中晋太行矿业气基竖炉项目

2016-01-06   作者：佚名   网友评论 0 条

 　　张春雷，鲁庆，薛钟安，刘建兵

　　中晋太行矿业有限公司

　　1 项目背景

　　中晋太行矿业有限公司通过引进国外和国内专利技术，并经自身集成创新的30万吨/年直接还原铁工艺，是我国第一个气基竖炉产业化项目，也是世界上第一个以焦炉煤气为气源的直接还原铁的工业化生产项目。

　　气基竖炉直接还原工艺是世界最先进的炼铁技术，与高炉工艺相比，其在节能、环保、产品质量等诸多方面显现巨大的优势，被称为优于高炉工艺的第二代炼铁技术。长期以来，我国的钢铁专家一直致力于该项技术的国产化，国家发改委发布的《产品结构调整指导目录(2014)》(鼓励类第八部分钢铁的第3条鼓励非高炉炼铁技术)、国家工信部发布的《钢铁工业“十二五”发展规划》(重点领域和任务第三部分强化技术创新和技术改造中强调非高炉炼铁技术)、国家发展改革委、财政部、商务部发布的《鼓励进口技术和产品目录(2015 年版) 》(A120部分非高炉炼铁技术)及由中国金属学会、中国钢铁工业协会编写的《中国钢铁工业科学与技术发布指南(2011-2020)》将其列为重点鼓励发展的项目。但由于国内天然气短缺，无法实现该技术的产业化。为了解决这一难题，中晋太行矿业有限公司与中国石油大学合作开发了焦炉煤气用于气基竖炉直接还原工艺的技术，从根本上解决了该技术在我国产业化的瓶颈问题，焦炉煤气做重整气，破解了国外先进的竖炉技术不能引入我国的重大技术瓶颈(国外竖炉以天然气为气源)，为我国钢铁企业以自有焦炉煤气为气源，生产直接还原铁，革除目前污染高、能耗高的炼铁工艺，提供了原料保障[1][2][3][4]。

　　与此同时，为了加快该技术的实施，中晋太行矿业有限公司又出资购买了目前世界最先进的气基竖炉技术——德国MME公司波斯还原工艺(以下简称PERED)，PERED工艺与焦炉煤气转化技术的集成是中晋太行矿业的技术创新，该技术的成功集成为我国钢铁企业转型发展、调整产业结构、实现节能减排提供产业支持和技术支撑。该项目的实施是我国钢铁工艺流程的一次革命，具有划时代的意义。

　　2 技术简介

　　2.1 直接还原铁概述

　　直接还原铁(DRI-Direct Reduced Iron)是精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形成的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少，主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢的冷却剂，如果经二次还原还可供粉末冶金用。

　　2.2 PERED气基竖炉与高炉工艺的区别

　　(1)还原剂和燃料不同：PERED气基竖炉以焦炉煤气为还原剂和燃料代替了高炉使用的焦炭，由于焦炉煤气氢气(以下简称H2)含量高达60%，H2无论是做燃料还是还原剂都不产生污染物排放，而焦炭产生一氧化碳(以下简称CO)和二氧化碳(以下简称CO2)污染排放物;

　　(2)原料不同：PERED气基竖炉原料为球团矿，高炉原料为烧结矿和球团矿的混合料，根据生产实践，球团矿的能耗低于烧结矿，因此PERED气基竖炉的原料加工能耗低于高炉原料制备能耗;

　　(3)鼓入的气体不同：高炉将1200度风温的空气吹进高炉，炉内最高温度高达2000度以上，能耗高且产生氮氧化物(以下简称NOx)，而PERED气基竖炉鼓入的是900度的H2/CO=2.0的混合气体，几乎无NOx产生且气体风温低、能耗低;

　　(4)炉顶煤气利用不同：高炉煤气作为燃料燃烧，产生二氧化硫(以下简称SO2)、CO2、NOx等污染排放物，而气基竖炉炉顶煤气的70%与焦炉煤气重整后重新进入竖炉循环使用，不外排，只有30%作为燃料使用。因此烟气污染物排放远低于高炉。

　　(5)产品不同：PERED气基竖炉产品是固态海绵铁，硫(S)、磷(P)、铜(Cu)、钛(Ti)、锌(Zn)等杂质含量低。而高炉产品为铁水，S、P、Cu、Ti、Zn等杂质含量高。

　　(6)工序流程不同：高炉是长流程，气基竖炉是短流程，如图1所示。