1.制气部分和还原部分相互独立
MIDREX 竖炉炉顶气与天然气混合, 共同进入重整炉制取还原气, 还原竖炉和制气设备是相互联系, 互相影响的。而HYL Ⅲ竖炉炉顶气经脱水和脱二氧化碳后, 直接与重整炉内出来的气体混合制成还原气, 还原设备和制气设备相互独立。因此HYL Ⅲ工艺具有以下特点:
(1) HYL Ⅲ竖炉选择配套的还原气发生设备有很大的灵活性, 除天然气外, 焦炉煤气、煤发生气、COREX 尾气等都可成为还原气的原料气;
(2) 重整炉处理气量变小, 每吨海绵铁仅为475m ³, 这使HYL Ⅲ工艺重整炉体积小, 造价低。而M IDREX 工艺重整炉处理气体体积为每吨海绵铁1 810 m ³;
(3) 可以处理硫含量较高的铁矿。而M IDREX竖炉对铁矿的硫含量有一定限制, 否则含硫炉顶气进入重整炉将造成裂解催化剂失效。
2.还原气中氢气含量高
通过天然气和水蒸汽在重整炉中催化裂解生产还原气, 因此还原气中氢含量高, H2O CO 为516～519, 使HYL Ⅲ竖炉中还原气和铁矿石的反应为吸热反应, 入炉还原气温度较高, 为930 ℃。而M IDREX 工艺主要是天然气和竖炉炉顶气裂解制取还原气, 还原气中氢含量相对较低, H2O CO 为1.55, 使M IDREX 竖炉中还原气和铁矿石的反应是放热反应, 还原气温度不能太高, 为840 ℃。
3.操作压力高
HYL Ⅲ竖炉操作压力为0155M Pa, 由于采用高压操作, 竖炉炉顶和炉底均采用球阀密封。为了实现全密封操作, 炉顶和炉底均设有间歇式工作的压力仓。铁矿石首先通过炉顶料仓加入炉顶压力仓中, 然后将铁矿石再加入碟形仓中, 压力仓上下球阀切换开闭, 保持煤气不外漏, 通过碟形仓下的四个布料管将铁矿石加入炉内。
由于采用了碟形仓, 可使铁矿石连续加入炉中。生成的海绵铁通过炉底旋转阀排入炉底两个料仓中, 两个压力仓切换使用, 可实现竖炉连续排料。而M IDREX 竖炉操作压力为0.23M Pa, 炉顶和炉底依靠加料管和排料管的料封作用及补充氮气来封锁煤气。
由于高温、高压、高氢的特点, 使得HYL Ⅲ竖炉中铁矿石的还原速度加快, 竖炉生产效率提高。同M IDREX 竖炉相比, 同样炉容的条件下, HYL Ⅲ竖炉海绵铁产量更大。
4.炉身结构简单
HYL Ⅲ竖炉内部是空的, 只在炉底排料口处设有两根液压松料杆, 以保证排料顺畅。而M IDREX竖炉结构复杂, 炉内设有冷却气体分配器和海绵铁破碎器。
5.部分氧化法技术
拥有HYL Ⅲ技术的工厂总是希望提高还原气温度来增加产量, 通过部分氧化法可实现提高还原气温度的目的。在还原气加热炉和竖炉间的管道中喷入氧气, 还原气部分氧化并放出热, 从而使还原气温度提高。部分氧化反应如下:
2H2 O 2 →2H2O Q
2CO O 2 →2CO 2 Q
CH4 O 2 →CO H2 H2O Q
在墨西哥蒙特雷2M 5ö3M 5 厂采用部分氧化法不仅使还原气温度从935 ℃提高到957 ℃。而且使其他工艺指标也得到改善。
6.海绵铁热送系统
海绵铁热送系统是指热的海绵铁从竖炉中生产出来后, 通过加热的氮气全密封输送到电炉料仓, 海绵铁通过料仓给料器加入电炉, 输送氮气则经洗涤后返回输送系统。若电炉不需要海绵铁时,海绵铁可离线冷却或进行热压块处理。通过采用气力热送系统, 大大降低了电炉的能耗。墨西哥希尔萨公司在蒙特雷新建的Hylsa 4M 厂, 其直接还原装置具有海绵铁(HYTEM P IRON ) 气力输送系统, 该系统于1998 年3 月投入生产 。
