介绍一种新的煤基直接还原工艺

介绍一种新的煤基直接还原工艺侯拥和（冶金部长沙矿冶研究院）关键词煤基直接还原，工艺，介绍随着我国钢铁工业的发展，对废钢，尤其是优质废钢的需求量越来越大，加之国内废钢短缺，因此发展替代优质废钢的海绵铁生产日益受到重视。目前，世界上生产海绵铁的方法有气基...     

氢冶金技术的发展溯源与应用前景

围绕“以氢代碳”对钢铁工业中实现碳减排工艺进行了梳理和溯源。实现碳减排的途径需要发展以氢气作为还原剂的氢冶金工艺。目前世界主要钢铁产区发展了从高炉喷吹燃料工艺到高炉富氢冶炼工艺、从非焦冶炼工艺到全氢直接还原工艺等两大氢冶金技术路线。从各国远景规划来看,发展氢基直接还原工艺及电炉炼钢短流程是氢冶金技术的重要方向。同时在低成本绿氢技术突破前,使用焦炉煤气等灰氢是中国从“碳代替”到“氢冶金”的重要过渡。     

直接还原技术进展及其在中国的发展

近年来,全球直接还原铁(DRI/HBI)产量和需求逐年增加,表明直接还原技术是钢铁工业不可缺少的组成部分,有助于炼铁生产摆脱焦煤资源短缺的羁绊,降低钢铁生产能耗,提高钢铁产品质量和品质。气基竖炉生产规模不断增大,成为主要的生产工艺;竖炉直接还原铁热装热送技术的发展进一步降低了工序能耗。回转窑、隧道窑等工艺在特定地区迅速发展,但很难成为直接还原铁生产的主流。我国具备发展直接还原生产的资源条件和技术基础,煤制气—气基竖炉技术是可能的主要发展方向。     

关于直接还原铁工艺及还原气制备的若干思考

优化改良氢基直接还原铁制备工艺是中国发展实施碳减排的有效途径之一,随着碳减排和碳中和的积极推进,氢基直接还原铁工艺必将有较大的发展.从含铁原料、还原气制备参数选择和能源保障等三方面讨论分析了有关氢基气体直接还原铁工艺中存在的难点问题,尤其针对还原气制备参数的选择问题,创新性地提出了确定制备氢基还原气体工艺参数的图解法....     

中国直接还原技术的发展现状及展望

回顾了直接还原技术的发展过程。结合生产实际，对直接还原工艺做了简明的分类。重点介绍了几个气基法和煤基法直接还原技术的典型工艺流程。根据目前国内钢铁工业的现状，指出了中国钢铁工业的特点及发展趋势以及在新世纪发展直接还原铁（DRI）技术的必要性和紧迫性。依据现有能源、资源的结构特点，展望了直接还原技术的发展前景。     

直接还原炼铁技术的最新发展

直接还原炼铁工艺根据还原剂不同分为气基与煤基.目前已获得工业应用的气基直接还原流程主要有使用球团矿或块矿的Midrex法和HyLⅢ法,以及直接使用粉矿的Finmet法.已获得工业应用的煤基直接还原流程主要有回转窑工艺和转底炉工艺,转底炉有使用球团矿的,也有直接使用粉矿的.对各种直接还原流程的工艺特点和应用情况进行了分析比较,并评述了其最新发展趋势,结合国内情况提出了一些建议.     

碳中和背景下我国低碳炼铁技术发展现状与前景

我国钢铁生产工艺长期以“高炉—转炉”长流程为主,能源结构高碳化特征明显。作为钢铁流程中的碳排放大户,炼铁系统深度减碳成为我国钢铁行业实现碳中和目标的关键。本文分别从高炉炼铁和非高炉炼铁两个角度出发,梳理总结了各主要低碳炼铁工艺技术的研究进展和主要问题,并对其应用前景进行了展望。我国钢铁工业应把技术创新作为降碳的核心要素,结合行业发展趋势和自身特点,加大力度开发适合我国国情的低碳炼铁新技术;综合考虑资产保值、技术成熟程度和降碳潜力,短期内应以基于现有高炉工艺的深度脱碳技术创新为主要方向,从而为远期零碳钢铁的发展提供过渡方案和缓冲空间;中长期以富氢气基竖炉直接还原技术为发展重点,不断提升其技术成熟度和经济适用性,逐步提高氢气比例直至全氢冶炼;氢基熔融还原技术和电解还原铁技术的发展任重道远,未来有望成为实现我国钢铁行业碳中和目标的解决方案之一。     

两种还原气条件下球团矿竖炉还原过程的动力学研究

应用未反应核模型研究了两种还原气条件下球团矿竖炉直接还原过程的动力学行为。结果表明 ,在氢碳比等于 0 8和 1 6的还原气条件下 ,球团在BL法竖炉还原的动力学条件相同 ,这两种还原气均适宜于BL法竖炉直接还原工艺     

气基竖炉直接还原技术的发展现状与展望

 阐述了气基竖炉直接还原工艺的技术特点和发展现状,分析了在中国资源和能源条件下气基竖炉直接还原技术发展所面临的主要问题。基于气基竖炉直接还原工艺的特点,对该工艺的原料、还原气等进行了分析研究。指出非常规天然气资源的有效开采和加压煤制气工艺投资、运行成本的显著降低,将是未来气基竖炉直接还原技术发展的主要推动力,同时利用钢铁企业过剩的煤气资源和中国局部地区相对丰富的天然气资源生产直接还原铁,是今后中国气基竖炉直接还原技术发展的重要方向。参照唐山地区的原料和能源价格,对年产量为80万t/a的直接还原铁装置的生产成本和技术经济可行性进行了分析,分析结果表明：原燃料价格波动对DRI成本影响显著,其中还原气成本约占DRI生产成本的10%~25%;若按DRI替代转炉废钢计算效益,要求天然气价格低于1.8元/m3。     

中国发展非高炉炼铁的现状及展望

非高炉炼铁是钢铁工业发展的前沿技术之一。目前,直接还原已成为世界钢铁工业不可缺少的组成部分。熔融还原虽实现工业化生产的环境优越性得以公认,但其低能耗、低成本等优点还有待于实践证实。发展直接还原铁生产弥补废钢的短缺是中国钢铁工业、装备制造业发展的急需。以国内技术为基础,利用国内铁矿资源,以煤制气 竖炉为主导工艺是中国发展直接还原铁生产的主要方向。加强对国外熔融还原技术发展的跟踪,强化国内熔融还原技术的开发力度,尤其是消化COREX技术以及实现其装备的国产化是中国熔融还原发展的重要方向。     

气基直接还原工艺与粉煤综合利用

对气基直接还原工艺、煤气化制直接还原工艺进行了概述,并介绍了粉煤综合利用的三种主要途径.     

直接还原铁生产技术的现状及展望

 分析了世界及中国直接还原铁的技术现状。直接还原工艺可以摆脱焦煤资源短缺的束缚,降低CO2排放,促进资源综合利用,且高品质的直接还原铁是生产洁净钢不可缺少的原材料,是钢铁工业发展不可缺少的组成部分。随着铁矿精选技术、煤制气技术的成熟,从及气基竖炉生产规模的不断增大,煤制气→竖炉将成为中国主要的直接还原生产工艺。高温高料层PSH工艺应当具有良好的应用前景。回转窑、隧道窑等工艺在特定地区可适当发展,但不会成为直接还原铁生产的主流。     

直接还原新技术

介绍了三种直接还原新工：Ｆａｓｔｍｅｔ法、ＣＩＲＣＯＦＥＲ法和ＣＯＭＥＴ法。这三种直接还原工艺均采用煤作一次能源,以粉矿为原料,将现有的气基和煤基直接还原工艺的优点结合起来,使直接还原技术发展更快。     

现代炼铁技术进展

评述了国际上发展较快的几种主要非高炉炼铁工艺流程.COREX、FINEX和HISMELT等熔融还原流程可以避免炼焦工艺引发的环境污染.成熟的竖炉气基还原工艺是COREX流程工业化的重要保障,粉体流化床由于粘结等问题尚未完全解决和铁浴炉二次燃烧与炉衬侵蚀之间的固有矛盾注定了FINEX和HISMELT实现的难度远高于COREX流程.气基还原流程(MIDREX、HYL-Ⅲ、FINMET)目前都要使用天然气资源,很难在我国得到发展.转底炉可使用低强度的含碳球团,给煤基直接还原流程注入新的活力,但其能耗高、生产效率低、产品质量差将会制约它的发展.我国自主研发的炼铁新工艺,即低温快速还原工艺,目前仍处于研究开发阶段,它能够实现低温快速还原反应,是一种能耗低、污染少、资源利用率高的新型绿色冶金工艺流程,具有良好的发展前景.     

直接还原生产的发展及其在我国应用前景

本文概述了国内外直接还原生产的发展状况，以及直接还原工艺的最新进展，从我国资源特点和技术开发上看，加快煤基回转窑直接还原，积极发展和推广“一步法”工艺，同时辅以开发低品位铁矿直接还原新工艺来生产直接还原铁，是推动短流程优质钢生产的重要举措。     

含钒钛铁精矿氧化球团气基竖炉直接还原模拟试验

我国钒钛磁铁矿资源丰富,但综合利用难度大,现有工艺仍存在一些问题,工艺流程还有待完善和革新。气基竖炉直接还原-电炉熔分新工艺为钒钛磁铁矿资源清洁高效综合利用提供了新途径。以含钒钛的铁精矿为原料制备氧化球团,模拟气基竖炉直接还原条件,研究了还原气组分和温度对球团的还原进程、还原膨胀以及还原强度的影响。结果表明:以钒钛铁精矿为原料,配加1%膨润土,在1 250℃下焙烧20 min后,所制备氧化球团性能良好,具有较高的抗压强度。在恒定还原气组分(纯H2、H2/CO=2.5、H2/CO=1、H2/CO=0.4和纯CO)和温度(850、900、950和1 000℃)下,钒钛铁精矿球团还原速率快、还原膨胀率小(<20%),可满足气基竖炉直接还原工艺要求。煤制气-气基竖炉直接还原凭借其能耗小、环境友好、单机产能大、产品质量好等优点,将在钒钛磁铁矿资源高效清洁综合利用领域得到发展。     

世界直接还原铁持续增产

去年，全球直接还原铁产量比2004年增长2％，达到5600万t，其中，米德雷克斯公司的气基直接还原工艺的产量占总产量的63％，HYL气基工艺占20％，而煤基和其它工艺分别占15％和2％。     

氢冶金工艺技术发展现状及应用

钢铁行业为中国重要的经济支撑行业,也是主要的碳排放行业。氢能在冶金领域的应用是一种环保、高效的钢铁生产技术,是实现低碳发展的重要途经之一。在全面介绍富氢高炉、氢基直接还原、氢基熔融还原工艺的基础上,分析各种工艺在冶金工业的应用情况,并且系统探讨了各工艺的探索及实践。综合各种工艺的优缺点,分析了中国低碳背景下氢冶金的发展趋势。目前中国钢铁行业的生产还是以长流程为主,要实现2035年减排30%的目标,富氢高炉工艺可作为现阶段工艺技术改进的首选方向。但是富氢高炉工艺实现碳减排的能力比较有限,碳减排幅度为10%～20%,无法满足未来碳中和的目标。相比于富氢高炉工艺,氢基直接还原铁工艺的碳减排可达到50%以上,因此,氢基直接还原工艺可作为未来发展的主要路线。氢基熔融还原也有较好的碳减排效果,且生产出的高纯铸造生铁可用于高端铸件领域,但是目前对其研究不够充分,还处于基础研究阶段,与大规模的工业化生产还有较大的差距。氢冶金作为钢铁行业低碳绿色发展的重要途径,中国起步较晚且还面临基础研究薄弱、短期成本高等问题,随着绿氢产业的发展,绿色氢冶金将是未来钢铁行业绿色发展的重要方向。     

氢基直接还原炼铁工艺的创新与实践

氢能是21世纪最具有发展前景的清洁能源，对富氢能源的应用也是目前中国能源结构重要的发展方向之一。在“碳中和”的大背景下，中国的钢铁行业构建了“富氢减碳”的钢铁用能新体系，该体系已然成为当今行业的重要趋势。中国山西直接还原炼铁工艺(China Shanxi Direct Reduction Iron, CSDRI)以伊朗气基还原炼铁技术PERED工艺为基础，历时十余年(2010年立项，2020年12月建成试运行),开发了具有完全知识产权的集成技术。该工艺以氧化球团为原料，以焦炉煤气为气源，生产过程完全不使用焦炭、煤炭和烧结矿，从源头减少碳素使用，有效降低污染物的产生。与传统高炉炼铁流程相比，生产成本具有一定优势，碳排放量得到显著降低，且工厂布局紧凑，用地得到大幅节约。该工艺对焦炉煤气有效利用，促进了焦化行业和炼铁行业的有机结合。详细介绍氢基直接还原炼铁工艺原理以及工厂运行情况，系统总结了CSDRI技术研发过程中的关键技术创新，论述了该工艺的系统组成和关键设备，梳理了其直接还原铁产品的生产指标。CSDRI工艺具有绿色低碳高效的特点，为中国氢基还原炼铁技术的发展提供了重要的指导方向，为中国钢...     

世界直接还原铁持续增产 印度为世界最大的生产国

2005年，全球直接还原铁产量比2004年增长2％，达到5600万t。其中，米德雷克斯公司的气基直接还原工艺的产量占总产量的63％，HYL气基工艺占20％，而煤基和其它工艺分别占15％和2％。