جستجو در تالارهای گفتگو

توجه : برداشت از مطالب این تاپیک تنها با ذکر مرجع آن ([Hidden Content]) مجاز است. اچ. وای. ال. سه یکی از متداول ترین روش های احیای مستقیم پرباره‎های سنگ آهن است. اساس احیای مستقیم گندله یا کلوخۀ سنگ آهن در روش اچ. وای. ال. سه توسط گازهای احیاکنندۀ اکسید کربن و هیدروژن، تولیدی از گاز طبیعی طراحی شده است. فرایند اچ. وای. ال. سه از دو قسمت تشکیل شده، قسمت اول شامل راکتور مبدل گاز طبیعی با بخار آب حاوی کاتالیزور برای تولید گاز احیاکننده، شامل اکسید کربن و هیدروژن است. قسمت دوم، بخش احیا است. اجزای تشکیل دهندۀ بخش احیا شامل گرمکن گاز است که دمای گاز احیا کننده را تا 930 درجۀ سانتیگراد، افزایش می‎دهد. سیستم شست و شو دهنده گاز، غبارگیر، سردکنندۀ گاز، سیستم حذف بخار آب و گازکربنیک از گاز خروجی، سایر تجهیزات این روش‎اند. در این روش مخلوط گاز احیایی تولیدی شامل 72 درصد هیدروژن و 16 درصد اکسیدکربن، از تغییر فرم گاز طبیعی با بخار آب در یک مبدل تولید می‎شود. روش اچ. وای. ال. سه در مقایسۀ با فناوری‏های مشابه احیای مستقیم، دمای گاز احیا کننده حدود 50 درجۀ سانتیگراد و فشار آن به طور متوسط 6 بار از روش‏های مرسوم، بیشتر است. با توجه به استفاده از بخار آب برای تغییر فرم گاز طبیعی (و عدم استفاده از گاز خروجی کوره)، در این روش می‏توان از سنگ آهن با گوگرد به نسبت بیشتر، استفاده کرد. برای پیشگرم شدن گاز طبیعی در مبدل تولید گاز احیاکننده، گاز طبیعی از راکتور بازیابی گرما ، عبور داده و سپس گوگردزدایی می‏شود تا گوگرد آن به کمتر از 1 قسمت در میلیون کاهش پیدا کند. در فرایند احیا به روش اچ. وای. ال سه، بار جامد تحت نیروی وزن خود، از بالا به سمت پایین کوره حرکت کرده و توسط جریان گاز احیایی بالا رونده، گرم و احیا می‏شود. در قسمت مخروطی شکل پایین کوره، بار احیا شده در کوره با گاز خنک کننده غنی شده با گاز طبیعی، سرد و کربن می‎گیرد. محصول کورۀ احیا در این روش می‏تواند به صورت آهن اسفنجی سرد و خشته یا به صورت مذاب باشد. مقدار کل انرژی مصرفی در فرایند اچ. وای. ال. سه برای تولید آهن اسفنجی 2.5 گیگا کالری به ازای هرتن و برای تولید خشته 2.6 گیگا کالری به ازای هرتن است. مقدار مصرف انرژی در روش اچ. وای. ال. سه به ازای تولید هرتن آهن اسفنجی و خشته، در جدول زیر آمده است. کربن موجود در آهن اسفنجی اغلب به صورت کاربید و ناشی از واکنش متان یا اکسید کربن با آهن است. تولید کاربید در اثر واکنش آهن با متان گاز طبیعی، یک واکنش گرماگیر بوده و ترکیب آهن با اکسید کربن یک واکنش گرمازا است : برای افزایش درصد کربن آهن اسفنجی باید مقدار بیشتری متان، به داخل راکتور، تزریق شود، اگرچه با توجه به ماهیت گرماگیر بودن واکنش، دمای گاز احیا کننده در منطقه احیا، کاهش پیدا می‎کند، که ممکن است بر روی درجۀ فلزی آهن اسفنجی و در کل روی بازده کوره اثر منفی داشته باشد. از ویژگی های عمده برای انتخاب واحدها میزان ایجاد آلاینده های آن واحدهاست که برای واحد اچ. وای. ال. سه در جدول زیر ثبت و طرح تاسیسات احیای مستقیم به روش اچ. وای. ال. سه در شکل زیر نشان داده شده است. موارد مصرف آهن اسفنجی به درجۀ فلزی و میزان کربن آن و در ضمن درجۀ فلزی نیز خود به درصد کربن وابسته است. این وابستگی در جدول زیر نشان داده شده است.