بررسی اثر نوسان ترکیب گازطبیعی بر مصرف انرژی و فرآیند احیاء مستقیم شرکت فولاد خوزستان

امروزه با تولید بیش از یک میلیارد تن فولاد در دنیا و همچنین انرژی بر بودن این صنعت، توجه به بهینه سازی مصرف انرژی در این بخش ضرورتی انکارناپذیر است. به علاوه قسمت عمده ی انرژی مورد نیاز تولید فولاد از منابع فسیلی و تجدیدناپذیر تأمین می شود. این امر منجر به تولید 4 تا 5% گازهای گلخانه ای در دنیا شده است. حامل انرژی در واحدهای احیاء مستقیم به روش میدرکس در شرکت فولاد خوزستان گاز طبیعی است که قسمتی از آن مستقیماً در مشعلهایی به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می گیرد که این مشعل ها وظیفه تأمین دمای مورد نیاز واکنشهای ریفرمینگ متان در داخل ریفرمر را به عهده دارند. قسمتی دیگر از گازطبیعی به عنوان گاز خوراک در ریفرمر مورد استفاده قرار می گیرد. در این فرآیند، گاز طبیعی (عمدتاً متان) در حضور کاتالیزور نیکل در واکنش با بخار آب و دی اکسیدکربن به دو گاز منوکسیدکربن(CO) و هیدروژن (H2) تغییر شکل می دهد. حضور بیش از 3/0 درصد هیدروکربنهای بوتان و سنگین تر(C4+) در گاز طبیعی موجب پدیده ی نشست کربن بر روی کاتالیستهای ریفرمر شده و تولید واحد به ازاء هر 1/0 درصد افزایش هیدروکربنهای مذکور به میزان 0/7 درصد کاهش داده است. به منظور کنترل شرایط بخار آب ورودی به ریفرمر حدود 5/2 درصد افزایش و دبی گاز ورودی به ریفرمر حدود 0/20 درصد کاهش یافته است. از طرفی وجود هیدروکربنهای سنگین در گازطبیعی موجب افزایش ارزش حرارتی آن شده و همچنین حجم بیشتری گاز احیایی به ازاء مول ثابت گازطبیعی در ریفرمر تولید می شود. زمانی که متان از حدود 99 درصد به حدود 91 درصد کاهش یافته است، مصرف گازطبیعی به ازاء تولید هر تن محصول آهن اسفنجی، حدود0/7 درصد کاهش یافته است.

کلیدواژه ها:

انرژی ، احیاءمستقیم ، گاز طبیعی ، ریفرمر ، نشست کربن