气基(煤制气)竖炉直接还原炼铁
气基竖炉直接还原炼铁简介
气基竖炉直接还原炼铁简介XX热能技术有限公司（公章）二零零七年八月八日一、总论1.1 项目背景及项目概况项目起源于焦煤冶金的固有缺陷、优质钢市场需求强劲、废钢严重短缺以及我国天然气资源不足的现实。
自从1735年英国人亚·德尔比发明了煤炭炼焦的方法，采用焦炭的冶炼方法（如高炉）已经取得巨大进步，达到了空前完善的程度，提供的金属材料品种齐全、质量优良、数量巨大，为人类物质文明和社会进步做出了巨大贡献。
然而，随着全球环境和资源压力的日益增大，传统工艺的弊端日益突出，体现在：严重依赖于焦煤；冶金反应重复进行；优质钢生产严重受限；对复杂的多金属矿处理显得无能为力；工厂生产规模大、工艺环节多、需要巨额投资；焦化、烧结、高炉等铁前系统产生的大量烟气、粉尘及水污染；焦化、烧结、高炉等铁前系统的流程长、工艺复杂，导致热效率低，能源浪费严重等。
近年来，随着我国钢铁产量逐年攀升，每年焦煤开采量至少为47425万吨。
按煤炭详查资源总量估计，2070年以后我国的焦煤资源将面临枯竭，传统的焦煤冶金工艺将无法进行正常生产。
与此相反，大量的非焦煤资源在冶炼工艺中却无法得到充分利用，因此开发和采用非焦煤炼铁工艺已迫在眉睫。
非焦煤炼铁工艺是指不使用焦炭进行炼铁生产的各种工艺方法。
按工艺特征、产品类型及用途，可分为直接还原法和熔融还原法两大类别。
直接还原法（Direct Reduction）是指“以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源和还原剂，在天然矿石（粉）或人造团快呈固态的软化温度以下进行还原获得金属的方法”。
熔融还原（Smelting Reduction）则“以非焦煤为能源和还原剂，在高温熔融状态下进行金属氧化物的还原，得到含碳的液态金属”。
与直接还原的不同之处是，熔融还原的发展目标只是探索和推广用煤炭代替焦炭的冶炼方法，其产品还是与传统冶炼工艺一样的液态产品，如铁水。
目前，全世界工业规模的直接还原法已有十几种，而大多数熔融还原工艺还处于研发阶段，已商业化的只有COREX。
气基竖炉直接还原低碳炼铁方案(一)
气基竖炉直接还原低碳炼铁方案一、实施背景随着全球对环境保护的重视和钢铁行业碳排放量的关注，低碳炼铁技术的研发和推广成为了钢铁产业发展的重要趋势。
气基竖炉直接还原是一种以煤气为能源，通过竖炉直接还原铁矿石的炼铁方法，具有较高的能源利用效率和环保性能。
本方案旨在通过气基竖炉直接还原工艺的研发与应用，推动我国钢铁产业的低碳发展。
二、工作原理气基竖炉直接还原低碳炼铁工艺采用天然气或煤制气等富含氢气的煤气作为能源和还原剂，将铁矿石在竖炉内进行直接还原。
具体过程如下：1. 预热阶段：将铁矿石在炉内预热到约700℃，以促进煤气的燃烧和还原反应。
2. 煤气燃烧和还原阶段：煤气在竖炉上部燃烧室燃烧，产生高温煤气（约1100℃）通过炉顶喷嘴进入炉内，与铁矿石发生还原反应，生成金属化球团。
3. 冷却和排出阶段：金属化球团在炉内继续冷却并从炉底排出。
4. 成品处理阶段：对金属化球团进行破碎、筛分、磁选等处理，得到最终产品。
三、实施计划步骤1. 研发与设计：开展气基竖炉直接还原工艺的基础研究和应用研究，设计适合我国钢铁产业的气基竖炉直接还原工艺流程和设备。
2. 设备制造与安装：根据设计要求，制造设备并在现场安装调试。
3. 工业试验：在制造和安装完成后，进行工业试验，验证工艺流程和设备的可行性和稳定性。
4. 生产调试：根据工业试验结果，对工艺流程和设备进行优化调整，逐步达到设计产能。
5. 技术服务与培训：提供相关技术服务和培训，确保企业能够自主运行和维护气基竖炉直接还原生产线。
四、适用范围本方案适用于大型钢铁企业和中小型民营钢铁企业。
特别是对于具有丰富铁矿资源和煤气资源的钢铁企业，气基竖炉直接还原低碳炼铁工艺具有较高的适用性和优势。
此外，对于地处环保要求较高地区或面临转型升级压力的钢铁企业，该工艺也具有较大的应用潜力。
五、创新要点1. 竖炉结构优化设计：通过对竖炉内部结构的优化设计，提高煤气与铁矿石的接触面积和热交换效率，降低能源消耗。
《气基直接还原竖炉炉型研究》范文
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言气基直接还原（DRI）作为钢铁行业中的关键工艺之一，一直受到行业内外专家学者的关注。
而作为实施气基直接还原的主要设备之一，竖炉的设计和优化对提高DRI生产效率、降低能耗、保证产品质量等具有重要意义。
本文将就气基直接还原竖炉的炉型进行研究，探讨其结构特点、操作性能以及优化方向。
二、气基直接还原竖炉概述气基直接还原技术是一种将铁矿石在高温下与还原性气体（如天然气、煤制气等）反应，将铁矿石还原成铁粉（DRI）的技术。
竖炉作为实施这一工艺的主要设备，其结构包括炉体、供气系统、排烟系统等。
通过竖炉内矿石与还原性气体的化学反应，达到将铁矿石转变为金属铁的目的。
三、竖炉结构及工作原理（一）炉体结构竖炉主要由进料系统、主体部分、排料系统等组成。
主体部分呈竖直筒形，其内壁需进行耐高温处理，以承受高温和化学反应的侵蚀。
（二）工作原理在竖炉内，铁矿石与高温还原性气体接触并发生化学反应。
在一定的温度和压力条件下，矿石中的氧化铁逐渐被还原成金属铁。
该过程需要在控制良好的气氛、温度和反应时间下进行，以保障产品的质量和生产效率。
四、气基直接还原竖炉炉型研究（一）不同炉型的特点根据进料方式、反应室设计、排料方式等因素，气基直接还原竖炉的炉型有多种类型。
不同类型竖炉在生产效率、能耗、产品质量等方面存在差异。
例如，对于进料方式，可采用连续进料或分批进料；反应室设计上，需要考虑气流分布、热能利用等因素。
（二）关键因素分析在炉型设计中，需考虑的主要因素包括矿石性质、还原性气体种类及来源、生产规模、环境因素等。
不同因素对竖炉的结构设计、操作性能和产品质量均有影响。
例如，矿石的粒度、化学成分将影响反应的速率和产品的质量；而还原性气体的种类和纯度则影响反应的效率和产品的性能。
（三）优化方向与案例分析针对当前存在的问题和需求，对竖炉进行优化和改进。
首先，提高竖炉的热能利用效率，通过优化气流分布、增加热回收装置等方式降低能耗；其次，改善矿石的还原效果，通过改进进料方式、调整反应温度等方式提高产品质量；最后，加强环保措施，减少排放，实现绿色生产。
《气基直接还原竖炉炉型研究》范文
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言随着钢铁工业的不断发展，对高效率、低能耗、环保型炼铁技术的需求日益增强。
气基直接还原法作为一种新型炼铁技术，以其高效率、低能耗和环保等优点，逐渐成为国内外研究的热点。
气基直接还原竖炉作为该技术的重要设备，其炉型的研究和优化对提高生产效率和产品质量具有重要意义。
本文将针对气基直接还原竖炉的炉型进行研究，为工业应用提供理论支持。
二、气基直接还原竖炉的工作原理及特点气基直接还原竖炉是一种以气体为还原剂，将铁矿石直接还原成海绵铁的设备。
其工作原理主要是通过高温和还原气氛，使铁矿石中的铁氧化物与气体中的氢气或一氧化碳等还原剂发生化学反应，生成海绵铁。
气基直接还原竖炉具有以下特点：1. 高温操作：炉内温度可达到1300-1500℃，有利于铁氧化物的还原反应。
2. 气体还原：以气体为还原剂，反应速度快，还原效率高。
3. 环保：无烟尘排放，减少了对环境的污染。
4. 灵活性：可以处理多种类型的铁矿石，适应性强。
三、气基直接还原竖炉的炉型研究炉型是气基直接还原竖炉的重要参数之一，合理的炉型设计对提高生产效率和产品质量具有重要意义。
目前，国内外对气基直接还原竖炉的炉型进行了大量研究，主要涉及以下几个方面：1. 炉体结构：包括炉身、炉腰、炉腹和炉底等部分的形状和尺寸。
合理的结构可以提高炉内温度分布的均匀性，降低能耗。
2. 风口布置：风口是气体进入炉内的通道，其布置方式对炉内气氛的均匀性和还原效率有很大影响。
研究不同风口布置方式对炉内气氛和还原效率的影响，为优化风口布置提供依据。
3. 排烟系统：排烟系统对炉内气氛的稳定性和能耗有很大影响。
研究不同排烟方式对炉内气氛和能耗的影响，为优化排烟系统提供依据。
4. 炉料分布：炉料在炉内的分布对反应速度和产品质量有很大影响。
研究不同炉料分布方式对反应速度和产品质量的影响，为优化炉料分布提供依据。
四、实验研究及结果分析为了研究气基直接还原竖炉的炉型，我们进行了大量的实验研究。
《气基直接还原竖炉炉型研究》
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言随着钢铁工业的不断发展，钢铁制造技术也日新月异。
其中，气基直接还原技术以其高效率、低能耗和环保特性成为了全球范围内广泛关注的研究领域。
气基直接还原竖炉作为该技术的重要组成部分，其炉型设计对生产效率和产品质量具有重要影响。
本文旨在研究气基直接还原竖炉的炉型，通过对现有炉型的分析，为改进炉型设计和提高生产效率提供理论依据。
二、气基直接还原技术概述气基直接还原技术是一种将铁矿石通过还原剂（如天然气、煤制气等）在高温下进行还原反应，得到铁基产品的工艺。
该技术具有高效率、低能耗、低污染等优点，被广泛应用于现代钢铁制造中。
三、气基直接还原竖炉的炉型研究（一）现有炉型分析目前，气基直接还原竖炉的炉型多种多样，主要包括圆形、椭圆形、矩形等。
这些炉型各有优缺点，如圆形炉型热效率高，但热应力大；矩形炉型热应力小，但热效率相对较低。
针对不同地区和不同需求，需要选用合适的炉型。
（二）新炉型研究针对现有炉型的不足，本文提出一种新型的气基直接还原竖炉炉型。
该炉型结合了圆形和矩形炉型的优点，采用特殊的结构设计，以降低热应力和提高热效率。
同时，该炉型还考虑了原料的进料方式、反应区的分布、热能的利用等因素，以实现更高的生产效率和更好的产品质量。
（三）实验验证与结果分析为了验证新型炉型的可行性和效果，本文进行了一系列的实验研究。
实验结果表明，新型炉型在热效率、生产效率和产品质量等方面均表现出较好的性能。
与现有炉型相比，新型炉型具有更高的生产效率和更好的产品质量，且在能耗和环保方面也有明显优势。
四、结论与展望本文通过对气基直接还原竖炉的炉型进行研究，提出了一种新型的炉型设计。
实验结果表明，新型炉型在热效率、生产效率和产品质量等方面均表现出较好的性能。
因此，本文认为新型炉型具有较大的应用潜力，可为钢铁企业提供更好的生产效率和产品质量。
未来，随着钢铁工业的不断发展，气基直接还原技术将得到更广泛的应用。
适用于直接还原铁的煤制气方案
9
122 气基竖炉工艺介绍及煤制气技术
2.4.1 常见的煤制气技术
10
122 气基竖炉工艺介绍及煤制气技术
2.4.1.1 固定床（移动床）气化
• 固定床煤气化炉的主要特点是：炉内气体流速较慢，煤粒静止，停留 时间1~1.5h，操作条件为：温度800~1000℃；分为常压气化和加压 气化（4MPa）；原料煤粒径3~30mm。用煤要求具有高活性、高灰 熔点、高热稳定性。
适用于直接还原铁的煤制气方案
2014年11月 苏州
提纲
钢铁行业现状 气基竖炉工艺介绍及煤制气技术
1 钢铁行业现状
钢铁工业转型升级势在必行！！！
焦煤 铁矿石
炼铁工序
炼钢工序
轧钢工序
热处理工序
焦化炉 烧结炉
高炉
转炉或电炉
连铸
铁水
钢水
加热炉 连铸坯
连轧 棒、板 带、管
深加工
热处理炉
高炉炼铁流程长、能耗高、污染 大；炼铁工序能耗约占钢铁生产 过程总能耗70%，污染物排放占 90%。
• 块煤的粒度为25~75mm。 • 固定床间歇气化技术成熟、工艺可靠、投资较低、不需要空分制氧装置。但气化
需要的无烟煤块或焦炭价格较高，而筛粉煤堆积、资源利用率低、环保污染严重。 固定床间歇气化技术目前在中国的合成氨及工业煤气行业仍有数千台气化炉在运 转。因为环保污染问题，这种造气炉将逐步被淘汰。 • 固定床富氧连续气化是在间歇气化基础上发展起来的气化技术，取消了吹风气， 改善了环境影响。 • 常压固定床气化单炉发气量低、占地面积大，合成气中含有一定量的氮气，对还 原气的有效气浓度有影响，对原料煤要求严格。但其投资最低。 • 生成的水煤气中，φ（CO+H2）体积分数达80%~85%。甲烷含量 1%左右。合成 气为常压，作为还原气压力低，甲烷含量低，所需原料价格高。
煤基竖炉直接还原工艺
、
展 具有重 要意 义
、 、
。
发达 国家都非常注 意节 约能源 保护 环境 近年 来逐 步关停高炉 和焦 炉 降低铁 钢 比 重 点发展流 程 短 碳 耗少 效 益 好的电炉钢 我 国党和 政 府也提 出 改变经 济增长方式 建 设资源节约 和环 境友好型社会
,
、
、
,
,
,
对传统 高炉炼 铁加 以限制和 淘汰
,
,
、
需要 量大 供不应求 而且 在国 内生产和应用 已有一 定基础 如能优化 工 艺 提 高生产率 大幅度 降低 工 程
,
、
投资和生 产成本 可 以较快形 成规模 在矿产 资源 比较丰 富 高炉 焦炉 烧 结企业较多的地 区 淘汰落后 的长 流程 钢铁工 艺装备 发展新
, 、
、
。
,
,
型冶金煤化产业 建设一 批 巧 万吻 年 以上 5 6 厂 不仅 有利于我国节能 环保工 作和钢 铁产业 结构调整 Ε
选造块 才能使用
, , ,
照 搬国外 常用 的工 艺
,
Κ 球 团矿为 原料 成 本 高达 Ο Τ 美元 吨 目前国 内应用 较多的隧道 窑 回转 窑 5 6 工 艺也 都很难将 工 程投 Ε 资和生产 成本 大幅度 下降 5 6 售价高卖不 出去 售价 低效益 不好 故难 以发 展 Ε 根据我 国能源 资源情况 气 基法 能源 只能使用 煤气 铁氧化物直接还 原不 仅需要热能 还 需要化学能
,
,
、
,
也有利于 当地 发 展循环 经 济
,
找到新 的经济增长 点
。
Υ
发展 我 国 5 6 产业 的关健在于研 究 开发 先进 适 用 的 工 艺 Ε
气基竖炉直接还原
气基竖炉直接还原气基竖炉直接还原是一种新型的还原工艺，它通过气体直接与原料接触，在高温下进行还原反应，以提取金属或合金。
它广泛应用于冶金、化工等领域，具有高效、节能的特点，本文将从工艺流程、技术特点以及应用前景三个方面来介绍气基竖炉直接还原。
一、工艺流程气基竖炉直接还原的工艺流程主要包括原料准备、装料、气体输送和还原反应四个步骤。
首先，需要对原料进行准备。
原料一般为金属矿石或合金，在进行还原反应前需要经过粉碎、磨细等处理，使其颗粒大小均匀，以提高还原效率。
接下来，将处理后的原料装入竖炉中。
竖炉是一个密封的容器，具有一定的高度，装料时需要根据炉内的温度和压力来确定装料量，以保证还原反应的顺利进行。
然后，通过气体输送系统将还原气体引入竖炉中。
还原气体一般为氢气或可燃气体，通过管道输送到竖炉顶部，并通过喷嘴向下喷射到装料上方，使气体与原料充分接触，促使还原反应发生。
最后，进行还原反应。
在高温下，原料中的金属氧化物与还原气体发生化学反应，生成金属或合金，并释放出热量。
还原反应具体的温度和时间根据具体情况来确定，一般在控制范围内进行。
二、技术特点气基竖炉直接还原具有以下几个技术特点：1. 高效节能：相比传统工艺，气基竖炉直接还原不需要预先加热原料，直接在高温下进行还原，因此能够大大提高还原效率。
同时，通过优化设计和调节还原气体的流量，可以降低能耗，实现节能。
2. 环保可持续：气基竖炉直接还原过程中，只需要还原气体参与反应，不产生废水废气，减少了对环境的污染。
同时，还可以利用废热进行余热利用，提高能源利用效率。
3. 生产灵活性高：气基竖炉直接还原可适用于多种金属矿石或合金的还原，具有较强的适应性。
通过调节反应温度和压力，可以控制还原反应的速率和产物的组成，以满足不同产品的需求。
三、应用前景气基竖炉直接还原技术在冶金、化工等领域具有广阔的应用前景。
在冶金领域，气基竖炉直接还原可以应用于金属矿石的提取和冶炼过程。
《气基直接还原竖炉炉型研究》
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言随着全球钢铁工业的持续发展，气基直接还原技术已成为钢铁生产领域的重要技术之一。
气基直接还原竖炉（Direct Reduction Shaft Furnace）是这种技术中的核心设备之一，其炉型设计直接关系到生产效率、能源消耗和产品质量。
因此，对气基直接还原竖炉炉型的研究显得尤为重要。
本文将重点研究气基直接还原竖炉的炉型设计及其在钢铁生产中的应用。
二、气基直接还原竖炉的概述气基直接还原技术是一种利用气体还原剂（如天然气、煤制气等）将铁矿石或铁基废弃物在较低温度下进行直接还原的方法。
相较于传统高炉，该技术具有生产效率高、能源消耗低、环境污染小等优点。
气基直接还原竖炉是这种技术的重要设备，其原理是利用气体的热量和化学性质对铁矿石进行加热和还原。
三、气基直接还原竖炉的炉型设计（一）炉型结构气基直接还原竖炉的炉型结构主要包括进料系统、反应区、排料系统等部分。
其中，反应区是整个竖炉的核心部分，其设计直接影响着还原反应的效率和效果。
（二）关键参数1. 炉体高度与直径：炉体的高度和直径决定了竖炉的容量和反应空间，影响生产效率和产品质量。
2. 反应区设计：反应区的温度、气氛和流场分布是决定竖炉性能的关键因素。
应保证在较低的能耗下实现较高的反应速率和较好的产品品质。
3. 燃烧器布局：燃烧器布局影响炉内的热量分布和气流运动，进而影响竖炉的反应效率和能源消耗。
四、不同炉型的比较分析（一）传统竖炉与现代高效竖炉的比较传统竖炉结构简单，投资成本低，但生产效率较低，能源消耗大。
而现代高效竖炉采用先进的控制系统和热工技术，具有较高的生产效率和较低的能耗。
（二）不同类型的气基直接还原竖炉的比较不同类型的气基直接还原竖炉在结构、性能、适用范围等方面存在差异。
应根据具体的生产需求和资源条件选择合适的竖炉类型。
五、实际应用及优化建议（一）实际应用在实际生产中，应根据原料性质、产品要求、能源成本等因素选择合适的炉型和操作参数。
一种气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺
一种气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺随着我国经济的发展，金属原料的需求量不断增加，其中，铁合金原料的消费更是高速增长。
而铁合金原料的生产必须经过一系列的加工过程，其中最为关键的一环就是直接还原工艺。
直接还原工艺是将含有有色金属或有色金属氧化物原料进行气体直接还原，以达到所需产品要求，直接还原工艺也是一种更加高效、且能够在较低温度（1400℃）条件下完成的还原工艺。
为了更好地满足市场需求，许多研究者对不同类型的高效直接还原工艺进行了深入的研究，其中，一种气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺成为近几年来研究的热点。
气基煤基相结合的竖炉直接还原工艺（以下简称CDR工艺），主要是利用天然气和煤粉作为还原剂，将氧化物原料经过高温处理，进行气体直接还原，最终达到所需的产品要求。
传统的CRD工艺和其他还原工艺相比，具有许多优势。
首先，CRD工艺可以在较低温度（1400℃）条件下实现气直还原，从而降低能耗，并有利于减少产品杂质含量。
其次，CRD工艺可以有效利用完全燃烧的气体，如煤气和水气，实现较高的经济效益。
此外，CRD工艺还可以实现厂房高效排烟，消除环境污染。
CRD工艺也被认为是比其他还原工艺更加安全可靠的还原工艺。
在过去，大多数还原工艺伴随着高温操作和沸腾层，出现较多的安全问题。
而CRD工艺主要是气直还原，可以有效减少过热操作，从而提高工艺安全性。
CRD工艺在能源、环保和安全等方面都有很好的表现，目前，关于CRD工艺的研究也正在各个方面推动，其重要性也在不断被认识和重视。
然而，现阶段，CRD工艺仍然需要改进，比如，还需要提高产品质量，将技术运用到工业化生产，研究高温反应操作；另外，需要设计出一些新型设备，以满足不同行业的需求。
总而言之，气基煤基相结合的竖炉直接还原工艺是一个有前景的工艺，具有良好的发展前景。
未来，随着研究不断深入，CRD工艺将会更好地为我们提供高质量的产品。
《气基直接还原竖炉炉型研究》范文
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言气基直接还原（DRI）工艺作为钢铁行业的重要组成部分，其在提高钢铁工业生产效率及节能减排方面的优势已经逐渐显现。
而在气基直接还原工艺中，竖炉设备起着核心作用。
其重要性在于能够有效地将金属矿石或其铁矿石中的还原气体反应以实现金属化过程。
鉴于此，本篇论文主要研究气基直接还原竖炉的炉型结构、设计原则以及在实际生产中的效果和问题。
二、气基直接还原竖炉的基本概念和重要性气基直接还原是一种物理化学反应过程，它以气态还原剂如一氧化碳和氢气等为还原剂，将铁矿石或其铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁的过程。
而竖炉作为这一过程的反应设备，其炉型设计直接影响到反应的效率和产品的质量。
竖炉由于其高效的金属化率和稳定的反应条件在行业内被广泛采用。
三、气基直接还原竖炉炉型设计及主要特征炉型的设计应基于以下几个方面进行考虑：设备的物理特性、冶炼效率、产品特性以及生产安全。
我们在此探讨了几种典型的炉型结构及其各自的特点：1. 回转式炉型：通过旋转变化冶炼物料的排列顺序和气氛接触状态，优化反应效果，提高了原料的利用效率和产物的纯度。
然而这种结构的投资较大，同时旋转驱动可能存在安全风险。
2. 圆筒形炉型：结构简单，易于操作和维护，适合大规模生产。
但其在反应过程中，对物料的搅拌效果相对较弱，因此影响还原反应的效率。
3. 椭圆形或锥形炉型：此类设计可改善气体和矿石之间的混合状态，增加混合强度，从而提高冶炼效率。
但其设计复杂，对操作要求较高。
四、实际生产中的效果和问题在生产实践中，我们发现不同的炉型设计对生产效率和产品质量都有显著影响。
虽然回转式炉型具有较高的冶炼效率和产物纯度，但其高投资和可能的操作风险使得其在某些场合并不适用。
而圆筒形炉型虽然操作简单，但在某些特定的冶炼条件下，其效率可能无法满足生产需求。
对于椭圆形或锥形炉型，虽然其冶炼效率较高，但需要更精细的操作和维护。
此外，我们也发现了一些普遍存在的问题：一是由于气基直接还原过程中的高反应温度和复杂气氛环境，设备的耐热和耐腐蚀性是亟待解决的问题；二是设备内部的气流控制和物料的混合效率问题也影响到了产品的质量；三是操作成本的问题也需要通过提高设备效率等途径来逐步解决。
《气基直接还原竖炉炉型研究》
《气基直接还原竖炉炉型研究》篇一一、引言气基直接还原（DRI）工艺在钢铁生产领域具有重要意义。
通过这种技术，人们能够将含铁矿石高效地还原成金属铁。
在这一过程中，竖炉作为关键设备，其炉型设计直接关系到生产效率、能源消耗以及产品质量。
因此，对气基直接还原竖炉炉型的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨气基直接还原竖炉的炉型研究，为优化工艺和设备设计提供参考。
二、气基直接还原竖炉概述气基直接还原竖炉是一种用于将含铁矿石还原成金属铁的设备。
其工作原理主要是通过使用气态还原剂（如天然气、煤气等）与含铁矿石在高温下进行反应，实现矿石的还原过程。
由于这一过程中产生的产品（金属化球团矿）具有优良的冶金性能，使得其在钢铁生产中有着广泛的应用。
三、气基直接还原竖炉炉型研究（一）炉型结构气基直接还原竖炉的炉型结构主要包括进料系统、反应区、排料系统等部分。
其中，进料系统负责将含铁矿石均匀地送入反应区；反应区是矿石还原的主要场所，其设计应考虑到温度控制、气体分布和矿石的还原反应；排料系统则负责将反应后的产品从炉内排出。
（二）炉型研究重点1. 温度控制：在气基直接还原过程中，温度是影响反应速率和产品质量的关键因素。
因此，研究如何合理控制炉内温度，使其在最佳范围内波动，是炉型研究的重要一环。
2. 气体分布：气基直接还原过程中，气体的分布对反应的均匀性和效率有着重要影响。
因此，研究如何优化气体分布系统，使气体在炉内均匀分布，是提高生产效率和产品质量的关键。
3. 炉体结构：炉体结构的设计应考虑到设备的耐用性、热效率以及维护成本等因素。
合理的炉体结构能够提高设备的运行效率，降低生产成本。
（三）新型炉型研究针对传统气基直接还原竖炉的不足，研究者们提出了一些新型炉型。
这些新型炉型在进料系统、反应区设计、排料系统等方面进行了优化，旨在提高生产效率、降低能耗和改善产品质量。
四、研究成果与应用通过对气基直接还原竖炉的炉型研究，我们可以得出以下结论：合理的温度控制和气体分布系统能够提高生产效率和产品质量；新型炉型在实际应用中表现出较好的性能，具有较高的推广价值。
煤基竖炉直接还原技术
武汉科思瑞迪科技有限公司（以下简称“科思瑞迪”）坐落于武汉市东湖新技术开发区，是以武汉桂坤科技有限公司为主体，整合相关社会资源，汇集了冶金、工业炉、机电技术等各专业技术人才，集数十年研发、工程及生产经验，组建的一家专业从事煤基竖炉直接还原技术的开发、推广及应用的科技公司。
该公司的技术及成套核心设施已经在中国、越南、缅甸等国的工程项目中得到了应用，取得了良好的社会及经济效益。
煤基竖炉直接还原技术李森蓉李建涛（武汉科思瑞迪科技有限公司）摘要：本文对煤基竖炉直接还原技术从工艺流程、技术指标、技术特点等方面进行了较为详实的介绍和分析；该技术生产海绵铁的质量有保证，市场发展前景可期，市场竞争力强。
关键词：煤基竖炉直接还原铁技术特点产品质量直接还原是指铁矿石或含铁氧化物在低于熔化温度下还原成金属产品的炼铁过程；其所得的产品称为直接还原铁，简称DRI（Direct Reduction Iron），也称海绵铁。
优质DRI由于其成分稳定，有害元素含量低，粒度均匀,不仅可以补充废钢资源的不足，而且还可以作为电炉炼钢的原料以及转炉炼钢的冷却剂，对保证钢材的质量特别是合金钢的质量，起着不可替代的作用，是冶炼特钢的优质原料；同时，高品位DRI还可以供粉末冶金行业使用【1】。
直接还原铁生产方法中，主要分为气基法和煤基法。
由于我国天然气资源缺乏，但是煤炭资源丰富，煤基直接还原技术成为我国直接还原铁生产的重要工艺方法【2】。
煤基直接还原是指直接以廉价的非焦煤作还原剂生产直接还原铁的方法。
在我国煤基直接还原技术主要是回转窑法和隧道窑法【3】，近几年也相继建设了多座转底炉装置，同时也建设了一些煤基连续式竖炉装置。
在直接还原技术日益发展、大力提倡环保节能减排的今天，一些新的更先进的直接还原工艺及设备被迫切需要【4,5】。
煤基竖炉直接还原技术是一项符合中国能源结构特点的可大型化生产高品质海绵铁的直接还原铁生产技术【6】，可广泛用于处理高品位铁精粉制取高纯度还原铁粉用于粉末冶金领域，也可用于处理普通品位的铁精粉制取炼钢用海绵铁，处理复合铁矿生产普通铁水及提取钒、钛、硼等高附加值资源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
气基（煤制气）竖炉直接还原炼铁项目核准申请报告申报单位：XXX热能技术有限公司（公章）二零零七年五月八日目录一、总论 (8)1.1 项目背景及项目概况 (8)1.2 项目申报企业情况 (10)1.2.1 基本情况 (10)1.2.2 核心技术 (10)1.2.2.1 高温空气燃烧技术 (10)1.2.2.2 蓄热式辐射管燃烧器 (12)1.2.2.3 与HTAC和蓄热式辐射管燃烧器配套的核心设备和技术 (13)1.2.2.4 与HTAC技术和蓄热式辐射管燃烧器相关的专利技术 (14)1.2.3 主要产品及其市场情况 (14)1.2.4 人员及构成 (16)1.2.5 管理团队 (18)1.2.6 产学研情况 (20)1.3 项目建设必要性 (20)二、产品市场预测 (24)2.1 产品市场供需分析 (24)2.2 价格现状与预测 (29)2.3 市场竞争力分析 (31)三、建设规模与产品方案 (33)3.1 建设规模 (33)3.2 产品方案 (34)四、厂址选择 (34)4.1 厂址现状及建设条件 (34)4.2 现有场地情况 (35)五、设备、技术和工程方案 (37)5.1 项目方案 (37)5.1.1 还原气制备方案 (37)5.1.1.1 煤气化工艺技术路线方案 (37)5.1.1.2 净化工艺技术路线方案 (40)5.1.1.3 硫回收工艺技术路线方案 (41)5.1.2 竖炉直接还原工艺方案 (43)5.2 技术和工程方案 (44)5.2.1 还原气制备技术和工程方案 (45)5.2.1.1 空分 (45)5.2.1.2 原料储运 (46)5.2.1.3 气化 (46)5.2.1.4 净化 (48)5.2.1.5 硫回收 (50)5.2.1.6 减压系统 (50)5.2.2 HYL-ZR竖炉直接还原技术和工程方案 (51)5.2.2.1 HYL-ZR工艺描述 (51)5.2.2.2 还原气的供应 (51)5.2.2.3 还原流程 (51)5.2.2.4 冷却气体流程 (52)5.3 主要设备 (53)5.3.1 还原气制备过程主要设备 (53)5.3.1.1 空分单元 (53)5.3.1.2 备煤单元 (53)5.3.1.3 气化单元 (54)5.3.1.4 净化单元 (56)5.3.1.5 硫回收装置 (57)5.3.2 竖炉直接还原过程主要设备 (58)5.3.2.1 铁矿石储备和处理系统 (58)5.3.2.2 还原系统 (58)六、主要原材料和能源消耗 (60)6.1 主要原材料消耗 (60)6.1.1 还原气制备主要原材料消耗 (60)6.1.2 竖炉直接还原主要原材料消耗 (61)6.2 能源供应 (62)七、总体布局、运输与公用辅助工程 (62)7.1 总体布置 (62)7.2 场内外运输 (63)7.3 公用辅助工程 (64)八、节能措施 (65)8.1 节能、节水措施 (65)8.2 能耗、物耗指标分析 (66)九、环境影响评价 (69)9.1 厂址环境条件 (69)9.2 项目建设和生产对环境的影响 (70)9.3 环境保护措施方案 (70)9.3.1 主要污染物及污染源 (70)9.3.1.1 废水 (70)9.3.1.2 废气 (70)9.3.1.3 废渣 (71)9.3.1.4 噪音 (71)9.3.2 环境保护投资 (71)9.3.2.1 废水 (71)9.3.2.3 废渣 (72)9.3.2.4 噪音 (72)9.3.2.5 绿化 (72)9.4 环境保护投资 (72)十、劳动安全卫生与消防 (73)10.1 危害因素与危害程度 (73)10.1.1 易燃、易爆物料危害分析 (73)10.1.2 毒性物质危害程度分析 (73)10.1.2.1 硫化氢 (73)10.1.2.2 一氧化碳 (73)10.1.2.3 其它 (74)10.1.3 腐蚀性物质危害分析 (74)10.1.4 噪声 (74)10.1.5 其它 (74)10.1.5.1 高温、明火 (74)10.1.5.2 高空 (74)10.1.5.3 静电 (74)10.2 安全措施方案 (74)10.2.1 工艺设计 (75)10.2.2 总体布置 (75)10.2.3 自动控制与仪表 (75)10.2.4 电气安全设计 (76)10.2.5 其它防护措施 (76)10.3 消防设施 (77)10.3.1 广播呼叫系统 (78)10.3.2 安全预防 (78)十一、投资及资金筹措估算 (78)11.1 投资估算 (78)11.1.1 投资估算的范围和依据 (78)11.1.1.1 投资估算范围 (78)11.1.1.2 投资估算依据的主要文件 (79)11.1.1.3 投资估算编制依据 (79)11.1.2 投资估算结果 (80)11.1.3 建设期利息估算 (81)11.1.4 流动资金估算 (81)11.1.5 建设项目总投资 (84)11.2 资本金筹措 (84)11.3 债务资金筹措 (86)11.3.1 建设投资贷款 (86)11.3.2 流动资金贷款 (86)11.4 融资方案分析 (86)11.4.1 融资结构分析 (86)11.4.2 债务结构分析 (86)11.4.3 融资成本分析 (87)十二、财务分析及评价结论 (87)12.1 财务评价依据、基础数据及参数 (87)12.1.1 编制说明 (87)12.1.2 财务评价依据 (88)12.1.3 财务评价基础数据与参数选取 (88)12.2销售收入估算 (90)12.3成本费用估算 (90)12.4 财务评价报表 (93)12.4.1 财务现金流量表 (93)12.4.2损益和利润分配表 (93)12.5财务盈利能力分析 (97)12.6 不确定分析与风险分析 (97)12.6.1 盈亏平衡分析 (97)12.6.2 敏感性分析 (98)12.7 财务评价结论及建议 (98)12.7.1 财务评价表格 (98)12.7.2财务评价结论及建议 (103)十三、经济和社会评价 (103)13.1 项目经济性分析及评价 (103)13.1.1 技术经济指标定义 (103)13.1.1.1 生产指标 (103)13.1.1.2 产品质量指标 (104)13.1.1.3 能量利用指标 (104)13.1.2 钢铁生产工艺流程的基本参数及其比较 (106)13.1.3 直接还原-电炉流程与高炉-氧气转炉流程的技术经济比较 (111)13.2 项目社会性影响及评价 (116)13.2.1 优化钢铁产业结构的需要 (116)13.2.2 伴生矿的综合利用 (117)13.2.3 煤炭清洁利用 (118)13.3 项目与所在地互适性分析 (119)13.4 社会评价结论 (119)十四、项目风险分析 (119)14.1 财务风险 (119)14.2 技术风险 (120)14.3 市场风险 (120)十五、结论与建议 (121)十六、相关附件 (122)附录一XXX专利、资质证书及获奖证书 (122)附录二XXX（蓄热式加热炉）项目业绩表 (123)附录三北京华福工程有限公司资质证书 (129)附录四北京华福工程有限公司业绩 (130)一、总论1.1 项目背景及项目概况本项目通过煤气化制备还原气（CO＋H2），取代天然气用于直接还原炼铁（Direct Reduction Ironmaking，简称DRI）。
项目起源于焦煤冶金的固有缺陷、优质钢市场需求强劲、废钢严重短缺以及我国天然气资源不足的现实。
自从1735年英国人亚·德尔比发明了煤炭炼焦的方法，采用焦炭的冶炼方法（如高炉）已经取得巨大进步，达到了空前完善的程度，提供的金属材料品种齐全、质量优良、数量巨大，为人类物质文明和社会进步做出了巨大贡献。
然而，随着全球环境和资源压力的日益增大，传统工艺的弊端日益突出，体现在：严重依赖于焦煤；冶金反应重复进行；优质钢生产严重受限；对复杂的多金属矿处理显得无能为力；工厂生产规模大、工艺环节多、需要巨额投资；焦化、烧结、高炉等铁前系统产生的大量烟气、粉尘及水污染；焦化、烧结、高炉等铁前系统的流程长、工艺复杂，导致热效率低，能源浪费严重等。
近年来，随着我国钢铁产量逐年攀升，每年焦煤开采量至少为47425万吨。
按煤炭详查资源总量估计，2070年以后我国的焦煤资源将面临枯竭，传统的焦煤冶金工艺将无法进行正常生产。
与此相反，大量的非焦煤资源在冶炼工艺中却无法得到充分利用，因此开发和采用非焦煤炼铁工艺已迫在眉睫。
非焦煤炼铁工艺是指不使用焦炭进行炼铁生产的各种工艺方法。
按工艺特征、产品类型及用途，可分为直接还原法和熔融还原法两大类别。
直接还原法（Direct Reduction）是指“以气体燃料、液体燃料或非焦煤为能源和还原剂，在天然矿石（粉）或人造团快呈固态的软化温度以下进行还原获得金属的方法”。
熔融还原（Smelting Reduction）则“以非焦煤为能源和还原剂，在高温熔融状态下进行金属氧化物的还原，得到含碳的液态金属”。
与直接还原的不同之处是，熔融还原的发展目标只是探索和推广用煤炭代替焦炭的冶炼方法，其产品还是与传统冶炼工艺一样的液态产品，如铁水。
目前，全世界工业规模的直接还原法已有十几种，而大多数熔融还原工艺还处于研发阶段，已商业化的只有COREX。
基于这一分析，本项目采用直接还原法。
直接还原法有气基（以CO＋H2为还原剂）和煤基（以非焦煤为还原剂）两种。
气基直接还原法因具有容积利用率高、热效率高、生产率高等优点而成为非焦煤冶金工艺的主流技术。
在所有直接还原铁（Direct Reduced Iron，简称DRI；因还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察形似海绵，固又称海绵铁）产量中，气基直接还原占到90％以上。
因此，本项目采用气基直接还原法。
在所有气基DRI工艺中，以天然气为能源的竖炉法生产的直接还原铁占世界总产量的80%以上。
但由于受到天然气资源的限制，我国至今没有一个竖炉法直接还原铁生产工厂，导致每年大量进口昂贵的直接还原铁。
以2005年为例，海绵铁进口的最高价格达到324美元/吨。
XXX热能技术有限公司依托子公司北京华福工程有限公司在煤气化和煤化工方面取得的丰富经验（详见附录三、附录四），采取加压水煤浆煤气化技术大规模制取还原气，并达到竖炉工艺对还原气的要求，为解决还原气气源问题提供了一条适合中国国情的、切实可行的技术路线，从而为国内DRI的持续稳定生产开辟了新的道路，创造了新的发展空间。
总体上，本项目在以下4个方面符合国家发改委发改办高技[2007]659号文件的精神：（1）节能降耗、节约资源；（2）提升钢铁行业技术水平，促进钢铁行业产业结构调整和产业增长方式；（3）为充分利用共伴生铁矿资源提供了基础，增强了矿产资源利用率；（4）实现了煤炭资源的清洁利用，提高了能源综合利用率。