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国外大型气基直接还原铁生产的启示

作者:1180 发布时间:2015-07-29 文字大小:【大】【中】【小】
  王太炎

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  一、 美国NUCOR钢铁公司250万吨还原铁厂投产

  1. 一250万吨/年直接还原铁厂,投资2.5亿美元。于2013 年12月24 日顺利投产。美国NUCOR钢铁公司在路易斯安娜州建设

  2. 技术来源;ENERGIRON ZR

  3. 产品;冷直接还原铁,产品质量指标;金属化率 94-96%,碳含量4-6%

  4. 工艺流程:

 

  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?#36824;?#27169;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,?#34892;?#22238;收CO2,?#26723;?#31995;统中CO2的排放量30-40%,保持钢铁厂环保的可?#20013;?#24615;,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,?#28304;?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?#37327;?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?#22411;?#26102;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,?#32431;?#23558;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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