CN1109102A - 直接还原粉矿或者精矿砂的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种在卧式反应器的流化床中用还原与载热气 体直接还原细粒铁矿石的方法与设备。精矿由气压 从下面供入还原流化床反应器中。经加热的还原介 质带压通过入流底吹入反应器内。吸热反应所需热 量通过热交换器以不同温度供给反应器并传递给流 化床。热量的导入与还原介质逆流进行。气体燃料 跟输入空气一起导入燃烧室燃烧成载热气体。还原 气体在通过入流底进入反应器各区之前经串接的热 交换器预热。海绵铁与炉顶煤气在反应器末区输 出。

Description

本发明涉及一种在卧式反应器中用进入流化床中的一种还原气体和一种热载体气体直接还原粉矿或者精矿砂特别是铁矿石的粉矿或精矿砂的方法。本发明还涉及用于实施该方法的设备。

近来已经发展了一系列直接还原铁矿石的方法，这些方法允许在不进行以前的造块，例如通过烧结、造球等等，直接处理世界上大量存在的粉矿和精矿砂。这里粉矿是用于炼钢生产的一种低成本的配料组分。此外与只处理块矿的方法和设备相比，使用粉矿有许多优点。这些设备是用于生产生铁的传统高炉;用于直接还原生产海绵铁的竖炉或者立式蒸馏罐。

在立式反应器中的流化床中直接还原粉矿是已知的，其中一个或多个流化床一个接着一个地串联，用固体或气体形式的含碳还原介质进行直接还原，在颗粒范围在0.1mm以下时，还原速度很高。流化床反应器能够在气体和上述范围的固体材料之间大规模地进行反应。

在对贫铁矿进行选矿时产生大量的大小范围为0.1-1.0mm的铁矿石精砂，在流化床反应器中用富CO或H₂的气体还原该铁矿石精砂在技术上和经济上是令人感兴趣的。然而，在流化床反应器中，尤其是在立式反应器中的还原受到限制。因此流化床在高气流速度范围内向上受到排出速度（斯托克斯临界速度）的限制，向上受到反应器容器的流化点的限制。在高转变速度下，还原气体在短时接触后就已达到平衡，并且不能继续还原。因此，一个重要的影响因素是每单位时间通过流化床引入的气体量。

已经知道一系列用氢还原铁粉矿的方法，可是这些方法还未成熟达到工业化生产的地步（见“Die Reduktion der Eisenerze”，“Bogdandy/Engell，Springer出版社（柏林）出版，1967，225-236页）。该文描述了H-铁和Nu-铁方法，其中在H-铁方法中以低的温度、纯氢和高压进行工作，在Nu-铁方法中以中等温度、纯氢和中等压力进行工作。

在H-铁方法中，以具有三个上下重叠的流化床的反应器进行工作，两个用于还原，一个用于预热，以便在气体和矿石之间近似地达到对流作用。尽管如此，由于温度低，还原仍然进行缓慢，并且，由于平衡状态不良和不好的近似平衡的不利状态，氢的化学利用是相当低的。因此反应器的净化的废气（约为总量的94%）被引入回路，以便在高压水洗涤的每次循环中去除所形成的还原水。

Nu-铁方法与H-铁方法的区别主要是较高的反应温度（600至760℃）和较低的过压。气体利用得到改进，不过却损害了在接近矿石烧结点时控制流化床时的安全性。在低布料高度时气体利用已处于接近平衡。已有2吨日产量的半工业设备。没有消耗的氢在水洗净之后被引入循环回路中。

此外，HIB方法和FIOR方法也是已知的，作为工业生产设备在委内瑞拉已经运转或将要运转。在这两种方法中使用氢作为还原介质，其中HIB方法是从Nu-铁方法进一步发展而形成的。

在HIB（高铁团矿）方法中，细颗粒的铁矿石在一台二级立式流化床反应器中被还原，并且所产生的海绵铁被压成块状，此时使用蒸汽-甲烷-气体转化装置产生还原气体。处理过的粉矿在送入上下重叠布置的反应器之前，进行二级干燥和预热。预热过的粉矿先在位于上面的反应器中，然后在位于下面的反应器中进行还原，这两个反应都是约700℃。

一台具有400000年吨数、按照FIOR方法工作的设备已于1976在委内瑞拉运转。这台设备用总共四个反应器工作，一个预热反应器用于粉矿预热，三个串级联接的反应器用于直接还原。预热过的矿石气动地导向顺序排列的立式流化床反应器，此时矿石依次地与还原气体H₂和CO成逆流地被还原。

还原气体在送向冷却装置和净化段之前，首先流过下面的最后的反应器，然后流过中间的反应器，并且经过第一个或者上面的反应器排出反应器柱。接着压缩冷却和纯化过的气体，用新鲜氢气增浓，并送回到还原过程中。

这种方法被拒绝的原因是由于配料组分的所谓的粘结、烧结，差的气体利用率以及配料未完全还原引起的。因此，低的生产率和不良的经济效果不利于不仅HIB而且FIOR方法继续流行。

尽管反应动力学方面的优越性，迄今为止还没有发现在一个流化床中进行还原，因为在配料的颗粒很小（0.1-1.0mm）时，流化床只在很低的气体速度（入流速度）时是稳定的。此外，还导致入流的还原气体的过高温度（象经过加热一样）以及在还原过程中导致配料粘结。这两个限制因数，即高的气体速度和低的温度尽管导致有良好的反应动力学先决条件，但仍然不能达到像在高炉或者竖炉中直接还原时类似高的生产能力（t_Fe/m²）。

从例如在EP-0329673中所描述的一种方法和一种设备得出对本发明的在卧式流化床反应器中用氢直接还原粉矿的方法有益的原则性考虑。当然上述文献涉及在流化床反应器中煤粉气化。来自所述文献中涉及的方法发展的一些基本认识，尤其是接受在该文的图2中描述的卧式反应器作为进行直接还原的设备被应用于本发明方法的形成中。

由DE 2423951和DE 2910437流化床气体发生器也是已知的，该流化床气体发生器是在高压下具有通过在固定的圆筒形蒸馏罐中的暖气管供热，由煤和水蒸汽产生煤气。

具有高温供给的热交换器管束的不卡死悬挂装置，在一台具有一个用于灌注极热气体或蒸汽介质的热交换器的卧式容器中由多个单元构成，这由EP-0424625是已知的。

最后，EP-0440886描述了一种卧式流化床反应器，该流化床反应器有一个入流底层，它设置在中心的流态化介质输入装置上，并且一个收集器连接在这个管道上，入流管从收集器两侧延伸。

本发明的任务在于建立一种直接还原粉矿或者精矿砂的方法和设备，在该方法和设备中能够避免所指现有技术中描述的缺点，此外，就设备成本和生产成本达到更好的经济性。在本发明的方法中，通过分级地还原配料组分达到更好的利用还原气体，并且与已知的方法相比，生产能力（t_Fe/m²·h）得到提高。

这些任务是通过在第一个方法权利要求和第一个设备权利要求中给出的技术特征来解决的。在从属权利要求中给出方法和实现该方法的设备的一种有利实施方式。

在卧式反应器的流化床中用氢气作为还原气体直接还原铁粉矿是基于下述的先决条件：

用氢气还原所必需的热量是141千卡/KgFe，此时吸热反应按照下面的规律进行：

Fe₂O₃+3H₂＝2Fe+3H₂O

除反应热之外，还需要附加热量用于加热配料组分。这种热量是0.20千卡/Kg℃，这是通过供给一种已加热的热载体气体来获得，这种热载体气体是通过用压缩空气燃烧一种可燃气体，例如天然气来产生。

使用约700℃的氢气作为用于构成流化床的入流介质和作为还原剂。由此在争取达到100%的矿石还原度时相应约2000Nm³/t_Fe的还原气体量，产生30%的计算上可能的气体利用。在流过各个反应器区域中的流化床时，还原气体的温度下降是在约380℃。

由于这种温度降低，实际的气体利用是较低的，达到约20%的数值，这就导致所需要的还原气体量超过3000Nm³/t_Fe。

在0.1至1.0mm的中等的粉矿颗粒直径及用氢气入流的情况下，当气流速度是约100cm/s时流化床是稳定的。在还原剂的温度为约700℃和大气压下，这相当于1010Nm³/h·m²的气体流过量。

在这种前提下，在20%的效率时得到0.335t_Fe/m²的比生产能力。这是一个如同在直接还原铁矿石的试验装置（按容量级）中达到的数值。

为了提高用氢气直接还原时的比生产能力，有两种可能的途径：

-提高压力，

-提高反应器中的中间流化床的温度。

提高流化床内的压力是比较容易实现的。当提供相应的气体数量时，压力成比例地影响比生产能力，也就是说，在10巴时比生产能力增加10倍，而在20巴时比生产能力增加20倍之多。

关于所述的0.335t_Fe/m²·h的比生产能力，在10巴时达到3.35t_Fe/m²·h，而在20巴时达到6.70t_Fe/m²·h。以这些数值，已经达到传统的直接还原设备和高炉的范围。

不推荐提高入流的还原气体的温度，因为当温度超过所用矿石的粘结温度时，以及当中间流化床温度低时，在此后会发生配料组分粘结的危险。

向流化床的间接传热会导致反应器内的平均温度提高。在本发明中，从外部通过一个按照浸入式加热器类型浸入流化床中的热交换器进行热传递。

因此在约750℃时，气体利用率从低于20%提高到约40%。于是单位还原气体量是158Nm³/t_Fe。当提高对流化床的热量供给时，进一步提高生产能力是可能的。

根据本发明的过程进行，借助控制各个反应器区域的温度可以达到防止粉矿的粘结。

按照本发明的方法还可以实现，形成流化床的粉矿或者精矿砂在吸热反应过程期间，在没有预还原或者还原的矿石颗粒的返回混合物下通过各个反应器区域。

因此本发明的方法以及实现该方法的设备的特点是采取一系列保证在流化床中完全和经济的还原粉矿的措施。

这些措施有

-使用一种本身公知的卧式流化床反应器，该反应器分成三个区域，

-每个区域单独地供给附加热量，

-根据温度通过热交换器控制进入的热量，

-吸热反应需要的附加热量不经过还原介质带入，

-具有合适温度的新鲜还原介质流入每个区域，

-粉矿的加热和预还原可以在高温下等温地进行，

-除在加热/预热还原时之外，可以在低的温度时等温地发生至80%还原度的还原。

-根据要还原的矿石的粘结状态，在低的温度下进行至100%的最终还原，

-在高压下在所有三个区域中进行还原，

-炉顶煤气在粗净化和精净化及排出反应水之后，作为用于还原的干燥循环气体送回到工艺过程中，分离出的粉矿部分也同样地输送到材料循环回路中。

-由于使用高的压力，需要小尺寸和重量轻的外部设备部分，例如水供给装置、气体净化装置、压缩机、冷却器、热交换器、管道、电驱动装置等等。

一台大小和布置如根据附图所描述的下面可作为样板的反应器，在6t_Fe/m²·h的比生产能力下理论上能够取得480t_Fe/h的生产率。

图1示出带有外置燃烧室和热交换器的卧式反应器的纵截面。

图2示出本发明的使用氢气的直接还原法的工艺图。

图3示出贯穿分成三个区域的反应器的纵截面。

在图1中描述了本发明的直接还原设备的结构。还原容器由一个卧式流化床反应器（1）构成，粉矿或精矿砂（F）气动地从下部输入反应器中。还原介质使用氢气（A）或者混合还原气体（A′）。已加热的还原气体（A′）在压力下经过入流底层（2）输入到反应器区域（1a、1b、1c）中。反应所必需的热量经过浸入反应器（1）的反应器区域（1a、1b、1c）的热交换器（3）以不同的温度传递给流化床。以与还原介质对流的方式进行热量输入。

可燃气体（B）在送入风（C）下在燃烧室（4.1、4.2）中燃烧形成热载体气体（D）。还原气体（A′）在经过入流底层（2）进入反应器（1）的各个反应器区域（1a、1b、1c）之前，在连接燃烧室的热交换器（5.1-5.3）中预热。

热载体气体（D）首先流入在反应器区域（1c和1b）中的热交换器（3），接着在这种结构形式中，在带有附加连接的热交换器（5.3）的燃烧室（4.3）中进行另外的中间加热之后进入位于反应器区域（1a）内的热交换器（3）中，热载体气体（D）经过管道（D）向燃烧室（4.1、4.2）方向离开反应器或者为了继续利用作为过程中的废气（D′）经过管道（3e）排出。

气动输入的粉矿以连续的气流向反应器（1）的各个区域（1a、1b、1c）扩散。以这种方式矿石中的氧被还原介质氢分解出。所产生的H₂/H₂O-CO/CO₂混合物作为所谓的炉顶煤气（E）经过炉顶煤气管道离开反应器（1）。这种炉顶煤气（E）被送往热煤气旋风除尘器，在那里分离出粉尘。

在经过反应器区域（1a、1b、1c）之后，完全还原的粉矿（F）作为海绵铁（G）排出。

在图2中描述的工艺图表明反应器（1）是怎样运行的。

本发明的方法由二个气体回路、热载体气体回路（B、C、D）和还原介质回路（A、A′、E、E′）以及物料回路（F、G）和一系列辅助回路组成。

热载体气体回路：

可燃气体（B）与压缩空气（C）在燃烧室（4.1、4.2）中燃烧成热载体气体（D）。在这些燃烧室中，可燃气体如天然气与压缩的燃烧用空气（C）进行燃烧，以使温度550-800℃的热载体气体（D）进入反应器的热交换器（3）中。这种基本上由N₂和CO₂组成的气体（D），在它经过后面连接的热交换器（5.1、5.2）之后，进入反应器区域（1c、1b）的热交换器（3）。热载体气体在反应器区域（1a）经过收集管道（D）离开反应器（1），温度约为500℃，经过一个升压压缩机（10）重新送回燃烧室（4.1、4.2）。

过剩的热载体气体（D）作为废气（D′）经过一个扩展器（11）从热载体气体回路排出。扩展器（11）驱动一个压缩机（12），该压缩机压缩对于可燃气体（B）所需要的燃烧用空气（C）。

还原介质回路：

在本发明的方法中用氢进行还原。这种方法具有这样一个优点，即在循环气体（E′）的循环中不必须进行CO₂洗涤处理。在一个未示出的烃水蒸汽转化装置（天然气/蒸汽）中产生氢气（A）。

氢气（A）在混合点（14）与循环气体（E′）混合后，作为还原气体（A′）经过一个炉顶煤气换热器（15）被引入，并且预热至约500℃。这种预热的还原气体（A′）在位于热载体气体回路（D）的燃烧室（4.1、4.2）之后的热交换器（5.1、5.2）中加热至最高为750℃的温度。然后还原气体（A′）经过入流底层（2）进入反应器（1）中的反应器区域。最后，还原气体作为炉顶煤气（E）离开反应器（1），并且为了粗净化而被导向废气旋风除尘器（17、18）。在第一级旋风除尘器（17）中分离出85-90%的产生的粉尘（F′），在第二级旋风除尘器（18）中分离出另外的5-8%的粉尘。

残留物用带有冷却器（19、20）的文丘里洗涤器洗涤出。在冷却器（20）中冷凝出H₂/H₂O混合物中的水蒸汽。保留在气体（E′）中的氢气被送入压缩机（16）中压缩至工作压力，然后被引向混合点（14）。在那里必要时可以供给附加的氢气（A）。

物料回路：

所供给的铁粉矿（F）存放在地面料仓（23）中，从那里送往配料器（24），并经过一个压力容器（25）气动地从下面吹入反应器区域（1a）中。经过一种惰性气体（M）同样地在容器（24、25）中实现增压。

前已述及，来自旋风除尘器（17）的炉顶煤气（E）中的粉尘（F′）被混合到物料回路中，在此之前粉尘通过冷却区（17a）。

为了进一步使用，这些粉矿回流物料（F′）被送往物料回路中的配料器（24）。

由此可以得出，所使用的粉矿数量（F）中的最多10%被炉顶煤气（E）带走，即最多140Kg/t_Fe。其中120-130Kg又送向反应器（1）。仅部分还原过的10-20Kg被收集在一个容器（18a）中，送往压块步骤（31）。

铁粉矿（F）和回流物料（F′）在流化床中通过反应器（1）的反应器区域，在反应器的端部作为海绵铁（G）转移到中间容器（28）中，接着送往压块步骤（31）。

所夹带的炉顶煤气（E）从中间容器（28）引向惰性气体系统（M）。

在海绵铁（G）的卸料的下面设置一个用于增碳载体的附加装置（30），增碳载体从一个贮备容器（32）经过管道（H）送向附加装置（30）。

辅助回路：

废气和惰性气体回路：

所产生的对于工艺过程来说不需要的废气（D′）经过一个膨胀器（11）抽出，并供给另外的使用。

因为惰性气体（M）对于粉矿（F）的气动要求是必不可少的，所以惰性气体在扩展器（11）之前从废气中提取出，在一个气体冷却器（29）中冷却下来，然后送往惰性气体压缩器（27），并在压缩状态下导入惰性气体容器（26）。

水回路：

向文丘里洗涤器/冷却器（19、20）连续地供给补充水（I）。含有粉尘的废水（L）流过过滤装置（21），并经过泵（22）作为循环水（K）送向文丘里洗涤器（19）。

循环水（K）在一个冷却器（33）中用冷却水（N）冷却到所需的工作温度。如果循环水（K）中的固体物质部分太多，则作为废水（L）从回路中去除掉。

图3以纵截面示出卧式反应器（1）的过程现定的设备。反应器（1）通过各自插入反应器（1）底部中的隔板（7）分成反应器区域（1a、1b、1c）和一个与此邻接的用于容纳海绵铁（G）的部分（1d）。

已预热并处于工作压力下的还原气体（A）经过入流底层（2）从下面进入每个反应器区域（1a、1b、1c），同时加入粉矿形成流化床。热载体气体（D）经过具有不同温度的进气接管（3a）到达三个热交换器（3）中，三个热交换器的每一个处在一个反应器区域（1a、1b、1c）中。

热载体气体（D）在经过管道（3c）引向反应器区域（1a）内的热交换器（3）和经过接管（3b）及管道（3e）离开热交换器之前，首先流过反应器区域（1c）和（1b）中的热交换器（3）。

粉矿（F）用工作压力气动地经过接管（6）输入反应器区域（1a），已还原的粉矿（F）在反应器区域（1d）中作为海绵铁（G）经过流出接管（8）排出。炉顶煤气（E）经过接管（9）离开反应器（1）。

参考符号表：

1  反应器

1a  第一个反应器区域

1b  第二个反应器区域

1c  第三个反应器区域

2  入流底层

2a  A′的进口

3  热交换器

3a  D的进口

3b  D的出口

3c  连接管道

3d  进入集气管

3e  输送D用的管道

4.1  燃烧室

4.2  燃烧室

4.3  燃烧室

5.1  热交换器

5.2  热交换器

5.3  热交换器

6  F的进入接管

7  在1中的隔板

8  G的排出接管

9  E的排出口

10  增压器

11  膨胀器

12  压缩机

13  烟囱

14  混合点

15  炉顶煤气回收装置

16  压缩E′的压缩机

17  第一级废气旋风除尘器

17a  冷却F′的冷却区

18  第二级废气旋风除尘器

18a  中间容器

19  文丘里洗涤器

20  水冷却器

21  过滤器

22  泵

23  粉矿料仓

24  压力容器

25  吹入容器

26  惰性气体容器

27  惰性气体压缩机

28  用于G的中间容器

29  气体冷却器

30  用于H的附加装置

31  压块步骤

A 还原气体，H₂

A′  混合的还原气体

B  可燃气体

C  压缩空气

D  热载体气体

D′  废气

E  炉顶煤气

E′  循环气体

F  粉矿/精矿砂

F′  粉矿回流物料

G  海绵铁

H  增碳剂

I  补充水

K  循环水

N  冷却水

L  废水

M  惰性气体

Claims (40)

1、在一个卧式反应器中用流化床中的一种还原气体和一种热载体气体直接还原尤其是铁矿石的粉矿或者精矿砂的方法，其特征在于：

-粉矿或者精矿砂(F)被气动地送入反应器(1)的反应器区域(1a)，

-在反应器区域(1a)中进行粉矿(F)的加热和预还原，在反应器区域(1b)中进行粉矿(F)的大部分还原，以及在反应器区域(1c)中进行粉矿(F)的最终还原；

-为了建立流化床和还原粉矿(F)，具有450-800℃温度的经过预热的气体状的还原介质(A，A′)作为入流介质在压力下从下面吹入反应器(1)中；

-通过具有500-850℃温度的加热的热载体气体(D)将附加热经过热交换器(3)间接地传给反应器(1)中的流化床上；

-处于压力之下的炉顶煤气(E)在经过净化和压缩步骤之后，作为循环气体(E′)与还原气体(A)混合，并在加热之后再送往反应器(1)；

-在废气旋风除尘器(17、18)中分离出夹带在炉顶煤气(E)中的粉尘部分(F′)，然后与粉矿或者精矿砂(F)混合，并再送往还原回路。

2、权利要求1所述的方法，其特征在于，为了控制反应器（1）中的流化床的还原过程和进行，具有不同温度分布型的预热的、气体状并处于压力下的还原介质（A，A′）经过入流底层（2）被送入各个反应器区域（1a、1b、1c）。

3、权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了支持吸热反应过程，具有不同温度分布型的已预热的热载体气体（D）被导入反应器区域（1a、1b、1c）内的热交换器（3）中。

4、权利要求3所述的方法，其特征在于，热载体气体（D）通过在燃烧室（4.1、4.2）中燃烧可燃气体（B）而产生，这种热载体气体在燃烧之后基本上由N₂和CO₂组成，并且引入热交换器（3）。

5、权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在可燃气体（B）燃烧形成热载体气体（D）的过程中供给压缩空气（C）。

6、权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，控制热载体气体（D）的温度，并且

在反应器区域（1a）是700-800℃，

在反应器区域（1b）是600-700℃，

在反应器区域（1c）是550-650℃。

7、权利要求3-6中任一项所述的方法，其特征在于，热载体气体（D）离开在反应器区域（1a）中的热交换器（3）时的温度为400-600℃，并且经过一个升压器（10）再送往燃烧室（4.1、4.2）。

8、权利要求3-7中任一项所述的方法，其特征在于，从热载体气体回路（D）中排出过剩的热载体气体（D′），并且送往膨胀器（11）。

9、权利要求3-8中任一项所述的方法，其特征在于，在燃烧室（4.1）中产生的热载体气体（D）被送入反应器区域（1c）的热交换器（3）中，在燃烧室（4.2）中产生的热载体气体（D）被送入反应器区域（1b）的热交换器（3）中。

10、权利要求9所述的方法，其特征在于，热载体气体（D）在流过反应器区域（1b、1c）中的热交换器（3）之后经过收集管道（3c）送往反应器区域（1a）中的热交换器（3）。

11、权利要求9或10所述的方法，其特征在于，热载体气体（D）从热交换器（5.1、5.2）或者从第三个热交换器（5.3）直接被送往反应器区域（1a）中的热交换器（3）。

12、权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用氢（H₂）作为还原气体（A），将这种气体在混合点（14）与循环气体（E′）的氢混合。

13、权利要求12所述的方法，其特征在于，混合的还原气体（A′）经过炉顶煤气回收装置（15）引入并加热至450-550℃的温度。

14、权利要求12或13所述的方法，其特征在于，已预热的还原气体（A′）在热交换器（5.1、5.2）中被加热至550-800℃的最终温度。

15、权利要求12-14中任一项所述的方法，其特征在于，还原气体（A或A′）被压缩至10-40巴的工作压力，并导入反应器（1）中。

16、权利要求12-15中任一项所述的方法，其特征在于，还原气体（A或A′）被加压至20巴的工作压力并导入反应器（1）中。

17、权利要求12-16中任一项所述的方法，其特征在于，在热交换器（5.1）中预热的还原气体（A′）被送往温度为500-650℃的反应器区域（1c）的入流底层（2），在热交换器（5.2）中预热的还原气体（A′）被送往温度为500-700℃的反应器区域（1b）的入流底层，在热交换器（5.3）中预热的还原气体被送往温度为650-800℃的反应器区域（1a）的入流底层。

18、权利要求12-17中任一项所述的方法，其特征在于，预热的还原气体（A′）在与粉矿（F）中的氧反应之后，作为炉顶煤气（E）经过一个炉顶煤气管道离开反应器（1），送入炉顶煤气旋风除尘器（17、18）中。

19、权利要求1及12-18所述的方法，其特征在于，预净化的炉顶煤气（E）被导入一个带有水冷却装置（20）的文丘里洗涤器（19），并冷凝出H₂-H₂O混合物中的水蒸汽。

20、权利要求19所述的方法，其特征在于，净化并干燥过的循环气体（E′）在压缩机（16）中压缩至工作压力，并送入混合点（14）。

21、权利要求18所述的方法，其特征在于，在炉顶煤气旋风除尘器（17）中分离出的炉顶煤气（E）中的粉尘部分（F′）被送回到还原过程中，在炉顶煤气旋风除尘器（18）中分离出的粉尘部分（FI）被引向压块步骤（31）。

22、权利要求18或19所述的方法，其特征在于，将冷却过的循环水（K）和补充水（I）送入带有水冷却装置（20）的文丘里洗涤器（19）。

23、权利要求1、15或16所述的方法，其特征在于，经过精选的粉矿或者精矿砂（F）从料斗（23）经过输送和配料装置送往压力容器（24），并且从那里在工作压力下气动地从吹入容器（25）吹入反应器（1）的反应器区域（1a）。

24、权利要求23所述的方法，其特征在于，为了气动地输送粉矿（F），使用处于工作压力下的惰性气体（M），这种惰性气体取自过剩的热载体气体（D′），在冷却器（29）中冷却，并且在惰性气体压缩机（27）中达到所需的工作压力。

25、权利要求1所述的方法，其特征在于，向离开反应器区域（1d）的海绵铁（G）掺入一种增碳剂（H）。

26、实现权利要求1-25中任一项所述方法的设备，它具有一个带有内置入流底层的卧式反应器、在反应器容器外面设置的燃烧室和热交换器、用于产生所需工作压力的装置、用于将配料组分引入反应器的装置、用于引出废气的装置和用于从反应器容器排出成品产物的装置及其后继处理装置，其特征在于：

-反应器容器是一个本身公知的卧式流化床反应器（1），在该反应器中有浸入其中的热交换器（3）;

-反应器（1）被构成高边界的隔板（7）分成三个反应器区域（1a、1b、1c）;

-在每个反应器区域（1a、1b、1c）的下部至少设置一个入流底层（2），而在上部至少设置一个热交换器（3）;

-在热交换器（3）的位于反应器（1）外部的进入和排出接管（3a、3b）上设置用于引导热载体气体（D）的连接管道（3c）;

-在反应器区域（1a）设置一个用于输入粉矿（F）的进入接管（6）;

-在反应器区域（1c）设置一个用于排出海绵铁（G）的排出接管（8），并且还设置一个用于炉顶煤气（E）的排出接管（9）。

27、权利要求26所述的设备，其特征在于，隔板（7）被固定在反应器（1）的底部，并且延伸至热交换器（3）的进入集气管（3d）。

28、权利要求26或27所述的设备，其特征在于，反应器区域（1a、1b、1c）中的热交换器（3）作为设置在反应器空间中的蛇形管而构成。

29、权利要求26-28中任一项所述的设备，其特征在于，卧置在反应器（1）的下壁上的入流底层（2）固定在进入接管（2a）上。

30、权利要求26所述的方法，其特征在于，总是一个燃烧室（4.1、4.2）和一个热交换器（5.1、5.2）一个接着一个地设置在反应器（1）的外部。

31、权利要求30所述的设备，其特征在于，装有第三个燃烧室（4.3）和第三个热交换器（5.3）。

32、权利要求30或31所述的设备，其特征在于，热交换器（3）借助设置在外部连接管道（3c）经过进入接管和排出接管（3a、3b）相互连接。

33、权利要求30-32中任一项所述的方法，其特征在于，在反应器区域（1a）中的热交换器（3）通过一个位于增压器（10）的中间连接装置下面的连接管道（3e）与燃烧室（4.1、4.2）连接。

34、权利要求26所述的方法，其特征在于，在炉顶煤气回路（E）中设置炉顶煤气旋风除尘器（17、18）、炉顶煤气回收装置（15）、带有水冷却装置（20）的文丘里洗涤器（19）、用于压缩循环气体（E′）的压缩机（16）。

35、权利要求34所述的方法，其特征在于，在水循环回路（K）中在文丘里洗涤器（19）和水冷却装置（20）后设置过滤装置（21）、中间冷却器（33）和循环泵（22）。

36、权利要求26或34所述的设备，其特征在于，用于循环气体（E′）的管道在混合点（14）与用于还原气体（A）的管道连接。

37、权利要求26所述的设备，其特征在于，为了驱动用于过剩的热载体气体（废气D′）的空气压缩机（12）设置一个膨胀器（11）。

38、权利要求26所述的设备，其特征在于，向吹入容器（25）的一侧连接一个压力容器（24），向另一侧连接一个加压的惰性气体容器（26），并且用于粉矿（F）的吹入管道通入反应器区域（1a）的下部区域。

39、权利要求38所述的设备，其特征在于，惰性气体管道（M′）从用于过剩的热载体气体（D′）的管道起在膨胀器（11）之前分岔，并且在废气管道（D′）和惰性气体压缩机（27）之间设置一个气体冷却器（29）。

40、权利要求38或39所述的设备，其特征在于，在海绵铁（6）的排出口（8）后面设置一个增碳载体加入装置（30），用于贮藏海绵铁（6）的中间容器（28），在旋风除尘器（17）后面设置一个冷却区（17a），以及一根用于向粉矿贮料斗（23）运送粉矿回流物料（F′）的管道。

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