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海綿鐵煅燒工藝

  一、海綿鐵生產工藝特點:

幸运快三官网  1.制氣部分和還原部分相互獨立

  MIDREX 豎爐爐頂氣與天然氣混合, 共同進入重整爐制取還原氣, 還原豎爐和制氣設備是相互聯系, 互相影響的。而HYL Ⅲ豎爐爐頂氣經脫水和脫二氧化碳后, 直接與重整爐內出來的氣體混合制成還原氣, 還原設備和制氣設備相互獨立。因此HYL Ⅲ工藝具有以下特點:海綿鐵生產現場

  (1) HYL Ⅲ豎爐選擇配套的還原氣發生設備有很大的靈活性, 除天然氣外, 焦爐煤氣、煤發生氣、COREX 尾氣等都可成為還原氣的原料氣;

幸运快三官网  (2) 重整爐處理氣量變小, 每噸海綿鐵僅為475m 3, 這使HYL Ⅲ工藝重整爐體積小, 造價低。而M IDREX 工藝重整爐處理氣體體積為每噸海綿鐵1 810 m 3;

幸运快三官网  (3) 可以處理硫含量較高的鐵礦。而M IDREX豎爐對鐵礦的硫含量有一定限制, 否則含硫爐頂氣進入重整爐將造成裂解催化劑失效。

  2.還原氣中氫氣含量高

幸运快三官网  通過天然氣和水蒸汽在重整爐中催化裂解生產還原氣, 因此還原氣中氫含量高, H2O CO 為516~519, 使HYL Ⅲ豎爐中還原氣和鐵礦石的反應為吸熱反應, 入爐還原氣溫度較高, 為930 ℃。而M IDREX 工藝主要是天然氣和豎爐爐頂氣裂解制取還原氣, 還原氣中氫含量相對較低, H2O CO 為1.55, 使M IDREX 豎爐中還原氣和鐵礦石的反應是放熱反應, 還原氣溫度不能太高, 為840 ℃。

  3.操作壓力高

  HYL Ⅲ豎爐操作壓力為0155M Pa, 由于采用高壓操作, 豎爐爐頂和爐底均采用球閥密封。為了實現全密封操作, 爐頂和爐底均設有間歇式工作的壓力倉。鐵礦石首先通過爐頂料倉加入爐頂壓力倉中, 然后將鐵礦石再加入碟形倉中, 壓力倉上下球閥切換開閉, 保持煤氣不外漏, 通過碟形倉下的四個布料管將鐵礦石加入爐內

  由于采用了碟形倉, 可使鐵礦石連續加入爐中。生成的海綿鐵通過爐底旋轉閥排入爐底兩個料倉中, 兩個壓力倉切換使用, 可實現豎爐連續排料。而M IDREX 豎爐操作壓力為0.23M Pa, 爐頂和爐底依靠加料管和排料管的料封作用及補充氮氣來封鎖煤氣。

  由于高溫、高壓、高氫的特點, 使得HYL Ⅲ豎爐中鐵礦石的還原速度加快, 豎爐生產效率提高。同M IDREX 豎爐相比, 同樣爐容的條件下, HYLⅢ豎爐海綿鐵產量更大。

  4.爐身結構簡單

幸运快三官网  HYL Ⅲ豎爐內部是空的, 只在爐底排料口處設有兩根液壓松料桿, 以保證排料順暢。而M IDREX豎爐結構復雜, 爐內設有冷卻氣體分配器和海綿鐵破碎器。

幸运快三官网  5.部分氧化法技術

  擁有HYL Ⅲ技術的工廠總是希望提高還原氣溫度來增加產量, 通過部分氧化法可實現提高還原氣溫度的目的。在還原氣加熱爐和豎爐間的管道中噴入氧氣, 還原氣部分氧化并放出熱, 從而使還原氣溫度提高。部分氧化反應如下:

幸运快三官网  2H2 + O 2 →2H2O + Q

  2CO + O 2 →2CO 2 + Q

幸运快三官网  CH4 + O 2 →CO + H2 + H2O + Q

  在墨西哥蒙特雷2M 5?3M 5 廠采用部分氧化法不僅使還原氣溫度從935 ℃提高到957 ℃。而且使其他工藝指標也得到改善。

  6.海綿鐵熱送系統

  海綿鐵熱送系統是指熱的海綿鐵從豎爐中生產出來后, 通過加熱的氮氣全密封輸送到電爐料倉, 海綿鐵通過料倉給料器加入電爐, 輸送氮氣則經洗滌后返回輸送系統。若電爐不需要海綿鐵時,海綿鐵可離線冷卻或進行熱壓塊處理。通過采用氣力熱送系統, 大大降低了電爐的能耗。墨西哥希爾薩公司在蒙特雷新建的Hylsa 4M 廠, 其直接還原裝置具有海綿鐵(HYTEM P IRON ) 氣力輸送系統, 該系統于1998 年3 月投入生產。

幸运快三官网  二、直接還原鐵(海綿鐵)流程:

幸运快三官网  采用外熱豎爐連續生產,以煤、炭做還原劑,屬于“一步煉鐵法”,節約了大量寶貴的煉焦煤資源;將煤、炭、水、石硝混合磨制成水煤漿,水煤漿和氧氣一起噴入爐中經加壓氣化生產出合成氣,合成氣經洗滌除塵,洗滌除塵后的合成氣進行氣體成份變換以調節,調節成分后的合成氣進行凈化,脫除酸性氣體組分,如硫化氫、二氧化碳,得到以一氧化碳和氫氣為主要成分的還原氣,高壓還原氣經膨脹而壓力降至工藝要求的0.2~0.7MPa,降壓后的還原氣經加熱升溫至810~1000℃,加熱后的還原氣與鐵礦石分別輸入豎爐,在豎爐內,還原氣將鐵礦石還原成海綿鐵。

  三、直接還原鐵(海綿鐵)使用原理:

幸运快三官网  常溫過濾式除氧屬化學除氧,它采用專門生產的活性海綿鐵(直接還原鐵)來去除水中溶解氧,海綿鐵主要成分是鐵,其疏松多孔的內部結構,提供的比表面積是普通鐵屑的5-10萬倍,可使水中的氧與鐵發生迅速徹底的氧化反應,使溶解氧穩定在0.05mg/L以下,其反應式為:2Fe2+ + 2H2O + O2→2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+ 2H2O +O2→4Fe(OH)3反應產物Fe(OH)2、Fe(OH)3為不易溶于水的絮狀沉淀,當隨著水流經其余的海綿鐵顆粒時被攔截下來,只要用一定強度的反洗水流就可以沖洗干凈(大約5分鐘)。海綿鐵的消耗量很低,根據處理水量與水質的不同,一般3 - 6個月補充一次即可。(經過除氧后的中增加了少量的鐵離子,一般為0.2 - 0.5mg/L,對于熱水鍋爐來說仍符合國家規定的水質標準,但對于蒸汽鍋爐或對給水Fe2+有嚴格要求的給水除氧來說,可以加裝除鐵裝置,去除水中的Fe2+,本公司備有各種規格的離子交換除鐵裝置供用戶選用。)作為水除氧劑的海綿鐵是利用粒度在-200目以下的Fe3O4 粉末粘結在一起,常用粒度為1-2mm、2-4mm、4-8mm左右。因其還原過程發生置換反應,形成一定數量的空隙,還有粉末微粒粘結時的空隙,使得除氧劑孔隙極高,比表面積大,又因其為原生礦直接還原所得,相對純凈,所以活性極高,極與水中的氧發生反應生成Fe3O4,從而達到除氧目的。經調查近幾年憑借海綿鐵的高效率、低價格的優勢,在水處理行業中的使用率從2001年的13.5%提高到現今的90%以上,而且由于含有一定量的雜質,使其在除氧過程中顆粒之間只能是弱鍵連接,不會出現銹死成團的現象。


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