作者：徐岩 夏杰生

本报记者 徐岩 通讯员 夏杰生

近日，我国气基竖炉技术研发及生产示范基地在山西省晋中市左权县开建。这是我一套气基竖炉还原铁装置，是以焦炉煤气为气源的气基还原铁装置。业内专家表示，气基竖炉直接还原工艺装备与传统高炉相比，在节能、环保、产品质量等诸多方面有巨大优势。我国应利用自主创新的煤气化技术成果，开发相匹配的气基还原铁技术装置，在为煤化工企业开拓新的产品路线的同时，推动钢企转型升级。

气基还原铁获突破

据中晋冶金科技有限公司总经理、项目建设总指挥鲁庆介绍，此次投资建设的30万吨/年焦炉煤气制直接还原铁工业化试验装置，采用由自主知识产权的焦炉煤气制还原气工艺和引进的PERED工艺核心专利技术相结合而形成的CSDRI技术方案，是一套以焦炉煤气为气源的气基竖炉直接还原铁装置，将实现我国气基还原铁生产零的突破。

据介绍，气基还原铁技术研发及生产示范基地是以中晋冶金科技有限公司拥有自主知识产权的气基竖炉直接还原铁项目为核心，搭建产、学、研孵化平台，打造全产业链循环化工业基地。基地项目主要包括30万吨/年气基还原铁工业化实验装置，以及相配套的100万吨/年焦化项目，概算总投资13.5亿元，工期为17个月。其中，100万吨/年焦化项目是山西省重点工程项目，生产及技术均采用国内先进技术和工艺，净化后的焦炉煤气用于生产直接还原铁的介质和还原气。焦化项目将在2018年年底投产，还原铁工业化试验装置将在2019年3月投产，投产运营后，可上缴税收超过4亿元。

工艺装置优势多

据介绍，我国洁净钢、优质钢生产的品种、数量和品质远不能满足需要，这成为我国钢铁工业发展的短板。我国每年出口钢材和钢铁加工产品超过亿吨，但每年进口洁净钢和优质钢超过1000万吨。

目前，在我国炼铁行业中，高炉工艺占据主流。这种装置能耗较大，排放较高。与之相比，气基竖炉是当前直接还原铁生产最成熟、能耗最低、CO2排放量最小、运行最稳定、单机生产能力最大的工艺方法，是我国发展直接还原铁生产的首选工艺。中冶京诚工程技术有限公司技术专家郭豪介绍说，在世界直接还原铁的生产中，气基竖炉在直接还原工艺中占据主导地位。但是，传统气基竖炉直接还原工艺以天然气为基础，只能在天然气丰富的国家和地区得以工业化应用。我国的资源条件决定了我国直接还原铁生产采用以天然气为能源的可能性极小，煤制气是解决还原气来源的主要出路，常压、纯氧制气是可供选择的主要方向。

煤气化技术是核心

郭豪介绍说，近年来业界提出以输出煤气、煤气化气和焦炉煤气等作为还原气源，进行直接还原铁生产技术，并逐渐成熟。尤其是以煤气化气为还原气源技术的开发，对于我国气基还原铁装置技术的开发推广，具有重要的意义。

郭豪表示，发展煤制气直接还原的关键在于解决以下问题。一是现有的煤气化技术存在对原料煤要求高、投资大、距离还原气指标有一定差距等问题，必须针对地域特点选择适宜的低成本煤制气工艺。二是煤气化技术与气基直接还原的衔接问题。目前的制气工艺压力、温度、成分还难以直接满足直接还原竖炉的需求，因此，合理的转化与调整极其重要，竖炉还原尾气的综合利用问题也必须考虑。三是煤制气与直接还原竖炉产能的匹配问题。目前气基直接还原竖炉生产已达到年产250万吨的规模，如何提高煤制气单炉的产能也是至关重要的一点。

东北大学冶金学院赵庆杰教授介绍说，低压煤制气是直接还原铁竖炉配套制气方法的主要选择方向。近几年，国内的煤制气水平已有长足进步，相关技术装备在化工行业业绩突出，技术指标与国外煤气化技术相差不大，但投资却降低了很多，这已成为煤制气直接还原工艺在中国发展的重要支撑。而且选矿技术的进步已经使得高品质直接还原铁用铁精粉的生产可行。因此目前，我国已具有开发气基竖炉直接还原铁技术的经历和经验，具备建设煤制气—气基直接还原竖炉的条件和能力。

为进一步推动气基直接还原铁技术装置的发展，专家建议，国内需建立产学研联合体进行联合攻关，确立依托国内资源和已有技术的相关工艺技术流程，例如，铁精矿精选、高品位气基直接还原竖炉专用氧化球团制备、动力煤气净化处理、气基直接还原竖炉、直接还原铁热出料、热输送、电炉热装、连续加料电炉、连铸、轧制等工序完整的短流程钢铁生产示范性生产线，促进实现绿色可持续发展。