兰炭煤气生产正向还原铁技术

目前我国的钢铁行业遇到前所未有的发展逆势，突破钢铁生产的关键性核心技术是实现逆势突围的途径之一。推进、开发直接还原铁（DRI）生产，改变钢铁生产方式，完善钢铁生产流程，是当今钢铁生产的典型核心技术。

我国钢铁生产长期以长流程为主导，高炉铁的产能达10×108 t／a，占总产量的99.99%，直接还原铁产量只有40×104 t／a。而美国直接还原铁炼钢短流程的钢产量占钢产总量的50%以上；印度钢产量为4300×104 t／a，直接还原铁产量为1900×104 t／a。可见，我国高炉铁与直接还原铁生产极不平衡，更谈不上钢铁短流程的开发与形成。

国外直接还原铁生产工艺可分为两种：一种为气基竖炉生产工艺，另外一种为煤基回转窑生产工艺。生产实践证明，前者具有生产规模大、生产成本低、生产操作方便灵活、环境友好等特点，在南美、北美、中东、东南亚等天然气比较丰富的国家被广泛采用。后者由于生产成本高、能耗高等原因只能在特定的条件下采用。

我国由于煤炭资源比较丰富，可为高炉铁炼钢的长流程提供碳资源，从而形成我国单一的钢铁冶金长流程的生产模式，造成我国钢铁行业高成本、高耗能、高二氧化碳排放量的被动局面，改变这种生产方式，节能减排势在必行。

直接还原铁生产的气源主要为焦炉气、天然气、合成气和兰炭煤气。直接还原铁生产属于氢冶金过程，基本反应式为：

Fe2O3+3H2＝2Fe+3H2O

高炉铁生产属碳冶金过程，基本反应式为：

Fe2 O3+3CO＝2Fe+3CO2

碳冶金的最终产物是CO2，而氢冶金的最终产物是H2 O。因此，钢铁厂增加直接还原铁的产量是降低CO2排放量最直接、最有效的途径。(www.xing528.com)

我国有大量富余的焦炉煤气用于发电，经研究认为，用同样数量的焦炉煤气生产直接还原铁的工厂经济效益是发电的7.1倍。

典型的气基竖炉生产工艺HYL-ZR是目前工艺成熟、技术先进、经济适用、环境友好的工艺，其生产工艺流程如图5-8所示。

HYL-ZR工艺主要特点：

（1）产品方案多，可适用于高碳直接还原铁、冷直接还原铁、热直接还原铁和热压铁块。

（2）高碳含量的直接还原铁、热直接还原铁直接用于电弧炉炼钢，适用于多种不同原料铁矿石，直接还原产品被炼钢厂认可。

图5-8　焦炉煤气生产直接还原铁HYL-ZR工艺流程

（3）对还原性气体要求较低，产品的金属化率高，生产成本低，还原性气体有多种选择的余地。

（4）产品质量高，对环境影响小。当大量焦炉煤气或兰炭煤气用于生产直接还原铁，不仅可以为炼钢厂提供精料，而且大大降低炼铁工序能耗。