PERED直接还原技术：加速节能的铁生产创新工艺

PERED直接还原铁生产技术概述

PERED技术又称"波斯还原"技术，由"Mines and Metals Engineering GmbH"于2007年发明专利。该直接还原工艺在竖炉中利用还原气体，固态将铁氧化物（球团或块矿）转化为高冶金化产品供炼钢使用，不熔融铁氧化物。该技术改进了直接还原工艺，提升DRI生产效率。

工艺由多领域直接还原专家团队开发，统筹各工序物流实现最优高效结果。主流还原气为重整天然气，也可用Corex煤气、焦炉煤气等。PERED技术降低资本成本、水耗、维护成本和能耗。

核心技术优势

得益于改进冷却法和降低污染气体排放，PERED工艺在较低温度下还原。更均匀还原气、更可控球团给料、离心压缩机应用，使水、电、气消耗均下降，运维支出同步减少。

产品形式灵活：冷DRI(CDRI)、热压块铁(HBI)、CDRI/HBI组合、HBI/热DRI(HDRI)、CDRI/HDRI组合。

节能环保与操作灵活性

PERED属改进型节能技术，能源原料利用率最优，降低生产成本，较其他煤基直接还原工艺更环保。操作灵活性强：适应多种原料（含高硫矿）和能源；可用50%块矿；高压运行成熟；干法工艺气带来更大气流量，同系统增产或同产量降耗。

工业化应用业绩

首套0.8 Mtpa PERED装置2017年6月伊朗Shadegan投产，首日达75 t/h设计产能，冶金化率>93%，碳含量>1.5%，公用工程消耗优异，短期达标。第二套0.8 Mtpa装置2017年10月伊朗东阿塞拜疆Mianeh钢铁综合体投产（图1）。另有两套0.8 Mtpa和一套0.3 Mtpa（中国，焦炉煤气）在建。

PERED工艺核心改进特征

• 连续工艺，不间断还原气流脱氧还原铁氧化物并渗碳DRI
• 竖炉顶气回收循环，最小化燃料消耗
• 煤气重整系统专门利用还原产生的CO₂，催化转化天然气不生成烟灰，免除CH₄部分氧化所需外部O₂
• 最大化热回收：预热主风、天然气、给料煤气

竖炉创新设计

创新从竖炉起步。独特炉型设计优化固气流型强化炉内反应，扩大还原区体积提高产率。双还原气喷射改善炉内气体分布。矿料给料分布优化，新发明给料管改善炉内布料。

还原区（顶部区域）特殊设计

• 特殊给料管实现氧化物给料分布
• 优化高径比提升炉体利用率
• 优化还原反应：FeO+CO=Fe+CO₂、FeO+H₂=Fe+H₂O

还原反应优化得益于：① 还原区无设备；② 特殊给料管改善布料减少生成细粉；③ 最大化有效还原体积；④ 设计消除煤气泄漏污染；⑤ 专门降低资本维护成本。还原区设计特征还包括：双顶气导出、改善料温分布保证产品均质、减少细粉带出延长顶部煤气管耐火寿命、优化炉尺寸保证还原区体积、提高效率降低尾气温度减轻洗涤器负荷。另有：双还原气喷射、矩形风口设计利于喷射维护、锥形耐火结构适应DRI膨胀、氧喷吹实现不同温度气体组成灵活性、提升风口煤气利用率、改善炉内气体分布、炉床温度均匀、消除结团、可用块矿、提高产率产品质量。

炉内原位重整反应

热风口气含CH₄、CO₂、H₂O，接触金属铁（催化剂）在炉内生成额外还原气：

CH₄+H₂O=CO+3H₂ ΔH>0（吸热）

CH₄+CO₂=2CO+2H₂ ΔH>0（吸热）

吸热原位重整需高风口气温，但高温导致球团/块矿降解、生成细粉、结团。PERED竖炉双风口设计优化风口气CH₄含量控制料床温度。

煤气重整器特殊特征

• 天然气在重整器烟气回收换热器中预热
• 回收系统从重整器烟囱煤气回收热量
• 多室重整器配催化剂管，管径250 mm，布局紧凑
• 专用催化剂"Performex"专为工艺开发

冷却区设计

360°旋转布料器，先进设计保证冷却区均匀性能。四根独立控制旋转轴布料。冷区无水套。结团可通过反转和调速解体。冷却气外部集气箱喷入，热冷却气经成型导出口均匀收集。集气箱无耐火材料消除失效风险。冷却系统设计消除洗涤器颗粒物。煤气压缩送入竖炉底部产品出口区。

0.8 Mtpa典型规格与消耗指标

PERED直接还原装置实用特性

• 商业装置成功运行的成熟工艺
• 低单位资本成本
• 低单位能耗，能源成本低
• 低运行成本
• 低单位水耗
• 低环境污染水平
• 多产品选项：CDRI、HDRI、HBI
• 氧化铁原料适应性强，可用50%块矿
• 适应高硫矿石
• 已有>1 Mtpa大型装置设计