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2021

氣基直接還原鐵（DRI）

關鍵詞:

DRI,直接還原鐵

來源：公司內部

已經偏商業化的氣基直接還原鐵（DRI）,還原氣原料采用天然氣或煤炭制取。近幾年來，隨著全球對二氧化碳排放的關注，對于DRI過程的低碳化展開了積極的研究，主要是現有商業DRI過程的二氧化碳脫除或者采用可再生能源制還原氣。

一般為了滿足DRI過程生產需求，盡可能提高還原速度和效率，高溫高還原度還原氣的制備是DRI的關鍵所在。通常用作氣基直接還原的還原氣的主要成分為CO和H2，高還原度還原氣制備和使用的過程中，高還原度還原氣中的CO在熱力學上不可避免的存在強烈的積碳平衡推動力。

CO的積碳現象：

1.在還原氧化鐵球團過程中，積碳與還原鐵一起離開系統，不存在累積問題。

2.在高溫還原氣制備過程中，積碳是一種固態物質，存在堵塞設備，管道和閥門等的風險，直接影響生產過程。

3.CO的積碳區還與壓力有直接關系。除此之外，不同原料或同類原料生產的還原氣中H2和CO含量可以有很大差別，所適用的直接還原工藝也不同，因此還原氣制備過程的積碳控制是需要關注的關鍵技術之一。

制備DRI還原氣的原料可以是天然氣或者煤炭。考慮到我國的資源狀況，可用的原料包括焦爐氣，各種非常規天然氣，一些工業生產過程尾氣，例如甲醇尾氣等。另一方面，根據還原爐和還原的金屬凝聚態不同，DRI工藝還可以細分出8種不同類型。其中，由于CO還原特性，高含CO氣體的煤氣化制DRI大多采用熔融還原，高含H2的天然氣制DRI大多采用豎爐還原。

商業化豎爐的還原氣含量保持在90%左右，壓力并不高，溫度很高，這有利于制取高品質還原氣。同時，H2/CO比值在1.6-3.0，結合近年來成為熱點的氫冶金和還原平衡曲線，H2/CO不存在上限限制。

依據我國的資源特點，原料選擇可以是比較豐富的煤炭和各種廉價的含甲烷的氣體資源，其中煤炭可以采用國家鼓勵使用的低階煤，例如褐煤。廉價含甲烷氣體資源可以是天然氣，頁巖氣，煉廠氣，焦爐氣，煤層氣，甚至沼氣等氣體。

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