初高中生啪啪网站汐汐最迷人_体检强奷小箩莉小说_1区2区3区国产av天堂_精品久久中文字幕无码_成人午夜福利网址_亚洲激情无码视频_在线欧美国产日本_国产精品91在线_一级特黄录像免费播放肥_在线日韩人妻观看

Energiron直接還原技術(shù)

Energiron直接還原技術(shù)是一種基于氣體的直接還原技術(shù)。Energiron工藝將鐵礦球團(tuán)或鐵塊轉(zhuǎn)化為金屬鐵。它采用特諾瓦公司和達(dá)涅利公司聯(lián)合開發(fā)的HYL直接還原技術(shù)，是一種具有競爭力的、環(huán)境清潔的降低液體鋼生產(chǎn)成本的解決方案。它采用簡單的工廠配置，可以靈活地使用不同的還原氣體來源，并且對鐵礦石的使用非常高效和靈活。許多工藝優(yōu)勢的一個關(guān)鍵因素與它的加壓操作直接相關(guān)。

Energiron是由Energiron直接還原技術(shù)生產(chǎn)的直接還原鐵（DRI）產(chǎn)品的名稱。該產(chǎn)品之所以如此命名，是因為它帶有大量的能量，在煉鋼過程中實現(xiàn)了。

Energiron是一種高度金屬化的產(chǎn)品，其碳（C）含量可控制在1.5％至5.0％之間。Energiron的高碳含量在電弧爐（EAF）熔煉過程中產(chǎn)生化學(xué)能。Energiron DRI獨特的穩(wěn)定特性使其成為一種可以安全和容易運輸?shù)漠a(chǎn)品，無需壓塊，符合標(biāo)準(zhǔn)的IMO（國際海事組織）準(zhǔn)則。

該工藝可以靈活地生產(chǎn)三種不同的產(chǎn)品形式，這取決于每個用戶的具體要求。Energiron DRI的三種形式是冷DRI、HBI（熱壓塊鐵）或熱DRI（排放溫度高于700攝氏度的'Hytemp'鐵）。冷DRI的排放通常用于靠近直接還原工廠的相鄰鋼鐵熔煉車間。它也可以被運出和出口。HBI是熱出爐的DRI，經(jīng)過壓塊，然后冷卻。它是一種商業(yè)產(chǎn)品，通常用于海外出口。Hytemp Energiron是熱排出的DRI，從直接還原工廠氣動運輸?shù)洁徑匿撊垠w車間，直接進(jìn)入電弧爐（EAF）。

最初的開發(fā)工作是由Hylsa完成的。1977年，Hylsa成立了一個新的運營部門（HYL技術(shù)），目的是正式開發(fā)直接還原技術(shù)并將其商業(yè)化。2005年，Techint Technologies收購了HYL technologies。后來這個部門被稱為Tenova HYL。2006年，特諾瓦和達(dá)涅利結(jié)成戰(zhàn)略聯(lián)盟，以新的 "Energiron "商標(biāo)設(shè)計和建造基于氣體的直接還原工廠。第一個商業(yè)規(guī)模

HYL ZR（零改造器）工藝廠于1998年啟動。第一座年產(chǎn)200萬噸的新一代Energiron ZR工廠在蘇伊士鋼鐵公司安裝，世界上第一座單模塊年產(chǎn)250萬噸的Energiron工廠在紐柯鋼鐵公司安裝。

Energiron直接還原工藝

Energiron直接還原工藝使用豎爐還原法生產(chǎn)DRI。它旨在通過在固體氣體移動床豎爐中使用還原氣體，將鐵球/鐵塊礦石轉(zhuǎn)化為金屬鐵。通過基于氫氣（H2）和一氧化碳（CO）的化學(xué)反應(yīng)，從鐵礦石中去除氧氣（O2），從而生產(chǎn)出高度金屬化的DRI。該工藝很靈活，可以生產(chǎn)三種不同形式的Energiron產(chǎn)品，以適應(yīng)終端用戶的需要。該工藝的一個關(guān)鍵方面是對金屬化和產(chǎn)品碳（C）的獨立控制。Energiron直接還原工藝是以ZR方案為基礎(chǔ)的。

熱還原氣體在還原區(qū)的豎爐內(nèi)被輸入。在爐內(nèi)，這些氣體逆流而上，流向鐵料移動床。氣體分布均勻，氣體和固體之間有高度的直接接觸，對固體或氣體在裝置內(nèi)的流動沒有物理限制。廢氣（頂部氣體）在大約400攝氏度的溫度下離開豎爐，通過頂部氣體換熱器，氣體的能量被回收以產(chǎn)生蒸汽?；蛘撸梢岳脧U氣的能量來預(yù)熱還原氣流，然后通過冷卻水的淬火/洗滌過程來冷卻廢氣。

擦洗后的冷卻氣體通過冷卻氣體循環(huán)壓縮機(jī)，在與天然氣（NG）混合后循環(huán)到豎爐中。NG作為補(bǔ)充被注入到冷卻氣體回路中，以達(dá)到最佳的效率，并控制冷卻和滲碳過程。

在熱還原氣體的作用下，鐵礦石中的O2被去除，然后產(chǎn)品被滲碳。位于豎爐底部的一個旋轉(zhuǎn)閥，調(diào)節(jié)爐料在重力作用下連續(xù)向下流經(jīng)還原爐。Energiron由自動化機(jī)制排出，包括加壓倉和鎖。特別設(shè)計的流動給料器確保固體在豎爐內(nèi)的均勻流動。對于冷DRI，在大約40攝氏度的溫度下，冷卻氣體被輸送到爐子的下部錐形部分，逆流而上，流向DRI移動床。

對于熱產(chǎn)品的排放和使用，冷卻回路被取消，熱DRI在高于700攝氏度的溫度下連續(xù)排放。對于 "Hytemp "氣動運輸系統(tǒng)，產(chǎn)品通過載氣被運輸?shù)轿挥阡撹F熔煉車間的浪涌倉，以控制送入電弧爐。為了生產(chǎn)HBI，熱DRI在高于700攝氏度的溫度下被連續(xù)排放到下面的熱壓塊機(jī)中。HBI在振動冷卻輸送機(jī)中使用冷卻水進(jìn)行冷卻，然后排放到HBI運輸輸送機(jī)上。

Energiron工藝流程的內(nèi)在特點之一是選擇性地消除還原過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，即水（H2O）和二氧化碳（CO2），這對環(huán)境有很重要的意義。這些副產(chǎn)品分別通過頂部氣體洗滌和二氧化碳去除系統(tǒng)來消除。對H2O和CO2的選擇性清除優(yōu)化了補(bǔ)給需求。在還原過程中產(chǎn)生的H2O被冷凝并從氣流中去除，大部分隨氣體攜帶的灰塵也被分離。凈化后的氣體然后通過工藝氣體循環(huán)壓縮機(jī)，在那里它的壓力被提高。壓縮氣體在被送到二氧化碳去除裝置后，與NG補(bǔ)氣混合，從而關(guān)閉還原氣體回路。

Energiron ZR方案的特點是：（i）利用富含H2的還原氣體，H2與CO的比例約為5；（ii）還原溫度高，通常超過1050攝氏度；（iii）操作壓力高，通常在移動床豎爐內(nèi)6公斤/平方厘米至8公斤/平方厘米之間。較高的操作壓力允許（i）低流態(tài)化，（ii）較高的細(xì)料投入，（iii）較高的生產(chǎn)率，約為每平方米10噸/小時，（iv）較低的鐵礦石消耗，（v）較低的還原氣體速度，約為2米/秒，以及（vi）由于較低的壓縮系數(shù)，較低的動力消耗。 這導(dǎo)致了更小的豎爐，促進(jìn)了通過固體床的均勻氣體分布，并且由于較低的拖曳力，通過頂部氣體攜帶的灰塵損失最小化（小于1%）。這也導(dǎo)致所生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)Energiron的標(biāo)準(zhǔn)偏差非常低，而且降低了整個鐵礦石的消耗量（在3.2毫米篩分和無重熔的情況下，每噸DRI大約需要1.4噸的鐵礦石）。這反過來又降低了總體運營成本。該工藝方案的另一個明顯特點是，沒有集成/外部重整爐，DRI滲碳的靈活性更高。

工藝自動化 - Energiron工藝結(jié)合了不同的、復(fù)雜的物理化學(xué)過程，這些過程將被優(yōu)化，以產(chǎn)生所需的一系列化學(xué)反應(yīng)以及各種氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)相之間的熱量和質(zhì)量交換。為此，使用了一個完整的自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)又使用了過程控制器、軟件診斷、高可用性和故障安全功能領(lǐng)域的最新可用技術(shù)。該過程由超過5500個模擬和數(shù)字變量控制，這些變量由自動化系統(tǒng)自動分析。所有來自現(xiàn)場儀器的過程變量都被各種采集系統(tǒng)（PLC、HMI）不斷收集，為持續(xù)監(jiān)測和優(yōu)化過程提供了一套寶貴的信息。Energiron工藝的先進(jìn)軟件通過管理集成的數(shù)據(jù)收集、分析和網(wǎng)絡(luò)報告，以強(qiáng)大的統(tǒng)計工具支持決策，從而利用了這一巨大的潛力。這最終使得進(jìn)一步優(yōu)化工藝效率成為可能，通過實時檢測最佳設(shè)定點，從而實現(xiàn)重要的能源節(jié)約。

Energiron控制系統(tǒng)是基于一個架構(gòu)，包括一個傳統(tǒng)的一級系統(tǒng)，用于設(shè)備控制的 "分布式控制系統(tǒng)"（DCS），加上一個二級系統(tǒng)，不僅用于過程監(jiān)督、數(shù)據(jù)跟蹤和生產(chǎn)報告的創(chuàng)建，還用于過程優(yōu)化。一個 "過程重建模型"（PRM）已經(jīng)被開發(fā)出來。它使用來自PLC的儀表信號和物理方程，以提供對工廠狀態(tài)的全面描述。通過這種方式，可以計算出許多通常無法測量的項目，如頂部氣體成分和相關(guān)的紅/氧比例。

過程反應(yīng) - 在過程中會發(fā)生三種類型的化學(xué)反應(yīng)。它們是（i）重整反應(yīng)，（ii）還原反應(yīng)，以及（iii）滲碳反應(yīng)。在原地精煉過程中會發(fā)生以下反應(yīng)。

2CH4 + O2 = 2 CO + 4 H2

CH4 + CO2 = 2CO + 2H2

CH4 + H2O = CO + 3 H2

2H2 + O2 = 2 H2O

CO2 + H2 = CO + H2O

在DRI的還原和滲碳過程中發(fā)生的反應(yīng)如下。

Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

Fe2O3 + 3 H2 = 2Fe + 3H2O

3Fe + CH4 = Fe3C + 2H2

3 Fe + 2 CO = Fe3C + CO2

3 Fe + CO+ H2 = Fe3C + H2O

標(biāo)準(zhǔn)Energiron工藝的流程圖見圖1。

圖1 Energiron工藝的流程圖

Energiron工藝的典型能量平衡圖見圖2。

圖2 Energiron工藝的典型能量平衡

工廠和設(shè)備

Energiron直接還原工廠主要包括以下工廠和設(shè)備，以及它們的特點。

• 一個容納移動床的減速軸爐。這個豎爐有一個裝鐵料的系統(tǒng)和一個產(chǎn)品排放系統(tǒng)。

• 還原氣回路，包括一個工藝氣體加熱器、頂部氣體換熱器、頂部氣體淬火/擦洗裝置、還原氣回收壓縮機(jī)、加濕塔和淘汰桶。

• 爐子的操作是以最小的NG和水的消耗以及O2的注入來進(jìn)行的。

• 產(chǎn)品排放系統(tǒng)可以有（i）用于冷DRI生產(chǎn)的冷卻器，（ii）用于生產(chǎn)HBI的熱壓塊機(jī)，和/或（iii）Hytemp氣動運輸系統(tǒng)，將熱DRI直接從豎爐轉(zhuǎn)移到電弧爐（EAF）。

• 一個外部冷卻氣體回路，由淬火/擦洗裝置和冷卻氣體循環(huán)壓縮機(jī)組成。

• 一個基于PSA（變壓吸附）的吸附系統(tǒng)，用于從還原氣流中去除二氧化碳（CO2）。

• 鐵礦石處理設(shè)備，包括鐵礦砂倉、傳送帶、篩分站、球團(tuán)涂層系統(tǒng)、進(jìn)料輸送機(jī)，以及采樣和稱重裝置。

• DRI處理系統(tǒng)，包括輸送機(jī)和相關(guān)設(shè)備，用于運輸冷DRI。

• 冷卻塔，以及過濾設(shè)備和泵。

• 工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)，基于閉合回路，以盡量減少水的消耗，帶有澄清器和沉淀池。

• 一個過程控制和儀表系統(tǒng)，使用基于微處理器的分布式控制。

• 變電站、電動機(jī)和照明。

• 通?；诘獨猓∟2）的惰性氣體系統(tǒng)。

• 一個空氣壓縮機(jī)

操作參數(shù)和具體消耗

表1中給出了Energiron ZR工藝產(chǎn)品的典型特征。

Energiron ZR工藝的特點

Energiron ZR工藝縮小了直接還原工廠的規(guī)模，提高了效率。還原氣體是在還原豎爐內(nèi)對天然氣中的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行就地轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的，方法是將NG作為補(bǔ)氣送入還原氣體回路，并在豎爐入口處注入O2。在這個過程中，由于還原氣體是在還原段產(chǎn)生的，因此可以實現(xiàn)最佳的還原效率。正因為如此，不需要一個外部的還原氣體重整器。通常情況下，Energiron ZR工藝的總體能源效率超過80％，這是由豎爐內(nèi)的原位重整優(yōu)化的。產(chǎn)品占用了提供給工藝的大部分能量，而向大氣中的能量損失最小。

取消外部氣體轉(zhuǎn)化器對工廠規(guī)模的影響是巨大的。對于每年100萬噸的產(chǎn)能，所需面積減少了約60％。這也有利于將DR工廠安置在鋼鐵熔煉車間附近。

Energiron ZR工藝的另一個優(yōu)勢是DRI滲碳的靈活性，它允許達(dá)到5％的C水平。這是因為軸內(nèi)氣體的滲碳潛力提高了，可以主要生產(chǎn)Fe3C。由于Fe3C需要更高的解離熱，因此Fe3C含量高的DRI的反應(yīng)性比普通DRI低得多。

在Energiron直接還原工藝中存在的操作條件的特點是高溫（高于1050攝氏度），存在H2O和CO2作為氧化劑，這些氧化劑是由注入O2的還原氣體的部分燃燒而產(chǎn)生。這些條件促進(jìn)了碳?xì)浠衔锏木偷剞D(zhuǎn)化。一旦產(chǎn)生了H2和CO，在反應(yīng)器內(nèi)同時進(jìn)行鐵礦石的還原和隨后的DRI的滲碳，這使得該工藝方案在能源利用和總體能耗方面非常有效。

基本的Energiron ZR方案允許直接使用天然氣。使用Energiron工藝進(jìn)行直接還原的工廠還可以使用傳統(tǒng)的蒸汽-NG重整設(shè)備作為還原氣體的外部來源，這也是長期以來基于氣體的直接還原工藝的特點。取代NG的其他氣體，如H2、煤氣化系統(tǒng)產(chǎn)生的合成氣、石油焦和類似的化石燃料，以及焦?fàn)t氣（COG）等，也可以作為還原氣體的潛在來源，這取決于特定情況和可用性。在任何情況下，不管是哪種還原氣源，都要使用相同的基本工藝方案。

Energiron ZR技術(shù)的一個獨特特點是，它能夠在DRI中以碳化鐵（Fe3C）的形式產(chǎn)生可控的高碳含量（通常大于90％）。由于反應(yīng)器還原區(qū)存在的條件，可以獲得高達(dá)5％的DRI碳含量。這些條件包括高濃度的甲烷（CH4）（約20％）以及H2和CO，還有床層的高溫。這些條件有利于C向鐵基體的擴(kuò)散和Fe3C的析出。具有高含量Fe3C的DRI顯示出比普通DRI低得多的反應(yīng)性。

Energiron直接還原工廠的一個重要特點是可以將工藝設(shè)計成零補(bǔ)水需求。這之所以可能，主要是因為水是還原反應(yīng)的副產(chǎn)品，因為它被冷凝并從氣流中去除。因此，由于采用了基于水熱交換器的閉路水系統(tǒng)，而不是傳統(tǒng)的冷卻塔，因此不需要新鮮的補(bǔ)充水，實際上在電池極限時還會有一小股水。

Energiron直接還原工廠的排放物

Energiron工廠的排放符合最嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)。這主要是由于工藝本身的性質(zhì)而實現(xiàn)的。由于其工藝配置，Energiron技術(shù)在設(shè)計上是高效的。因此，在實現(xiàn)工廠整體熱效率高的同時，在重整爐（使用時）或加熱器中不需要將燃燒空氣預(yù)熱到高溫，從而消除了產(chǎn)生高氮氧化物的可能性。通過采用超低NOx燃燒器，還可以進(jìn)一步減少NOx的排放。通過應(yīng)用SCR（選擇性催化還原）技術(shù)，可以獲得進(jìn)一步的改善。

Energiron是一種可用的非常清潔的直接還原技術(shù)。根據(jù)不同的配置，Energiron工廠可以消除60％至90％的二氧化碳總排放量。用于生產(chǎn)DRI的兩種技術(shù)之間的二氧化碳排放可能有很大的不同。無論使用天然氣、合成氣還是COG，進(jìn)入直接還原工廠的還原氣體都含有C，以碳?xì)浠衔锖?或碳質(zhì)化合物（CO、CO2）的形式。此外，無論直接還原工藝的配置如何，只有15%到40%（取決于DRI中的C含量）以DRI中的組合C形式離開工藝，其余的以CO2形式離開。

由于Energiron ZR工藝生產(chǎn)的DRI含有較高比例的C，因此以CO2形式去除的C數(shù)量較少。當(dāng)與直接還原配置中的二氧化碳?xì)怏w生成進(jìn)行比較時，可以注意到二氧化碳?xì)怏w生成的差異，該配置將外部催化轉(zhuǎn)化器集成到直接還原豎爐中作為還原氣體的補(bǔ)充來源。在將外部催化轉(zhuǎn)化器與直接還原豎爐整合在一起的直接還原配置中，在每噸DRI含有140公斤C的總工藝NG補(bǔ)充中，每噸DRI約有25公斤C（17%）作為DRI的一部分離開工藝，其余則作為煙氣從轉(zhuǎn)化器中釋放。這些數(shù)字與每噸DRI的110公斤C相比，其中每噸DRI的40公斤C（36%）是在Energiron ZR工藝中生產(chǎn)的DRI。此外，在每噸DRI剩余的70公斤碳中，65公斤的碳被選擇性地去除，成為純二氧化碳，可用于其他用途或被封存。消除還原過程中產(chǎn)生的H2O和CO2這兩種副產(chǎn)品，使該過程中的氣體利用率提高到95％以上。簡而言之，Energiron工藝提供了內(nèi)置的選擇性消除約65%的二氧化碳總輸入（每噸DRI約240公斤二氧化碳）。

Energiron工廠提供了選擇性地回收二氧化碳的獨特選擇。二氧化碳吸收系統(tǒng)不僅可以捕獲二氧化碳，而且還可以捕獲工藝氣流中的硫，從而使工廠的SO2總排放量減少約99%。

H2作為還原氣體

在鋼鐵廠中，H2有望在不久的將來取代C作為鐵礦石還原過程的能源。在基于氣體的直接還原工藝中，H2將取代NG。Energiron ZR工藝已經(jīng)準(zhǔn)備好使用任何數(shù)量的H2來替代NG，而無需進(jìn)行重大的設(shè)備調(diào)整。事實上，在Energiron ZR工藝方案中，H2的使用將反映在更平穩(wěn)的操作和生產(chǎn)率的提高上，因為對NG氣體的就地轉(zhuǎn)化的要求將降低。

在現(xiàn)有的Energiron直接還原工廠中，已經(jīng)充分證明了在還原軸入口處使用高達(dá)70%的H2濃度，這涉及到一個蒸汽轉(zhuǎn)化器來產(chǎn)生還原氣體（H2和CO）。

然而，使用H2替代NG作為能量輸入，DRI中的C%將下降，因為它將稀釋還原氣體中的CH4濃度，但由于Energiron ZR方案在還原回路和燃料利用方面的靈活工藝配置，即使在35%的H2能量輸入（或大約64%的體積-每噸DRI的N cum），也有可能實現(xiàn)3.5%的C。對于70%的H2能源（大約88%的體積-每噸DRI的Num），DRI中的預(yù)期C將低于2.0 %。

與NSENGI的聯(lián)盟

2014年，Tenova HYL和達(dá)涅利與新日鐵住金工程有限公司（NSENGI）達(dá)成了一項協(xié)議。(NSENGI)達(dá)成協(xié)議，將他們的Energiron直接還原技術(shù)與NSENGI開發(fā)和擁有的優(yōu)化高爐技術(shù)以及合成氣技術(shù)（高效煤氣化和鋼鐵廠副產(chǎn)品氣體利用技術(shù)）結(jié)合起來并進(jìn)行商業(yè)化。新聯(lián)盟的目的是將研發(fā)活動與他們各自在Energiron DR、高爐和合成氣技術(shù)方面的專長結(jié)合起來，最終目的是開發(fā)一種新的煉鐵技術(shù)，以減少二氧化碳排放和運營成本，同時提高生產(chǎn)力和/或減少綜合煉鋼設(shè)施的資本支出。