一种利用生物质或生物油制取直接还原铁的新方法

直接还原铁DRI是一种利用还原气体将铁矿石直接还原而得到的金属铁产品。本发明涉及利用气基法制直接还原铁的方法，具体涉及用生物质或生物油和铁矿石为原料制取直接还原铁的技术。该方法先将生物油和水蒸汽送入水蒸汽重整反应器中，将生物油中的含碳-氢-氧有机质转化为主要成分为氢气和二氧化碳的混合气体，经尾气提纯收集系统获得含氢浓度为90vol%以上的还原气体；然后将还原气体预加热至100-200℃后送入到置有铁矿石粉末的还原反应器中，启动其自加热系统，控制还原反应器内温度在650℃-900℃内并保温1-2h，使还原气体与铁矿石中氧化铁发生氧化还原反应得到直接还原铁。本发明的特点是不需要焦炭或者天然气，使用可再生的生物质或生物油原料，具有环境友好、工艺简捷、能耗低、金属化率高、生产成本低的优点。

完成1t/d(360t/y)生物质制直接还原铁新技术小型工业示范装置的研制，投资大约需要400-500万元。

目前，我国年钢产量已达3.4亿吨。我国每年还需进口部分高品质、高附加值的钢材来满足国民经济发展的需求。由于近年来我国钢铁产品朝小型轻量化、功能高级化、复合化方向发展，故钢材中非金属材料和有色金属使用比例增加，致使废钢质量不断下降，这给电炉炼钢作业带来了极大的困难。如果用一定比例的直接还原铁（海绵铁）(30-50%)作为稀释剂与废钢搭配不仅可增加钢材的均匀性，还可以改善和提高钢的物理性质，从而达到生产优质钢的目的。因此，直接还原铁（海绵铁）不仅仅是优质废钢的替代物，还是生产优质钢材必不可少的高级原料。根据国家冶金局的统计，我国废钢需求总量为6300万吨，资源缺口较大。我国目前正常冶炼的废钢缺口达700万吨以上。如按30%的比例配直接还原铁的话，只缺口部分就需要210万吨直接还原铁，甚至700万吨的缺口完全可以用直接还原铁弥补，1000万吨的进口量更可以用直接还原铁替代，所以直接还原铁的总需求量十分巨大。目前，我国直接还原铁（海绵铁）生产能力仅为 60万吨 /年，远远不能保证各炼钢企业的需求，因此市场容量非常大。利用生物质制直接还原铁新技术的成本，根据1t/d(360tDRI/y)生产规模计算，估算出直接还原铁的生产成本大约为1180元/吨DRI，目前煤基直接还原铁国际价格约大约为2200元/tDRI；而气基直接还原铁价格大约为2671元/tDRI；相比，替代产品如废钢进口价格为大约为2730元/t废钢。据此可估算出每生产1ton直接还原铁有1000元左右的效益，具有良好的经济、社会效益。