气基竖炉直接还原工艺发展现状及展望

钢铁工业碳减排是我国达成“碳达峰”、“碳中和”目标的工作重心,发展气基竖炉直接还原技术对实现我国钢铁工业低碳转型意义重大。本文介绍了Midrex、HYL-Ⅲ、Energiron-ZR等典型的气基竖炉直接还原工艺流程及其技术特点,总结了我国当前气基竖炉直接还原发展现状,并对气基竖炉直接还原工艺的发展方向进行展望,提出提升竖炉产能、确保竖炉长效运行、开展全氢直接还原竖炉研究的建议,以期为我国钢铁工业低碳冶金技术发展提供参考。

HYL-ZR法冶炼直接还原铁工艺概述

介绍了HYL-ZR竖炉冶炼直接还原铁(DRI)的工艺流程、特点及主体工艺设备,同时对该技术的发展前景进行了展望。

气基竖炉直接还原技术的发展

介绍了Midrex和HyLⅢ气基竖炉技术以及在其基础上开发的可以不依赖天然气直接使用煤制气等作还原剂技术的发展与应用现状,并指出气基竖炉工艺具有能耗低、投资少、产品质量高等特点。

利用焦炉煤气生产直接还原铁技术

介绍了用焦炉煤气生产直接还原铁(DRI)的工艺过程。用气基竖炉生产DRI具有生产规模大、生产成本低、生产操作方便灵活、环境友好等特点,其希尔自重整(HYL-ZR)工艺为首选。用循环经济的观点,合理利用钢铁长流程生产过程产生大量的焦炉煤气代替天然气生产DRI,形成我国特有的长流程与短流程并存的钢铁冶金新流程,是我国钢铁工业发展实际状况的过渡性选择。

气基竖炉直接还原炼铁流程重构优化

直接还原铁比较纯净、成分稳定,是电炉炼钢的优质原料。中国焦化行业产生大量焦炉煤气,适宜发展以焦炉煤气为还原气的竖炉直接还原炼铁流程,现有工艺主要有Midrex工艺和HYL-ZR工艺。为了解决Midrex工艺和HYL-ZR工艺所存在的问题,通过流程功能分析,提出气基竖炉直接还原重构优化流程,主要工序包括焦炉煤气压缩、TSA预处理、PSA脱碳、PSA提纯CH_(4)、富氢气加热、竖炉直接还原炼铁等。该流程不仅净化焦炉煤气,而且可分离CH_(4),使还原气中H_(2)与CO的比例达到8,并省去CH_(4)重整环节,提高炉内直接还原效率。该流程前端与焦化工序连接,后端与电弧炉连接,不仅有利于钢铁联合企业资源优化配置,而且可以生产天然气,提高能源利用效率。