。坚持高起点高效益低消耗的设计原则，采用当今国内外先进的技术及装备，建成国内外先进的环保型企业。项目建设的背景项目提出的理由与过程本项目依托青龙满族自治县的铁矿资源。该县隶属于秦皇岛市，年月成立满族自治县，年被列为国家扶贫开发重点县，辖个乡镇，个行政村。全县总面积平方公里，总人口万，有满汉苗回等个民族，满族人口占。境内区域广阔，资源丰富，有铁金石等多种矿产资源，其中铁矿资源尤为丰富，铁矿资源储量达亿吨以上。为实现县域经济的跨越发展，不断培育县域经济发展的后劲和支撑，青龙县委县政府依托本县丰富的铁矿资源，与具有雄厚经济实力和技术优势的我国最大的钢铁企业河北钢铁集团公司原唐山钢铁集团北京神雾热能技术有限公司合作，建设山神庙经济示范园区，实施工业入园，园区带动的发展战略，落实工业生产项目，促进企业合作规模化生产，实现优势互补良性互动。唐钢负责整合本县主要铁矿资源，并在园区建设万吨年规模的氧化球团厂，神雾公司以氧化球团为原料，建设竖炉年产万吨直接还原铁作为铁浴炉的原料，铁浴炉生产万吨融熔还原铁水。铁水供唐钢作为炼钢原料。唐钢气体公司提供氧气氮气等工业气体。目前，竖炉年产万吨直接还原铁项目已获河北省发展改革委批准，氧化球团厂已经开始建设。项目建设的必要性采用直接还原工艺生产海绵铁产品，具有有害杂质含量低，性能稳定等优点。竖炉法生产还原铁，在我国还是空白。山神庙循环经济园区融熔还原铁水项目，采用水煤浆气化做还原气，竖炉直接还原生产海绵铁作为铁浴炉原料，生产融熔还原铁水，融熔还原铁水比高炉铁水硅低磷低的特点见描述，对后道工序炼优质钢提供保证。研究结论研究范围主要分为三部分还原气体制备系统竖炉系统和铁浴炉系统。还原气体制备系统包括原煤贮运气化变换脱硫脱碳硫回收六部分。竖炉系统包括还原气预热还原竖炉炉顶气降温除尘炉顶气压缩上料系统水循环系统。铁浴炉系统包括矿槽上料系统鼓风系统热风炉系统铁浴炉本体通风除尘系统出铁场煤粉喷吹系统。公用工程包括火炬变配电所控制室中央化验室循环水站污水处理通风除尘消防及其它辅助设施。新鲜水消防水蒸汽氧气氮气脱盐水仪表风压缩空气等由工业园区统供应，不在本项目范围之内。研究结论气基直接还原铁铁浴炉工艺技术先进，设备运行安全可靠，产品质量优良。作为高品质优质钢种生产所必不可少的原料。项目投产后，还将会促进地方相关产业的发展，促进青龙县及周边地区的经济繁荣。本项目的建设投资万元，所得税后内部收益率，投资回收期为年含建设期年，项目的盈利能力满足行业要求。项目各项效益指标及敏感性分析结果表明,项目具有较强的抗风险能力和贷款清偿能力。综上所述，该项目工艺技术先进成熟，市场前景良好，建成后能带来良好的经济效益和社会效益，建议尽快建设。主要技术经济指标汇总表表主要技术经济指标汇总表序号名称单位数量备注装置规模融熔还原铁水万吨年公称能力煤气万年副产品水渣万吨年副产品硫磺吨年副产品二年操作时间小时三主要原料煤万吨年氧气氧化球团万吨年竖炉原料四公用工程新鲜水万吨年电万年脱盐水万吨年氮气仪表空气蒸汽万吨年五三废废气达标排放废水废渣万作为副产品外售六年总运输量万吨年运入万吨年运出万吨年七占地面积公顷八总定员人产品市场预测世界直接还原铁产量年，世界直接还原铁产量创新高，达到了万吨，比上年增长万吨增幅。年估计产量万吨。历年世界直接还原铁产量统计见表，走势图见图。由表和图可知，年增速最快，平均年增幅为。表明了年直接还原铁需求的强劲增长，据预测，年全球直接还原铁的产量将达到万吨。世界各国直接还原铁厂产量统计见表，自年以来，印度取代了委内瑞拉成为全球最大的直接还原铁生产国。其次为委内瑞拉伊朗，他们共同的特点是均为铁矿石或天然气资源大国。印度就得益于铁矿石资源和其西部的天然气资源。美国有的粗钢是电炉生产的，年直接还原铁产量万吨，年只生产了万吨，进口万吨。表如下还原气制备方案煤气化以煤为原料的气化方法主要有固定床流化床和气流床等。固定床气化技术在我国运用较广，较为先进的有鲁奇气化技术，在我国建有套装置。该技术虽然能连续加压气化，但由于气化温度低，生成气中甲烷含量大，同时生成气中含苯酚焦油等系列难处理的物质，净化流程长尤其是该技术只能用碎煤不能用粉煤，因而原料利用率低，大量筛分下来的粉煤要配燃煤锅炉进行处理。此技术用于城市煤气较好，不宜作还原气。固定层间歇气化技术是我国小氮肥小甲醇厂普遍采用的气化技术。该技术投资低，技术成熟但气化效率低，单炉产气量少，常压间歇气化，吹风过程中放空气对环境污染严重。该技术在国外已被淘汰。国内在固定床间歇气化技术的基础上发展而来的富氧连续气化技术，虽然实现了连续气化无吹风气排放，污染较少，但只能采用焦炭或无烟块煤作原料，原料价格高也同样存在着单炉生产能力较小等缺点。不适宜大规模生产。流化床气化技术主要有灰熔聚流化床粉煤气化和恩德炉粉煤气化技术。灰熔聚流化床粉煤气化技术为中科院山西煤化学研究所与秦晋科技公司开发，该技术可用多种煤质作原料，如烟煤焦炭焦粉等，使用粉煤在下气化，固体排渣。但气化压力低单炉产气量小，其次是煤气中粉尘含量高，净化困难，目前尚没有稳定运行的装置。恩德粉煤气化技术是由我国抚顺恩德机械有限公司引进国外专利技术，并进行重大改进完善开发成功的工艺，属于沸腾床粉煤气化技术。目前主要在空气煤气半水煤气生产方面建有装置，但也是气化压力低用于还原气净化负荷大及碳利用率低。另外，粗煤气中含灰量较大，造成废锅及洗涤塔等处易堵塞，需经常停炉除渣除焦，给操作和日常维护带来巨大困难。气流床气化技术是煤气化技术的个革新，加压气流床气化技术代表着煤气化的发展趋势，是现在最清洁的煤利用技术之。气流床气化技术主要有水煤浆气化技术荷兰谢尔粉煤加压气化技术和德国索克粉煤加压气化技术等。水煤浆气化技术是在煤中加入添加剂助熔剂视煤的灰熔点和水，磨成水煤浆，加压后喷入气化炉，与纯氧进行燃烧和部分氧化反应。气化温度，气化炉无转动部件，对于生产合成气的气化炉，大多采用冷激流程。该技术由于是水煤浆进料，大量水份要进行气化，因而以单位体积的计的煤耗和氧耗均比气化高。但其粗水煤气中甲烷及其它惰性气体含量很少，对还原气生产来说，不需脱甲烷和氮。我国煤气化技术科研人员经过多年努力研究，还开发出了具有中国知识产权的水煤浆气化技术，如西北化工研究院的多元料浆气化技术华东理工大学的四喷嘴气化技术和清华大学达立科的熔渣非熔渣气化技术。多种水煤浆气化技术目前国内已有数套大中型工业化装置，均运行平稳。气化技术是荷兰谢尔公司开发的种先进的气化技术，该技术采用纯氧蒸汽气化，干粉进料，气化温度达，碳转化率，有效气体以上，液态排渣，采用特殊的水冷壁气化炉，使用寿命长。采用废锅流程，可副产高压蒸汽。采用干粉气化，氧耗量较德士古低。但气化炉带废锅结构复杂设备庞大设备费及专利费均较高。主要设备需在国外制造，建设周期较长。该技术目前国外只有套大型装置运行，用于联合循环发电，国内引进了几套装置，但由于工业化的经验不多，均存在问题。同时该技术须全面依赖进口，国内技术支撑率低。粉煤气化技术，是德国未来能源公司开发的工艺技术，既有德士古气化炉的工艺特点，又有气化工艺的特点。上世纪年代开始研究，年建成了和的气化炉。其特点是干粉进料，粗合成气有效气体成份高，气化效率高。这与谢尔工艺相似。气化炉内部采用膜式水冷壁，可承受高达的气化温度，对原料煤的灰熔点限制较少，可以气化高熔点的煤。采用激冷流程，设备结构简单。相比和有诸多优点。但目前国内尚无工业化的装置。没有成功的操作管理和运行经验。我国科研和工程技术人员也在进行类似粉煤加压气化技术的工程化工作。但目前尚无工程化实例。大型气化技术比较见表。表大型气化技术比较表序号项目水煤浆炉气化炉形式加压气流床加压气流床加压气流床气化剂氧气氧气氧气气化压力气化温度序号项目水煤浆炉能量回收形式水激冷或废锅废锅激冷水冷壁炉体保护装置耐火材料水冷壁锅炉水冷壁锅炉适用原料烟煤褐煤烟煤褐煤烟煤使用原料粒度水煤浆占干粉煤目碎煤干法加料目有效组分氧耗煤耗碳转化率对环境影响洁净煤气化洁净煤气化洁净煤气化工程投资较多大较多技术难度技术较复杂技术复杂技术较复杂送料系统较复杂复杂复杂国产化程度全部国产化主要部件目前全部依赖进口主要部件依赖进口运行情况自年引进及国产化的多套均正常运行目前尚在试运行中目前尚无工业化运行装置注有个别厂家使用或气化压力按年产万吨氨计，无备用炉投资较有备用炉多包括设备制造操作控制干粉煤制备及高压氮密相输送粉煤技术复杂综合以上比较，本项目采用国内的非熔渣熔渣的水煤浆气化技术制炼铁用还原气。气化炉的规格主要有和两种，般情况下，同种炉型，由于气化压力降低，每增加台炉子，投资要增加。根据还原气用量及不同炉型的投资估算，同时考虑对净化投资和运行费用的影响，确定本项目采用气化炉台，三开备。变换及脱硫脱碳由于还原铁装置要求还原气成份，因此气化来的粗煤气要进行变换。变换有耐硫变换和非耐硫变换之分，非耐硫变换气体要先脱硫，由于脱硫工艺要求在常温下进行，故流程会出现冷热病，进入变换需补加蒸汽，增加消耗。而采用耐硫变换时，由于水煤浆气化粗合成气经洗涤后含尘量标，并被水蒸汽饱和，水气比约，直接进入变换，不需再补加蒸汽流程短，能耗低，故水煤浆气化配耐硫变换是最佳选择。同时在变换炉的上段设有预变换，用于除去气体中杂质及防止变换催化剂中毒。变换产生大量的工艺余热用于产生蒸汽及预热锅炉给水。水煤浆气化工艺生产的粗煤气除含外，还有少量及微量的氯，氨等成分。从国内外煤气化装置中所采用的脱除酸性气体的工艺来看，低温甲醇洗和较常见。低温甲醇洗工艺是采用冷甲醇作为溶剂脱除酸性气体的物理吸收方法，主要有德国林德公司的低温甲醇洗工艺脱硫脱碳工艺和鲁奇公司的低温甲醇洗脱硫脱碳工艺。该技术成熟可靠，能耗较低，气体净化度高，可将脱至以下，小于。而且溶剂吸收能力大，循环量小，能耗省，溶剂价格便宜，操作费用低。该法缺点是在低温下操作，设备低温材料要求较高，整个工艺投资较高。大连理工大学从年开始进行低温甲醇洗的工艺过程研究,在中石化和浙江大学的协助下年该项研究通过了中石化的鉴定，年获得了中石化科技进步三等奖，并且获