高效低耗的新型直接还原工艺开发 (课堂PPT)

高效低耗的新型直接还原工艺开发,东北大学沈峰满2014.11.06苏州,1,.,报告内容,1.开发非高炉炼铁工艺的必要性2.PSH工艺的开发2.1PSH工艺原理2.2PSH工艺特点2.3PSH工艺的试验例2.4PSH工艺的适用性3.结语-PSH工艺与单料层操作比较,.,作为高炉炼铁的辅助手段作为制备高端产品的原料不需要冶金焦煤以及炼焦、烧结等工艺、环境负荷小因地制宜、机动灵活，流程短、投资较小、见效快有利于处理量偏少的特殊矿、含铁废料等,非高炉炼铁工艺,非高炉炼铁工艺分类,熔融还原直接还原,1.开发非高炉炼铁工艺的必要性,.,隧道窑（效率低、生产能力小、能耗高、污染大，但工艺成熟、简单、还原铁粉，金属化率高）链篦机回转窑（设备故障率高、对原料要求苛刻（球团强度，煤种）、难以实现自动化、单机20万t/a，需两步法，技术成熟）转底炉（能耗高、金属化率低、强度低，但反应速度快、适于处理冶金废弃粉尘）竖炉（规模大(250万t/a)、效率高、技术成熟，但对原料及还原气体要求苛刻）流化床（效率高（还原好），但气体利用率低、能耗偏高）PSH（高温高料层）工艺,关于直接还原工艺,3PSH工艺简介,2.PSH工艺的开发,.,2.1PSH工艺（PairedStraightHearth）原理,氧化室：CO+1/2O2CO2+Heat,还原室：C+Ore+HeatDRI+CO,CO2,CO,单料层操作金属化率偏低碳耗较高,CO/CO2=2.0,.,为了克服以往直接还原工艺存在的问题：金属化率低生产效率低产品强度低,.,PSH炉的侧视图,俯视图球团运动方向,俯视图气体流动方向,PSH工艺示意图,.,辐射传热COCO2，燃料利用率加快球团收缩加快反应速度，提高生产率,（1）高温,2.2PSH工艺特点,.,PSH工艺,氧化性气氛,保护性气氛,防止DRI再氧化煤气完全燃烧成CO2提高生产效率可以使用烟煤,（2）高料层,.,铁矿粉化学成分，mass%（-200mesh）,煤粉成分，mass%（-60mesh）,2.3PSH工艺试验例,.,球团尺寸：1622mm球团层数：4-5层料层总高度：75-80mm炉内还原时间：45-55minC/O=1.2（全碳）坩埚预热取料后空气中自然冷却,试验参数,.,（1）料层的收缩与传热,.,（2）金属化率,45min：92.28%50min：93.63%55min：96.27%,图.还原时间对DRI金属化率的影响,PSH工艺简介,.,传统方法：kgDRI/m2.h（产量）科学方法：kgMFe/m2.h=kgDRI/m2.hMFe/DRI（产质量）（产量）（质量）,（3）生产效率,.,DRI,GreenBall,（4）DRI强度与密度,PSH工艺简介,.,操作特点：高温（1500，C完全燃烧）高料层（56层球团，下层还原可防止上层DRI再氧化）生产特点：高金属化率高生产效率高强度和密度高能源利用率,PSH工艺特点汇总,.,普通矿石,爆裂矿石,特殊矿（高熔点）,特殊矿（低熔点）,2.4PSH工艺的适用性,适用,适用,适用,不适用,.,3.结语-PSH工艺与单料层操作比较,.,2014.11.06（苏州）,谢谢！,.,熔融还原,预还原,FeOx,CO/CO2,（1）预还原熔融还原,熔融还原CO/CO2预还原FeOx熔融还原,熔融还原工艺产能大,.,（2）直接还原熔化,C+Ore+HeatCO+DRI还原室,CO2,CO,直接还原,C+O2