Ngành DRI: Lựa chọn ống cải cách, So sánh và sử dụng lò

Công nghệ sắt khử trực tiếp (DRI) đại diện cho con đường cốt lõi để chuyển đổi xanh trong ngành thép. Tuopu Industry (Jiangsu) Co., Ltd., với tư cách là nhà cung cấp cấp một cho SINOPEC, PetroChina và CNOOC, cung cấp các dịch vụ hợp đồng EPC toàn diện cho Lò DRI và Lắp ráp ống cải cách, bao gồm chuỗi hoàn chỉnh từ thiết kế kỹ thuật đến lắp đặt và vận hành. Các quy trình lò trục sử dụng khí đốt chiếm 75,8% công suất toàn cầu, với việc giảm thiểu việc chuẩn bị khí là yếu tố trung tâm. Ống Reformer phải hoạt động ổn định từ 8 đến 12 năm ở nhiệt độ trên 900°C và điều kiện áp suất cao.

Tổng quan về các lộ trình quy trình DRI

Các quá trình khử sắt trực tiếp chuyển đổi quặng sắt thành sắt kim loại có độ tinh khiết cao thông qua quá trình khử dựa trên khí hoặc than ở nhiệt độ dưới điểm nóng chảy của sắt. Các quy trình lò trục chạy bằng khí thống trị công suất DRI toàn cầu.

Loại quy trình	chất khử	Dạng lò phản ứng	Chia sẻ năng lực toàn cầu	Phạm vi nhiệt độ
Lò trục chạy bằng khí	Khí tự nhiên / Hydro	lò trục	75,8%	900-1050°C
Lò quay chạy bằng than	Than không luyện cốc	Lò quay	24%	900-1050°C
Giường tầng sôi bằng khí	Khí tự nhiên	Lò phản ứng tầng sôi	0,2%	Khoảng 600°C
Lò nung quay	Than / Than cốc	Lò nung quay	Chia sẻ nhỏ	1250-1350°C

Các quy trình lò trục chạy bằng khí dẫn đầu thị trường nhờ hiệu suất cao, lượng khí thải thấp và hình thức sản phẩm linh hoạt. Tuopu Industry thiết kế các dòng sản phẩm hoàn chỉnh dành riêng cho lò trục chạy bằng khí và các hệ thống cải cách liên quan, bao gồm toàn bộ chuỗi cung ứng từ thân lò khử đến cụm ống cải cách.

Tiêu chí lựa chọn chính cho ống cải cách DRI

Các ống Reformer đóng vai trò là bộ phận chịu áp lực cốt lõi trong các lò Reforming, hoạt động trong các điều kiện cực kỳ khắc nghiệt: nhiệt độ bên trong vượt quá 900°C, tỏa nhiệt trực tiếp từ ngọn lửa đốt ở bên ngoài, áp suất khí bên trong cao và mài mòn cơ học từ lớp xúc tác.

Tiêu chuẩn vật liệu

Hợp kim chịu nhiệt niken-crom cao (loại HP và HK) với 25%-35% crom và 35%-45% niken, cùng với niobi, vonfram và titan để tăng cường ranh giới hạt.

Quy trình sản xuất

Đúc ly tâm đảm bảo cấu trúc vi mô thành dày đặc và kích thước hạt tinh tế, tăng cường đáng kể khả năng chống rão ở nhiệt độ cao và hiệu suất oxy hóa so với đúc tĩnh.

Thông số vận hành

Nhiệt độ bên trong 900-1050°C, nhiệt độ thành lên tới 1100°C, chịu được áp suất khí giảm bên trong và trọng lượng của lớp xúc tác.

Cuộc sống phục vụ

Chu kỳ vận hành thông thường khoảng 8 đến 12 năm, tùy thuộc vào nhiệt độ vận hành, biến động áp suất, tần suất thay thế chất xúc tác và loại vật liệu ống.

Các dạng hư hỏng chính của ống cải cách bao gồm biến dạng từ biến, nứt mỏi do nhiệt, giòn cacbon hóa và nứt vảy oxit. Tuopu Industry giải quyết những rủi ro này thông qua tỷ lệ thành phần hợp kim được tối ưu hóa, tốc độ làm mát vật đúc được kiểm soát và các quy trình kiểm tra nhà máy nghiêm ngặt. Là nhà cung cấp cấp một cho SINOPEC, PetroChina và CNOOC, các sản phẩm của công ty đã chứng tỏ khả năng hoạt động ổn định lâu dài trên nhiều cơ sở DRI.

Sự khác biệt giữa lò DRI và lò sưởi đốt thông thường

Lò DRI đóng vai trò là lò phản ứng cốt lõi trong các quy trình khử trực tiếp dựa trên khí. Thiết kế cấu trúc của nó tác động trực tiếp đến hiệu quả giảm thiểu, mức tiêu thụ năng lượng và tốc độ kim loại hóa sản phẩm. So với lò sưởi đốt thông thường, lò DRI khác biệt cơ bản về nguyên tắc quy trình và thiết kế kết cấu.

Thứ nguyên so sánh	Lò DRI	Lò sưởi đốt thông thường
Chức năng cốt lõi	Lò phản ứng khử trực tiếp quặng sắt	Cung cấp nhiệt cho vật liệu hoặc phản ứng hóa học
Liên hệ khí-rắn	Tiếp điểm khí-rắn ngược dòng	Trao đổi nhiệt bức xạ/đối lưu
Hệ thống niêm phong	Hệ thống niêm phong động	Niêm phong tĩnh
Cấu trúc lót	Lớp lót vật liệu chịu lửa	Gạch chịu lửa hoặc vật đúc
Kiểm soát nhiệt độ	Kiểm soát chính xác ở 900-1050°C	Thay đổi theo yêu cầu của quy trình
Mẫu sản phẩm	DRI lạnh, DRI nóng, sắt đóng bánh nóng	Không chuyển đổi hình thức sản phẩm

Một lò trục DRI chạy bằng khí điển hình bao gồm một bình hình trụ được lót bằng vật liệu chịu lửa. Các viên quặng sắt hoặc quặng cục được tích điện từ trên xuống nhờ trọng lực, tiếp xúc với khí khử chảy ngược lên trên để hoàn thành phản ứng khử. Tuopu Industry cung cấp dịch vụ ký hợp đồng EPC cho Lò DRI, bao gồm quy trình làm việc hoàn chỉnh từ thiết kế kỹ thuật và sản xuất thiết bị đến lắp đặt, vận hành và quản lý dự án.

Dòng sản phẩm DRI của Tuopu Industry

Công ty TNHH Tuopu Industry (Jiangsu) vận hành một cơ sở sản xuất lò sưởi đốt quy mô lớn, một cơ sở sản xuất thông minh cho các ống lò và một bến tàu cuộn/cuộn. Công ty cung cấp khả năng ký hợp đồng EPC từ cung cấp thiết bị cốt lõi đến cung cấp kỹ thuật hoàn chỉnh. Dưới đây là loạt sản phẩm cốt lõi dành cho ngành DRI:

Lắp ráp ống cải cách cho DRI

Thành phần áp suất lõi

Lò DRI

Lò phản ứng khử

Lò nứt ethylene

Đơn vị hóa dầu

Máy cải tạo thế hệ hydro

Đơn vị tinh chế

Nhà cải cách bốn trong một

Tích hợp quy mô lớn

Kịch bản ứng dụng phù hợp với ngành DRI

Các quy trình DRI được áp dụng rộng rãi trong các tình huống sau:

Sản xuất thép xanh

Khi sử dụng 100% hydro xanh làm chất khử, các quy trình DRI đạt được lượng khí thải carbon gần như bằng 0, đại diện cho lộ trình công nghệ cốt lõi để khử cacbon trong ngành thép. Năng lượng tiêu thụ xấp xỉ một nửa so với các tuyến lò cao.

Nhà máy thép mini

Các nhà máy DRI có thiết kế linh hoạt, bắt đầu từ công suất nhỏ 0,5 triệu tấn mỗi năm, hình thành các nhà máy thép cỡ nhỏ với lò nung hồ quang điện. Điều này làm cho chúng đặc biệt phù hợp với những khu vực có nguồn tài nguyên phân tán hoặc nguồn cung cấp khí đốt tự nhiên hoặc hydro hạn chế.

Bổ sung nguyên liệu cao cấp

Sắt đóng bánh nóng (HBI) được sản xuất bằng cách nén DRI nóng thành than bánh mật độ cao, cho phép lưu trữ an toàn và vận chuyển đường dài như một chất thay thế cao cấp cho thép phế liệu chất lượng.

Dự án tích hợp tinh chế-hóa học

Khả năng ký hợp đồng EPC của Tuopu Industry bao gồm các lĩnh vực hóa dầu, hóa chất than và lọc dầu, cung cấp Lò DRI và các hệ thống cải cách liên quan cho các dự án tích hợp lọc hóa chất.

Câu hỏi thường gặp

Những vật liệu nào thường được sử dụng để sản xuất Ống cải cách DRI

Ống cải cách DRI thường được sản xuất từ hợp kim chịu nhiệt niken-crom cao (như loại HP và HK) sử dụng công nghệ đúc ly tâm, để chịu được nhiệt độ vận hành trên 900°C và môi trường áp suất khí bên trong cao.

Điều gì phân biệt Lò DRI với lò sưởi đốt thông thường

Lò DRI là lò phản ứng trục được thiết kế đặc biệt để khử trực tiếp quặng sắt. Các đặc điểm xác định của nó bao gồm tiếp xúc khí-rắn ngược dòng, hệ thống bịt kín động và lớp lót chịu lửa, khác biệt cơ bản với các lò sưởi đốt thông thường về nguyên tắc quy trình và thiết kế cấu trúc.

Thành phần điển hình của khí khử trong quy trình DRI dựa trên khí là gì

Trong các quy trình DRI dựa trên khí, khí khử thường bao gồm khoảng 55% hydro và 36% carbon monoxide, với tỷ lệ H2/CO khoảng 1,5, được tạo ra thông qua quá trình cải tạo xúc tác khí tự nhiên trong Ống Reformer.

Các dạng sản phẩm chính của DRI là gì

Các sản phẩm DRI có ba dạng chính: DRI lạnh (CDRI), DRI nóng (HDRI) và sắt đóng bánh nóng (HBI). HBI được sản xuất bằng cách nén DRI nóng thành than bánh mật độ cao để bảo quản và vận chuyển an toàn.

Tuổi thọ sử dụng điển hình của Ống Reformer là bao lâu

Trong điều kiện hoạt động bình thường, Ống Reformer thường có tuổi thọ sử dụng khoảng 8 đến 12 năm, tùy thuộc vào nhiệt độ vận hành, dao động áp suất, tần suất thay thế chất xúc tác và loại vật liệu ống.

Tuopu Industry cung cấp những dịch vụ liên quan đến DRI nào

Công ty TNHH Tuopu Industry (Jiangsu) cung cấp sản xuất và cung cấp các thiết bị cốt lõi bao gồm Lò DRI và Bộ lắp ráp ống cải tiến cho DRI, cũng như các dịch vụ ký hợp đồng EPC cho lò sưởi đốt bao gồm thiết kế kỹ thuật, sản xuất thiết bị, lắp đặt, chạy thử và quản lý dự án.

Xu hướng phát triển ngành

Ngành công nghiệp DRI toàn cầu đang trải qua quá trình chuyển đổi xanh sâu sắc. Các quy trình DRI dựa trên khí tự nhiên thông thường đã cho thấy lượng khí thải CO2 thấp hơn đáng kể so với các quy trình sử dụng lò cao, trong khi công nghệ DRI sử dụng 100% hydro xanh làm chất khử được coi là con đường chính để khử cacbon trong ngành thép. Các nhà cung cấp công nghệ hàng đầu như MIDREX đã phát triển các thiết kế nhà máy có khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa các chất khử (khí tự nhiên, hydro, khí tổng hợp), bảo lưu các giao diện kỹ thuật để khử hoàn toàn dựa trên hydro trong tương lai.

Tuopu Industry theo dõi chặt chẽ xu hướng này, và các thiết kế lắp ráp ống cải tiến và lò DRI của nó đã có khả năng đáp ứng các thành phần khí khử khác nhau. Công ty cung cấp khả năng ký hợp đồng EPC bao gồm các dự án DRI ở nhiều quy mô khác nhau, từ cung cấp thiết bị cốt lõi đến cung cấp kỹ thuật hoàn chỉnh, với các giải pháp tùy chỉnh có sẵn.

Gửi phản hồi

Giải pháp thiết bị cốt lõi và công nghệ sắt khử trực tiếp (DRI)