硫酸渣轉(zhuǎn)底爐直接還原項(xiàng)目介紹
2010-02-07 作者：佚名 網(wǎng)友評(píng)論 0 條
一、概況
化工工業(yè)的快速發(fā)展，在推動(dòng)國(guó)家和地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)前進(jìn)的同時(shí)，也隨之帶來(lái)一系列相關(guān)的負(fù)面問(wèn)題。國(guó)內(nèi)很多企業(yè)存在生產(chǎn)組織和管理粗放、環(huán)境污染嚴(yán)重以及資源消耗和浪費(fèi)較大等問(wèn)題。這一點(diǎn)突出表現(xiàn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)資源的有效回收和綜合利用。在資源回收與綜合利用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)相比有很大差距。
目前，黨中央和國(guó)務(wù)院提出了構(gòu)建和諧社會(huì)的奮斗目標(biāo), 提出了可持續(xù)發(fā)展以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，把資源的合理開(kāi)發(fā)和綜合有效利用擺到了相當(dāng)重要的位置。因此，如何解決企業(yè)資源回收利用以及環(huán)境保護(hù)等相關(guān)問(wèn)題，已引起社會(huì)各界和廣大企業(yè)的高度重視。
我國(guó)是生產(chǎn)硫酸和消耗硫酸大國(guó)，每生產(chǎn)1噸硫酸排出0.8～0.9噸的硫酸渣，年產(chǎn)硫酸渣近3000萬(wàn)噸，由于硫酸渣鐵品位波動(dòng)大、硅含量高，還含銅、鉛、鋅、硫、金、銀、鈷等元素，用于煉鐵有很大限制，但所含的有色金屬具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。硫酸渣除少部分含高品位鐵直接用于燒結(jié)、球團(tuán)生產(chǎn)或作為水泥添加劑外，大部分作為廢棄物堆放，浪費(fèi)含鐵資源，造成環(huán)境污染，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，危害人類健康，已成為區(qū)域公害。四川省尤其是德陽(yáng)周邊擁有眾多大型、中小型硫酸生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)硫酸渣50萬(wàn)噸，解決硫酸渣污染勢(shì)在必行。實(shí)現(xiàn)廢棄物的減量化、資源化，實(shí)現(xiàn)硫酸渣的高效利用，對(duì)發(fā)展地區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保價(jià)值。
高爐冶煉的最基本過(guò)程是鐵礦石的還原，它也是造成高爐冶煉費(fèi)時(shí)長(zhǎng)、能耗多及焦比難以繼續(xù)下降的原因。用轉(zhuǎn)底爐直接還原生產(chǎn)的低成本海綿鐵壓塊，可用于電爐原料、轉(zhuǎn)爐冷配料，作為一種非高爐煉鐵工藝，與其他技術(shù)比較，轉(zhuǎn)底爐工藝有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：（1）工藝簡(jiǎn)單，對(duì)各種含鐵原料適應(yīng)性強(qiáng)；（2）對(duì)硫酸廠產(chǎn)生的硫酸渣鋅、鉛回收率達(dá)到90%以上，環(huán)境保護(hù)效果明顯，達(dá)到資源循環(huán)再利用的目的；（3）燃料利用率高，無(wú)碳?xì)浠衔锱欧艈?wèn)題；（4）采用內(nèi)配碳自還原，只需外部升溫和傳熱，反應(yīng)溫度比傳統(tǒng)工藝高300-600℃，反應(yīng)速度快，球團(tuán)在爐膛內(nèi)停留時(shí)間短；（5）整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程采用自動(dòng)控制，自動(dòng)化程度高；（6）采用先進(jìn)的余能回收技術(shù)，最大限度的利用能源。
鋼鐵生產(chǎn)工藝流程也在不斷向緊湊化、高效化及循環(huán)經(jīng)濟(jì)型、環(huán)境友好型的方向發(fā)展。為了解決焦煤短缺以及傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝所存在的能耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，世界上出現(xiàn)了多種新型非高爐煉鐵法，其中最重要的方法之一便是轉(zhuǎn)底爐直接還原煉鐵法。
二、建設(shè)依據(jù)
(1)2008年國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳《關(guān)于請(qǐng)組織實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)重大專項(xiàng)的通知》；
(2)國(guó)務(wù)院2007年7月27日頒布的國(guó)家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委七號(hào)令《當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)指導(dǎo)目錄(2007年修訂)》；
(3)2005年12月2日中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)第40號(hào)令《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005年本)》；
(4)科學(xué)技術(shù)部編制《2006年科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金若干重點(diǎn)項(xiàng)目指南》；
(5)2005年國(guó)家發(fā)改委第35號(hào)令《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》。
三、項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)、規(guī)模
本項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)產(chǎn)能規(guī)模為年處理硫酸渣10萬(wàn)噸，年產(chǎn)含金屬鐵>91％的煉鋼用海綿鐵壓塊5萬(wàn)噸，高品位氧化鋅1800噸、氧化鉛1200噸。
四、項(xiàng)目主要內(nèi)容
轉(zhuǎn)底爐直接還原部分：主要原料含鐵硫酸渣和無(wú)煙煤粉，采用煤制氣為補(bǔ)充燃料，生產(chǎn)海綿鐵壓塊。
有色金屬回收部分：主要是通過(guò)重力、旋風(fēng)、低壓脈沖除塵器回收轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有色金屬煙塵。
本項(xiàng)目主要內(nèi)容包括：
— 項(xiàng)目所需設(shè)備的選型；
— 項(xiàng)目總圖設(shè)施；
— 生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)工藝流程的選擇配置；
— 主要生產(chǎn)設(shè)備的選型、車間布置；
— 車間及設(shè)備的供配電、傳動(dòng)和電控三電一體化；
— 熱力、燃?xì)狻⑼L(fēng)、給排水等生產(chǎn)輔助設(shè)施；
— 廠房和建（構(gòu)）筑物；
— 環(huán)保及安全衛(wèi)生措施；
五、項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)思想及原則
（1）采用創(chuàng)新、先進(jìn)的工藝方法及流程，平焰式轉(zhuǎn)底爐技術(shù)，制定可靠的生產(chǎn)工藝流程；采用實(shí)用、成熟可靠、行之有效、便于管理和操作的工藝裝備。最終體現(xiàn) “投資省、見(jiàn)效快、質(zhì)量高、效益好”的特點(diǎn)。
（2）確保工藝布置合理、 廠區(qū)布置緊湊，盡量節(jié)約用地和確保物流通暢。在保證先進(jìn)性的同時(shí)，還要注意從節(jié)省建設(shè)資金，努力實(shí)現(xiàn)資源和能源的最佳的配置，把轉(zhuǎn)底爐裝置建設(shè)成為國(guó)內(nèi)具有代表性的現(xiàn)代化工廠。
（3）嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國(guó)家對(duì)冶金行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策及當(dāng)?shù)卣挠嘘P(guān)法律與規(guī)定，全力推動(dòng)新技術(shù)的應(yīng)用。
（4）最大限度地推行清潔化工廠的相關(guān)技術(shù)，對(duì)再生資源的綜合利用進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和探索，綜合防止環(huán)境污染，充分體現(xiàn)出文明生產(chǎn)的氣息。
（5）強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用，做到能回收的不浪費(fèi)，不能回收的經(jīng)過(guò)處理后達(dá)標(biāo)排放，真正建設(shè)成為現(xiàn)代化的循環(huán)經(jīng)濟(jì)型工廠。
（6）在項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模上，出于對(duì)資源、資金以及各設(shè)施工藝布置及能力配置等的綜合考慮，擬采用一次規(guī)劃到位、合理配置，分步加以實(shí)施的策略。根據(jù)實(shí)際情況，按照合理的建設(shè)程序，合理地安排各個(gè)子項(xiàng)目開(kāi)工、完工及竣工時(shí)間，以便于把握項(xiàng)目建設(shè)的總體進(jìn)度、合理分配建設(shè)資金。
（6）主體設(shè)備由德陽(yáng)思遠(yuǎn)重工有限公司設(shè)計(jì)、制造，以有效節(jié)約寶貴的建設(shè)資金。對(duì)于轉(zhuǎn)底爐的關(guān)鍵設(shè)備、主體設(shè)備將認(rèn)真借鑒、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。
（7）合理配置勞動(dòng)力資源，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
六、項(xiàng)目投資及效益
項(xiàng)目總投資6500萬(wàn)元，其中工程項(xiàng)目直接投資5000萬(wàn)元，鋪底生產(chǎn)流動(dòng)資金1500萬(wàn)元，建設(shè)周期為12個(gè)月。
通過(guò)經(jīng)濟(jì)分析（詳見(jiàn)可行性報(bào)告、項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告），該項(xiàng)目裝備水平高、投資省、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益較好。項(xiàng)目建成投產(chǎn)后經(jīng)濟(jì)收益來(lái)自二個(gè)方面，一是生產(chǎn)銷售全套轉(zhuǎn)底爐直接還原設(shè)備，二是銷售每年處理10噸硫酸渣的5萬(wàn)噸海綿鐵壓塊、3000噸高品位氧化鋅、氧化鉛。每年僅5萬(wàn)噸海綿鐵壓塊、3000噸高品位氧化鋅、氧化鉛銷售收入為21000萬(wàn)元，稅后利潤(rùn)6700萬(wàn)元，靜態(tài)投資返本期12個(gè)月（不含建設(shè)期）。經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果表明，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)可行。
七、直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)是全球最大的產(chǎn)鋼國(guó)和廢鋼消費(fèi)國(guó)，同時(shí)是廢鋼資源極為短缺的國(guó)家。2003年，我國(guó)產(chǎn)鋼2.22億噸，比上年增長(zhǎng)22.38﹪，成為全球第一個(gè)年產(chǎn)鋼量突破2億噸的國(guó)家，并連續(xù)近十年保持鋼產(chǎn)量世界第一。由此拉動(dòng)的廢鋼消費(fèi)促使廢鋼供應(yīng)矛盾日趨突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)回收的廢鋼鐵1128萬(wàn)噸，非生產(chǎn)回收廢鋼鐵374萬(wàn)噸，合計(jì)為1502萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)158萬(wàn)噸；而全年煉鋼消耗廢鋼4650萬(wàn)噸，輔助煉鋼消耗廢鋼100萬(wàn)噸，共消耗廢鋼4750萬(wàn)噸。如果按照30﹪的比例配直接還原鐵（海綿鐵或金屬化球團(tuán)）的話，僅缺口部分就需要974.4萬(wàn)噸。2003年我國(guó)從國(guó)外進(jìn)口直接還原鐵250萬(wàn)噸，而我國(guó)直接還原鐵生產(chǎn)能力僅為60萬(wàn)噸／年，2003年產(chǎn)量為40萬(wàn)噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。
我國(guó)雖然是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)，但卻不是鋼鐵強(qiáng)國(guó)，鋼鐵產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，在鋼材品種和質(zhì)量方面，還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求，我國(guó)每年還要從國(guó)外進(jìn)口鋼材4000余萬(wàn)噸（主要是優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼），而海綿鐵正是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼的必備原材料之一。隨著今后國(guó)家對(duì)鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)質(zhì)鋼特殊鋼比例勢(shì)必逐年增加，而用直接還原鐵（海綿鐵）補(bǔ)充我國(guó)廢鋼的不足，將是必然的結(jié)果。
從世界范圍來(lái)看，氣基法生產(chǎn)海綿鐵技術(shù)比較成熟，產(chǎn)品質(zhì)量較好。但由于我國(guó)受到天然氣資源和開(kāi)發(fā)的限制，不適合發(fā)展氣基直接還原法。我國(guó)煤炭資源豐富，尤其是非煉焦煤儲(chǔ)量很大，為發(fā)展煤基工藝提供了條件。
煤基轉(zhuǎn)底爐直接還原在國(guó)內(nèi)處于剛起步階段，作為一種全新的非高爐煉鐵工藝不僅得到國(guó)家相關(guān)政策的大力支持，也引起了國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)、設(shè)計(jì)院、研究院、大專院校的高度重視。目前，準(zhǔn)備實(shí)施轉(zhuǎn)底爐直接還原項(xiàng)目的鋼鐵企業(yè)有攀鋼、沙鋼、寶鋼、重鋼、馬鋼。
我國(guó)對(duì)節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源的合理開(kāi)發(fā)和綜合有效利用等重視程度日益增加，在如何實(shí)現(xiàn)資源回收利用以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)等方面，德陽(yáng)思遠(yuǎn)重工有限公司通過(guò)利用先進(jìn)節(jié)能的轉(zhuǎn)底爐-海綿鐵壓塊工藝，為資源利用、節(jié)能減排及環(huán)境保護(hù)做出率先努力。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人周斌從事轉(zhuǎn)底爐直接還原7年，曾設(shè)計(jì)制造三代轉(zhuǎn)底爐，在國(guó)內(nèi)首次將轉(zhuǎn)底爐用于硫酸渣直接還原，業(yè)已完成本項(xiàng)目的工業(yè)化試驗(yàn)。
八、轉(zhuǎn)底爐工藝流程簡(jiǎn)述
本項(xiàng)目采用了轉(zhuǎn)底爐煤基直接還原法生產(chǎn)直接還原鐵的工藝流程，按照較高的工藝裝備進(jìn)行配置，利用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備和儀表裝備使整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程在主控室通過(guò)工業(yè)計(jì)算機(jī)的HMI顯示和控制，確保本工程的生產(chǎn)水平和控制技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平。并在工藝布置上也進(jìn)行了足夠的優(yōu)化，既充分利用了土地面積，又適當(dāng)降低了工程造價(jià)。
轉(zhuǎn)底爐的工藝過(guò)程為：裝料—加熱升溫—還原—冷卻—出料—細(xì)磨—分選—烘干—壓塊。
冷壓球團(tuán)經(jīng)烘干后通過(guò)裝料機(jī)在轉(zhuǎn)底爐爐底上鋪1～2層。根據(jù)還原工藝需要，爐子圓環(huán)內(nèi)分為裝料區(qū)、預(yù)熱還原區(qū)、加熱還原區(qū)、高溫還原區(qū)、冷卻區(qū)和出料區(qū)。料塊在爐內(nèi)隨爐底旋轉(zhuǎn)，經(jīng)歷上述各區(qū)，完成還原過(guò)程，然后出爐。
料塊的最終加熱溫度為1270~1300℃。爐溫自預(yù)熱還原區(qū)至控制還原區(qū)逐漸升高，控制還原區(qū)的爐溫要求達(dá)到1350℃。
在各個(gè)區(qū)，分布在爐頂?shù)钠窖媸綗烊紵簹猓a(bǔ)風(fēng)噴嘴吹入空氣使還原反應(yīng)釋出的CO燃燒，為球團(tuán)升溫和還原反應(yīng)提供熱量，使球團(tuán)從常溫很快被加熱到1350℃以上。在高溫還原區(qū)和控制還原區(qū)，通過(guò)調(diào)節(jié)燒嘴的煤氣量和空氣量精確控制爐內(nèi)氣氛，以達(dá)到最佳的還原條件。高溫還原區(qū)和控制還原區(qū)的爐溫保持在1350℃。
在球團(tuán)內(nèi)部，碳粒子與鐵的氧化物粒子的密切接觸，為還原過(guò)程創(chuàng)造了良好的傳熱傳質(zhì)條件，同時(shí)球團(tuán)內(nèi)的過(guò)剩碳在高溫下顯著地發(fā)生氣化反應(yīng)，因此隨著還原過(guò)程的不斷進(jìn)行，氧化物處在一個(gè)被C0還原氣體包圍的氛圍下而逐漸被還原成金屬。
氧化鐵的還原反應(yīng)可以描述為：
3Fe2O3 ＋ C ＝ 2Fe3O4 ＋ CO
3Fe2O3 ＋ CO ＝ 2Fe3O4 ＋ CO2
Fe3O4 ＋ C ＝ 3FeO ＋ CO
Fe3O4 ＋ CO ＝ 3FeO ＋ CO2
FeO + C ＝ Fe + CO
FeO + CO ＝ Fe+CO2
CO2 + C ＝ 2CO
物料在加熱升溫過(guò)程中，隨著球團(tuán)的溫度繼續(xù)升高，還原反應(yīng)加劇進(jìn)行。在還原性氣氛下，球團(tuán)中的大量碳與氧結(jié)合生成CO游離出來(lái)，一部分快速與球團(tuán)中鐵的氧化物等進(jìn)行還原反應(yīng)，另一部分參與燃燒，放出大量熱量，成為爐子需要熱量的主要來(lái)源。
產(chǎn)生的含鋅、鉛煙塵經(jīng)冷卻、除塵后可以回收氧化鋅、氧化鉛，達(dá)標(biāo)廢氣通過(guò)煙囪排放。
冷卻后的金屬球團(tuán)由球磨機(jī)磨細(xì)經(jīng)多次磁選進(jìn)行渣鐵分離，金屬鐵細(xì)粉進(jìn)入壓濾機(jī)脫水、烘干機(jī)烘干、壓塊機(jī)壓成海綿鐵塊。
九、市場(chǎng)前景
項(xiàng)目建成投產(chǎn)后經(jīng)濟(jì)效益來(lái)自年處理10萬(wàn)噸硫酸渣的產(chǎn)品—5萬(wàn)噸海綿鐵壓塊、3000噸高品位氧化鋅和氧化鉛，給企業(yè)帶來(lái)21000萬(wàn)元/年銷售收入，凈利潤(rùn)6700萬(wàn)元/年，僅德陽(yáng)地區(qū)50萬(wàn)噸/年硫酸渣全部得到處理還需4條生產(chǎn)線，全國(guó)有近三百條生產(chǎn)線市場(chǎng)容量。
轉(zhuǎn)底爐直接還原還可以用于低品位難選復(fù)合鐵礦石生產(chǎn)，全國(guó)共有300多億噸的存儲(chǔ)量，這些資源均沒(méi)能得到有效利用，一旦啟動(dòng)其市場(chǎng)可以想象。
硫酸渣轉(zhuǎn)底爐直接還原不僅化工企業(yè)廢棄物得到充分利用、資源再循環(huán)、環(huán)境得到保護(hù)，而且能創(chuàng)造很高的經(jīng)濟(jì)效益。示范工廠的建立起到榜樣作用，將會(huì)吸引更多的資金投入到本項(xiàng)目來(lái)，在給投資者帶來(lái)豐厚回報(bào)的同時(shí)，資源得到循環(huán)再利用、環(huán)境得到保護(hù)。
四川?。褐鼙?
13990238005
2009年4月2日
化工工業(yè)的快速發(fā)展，在推動(dòng)國(guó)家和地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)前進(jìn)的同時(shí)，也隨之帶來(lái)一系列相關(guān)的負(fù)面問(wèn)題。國(guó)內(nèi)很多企業(yè)存在生產(chǎn)組織和管理粗放、環(huán)境污染嚴(yán)重以及資源消耗和浪費(fèi)較大等問(wèn)題。這一點(diǎn)突出表現(xiàn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)資源的有效回收和綜合利用。在資源回收與綜合利用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的企業(yè)相比有很大差距。
目前，黨中央和國(guó)務(wù)院提出了構(gòu)建和諧社會(huì)的奮斗目標(biāo), 提出了可持續(xù)發(fā)展以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，把資源的合理開(kāi)發(fā)和綜合有效利用擺到了相當(dāng)重要的位置。因此，如何解決企業(yè)資源回收利用以及環(huán)境保護(hù)等相關(guān)問(wèn)題，已引起社會(huì)各界和廣大企業(yè)的高度重視。
我國(guó)是生產(chǎn)硫酸和消耗硫酸大國(guó)，每生產(chǎn)1噸硫酸排出0.8～0.9噸的硫酸渣，年產(chǎn)硫酸渣近3000萬(wàn)噸，由于硫酸渣鐵品位波動(dòng)大、硅含量高，還含銅、鉛、鋅、硫、金、銀、鈷等元素，用于煉鐵有很大限制，但所含的有色金屬具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。硫酸渣除少部分含高品位鐵直接用于燒結(jié)、球團(tuán)生產(chǎn)或作為水泥添加劑外，大部分作為廢棄物堆放，浪費(fèi)含鐵資源，造成環(huán)境污染，影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，危害人類健康，已成為區(qū)域公害。四川省尤其是德陽(yáng)周邊擁有眾多大型、中小型硫酸生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)硫酸渣50萬(wàn)噸，解決硫酸渣污染勢(shì)在必行。實(shí)現(xiàn)廢棄物的減量化、資源化，實(shí)現(xiàn)硫酸渣的高效利用，對(duì)發(fā)展地區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保價(jià)值。
高爐冶煉的最基本過(guò)程是鐵礦石的還原，它也是造成高爐冶煉費(fèi)時(shí)長(zhǎng)、能耗多及焦比難以繼續(xù)下降的原因。用轉(zhuǎn)底爐直接還原生產(chǎn)的低成本海綿鐵壓塊，可用于電爐原料、轉(zhuǎn)爐冷配料，作為一種非高爐煉鐵工藝，與其他技術(shù)比較，轉(zhuǎn)底爐工藝有以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：（1）工藝簡(jiǎn)單，對(duì)各種含鐵原料適應(yīng)性強(qiáng)；（2）對(duì)硫酸廠產(chǎn)生的硫酸渣鋅、鉛回收率達(dá)到90%以上，環(huán)境保護(hù)效果明顯，達(dá)到資源循環(huán)再利用的目的；（3）燃料利用率高，無(wú)碳?xì)浠衔锱欧艈?wèn)題；（4）采用內(nèi)配碳自還原，只需外部升溫和傳熱，反應(yīng)溫度比傳統(tǒng)工藝高300-600℃，反應(yīng)速度快，球團(tuán)在爐膛內(nèi)停留時(shí)間短；（5）整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程采用自動(dòng)控制，自動(dòng)化程度高；（6）采用先進(jìn)的余能回收技術(shù)，最大限度的利用能源。
鋼鐵生產(chǎn)工藝流程也在不斷向緊湊化、高效化及循環(huán)經(jīng)濟(jì)型、環(huán)境友好型的方向發(fā)展。為了解決焦煤短缺以及傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝所存在的能耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，世界上出現(xiàn)了多種新型非高爐煉鐵法，其中最重要的方法之一便是轉(zhuǎn)底爐直接還原煉鐵法。
二、建設(shè)依據(jù)
(1)2008年國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳《關(guān)于請(qǐng)組織實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)重大專項(xiàng)的通知》；
(2)國(guó)務(wù)院2007年7月27日頒布的國(guó)家計(jì)委、經(jīng)貿(mào)委七號(hào)令《當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)指導(dǎo)目錄(2007年修訂)》；
(3)2005年12月2日中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)第40號(hào)令《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005年本)》；
(4)科學(xué)技術(shù)部編制《2006年科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金若干重點(diǎn)項(xiàng)目指南》；
(5)2005年國(guó)家發(fā)改委第35號(hào)令《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》。
三、項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)、規(guī)模
本項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)產(chǎn)能規(guī)模為年處理硫酸渣10萬(wàn)噸，年產(chǎn)含金屬鐵>91％的煉鋼用海綿鐵壓塊5萬(wàn)噸，高品位氧化鋅1800噸、氧化鉛1200噸。
四、項(xiàng)目主要內(nèi)容
轉(zhuǎn)底爐直接還原部分：主要原料含鐵硫酸渣和無(wú)煙煤粉，采用煤制氣為補(bǔ)充燃料，生產(chǎn)海綿鐵壓塊。
有色金屬回收部分：主要是通過(guò)重力、旋風(fēng)、低壓脈沖除塵器回收轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有色金屬煙塵。
本項(xiàng)目主要內(nèi)容包括：
— 項(xiàng)目所需設(shè)備的選型；
— 項(xiàng)目總圖設(shè)施；
— 生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品方案、生產(chǎn)工藝流程的選擇配置；
— 主要生產(chǎn)設(shè)備的選型、車間布置；
— 車間及設(shè)備的供配電、傳動(dòng)和電控三電一體化；
— 熱力、燃?xì)狻⑼L(fēng)、給排水等生產(chǎn)輔助設(shè)施；
— 廠房和建（構(gòu)）筑物；
— 環(huán)保及安全衛(wèi)生措施；
五、項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)思想及原則
（1）采用創(chuàng)新、先進(jìn)的工藝方法及流程，平焰式轉(zhuǎn)底爐技術(shù)，制定可靠的生產(chǎn)工藝流程；采用實(shí)用、成熟可靠、行之有效、便于管理和操作的工藝裝備。最終體現(xiàn) “投資省、見(jiàn)效快、質(zhì)量高、效益好”的特點(diǎn)。
（2）確保工藝布置合理、 廠區(qū)布置緊湊，盡量節(jié)約用地和確保物流通暢。在保證先進(jìn)性的同時(shí)，還要注意從節(jié)省建設(shè)資金，努力實(shí)現(xiàn)資源和能源的最佳的配置，把轉(zhuǎn)底爐裝置建設(shè)成為國(guó)內(nèi)具有代表性的現(xiàn)代化工廠。
（3）嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國(guó)家對(duì)冶金行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策及當(dāng)?shù)卣挠嘘P(guān)法律與規(guī)定，全力推動(dòng)新技術(shù)的應(yīng)用。
（4）最大限度地推行清潔化工廠的相關(guān)技術(shù)，對(duì)再生資源的綜合利用進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和探索，綜合防止環(huán)境污染，充分體現(xiàn)出文明生產(chǎn)的氣息。
（5）強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)和資源綜合利用，做到能回收的不浪費(fèi)，不能回收的經(jīng)過(guò)處理后達(dá)標(biāo)排放，真正建設(shè)成為現(xiàn)代化的循環(huán)經(jīng)濟(jì)型工廠。
（6）在項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模上，出于對(duì)資源、資金以及各設(shè)施工藝布置及能力配置等的綜合考慮，擬采用一次規(guī)劃到位、合理配置，分步加以實(shí)施的策略。根據(jù)實(shí)際情況，按照合理的建設(shè)程序，合理地安排各個(gè)子項(xiàng)目開(kāi)工、完工及竣工時(shí)間，以便于把握項(xiàng)目建設(shè)的總體進(jìn)度、合理分配建設(shè)資金。
（6）主體設(shè)備由德陽(yáng)思遠(yuǎn)重工有限公司設(shè)計(jì)、制造，以有效節(jié)約寶貴的建設(shè)資金。對(duì)于轉(zhuǎn)底爐的關(guān)鍵設(shè)備、主體設(shè)備將認(rèn)真借鑒、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。
（7）合理配置勞動(dòng)力資源，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
六、項(xiàng)目投資及效益
項(xiàng)目總投資6500萬(wàn)元，其中工程項(xiàng)目直接投資5000萬(wàn)元，鋪底生產(chǎn)流動(dòng)資金1500萬(wàn)元，建設(shè)周期為12個(gè)月。
通過(guò)經(jīng)濟(jì)分析（詳見(jiàn)可行性報(bào)告、項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告），該項(xiàng)目裝備水平高、投資省、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益較好。項(xiàng)目建成投產(chǎn)后經(jīng)濟(jì)收益來(lái)自二個(gè)方面，一是生產(chǎn)銷售全套轉(zhuǎn)底爐直接還原設(shè)備，二是銷售每年處理10噸硫酸渣的5萬(wàn)噸海綿鐵壓塊、3000噸高品位氧化鋅、氧化鉛。每年僅5萬(wàn)噸海綿鐵壓塊、3000噸高品位氧化鋅、氧化鉛銷售收入為21000萬(wàn)元，稅后利潤(rùn)6700萬(wàn)元，靜態(tài)投資返本期12個(gè)月（不含建設(shè)期）。經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果表明，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)可行。
七、直接還原鐵生產(chǎn)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)是全球最大的產(chǎn)鋼國(guó)和廢鋼消費(fèi)國(guó)，同時(shí)是廢鋼資源極為短缺的國(guó)家。2003年，我國(guó)產(chǎn)鋼2.22億噸，比上年增長(zhǎng)22.38﹪，成為全球第一個(gè)年產(chǎn)鋼量突破2億噸的國(guó)家，并連續(xù)近十年保持鋼產(chǎn)量世界第一。由此拉動(dòng)的廢鋼消費(fèi)促使廢鋼供應(yīng)矛盾日趨突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)回收的廢鋼鐵1128萬(wàn)噸，非生產(chǎn)回收廢鋼鐵374萬(wàn)噸，合計(jì)為1502萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)158萬(wàn)噸；而全年煉鋼消耗廢鋼4650萬(wàn)噸，輔助煉鋼消耗廢鋼100萬(wàn)噸，共消耗廢鋼4750萬(wàn)噸。如果按照30﹪的比例配直接還原鐵（海綿鐵或金屬化球團(tuán)）的話，僅缺口部分就需要974.4萬(wàn)噸。2003年我國(guó)從國(guó)外進(jìn)口直接還原鐵250萬(wàn)噸，而我國(guó)直接還原鐵生產(chǎn)能力僅為60萬(wàn)噸／年，2003年產(chǎn)量為40萬(wàn)噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。
我國(guó)雖然是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)，但卻不是鋼鐵強(qiáng)國(guó)，鋼鐵產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，在鋼材品種和質(zhì)量方面，還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求，我國(guó)每年還要從國(guó)外進(jìn)口鋼材4000余萬(wàn)噸（主要是優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼），而海綿鐵正是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼和特種鋼的必備原材料之一。隨著今后國(guó)家對(duì)鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，優(yōu)質(zhì)鋼特殊鋼比例勢(shì)必逐年增加，而用直接還原鐵（海綿鐵）補(bǔ)充我國(guó)廢鋼的不足，將是必然的結(jié)果。
從世界范圍來(lái)看，氣基法生產(chǎn)海綿鐵技術(shù)比較成熟，產(chǎn)品質(zhì)量較好。但由于我國(guó)受到天然氣資源和開(kāi)發(fā)的限制，不適合發(fā)展氣基直接還原法。我國(guó)煤炭資源豐富，尤其是非煉焦煤儲(chǔ)量很大，為發(fā)展煤基工藝提供了條件。
煤基轉(zhuǎn)底爐直接還原在國(guó)內(nèi)處于剛起步階段，作為一種全新的非高爐煉鐵工藝不僅得到國(guó)家相關(guān)政策的大力支持，也引起了國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)、設(shè)計(jì)院、研究院、大專院校的高度重視。目前，準(zhǔn)備實(shí)施轉(zhuǎn)底爐直接還原項(xiàng)目的鋼鐵企業(yè)有攀鋼、沙鋼、寶鋼、重鋼、馬鋼。
我國(guó)對(duì)節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源的合理開(kāi)發(fā)和綜合有效利用等重視程度日益增加，在如何實(shí)現(xiàn)資源回收利用以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)等方面，德陽(yáng)思遠(yuǎn)重工有限公司通過(guò)利用先進(jìn)節(jié)能的轉(zhuǎn)底爐-海綿鐵壓塊工藝，為資源利用、節(jié)能減排及環(huán)境保護(hù)做出率先努力。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人周斌從事轉(zhuǎn)底爐直接還原7年，曾設(shè)計(jì)制造三代轉(zhuǎn)底爐，在國(guó)內(nèi)首次將轉(zhuǎn)底爐用于硫酸渣直接還原，業(yè)已完成本項(xiàng)目的工業(yè)化試驗(yàn)。
八、轉(zhuǎn)底爐工藝流程簡(jiǎn)述
本項(xiàng)目采用了轉(zhuǎn)底爐煤基直接還原法生產(chǎn)直接還原鐵的工藝流程，按照較高的工藝裝備進(jìn)行配置，利用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備和儀表裝備使整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程在主控室通過(guò)工業(yè)計(jì)算機(jī)的HMI顯示和控制，確保本工程的生產(chǎn)水平和控制技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平。并在工藝布置上也進(jìn)行了足夠的優(yōu)化，既充分利用了土地面積，又適當(dāng)降低了工程造價(jià)。
轉(zhuǎn)底爐的工藝過(guò)程為：裝料—加熱升溫—還原—冷卻—出料—細(xì)磨—分選—烘干—壓塊。
冷壓球團(tuán)經(jīng)烘干后通過(guò)裝料機(jī)在轉(zhuǎn)底爐爐底上鋪1～2層。根據(jù)還原工藝需要，爐子圓環(huán)內(nèi)分為裝料區(qū)、預(yù)熱還原區(qū)、加熱還原區(qū)、高溫還原區(qū)、冷卻區(qū)和出料區(qū)。料塊在爐內(nèi)隨爐底旋轉(zhuǎn)，經(jīng)歷上述各區(qū)，完成還原過(guò)程，然后出爐。
料塊的最終加熱溫度為1270~1300℃。爐溫自預(yù)熱還原區(qū)至控制還原區(qū)逐漸升高，控制還原區(qū)的爐溫要求達(dá)到1350℃。
在各個(gè)區(qū)，分布在爐頂?shù)钠窖媸綗烊紵簹猓a(bǔ)風(fēng)噴嘴吹入空氣使還原反應(yīng)釋出的CO燃燒，為球團(tuán)升溫和還原反應(yīng)提供熱量，使球團(tuán)從常溫很快被加熱到1350℃以上。在高溫還原區(qū)和控制還原區(qū)，通過(guò)調(diào)節(jié)燒嘴的煤氣量和空氣量精確控制爐內(nèi)氣氛，以達(dá)到最佳的還原條件。高溫還原區(qū)和控制還原區(qū)的爐溫保持在1350℃。
在球團(tuán)內(nèi)部，碳粒子與鐵的氧化物粒子的密切接觸，為還原過(guò)程創(chuàng)造了良好的傳熱傳質(zhì)條件，同時(shí)球團(tuán)內(nèi)的過(guò)剩碳在高溫下顯著地發(fā)生氣化反應(yīng)，因此隨著還原過(guò)程的不斷進(jìn)行，氧化物處在一個(gè)被C0還原氣體包圍的氛圍下而逐漸被還原成金屬。
氧化鐵的還原反應(yīng)可以描述為：
3Fe2O3 ＋ C ＝ 2Fe3O4 ＋ CO
3Fe2O3 ＋ CO ＝ 2Fe3O4 ＋ CO2
Fe3O4 ＋ C ＝ 3FeO ＋ CO
Fe3O4 ＋ CO ＝ 3FeO ＋ CO2
FeO + C ＝ Fe + CO
FeO + CO ＝ Fe+CO2
CO2 + C ＝ 2CO
物料在加熱升溫過(guò)程中，隨著球團(tuán)的溫度繼續(xù)升高，還原反應(yīng)加劇進(jìn)行。在還原性氣氛下，球團(tuán)中的大量碳與氧結(jié)合生成CO游離出來(lái)，一部分快速與球團(tuán)中鐵的氧化物等進(jìn)行還原反應(yīng)，另一部分參與燃燒，放出大量熱量，成為爐子需要熱量的主要來(lái)源。
產(chǎn)生的含鋅、鉛煙塵經(jīng)冷卻、除塵后可以回收氧化鋅、氧化鉛，達(dá)標(biāo)廢氣通過(guò)煙囪排放。
冷卻后的金屬球團(tuán)由球磨機(jī)磨細(xì)經(jīng)多次磁選進(jìn)行渣鐵分離，金屬鐵細(xì)粉進(jìn)入壓濾機(jī)脫水、烘干機(jī)烘干、壓塊機(jī)壓成海綿鐵塊。
九、市場(chǎng)前景
項(xiàng)目建成投產(chǎn)后經(jīng)濟(jì)效益來(lái)自年處理10萬(wàn)噸硫酸渣的產(chǎn)品—5萬(wàn)噸海綿鐵壓塊、3000噸高品位氧化鋅和氧化鉛，給企業(yè)帶來(lái)21000萬(wàn)元/年銷售收入，凈利潤(rùn)6700萬(wàn)元/年，僅德陽(yáng)地區(qū)50萬(wàn)噸/年硫酸渣全部得到處理還需4條生產(chǎn)線，全國(guó)有近三百條生產(chǎn)線市場(chǎng)容量。
轉(zhuǎn)底爐直接還原還可以用于低品位難選復(fù)合鐵礦石生產(chǎn)，全國(guó)共有300多億噸的存儲(chǔ)量，這些資源均沒(méi)能得到有效利用，一旦啟動(dòng)其市場(chǎng)可以想象。
硫酸渣轉(zhuǎn)底爐直接還原不僅化工企業(yè)廢棄物得到充分利用、資源再循環(huán)、環(huán)境得到保護(hù)，而且能創(chuàng)造很高的經(jīng)濟(jì)效益。示范工廠的建立起到榜樣作用，將會(huì)吸引更多的資金投入到本項(xiàng)目來(lái)，在給投資者帶來(lái)豐厚回報(bào)的同時(shí)，資源得到循環(huán)再利用、環(huán)境得到保護(hù)。
四川?。褐鼙?
13990238005
2009年4月2日
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