气基直接还原炼铁工艺的汇报材料之一

1100℃
20℃
20℃
550℃
30℃
900℃
20℃
中晋太行—创新是企业发展的灵魂 2014年9月
5、传统钢铁生产流程的本质缺点 由于传统钢铁生产流程采用碳还原工艺，在铁还原过程中碳和其它杂质 进入铁水，需要在后步炼钢中采用氧化工艺脱碳、脱硅；又造成钢水的氧 化，需要在精炼过程中进一步脱氧，形成夹杂物污染了钢水。由于这一基 本反应过程，造成钢铁生产流程长，工序复杂。
By Product Plant COG
Bin
Bin
Coke
CDQ &
Quenching
Tower
2.COREX熔融还原炼铁工艺流程示意图
煤
块矿/球团/熔
剂
洗涤塔 输出煤气
炉顶煤
还原竖炉
气
热还原气
洗涤塔
熔融 气化炉
粉尘
热旋风 除尘器
冷煤气
铁水与炉渣
氧气
中晋太行—创新是企业发展的灵魂 2014年9月
生产流程中材料的碳含量变化
1.0 0% %
4.5
% 0.10% 0.20~0.80%
特点：以碳作为还原剂，流程长、投资大、成本高
一传、统气钢基铁生直产接流还程原的是本质钢缺铁点工业可持续发展的必然趋势
5、传统钢铁生产流程的本质缺点
生产流程中材料温度的变化
1400℃ 1650℃ 1550℃ 1200℃
Boiler
Rod Mill
Crusher
Cooler Room E.P
Screen
4.传统流程铁前工序的污染情况
烧结排放 烧结废气量
Dust NOX SO2 CO CO2 二恶英
低碱度烧结矿 40 50 35
45 25 70
1000ng＝1μg＝0.001mg=10-6g, 1 ng=10-9g
潜在的环境影响
空气和土壤污染、地面臭 氧、酸雨、全球变暖、噪 声
空气土壤和水污染、酸雨 、地面臭氧、酸雨、全球 变暖、气味
空气土壤和水污染、酸雨 、地面臭氧、全球变暖、 气味
4.传统流程铁前工序的污染情况
➢ 根据最新履行POPs国际公约SEPA会议，中国已经开始履行减排二恶 英 的义务。
➢ 初步统计全国共排放20--30公斤/年的二恶英，钢铁工业排放约2公斤。 （日本：1997：8.1kg，2003：0.4kg）
➢ 钢铁工业排放最多二恶英的工序： 烧结：95%，转炉：2.5%， 电炉：2.5%
➢ 欧洲、日本排放标准：0.1ng/标米 ➢ 问题：浓度低、测量贵、治理难、投入多 ➢ 目前：中国无排放标准，主要靠防（非治）控制： ➢ 方法：控制两温区、氧浓度、O/C比、停留时间、氯含量。
5、传统钢铁生产流程的本质缺点
Coal Yard
Burnt Lime
Coke breeze
Surge Bin
Crusher
CMCP Blending Bin
Coke
中晋太行—创新是企业发展的灵魂 2014年9月
3.传统流程高炉炼铁的严重缺陷
⑵环境污染严重，特别是焦炉的水污染物粉尘排放、烧结的SO2粉尘排放，高
炉的CO2排放很高； ⑶传统炼铁流程长，投资大； ⑷从铁、烧、焦全系统看重复加热、降温，增碳、脱碳，资源、能源循环使用 率低,热能利用不合理。
Lumpy ore
Ore Fine ore Yard Pellet
Miscellaneous
Sinter Plant
BFG
BF
中晋太行—创新是企业发展的灵魂 2014年9月
3.传统流程高炉炼铁的严重缺陷
Stack Main Blower Waste E.P
B.F
Mixer
Ore Bin
Sinter Machine
高碱度烧结矿 40~50 60 30~45 25~5 50 30 65
4.传统流程铁前工序的污染情况
工艺 烧结
炼焦
高炉
污染物排放 粉尘（包括PM10)、CO、CO2、SO2、NOX、二恶 英、金属、HCI/HF、固体废物。
粉尘（包括PM10)、PAH、苯可溶物、 NOX、 VOCS、甲烷、二恶英、H2S、CN、挥发酚、固体 废物。 粉尘（包括PM10)、 H2S、 CO、CO2、SO2、NOX 、氰化物、固体废物
工 业
79%
类
其它行业
化工、石油化工
5%
水泥
4%
3%
钢铁
21%
1%
有色金属
1%
机械
1%
食品和烟草
1%
纸浆、造纸、印刷
5%
其它
21%
化工、石油化工
23%
水泥
18%
钢铁
15%
有色金属
7%
机械
5%
食品和烟草
5%
纸浆、造纸、印刷
5%
其它
24%
2.传统的炼铁系统的能耗与CO2分别占到钢铁工业的67%、70%左右
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2014年9月
气基直接还原炼铁工艺 的汇报材料之一
-----炼铁工艺未来的发展趋势
2016年01月
一、炼铁工艺分类
高炉工艺
炼 铁 工 艺 的 分 类
非高炉炼铁
熔融还原 直接还原
COREX FINEX
Hismelt
其它（DIOS等） 气基直接还原
煤基直接还原
Biblioteka Baidu
Midrex HYL Finmet等 回转窑 隧道窑 转底炉等
2003年分工序能耗
炼铁 45.9%
焦化 14.7%
烧结 6.6%
转炉 2.3%
电炉 21.1%
轧钢 9.5%
8% 2%2% 12%
76%
高炉 烧结 钢厂 炼焦 其他
钢铁工业的分工序能耗
传统钢铁生产流程中的CO2排放源分布
3.传统流程高炉炼铁的严重缺陷
高炉反应器的优点是热效率高、技术完善，设备已大型化、长寿化，在今后 相当长时期内，高炉流程在我国将继续是主要产铁设备，继续占统治地位，我国 已完全掌握现代先进高炉技术。但是其缺陷也是非常明显： ⑴高炉冶炼离不开焦炭，优质炼焦煤越来越少，据权威人士的调查，我国目前的 焦煤储量，按照现在的消耗速度，最多能满足30~40年的需求。
1.高炉工艺流程
Lumpy ore
BFG
Sinter Plant
Ore
Fine ore
Yard
Pellet
PJT
Miscellaneous
Sinter
PCI BF
Burnt Lime Coke breeze
Pig Iron,
Coal
Crusher
Slag
Yard
CMCP
PJT
Surge
Blending
宝钢COREX C3000顺利出铁！
COREX C3000铁 水装罐！
COREX C3000铁水铸块！
3.气基直接还原
中晋太行—创新是企业发展的灵魂 2014年9月
二、气基直接还原是钢铁工业可持续发展的必然趋势
1.钢铁工业是工业生产中主要的温室气体排放者之一
传统的钢铁行业其CO2的排放处于工业类中的第三位，是温室气体CO2的 主要贡献者之一；因此，国际钢协承诺将采用新的炼铁工艺、保证更高的能 源利用率。