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1、48宝钢技术海绵铁生产新途径陈宏李永全陈炳庆(钢研所)摘要介绍了德士古气化工艺、HYLⅢ法海绵铁生产工艺以及生产海绵铁新思路:德士古气化炉+HYLⅢ竖炉工艺流程。关键词德士古气化炉合成气HYLⅢ竖炉海绵铁ANewApproachforDRIProductionChenHongLiYongquanChenBingqing(Iron&SteelResearchInstitute)ABSTRACTThisarticleisfocusedontheintroductiontoTexacogasificationprocess,HYLⅢDRIproductionp
2、rocessandanewideaforDRIproductionbasedonthecombinationofTexacocoalgasifierandHYLⅢshaftfurnace.KeyWordsTexacocoalgasifierSyngasHYLⅢshaftfurnaceDRI1前言是利用煤、重油、石油焦、渣油等低价值的原料作海绵铁主要代替优质废钢用于电炉炼钢。近为气化进料生产合成气,此合成气用来生产化工年来,由于优质废钢短缺,海绵铁生产已显得越来产品、化肥及发电。越重要,其产量从1970年的80万t逐渐增加到2.1德士古炉煤气化工艺流程19
3、96年的3300万t。世界上海绵铁生产工艺主当用煤作为气化进料时,其工艺流程如图1。要有天然气基MIDREX法和HYL法、煤基回转煤破碎碾磨后与水在煤浆罐中制成水煤浆,窑法。对于天然气缺乏的国家来说,天然气基竖炉水煤浆通过德士古炉炉顶喷嘴与高速氧气流一起法不可能有市场;煤基回转窑法又存在设备投资喷入气化炉反应区。调节喷入炉中氧和煤的比,使大、煤质要求高等问题。澳钢联提出熔融还原反应温度在煤灰分熔点以上。气化炉中压力为COREX熔融炉和MIDREX竖炉的联合的工艺,3.0～8.5MPa,反应温度为1350～1500℃。氧利用COREX尾气作为MIDREX竖
4、炉的原料气气和雾状水煤浆在炉内受到耐火衬的高温辐射作生产海绵铁。此工艺给天然气缺乏、煤资源多的国用,迅速发生复杂的物理化学反应。即:家生产海绵铁带来了希望和可能,但由于缺乏竞2C+O2=2CO争对手,澳钢联的设备报价很高。成熟的德士古煤2CO+O2=2CO2气化炉和HYLⅢ竖炉联合,利用德士古炉生产的C(CO)+H2O=CO(CO2)+H2合成气作为HYLⅢ竖炉的原料气来生产海绵铁最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸汽为的工艺是一个新的设想。主要成分的合成气和熔渣,一起并流而下,离开反应区,进入炉子底部淬冷室水浴。熔渣经淬冷,固2德士古炉气化技术化后
5、被截留在水中,经炉底排料锁斗定期排放,最德士古造气技术属美国德士古公司所有,它后落入渣池。合成气则由淬冷室上部导出,进入气体冷却净化系统。当用煤生产合成气时,德士古炉陈宏博士邮编201900在一定煤种条件下产生的合成气成分如下:陈宏等海绵铁生产新途径49图1德士古气化工艺(直接淬冷式)表1德士古炉生产的合成气成分%3HYLⅢ法海绵铁生产技术成分CHNSO灰分HYLⅢ法生产海绵铁技术属墨西哥希尔萨煤含量77.184.590.900.2211.245.87公司所有,它是以天然气和水蒸汽作为原料气生合成分COH2CO2H2OCH4N2+Ar硫化物产还原气,此还
6、原气在竖炉中将铁矿石还原成海成气含量37.3527.2613.8920.490.080.370.06绵铁。3.1HYLⅢ法海绵铁生产工艺流程从表1中可以看出,合成气中H2/CO为工艺流程图见图2。0.73,CO+H2为64.6%,其余主要为二氧化碳和HYLⅢ法海绵铁生产工艺流程可以分成两水蒸汽。个独立的界区,制气界区和还原界区。制气界区包2.2德士古造气设备的特点括还原气的产生和净化,还原界区包括还原气的(1)工艺成熟德士古炉工业实践经验多,自加热和铁矿石的还原。制气界区中,水蒸汽和天然德士古气化工艺于40多年前首次工业化以来,全气混合后在裂解炉中裂解,
7、产生以氢气、一氧化碳世界已有120多个厂家使用德士古气化技术。为主的合成气,送给还原界区。在还原界区中,竖(2)进料灵活德士古气化技术最主要的特炉炉顶气经脱水和脱二氧化碳后,与来自制气界色之一是能够利用多种原料作为气化进料,在德区的气体混合形成还原气,共同进入还原气加热士古气化厂已工业使用或示范过的碳氢化合物进炉被加热到930℃,加热后的还原气从竖炉还原料包括:煤、重油、石油焦、沥青、乳化沥青、废旧轮段底部进入炉内,自下而上流动,铁矿石从竖炉炉胎、废油、塑料、城市垃圾和有害废料。顶加入,自上而下运动。还原气和铁矿石在逆向运(3)生产可靠德士古气化工艺需要
8、极少量动中发生化学反应,产生海绵铁。即:的人力及管理,工艺控制安全装置是在40多
