100萬噸年直接還原鐵生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告

HFEC100萬噸/年直接還原鐵項(xiàng)目可行性研究報(bào)告PAGE100萬噸/年直接還原鐵項(xiàng)目可行性研究報(bào)告

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1總論 11.1概述 11.2建設(shè)指導(dǎo)思想 51.3項(xiàng)目建設(shè)的背景 51.4研究結(jié)論 62產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)測(cè) 92.1世界直接還原鐵產(chǎn)量 92.2價(jià)格現(xiàn)狀與預(yù)測(cè) 102.3市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析 133產(chǎn)品方案及產(chǎn)品規(guī)格 143.1產(chǎn)品方案 143.2產(chǎn)品規(guī)格 144工藝技術(shù)方案 154.1工藝技術(shù)方案的選擇 154.2技術(shù)來源 264.3工藝流程及消耗定額 264.4自動(dòng)控制 334.5裝置設(shè)備 455原料、輔助材料及燃料供應(yīng) 545.1原料供應(yīng) 545.2輔助材料供應(yīng) 565.3燃料供應(yīng) 576建廠條件和廠址方案 586.1建廠條件 586.2廠址方案 597公用工程和輔助設(shè)施 617.1總圖運(yùn)輸 617.2給水排水 637.3供電及電信 777.4供熱、供汽、供氮、脫鹽水、儀表風(fēng)、壓縮空氣 907.5土建 927.6機(jī)電儀修 987.7分析化驗(yàn) 987.8采暖通風(fēng) 1007.9鐵浴爐除塵 1027.10鐵浴爐燃?xì)庠O(shè)施 1047.11鐵浴爐熱力設(shè)施 1057.12火炬 1068能源 1088.1編制依據(jù) 1088.2能源分析 1089消防 1119.1消防設(shè)計(jì)依據(jù) 1119.2消防設(shè)計(jì)原則 1119.3火災(zāi)危險(xiǎn)性分析 1119.4主要消防措施和設(shè)施 11110環(huán)境保護(hù) 11410.1環(huán)境現(xiàn)狀 11410.2環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀 11410.3執(zhí)行的環(huán)境保護(hù)法規(guī)和擬采用的標(biāo)準(zhǔn) 11410.4擬建項(xiàng)目主要污染源及污染物 11510.5污染物治理措施 11610.6環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)施及機(jī)構(gòu) 11710.7綠化 11810.8水土保持 11910.9擬建項(xiàng)目污染物總量控制方案 11910.10環(huán)保投資 11910.11環(huán)境影響分析 11911勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生 12011.1勞動(dòng)安全衛(wèi)生執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 12011.2環(huán)境因素分析 12111.3設(shè)計(jì)中采用的主要防范措施 12311.4勞動(dòng)安全監(jiān)督與管理 12512工廠組織和勞動(dòng)定員 12713項(xiàng)目實(shí)施規(guī)劃 12914投資估算和資金籌措 13114.1投資估算 13115技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 13315.1經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法的選擇 13315.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及計(jì)算條件 13315.3財(cái)務(wù)計(jì)算 13315.4盈虧平衡分析 13515.5敏感性分析 13615.6結(jié)論 13715.7附主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總表 13716附表附圖:16.1項(xiàng)目總投資估算表 1頁(yè)16.2投資估算表 1頁(yè)16.3財(cái)務(wù)指標(biāo)匯總表 1頁(yè)16.4項(xiàng)目投資現(xiàn)金流量表 1頁(yè)16.5項(xiàng)目資本金現(xiàn)金流量表 1頁(yè)16.6利潤(rùn)與利潤(rùn)分配表 1頁(yè)16.7財(cái)務(wù)計(jì)劃現(xiàn)金流量表 2頁(yè)16.8資產(chǎn)負(fù)債表 1頁(yè)16.9流動(dòng)資金估算表 1頁(yè)16.10項(xiàng)目總投資使用計(jì)劃與資金籌措表 1頁(yè)16.11營(yíng)業(yè)收入、營(yíng)業(yè)稅金及附加估算表 1頁(yè)16.12總成本費(fèi)用估算表 1頁(yè)16.13外購(gòu)材料費(fèi)估算表 1頁(yè)16.14外購(gòu)燃料、動(dòng)力費(fèi)估算表 1頁(yè)16.15折舊與攤銷計(jì)劃表 1頁(yè)16.16借款還本付息計(jì)劃表 1頁(yè)16.17工藝流程圖 PAGE140 1總論1.1概述1.1.1項(xiàng)目名稱100萬噸/年直接還原鐵項(xiàng)目1.1.2項(xiàng)目負(fù)責(zé)人吳道洪1.1.3項(xiàng)目建設(shè)單位名稱北京神霧集團(tuán)公司1.1.4項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)秦皇島市青龍滿族自治縣山神廟經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)1.1.5項(xiàng)目建設(shè)單位基本情況神霧公司成立于1995年，十余年來，公司依托擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的節(jié)能專利技術(shù)和自有資金，一直致力于化石燃料（煤炭、石油、天然氣等）節(jié)能燃燒技術(shù)的研究與產(chǎn)品推廣，實(shí)現(xiàn)了非常規(guī)、跨越式發(fā)展。年銷售額從1995年的70萬元增至2007年的35億元，資產(chǎn)總額從1995年的不足20萬元增至2007年底的9.1億元。已投產(chǎn)的各種蓄熱式節(jié)能加熱爐達(dá)260多座，平均節(jié)能30%以上，CO2等有害氣體排放下降30%以上。銷售業(yè)績(jī)連續(xù)多年在同行業(yè)中名列第一，日益受到國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和認(rèn)同。目前，北京神霧公司擁有各類技術(shù)、設(shè)計(jì)、制造及管理人員1000余人。公司總部坐落在北京中關(guān)村科技園昌平園區(qū)，工業(yè)園區(qū)總投資一億多元，擁有12000m2的加工基地、6000m2北京神霧熱能技術(shù)有限公司是北京市昌平區(qū)高新技術(shù)企業(yè)，近三年企業(yè)發(fā)展迅猛。資產(chǎn)從2004年末的1,39億元發(fā)展到2007年年末的9.12億元，增長(zhǎng)了6.5倍；銷售收入從2005年的1.83億元增長(zhǎng)到2007年的8.45億元，增長(zhǎng)了4.6倍。神霧公司財(cái)務(wù)情況參見主要財(cái)務(wù)指標(biāo)表1-1、資產(chǎn)負(fù)債表1-2、損益表1-3。表1-12005~2007主要財(cái)務(wù)指標(biāo)2005年2006年2007年46.4030.3825.9215.3210.726.5915.8211.548.0515.9311.509.2018.7813.0010.0166.9864.7074.5833.0220.2640.5024,46336,94779,994101.36113.03117.62120.06132.26121.914,84110,54314,903150.45133.18119.241614.942774.723146.57360.65240.01180.6888.8349.9129.98104.8953.5646.59659.0610.8917.29159.8940.2280.5082.6273.4763.73347.2286.3414.26表1-22007年末資產(chǎn)負(fù)債表表1-32005~2007損益表1.2建設(shè)指導(dǎo)思想（1）以循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念來指導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè)，認(rèn)真貫徹國(guó)家和地方有關(guān)法規(guī)及行業(yè)政策。特別是環(huán)保、節(jié)能、安全、衛(wèi)生、消防等方面的政策和法規(guī)。（2）堅(jiān)持高起點(diǎn)、高效益、低消耗的設(shè)計(jì)原則，采用當(dāng)今國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)及裝備，建成國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的環(huán)保型企業(yè)。1.3項(xiàng)目建設(shè)的背景1.3.1項(xiàng)目提出的理由與過程本項(xiàng)目依托青龍滿族自治縣的鐵礦資源。該縣隸屬于秦皇島市，1987年5月成立滿族自治縣，2001年被列為國(guó)家扶貧開發(fā)重點(diǎn)縣，轄25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，396個(gè)行政村。全縣總面積3510平方公里，總?cè)丝?2.9萬，有滿、漢、苗、回等11個(gè)民族，滿族人口占68.6%。境內(nèi)區(qū)域廣闊，資源豐富，有鐵、金、石等多種礦產(chǎn)資源，其中鐵礦資源尤為豐富，鐵礦資源儲(chǔ)量達(dá)15億噸以上。為實(shí)現(xiàn)縣域經(jīng)濟(jì)的跨越發(fā)展，不斷培育縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的后勁和支撐，青龍縣委、縣政府依托本縣豐富的鐵礦資源，與具有雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)優(yōu)勢(shì)的我國(guó)最大的鋼鐵企業(yè)河北鋼鐵集團(tuán)公司（原唐山鋼鐵集團(tuán)）、北京神霧熱能技術(shù)有限公司合作，建設(shè)山神廟經(jīng)濟(jì)示范園區(qū)，實(shí)施工業(yè)入園，園區(qū)帶動(dòng)的發(fā)展戰(zhàn)略，落實(shí)工業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目，促進(jìn)企業(yè)合作、規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、良性互動(dòng)。唐鋼負(fù)責(zé)整合本縣主要鐵礦資源，并在園區(qū)建設(shè)260萬噸/年規(guī)模的氧化球團(tuán)廠，神霧公司以氧化球團(tuán)為原料，建設(shè)豎爐年產(chǎn)100萬噸直接還原鐵作為鐵浴爐的原料，鐵浴爐生產(chǎn)88萬噸融熔還原鐵水。鐵水供唐鋼作為煉鋼原料。唐鋼氣體公司提供氧氣氮?dú)獾裙I(yè)氣體。目前，豎爐年產(chǎn)100萬噸直接還原鐵項(xiàng)目已獲河北省發(fā)展改革委批準(zhǔn)，氧化球團(tuán)廠已經(jīng)開始建設(shè)。1.3.2項(xiàng)目建設(shè)的必要性采用直接還原工藝生產(chǎn)海綿鐵產(chǎn)品，具有有害雜質(zhì)含量低，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。豎爐法生產(chǎn)還原鐵，在我國(guó)還是空白。山神廟循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)融熔還原鐵水項(xiàng)目，采用水煤漿氣化做還原氣，豎爐直接還原生產(chǎn)海綿鐵作為鐵浴爐原料，生產(chǎn)融熔還原鐵水，融熔還原鐵水比高爐鐵水硅低、磷低的特點(diǎn)(見3.2描述)，對(duì)后道工序煉優(yōu)質(zhì)鋼提供保證。1.4研究結(jié)論1.4.1研究范圍主要分為三部分：還原氣體制備系統(tǒng)、豎爐系統(tǒng)和鐵浴爐系統(tǒng)。還原氣體制備系統(tǒng)包括：原煤貯運(yùn)、氣化、變換、脫硫、脫碳、硫回收六部分。豎爐系統(tǒng)包括：還原氣預(yù)熱、還原豎爐、爐頂氣降溫除塵、爐頂氣壓縮、上料系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)。鐵浴爐系統(tǒng)包括：礦槽上料系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)、鐵浴爐本體、通風(fēng)除塵系統(tǒng)、出鐵場(chǎng)、煤粉噴吹系統(tǒng)。公用工程包括火炬、變配電所、控制室、中央化驗(yàn)室、循環(huán)水站、污水處理、通風(fēng)除塵、消防及其它輔助設(shè)施。新鮮水、消防水、蒸汽、氧氣、氮?dú)狻⒚擕}水、儀表風(fēng)、壓縮空氣等由工業(yè)園區(qū)統(tǒng)一供應(yīng)，不在本項(xiàng)目范圍之內(nèi)。1.4.2研究結(jié)論“氣基直接還原鐵+鐵浴爐”工藝技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備運(yùn)行安全可靠，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良。作為高品質(zhì)優(yōu)質(zhì)鋼種生產(chǎn)所必不可少的原料。項(xiàng)目投產(chǎn)后，還將會(huì)促進(jìn)地方相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)青龍縣及周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)繁榮。本項(xiàng)目的建設(shè)投資197085萬元，所得稅后內(nèi)部收益率26.09%，投資回收期為5.5年（含建設(shè)期1.5年），項(xiàng)目的盈利能力滿足行業(yè)要求。項(xiàng)目各項(xiàng)效益指標(biāo)及敏感性分析結(jié)果表明,項(xiàng)目具有較強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力和貸款清償能力。綜上所述，該項(xiàng)目工藝技術(shù)先進(jìn)成熟，市場(chǎng)前景良好，建成后能帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，建議盡快建設(shè)。1.4.2.1主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總表表1-4主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總表序號(hào)名稱單位數(shù)量備注一裝置規(guī)模融熔還原鐵水萬噸/年88公稱能力煤氣萬Nm3/年78656副產(chǎn)品水渣萬噸/年18.5副產(chǎn)品硫磺噸/年～2000副產(chǎn)品二年操作時(shí)間小時(shí)7200三主要原料1煤萬噸/年452氧氣Nm3/h233523氧化球團(tuán)萬噸/年161豎爐原料四公用工程1新鮮水萬噸/年5042電萬kWh/年120003脫鹽水萬噸/年21.64氮?dú)釴m3/h45875儀表空氣Nm3/h16006蒸汽萬噸/年12000五三廢1廢氣Nm3/h87500達(dá)標(biāo)排放2廢水t/h493廢渣萬t/a8.07作為副產(chǎn)品外售六年總運(yùn)輸量萬噸/年336.771運(yùn)入萬噸/年222.22運(yùn)出萬噸/年114.57七占地面積公頃16八總定員人2422產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)測(cè)2.1世界直接還原鐵產(chǎn)量2006年，世界直接還原鐵產(chǎn)量創(chuàng)新高，達(dá)到了5959萬噸，比上年增長(zhǎng)290萬噸增幅4.9%。2007年估計(jì)產(chǎn)量6500萬噸。歷年世界直接還原鐵產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)見表2-1，走勢(shì)圖見圖1。由表1和圖1可知，2001~2007年增速最快，平均年增幅為7.1%。表明了2001~2007年直接還原鐵需求的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，據(jù)預(yù)測(cè)，2010年全球直接還原鐵的產(chǎn)量將達(dá)到7500萬噸。世界各國(guó)直接還原鐵廠產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)見表2-2，自2003年以來，印度取代了委內(nèi)瑞拉成為全球最大的直接還原鐵生產(chǎn)國(guó)。其次為委內(nèi)瑞拉、伊朗，他們共同的特點(diǎn)是均為鐵礦石或天然氣資源大國(guó)。印度就得益于鐵礦石資源和其西部的天然氣資源。美國(guó)有57%的粗鋼是電爐生產(chǎn)的，2000年直接還原鐵產(chǎn)量160萬噸，2006年只生產(chǎn)了20萬噸，進(jìn)口277萬噸。表2-1歷年世界直接還原鐵產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)單位：百萬噸年份1970197119721973197419751976197719781979198019811982產(chǎn)量0.790.951.391.92.722.813.023.5256.647.147.927.28比上年%20.346.336.743.23.37.516.642.032.87.510.9-8.1年份1983198419851986198719881989199019911992199319941995產(chǎn)量7.99.3411.1712.5313.5214.0915.6317.6819.3220.5123.6527.3730.67比上年%9.3411.1712.5313.5214.0915.6317.6819.3220.5123.6527.3730.679.34年份199619971998199920002001200220032004200520062007產(chǎn)量33.336.1936.9638.5943.7840.3245.0849.4554.656.9959.796500比上年%8.68.72.14.413.4-7.911.89.710.44.44.98.6圖1歷年直接還原鐵產(chǎn)量增長(zhǎng)走勢(shì)圖圖1歷年直接還原鐵產(chǎn)量增長(zhǎng)走勢(shì)圖表2-2世界各國(guó)直接還原鐵廠產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)單位：百萬噸2001增加%2002增加%2003增加%2004增加%2005增加%2006增加%印度5.5913.96.5914.67.6715.59.3717.211.119.914.724.7委內(nèi)瑞拉6.3815.86.8915.36.9147.8314.38.95168.614.4伊朗512.45.2811.75.6211.46.4111.76.8512.36.911.5墨西哥3.679.14.910.95.6211.46.54125.9810.76.210.3沙特阿拉伯2.887.13.297.33.296.73.416.23.636.53.66俄羅斯2.516.22.916.52.915.93.145.83.3463.35.5埃及2.375.92.535.62.875.83.025.52.95.23.15.2特立尼達(dá)和多巴哥2.315.72.325.12.284.62.364.32.053.72.13.5阿根廷1.283.21.463.21.743.51.743.21.833.323.3南非1.563.91.553.41.543.11.6331.783.21.82.9利比亞1.092.71.172.61.342.71.582.91.6531.62.7印度尼西亞1.483.71.53.31.232.51.472.71.392.51.32.2馬來西亞1.122.81.082.41.63.21.683.11.382.51.52.6新西蘭0.93-0.88-1.02-1.03-0.991.8--卡塔爾0.731.80.751.70.781.60.831.50.821.50.91.5加拿大0-0.180.40.511.0920.591.10.50.8德國(guó)0.210.50.541.20.591.20.611.10.440.80.61巴西0.431.10.360.80.410.80.440.80.430.80.40.6中國(guó)0.110.30.220.50.310.60.430.80.410.70.40.7美國(guó)0.120.30.4710.210.40.180.30.220.40.20.4秘魯0.070.20.030.10.080.20.080.10.090.20.10.2澳大利亞1.373.41.022.31.953.90.691.32.2價(jià)格現(xiàn)狀與預(yù)測(cè)2.2.1價(jià)格現(xiàn)狀我國(guó)是世界第一鋼鐵大國(guó)，估計(jì)2007年全球粗鋼產(chǎn)量13.5億噸，我國(guó)約5億噸，占37%。主要鋼鐵原料鐵礦石對(duì)外依存度達(dá)51%以上，進(jìn)口價(jià)從2005年到2008年分別上漲了71.5%、19%、9.5%、65%，三年已經(jīng)翻了一番，2008年鐵礦石漲價(jià)65%，唐山地區(qū)鐵精礦粉價(jià)格去年12月份已超過1500元/t。參見表2-3，圖2。表2-32007年1-12月國(guó)內(nèi)主要地區(qū)鐵精粉價(jià)格2007年1-12月國(guó)內(nèi)主要地區(qū)鐵精粉價(jià)格地區(qū)遼寧朝陽(yáng)山西代縣湖北大冶河北唐山山東淄博安徽繁昌TFe66%64%63%66%64%64%單位：元/t濕基不含稅干基含稅1月475487.56207407156602月492.5507.56207557306753月530542.5622.57757506904月542.55956557857707005月587.5607.5697.5875782.57406月597.5600730852.58007907月615612.5745872.58358258月687.5727.5867.51057.5965897.59月887.5877.51032.51292.51190104510月927.58951112.51347.512751162.511月96096012151372.51345127512月1967.51322.51517.51472.51362.5圖2圖22.2.2廢鋼價(jià)格情況我國(guó)鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展是在近十年才興起的，社會(huì)廢鋼的積蓄量還很低，約在13~15億噸，還未進(jìn)入廢鋼鐵高產(chǎn)期。廢鋼鐵的供應(yīng)量的增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上鋼鐵產(chǎn)量的增長(zhǎng)幅度，從上世紀(jì)九十年代中期開始進(jìn)口廢鋼，整個(gè)廢鋼市場(chǎng)進(jìn)入了供不應(yīng)求的運(yùn)行周期。全世界平均噸粗鋼耗用廢鋼400~500kg，我國(guó)由于缺乏廢鋼資源，2000年廢鋼單耗水平為228kg/t，是世界平均水平的50%，2007年我國(guó)廢鋼單耗按160kg/t測(cè)算，全年廢鋼需求量為7840萬噸。據(jù)測(cè)算，2007年社會(huì)廢鋼產(chǎn)生量4200萬噸，鋼鐵企業(yè)自產(chǎn)廢鋼3000萬噸左右，加上鑄造、設(shè)備制造小五金行業(yè)、小鋼廠用料，廢鋼缺口1000萬噸以上。2007年全年只進(jìn)口廢鋼2100萬噸。2007年1~9月廢鋼生鐵平均價(jià)格走勢(shì)見表2-4和圖3。表2－42007年1~9月廢鋼生鐵平均價(jià)格表單位：元/t月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月廢鋼價(jià)格202120602097212021842189235723572416生鐵價(jià)格226123782459252026202663263228443075圖32007年1~9月廢鋼生鐵平均價(jià)格走勢(shì)圖圖32007年1~9月廢鋼生鐵平均價(jià)格走勢(shì)圖2007年1~8月進(jìn)口普通廢鋼202萬噸，與上年同比降了51.28%，8月進(jìn)口普通廢鋼價(jià)格上升到491美元/t，創(chuàng)歷史新高。進(jìn)口廢鋼市場(chǎng)繼續(xù)處于低迷狀態(tài)，國(guó)內(nèi)廢鋼缺口得不到足夠的補(bǔ)充，進(jìn)一步加劇市場(chǎng)的緊張局面，廢鋼市場(chǎng)繼續(xù)高價(jià)位運(yùn)行已成定局。由于廢鋼資源供應(yīng)不足，煉鋼生鐵采購(gòu)過旺，漲勢(shì)自然強(qiáng)勁。2.2.3價(jià)格預(yù)測(cè)我國(guó)的直接還原鐵產(chǎn)量低，需求量高，其價(jià)格也自然隨著鐵礦石、廢鋼和生鐵的漲勢(shì)而上漲。2007年在氧化球團(tuán)價(jià)格1600元/噸的情況下，天津無縫鋼管廠的直接還原鐵出廠價(jià)高達(dá)4000元/噸,未來幾年也將維持在高位運(yùn)行。2.3市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，主要取決于市場(chǎng)容量和生產(chǎn)要素的優(yōu)化重組。2007年全球粗鋼產(chǎn)量約13.5億噸，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量約5億噸，占全球產(chǎn)量的37%；全球直接還原鐵產(chǎn)量約6500萬噸，我國(guó)只有50萬噸，只占0.77%。如果按全球的直接還原鐵所占粗鋼產(chǎn)量的平均比例計(jì)算，我國(guó)直接還原鐵的缺口為2350萬噸。黨的十六屆三中全會(huì)《決定》提出，“抓住新一輪全球生產(chǎn)要素優(yōu)化重組和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的重大機(jī)遇”。全球生產(chǎn)要素優(yōu)化重組和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，本質(zhì)上說的是一種產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整現(xiàn)象。對(duì)于現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn)，資源、技術(shù)、管理、資金、信息都是非常重要的生產(chǎn)要素。青龍山神廟經(jīng)濟(jì)園區(qū)的“100萬噸直接還原鐵+鐵浴爐”項(xiàng)目，依托當(dāng)?shù)罔F礦資源優(yōu)勢(shì)，通過北京神霧公司把先進(jìn)的氣基直接還原技術(shù)引進(jìn)到本園區(qū)，填補(bǔ)了我國(guó)的技術(shù)空白和產(chǎn)品空白。依托區(qū)位優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)融熔還原鐵水產(chǎn)品可滿足環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈裝備制造業(yè)和鋼鐵業(yè)急需的高品質(zhì)煉鋼鐵料，以促進(jìn)其加工貿(mào)易和產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。該項(xiàng)目原料和產(chǎn)品均在工業(yè)園區(qū)內(nèi)，可以減少原料和產(chǎn)品的庫(kù)存量，減少生產(chǎn)和管理成本，有利于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。3產(chǎn)品方案及產(chǎn)品規(guī)格3.1產(chǎn)品方案本項(xiàng)目產(chǎn)品方案為：融熔還原鐵水：88萬噸/年或直接還原鐵：100萬噸/年副產(chǎn)品：硫磺：～2000噸/年煤氣：7.36X108Nm3水渣：18.5萬噸/年年操作時(shí)間：7200小時(shí)生產(chǎn)方式:連續(xù)生產(chǎn)操作制度：四班三運(yùn)轉(zhuǎn)3.2產(chǎn)品規(guī)格日常生產(chǎn)熱裝鐵水，鐵浴爐檢修時(shí)，生產(chǎn)熱壓塊HBI直接還原鐵HBI質(zhì)量指標(biāo)為：序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)(wt)1金屬化率92%2碳（C）1.3%3全鐵（TFe）92.2%4金屬鐵（MFe）84.8%5FeO8.1%6脈石總量4.9%融熔鐵水成份序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1碳4.3%2硅03錳0.04%4磷0.03%5硫0.03%6溫度144工藝技術(shù)方案4.1工藝技術(shù)方案的選擇本裝置采用目前先進(jìn)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(diào)整，能為還原鐵生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的還原氣；還原鐵生產(chǎn)采用Midrex工藝，技術(shù)先進(jìn)可靠。還原鐵直接進(jìn)入鐵浴爐，工藝流程圖如下：4.1.1還原氣制備方案4.1.1.1煤氣化以煤為原料的氣化方法主要有固定床、流化床和氣流床等。固定床氣化技術(shù)在我國(guó)運(yùn)用較廣，較為先進(jìn)的有魯奇（Lurgi）氣化技術(shù)，在我國(guó)建有3套裝置。該技術(shù)雖然能連續(xù)加壓氣化，但由于氣化溫度低，生成氣中甲烷含量大，同時(shí)生成氣中含苯、酚、焦油等一系列難處理的物質(zhì)，凈化流程長(zhǎng)；尤其是該技術(shù)只能用碎煤不能用粉煤，因而原料利用率低，大量篩分下來的粉煤要配燃煤鍋爐進(jìn)行處理。此技術(shù)用于城市煤氣較好，不宜作還原氣。固定層間歇?dú)饣夹g(shù)是我國(guó)小氮肥、小甲醇廠普遍采用的氣化技術(shù)。該技術(shù)投資低，技術(shù)成熟；但氣化效率低，單爐產(chǎn)氣量少，常壓間歇?dú)饣?，吹風(fēng)過程中放空氣對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。該技術(shù)在國(guó)外已被淘汰。國(guó)內(nèi)在固定床間歇?dú)饣夹g(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的富氧連續(xù)氣化技術(shù)，雖然實(shí)現(xiàn)了連續(xù)氣化無吹風(fēng)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(jià)格高；也同樣存在著單爐生產(chǎn)能力較小等缺點(diǎn)。不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。流化床氣化技術(shù)主要有灰熔聚流化床粉煤氣化和恩德爐粉煤氣化技術(shù)。灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)為中科院山西煤化學(xué)研究所與秦晉科技公司開發(fā)，該技術(shù)可用多種煤質(zhì)作原料，如煙煤、焦炭、焦粉等，使用粉煤在1100℃下氣化，固體排渣。但氣化壓力低、單爐產(chǎn)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(yùn)行的裝置恩德粉煤氣化技術(shù)是由我國(guó)撫順恩德機(jī)械有限公司引進(jìn)國(guó)外專利技術(shù)，并進(jìn)行重大改進(jìn)完善開發(fā)成功的工藝，屬于沸騰床粉煤氣化技術(shù)。目前主要在空氣煤氣、半水煤氣生產(chǎn)方面建有裝置，但也是氣化壓力低、用于還原氣凈化負(fù)荷大及碳利用率低。另外，粗煤氣中含灰量較大，造成廢鍋及洗滌塔等處易堵塞，需經(jīng)常停爐除渣、除焦，給操作和日常維護(hù)帶來巨大困難。氣流床氣化技術(shù)是煤氣化技術(shù)的一個(gè)革新，加壓氣流床氣化技術(shù)代表著煤氣化的發(fā)展趨勢(shì)，是現(xiàn)在最清潔的煤利用技術(shù)之一。氣流床氣化技術(shù)主要有水煤漿氣化技術(shù)、荷蘭謝爾（Shell）粉煤加壓氣化技術(shù)和德國(guó)索克（GSP）粉煤加壓氣化技術(shù)等。水煤漿氣化技術(shù)是在煤中加入添加劑、助熔劑（視煤的灰熔點(diǎn)）和水，磨成水煤漿，加壓后噴入氣化爐，與純氧進(jìn)行燃燒和部分氧化反應(yīng)。氣化溫度1300～1400℃，氣化爐無轉(zhuǎn)動(dòng)部件，對(duì)于生產(chǎn)合成氣的氣化爐，大多采用冷激流程。該技術(shù)由于是水煤漿進(jìn)料，大量水份要進(jìn)行氣化，因而以單位體積的(CO+H2)計(jì)的煤耗和氧耗均比Shell氣化高。但其粗水煤氣中甲烷及其它惰性氣體含量很少，對(duì)還原氣生產(chǎn)來說，不需脫甲烷和氮。我國(guó)煤氣化技術(shù)科研人員經(jīng)過多年努力研究，還開發(fā)出了具有中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水煤漿氣化技術(shù)，如西北化工研究院的多元料漿氣化技術(shù)、華東理工大學(xué)的四噴嘴氣化技術(shù)和清華大學(xué)、達(dá)立科的熔渣－非熔渣氣化技術(shù)。多種水煤漿氣化技術(shù)目前國(guó)內(nèi)已有數(shù)套大中型工業(yè)化裝置，均運(yùn)行平穩(wěn)。Shell氣化技術(shù)是荷蘭謝爾公司開發(fā)的一種先進(jìn)的氣化技術(shù)，該技術(shù)采用純氧、蒸汽氣化，干粉進(jìn)料，氣化溫度達(dá)1400～1700℃，碳轉(zhuǎn)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(zhǎng)。采用廢鍋流程，可副產(chǎn)高壓蒸汽。采用干粉氣化，氧耗量較德士古低（~15%）。但氣化爐（帶廢鍋）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備龐大、設(shè)備費(fèi)及專利費(fèi)均較高。主要設(shè)備需在國(guó)外制造，建設(shè)周期較長(zhǎng)。該技術(shù)目前國(guó)外只有一套大型裝置運(yùn)行，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了幾套裝置，但由于工業(yè)化的經(jīng)驗(yàn)不多，均存在問題。同時(shí)該技術(shù)須全面依賴進(jìn)口，國(guó)內(nèi)技術(shù)支撐率低。GSP粉煤氣化技術(shù)，是德國(guó)未來能源公司開發(fā)的工藝技術(shù)，既有德士古氣化爐的工藝特點(diǎn)，又有Shell氣化工藝的特點(diǎn)。上世紀(jì)70年代開始研究，1979年建成了3MW和5MW的氣化爐。其特點(diǎn)是：干粉進(jìn)料，粗合成氣有效氣體成份高，氣化效率高。這與謝爾工藝相似。氣化爐內(nèi)部采用膜式水冷壁，可承受高達(dá)2000℃我國(guó)科研和工程技術(shù)人員也在進(jìn)行類似GSP粉煤加壓氣化技術(shù)的工程化工作。但目前尚無工程化實(shí)例。大型氣化技術(shù)比較見表4-1。表4-1大型氣化技術(shù)比較表序號(hào)項(xiàng)目水煤漿爐ShellGSP1氣化爐形式加壓氣流床加壓氣流床加壓氣流床2氣化劑氧氣氧氣氧氣3氣化壓力/Mpa4.0-6.5[1]3.0-4.0≤4.04氣化溫度/℃1300-141400-1600≤20005能量回收形式水激冷或廢鍋廢鍋激冷、水冷壁6爐體保護(hù)裝置耐火材料水冷壁鍋爐水冷壁鍋爐7適用原料煙煤褐煤+煙煤褐煤+煙煤8使用原料粒度水煤漿<0.076mm占70%干粉煤<100目碎煤干法加料90%<100目9有效組分CO+H2~83%~90%~90%10CH4（V%）<0.10011氧耗Nm3/(1KNm3CO+H2)~389~330~33012煤耗kg/(1KNm3CO+H2)~610~565~56513碳轉(zhuǎn)化率~98%~99%~~99%14對(duì)環(huán)境影響潔凈煤氣化潔凈煤氣化潔凈煤氣化15工程投資較多大[2]較多16技術(shù)難度技術(shù)較復(fù)雜技術(shù)復(fù)雜[3]技術(shù)較復(fù)雜17送料系統(tǒng)較復(fù)雜復(fù)雜[4]復(fù)雜[4]18國(guó)產(chǎn)化程度全部國(guó)產(chǎn)化主要部件目前全部依賴進(jìn)口主要部件依賴進(jìn)口19運(yùn)行情況自93年引進(jìn)及國(guó)產(chǎn)化的多套均正常運(yùn)行目前尚在試運(yùn)行中目前尚無工業(yè)化運(yùn)行裝置注：[1]有個(gè)別廠家使用2.8或8.5MPa氣化壓力；[2]按年產(chǎn)20萬噸氨計(jì)，Shell（無備用爐）投資較Texaco（有備用爐）多15~20%；[3]包括設(shè)備制造、操作控制；[4]干粉煤制備及高壓氮密相輸送粉煤技術(shù)復(fù)雜；綜合以上比較，本項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)的非熔渣-熔渣的水煤漿氣化技術(shù)制煉鐵用還原氣。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(tái)爐子，投資要增加30%。根據(jù)還原氣用量及不同爐型的投資估算，同時(shí)考慮對(duì)凈化投資和運(yùn)行費(fèi)用的影響，確定本項(xiàng)目采用φ2800、4.0Mpa氣化爐4臺(tái)，三開一備。4.1.1.2變換及脫硫脫碳由于還原鐵裝置要求還原氣成份H2/CO=1.5~1.8，因此氣化來的粗煤氣要進(jìn)行變換。CO變換有耐硫變換和非耐硫變換之分，非耐硫變換氣體要先脫硫，由于脫硫工藝要求在常溫下進(jìn)行，故流程會(huì)出現(xiàn)“冷熱病”，進(jìn)入變換需補(bǔ)加蒸汽，增加消耗。而采用耐硫變換時(shí)，由于水煤漿氣化粗合成氣經(jīng)洗滌后含塵量1～2mg/m3（標(biāo)），并被水蒸汽飽和，水氣比約1.46，直接進(jìn)入變換，不需再補(bǔ)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。同時(shí)在變換爐的上段設(shè)有預(yù)變換，用于除去氣體中雜質(zhì)及防止變換催化劑中毒。變換產(chǎn)生大量的工藝余熱用于產(chǎn)生蒸汽及預(yù)熱鍋爐給水。水煤漿氣化工藝生產(chǎn)的粗煤氣除含CO、H2、CO2外，還有少量H2S、COS、CH4、N2、Ar及微量的氯，氨等成分。從國(guó)內(nèi)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。低溫甲醇洗工藝是采用冷甲醇作為溶劑脫除酸性氣體的物理吸收方法，主要有德國(guó)林德公司的低溫甲醇洗工藝脫硫脫碳工藝和魯奇公司的低溫甲醇洗脫硫脫碳工藝。該技術(shù)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0.1ppm。而且溶劑吸收能力大，循環(huán)量小，能耗省，溶劑價(jià)格便宜，操作費(fèi)用低。該法缺點(diǎn)是在低溫下操作，設(shè)備低溫材料要求較高，整個(gè)工藝投資較高。大連理工大學(xué)從1983年開始進(jìn)行低溫甲醇洗的工藝過程研究,在中石化和浙江大學(xué)的協(xié)助下1999年該項(xiàng)研究通過了中石化的鑒定，2000年獲得了中石化科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)，并且獲得了國(guó)內(nèi)兩項(xiàng)專利申請(qǐng)。經(jīng)改進(jìn)后該技術(shù)采用六塔流程，與林德工藝相似，設(shè)備投資比林德工藝低~10%。NHD同低溫甲醇洗一樣，同屬物理吸收，其對(duì)CO2、H2S等均有較強(qiáng)的吸收能力，但對(duì)COS的吸收能力較弱。NHD凈化可將CO2脫至0.1%以下，H2S小于1PPm。NHD溶劑吸收能力比甲醇低，因而溶劑循環(huán)量大，且溶劑價(jià)格較高，因而操作費(fèi)用較高。該法的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備無腐蝕，可采用碳鋼設(shè)備，整個(gè)裝置投資較少。兩種工藝的比較見表4－2。表4－2NHD和低溫甲醇洗工藝技術(shù)比較表序號(hào)項(xiàng)目低溫甲醇洗NHD1吸收環(huán)境-50-5℃~2溶劑循環(huán)量小大3凈化度CO2<20×10-6H2S<0.1×10-6CO2<0.2%H2S<5×10-64制冷消耗高低5溶劑熱穩(wěn)定性好好6價(jià)格與來源市場(chǎng)供應(yīng)多，價(jià)格低市場(chǎng)供應(yīng)多，價(jià)格較高7其他說明粘度小、吸收易達(dá)到平衡粘度大、傳質(zhì)差8工藝技術(shù)的成熟性成熟成熟9影響投資因素設(shè)備多、部分材料、機(jī)泵需引進(jìn)軟、硬件費(fèi)低10操作與投資操作費(fèi)用少、投資高操作費(fèi)用高（10%）,投資低（40%）對(duì)煉鋼用還原氣來說，由于對(duì)CO2和H2S的凈化要求較合成氣低，溶劑循環(huán)量會(huì)有所減少。綜合以上，本項(xiàng)目采用NHD凈化工藝。4.1.1.3硫回收克勞斯（Claus）法硫回收技術(shù)是目前煤制氣、煉廠氣、天然氣加工副產(chǎn)酸性氣體及其它含H2S氣體回收硫的主要方法。典型的克勞斯裝置通常由一個(gè)燃燒段和隨后的二個(gè)或三個(gè)催化轉(zhuǎn)化段組成,燃燒段由帶有燃燒室的燃燒爐和廢熱鍋爐組成,在燃燒段,克勞斯原料氣中1/3的硫化氫按照下面的化學(xué)反應(yīng)式燃燒生成二氧化硫,根據(jù)克勞斯平衡反應(yīng),二氧化硫與剩余的硫化氫反應(yīng)生成單質(zhì)硫: H2S+3/2O2 SO2+H2O (a) 2H2S+SO23S+2H2O(b)在燃燒室典型的1200℃溫度條件下,硫的轉(zhuǎn)化率為60~70%,由于原料氣中含有CO2、NH3和烴類等雜質(zhì),因此在燃燒段可產(chǎn)生許多副反應(yīng),反應(yīng)后的氣體離開燃燒室,進(jìn)入廢熱鍋爐冷卻至160℃左右,回收熱量產(chǎn)生蒸汽,以冷凝分離液硫,工藝氣再經(jīng)加熱后,將在有克勞斯催化劑的反應(yīng)器里利用催化劑使克勞斯平衡反應(yīng)向生成硫的方向進(jìn)行,以進(jìn)一步提高硫的轉(zhuǎn)化率。克勞斯反應(yīng)段由工藝氣加熱器、催化反應(yīng)器和硫磺冷凝器組成。硫磺在克勞斯反應(yīng)器后冷凝分離,未反應(yīng)的氣體進(jìn)入下一個(gè)催化反應(yīng)段繼續(xù)反應(yīng)和生成硫, 2H2S+SO2 3S+2H2O (c)對(duì)于硫化氫含量高的富酸性氣,設(shè)有二個(gè)反應(yīng)段的克勞斯裝置理論上的回收率為96%,設(shè)有三個(gè)反應(yīng)段的克勞斯反應(yīng)段的克勞斯裝置理論的上的硫回收率為98%,但在實(shí)際上,由于受到各種條件的限制,硫的回收率只能達(dá)到94~97%。而硫化氫含量低于25%V左右的酸性氣，硫回率將更低。對(duì)于硫化氫含量低的富酸性氣,可采用絡(luò)合鐵法。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(xiǎn)。溶液極易再生，生成硫的顆粒大，易于分離。另外，脫硫溶液無毒，對(duì)環(huán)境污染少；溶液配置簡(jiǎn)單，原料價(jià)廉易得；溶液中付反應(yīng)生成物增長(zhǎng)速度慢。由于絡(luò)合鐵法流程簡(jiǎn)單、設(shè)備少、占地少、投資省，該法也是較普遍采用的氧化脫硫方法，國(guó)外應(yīng)用較普遍，我國(guó)蘭州化肥廠、騰縣化肥廠等用此法脫硫，并進(jìn)行硫回收。綜合以上，本項(xiàng)目采用絡(luò)合鐵法脫硫。4.1.2直接還原鐵方案直接還原工藝用于將球團(tuán)礦或塊礦形式的鐵氧化物轉(zhuǎn)換成適于煉鋼的高度還原產(chǎn)品。為實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，還原工藝?yán)眠B續(xù)流動(dòng)的還原氣體用化學(xué)方法從鐵氧化物中提取氧。還原過程在低于給料熔融溫度的條件下進(jìn)行。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(yīng)器內(nèi)。還原氣沿反應(yīng)器向上流動(dòng)，將下降的鐵氧化物加熱到還原溫度。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(chǎn)品。直接還原溫度控制在850-95還原區(qū)發(fā)生的基本反應(yīng)如下：3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO23Fe2O3+H22Fe3O4+H2OFe3O4+CO3FeO+CO2Fe3O4+H23FeO+H2OFeO+COFe+CO2FeO+H2Fe+H2O3Fe+2COFe3C+CO3Fe+CO+H2Fe3C+H23Fe+CH4Fe3C+2H在氣基直接還原工藝中，豎爐法的MIDREX和HYL占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，具有工藝技術(shù)成熟可靠、投資少、生產(chǎn)率高（容積利用系數(shù)可達(dá)8～12t/m3·d-1）、單爐產(chǎn)量大（最高達(dá)180萬t/年）等優(yōu)點(diǎn)。目前，MIDREX和HYL豎爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)過不斷完善，已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。Midrex法Midrex法為美國(guó)米德萊克斯(Midrex)公司所發(fā)明，是目前普遍使用的生產(chǎn)方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其生產(chǎn)量2001年為2684萬t，占直接還原法產(chǎn)量的66％以上。氣基Midrex法是具有代表性的氣基豎爐法，它由供料系統(tǒng)、還原豎爐、煙氣處理、天然氣重整爐組成。Midrex法的一次能源是天然氣，通過天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化成CO和H2。爐料從爐頂通過布料器(或多個(gè)加料管)合理地布入爐中，在還原區(qū)與CO和H2進(jìn)行還原反應(yīng)，最后產(chǎn)品由爐底排出。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(jìn)入豎爐循環(huán)使用。Midrex豎爐法是1968年由美國(guó)提出，1969年第一次建廠，而后迅速發(fā)展起來。Midrex豎爐法特點(diǎn)是設(shè)備緊湊，充分利用余熱，生產(chǎn)率高，但對(duì)礦石和還原氣的含硫量要求嚴(yán)格。HYL法希爾法(HYL法)為墨西哥鍍錫板和薄板公司的發(fā)明，HYL是這家公司英文縮寫。20世紀(jì)70年代墨西哥在固定床HYLI法基礎(chǔ)上發(fā)展為HYLⅢ式豎爐，應(yīng)用相當(dāng)廣泛，約占世界直接還原鐵產(chǎn)量的17％。HYL法工藝爐料（鐵礦石球團(tuán)）自反應(yīng)器頂部加入，還原氣由中部還原區(qū)進(jìn)入。從上至下，還原分四個(gè)階段進(jìn)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。其特點(diǎn)是對(duì)CO和H2比例要求不嚴(yán)格。從發(fā)展的角度來看，Midrex技術(shù)工藝的市場(chǎng)占有率在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)仍將占據(jù)統(tǒng)治地位。綜合考慮設(shè)備費(fèi)、專利費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)、工藝成熟性和技術(shù)易得性，該項(xiàng)目擬采改進(jìn)的Midrex法。4.1.3鐵浴爐鐵水方案4.1.3.1鐵浴爐工藝方案鐵浴爐生產(chǎn)工藝是一個(gè)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(jié)構(gòu)構(gòu)成。耐火材料爐膛包括鐵水熔池，熔渣浮于鐵水之上。入爐原料(煤，焦粉，礦粉，熔劑)用氮?dú)鈴陌惭b在側(cè)面的盆腔同時(shí)吹入熔池。原料主要是從爐身上部加入的直接還原鐵，含鐵污泥干燥后從爐身側(cè)部的槍噴入爐內(nèi)。熔劑主要是粉狀氧化鈣、氧化鎂等。氧化鈣調(diào)節(jié)堿度和脫硫效果，氧化鎂調(diào)節(jié)渣的流動(dòng)性。煤和焦為發(fā)熱劑和還原劑。鐵熔池上面，分散著隨煤加入的碳素發(fā)生氧化反應(yīng)，與含鐵原料發(fā)生氧化反應(yīng)，生成一氧化碳，煤炭里面的揮發(fā)份分解產(chǎn)生氫氣。隨著一氧化碳、氫氣、氮?dú)廨d體從熔池快速逸出，金屬和爐渣射流從頂部噴入，從熱風(fēng)爐送過來的1200℃金屬和熔渣射流覆蓋在水冷壁表面，減少能量損失，保護(hù)水冷壁，有點(diǎn)類似于轉(zhuǎn)爐的濺渣護(hù)爐。過程產(chǎn)生的煤氣從爐頂先經(jīng)過熱旋風(fēng)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(fēng)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(tuán)、鍋爐使用，富余的煤氣降溫進(jìn)煤氣管網(wǎng)。渣鐵產(chǎn)品連續(xù)地通過直立縮口的熔煉容器的避渣器，進(jìn)入渣腔分離。焦碳在冶煉的過程主要是還原劑和發(fā)熱劑，因而對(duì)強(qiáng)度要求不高，三級(jí)冶金焦可滿足工藝的要求，同時(shí)因焦比低大大降低了冶煉成本。但對(duì)焦碳和煤的入硫總量要控制，否則下道工序難以控制質(zhì)量，本方案焦碳為外購(gòu)或唐鋼供應(yīng)。鐵浴爐可冶煉高磷礦。如果下道工序要精煉，則必須脫硫脫磷。生產(chǎn)過程產(chǎn)生的爐渣可以作為原料供水泥或建筑材料。鐵浴爐的原料為直接還原鐵，也可以是扎鋼皮或含鐵污泥。大大地?cái)U(kuò)展原料的來源，能利用大多數(shù)的鋼鐵產(chǎn)品廢棄物，促成鋼鐵生產(chǎn)的零污染。短流程和快速恢復(fù)的鐵浴爐流程，可以迅速簡(jiǎn)單地改變?cè)项愋突虍a(chǎn)品。其操作的彈性，可以根據(jù)市場(chǎng)變化，迅速調(diào)整原料成本。鐵浴爐停產(chǎn)時(shí)，豎爐的產(chǎn)品做成熱壓塊HBI轉(zhuǎn)入料倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)。料倉(cāng)中的HBI也可在生產(chǎn)時(shí)少量配比加入鐵浴爐，但配比不能超過4%，料倉(cāng)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(shí)因料倉(cāng)HBI為致密冷料，反應(yīng)速度慢，降低了生產(chǎn)效率，增加了能耗。4.1.3.2鐵浴爐工藝設(shè)備鐵浴爐兩臺(tái)爐缸為水冷綜合爐底，爐底水冷管上砌兩層半石墨高導(dǎo)熱碳磚，兩層微孔熱壓焙燒碳磚和兩層剛玉磚。爐缸側(cè)壁為冷卻壁加半石墨磚綜合結(jié)構(gòu)，爐腹為氮化硅結(jié)合碳化硅磚砌筑外加冷卻壁結(jié)構(gòu)，錐臺(tái)部份磷酸浸漬粘土磚加水冷壁，熱風(fēng)從頂部水冷槍噴入，熱煤氣通過上升管進(jìn)入熱旋風(fēng)粗除塵。礦槽為混凝土結(jié)構(gòu)，所裝物料為熱壓塊、球團(tuán)礦、小塊焦、塊礦。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?dú)夤蕖嚎s空氣站、噴吹管線、噴槍。噴槍為特殊雙腔結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為耐熱不銹鋼0Cr18Ni9，內(nèi)腔通煤粉，外腔通氧。熱旋風(fēng)外部為鋼殼，材質(zhì)Q235A，內(nèi)襯鋼玉磚耐高溫荒煤氣沖刷，殼體內(nèi)噴FN130涂料，砌50mm厚硅酸鋁纖維磚，殼體溫度在工作在80℃鐵浴爐設(shè)鼓風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)房。設(shè)熱風(fēng)爐及管線使鼓入鐵浴爐內(nèi)的風(fēng)溫加熱到1200℃設(shè)出鐵場(chǎng)除塵、出鐵場(chǎng)及爐前開口機(jī)、液壓炮。4.1.3.3年產(chǎn)88萬噸鐵水，鐵浴爐與高爐對(duì)比分析項(xiàng)目高爐鐵浴爐備注成本(元/噸)36403185隨著目前焦碳價(jià)格上揚(yáng)，兩者的差價(jià)會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大投資總額(億)12(包括焦?fàn)t、燒結(jié))17.9建設(shè)周期2年1.8年SO2年排放量413噸120噸CO2年排放量138萬噸41萬噸粉塵年排放量64噸18噸生產(chǎn)組織高爐停爐、開爐周期長(zhǎng)，長(zhǎng)期休風(fēng)后的復(fù)風(fēng)生產(chǎn)困難。高爐不能配吃粉狀含鐵原料，焦碳質(zhì)量低于二級(jí)冶金焦影響高爐順行，導(dǎo)致成本大幅度上升。焦化、燒結(jié)、煉鐵之間的生產(chǎn)調(diào)度復(fù)雜，難度大。停爐、開爐迅速，轉(zhuǎn)產(chǎn)靈活，可根據(jù)原料變化配粉狀含鐵原料。生產(chǎn)調(diào)度靈活。對(duì)焦碳強(qiáng)度要求不高。定員287人(包括焦?fàn)t、燒結(jié))242人占地大少(省去了焦化、燒結(jié)占地)固廢處理產(chǎn)生瓦斯灰、除塵污泥，要另設(shè)處理裝置可消化含鐵粉塵，循環(huán)使用。產(chǎn)業(yè)政策限制類鼓勵(lì)類4.2技術(shù)來源直接還原鐵豎爐及熱壓塊機(jī)，采用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。其他均采用成熟的國(guó)內(nèi)技術(shù)。4.3工藝流程及消耗定額4.3.1備煤原料煤經(jīng)汽車運(yùn)輸進(jìn)廠，貯煤場(chǎng)由橋式抓斗起重機(jī)和推土機(jī)承擔(dān)原料煤的倒運(yùn)。原料煤被送入受料槽中，由受料槽下地皮帶運(yùn)走，通過膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)、計(jì)量、除鐵、破碎、篩分，送至磨機(jī)前貯煤倉(cāng)待用。石灰石粉由汽車運(yùn)來，直接送至磨機(jī)前貯倉(cāng)待用。磨機(jī)前貯倉(cāng)中原料煤和石灰石粉（低灰熔點(diǎn)煤不加），按配比經(jīng)計(jì)量后送入磨機(jī)。4.3.2氣化4.3.2由煤貯運(yùn)系統(tǒng)送來的原料煤（干）送至煤貯斗，經(jīng)稱重給料機(jī)控制輸送量送入棒磨機(jī)，加入一定量的水，物料在棒磨機(jī)中進(jìn)行濕法磨煤。為了控制煤漿粘度及保持煤漿的穩(wěn)定性加入添加劑，為了調(diào)整煤漿的pH值，加入堿液或氨水，共同磨制漿達(dá)到要求的粒度分布，制得料漿濃度約為60％左右。磨機(jī)溢流出的料漿經(jīng)圓筒篩除去料漿中的大顆粒后，依靠重力流入磨機(jī)出料槽，磨機(jī)出料槽攪拌器使料漿均化并保持懸浮狀態(tài)。料漿再通過磨煤機(jī)出料槽泵送入氣化系統(tǒng)的煤漿槽供氣化用。制漿用水由制漿水泵將水由制漿水槽經(jīng)計(jì)量后送入磨機(jī)。制漿用水為來自灰水處理單元，其余部分根據(jù)需要，用原水補(bǔ)充。4.3.在本工段，煤漿與氧進(jìn)行部分氧化反應(yīng)制得粗還原氣。煤漿由煤漿槽經(jīng)煤漿加壓泵加壓后連同空分送來的高壓氧通過燒咀進(jìn)入氣化爐，在氣化爐中煤漿與氧發(fā)生如下主要反應(yīng)：CmHnSr+m/2O2—→mCO+（n/2-r）H2+rH2SCmHnSr—→（n/4-r/2）CH4+（m-n/4+r/2）C+rH2SC+O2—→CO2C+CO2—→2COC+H2O—→CO+H2CO+H2O—→H2+CO2反應(yīng)在4.0MPa（G）、1350～1400℃下進(jìn)行。氣化反應(yīng)在氣化爐反應(yīng)段瞬間完成，生成CO、H2、CO2、H2O和少量CH4、H2S等氣體。煤漿經(jīng)高壓料漿泵從煤漿槽送入工藝燒嘴。料漿和氧氣經(jīng)工藝燒嘴噴入氣化爐內(nèi)，進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成粗煤氣。氣化原料中的少量未轉(zhuǎn)化組份和由部分灰形成的液態(tài)熔渣與生成的粗煤氣一起并流進(jìn)入氣化爐下部的激冷室。進(jìn)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(jìn)入位于激冷室下降管頂端的激冷環(huán)，并沿下降管內(nèi)壁向下流入激冷室。激冷水與出氣化爐渣口的高溫氣流接觸，部分激冷水汽化對(duì)粗煤氣和夾帶的固體及熔渣進(jìn)行淬冷、降溫。激冷水中較大固體顆粒經(jīng)黑水過濾器除去。氣化爐激冷室中的黑水通過液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)連續(xù)排出，并送往氣化高溫?zé)崴鳎厥栈宜祷貧饣到y(tǒng)使用。氣化反應(yīng)生成粗煤氣及少量的其它物質(zhì)（包括氯化物、硫化物、氮?dú)?、氬氣及甲烷等）、液態(tài)熔渣及細(xì)灰顆粒。這些物質(zhì)出氣化爐燃燒室，沿下降管進(jìn)入激冷室水浴。熔渣在水中淬冷固化，并沉入氣化爐底部水浴。粗煤氣與水直接接觸進(jìn)行冷卻，大部分細(xì)灰留在水中。粗煤氣沿下降管與導(dǎo)氣管之間的環(huán)隙上升，經(jīng)激冷室上部折流板折流分離出部分粗煤氣中夾帶的水分，從氣化爐旁側(cè)的出氣口引出，送往文丘里管和洗滌塔。粗煤氣與來自激冷水泵的水經(jīng)文丘里管混合。細(xì)灰在此被水完全浸濕，在洗滌塔中從粗煤氣中除去。濕粗煤氣進(jìn)入洗滌塔沿下降管進(jìn)入洗滌塔底部水浴，粗煤氣中夾帶的大部分細(xì)灰在此從粗煤氣中除去。粗煤氣經(jīng)下降管和導(dǎo)氣管間的環(huán)隙上升，進(jìn)入洗滌塔頂部的塔板，來自高壓冷凝液罐的工藝熱冷凝液將粗煤氣中殘留的細(xì)灰洗滌下來。粗煤氣夾帶的水滴在塔板上方的除沫器中分離下來。基本上不含細(xì)灰的粗煤氣出洗滌塔送到凈化系統(tǒng)。沉積在氣化爐激冷室底部的粗渣及其它固體顆粒，通過循環(huán)水流的循環(huán)作用帶入鎖斗。大的渣塊經(jīng)破渣機(jī)進(jìn)行破碎。從氣化爐排出的大部分灰渣沉降在鎖斗底部，定時(shí)排入渣池，由扒渣機(jī)撈出后裝車外運(yùn)。從鎖斗頂部抽出較清的水，經(jīng)鎖斗循環(huán)泵循環(huán)進(jìn)入氣化爐激冷室水浴。4.3.2.本工段將氣化來的黑水進(jìn)行渣水分離，處理后的水循環(huán)使用。從氣化爐和碳洗塔排出的高溫黑水分別進(jìn)入高壓閃蒸器，經(jīng)高壓閃蒸濃縮后的黑水再經(jīng)真空閃蒸濃縮后由渣池泵送入澄清槽，水中加入絮凝劑使其加速沉淀。澄清槽底部的細(xì)渣漿經(jīng)泵抽出送往過濾機(jī)給料槽，經(jīng)由過濾機(jī)給料泵加壓后送至真空過濾機(jī)脫水，渣餅由汽車?yán)鰪S外。閃蒸出的高壓氣體經(jīng)過灰水加熱器回收熱量之后，通過氣液分離器分離掉酸性氣體，冷凝液作為洗滌用水。閃蒸出的低壓氣體直接送至洗滌塔給料槽，澄清槽上部清水溢流至灰水槽，由灰水泵分別送至洗滌塔給料槽、氣化鎖斗、磨煤水槽，少量灰水作為廢水排往廢水處理。4.3.2.4變換來自氣化工段被蒸汽充分飽和的原料氣（3.74MPaG，216℃），經(jīng)氣液分離器分離液體后，與凈化后的還原氣換熱（還原氣升溫至～190℃并減壓至～0.6MPaG送直接還原鐵系統(tǒng)加熱爐）和副產(chǎn)蒸汽降溫，調(diào)整煤氣中的水碳比，以達(dá)到適宜的變換率。然后煤氣與變換氣換熱升溫后，依次進(jìn)入預(yù)變換爐和變換爐，預(yù)變換爐的作用是除去煤氣中灰塵和會(huì)使催化劑中毒的有毒物質(zhì)，煤氣CO+H2OCO2+H2+Q由于一氧化碳變換反應(yīng)是放熱過程，出變換爐的氣體溫度升高，首先與進(jìn)預(yù)變換爐的煤氣進(jìn)行換熱。然后依次進(jìn)入廢熱鍋爐、鍋爐給水加熱器、脫鹽水預(yù)熱器、凈化還原氣預(yù)熱器進(jìn)行熱量回收。最后經(jīng)水冷器進(jìn)一步降溫后送NHD脫硫。4.3.2.5脫硫脫碳脫硫：來自變換工段的變換氣經(jīng)NHD脫碳工段的氣—?dú)鈸Q熱器換熱冷卻后進(jìn)入脫硫塔底部，與塔內(nèi)自上而下的NHD溶液逆流接觸吸收絕大部分H2S氣體及部分CO2、COS、H2等氣體，出脫硫塔的脫硫后的常溫變換氣去經(jīng)脫硫氣分離器分離掉夾帶的NHD溶液后，去NHD脫碳工段脫除剩余CO2。脫硫塔底排出的富液，進(jìn)入脫硫水力透平回收能量減壓后，進(jìn)入高壓閃蒸槽閃蒸，該閃蒸氣與脫碳工段的高壓閃蒸氣合并一起進(jìn)入脫碳閃壓機(jī)，升壓后同變換氣一起進(jìn)脫硫系統(tǒng)以回收高壓閃蒸氣中的H2。高壓閃蒸槽液相進(jìn)入濃縮塔和低壓閃蒸氣一起與自上而下的NHD貧液逆流接觸，閃蒸氣中的大部分H2S氣體及部分CO2氣體被NHD貧液吸收，CO2氣體經(jīng)濃縮塔分離器分離出夾帶的NHD溶液后高空排放。從濃縮塔底出來的富含H2S、CO2的溶液與NHD貧液在貧富液換熱器I換熱升溫，進(jìn)入脫硫中間閃蒸槽進(jìn)一步降壓閃蒸，閃蒸出一定量含有大量CO2和少量H2的閃蒸氣，閃蒸氣經(jīng)冷卻去閃蒸氣分離器，閃蒸液又與NHD貧液在貧富液換熱器II中換熱后，進(jìn)入脫硫低壓閃蒸槽，富液中大量的CO2閃蒸出來，經(jīng)閃蒸氣水冷器冷卻到40℃出再生塔填料段的再生氣經(jīng)塔上部的旋流板，用塔頂回流的冷凝液洗滌冷卻后進(jìn)入再生氣水冷器，之后在再生氣氨冷器中進(jìn)一步冷卻，經(jīng)再生氣分離器分離掉再生氣中夾帶水分后，富含H2S的再生氣用再生氣鼓風(fēng)機(jī)送到硫回收系統(tǒng)。吸收了的NHD富液分三級(jí)閃蒸，高壓閃蒸氣中含有H2S、CO2、H2等，為回收H2，高壓閃蒸氣經(jīng)脫碳閃壓機(jī)壓縮后返回變換氣。后兩級(jí)閃蒸氣中含有H2S、CO2等，經(jīng)脫硫閃壓機(jī)壓縮后去濃縮塔，被NHD溶液吸收H2S后放空。脫碳：來自脫硫工段的脫硫氣和來自爐頂氣壓縮機(jī)壓縮的爐頂氣混合后進(jìn)入脫碳塔，氣體自下而上與從塔頂來的NHD溶劑逆流接觸，塔內(nèi)有5層碳鋼扁環(huán)散堆填料，氣體中的CO2被溶劑吸收，部分H2S、COS被吸收。從塔頂出來的凈化氣經(jīng)凈化氣分離器除去少量霧沫夾帶的NHD后，凈化氣送變換工段經(jīng)過多級(jí)換熱后送加熱爐加熱。進(jìn)脫碳塔塔頂?shù)腘HD貧液在塔內(nèi)吸收的CO2工程中，由于CO2的溶解熱使溶液溫度升高，進(jìn)入水力透平回收靜壓能后，分兩路分別進(jìn)入脫碳高壓閃蒸槽，脫碳高壓閃蒸槽設(shè)備為板式塔，部分溶解的CO2和大部分H2在此解吸塔內(nèi)解吸出來。此氣體即為高壓閃蒸氣，和脫硫工段來的脫硫閃蒸氣混合后進(jìn)入脫碳閃壓機(jī)，閃蒸氣升壓、冷卻后與變換氣混合后，經(jīng)氣-氣換熱器降溫后再去脫硫工段循環(huán)吸收。從高壓閃蒸槽底部出來的溶液先和脫硫貧液換熱，然后減壓進(jìn)入低壓閃蒸槽，在此塔內(nèi)大部分溶解的CO2氣體解吸出來，此氣體CO2純度≥99.5%，即為CO2氣可作為副產(chǎn)品出售。低壓閃蒸槽底部出來的富液自流進(jìn)入汽提塔，塔內(nèi)有5層碳鋼扁環(huán)散堆填料，溶液與汽提氮?dú)庠谔盍纤?nèi)逆流接觸，此時(shí)溶液中溶解的CO2被汽提出來，排入大氣。從汽提塔底出來的貧液經(jīng)脫碳貧液泵提壓進(jìn)入脫碳塔上部。系統(tǒng)中各排液、導(dǎo)淋回收的NHD溶液，經(jīng)排液總管進(jìn)入溶劑系統(tǒng)貯槽內(nèi)。4.3.2.6硫回收酸性氣體經(jīng)氣液分離后，被絡(luò)合鐵脫硫液自吸進(jìn)入吸收塔上部，在噴射器內(nèi)氣液兩相混合，并不斷的更新接觸面積，氣液兩相進(jìn)入下部分離段，氣相分離液滴后，進(jìn)入填料吸收塔，經(jīng)噴淋段、填料段吸收硫化氫后，尾氣集中排放。絡(luò)合鐵脫硫液富液自噴射吸收塔、填料吸收塔底部匯集進(jìn)入富液槽，經(jīng)富液泵打入再生塔頂部的噴射器，與自吸進(jìn)入噴射器的空氣充分混合，經(jīng)反應(yīng)后進(jìn)入再生塔，在再生塔內(nèi)進(jìn)一步氧化再生，再生后的貧液從再生塔上部溢流進(jìn)入貧液槽，由貧液泵升壓送入噴射吸收塔、填料吸收塔循環(huán)吸收。再生塔內(nèi)析出的元素硫懸浮于再生塔頂部的環(huán)形槽內(nèi)，并溢流進(jìn)入泡沫槽，再由硫泡沫泵送入硫泡沫槽，經(jīng)過濾，進(jìn)熔硫釜回收硫磺。4.3.3直接還原鐵系統(tǒng)本部分包括還原氣升溫、豎爐、爐頂氣降溫除塵、上料系統(tǒng)和爐頂氣壓縮。來自還原氣制備系統(tǒng)變換工段～0.6MPa(G)、40℃的還原氣送還原氣加熱爐升溫至800～900℃、壓力0.12～0.15MPa(G)，由還原豎爐中部進(jìn)入豎爐還原反應(yīng)區(qū)，原料球團(tuán)（或塊礦）通過大傾角皮帶送入爐頂料斗，由豎爐頂部進(jìn)料，經(jīng)豎爐還原區(qū)與還原氣逆向接觸，還原鐵產(chǎn)品在豎爐底部經(jīng)熱壓塊機(jī)成型、降溫后送出界區(qū)。爐頂排出的還原氣含有較高CO2和水，約400-450℃、0.03MPa(G)，經(jīng)降溫除塵后，排出一部分尾氣作為還原氣加熱爐燃料，以維持系統(tǒng)惰氣的平衡。其余大部分進(jìn)入爐頂氣壓縮機(jī)升壓，然后進(jìn)入還原氣制備裝置脫碳前與煤氣混合進(jìn)入脫碳工段。脫碳?jí)毫Α?.4MPa,脫碳后還原氣含COMidrex豎爐直接還原工藝，球團(tuán)流進(jìn)豎爐的速度由豎爐底部的排料速度進(jìn)行控制。球團(tuán)入爐后靠重力下行流至豎爐底部即為成品排出。球團(tuán)在爐內(nèi)總停留時(shí)間約5-6小時(shí)。球團(tuán)在預(yù)熱還原帶與上行的爐氣相接觸被預(yù)熱和還原。4.3.4鐵浴爐系統(tǒng)本系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)房、熱風(fēng)爐系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、出鐵場(chǎng)、除塵系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)房把冷風(fēng)送入熱風(fēng)爐，冷風(fēng)被加熱到1200℃熱風(fēng)爐三座，兩座燒爐，一座送風(fēng)，所燒介質(zhì)煤氣來源為鐵浴爐清洗干凈后煤氣。部分氧氣通過熱風(fēng)爐富氧鼓風(fēng)，大部份氧氣通過噴槍射入爐內(nèi)，以平衡頂吹和側(cè)吹的溫度。富氧為了增加鐵浴爐內(nèi)燃燒溫度，其次能減少煤氣中氮?dú)獾暮?。爐身側(cè)吹槍是一種特殊雙腔結(jié)構(gòu)槍，內(nèi)層走煤粉、氧化鈣粉、氧化鎂粉，靠氮?dú)廨斔?。外層走氧氣，在槍的前端形成旋流，快速燃燒煤粉，同時(shí)氧氣還可以冷卻噴槍的外表溫度。加料系統(tǒng)是把豎爐產(chǎn)出的熱的直接還原鐵裝入鐵浴爐，加料管內(nèi)通氮?dú)?，阻止鐵浴爐內(nèi)的煤氣外溢，小塊焦也通過該管加入到鐵浴爐內(nèi)。煤粉、焦粉、氧化鈣粉、氧化鎂粉通過氮?dú)飧咚賴娚淙腓F浴爐內(nèi)，攪動(dòng)鐵浴爐內(nèi)液面，直接還原鐵為海綿狀，剛?cè)霠t時(shí)少部份被高溫氣體融化，大部份浮在渣液表面，被攪動(dòng)后融化而渣鐵分層。煤粉、焦粉作為還原劑和發(fā)熱劑，通過增減煤粉來調(diào)節(jié)煤氣量的大小，通過增減焦粉來調(diào)節(jié)爐膛溫度的高低，同時(shí)，通過焦粉、煤粉的平衡調(diào)節(jié)可控制煤氣量。在出鐵場(chǎng)，鐵水進(jìn)入鐵水罐，作為煉鋼的原料。渣通過爐前水淬，送入指定的渣場(chǎng)。除塵系統(tǒng)包括鐵浴爐頂氣熱旋風(fēng)除塵、爐頂煤氣噴淋塔、出鐵場(chǎng)除塵。4.3.5消耗定額融熔還原鐵消耗定額見下表4-3。表4-3融熔還原鐵消耗定額表序號(hào)名稱規(guī)格單位噸鐵消耗備注一原輔材料消耗1氧化球團(tuán)t1.612神府煙煤t0.453氧氣Nm31684催化劑及化學(xué)品NHDKg0.17絡(luò)合鐵Kg0.37Na2CO3Kg0.5730％NaOHKg0.076煤漿添加劑Kg2.96耐硫變換催化劑Kg0.02Ts系列絮凝劑Kg0.007分散劑Kg0.155焦碳三級(jí)冶金焦Kg1506氧化鈣粉劑Kg57氧化鎂粉劑Kg4二副產(chǎn)品硫磺Kg2煤氣Nm3837水渣Kg210三公用工程及動(dòng)力消耗1新鮮水0.3MPa(G)、30t5.032蒸汽3.82MPa(G),400t0.863電kWh1204儀表空氣0.6MPa(G)、30Nm311.515N20.4～0.7MPa(G)、30℃Nm3336脫鹽水0.4MPa(G),40t0.224.4自動(dòng)控制4.4100萬噸/年直接還原鐵項(xiàng)目，主要的生產(chǎn)過程由備煤系統(tǒng)、氣化系統(tǒng)、直接還原鐵系統(tǒng)、鐵浴爐系統(tǒng)、公用工程等幾部分組成。氣化系統(tǒng)包括煤漿制備、氣化、灰水處理、變換、脫硫、脫碳、硫回收等。直接還原鐵系統(tǒng)包括還原氣升溫、豎爐、爐頂氣降溫除塵，爐頂氣壓縮等。鐵浴爐系統(tǒng)包括鐵浴爐本體、礦槽、熱風(fēng)爐、出鐵場(chǎng)、煤粉噴吹、鼓風(fēng)系統(tǒng)。公用工程包括循環(huán)水系統(tǒng)、煤氣洗滌水系統(tǒng)、通風(fēng)除塵系統(tǒng)等。本項(xiàng)目工藝生產(chǎn)過程復(fù)雜，環(huán)節(jié)多，設(shè)備臺(tái)件數(shù)多,控制及工藝復(fù)雜，對(duì)操作安全要求嚴(yán)格，裝置介質(zhì)具有易燃易爆等特點(diǎn),這些都要求自動(dòng)控制系統(tǒng)具有高精度、高可靠性和高可用性。4.4北京華福公司作為本項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)院。自控專業(yè)負(fù)責(zé)備煤系統(tǒng)、氣化系統(tǒng)、直接還原鐵系統(tǒng)中的還原氣升溫及爐頂氣壓縮部分及中央控制室的設(shè)計(jì)。江蘇冶金設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)直接還原鐵系統(tǒng)中的豎爐、鐵浴爐、爐頂氣除塵降溫及污水處理部分的設(shè)計(jì)。所有控制系統(tǒng)包括DCS、SIS、FGDS均按工藝界區(qū)的劃分由北京華福公司和江蘇冶金設(shè)計(jì)院完成相關(guān)的設(shè)計(jì)。4.4遵循“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、操作方便”的原則,根據(jù)工藝裝置的生產(chǎn)規(guī)模、流程特點(diǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量、工藝操作要求，分別設(shè)置了集散控制系統(tǒng)（DCS），安全儀表系統(tǒng)SIS,可燃/有毒氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)（FGDS），及成套設(shè)備可編程邏輯控制器（PLC）等。集散控制系統(tǒng)（DCS）對(duì)工藝裝置實(shí)施過程控制、數(shù)據(jù)處理、監(jiān)視及維護(hù)管理。安全儀表系統(tǒng)（SIS）為故障安全型并取得安全認(rèn)證，用于本裝置安全聯(lián)鎖保護(hù)。SIS系統(tǒng)至DCS系統(tǒng)之間采用通訊傳輸。隨設(shè)備或裝置成套提供的控制系統(tǒng)（PLC）和儀表，應(yīng)具有與控制室DCS通訊的能力。成套提供的控制系統(tǒng)原則上就近設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間?？扇?有毒氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)為獨(dú)立的系統(tǒng)，用于裝置內(nèi)的可燃/有毒氣體的檢測(cè)和報(bào)警，該系統(tǒng)具有與DCS通訊的能力。以上各套系統(tǒng)的設(shè)置保證全裝置在安全可靠前提下自動(dòng)控制和有效管理，保證產(chǎn)品質(zhì)量。4.4根據(jù)工廠生產(chǎn)流程及廠區(qū)布置，設(shè)置一個(gè)中央控制室，所有裝置的工藝參數(shù)都在該中央控制室集中操作、集中管理；設(shè)置氣化現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，負(fù)責(zé)煤漿制備、氣化部分、灰水處理等的信號(hào)檢測(cè)與控制；設(shè)置硫回收現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，負(fù)責(zé)硫回收的信號(hào)檢測(cè)與控制；設(shè)置豎爐現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，負(fù)責(zé)爐頂氣降溫除塵、豎爐、加熱爐等的信號(hào)檢測(cè)與控制；設(shè)置豎爐污水處理現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，負(fù)責(zé)豎爐污水處理的信號(hào)檢測(cè)與控制。氣化、硫回收、豎爐和豎爐污水處理等現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間的信息通過冗余的通訊方式將信號(hào)送到中心控制室。設(shè)置公用工程控制室，負(fù)責(zé)循環(huán)水場(chǎng)、還原氣污水處理場(chǎng)等的信號(hào)檢測(cè)與控制。公用工程控制室設(shè)置在還原氣污水處理場(chǎng)；循環(huán)水場(chǎng)設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間，其信息通過冗余的通訊方式將信號(hào)送到公用工程控制室。備煤系統(tǒng)、爐頂氣壓縮等隨機(jī)成套供應(yīng)的控制盤安裝在現(xiàn)場(chǎng)操作間，脫硫、脫碳、NHD儲(chǔ)罐的信號(hào)控制、操作也設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)操作間。這些信息與中央控制室通訊。4.44.4.4本項(xiàng)目的DCS系統(tǒng)應(yīng)具有開放性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有數(shù)據(jù)采集、集中操作、監(jiān)控、計(jì)算、簡(jiǎn)單控制、復(fù)雜控制、趨勢(shì)記錄、流程畫面顯示、報(bào)警、控制回路參數(shù)整定、系統(tǒng)診斷和報(bào)表打印等功能。且系統(tǒng)本身內(nèi)部各個(gè)重要元件具有冗余功能，不會(huì)因?yàn)檐浖蛴布墓收隙构δ軉适?。系統(tǒng)硬件的架構(gòu)為操作站、工程師站、控制站、I/O模件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)高速通道、打印機(jī)等組成。操作站，按工藝裝置分組監(jiān)控管理，各組之間操作站可以互相備用，在某個(gè)操作站發(fā)生故障時(shí)，可以由另外任一個(gè)操作站操作。控制站相互獨(dú)立，避免由于各裝置開停工、檢修時(shí)間的不同引起誤動(dòng)作。工程師站用于DCS日常系統(tǒng)維護(hù)及組態(tài)、調(diào)試、修改。工程師站配置接口與工廠信息管理網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。DCS系統(tǒng)配置打印機(jī)負(fù)責(zé)各類報(bào)表和日志的輸出。通訊系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和控制器均為1