利用与封存CCUS技术，可实现近零碳甚至负碳运行，且下游工艺已通过工业化验证。系统尚存设备腐蚀、催化剂失活等挑战，需突破核心技术，加快中试与示范，推动钢铁行业低碳转型。

Abstract

关键词

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