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利用自有合成气的Energiron流程生产直接还原铁
2011-07-27          

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    从多种类能源来看,标准Energiron流程与合成气一起操作不需要大量的改变。能源价格,主要是焦炭和天然气价格的不断上涨,以及对CO2排放的限制,对利用可用能源和材料引发了新的思考。此外,金属价格的持续上涨及普遍存在市场波动的情况下,有必要研究成本及实用性上更优的方案来替代金属的现场加工。达涅利与Tenova共同发研制了有创新意义的直接还原技术-Energiron,可以在缺乏天然气或天然气价格较高的地区利用煤或其它含碳燃料产生还原气体并采用标准直接还原组件生产直接还原铁(DRI)。采用气化炉生成的合成气(SynGas)作还原剂时,还原过程中所需的气体总量、品质和状态是确定正确的气动还原方案的最重要的参数。
  代替能源-煤
  Energiron流程的主要优点之一是基于独立的还原气体生成与还原部件的结构。在此种条件下,还原过程唯一的要求是供应必需的氢气和一氧化碳。还原方案保持不变。Energiron流程对于利用产生还原气体的可代替资源有广泛的灵活性。可用的气体有:氢气、常规重整气、来自煤气化过程的气体、焦炉气、来自碳氢化合物气化的气体、来自熔炉气化器的气体等。如果还原气(合成气)来自煤汽化器,通过精整调节它的特性来提高它的H2含量。
  煤气化背景概要合成气主要包含H2和CO,其形成过程涉及到化石燃料的局部氧化。Energiron流程的特色是使用富氢气体。大多数气化器都生产合成气并经过合适的分析用于直接还原流程。气化或局部氧化包含低级燃料的转化,通常是“脏的”(例如煤,精炼残渣和植物材料)。
  碳的局部氧化反应是:C+1/2O2=CO;
  该反应是放热反应,因此,水以蒸汽或液体水的形式进入气化器,通过吸热反应调节反应温度:C+H2O=H2+CO;
  其他在气化器内发生的反应是转移反应:CO+H2O=H2+CO2;
  加氢-气化反应为:C+2H2=CH4
  对于任何的直接还原流程,还原气体中的碳(以CO或者CH4的形式存在)必须要在直接还原设备中除去。对于其它直接还原流程的典型特征是,碳通过尾气从该系统中被清除,在重整/加热设备中作为燃料。在Energiron流程中,通过CO2清除进行选择性碳消除,使清除最小化,使还原剂最大限度再循环、再利用,由此使还原成分最优化。
  Energiron-气化器方案
  将从气化器中处理的富氢合成气提供给标准Energiron直接还原设备。合成气组成的混合物和循环气在直接气体加热器中预热到930℃并送入反应器中。铁矿石在直接反应器内还原后,顶部废气通过净化设备进行除尘和冷却。然后,气体通过压缩机再循环,将CO2有选择性的清除。为了进一步降低能耗,可加入一个顶部气体换热器。每吨直接还原铁所需的合成气的特定要求基本上是符合常规Energiron气体方案的(DRI大约685Nm3/t)。
  设备整体性能与其它已出现的以煤为基础的直接还原技术相比,这个方案在单一模件中可安装最大至170万t的直接还原设备,此设备基于两项已被证实有效的技术牶气化器设备和Energiron直接还原设备。达涅利正在印度执行以煤气化器为基础的类似方案。将该方案作为生产170万t直接还原铁的Jindal工程。
  结论成功地将直接还原铁设备与煤气化器系统相结合在钢铁制造业方面展现出新的前景。在缺少低价天然气却富含煤的地区市场中(印度,中国或欧洲)引进以气体为基础的直接还原技术,在竞争价格方面,天然气具有低的实用性,但煤具有较高的实用性。因此,在这种应用环境中,采用可信的技术和投资/操作成本,Energiron的技术提供了最合适的解决方案。

 来源:中国钢铁科技网信息中心

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