FINEX針對COREX必須使用塊礦或球團(tuán)作原料以保證還原豎爐透氣性的特點(diǎn)加以改進(jìn),。其特點(diǎn)是采用多級(jí)(4級(jí))流態(tài)化床反應(yīng)器代替還原豎爐,。在反應(yīng)器中加入鐵礦粉,利用熔融氣化爐產(chǎn)生的熱還原氣體,,呈一定速度與礦粉反向流動(dòng),。因反應(yīng)器內(nèi)爐料呈流態(tài)化狀態(tài),不存在爐料透氣性問題,,所以爐料可全部使用粉礦,。
多級(jí)反應(yīng)器出來的細(xì)顆粒的直接還原鐵(DRI)在熱狀態(tài)下壓制成塊,然后裝入熔融氣化爐,。<80mm的塊煤直接加入熔融氣化爐,,小于8mm的粉煤加入有機(jī)粘結(jié)劑壓制成塊入爐。
熔融氣化爐從下部風(fēng)口鼓入氧氣,,進(jìn)行熔煉,。
熔融氣化爐產(chǎn)生的熱還原氣體依次通入4級(jí)反應(yīng)器最后排出。排出的煤氣約41%通過加壓變壓吸附除去CO2,,使煤氣中的CO2從33%降到3%,,再通入反應(yīng)器作為還原氣體再利用。其余煤氣輸出供發(fā)電或其他用途,。
FINEX的技術(shù)優(yōu)勢是:
(1)FINEX可以100%使用非煉焦煤,,而且對煤種和成分沒有嚴(yán)格限制。
浦項(xiàng)在試驗(yàn)過程中采用過的煤種固定碳54.49%~72.26%,,揮發(fā)分18.37%~38.72%,,灰分7.32%~16.67%,,都可以冶煉出合格生鐵。目前,,采用30%半軟質(zhì)煤和70%動(dòng)力煤混合,。又因?yàn)榉勖嚎蓧簤K入爐,對入廠的煤炭利用比較充分,。浦項(xiàng)公司目前使用壓制型煤60%~70%,,噴煤粉15%~20%,其余為塊煤,。因冷壓塊煤強(qiáng)度高,,可以達(dá)到焦炭的75%,而塊煤只有30%,,因此FINEX可以不用焦炭,。FINEX對使用的粉狀礦石成分和粒度也無嚴(yán)格要求。粉礦直接入爐拓寬了資源范圍,,也節(jié)省了加工費(fèi)用,。這兩點(diǎn)都優(yōu)于COREX工藝。
(2)也像COREX一樣,,開停爐十分便利,,污染少,環(huán)保水平高,。
FINEX由于省去了污染嚴(yán)重的燒結(jié),、球團(tuán)和煉焦工廠,使工廠水環(huán)境和和大氣環(huán)境得到極大改善,。又因冶煉用純氧進(jìn)行,,煤氣中NOx很少。而煤中硫在熔融氣化爐中生成H2S,,隨還原氣體進(jìn)入反應(yīng)器,,在流態(tài)化狀態(tài)下與熔劑生或CaS和MgS入渣排出。所以SOx排出量與高爐相比,,減少許多,。而鐵水中的含硫量則與高爐近似(0.015%~0.025%)。因?yàn)槿廴跉饣癄t中的煤是在高溫下燃燒氣化的,,所以不會(huì)產(chǎn)生二惡英,。并且,F(xiàn)INEX是一個(gè)緊湊,、密閉系統(tǒng),,煙塵的排放量很小。
實(shí)踐顯示,,F(xiàn)INEX流程的SOx,、NOx、粉塵的排放量與高爐流程相比,,只有6%,、4%和21%。并且沒有焦化含酚,、氰等污水排放,,是一種清潔生產(chǎn)工藝。
(3)關(guān)于FINEX的能耗
FINEX的優(yōu)勢是用貯量豐富的普通煤種代替焦煤,,但流態(tài)化反應(yīng)器的還原效率不如豎爐,,其金屬化率只有80%~85%,增加熔融氣爐的還原負(fù)擔(dān)使得每噸生鐵耗用的煤量要比高爐燃料比高得多,。目前,,先進(jìn)的大型高爐燃料比約500kg/t,而FINEX約850kg/t(也有報(bào)導(dǎo)是1050kg/t),,還有500Nm3/t的氧氣消耗,。但高爐工藝要考慮焦化、燒結(jié),、球團(tuán)等鐵前工序的能耗,,則二者的差距明顯減少。加上FINEX從煤氣回收的能量遠(yuǎn)高于高爐,,有計(jì)算表明FINEX的工序能耗還略低于高爐工藝(含鐵前工序),。
(4)關(guān)于FINEX建設(shè)投資
由于取消了焦化、燒結(jié)和球團(tuán)工廠,,F(xiàn)INEX投資將大為降低,。但FINEX龐大的制氧系統(tǒng)和昂貴的技術(shù)引進(jìn)費(fèi)用,又使其投資增加,。需要配套的自備電廠也要較多的投資,。國內(nèi)有研究指出,年產(chǎn)300萬噸鐵水的兩座FINEX裝置約比同等產(chǎn)量的1座3800m3高爐(含配套系統(tǒng))的投資多7.1億人民幣,,相當(dāng)于22.8%,。
FINEX與COREX相比,無需建設(shè)球團(tuán)廠和焦?fàn)t,,但要增加粉煤壓塊和煤氣脫除CO2循環(huán)再利用設(shè)施,。龐大的制氧和自備電廠則是相同的。
(5)關(guān)于FINEX的生產(chǎn)成本
FINEX原燃料價(jià)格低廉,。高爐生鐵成本中原料占60%左右,,而FINEX只占45%左右。高爐成本中燃料和動(dòng)力占30%左右,,扣除煤氣回收約28%,。而FINEX燃料和動(dòng)力因使用大量氧氣約占55%,,扣除煤氣回收仍占約41%,其中氧氣每噸鐵消耗約500m3,,其費(fèi)用為成本的20%,,有專家估算,在國內(nèi)情況下,,F(xiàn)INEX與大型高爐相比(如1座3800m3高爐與2座年產(chǎn)150萬噸鐵的FINEX),,高爐比FINEX生鐵成本低12.5%。
從以上分析可見,,影響FINEX成本的主要因素有二:
一是煤氣回收,。因此,一定要完全回收,,并充分地使用,。
二是氧氣消耗高。降低煤比也相應(yīng)降低氧耗,,是降低成本的重要途徑,。浦項(xiàng)的目標(biāo)是將噸鐵煤耗降到720kg/t以下。
(6)關(guān)于FINEX大型化及其發(fā)展前景
雖然FINEX目前只有60萬t/年規(guī)模的示范工廠,,但從其工藝特點(diǎn)分析,,流化床的能力可以擴(kuò)大,目前世界上已有年產(chǎn)200萬噸規(guī)模的流化床直接還原廠,。熔融氣化爐在結(jié)構(gòu)上類同于高爐的下半部,,大型化也無大問題。所以FINEX大型化的前景是可觀的,。 |