4-4竖炉直接还原技术若干问题的探讨.pptx

BSIETBSIETBeijing Shougang International Engineering Technology CO.,LTD Ironmaking Engineering u H2/CO= 1.5-1.7，还还原气为类为类 CO气体； u 独立的高温重整炉进进行催化重整; u 竖竖炉内的操作压压力约为约为 0.2-0.3MPaBSIETBSIET8气基竖竖炉技术发术发 展现现状-MXCOL(气化炉煤气）8O2清洁COG预热器热反应器BSIETBSIET9气基竖竖炉技术发术发 展现现状-ENERGIRON工艺艺9ENERGIRON工艺艺特点： u 采用水蒸汽重整； u H2/CO可达5.6，还还原气为类为类 H2气体； u 需要单单独的CO2脱除系统统; u 无需高温重整炉，采用自重整; u 竖竖炉内的操作压压力约约为为0.6~0.8MPaBSIETBSIET10气基竖竖炉技术发术发 展现现状-ENERGIRON工艺艺BSIETBSIET11气基竖竖炉技术发术发 展现现状-技术创术创 新和工艺优艺优 化11u 装置的大型化-在本世纪纪初最显显著的技术术特征200,000500,000800,0001,200,000 1,600,000 2,000,000 2,500,0003,000,000下一个目标标3,000,000下一个目 标Plant Capacity [t/y]设备设备 年生产产能力[t/y]u NUCOR Steel USA u 美国纽纽柯钢钢公司u ＞年生产产能力保证值证值 ： u 2,500,000 tpyBSIETBSIET12u 生产产效率的提高-提供反应应温度 Ø 气体温度提高的制约约因素：加热热器材质质-加氧球团团粘结结-原料球团团的喷喷涂气基竖竖炉技术发术发 展现现状-技术创术创 新和工艺优艺优 化12BSIETBSIET13气基竖竖炉技术发术发 展现现状-技术创术创 新和工艺优艺优 化13u 工艺艺流程的简简化-自重整技术术020040060080010001980198619951998Reformed Gas (Nm3/t DRIH2OwaterN.G.Original 1980waterN.G.H2OCO21986年：引入了 CO2脱除技术N.G.H2OOxygenCO21995年：引入了 喷氧技术H2OOxygenCO2N.G.1997年： ZR (Self-reforming)实现了自重整。

1999年：开发了DRI热送技术（HYL-HYTEMP技术） ，并在墨西哥蒙特雷4M厂投入生产BSIETBSIET14u 对对原燃料条件的适应应性提高-多种气源选择选择气基竖竖炉技术发术发 展现现状-技术创术创 新和工艺优艺优 化14BSIETBSIET15气基竖竖炉工艺对艺对 含铁铁原料的要求-球团团（块矿块矿 ）项项 目球团团块矿块矿高炉球团团（3000m3级级高炉 ） TFe/ %≥67≥66≥64 FeO/ %1.0-75μm90%<100μm 进进料方式块块煤粉煤60%水煤浆浆干煤粉 气化压压力/MPa2.0-3.02.5-3.02.6-8.42.0-4.0 气化剂剂氧气+水蒸气氧气+水蒸气氧气纯纯氧+蒸汽 氧耗/(m3·1000-1·m-3)140-240270380-430330-360 煤耗/ (kg·1000-1·m-3)720678640600 气化温度/℃900-10509501400-16001300-1400 碳转转化率/%96-9890-959599.5 煤气中CO+H2含量（体积积分 数）/%~6039-59~80~90煤气中CH4含量（体积积分数 ）/%9-12<10.010.01煤气中H2/CO（体积积分数）1.7-2.30.904-0.504-0.5 净净化煤气温度/℃250-350300200-260350 冷煤气效率/%8072-7670-7680-85 单单炉气化能力/（t•d-1）1800-20003000 关键键技术问题术问题碳氢氢化合物的 利用碳的转转化粗煤气冷却粗煤气冷却50万t/a 直接还还原厂配套煤制 气装置投资资/亿亿元3.0-3.52.0-2.38-1010-12BSIETBSIET23气基竖竖炉工艺对还艺对还 原气的选择选择 -煤制气23u 制约约煤制气—竖竖炉直接还还 原技术发术发 展的关键键因素是 加压压煤制气技术术投资资和运 行成本过过高。

u 除了煤制还还原气外，开展 煤制天然气也是缓缓解我国 天然气供求矛盾的一天有 效途径BSIETBSIET24气基竖竖炉工艺对还艺对还 原气的选择选择 -焦炉煤气24u 焦炉煤气成分更宜作为竖为竖 炉还还 原气； u 2012年焦炭产产量4.43亿亿吨（ 2013年4.76亿亿吨）；其中独立 焦化企业产业产 量为为3.12亿亿吨，除 去自用，富余约约800亿亿m3焦炉 煤气；可利用约约200-260亿亿m3； u 生产产1t直接还还原铁铁需COG540- 620m3； u 进进一步将高炉煤气、转转炉煤气 灯低热值热值 煤气置换换和综综合利用 ，可以增加焦炉煤气资资源量BSIETBSIET25气基竖竖炉工艺艺-生产产运行成本25项项 目单单价/元单单耗 NG(COG)天然气生产产成本/ （元·t-1（DRI） ）焦炉煤气生产产成本/ （元·t-1（DRI））原辅辅材料 1538.511538.51 球团矿团矿/ (t·t-1)11001.391529.001529.00 MDEA溶液/ (kg·t-1)36.960.041.481.48 涂层层水泥/ (kg·t-1)0.624.002.482.48 其它化学品和消耗品/ (kg·t-1)55.440.105.545.54燃料动动力 591.24349.59 水(/( m3·t-1)7.601.30（1.90）9.8814.44 电电/( kW·h·t-1)0.3890.0(148.3)34.2056.35 天然气（焦炉煤气）/ (m3·t-1)2.0(0.46)264.44(580.48)528.89267.02氮气/ (m3·t-1)0.1520.00（25.00）3.003.75 氧气/ (m3·t-1)0.2950(25)14.507.25 压缩压缩空气/ (m3·t-1)0.076910.000.770.77 工资资及附加 8.18.1 修理费费 24.0024.00 折旧 76.0076.00 其他费费用 21.8419.40 经营经营成本 2183.681939.59 总总成本 2259.682015.59BSIETBSIET26气基竖竖炉工艺艺-生产产运行成本26u 参照2013年上半年河北唐山地区的资资源和能源平均价格，对对生产产 规规模为为80万t/a的直接还还原工厂生产产运行成本进进行了分析测测算； u 还还原气成本约约占DRI生产产成本的10%-25%； u 使用焦炉煤气生产产DRI，其成本比使用天然气降低约约244.09元/t 。

还原气种类焦炉煤气天然气煤制气单单价/(元·m-3)0.461.802.002.503.001.6总总成本/(元·t-1)2015.592206.262259.682393.242526.802377.61u 参照2013年11月河北地区重型废钢废钢 不含税价约为约为 2200元/t，使用 焦炉煤气生产产DRI的效益为为84.41元/t； u 使用天然气生产产DRI，当天然气价格应应低于1.8元/m3； u 按照鲁鲁奇法或壳牌法煤制气工艺艺的制气成本测测算，DRI的成本要 高于废钢废钢 BSIETBSIET27结论结论27u 气基竖竖炉直接还还原工艺艺是当前世界上具有主导导地位的非高炉炼炼 铁铁工艺艺，近年来在装备备大型化、生产产高效化、燃料多样样化等方 面取得长长足技术进术进 步，技术发术发 展成效显显著预计预计 在未来一定时时 期内，仍将成为为引领领直接还还原工艺发艺发 展的主流技术术；u 气基竖竖炉直接还还原工艺对艺对 含铁铁原料的要求较为较为 苛刻，中国的气 基竖竖炉直接还还原装置的建设应结设应结 合资资源条件进进行充分的研究论论 证证u 非常规规天然气短期内仍难难以改变变天然气资资源短缺的局面；开发发 基于煤制气工艺艺的气基竖竖炉直接还还原技术术，将是中国直接还还原 技术发术发 展的主要方向。

利用焦炉煤气作为还为还 原气生产产DRI，有望 未来实现实现 工业业化应应用u 使用天然气生产产DRI，则则要求天然气价格低于1.8元/m3；目前使 用煤制气生产产DRI的成本要高于废钢废钢 价格BSIETBSIET28Thank You。