国外大型气基直接还原铁生产的启示

2015-07-29

　　5 .工艺技术特点的剖析

　　5.1 装置系气基竖炉直接还原工艺，100%天然气作为直接还原气源，用反器中的纯铁作为气体重整触媒，不外设重整器，故称自重整技术(ZR)

　　5.2 反应器的顶气，经过脱水，脱硫后与原料气混合，在加热器中加热至930度，加入纯氧升温至1050度，喷人反应器中部，与铁精矿进行还原反应，生产高质量的直接还原铁。

　　5.3 还原反应的同时发生渗碳反应(3Fe+CH4=Fe3C+2H2)还原铁碳含量高达4-6%，对电炉炼钢操作和节能产生正影响。(电弧炉电耗在360—400KWH/TLS区间)

　　5.4 250万吨/年还原铁装置为世界上最大直接还原炼铁装置，该装置的产能与3200M3大型高炉相匹配，为高炉，转炉流程大型联合钢铁厂生产还原铁开辟先河。

　　美国页岩气革命带来的电力天然气低价化，应用气基还原炉代替高炉已经出现。在同一规模条件下CO2排放量为高炉的1/2，投资额仅为高炉的1/3.为传统大型钢铁厂转型升级，技术改造提供新的方向。

　　5.5 由于直接还原铁为纯净铁，因此，65-70%的纯洁钢来自还原铁电炉炼钢。为钢铁厂生产高端钢材创造条件。

　　5.6 本装置气体循环系统中设有选择性回收CO2装置,有效回收CO2，降低系统中CO2的排放量30-40%,保持钢铁厂环保的可持续性，推动绿色钢铁和低碳钢铁的运行。

　　二、 印度JSPL金达尔钢铁电力公司年产250万吨还原铁项目启动

　　1. 印度金达尔钢铁和电力公司年产250万吨用焦炉煤气生产还原铁项目启动，预计2016年全面投产。

　　2. 技术来源;ENERGIRON ZR

　　3. 该项目基于自重整工艺，其工艺流程与路易斯安娜州的NUCOR钢铁集团已建成投产的用天然气的工艺配置相同。由此可以确认，ENERGIRON ZR技术被金达尔公司所认同。

　　4. 产品品种;热态还原铁，冷态还原铁，HBI，产品质量指标;金属化率94%，碳含量2-2.5%

　　5. JSPL项目最大技术特点是采用两个气源作为还原气体的气源，即来自煤制气的合成气和来自联合钢厂的焦炉煤气。

　　6. COG来自高炉流程的炼焦厂，直接还原铁厂将建设在印度ORISSA ESTATE 的ANGUL发电，炼钢厂。有利于还原铁厂与联合钢厂的整合。其整体方案见图;

　　7. 用焦炉煤气 生产直接还原铁关键要素的剖析

　　7.1 首先要提及的，也是被半工艺试验，工业试验所证明的;天然气生产直接还原铁工艺配置，用在焦炉煤气生产直接还原铁上，工艺配置不做任何改动，同样生产出高质量还原铁。

　　7.2 由于COG的气体成分与天然气有所不同，其关键成分在生产运行中会产生负面影响，对此,必须认真应对，保证生产操作顺行，为此，对关键要素做如下剖析。

　　7.2.1 经过净化处理的焦炉煤气含有H2S 20毫克/NM3以下，如此的硫含量，对还原工艺操作没有影响，焦炉煤气的H2S在煤气脱CO2过程中同时被清除。

　　7.2.2 焦炉煤气含有BTX(苯。甲苯，二甲苯) 5克/NM3,含有萘 0.3/NM3,含有CmHn 2.0-3.6%,这些重芳烃化合物气体，在循环加热过程中(加热器温度930度以上)发生碳析出，形成石墨，堵塞设备.影响生产。经过研究，在还原工艺中增设离线重整装置或采用专利配置，即可将加热气体中的重芳烃化合物热裂解，不发生碳沉积现象。以上问题完胜解决。

　　7.2.3 COG 和SYNGAS组合气体生产直接还原铁，其配比可为0-100%。JSPL项目中使用焦炉煤气、合成气、转炉气的组合气，操作灵活性高。

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