隧道窑海绵铁还原工艺的节能途径.doc

隧道窑海绵铁还原工艺的节能途径隧道窑还原工艺投资成本较低，工艺成熟稳定。但也有其明显弊端：高能耗。直接导致成本的上升，使产品失去竞争力。国内外主要隧道窑直接还原厂家工艺能耗指标见表一：从中可以看出虽然同样的工艺但是国内厂家的工艺能耗均高于国外的厂家，有的甚至高出一倍。归其原因主要是：国内厂家普遍设备简陋，预热回收设备落后甚至没有预热利用设备，技术管理不到位；规模小，产量普遍低于3万吨/a。大多数厂家的隧道窑长度不超过100M；忽略还原剂的化学热，其实还原剂在还原过程中生成的CO和H2能为反应提供相当的热能。下面我们结合国内主要厂家存在的普遍想象谈谈节能降耗的途径：国内厂家的工艺流程和生产状况：以100M的隧道窑为例，工艺流程如图：设计产量是1万到1.5万吨/a，平均日产量30吨左右。DRI的TF e 9 7%左右，金属化率95%，P、 S均小 0 .0 5 ，能耗约 9 2 2 k g标准煤 t DRI。这是国内比较高的水平了，具体措施如下：一，采用了二次风技术。， 目的足使直接还原产生的 C O 一部分作还原剂，另一部分充分 燃烧产生大量热量，起到供热作用；二，预热段设气幕装置。气幕介质从烟道中抽取，气幕装置可促进窑内温度均匀分布，提高预热效果，从而增加产量降低能耗；三，余热回收利用。将烟道气作为两个干燥窑的热源，从而起到节能作用。还可以增加一些余热回收设备，如：冷却带未设余热锅炉，烟道 、 风道未采取保温措施等，因此尚有大量余热来回收利用。对节能途径的进一步探讨：( 1 )充分发挥还原剂的供热作用。目前国内大多数隧道窑缺少二次鼓风，直接还原反应产生的部分过剩的 C O 不能完全燃烧成CO2 而被烟囱抽走 。 一些海绵铁厂增加了二次鼓风。从窥孔中可看出，每个反应罐冒出的 C O煤气燃烧良好， 还原剂的供热作用得到了发挥。应该指出的是，对于发热值高的燃 料，设二次鼓风的效果不是很好； ( 2 )余热回收利用。1 9 8 6 1 9 8 7年测定热平衡时发现，废气带走的热量及其它热损失占总热量的比为70% ，可见余热回收相当必要。把烟道废气作为两个干燥窑的热源， 估计回收热量可达1 5 0 k g标准煤t D RI 。烟道 、风道采取保温措施 ， 水冷套出来的热水( 6 5 C左右) 也可以进行热能回收。前面已提及的气幕气源是从烟道中抽出来的 ，可以促进窑内温度均匀分布， 提高预热效果， 增加产率和产品率，因而节能效果明显。在资金允许时，还应设余热锅炉；( 3 ) 优选发生炉煤气的汽化用煤，结合自身发生炉的特点选用合适的煤种。还可以回收部分还原剂，从而降低原料成本；( 4 )大力提高生产率。国内隧道窑直接还原工艺能耗高与生产率低有密切关系。厂采用了内配添加碳技术， 使产量提高了 0 5 1倍， 单位产品能耗大大降低；( 5 )应该大力发展无罐工艺或者采用导热性好的反应罐。但是耐热钢罐或者碳化硅罐虽然导热性好使用寿命长，但是投资成本太大大部分厂家难以接受。所以发展无罐工艺是大势所趋，以来可以降低投资，而来可以大幅降低能耗；( 6 )适度增加投资，改善装备水平。国内隧道窑直接还原工艺装备大多比较简陋， 余 热回收、 常能设备不完善。控制手段少，这些都给节能带来了困难。综上所述节能主要在三个方面入手：一是余热回