Ferro de redução direta à base de gás （DRI）
Ferro de redução direta à base de gás （DRI）
O ferro de redução direta à base de gás (DRI), que vem sendo comercializado, é feito de gás natural ou carvão. Nos últimos anos, com a atenção global às emissões de dióxido de carbono, pesquisas ativas têm sido realizadas sobre a baixa carbonização de processos DRI, principalmente a remoção de dióxido de carbono em processos DRI comerciais existentes ou o uso de energia renovável para produzir gás redutor.
Geralmente, a fim de atender aos requisitos de produção do processo DRI e melhorar a velocidade e eficiência de redução tanto quanto possível, a preparação de gás redutor com alta temperatura e alto grau de redução é a chave para DRI. Os principais componentes do gás de redução geralmente usados para redução direta à base de gás são CO e H2. Durante a preparação e uso de gás redutor de alto grau de redução, o CO em gás redutor de alto grau de redução inevitavelmente tem uma forte força motriz do equilíbrio de deposição de carbono na termodinâmica.
Deposição de carbono em CO:
(1) No processo de redução das pelotas de óxido de ferro, a deposição de carbono e a redução do ferro deixam o sistema juntos, e não há problema de acúmulo.
(2) No processo de preparação de gás redutor de alta temperatura, a deposição de carbono é uma substância sólida, que corre o risco de entupir equipamentos, dutos e válvulas, e afeta diretamente o processo de produção.
(3) A área de deposição de carbono de CO também está diretamente relacionada à pressão. Além disso, os teores de H2 e CO no gás de redução produzido por diferentes matérias-primas ou matérias-primas semelhantes podem variar muito, e os processos de redução direta aplicáveis também são diferentes. Portanto, o controle de deposição de carbono no processo de preparação do gás de redução é uma das principais tecnologias que precisam ser atentadas.
A matéria-prima para a preparação do gás de redução DRI pode ser gás natural ou carvão. Considerando a situação dos recursos em nosso país, as matérias-primas disponíveis incluem gás de coqueria, diversos gases naturais não convencionais e gás residual de alguns processos de produção industrial, como gás residual de metanol, etc. Por outro lado, o processo DRI pode ser subdividido em 8 tipos diferentes de acordo com a diferença entre o forno de redução e o condensado de metal reduzido. Dentre eles, devido às características de redução do CO, o DRI feito a partir da gaseificação de carvão com alto teor de CO adota principalmente a redução da fundição, enquanto o DRI feito a partir de gás natural com alto teor de H2 adota principalmente a redução do forno de eixo.
O teor de gás redutor em fornos de cuba comercial é mantido em cerca de 90%, a pressão não é alta e a temperatura é muito alta, o que conduz à produção de gás redutor de alta qualidade. Ao mesmo tempo, a proporção de H2 / CO é 1,6-3,0. Combinado com a metalurgia do hidrogênio e as curvas de equilíbrio de redução, que se tornaram pontos quentes nos últimos anos, não há limite superior de H2 / CO.
De acordo com as características dos recursos da China, a escolha de matérias-primas pode ser carvão relativamente abundante e vários recursos de gás contendo metano barato, dos quais o carvão pode ser carvão de baixa qualidade incentivado pelo estado, como o linhito. Os recursos baratos de gás contendo metano podem ser gás natural, gás de xisto, gás de refinaria, gás de forno de coque, metano de leito de carvão, até mesmo biogás e outros gases.
