【正文】 2620 2663 2632 2844 3075 05001000150020222500300035001月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 2022年 1~8月進口 普通廢鋼 202萬噸，與上年同比降了 %， 8月進口普通廢鋼價格上升到 491 美元 /t，創(chuàng)歷史新高。由于廢鋼資源供應不足，煉鋼生鐵采購過旺，漲勢自然強勁。 2022年在氧化球團價格 1600元 /噸的情況下，天津無縫鋼管圖 3 2022 年 1~9 月廢鋼生鐵平均價格走勢圖 ★優(yōu)秀甲級資質可研報告★專業(yè)設計院設計★ word格式可編輯★ 廠的直接還原鐵出廠價高達 4000元 /噸 ,未來幾年也將維持在高位運行。 2022 年全球粗鋼產量約 ，我國粗鋼產量約 5億噸，占全球產量的 37%；全球直接還原鐵產量約 6500 萬噸，我國只有 50 萬噸，只占 %。 黨的十六屆三中 全會《決定》提出， “ 抓住新一輪全球生產要素優(yōu)化重組和產業(yè)轉移的重大機遇 ”。 對于現(xiàn)代化大工業(yè)生產，資源、技術、管理、資金、信 息都是非常重要的生產要素。依托區(qū)位優(yōu)勢，生產的優(yōu)質融熔還原鐵水產品可滿足環(huán)渤海經濟圈裝備制造業(yè)和鋼鐵業(yè)急需的高品質煉鋼鐵料，以促進其 加工貿易 和產業(yè)的 轉型升級 。 ★優(yōu)秀甲級資質可研報告★專業(yè)設計院設計★ word格式可編輯★ 3 產品方案及產品規(guī)格 產品方案 本項目產品方案為： 融熔還原鐵水： 88萬噸 /年 或直接還原鐵： 250萬噸 /年 副產品： 硫磺：～ 2022 噸 /年 煤氣： X 108Nm3 水渣： 萬噸 /年 年操作時 間： 7200 小時 生產方式 :連續(xù)生產 操作制度：四班三運轉 產品規(guī)格 日常生產熱裝鐵水，鐵浴爐檢修時，生產熱壓塊 HBI 直接還原鐵 HBI 質量指標為： 融熔 鐵水成份 序號 項 目 指標 (wt) 1 金屬化率 92% 2 碳（ C） % 3 全鐵 （ TFe） % 4 金屬鐵 （ MFe） % 5 FeO % 6 脈石總量 % 序號 項 目 數(shù)值 1 碳 % 2 硅 0 3 錳 % 4 磷 % 5 硫 % 6 溫度 1480 ℃ ★優(yōu)秀甲級資質可研報告★專業(yè)設計院設計★ word格式可編輯★ 4 工藝技術方案 工藝技術方案的選擇 本裝置采用目前先進的水煤漿氣化工藝制還原氣，還原氣氫碳比可通過變換靈活調整，能為 還原鐵生產提供優(yōu)質的還原氣；還原鐵生產采用 Midrex 工藝，技術 先進可靠。 固定床氣化技術在我國運用較廣，較為先進的有魯奇（ Lurgi）氣化技術，在我國建有 3 套裝置。此技術用于城市煤氣較好，不宜 作還原 氣。該技術投資低，技術成熟；但氣化效率低， 單爐產氣量少，常壓間歇氣化，吹風過程中放空氣對環(huán)境污染嚴重。 國內在固定床間歇氣化技術的基礎上發(fā)展而來的富氧連續(xù)氣化技術，雖然實現(xiàn)了連續(xù)氣化無吹風氣排放，污染較少，但只能采用焦炭或無煙 塊 煤作原料，原料價格高；也同樣存在著單爐生產能力較小等缺點。 流化床氣化技術主要有灰熔聚流化床粉煤氣化和 恩德爐粉煤氣化技術。但氣化壓 力低、單爐產氣量小，其次是 煤 氣中 粉塵 含量高，凈化 困難 ，目前尚 沒有穩(wěn)定運行的裝置 。目前主要在空氣煤氣、半水煤氣生產方面建有裝置，但也是氣化壓力低、用于還原氣凈化負荷大及碳利用率低。 氣流床氣化技術是煤氣化 技術 的一個 革新 ，加壓氣流床氣化技術代表著煤氣化 的 發(fā)展趨勢，是現(xiàn)在最清潔的煤利用技術 之一。 水煤漿氣化技術是在煤中加入添加劑、助熔劑（視煤的灰熔點）和水，磨成水煤漿，加壓后噴入氣化爐，與純氧進行燃燒和部 分 氧化反應。該技術由于是水煤漿進料，大量水份要進行氣化，因而以單位體積的 (CO+H2)計的煤耗和氧耗均比 Shell 氣化高。 我國煤氣化技術科研人員經過多年努力研究，還開發(fā)出了具有中國知識產權的 水 煤 漿 氣化技術， 如西北化工研究院的多元料漿氣化技術、 華東理工大學 的 四噴嘴氣化技術 和清華大學、達立科的熔渣－非熔渣氣化技術 。 Shell 氣化技術是荷蘭謝爾公司開發(fā)的一種先進的氣化技術，該技術采用純氧、蒸汽氣化，干粉進料，氣化溫度達 1400～ 1700℃ ，碳轉化率 99%，有效氣體（ CO+H2） 90%以上，液態(tài)排渣，采用特殊的水冷壁氣化爐，使用壽命長。采用干粉氣化，氧耗量較德士古低（ ~15%）。主要設備需在國外制造，建設周期較長。同時該技術須全面依賴進口，國內技術支撐率低。上世紀 70 年代開始研究， 1979 年建成了 3MW 和 5MW 的氣化爐。這與謝爾工藝相似。采用激冷流程，設備結構簡單。但目前國內尚無工業(yè)化的裝置。 我國科研和工程技術人員也在進行類似 GSP 粉煤加壓氣化技術的工程化工作。 大型氣化技術比較 見表 41。 氣化爐的規(guī)格主要有 φ3200 和 φ2800 兩種，一般情況下，同一種爐型，由于氣化壓力降低， 每增加 1 臺爐子，投資要增加 30%。 變換及脫硫脫碳 由于還原鐵裝置要求還原氣成份 H2 /CO=~，因此氣化來的粗煤氣要進行變換。而采用耐硫變換時，由于水煤漿氣化粗合成氣經洗滌后含塵量 1～ 2mg/m3（標），并被水蒸汽飽和，水氣比約 ，直接進入變換，不需再補加蒸汽；流程短，能耗低，故水煤漿氣化配耐硫變換是最佳選擇。變換產生大量的工藝余熱用于產生蒸汽及預熱鍋爐給水。 從國內外煤氣化裝置中所采用的脫除酸性氣體的工藝來看，低溫甲醇洗和NHD 較常見。該技術成熟可靠，能耗較低，氣體凈化度高，可將 CO2 脫至 10ppm 以下， H2S 小于 。該法缺點是在低溫下操作，設備低溫材料要求較高，整個工藝投資較高。經改進后該技術采用六塔流程 ，與林德工藝相似，設備投資比林德工藝低 ~10%。 NHD 凈化可將 CO2 脫至 %以下，H2S 小于 1PPm。該法的優(yōu)點在于設備無腐蝕，可采用碳鋼設備，整個裝置投資較少。 表 4－ 2 NHD 和低溫甲醇洗工藝技術比較表 序號 項 目 低溫甲醇洗 NHD 1 吸收環(huán)境 50 ℃ 5℃ ~0℃ 2 溶劑循環(huán)量 小 大 3 凈化度 CO220106 H2S106 CO2% H2S5106 4 制冷消耗 高 低 5 溶劑熱穩(wěn)定性 好 好 6 價格與來源 市場供應多，價格低 市場供應多，價格較高 7 其他說明 粘度小、吸收易達到平衡 粘度大、傳質差 8 工藝技術的成熟性 成熟 成熟 9 影響投資因素 設備多、部分材料、機泵需引進 軟、硬件費低 10 操作與投資 操作費用少、投資高 操作費用高（ 10%） ,投資低（ 40%） 對煉鋼用還原氣來說，由于對 CO2 和 H2S 的凈化要求較合成氣低，溶劑循環(huán)量會有所減少。 硫回收 克勞斯（ Claus）法硫回收技術是目前煤制氣、煉廠氣、天然氣加工副產酸性氣體及其它含 H2S 氣體回收硫的主要方法?？藙谒狗磻斡晒?藝氣加熱器、催化反應器和硫磺冷凝器組成。而硫化氫含量低于 25%V 左右的酸性氣，硫回率將更低。其溶液的活性及穩(wěn)定性好，正常情況下無 Fe(OH)3 沉淀，沒有堵塔危險。另外，脫硫溶液無毒，對環(huán)境污染少；溶液配置簡單，原料價廉易得；溶液中付反應生成物增長速度慢。 綜合以上，本項目采用絡合鐵法脫硫。為實現(xiàn)這種轉換，還原工藝利用連續(xù)流動的還原氣體用化學方法從鐵★優(yōu)秀甲級資質可研報告★專業(yè)設計院設計★ word格式可編輯★ 氧化物中提取氧。將還原氣（氫、一氧化碳和其它成分的混合物）以可控的成分和溫度引入到還原反應器內。氫氣及一氧化碳從鐵氧化物中提取出氧，得到高純度還原產品。 還原區(qū)發(fā)生的基本反應如下： 3 Fe2O3 + CO 2 Fe3O4 + CO2 3 Fe2O3 + H2 2 Fe3O4 + H2O Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2 Fe3O4 + H2 3 FeO + H2O FeO + CO Fe + CO2 FeO + H2 Fe + H2O 3Fe + 2CO Fe3C + CO2 3Fe + CO + H2 Fe3C + H2O 3Fe + CH4 Fe3C + 2H2 在氣基直接還原工藝中，豎爐法的 MIDREX 和 HYL 占有絕對優(yōu)勢，具有工 藝技術成熟可靠、投資少、生產率高（容積利用系數(shù)可達 8～ 12t/m3178。目前， MIDREX 和 HYL 豎爐生產技術經過不斷完善，已實現(xiàn)規(guī)?；a。據(jù)統(tǒng)計，其生產量 2022年為 2684萬 t，占直接還原法產量的 66％以上。 Midrex 法的一次能源是天然氣，通過天然氣蒸汽轉 化反應將其轉化成 CO 和H2。 直接還原后的廢氣中仍含有大量的 CO和 H2(約 70％ )， 通過洗滌器重新返回到重整爐， 重整后 進入豎爐循環(huán)使用。 Midrex 豎爐法特點是設備緊湊，充分利用余熱，生產率高，但對礦石和 還原 氣的含硫量要求嚴格。 20 世紀 70 年代墨西哥在固定床 HYLI 法基礎上發(fā)展為 HYLⅢ式豎爐，應用相當廣泛，約占世界直接還原鐵產量的 17％。從上至下，還原分四個階段進行：第一為加熱和初還原階段；第二為主還原階段；第三為冷卻和滲碳階段；第四為卸料階段。 從發(fā)展的角度 來看， Midrex 技術工藝 的市場占有率在相當長的一段時間內仍將占據(jù)統(tǒng)治地位。 鐵浴爐鐵水方案 鐵浴爐工藝方案 鐵浴爐生產工藝是一個正壓操作的直立的縮口的熔煉容器，由耐火材料爐襯砌筑而成的爐膛和水冷爐頂結構構成。入爐原料 (煤，焦粉，礦粉，熔劑 )用氮氣從安裝在側面的盆腔同時吹入熔池。熔劑主要是粉狀氧化鈣、氧化鎂等。煤和焦為發(fā)熱劑和還原劑。隨著一氧化碳、氫氣、氮氣載體從熔池快速逸出，金屬和爐渣射流從頂部噴入，從熱風爐送過來的 1200℃的熱空氣通過水冷噴槍從頂部鼓入，一氧化碳和氫氣在熱空氣中快速燃燒，高溫金屬和熔渣落回到熔池。過程產生的煤氣從爐頂先經過熱旋風粗除塵，粗除塵顆粒返回鐵浴爐作原料，半凈熱煤氣由一座水冷洗滌裝置冷卻和凈化，一部份用于熱風爐燒爐用，一部份用于豎爐還原氣加熱爐作燃料，一部份供球團、鍋爐使用， 富余的煤氣降溫進煤氣管網(wǎng)。 焦碳在冶煉的過程主要是還原劑和發(fā)熱劑，因而對強度要求不高，三級冶金焦可滿足工藝的要求，同時因焦比低大大降低了冶煉成本。鐵浴爐可冶煉高磷礦。 生產過程產生的爐渣可以作為原料供水泥或建筑材料。大大地擴展原料的來源，能利用大多數(shù)的鋼鐵產品廢棄物，促成鋼鐵生 產的零污染。其操作的彈性，可以根據(jù)市場變化，迅速調整原料成本。料倉中的HBI 也可在生產時少量配比加入鐵浴爐，但配比不能超過 4%，料倉中的HBI 因密度較大，不能浮在渣液表面直接吸收爐膛燃燒熱，同時因料倉 HBI為致密冷料，反應速度慢，降低了生產效率，增加了能耗。爐缸側壁為冷卻壁加半石墨磚綜合結構，爐腹為氮化硅結合碳化硅磚砌筑外加冷卻壁結構，錐臺部份磷酸浸漬粘土磚加水冷壁，熱風從頂部水冷槍噴入，熱煤氣通過上升管進入熱旋風粗除塵。 煤粉制備系統(tǒng)包括中速磨、煙氣爐、布袋粉塵收集器、收粉罐、噴吹罐、氮氣罐、壓縮空氣站、噴吹管線、噴槍。 熱旋風外部為鋼殼，材質 Q235A，內襯鋼玉磚耐高溫荒煤氣沖刷，殼體內噴 FN130 涂料，砌 50mm 厚硅酸 鋁纖維磚，殼體溫度在工作在 80℃以下。 鐵浴爐設鼓風機及風機房。 設出鐵場除塵、出鐵場及爐前開口機、液壓炮。 高爐不能配吃粉狀含鐵原料，焦碳質量低于二級冶金焦影響高爐順行，導致成本大幅度上升。 停爐、開爐迅速，轉產靈活，可根據(jù)原料變化配粉狀含鐵原料。對焦碳強度要求不高。 產業(yè)政策 限制類 鼓勵類 技術來源 直接還原鐵 豎爐及熱壓塊機 ，采用國外先進技術。 工藝流程及消耗定額 備煤 原料煤 經汽 車 運輸 進廠，貯煤場由橋式抓斗起重機和推土機承擔原料煤的倒運。 石灰石粉由 汽 車運來，直接送至磨機前貯倉待用。 氣化 煤漿制備工藝流程 由煤 貯 運系統(tǒng)送來的原料煤（干）送至煤貯斗，經稱重給料機控制輸送量送入棒磨機，加入一定量的水，物料在棒磨機中進行濕法磨煤。磨機溢流出的料漿經圓筒篩除去料漿中的大顆粒后，依靠重力流入磨機出料槽，磨機出料槽攪拌器使料漿均化并保持懸浮狀態(tài)。 制漿用水由制漿水泵將水由制 漿水槽經計量后送入磨機。 氣化 在本工段，煤漿與氧進行部分氧化反應制得粗還原氣。 氣化反應在氣化爐反應段瞬間完成，生成 CO、 H CO H2O 和少量CH H2S 等氣體。料漿和氧氣經工藝燒嘴噴入氣化爐內，進行氣化反應，生成粗煤氣。 進入氣化爐激冷室的激冷水來自于洗滌塔旁的激冷水泵，激冷水進入位于激冷室下降管頂端的激冷環(huán)，并沿下降管內壁向下流入激冷室。激冷水中較大固體顆粒經黑水過濾器除去。 氣化反應生成粗煤氣及少量的其它物質（包括氯化物、硫化物、氮氣、氬氣及甲烷等）、液態(tài)熔渣及