Индустрия DRI: выбор труб реформинга, сравнение печей и их использование

Контент

1 Обзор маршрутов процесса DRI
2 Ключевые критерии выбора труб риформинга DRI
3 Различия между печью DRI и обычными нагревателями
4 Серия продуктов Tuopu Industry DRI
5 Сценарии применения, подходящие для индустрии DRI
6 Часто задаваемые вопросы
7 Тенденции развития отрасли

Технология прямого восстановления железа (DRI) представляет собой основной путь «зеленой» трансформации в сталелитейной промышленности. Tuopu Industry (Jiangsu) Co., Ltd., являясь поставщиком первого уровня для SINOPEC, PetroChina и CNOOC, предоставляет комплексные EPC-контрактные услуги для сборки печей DRI и труб риформинга, охватывая полную цепочку от инженерного проектирования до установки и ввода в эксплуатацию. На газовые процессы в шахтных печах приходится 75,8% мировых мощностей, при этом центральным элементом является сокращение подготовки газа. Трубы риформинга должны стабильно работать от 8 до 12 лет при температурах выше 900°С и условиях высокого давления.

Обзор маршрутов процесса DRI

Процессы прямого восстановления железа преобразуют железную руду в металлическое железо высокой чистоты посредством восстановления на основе газа или угля при температурах ниже точки плавления железа. Процессы шахтной печи на основе газа доминируют в мировых мощностях DRI.

Тип процесса	Восстановитель	Форма реактора	Глобальная доля мощности	Температурный диапазон
Газовая шахтная печь	Природный газ/водород	Шахтная печь	75,8%	900-1050°С
Угольная вращающаяся печь	Некоксующийся уголь	Вращающаяся печь	24%	900-1050°С
Газовый псевдоожиженный слой	Природный газ	Реактор с псевдоожиженным слоем	0,2%	Около 600°С
Печь с вращающимся подом	Уголь/Кокс	Печь с вращающимся подом	Незначительная доля	1250-1350°С

Газовые шахтные печи лидируют на рынке благодаря высокой эффективности, низкому уровню выбросов и гибким формам продукции. Tuopu Industry разрабатывает комплексные линии продукции специально для газовых шахтных печей и связанных с ними систем риформинга, охватывая полную цепочку поставок от корпуса восстановительной печи до трубных узлов риформинга.

Ключевые критерии выбора труб риформинга DRI

Трубы риформинга служат основными компонентами, несущими давление в печах риформинга, работающих в чрезвычайно тяжелых условиях: внутренние температуры превышают 900°C, прямой лучистый нагрев от пламени сгорания снаружи, высокое внутреннее давление газа и механическое истирание от слоев катализатора.

Стандарты материалов

Жаропрочные сплавы с высоким содержанием никеля и хрома (марки HP и HK) с содержанием хрома 25–35 % и никеля 35–45 %, а также ниобием, вольфрамом и титаном для упрочнения границ зерен.

Производственный процесс

Центробежное литье обеспечивает плотную микроструктуру стенок и мелкий размер зерен, что значительно повышает сопротивление ползучести при высоких температурах и характеристики окисления по сравнению со статическим литьем.

Рабочие параметры

Внутренние температуры 900-1050°С, температура стенок до 1100°С, выдерживают внутреннее давление восстановительного газа и вес слоя катализатора.

Срок службы

Типичный рабочий цикл составляет примерно от 8 до 12 лет, в зависимости от рабочей температуры, колебаний давления, частоты замены катализатора и марки материала трубки.

К основным видам отказов труб реформинга относятся деформация ползучести, термическое усталостное растрескивание, науглероживание, охрупчивание и отслаивание оксидной окалины. Tuopu Industry устраняет эти риски за счет оптимизированных соотношений состава сплавов, контролируемой скорости охлаждения отливок и строгих протоколов заводского контроля. Будучи поставщиком первого уровня для SINOPEC, PetroChina и CNOOC, продукция компании продемонстрировала долгосрочную стабильную работу на нескольких установках DRI.

Различия между печью DRI и обычными нагревателями

Печь DRI служит основным реактором в процессах прямого восстановления на основе газа. Его конструктивное решение напрямую влияет на эффективность восстановления, энергопотребление и скорость металлизации продукта. По сравнению с обычными пламенными нагревателями печи DRI принципиально отличаются по принципу технологического процесса и конструктивной конструкции.

Размер сравнения	Печь DRI	Обычный огневой обогреватель
Основная функция	Реактор прямого восстановления железной руды	Нагрев материала или подвод тепла химической реакции
Газотвердый контакт	Противоточный газотвердотельный контакт	Радиационный/конвекционный теплообмен
Система уплотнения	Динамическая система уплотнения	Статическое уплотнение
Структура подкладки	Футеровка из огнеупорного материала	Огнеупорный кирпич или литые изделия
Контроль температуры	Точный контроль при температуре 900-1050°C.	Зависит от требований процесса
Форма продукта	Холодное DRI, горячее DRI, горячебрикетированное железо	Нет трансформации формы продукта

Типичная шахтная печь DRI, работающая на газе, состоит из цилиндрического резервуара, футерованного огнеупорными материалами. Окатыши железной руды или кусковая руда загружаются сверху и опускаются под действием силы тяжести, контактируя с текущим вверх восстановительным газом в противотоке для завершения реакции восстановления. Tuopu Industry предоставляет услуги EPC-подряда для печи DRI, охватывая полный рабочий процесс от инженерного проектирования и производства оборудования до установки, ввода в эксплуатацию и управления проектом.

Серия продуктов Tuopu Industry DRI

Компания Tuopu Industry (Jiangsu) Co., Ltd. управляет производственной базой крупногабаритных огневых нагревателей, интеллектуальным производственным участком для печных труб и док-станцией для накатывания и выкатывания. Компания предоставляет возможности EPC-подряда, начиная от поставки основного оборудования и заканчивая комплексной инжиниринговой поставкой. Ниже приведены основные серии продуктов для индустрии DRI:

Сборка труб реформинга для DRI

Компонент внутреннего давления

Печь DRI

Восстановительный реактор

Печь крекинга этилена

Нефтехимический блок

Реформатор для производства водорода

нефтеперерабатывающее подразделение

Реформатор «четыре в одном»

Масштабная интеграция

Сценарии применения, подходящие для индустрии DRI

Процессы DRI широко применяются в следующих сценариях:

Производство зеленой стали

При использовании 100% зеленого водорода в качестве восстановителя процессы DRI обеспечивают практически нулевые выбросы углерода, что представляет собой основной технологический путь декарбонизации сталелитейной промышленности. Потребление энергии примерно вдвое ниже, чем на доменных маршрутах.

Мини-завод Металлургический завод

Заводы DRI предлагают гибкость проектирования, начиная с 0,5 миллиона тонн в год, образуя мини-сталеплавильные заводы с электродуговыми печами. Это делает их особенно подходящими для регионов с рассредоточенными ресурсами или ограниченными запасами природного газа или водорода.

Высококачественная сырьевая добавка

Горячебрикетированное железо (ГБЖ) производится путем прессования горячего DRI в брикеты высокой плотности, что обеспечивает безопасное хранение и транспортировку на большие расстояния в качестве замены качественного стального лома премиум-класса.

Проекты интеграции нефтеперерабатывающей и химической промышленности

EPC-контрактные возможности Tuopu Industry охватывают нефтехимический, углехимический и нефтеперерабатывающий секторы, предоставляя печи DRI и связанные с ними системы риформинга для проектов интеграции нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

Часто задаваемые вопросы

Какие материалы обычно используются для производства трубок риформера DRI?

Трубы риформинга DRI обычно изготавливаются из жаростойких сплавов с высоким содержанием никеля и хрома (таких как марки HP и HK) с использованием технологии центробежного литья, чтобы выдерживать рабочие температуры выше 900°C и высокое внутреннее давление газа.

Что отличает печь DRI от обычных пламенных нагревателей

Печь DRI — это шахтный реактор, специально разработанный для прямого восстановления железной руды. Его определяющими характеристиками являются противоточный контакт газ-твердое тело, динамические системы уплотнения и огнеупорная футеровка, которые принципиально отличаются от обычных нагревателей с пламенным нагревом принципами процесса и конструктивной конструкцией.

Каков типичный состав восстановительного газа в процессах прямого восстановления с использованием газа?

В газовых процессах DRI восстановительный газ обычно состоит примерно из 55% водорода и 36% монооксида углерода с соотношением H2/CO около 1,5, образующегося в результате каталитического риформинга природного газа в трубах риформинга.

Каковы основные формы продукции DRI?

Продукты DRI доступны в трех основных формах: холодное DRI (CDRI), горячее DRI (HDRI) и горячебрикетированное железо (HBI). ГБЖ производится путем прессования горячего прямого восстановления в брикеты высокой плотности для безопасного хранения и транспортировки.

Каков типичный срок службы трубки риформинга?

При нормальных условиях эксплуатации трубы риформинга обычно имеют срок службы примерно от 8 до 12 лет, в зависимости от рабочей температуры, колебаний давления, частоты замены катализатора и марки материала труб.

Какие услуги, связанные с DRI, предоставляет Tuopu Industry

Tuopu Industry (Jiangsu) Co., Ltd. обеспечивает производство и поставку основного оборудования, включая печь DRI и сборку труб риформинга для DRI, а также услуги EPC-подряда для огневых нагревателей, включая инженерное проектирование, производство оборудования, монтаж, ввод в эксплуатацию и управление проектом.

Тенденции развития отрасли

Мировая индустрия прямого восстановления переживает глубокую «зеленую» трансформацию. Обычные процессы DRI на основе природного газа уже демонстрируют значительно более низкие выбросы CO2, чем технологии доменных печей, а технология DRI, использующая 100% экологически чистый водород в качестве восстановителя, считается ключевым путем декарбонизации сталелитейной промышленности. Ведущие поставщики технологий, такие как MIDREX, разработали конструкции установок, способные гибко переключаться между восстановителями (природный газ, водород, синтез-газ), сохраняя технические интерфейсы для будущего восстановления, полностью основанного на водороде.

Tuopu Industry внимательно следит за этой тенденцией, и ее конструкции печей DRI и трубчатых сборок риформинга уже способны работать с различными составами восстановительного газа. Компания предлагает возможности EPC-подряда, охватывающие проекты DRI различного масштаба, от поставки основного оборудования до комплексной инженерной реализации, с доступными индивидуальными решениями.