l 緒論
1．1 全球低碳發(fā)展趨勢
1．1．1 碳排放現(xiàn)狀與影響
1．1．2 低碳減排目標(biāo)與政策
1．2 全球氫能發(fā)展趨勢
1．3 碳冶金向氫冶金的轉(zhuǎn)變
1．3．1 鋼鐵行業(yè)低碳化趨勢
1．3．2 氫冶金概念的提出
1．4 鋼鐵行業(yè)氫冶金研究現(xiàn)狀
1．4．1 氫冶金發(fā)展現(xiàn)狀
1．4．2 氫冶金面臨的挑戰(zhàn)
1．5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
2 氫氣的制備和存儲
2．1 自然界中氫的分布
2．1．1 氫的發(fā)現(xiàn)
2．1．2 氫和它的同位素家族
2．1．3 氫在自然界的分布
2．2 氫的制取方法
2．2．1 化石燃料制氫
2．2．2 甲醇制氫
2．2．3 生物法制氫
2．2．4 電解水制氫
2．2．5 核能制氫
2．2．6 以氫冶金為目的的各類制取方法優(yōu)劣對比
2．3 氫氣的存儲和運(yùn)輸
2．3．1 管道輸送
2．3．2 高壓氣體鋼瓶
2．3．3 水封儲氣罐
2．3．4 液態(tài)氫
2．3．5 物理吸附儲氫材料
2．4 氫氣安全
2．4．1 氫氣存在的安全隱患
2．4．2 氫安全基礎(chǔ)知識
2．4．3 氫氣燃燒和爆炸
2．4．4 高壓氫氣和液態(tài)氫氣
2．4．5 氫脆引起的安全問題
2．4．6 儲氫合金的安全問題
2．5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
3 氫氣直接還原鐵氧化物
3．1 氫氣直接還原工藝熱力學(xué)分析
3．1．1 氫氣直接還原氧化鐵熱力學(xué)反應(yīng)機(jī)制
3．1．2 氣體成分對還原反應(yīng)的熱力學(xué)影響
3．1．3 氣基直接還原反應(yīng)吉布斯自由能原理
3．1．4 氫氣還原鐵氧化物的熱力學(xué)平衡
3．1．5 不同溫度條件下浮氏體的成分組成
3．2 氫氣直接還原工藝動力學(xué)分析
3．2．1 氫氣直接還原氧化鐵動力學(xué)反應(yīng)機(jī)制
3．2．2 氫氣直接還原氧化鐵動力學(xué)理論模型
3．2．3 還原動力學(xué)限制性環(huán)節(jié)的影響因素
3．3 不同參數(shù)對直接還原反應(yīng)的影響
3．3．1 反應(yīng)溫度對還原速率的影響
3．3．2 壓力對還原速率的影響
3．3．3 氣體濃度對還原速率的影響
3．3．4 顆粒粒度及孔隙率對還原速率的影響
3．3．5 鐵礦石種類對還原速率的影響
3．3．6 水蒸氣的生成對還原速率的影響
3．4 氫碳還原鐵氧化物過程的差異分析
3．4．1 氫碳還原鐵氧化物過程熱力學(xué)差異
3．4．2 氫碳還原鐵氧化物過程動力學(xué)差異
3．5 氫碳耦合工業(yè)直接還原過程分析
3．5．1 氫碳耦合直接還原工藝工業(yè)化生產(chǎn)現(xiàn)狀
3．5．2 氫碳耦合直接還原工藝化學(xué)反應(yīng)
3．5．3 工業(yè)直接還原過程中還原氣的需求量分析
3．5．4 還原溫度和還原氣氛中H2/CO對煤氣利用率的
3．6 氫氣直接還原工業(yè)實(shí)踐
3．6．1 氫氣直接還原工藝經(jīng)濟(jì)效益分析
3．6．2 氫氣直接還原工藝發(fā)展現(xiàn)狀
3．6．3 氫氣直接還原工藝發(fā)展趨勢
3．7 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
4 氫氣熔融還原鐵氧化物
4．1 熱力學(xué)分析
4．1．1 熔融還原熱力學(xué)分析
4．1．2 高溫氫還原熱力學(xué)計(jì)算
4．1．3 C-H2-02-H2O-C0-C02體系平衡成分計(jì)算
4．2 動力學(xué)分析
4．2．1 氫氣還原熔融態(tài)鐵氧化物動力學(xué)研究
4．2．2 氫氣與其他還原劑對比
4．3 氫在熔融鐵氧化物中的行為
4．3．1 高溫氫冶金模式
4．3．2 氫在熔融鐵氧化物中的溶解
4．3．3 氫在渣中的溶解
4．4 氫氣熔融還原工業(yè)實(shí)踐
4．4．1 半工業(yè)化試驗(yàn)
4．4．2 工業(yè)化實(shí)踐
4．5 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
5 等離子體氫還原鐵氧化物
5．1 等離子體的基本性質(zhì)
5．1．1 等離子體的定義
5．1．2 等離子氣體的性質(zhì)
5．1．3 等離子體的分類
5．2 等離子體氫還原金屬氧化物
5．2．1 熱等離子體氫
5．2．2 冷等離子體氫
5．3 等離子氫還原熱力學(xué)分析
5．3．1 熱等離子體氫還原熱力學(xué)
5．3．2 冷等離子體氫還原熱力學(xué)
5．4 等離子氫還原動力學(xué)分析
5．4．1 熱等離子體氫還原動力學(xué)
5．4．2 冷等離子體氫還原動力學(xué)
5．5 等離子氫還原工業(yè)實(shí)踐
5．6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
6 氫氣在高爐煉鐵過程中的行為
6．1 現(xiàn)代高爐的進(jìn)展和挑戰(zhàn)
6．1．1 低碳高爐煉鐵技術(shù)的提出
6．1．2 富氫高爐冶煉的發(fā)展
6．2 氫氣在高爐內(nèi)反應(yīng)的熱力學(xué)
6．2．1 熱力學(xué)分析
6．2．2 還原熱力學(xué)
6．2．3 H2和CO耦合反應(yīng)的熱力學(xué)
6．2．4 不同H2-CO配比時(shí)還原氧化鐵的熱力學(xué)行為
6．3 氫氣在高爐內(nèi)的反應(yīng)動力學(xué)
6．3．1 動力學(xué)分析
6．3．2 高爐內(nèi)氫氣還原鐵氧化物的機(jī)理
6．3．3 氫氣還原動力學(xué)計(jì)算
6．3．4 H2-CO混合氣體還原鐵氧化物動力學(xué)模型
6．4 富氫對高爐冶煉狀態(tài)的影響
6．4．1 富氫對高爐溫度場及濃度場的影響
6．4．2 富氫對高爐爐料性能的影響
6．4．3 高爐噴煤中H2含量對高爐的影響
6．4．4 富氫氣體還原對高爐操作的影響
6．4．5 富氫高爐存在的一些問題
6．5 富氫高爐冶煉的探索和實(shí)踐
6．5．1 日本C0URSE50新技術(shù)
6．5．2 德國高爐噴氫
6．5．3 俄羅斯高爐噴吹天然氣