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2021
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氣基直接還原鐵(DRI)
關(guān)鍵詞:
來源:公司內(nèi)部
已經(jīng)偏商業(yè)化的氣基直接還原鐵(DRI),還原氣原料采用天然氣或煤炭制取。近幾年來,隨著全球?qū)Χ趸寂欧诺年P(guān)注,對于DRI過程的低碳化展開了積極的研究,主要是現(xiàn)有商業(yè)DRI過程的二氧化碳脫除或者采用可再生能源制還原氣。
一般為了滿足DRI過程生產(chǎn)需求,盡可能提高還原速度和效率,高溫高還原度還原氣的制備是DRI的關(guān)鍵所在。通常用作氣基直接還原的還原氣的主要成分為CO和H2,高還原度還原氣制備和使用的過程中,高還原度還原氣中的CO在熱力學(xué)上不可避免的存在強烈的積碳平衡推動力。
CO的積碳現(xiàn)象:
1.在還原氧化鐵球團過程中,積碳與還原鐵一起離開系統(tǒng),不存在累積問題。
2.在高溫還原氣制備過程中,積碳是一種固態(tài)物質(zhì),存在堵塞設(shè)備,管道和閥門等的風(fēng)險,直接影響生產(chǎn)過程。
3.CO的積碳區(qū)還與壓力有直接關(guān)系。除此之外,不同原料或同類原料生產(chǎn)的還原氣中H2和CO含量可以有很大差別,所適用的直接還原工藝也不同,因此還原氣制備過程的積碳控制是需要關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)之一。
制備DRI還原氣的原料可以是天然氣或者煤炭??紤]到我國的資源狀況,可用的原料包括焦?fàn)t氣,各種非常規(guī)天然氣,一些工業(yè)生產(chǎn)過程尾氣,例如甲醇尾氣等。另一方面,根據(jù)還原爐和還原的金屬凝聚態(tài)不同,DRI工藝還可以細(xì)分出8種不同類型。其中,由于CO還原特性,高含CO氣體的煤氣化制DRI大多采用熔融還原,高含H2的天然氣制DRI大多采用豎爐還原。
商業(yè)化豎爐的還原氣含量保持在90%左右,壓力并不高,溫度很高,這有利于制取高品質(zhì)還原氣。同時,H2/CO比值在1.6-3.0,結(jié)合近年來成為熱點的氫冶金和還原平衡曲線,H2/CO不存在上限限制。
依據(jù)我國的資源特點,原料選擇可以是比較豐富的煤炭和各種廉價的含甲烷的氣體資源,其中煤炭可以采用國家鼓勵使用的低階煤,例如褐煤。廉價含甲烷氣體資源可以是天然氣,頁巖氣,煉廠氣,焦?fàn)t氣,煤層氣,甚至沼氣等氣體。
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