煤制气生产直接还原铁的联合工艺方案

 在分析比较了几种主要煤制气和直接还原工艺的基础上,结合中国的资源特点,提出了180万t/a规模壳牌煤气化与HYL/Energiron竖炉生产直接还原铁的联合工艺流程,并对联合工艺的主要参数进行了计算。结果表明：联合流程在能耗及环保指标上与传统高炉相比具有一定先进性。并对国内不同地区和原料条件下的生产技术经济指标进行了对比,为煤制气生产直接还原铁的工程化提供方案参考。     

焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁的煤气用量探讨

用焦炉煤气生产直接还原铁既可解决气源问题,又可高效利用焦炉煤气.目前我国还没有成熟的焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁工艺,本文通过热力学分析,从还原剂和载热体两方面来探讨焦炉煤气竖炉法生产直接还原铁的煤气用量方案.     

电炉炼钢原料及直接还原铁生产技术

中国电炉炼钢的铁源原料由废钢铁料、生铁块、热铁水、直接还原铁等组成。直接还原铁(DRI/HBI)是电炉冶炼纯净钢最佳的残留元素的稀释剂。直接还原是钢铁工业技术发展的重要方向,气基竖炉和煤基回转窑是成熟的直接还原工业化生产技术。中国直接还铁的生产仍处于起步时期,2008年产量约60万t,占世界总产量不足1.0%。直接还原铁在中国有广阔的发展前景,以国内铁矿资源为原料的氧化球团-煤制气-竖炉是中国发展直接还原铁的主要方向。     

气基竖炉生产直接还原铁工艺的技术经济分析

介绍了焦炉煤气竖炉直接还原铁工艺,在分析气基竖炉生产直接还原铁技术的市场前景基础上,从成本、盈亏平衡、敏感性等方面对焦炉煤气竖炉直接还原铁工艺进行了技术经济分析,提出了降低生产成本的建议,即:廉价的原料气、能源介质,搞好综合利用,回收有用资源,选择合适的规模等。     

气基竖炉直接还原炼铁技术的发展

在分析国内外直接还原铁市场的基础上,探讨了气基竖炉直接还原炼铁技术发展的市场空间。在中国钢铁行业结构调整过程中,气基竖炉技术由于具有节能环保和产品优质的优势,将会成为我国非高炉炼铁发展最重要的方向。从原料、产品、工艺特性、机械设备等方面对MIDREX和Energiron 2种气基竖炉工艺进行了综合比较,探讨了其各自的优缺点。随着技术进步以及全球经济、资源、能源条件的变化,气基竖炉技术正朝着设备大型化、气源多样化、矿源扩大化的方向发展。     

直接还原铁和/或铁水装料的竖炉技术

FUCHS Systemtechnik自1989年开发竖炉技术以来,由于废钢在竖炉中预热的环保效应,其在电炉炼钢方面取得的收益在不断提高.为了满足最终产品残余元素含量越来越严的要求,同时由于简单的经济原因,使用DRI(直接还原铁),HBI(压铁)或铁水装料的交、直流技术已在全世界28个竖炉中得到了应用和验证.竖炉已证明是最为经济的冶炼工艺炉子这一,每天出钢可达到40炉.本文将在几个方面进行论证,重点集中在DRI/HBI选用和铁水装料上.依据铁水所占的百分比,电炉电耗可降到160kWh/t钢水以下.预热竖炉的投资用不了一年即可回收.     

气基竖炉直接还原铁过程硫平衡分析

直接还原铁技术与传统的长流程高炉炼铁相比具备流程短、污染小、且不受炼焦煤短缺影响的优点,其中气基法的发展越来越受到重视,本文主要分析了气基竖炉直接还原铁过程中的硫平衡,为环境影响评价工作带来相应的指导,对该类项目的废气污染防治措施提供技术参考。     

竖炉生产直接还原铁过程的模型研究

根据气相和固相的质量和能量守恒方程,建立竖炉-球团(块矿)法直接还原炼铁的-维数学模型.含铁原料的还原分别采用逐级反应的单界面模型和同步反应的三界面未反应核模型,并考虑了热量损失,得到了各物质的浓度和温度的变化曲线.以美国吉尔摩厂(Gilmore)的Midrex作为对象进行模拟,模型结果与生产数据相符,验证了模型的准确性.比较模拟结果发现,同步反应的三界面未反应核模型更加准确.     

竖炉生产直接还原铁过程的数值模拟

采用基于气相和固相的质量和能量的竖炉-球团(块矿)法直接还原炼铁的一维数学模型.含铁原料的还原采用三界面未反应核模型,并考虑了热量损失,得到了各物质的组成和温度在炉内的分布.以Gilmore厂Midrex作为对象进行模拟,模型结果与生产数据相符,验证了模型的准确性.模拟结果表明:Midrex竖炉的绝大部分区域内气相和固相的温度基本保持在还原煤气的入口温度.对高度为9.75 m的Midrex竖炉,炉内绝大部分为浮氏体的还原,含铁原料运行约0.5 m即可完全变成磁铁矿,运行约2 m即可完全变成浮氏体.在竖炉7.0～9.75 m深度范围内,随着还原气的上行,H2的体积分数迅速减少,而CO的体积分数变化不大.在竖炉2.0～7.0 m深度范围内,H2和CO的体积分数缓慢降低,在竖炉0～2.0 m深度范围内,H2和CO的体积分数显著降低.     

新千年的直接还原铁

各种新技术的开发和应用，如采用块矿，氧化铁涂层，氧气喷吹及烧嘴的使用已经使Midrex竖炉的生产率较70年代实提高了50％以上，一种称热连接Hotlink的系统可以将直接还原铁从竖炉直接热装到电弧炉，联合钢厂使用直接还原铁或热淬铁可减少其焦炭的消耗，提高铁水的产量。     

铁精矿氧化球团微波加热直接还原新方法

传统加热直接还原具有热效率低、球团"冷中心"和废热废气量大等问题,造成还原时间长、能耗高和污染大。试验利用微波的选择加热、快速加热、体积加热和清洁干净等优点,以及铁矿球团和无烟煤强的吸波特性,开发了铁矿球团煤基微波竖炉直接还原这一新工艺。研究表明,铁矿球团外配煤粉在1 050℃的微波加热条件下还原焙烧65min,可以获得95.25%的金属化率,同时具有1718.88N/个的抗压强度。与常规加热相比,微波加热还原焙烧的时间可以缩短27.78%,抗压强度增加近1倍,而且还原过程产生的废热废气量很少。     

气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望

 阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状,分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题。基于气基竖炉直接还原工艺的特点,对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究。指出非常规天然气资源的有效开采和加压煤制气工艺投资、运行成本的显著降低,将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力,同时利用钢铁企业过剩的煤气资源和中国局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁,是今后中国气基竖炉直接还原技术发展的重要方向。参照唐山地区的原料和能源价格,对年产量为80万t/a的直接还原铁装置的生产成本和技术经济可行性进行了分析,分析结果表明：原燃料价格波动对DRI成本影响显著,其中还原气成本约占DRI生产成本的10%~25%;若按DRI替代转炉废钢计算效益,要求天然气价格低于1.8元/m3。     

含钒钛铁精矿氧化球团气基竖炉直接还原模拟试验

我国钒钛磁铁矿资源丰富,但综合利用难度大,现有工艺仍存在一些问题,工艺流程还有待完善和革新。气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺为钒钛磁铁矿资源清洁高效综合利用提供了新途径。以含钒钛的铁精矿为原料制备氧化球团,模拟气基竖炉直接还原条件,研究了还原气组分和温度对球团的还原进程、还原膨胀以及还原强度的影响。结果表明:以钒钛铁精矿为原料,配加1%膨润土,在1 250℃下焙烧20 min后,所制备氧化球团性能良好,具有较高的抗压强度。在恒定还原气组分(纯H2、H2/CO=2.5、H2/CO=1、H2/CO=0.4和纯CO)和温度(850、900、950和1 000℃)下,钒钛铁精矿球团还原速率快、还原膨胀率小(<20%),可满足气基竖炉直接还原工艺要求。煤制气-气基竖炉直接还原凭借其能耗小、环境友好、单机产能大、产品质量好等优点,将在钒钛磁铁矿资源高效清洁综合利用领域得到发展。     

转底炉生产直接还原铁的工业性试验

为验证转底炉生产直接还原铁的可行性和经济性,采用云南铁矿资源组织开展了转底炉生产直接还原铁的工业性试验,共生产金属化率为79.29%的直接还原铁991.67 t。主要技术经济指标为:还原剂煤耗301 kg/t,发生炉煤耗290 kg/t,生产成本1 179.23元/t。试验结果为转底炉直接还原铁工艺的开发提供了理论依据。     

中国直接还原铁技术发展的现状及方向

分析了中国钢铁制造流程的特点,考察了直接还原技术在中国的发展现状,结合中国资源条件提出了直接  还原技术在中国的发展方向,设想了一个180万t/a规模壳牌煤气化与HYL/Energiron竖炉生产直接还原铁的联合工艺流程,描述了联合工艺的主要参数和技术经济指标,为煤制气生产直接还原铁的工程化提供方案参考。     

全氧熔融气化炉直接还原新工艺

介绍了全氧熔融气化炉直接还原新工艺的工艺流程及其特点,并对解决该工艺流程中几个关键技术问题所采取的措施及工艺方案的可行性,作了分析和说明。     

气基竖炉直接还原球团技术的发展

论述了球团矿质量对气基竖炉直接还原生产和DRI质量的影响以及DRI质量对炼钢生产的影响.介绍了提高气基竖炉直接还原工艺用球团矿质量的技术,包括降低Si02含量、降低粘结趋势、提高还原性和提高大粒度(12.5～16.0 mm)球团比率等措施及其发展.指出若把低TFe、高脉石含量的高炉用球团矿直接用于气基直接还原竖炉,至少应该采用球团涂层技术;如果球团矿脉石含量较高,需要借助工业试验进行综合分析以确定其经济性.     

Fundamental Study on New Method of Reducing Iron Ore-Coal Pellet in Cocurrent Shaft Furnace

Ｉｒｏｎｏｒｅ－ｃｏａｌｐｅｌｅｔｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｃａｌｅｄＩｎｍｅｔｃｏ［１］，ａｎｄｉｓｂｅｉｎｇｔｒｉｅｄｔｏｂｅｕｓｅｄｉｎｎｅｗｓｈａｆｔｆｕｒｎａｃｅｉｒｏｎｍａｋｉｎｇｐｒｏｃ...     

煤基直接还原竖炉中熔剂脱硫的热力学和动力学分析

在实验室模拟了煤基竖炉直接还原海绵铁的生产过程，并用化学反应热力学、动力学理论和先进的测试手段对熔剂（白云石、石灰石）脱硫进行研究。结果表明，ＭｇＣＯ３在炉内完全分解，但脱硫效果不明显。虽然ＣａＯ脱硫作用较强，但ＣａＣＯ３只有部分分解。因此，竖炉中加入熔剂后对矿石脱硫有一定影响；熔剂脱硫过程的化学反应和内扩散反应的相对阻力随着脱硫反应的进行而变化；减小熔剂粒径是提高熔剂脱硫能力的有效方法。