目前，生产直接还原铁(DRI)按使用还原剂不同，主要有煤基法和气基法两大类。气基法主要以天然气为还原剂和热源，煤基法以煤炭为还原剂和热源。气基法由于使用了密闭的反应炉，生产过程没有粉尘和有机污染物外排，不用焦炭，还需要使用氧化球团矿。煤基法有多种工艺，但生产效率低、投资高、污染大。而煤制气以气基法生产DRI的工艺技术，因其生产流程长、能源消耗增高、投资增大，其实用性受到一定影响。本文将探讨采用铁矿煤球团内生还原气生产直接还原铁的新工艺(DRI-NHQ)。
开炉与还原气的循环。开炉前须准备氮气、焦炉气、煤制气、天然气、煤层气其中的一种或数种气混合，作为启动气源。将启动气源加热至1150℃，通入还原竖炉中，加热铁矿煤球团，使球团中一部分煤热解产生含CO、H2、CH4等的热解气，一部分CO、H2、C作为还原剂还原铁矿石，产生含CO2和H20的炉顶气；排出竖炉的炉顶气，经净化除尘、除焦油、脱硫、脱H2O、脱C02等杂质气体后，作为循环还原气使用。
以加热的还原气逐步替代高温启动气源，直至完全替代高温启动气源通入还原竖炉中，加热新的铁矿煤球团，产生新的热解气和炉顶气，形成内生还原气的循环生产与使用，同时还原气也直接还原铁矿煤球团中的铁精矿粉。如此反复循环，实现直接还原铁的连续生产，N2可以作为热风炉换炉时还原气氛过渡到氧化气氛，氧化气氛过渡到还原气氛的过渡气源。借助N2可以实现连续不间断安全作业。可采用高炉热风炉作为还原气加热炉，高炉煤气作为加热还原气的热源。也可以采用连续间接加热炉，将还原气加热到600℃后，再施加O2使入炉还原气温度达到1100℃～1150℃，氧化度控制在<20%送入还原竖炉。
DRI-NHQ不仅取消了炼焦、烧结工序，而且取消了煤制气工序，不仅解决了自身还原气的需要，而且可以利用高炉煤气。还原反应、炉顶气的净化、还原气的加热全部在密闭的容器内完成，气体输送全部在管道中进行，不使污水排放，因此可以实现清洁生产。CO2还可以作为生产化工产品的原料，大量减少温室气体排放。
(来源：中国冶金报）
