海綿鉄生産のためのPEREDテクノロジー

海綿鉄生産を直接削減するためのPEREDテクノロジー

PEREDテクノロジーは、「ペルシャ削減」テクノロジーとも呼ばれます。これは、2007年に「Minesand Metals Engineering GmbH」によって発明され、特許を取得した直接還元技術です。PERED直接還元プロセスは、ペレットまたは塊鉱石の形で酸化鉄を製鋼に適した高度に還元された製品に変換します。酸化鉄の還元は、垂直シャフト炉で固体状態のガスを還元することにより、溶融することなく行われます。この技術は、直接還元鉄（DRI）の製造のための直接還元のプロセスを改善します。

このプロセスはガスベースの直接還元プロセスであり、直接還元プロセスのさまざまな分野で経験を積んだ専門家のチームによって開発され、さまざまなプロセスのすべてのフローがメインプロセスで処理され、最適で効率的な結果が得られるようになっています。 。還元に使用される最も一般的なガスは改質天然ガスですが、Corexガスやコークス炉ガスなどの他のガスも使用できます。 PEREDテクノロジーは、資本コスト、水消費量、保守コスト、およびエネルギー消費量を削減します。

PEREDでは、冷却方法が改善され、汚染ガスの排出量が削減されるため、還元プロセスはより低い温度で行われます。より少ない熱、より均一な還元ガス、より制御可能なペレット供給、および遠心圧縮機の使用により、PEREDは、より少ない水、電気、およびガスの操作に加えて、より少ない操作および保守費用を必要とします。

PERED直接還元プラントからの出力は、（i）コールド直接還元鉄（CDRI）、ホットブリケット鉄（HBI）、CDRI / HBI、HBI /ホット直接還元鉄（HDRI）、およびCDRI/の組み合わせの形式にすることができます。 HDRI。

PEREDテクノロジーは、改善されたエネルギー効率の高いテクノロジーであるため、エネルギーとリソースを節約します。エネルギーと原材料を最適に利用することで、生産コストを削減し、他のガスベースの直接還元プロセスと比較して環境にやさしいという利点もあります。このテクノロジーにより、運用時の柔軟性も向上します。多種多様な原材料（高硫黄鉱石など）やエネルギー源の使用に関して柔軟性を持たせるために作成されました。このプロセスでは、最大50％の鉄鉱石を塊の形で使用できます。このプロセスは、実証済みの高圧で機能します。プロセスで使用される乾燥プロセスガスは、同じシステムでより高いガス流量をもたらし、それにより生産量が増加するか、同じ生産量で消費電力が削減されます。

イランのフーゼスターン州シャデガン市で、2017年6月に年間80万トン（Mtpa）の設計能力を備えたPERED技術に基づく最初の直接還元プラントが開始されました。 DRIプラントは問題なく始動しました。この植物の製品は、93％以上の金属化、および1.5％以上の炭素含有量を有​​していた。初日は75トン/時（tph）のプラント容量が達成され、公益事業の消費量も良好でした。プラントの設計能力も短期間で達成されました。容量0.8Mtpaの2番目のPEREDDRIプラントは、2017年10月に、イランの東アザルバーイジャーン州のMianeh Steel Complexで稼働を開始しました（図1）。それぞれ0.8MtpaのPEREDプラントがさらに2つ、0.3Mtpaのプラントが1つ建設中です。中国PRの0.3Mtpaプラントは、コークス炉ガスをベースにしています。

図1イラン東アーザルバーイジャーン州のMianehSteelComplexにあるPEREDDRIプラント

PEREDプロセスは、既存のガスベースの直接還元技術に対するいくつかの改善で構成されています。 PERED削減プロセスの最も注目すべき機能を以下に示します。

• PEREDプロセスは、酸化鉄供給材料から酸素（O2）を除去し、製品DRIを浸炭するために、還元ガスの途切れない流れを利用する連続プロセスです。
• 燃料消費量は、垂直シャフト炉からプロセスに戻るトップガスのリサイクルによって最小限に抑えられます。
• ガス改質システムは、垂直シャフト炉での酸化鉄の還元中に生成される二酸化炭素（CO2）を使用するために特別に設計されています。このシステムは、煤を発生させることなく天然ガスを触媒的に変換するように設計されています。これにより、メタン（CH4）の部分酸化のためのO2の外部ソースが不要になります。
• このプロセスは、主空気、天然ガス、および供給ガスを予熱することにより、最大の熱回収を達成するように設計されています。

PEREDプロセスでは、主要機器の革新とレビューは、垂直シャフト炉から始まります。シャフト炉はこの種のユニークなものであり、炉内で行われる反応を改善するために、固体とガスの流れのパターンを改善するように設計されています。これにより、還元ゾーンの量が増え、生産率が高くなります。炉には、炉内のガスの分配を改善する二重還元ガス注入があります。より良い結果を達成するために、炉内の鉱石負荷の供給と分配が改善されます。新たに発明された供給管の導入により、炉内の鉱石負荷の分散が改善されました。

シャフト炉内にはいくつかの特別な機能があります。還元ゾーンでもあるトップゾーンでは、（i）酸化物の供給と特殊な供給パイプによる分配、（ii）炉の利用を改善するための高さ対直径比の最適化、および（iii）の最適化が特徴です。還元反応; Fe（酸化物）+ CO =Fe（金属）+ CO2およびFe（酸化物）+ H2 =Fe（金属）+ H2O

（i）炉還元ゾーンに設備がない、（ii）特殊な供給パイプにより炉内の材料分布が改善されるため、微粉の発生が減少するため、還元反応は炉の還元ゾーンで最適化されます。 、（iii）炉内の有効還元量の最適化、（iv）ガス漏れによる汚染の可能性を排除するための還元ゾーンの設計、および（v）資本および保守コストを削減するための特別な炉の設計。炉の還元ゾーンの特別な設計特性には、（i）上部ディッシュエンドからのデュアルトップガスオフテイク設計、（ii）均一な製品品質を確保するための改善された負荷温度プロファイル、（iii）鉄のキャリーオーバーの低減が含まれます上部ガスダクトでの耐火物の寿命を改善するための鉱石微粉/ペレット、（iv）必要な還元ゾーン容積を持つための炉サイズの最適化、および（v）効率が改善されて負荷が低くなるため、オフガスの温度が低くなるスクラバーに。還元ゾーンの設計特性は、（i）二重還元ガス注入、（ii）ガス注入の改善と保守性の向上のための長方形のバッスルポート設計、（iii）DRIの膨潤を処理するテーパー耐火構造、（iv）持つ柔軟性も提供します。酸素注入による異なる温度とガス組成、（v）バッスルガスの利用の改善、（vi）炉内のガスの分配の改善、（vii）炉全体の均一な床温度、（vii）クラスター化の可能性の排除炉内では、（vii）鉄鉱石の塊を使用する柔軟性、および（viii）生産性と製品品質の向上。

垂直シャフト炉内で行われているガスのその場改質もあります。ホットバッスルガスには、一定の割合のCH4、CO2、H2Oが含まれています。このガスは、金属鉄と接触すると（金属鉄は触媒として機能します）、シャフト炉内で追加の還元ガスを生成します。その場での改質反応は以下のとおりです。

CH4 + H2O =CO + 3H2 dH> 0

CH4 + CO2 =2CO + 2H2 dH> 0

一方では、吸熱性のその場での改質反応は、より高いバッスルガス温度を必要とし、他方では、ペレット/鉄鉱石の塊の劣化、微粉の生成、およびクラスター化は、温度が高いときに発生します。 PEREDシャフト炉の設計には、床温度の制御に必要なバッスルガス中のCH4の量を最適化するためのダブルバッスルポートがあります。

PEREDプロセスで使用されるガス改質装置の特徴は次のとおりです。

• 天然ガスは、改質器の煙道ガス回収交換器で予熱されます
• 回収システムは、改質装置スタックのガスから熱を受け取ります
• リフォーマーは、触媒チューブを備えたマルチベイリフォーマーです。直径250mmのリフォーマーチューブを使用し、必要なスペースが少なくなるように設計されています
• 触媒「Performex」は、このプロセスのために特別に開発されました

垂直シャフト炉の冷却ゾーンには、360度回転する負荷フィーダーがあります。フィーダーの最先端の設計は、冷却ゾーンのより優れた均一な性能を提供します。負荷は、4つの独立して制御される回転シャフトを備えた冷却ゾーンで供給されます。コールドゾーンなのでウォータージャケットはありません。クラスターが形成された場合は、逆回転と速度制御によって同じクラスターが除去されます。冷却ゾーンへの冷却ガスは外側のヘッダーから注入され、高温の冷却ガスは成形されたオフテイクによって均一に収集されます。また、ヘッダーに耐火物がないため、ヘッダーに障害が発生する可能性はありません。さらに、冷却システムは、スクラバー内の粒子を除去するように設計されています。ガスは圧縮され、垂直炉底製品出口ゾーンに供給されます。

0.8 Mtpa PEREDプラントの一般的な仕様と消費量の数値は、タブ1に示されています

PERED削減プロセスの便利な機能

以下は、PERED直接還元プラントの便利な機能です。

• 商業プラントの操業に成功した実証済みのプロセス
• プラントの特定の資本コストが低い
• エネルギーの特定の消費量が少なく、エネルギーコストが低くなります
• プラント運用の低コスト
• 水の比消費量が少ない
• 低レベルの環境汚染
• CDRI、HDRI、HBIなどのいくつかの製品オプションが利用可能です
• プロセスは酸化鉄の使用に関して柔軟です。鉄鉱石の塊を最大50％使用できます
• 高硫黄鉱石を使用するプロセスには柔軟性があります
• 1Mtpaを超える容量のプラントには設計の可用性があります






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