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REDUCCIÓN DIRECTA PROCESO FINMET. Concepto: La reducción directa es un importante proceso de catálisis heterogénea (gas-sólido) en el cual se elimina.

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Presentación del tema: "REDUCCIÓN DIRECTA PROCESO FINMET. Concepto: La reducción directa es un importante proceso de catálisis heterogénea (gas-sólido) en el cual se elimina."— Transcripción de la presentación:

1 REDUCCIÓN DIRECTA PROCESO FINMET

2 Concepto: La reducción directa es un importante proceso de catálisis heterogénea (gas-sólido) en el cual se elimina el oxígeno que se encuentra presente en el mineral de hierro con el fin de convertir los óxidos en hierro metálico y obtener un producto con elevada metalización para aplicaciones en la industria del acero. REDUCCIÓN DIRECTA

3 Reformador Enfriador de gas de Reciclo Absorbedor de CO 2 Horno Precalentador de gas Reductor Compresor de Gas Reciclo HBI Sistema de Reactores H 2 O + sólidos Aire GN R-40 R-30 R-20 R-10 Finos de Mineral Gas Reformado Gas Reductor Área de mineral y Producto Convertidor de CO a CO 2 H 2 S H2OH2O Área de Servicios y Planta de Gas Área de Briqueteadoras Producción Ton/día/Tren

4 PARÁMETROS EN EL PROCESO DE REDUCCIÓN R40 R30 R20 R10 Met. 92.5% T 795 o C H 2 62% CO 7.1% CO 2 3.3% H 2 O 1.5% Met. 55.5% T 730 o C H 2 51% CO 10% CO 2 2.1% H 2 O 8.4% Met. 3.0 % T 645 o C H % CO 8.7% CO 2 3.9% H 2 O 14.4% Met. 0 % T 450 o C H % CO 7.9% CO 2 4.1% H 2 O 18.7% T 440 o C H % CO 6.1% CO 2 5.6% H 2 O 20.3% Reactores (Área de reducción): La adición de agua al R40 se realiza para disminuir el stiking, la reacción de reducción en R40 (formación de película de mineral reducido que perturba las otras fases de reducción, disminución de temperatura en R40.

5 Etapas de reducción del Proceso FINMET Reactor reductor R40 En el reactor R40 el mineral es calentado hasta una temperatura variable entre 400 y 480 o C en donde se elimina el agua de cristalización que posee el mineral, dentro del reactor R40 comienza la primera etapa de reducción de los finos metálicos convirtiendo el mineral de hematita a magnetita representada por la siguiente reacción química: 3Fe 2 O 3.xH 2 O + H 2 + CO 3Fe 2 O 3 + H 2 O + CO 2 3Fe 2 O 3 + H 2 + CO 3Fe 3 O 4 + H 2 O +CO 2 Reactor reductor R30 En este reactor la concentración y temperatura (640 o C) del gas reductor son las más bajas de todos los reactores y aquí, la hematita (Fe 2 O 3 ) se convierte en magnetita (Fe 3 O 4 ) mediante la reacción: 3Fe 2 O 3 + H 2 + CO 3Fe 3 O 4 + H 2 O +CO 2 Reactores (Área de reducción):

6 Reactor reductor R20 Donde la concentración y temperatura (736 o C) permiten que exista la transformación de magnetita (Fe 3 O 4 ) a wustita (FeO) a través de la reacción: Fe 3 O 4 + H 2 + CO 3FeO + H 2 O + CO 2 Reactor reductor R10 La temperatura de reducción en este reactor varía entre 775 a 798 o C, es la más alta con respecto a los reactores anteriores y es aquí donde ocurre la transformación de wustita a hierro metálico a través de la reacción: FeO + H 2 Fe° + H 2 O Reactores (Área de reducción):

7 Factores importantes controlados en los reactores Calidad del gas: la calidad del gas reductor tiene una influencia directa sobre la metalización. Incrementos en la calidad del gas, incrementa la metalización. La planta FINMET está diseñada de forma que la relación molar entre agentes reductores y oxidantes, sea igual a 13. H 2 + CO / H 2 O + CO 2 = 13 Carbono: Durante la última etapa de reducción se forma carbono en el mineral reducido debido a que el gas reductor tiene un alto potencial de carburización por la presencia de CO y CH 4. Las reacciones gaseosas involucradas en la formación de carbono, son dependientes de la temperatura y las presiones parciales del CO, CO 2, CH 4, H 2 y H 2 O. La carburización del mineral ocurre cuando reacciona el Fe° con CO y CH 4 para formar Fe 3 C (Carburo de Hierro). 3Fe + CO + H 2 Fe 3 C + H 2 O + CALOR (EXOTÉRMICA) 3Fe + 2CO Fe 3 C + CO 2 + CALOR (EXOTÉRMICA) 3Fe + CH 4 Fe 3 C + 2H 2 (ENDOTÉRMICA) Reactores (Área de reducción):

8 OBJETIVO: Recibir los finos de mineral de hierro reducido, provenientes del Reactor R-10 y convertirlos en el producto final del proceso FINMET, como lo es la briqueta. ALCANCE DEL ÁREA: El área de briqueteadora comprende desde el tambor alimentador (Briquette Feed Bin) hasta la salida del producto final (Briqueta) del transportador de producto (Briquette Collecting Conveyor). BRIQUETEADORA

9 RODILLOS Y SEGMENTOS La máquina Briqueteadora está formada por un rodillo fijo y un rodillo flotante, los cuales poseen un diámetro de mm. Cada rodillo está dividido en 8 segmentos y cada uno de ellos posee 27 bolsillos, para un total de 216 bolsillos. BRIQUETEADORA

10 MINI HBC Peso: 223g – 245g Densidad: mayor a 5 g/cm 3 90 mm 58 mm 25 mm 64 mm 43 mm 25 mm 3.0 % max Gangue (CaO+MgO+ SiO2+ Al2O3) 1.3 % max Al2O3 (Alumina) 0.03 % maxCaO 0.3 % maxMgO 1.5 % maxSiO2 (Silice) 0.03 % maxS 0.09 % maxP %C 84 % minMetallic Fe 92.5 % minTotal Fe Briqueta Convencional Peso; 450g - 600g Densidad mayor a 5 g/cm. 3 Chemical Analysis BRIQUETEADORA PRODUCTO


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