Hierro de reducción directa a base de gas （DRI）
Hierro de reducción directa a base de gas （DRI）
El hierro de reducción directa a base de gas (DRI), que se ha comercializado, se fabrica a partir de gas natural o carbón. En los últimos años, con la atención global a las emisiones de dióxido de carbono, se ha llevado a cabo una investigación activa sobre la baja carbonización de los procesos de DRI, principalmente la eliminación de dióxido de carbono en los procesos comerciales de DRI existentes o el uso de energía renovable para producir gas reductor.
Generalmente, para cumplir con los requisitos de producción del proceso DRI y mejorar la velocidad de reducción y la eficiencia tanto como sea posible, la preparación de gas reductor con alta temperatura y alto grado de reducción es la clave para DRI. Los componentes principales del gas reductor que se utilizan normalmente para la reducción directa basada en gas son el CO y el H2. Durante la preparación y uso de gas reductor de alto grado de reducción, el CO en gas reductor de alto grado de reducción tiene inevitablemente una fuerte fuerza impulsora del equilibrio de deposición de carbono en termodinámica.
Deposición de carbono en CO:
(1) En el proceso de reducción de gránulos de óxido de hierro, la deposición de carbono y el hierro reducido abandonan el sistema juntos y no hay problema de acumulación.
(2) En el proceso de preparación de gas reductor de alta temperatura, la deposición de carbono es una sustancia sólida, que tiene el riesgo de bloquear equipos, tuberías y válvulas, y afecta directamente el proceso de producción.
(3) El área de deposición de carbono del CO también está directamente relacionada con la presión. Además, los contenidos de H2 y CO en el gas de reducción producido por diferentes materias primas o materias primas similares pueden variar mucho, y los procesos de reducción directa aplicables también son diferentes. Por lo tanto, el control de la deposición de carbono en el proceso de preparación del gas de reducción es una de las tecnologías clave a las que se debe prestar atención.
La materia prima para preparar el gas de reducción DRI puede ser gas natural o carbón. Considerando la situación de los recursos en nuestro país, las materias primas disponibles incluyen gas de horno de coque, varios gases naturales no convencionales y gas de cola de algunos procesos de producción industrial, como gas de cola de metanol, etc. Por otro lado, el proceso DRI se puede subdividir en 8 tipos diferentes según la diferencia entre el horno de reducción y la materia condensada de metal reducido. Entre ellos, debido a las características de reducción del CO, el DRI elaborado a partir de gasificación de carbón con alto contenido de CO adopta principalmente la reducción por fusión, mientras que el DRI elaborado a partir de gas natural con alto contenido de H2 adopta principalmente la reducción del horno de eje.
El contenido de gas reductor en el horno de eje comercial se mantiene en aproximadamente el 90%, la presión no es alta y la temperatura es muy alta, lo que conduce a la producción de gas reductor de alta calidad. Al mismo tiempo, la relación H2 / CO es 1.6-3.0. Combinado con la metalurgia del hidrógeno y las curvas de equilibrio de reducción, que se han convertido en puntos calientes en los últimos años, no existe un límite superior para el H2 / CO.
Según las características de los recursos de China, la elección de materias primas puede ser carbón relativamente abundante y varios recursos de gas baratos que contienen metano, de los cuales el carbón puede ser carbón de bajo rango promovido por el estado, como el lignito. Los recursos de gas que contienen metano baratos pueden ser gas natural, gas de esquisto, gas de refinería, gas de horno de coque, metano de carbón e incluso biogás y otros gases.
