• 터키즈 수소(turquoise hydrogen)를 고로(blast furnace) 공정과 통합하는 공정이 제안되었다. • 열 공급 방식과 수소 순도에 따라 네 가지 사례가 제안되었다. • 주입 온도 상승은 치환 비율 증가와 상관관계가 있다. • 제안된 모든 사례에서 음(陰)의 CO 2 배출이 달성되었다. • 고순도 수소를 공급하는 것이 환경과 경제성 측면에서 최선의 전략이었다. 철강 부문의 탈탄소화 노력은 주로 두 가지 경로를 따른다. 즉, 고로(BF) 기반 철 생산에서 대체 저탄소 연료(예: 수소, 암모니아)를 사용하는 경로와, 전기로(EAF) 기반 철 생산에서 직접환원철을 활용한 전동화 공정을 도입하는 경로이다. 본 연구에서는 수소 기반 고로 철 생산을 위한 공정 통합 시너지가 제안되었으며, 그에 대한 기술경제적 및 환경적 영향을 평가하였다. 천연가스 열분해를 통해 생산되는 터키즈 수소(turquoise hydrogen)는 주입 온도와 수소 순도 변동이 공정 설계, 경제적 성과 및 CO 2 완화 잠재력 간의 균형에 미치는 영향을 네 가지 사례를 통해 검토하도록 설계되었다. 수소 정제 장치를 포함한 열 공급 전략도 함께 고려되었다. 각 사례는 에너지 소비, 고로 주입 성능, 경제적 타당성, 환경적 영향의 관점에서 평가되었다. 그 결과, 사례 A는 60.4%의 최고 에너지 효율을 달성하였고, 사례 D는 47.6%로 최저였다. 고로 성능 측면에서는 고순도 H 2의 주입 온도를 증가시키면 H 2 -코크스(coke) 치환 비율이 1.10에서 1.46 kg_coke/Nm 3 -gas로 향상되어, 최대 41 kg H2 /tHM에 이르는 유의미하게 높은 H 2 주입률을 가능하게 하였다. 경제성 측면에서, 고체 탄소 부산물로 인해 통합은 매우 경쟁력 있는 것으로 나타났으며, 사례 D는 사례 A의 0.016 US/kg-gas를 달성하였다. 환경 측면에서도, 사례 D는 kg-gas 당 순(順)음(-)의 CO 2 배출이 − 7.43 kg CO 2 -eq./kg-gas로 나타나 우수한 지속가능성 프로파일을 보였다. 종합하면, 제안된 터키즈 H 2와 고로 철 생산의 통합은 강한 경제적 및 환경적 성능을 보여준다. 남은 과제는 철 생산 공정 내에서 대체 용도에 대해 최적의 수소 정제 수준을 결정하는 것이다.
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