氫冶金第次三修訂課件

氫冶金工藝氫冶金工藝1*一氫冶金工藝的簡(jiǎn)介*二氫冶金與傳統(tǒng)冶金工藝的比較氫冶金中氫氣的制取四氫冶金的發(fā)展與展望*一氫冶金工藝的簡(jiǎn)介2氫冶金簡(jiǎn)介產(chǎn)生背景:由于煉焦煤和焦炭資源的日益短缺,限制了傳統(tǒng)煉鐵工業(yè)的進(jìn)」步發(fā)展。因此上世紀(jì)末進(jìn)行了發(fā)展氫冶金工藝替代碳還原劑的可行性分析。隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展,焦煤短缺大量排放環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題日益凸顯。氫作為一種清潔能源和優(yōu)良的還原劑,其在冶金工業(yè)中的應(yīng)用前景越來(lái)越受到人們的重視,認(rèn)為氫作為還原劑用于煉鐵工藝不僅可行,而且有許多傳統(tǒng)煉鐵工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì)。氫冶金簡(jiǎn)介3何為氫治金?所謂氫冶金即在還原冶煉過(guò)程中主要用氣體氫作還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)的無(wú)污染的新冶金何為氫治金?4氫還原工藝的基礎(chǔ)研究低溫氫還原鐵礦冷等離子體氫強(qiáng)化氧化物還原微納米級(jí)鐵礦粉氣相還原碳?xì)淙廴谶€原工藝富氫煤氣還原鐵礦的生產(chǎn)工藝在世紀(jì)中葉已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化目前成熟的生產(chǎn)和工藝然而它們使用天然氣和塊礦利用粉礦生產(chǎn)海綿鐵雖然有許多的硏究工作但至今在生產(chǎn)過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題高溫下還原后海綿鐵黏結(jié)是關(guān)鍵問(wèn)題為了避免海綿鐵黏結(jié)問(wèn)題提出了低溫氫還原低溫氫冶金的關(guān)鍵技術(shù)是如何強(qiáng)化氫與鐵礦的反應(yīng)速度提高生產(chǎn)效率。氫還原工藝的基礎(chǔ)研究5碳?xì)淙廴谶€原工藝工藝?yán)碚摓榭朔壳叭廴谶€原存在的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)降低能耗和合理利用資源,-碳熔融還原工藝中心思是將碳作為熱源和部分還原劑,用H2作為重要還小來(lái)源是將爐氣通過(guò)水煤氣轉(zhuǎn)化,即H2O+CO=H2+CO2,通過(guò)變壓吸附技術(shù),將轉(zhuǎn)化后的煤氣中CO2除去,通過(guò)煤氣的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)H2循環(huán)的利用。工藝原理為還原:Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O供熱:2C+02=2C0制氫:CO+H2O=H2+C02總反應(yīng)為:Fe203+3C+3/202=2Fe+3CO2該工藝思想解決了當(dāng)前熔融還原工藝碳直接還原需高熱量和強(qiáng)還原氣氛的矛盾。該工藝每噸鐵的理論碳耗為320kg/t。鐵浴爐中鐵氧化物的還原是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,煤加入反應(yīng)器中無(wú)法完全避免參與還原,因此,實(shí)際能耗要高于理論值。如何發(fā)揮氫氣在熔融還原中的作用是該工藝的關(guān)鍵。碳?xì)淙廴谶€原工藝6二工藝流程在考察和總結(jié)目前熔融還原工藝的基礎(chǔ)上,基于只能使用粉礦和煤的前提提出鐵粉礦終還原路線設(shè)想→破碎選礦細(xì)礦粉預(yù)熱預(yù)還原轉(zhuǎn)化制氫熔融還原低空分低純度氧二工藝流程7該工藝將終還原爐煤氣預(yù)熱到600700℃,預(yù)還原度30%~50%,用噴吹方式加入終還原爐。煤主要用作發(fā)熱劑將其粉碎成煤粉,氧·線燃燒為終還原爐提供熱量。水煤氣轉(zhuǎn)化將終還原爐煤氣中的C0轉(zhuǎn)化為H2,從爐底吹入終還原爐作為部分還原劑。一方面利用了煤氣中的化學(xué)熱另一方面降低了氫還原所需熱量,從而減輕了爐缸的熱負(fù)荷,有利于提高生產(chǎn)效率。由于爐渣中含2%左右的FeO,有利于脫磷生產(chǎn)鐵水質(zhì)量?jī)?yōu)于高爐。該工藝將終還原爐煤氣預(yù)熱到6008三碳-氫熔融還原的物料與能量平衡以神府煤和澳大利亞礦為基礎(chǔ),根據(jù)熱模擬的試驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)碳?xì)溥€原比為3:7時(shí)工藝流程的物流見(jiàn)圖。題m煤氣尾氣m右灰石145kgN:15.8H:28.M改石:21輕燒自云石:40kgCO,4l%.7=375CCo44.7%=245℃VPSA提取,脫COx.1nxm入AH,20m酬原度=16tem3煤氣Ho135其他;63kg煤氣換熱、平衡次燃粉501k加握2kg改制粒126kgCO.1s.%.r-1改制后溫度7=1100x三碳-氫熔融還原的物料與能量平衡9氫冶金與傳統(tǒng)冶金工藝氫冶金與碳冶金高爐噴吹與氫冶金三:直接還原煉鐵與氫冶金氫冶金與傳統(tǒng)冶金工藝10氫冶金第次三修訂課件11氫冶金第次三修訂課件12氫冶金第次三修訂課件13氫冶金第次三修訂課件14氫冶金第次三修訂課件15氫冶金第次三修訂課件16氫冶金第次三修訂課件17氫冶金第次三修訂課件18氫冶金第次三修訂課件19氫冶金第次三修訂課件20氫冶金第次三修訂課件21氫冶金第次三修訂課件22氫冶金第次三修訂課件23氫冶金第次三修訂課件24氫冶金第次三修訂課件25氫冶金工藝氫冶金工藝26*一氫冶金工藝的簡(jiǎn)介*二氫冶金與傳統(tǒng)冶金工藝的比較氫冶金中氫氣的制取四氫冶金的發(fā)展與展望*一氫冶金工藝的簡(jiǎn)介27氫冶金簡(jiǎn)介產(chǎn)生背景:由于煉焦煤和焦炭資源的日益短缺,限制了傳統(tǒng)煉鐵工業(yè)的進(jìn)」步發(fā)展。因此上世紀(jì)末進(jìn)行了發(fā)展氫冶金工藝替代碳還原劑的可行性分析。隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展,焦煤短缺大量排放環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題日益凸顯。氫作為一種清潔能源和優(yōu)良的還原劑,其在冶金工業(yè)中的應(yīng)用前景越來(lái)越受到人們的重視,認(rèn)為氫作為還原劑用于煉鐵工藝不僅可行,而且有許多傳統(tǒng)煉鐵工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì)。氫冶金簡(jiǎn)介28何為氫治金?所謂氫冶金即在還原冶煉過(guò)程中主要用氣體氫作還原劑進(jìn)行還原反應(yīng)的無(wú)污染的新冶金何為氫治金?29氫還原工藝的基礎(chǔ)研究低溫氫還原鐵礦冷等離子體氫強(qiáng)化氧化物還原微納米級(jí)鐵礦粉氣相還原碳?xì)淙廴谶€原工藝富氫煤氣還原鐵礦的生產(chǎn)工藝在世紀(jì)中葉已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化目前成熟的生產(chǎn)和工藝然而它們使用天然氣和塊礦利用粉礦生產(chǎn)海綿鐵雖然有許多的硏究工作但至今在生產(chǎn)過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題高溫下還原后海綿鐵黏結(jié)是關(guān)鍵問(wèn)題為了避免海綿鐵黏結(jié)問(wèn)題提出了低溫氫還原低溫氫冶金的關(guān)鍵技術(shù)是如何強(qiáng)化氫與鐵礦的反應(yīng)速度提高生產(chǎn)效率。氫還原工藝的基礎(chǔ)研究30碳?xì)淙廴谶€原工藝工藝?yán)碚摓榭朔壳叭廴谶€原存在的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)降低能耗和合理利用資源,-碳熔融還原工藝中心思是將碳作為熱源和部分還原劑,用H2作為重要還小來(lái)源是將爐氣通過(guò)水煤氣轉(zhuǎn)化,即H2O+CO=H2+CO2,通過(guò)變壓吸附技術(shù),將轉(zhuǎn)化后的煤氣中CO2除去,通過(guò)煤氣的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)H2循環(huán)的利用。工藝原理為還原:Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O供熱:2C+02=2C0制氫:CO+H2O=H2+C02總反應(yīng)為:Fe203+3C+3/202=2Fe+3CO2該工藝思想解決了當(dāng)前熔融還原工藝碳直接還原需高熱量和強(qiáng)還原氣氛的矛盾。該工藝每噸鐵的理論碳耗為320kg/t。鐵浴爐中鐵氧化物的還原是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,煤加入反應(yīng)器中無(wú)法完全避免參與還原,因此,實(shí)際能耗要高于理論值。如何發(fā)揮氫氣在熔融還原中的作用是該工藝的關(guān)鍵。碳?xì)淙廴谶€原工藝31二工藝流程在考察和總結(jié)目前熔融還原工藝的基礎(chǔ)上,基于只能使用粉礦和煤的前提提出鐵粉礦終還原路線設(shè)想→破碎選礦細(xì)礦粉預(yù)熱預(yù)還原轉(zhuǎn)化制氫熔融還原低空分低純度氧二工藝流程32該工藝將終還原爐煤氣預(yù)熱到600700℃,預(yù)還原度30%~50%,用噴吹方式加入終還原爐。煤主要用作發(fā)熱劑將其粉碎成煤粉,氧·線燃燒為終還原爐提供熱量。水煤氣轉(zhuǎn)化將終還原爐煤氣中的C0轉(zhuǎn)化為H2,從爐底吹入終還原爐作為部分還原劑。一方面利用了煤氣中的化學(xué)熱另一方面降低了氫還原所需熱量,從而減輕了爐缸的熱負(fù)荷,有利于提高生產(chǎn)效率。由于爐渣中含2%左右的FeO,有利于脫磷生產(chǎn)鐵水質(zhì)量?jī)?yōu)于高爐。該工藝將終還原爐煤氣預(yù)熱到60033三碳-氫熔融還原的物料與能量平衡以神府煤和澳大利亞礦為基礎(chǔ),根據(jù)熱模擬的試驗(yàn)結(jié)果,當(dāng)碳?xì)溥€原比為3:7時(shí)工藝流程的物流見(jiàn)圖。題m煤氣尾氣m右灰石145kgN:15.8H:28.M改石:21輕燒自云石:40kgCO,4l%.7=375CCo44.7%=245℃VPSA提取,脫COx.1nxm入AH,20m酬原度=16tem3煤氣Ho135其他;63kg煤氣換熱、平衡次燃粉501k加握2kg改制粒126kgCO.1s.%.r-1改制后溫度7=1100x三碳-氫熔融還原的物料與能量平衡34氫冶金與傳統(tǒng)冶金工藝氫冶金與碳冶金高爐噴吹與氫冶金三:直接還原煉鐵與氫冶金氫冶金與傳統(tǒng)冶金工藝35氫冶金第次三修訂課件36氫冶金第次三修訂課件37氫冶