适用于直接还原铁的煤制气方案.ppt

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2021年11月苏州
钢铁行业现状
气基竖炉工艺介绍及煤制气技术
提纲
钢铁工业转型升级势在必行!!!
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钢铁行业现状
,%,铁矿石对外依存度超过60%;
,生存艰难;
%以上,是大气雾霾的重要成因;
,对优质焦煤和优质铁矿石依赖性强,消耗大量的优质资源。
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连铸
热处理炉
连轧
棒、板
带、管
加热炉
焦煤
铁矿石
焦化炉
烧结炉
高炉
转炉或电炉
钢水
炼铁工序
炼钢工序
铁水
轧钢工序
热处理工序
连铸坯
深加工
高炉炼铁流程长、能耗高、污染大;炼铁工序能耗约占钢铁生产过程总能耗70%,污染物排放占90%。
气基竖炉工艺介绍及煤制气技术
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目前,气基竖炉技术已实现工业化接近半个世纪。
2021年产品直接复原铁的产量为7522万吨,%为气基竖炉生产。
全球100多套气基竖炉工程均由天然气重整制取富氢气体,集中在南美、中东等地区。
对于我国“贫油少气富煤〞的能源结构,需要开发以煤制备复原气的气基竖炉炼铁工艺。
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成熟的气基竖炉工艺
国内外气基竖炉区别
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天然气-气基竖炉工艺流程
煤制气-气基竖炉工艺流程
气基竖炉工艺介绍及煤制气技术
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渗碳:
3Fe+CH4→Fe3C+2H2
3Fe+2CO→Fe3C+CO2
3Fe+CO+H2→Fe3C+H2O
渗碳反应
炉顶气出口
还原气进口
矿石进口
冷却渗碳段
赤铁矿还原成磁铁矿
3Fe2O3+3H2→2Fe3O4+H2O
3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2
磁铁矿还原成氧化亚铁
Fe3O4+H2→3FeO+H2O
Fe2O3+CO→2FeO+CO2
氧化亚铁还原成金属铁
FeO+H2→Fe+H2O
FeO+CO→Fe+CO2
还原反应
Fe2O3+3H2→2Fe+3H2O(g)△H=95,484kJ
Fe2O3+3CO→2Fe+3CO2△H=-28,085kJ
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气基竖炉工艺介绍及煤制气技术
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气基竖炉工艺介绍及煤制气技术

〔1〕复原性气体〔H2、CO〕浓度高;
〔2〕需要一定含量的甲烷气,一般要求CH4含量2~5%,用于渗碳;
〔3〕H2/CO不同的工艺要求不同,,;
〔4〕复原气压力低〔—〕;
〔5〕煤气热值要求一般约为2300kcal/Nm3。
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气基竖炉工艺介绍及煤制气技术

以下气体可作为复原气:
天然气---天然气经过转化,生成含有一氧化碳、氢气和局部甲烷的复原气。在伊朗、印度等复原铁开展较快的国家大多采用天然气为原料。国内,天然气供不应求,价格高居不下,如采用天然气为复原气来源,势必造成生产本钱过高。
焦炉气---焦炉气中含有约45%的氢气、10%的CO和25%的甲烷,可以经过甲烷转化制造出复原气,目前正在施工过程的中晋太行复原铁工程采用此种气源。
煤热解气---煤热解气中含有约30%的氢气、6%的CO和38%的甲烷,可以经过甲烷转化制造出复原气。
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气基竖炉工艺介绍及煤制气技术

生物热解气---其性质与煤热解气相似。
垃圾热解气---其性质与煤热解气相似。
焦炉气、煤热解气、生物热解气、垃圾热解气用于复原气是一个很好的方向
,可以变“废〞为宝。
煤制气---通过煤气化、变换调整到适宜的碳氢比,通过净化提高有效气含量
。这种技术在煤化工领域有着大量的应用实例。
既然国内油气资源缺乏,且价格高居不下,焦炉气、热解气受资源限制,因
此,以低质煤为原料制造复原气是一个重要的研究方向。
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气基竖炉工艺介绍及煤制气技术