DE102005010050A1 - Metal sponge production by reacting metal ore with a reducing gas comprises heating the reducing gas in stages, the temperature in the first stage being directly proportional to the carbon dioxide content - Google Patents

Metal sponge production by reacting metal ore with a reducing gas comprises heating the reducing gas in stages, the temperature in the first stage being directly proportional to the carbon dioxide content Download PDF

Info

Publication number
DE102005010050A1
DE102005010050A1 DE102005010050A DE102005010050A DE102005010050A1 DE 102005010050 A1 DE102005010050 A1 DE 102005010050A1 DE 102005010050 A DE102005010050 A DE 102005010050A DE 102005010050 A DE102005010050 A DE 102005010050A DE 102005010050 A1 DE102005010050 A1 DE 102005010050A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
carbon dioxide
reducing gas
withdrawn
dioxide content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005010050A
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Benkmann
Achim Dosch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE102005010050A priority Critical patent/DE102005010050A1/en
Publication of DE102005010050A1 publication Critical patent/DE102005010050A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/64—Controlling the physical properties of the gas, e.g. pressure or temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2

Abstract

Producing metal sponge by compressing a feed gas containing carbon monoxide and/or hydrogen, removing carbon dioxide and/or water by adsorption, heating the resulting reducing gas, reacting the gas with a metal ore and withdrawing the off-gas for further use, comprises heating the reducing gas in stages, the temperature in the first stage being directly proportional to the carbon dioxide content of the reducing gas.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Metallschwamm, insbesondere Eisenschwamm, aus von Metall- bzw. Eisenerz und gegebenenfalls Zuschlägen gebildeten Einsatzstoffen, wobei ein CO- und/oder H2-haltiges Einsatzgas verdichtet wird, adsorptiv Kohlendioxid und/oder Wasser abgetrennt und als Restgas abgezogen werden, das adsorptiv gereinigte Einsatzgas erhitzt und als Reduktionsgas einer Reduktionszone zugeführt und nach Umsetzung mit dem Metallerz als Exportgas zur weiteren Verwendung für einen Verbraucher aus der Reduktionszone abgezogen wird.The invention relates to a process for the production of metal sponge, in particular sponge iron, formed from metal or iron ore and optionally additives feedstocks, wherein a CO and / or H 2 -containing feed gas is compressed, adsorptively separated carbon dioxide and / or water and as Are withdrawn residual gas, heated adsorptively purified feed gas and fed as a reducing gas reduction zone and withdrawn after implementation with the metal ore as export gas for further use for a consumer from the reduction zone.

Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Metallschwamm ist beispielsweise aus der PCT-Patentanmeldung WO 97/33005 bekannt. Generell wird bei der Direktreduktion von Eisenoxiden, wie beispielsweise Eisenerzen, ein Wasserstoff- und/oder Kohlenmonoxid-haltiges Gas benötigt; dies muss in einem Temperaturbereich zwischen 600 und 900 °C vorliegen.One generic method for producing metal sponge is for example from the PCT patent application WO 97/33005 known. Generally, in the direct reduction of iron oxides, such as iron ores, a hydrogen and / or carbon monoxide-containing Gas needed; this must be in a temperature range between 600 and 900 ° C.

Die Erzeugung eines Wasserstoff- und/oder Kohlenmonoxid-haltigen Gases ist auf unterschiedliche Arten möglich; so kann ein derartiges Gasgemisch) bspw. mittels einer Dampfreformierung aus Erdgas oder durch eine Kohlevergasung mittels Sauerstoff erfolgen.The Generation of a hydrogen and / or carbon monoxide-containing gas is possible in different ways; so can such a gas mixture), for example by means of steam reforming from natural gas or by coal gasification by means of oxygen.

Da es sich bei der Reduktionsreaktion um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, bei der aus Wasserstoff Wasser und aus Kohlenmonoxid Kohlendioxid gebildet wird, verschlechtern Bestandteile dieser Komponenten die Gasqualität, mit dem Effekt, dass bei schlechterer Qualität die Reaktionswirkung nachlässt bzw. mehr Reduktionsgas für die gleiche Eisenerzmenge erforderlich wird.There the reduction reaction is an equilibrium reaction where hydrogen is hydrogen and carbon monoxide is carbon dioxide components of these components degrade Gas quality, with the effect that with poorer quality, the reaction decreases or more reducing gas for the same amount of iron ore is required.

Aufgrund der Gleichgewichtsreaktion werden auch die Reduktanten – also Wasserstoff und Kohlenmonoxid – nur unvollständig umgesetzt, so dass das aus der Reduktionseinheit abströmende Gas noch beträchtliche Anteile an wertvollen Reduktanten enthält. Üblicherweise wird daher zumindest ein Teil dieses Gases zusammen mit Frischgas, das ebenfalls Wasser und Kohlendioxid enthalten kann, mittels eines Druckwechseladsorptionsverfahrens von diesen Komponenten zumindest teilweise befreit und anschließend einer ein- oder mehrstufigen Erhitzereinheit zugeführt.by virtue of The equilibrium reaction is also the reductants - ie hydrogen and carbon monoxide - only incomplete implemented so that the gas flowing out of the reduction unit still considerable Contains proportions of valuable reductants. Usually, therefore, at least one Part of this gas together with fresh gas, which is also water and Carbon dioxide may contain, by means of a pressure swing adsorption of these components at least partially freed and then one fed to a single or multi-stage heater unit.

Derartige Erhitzereinheiten sind im Regelfall dergestalt ausgebildet, dass das zu erhitzende Gas in einer ersten Stufe indirekt erhitzt und in einer zweiten Stufe durch eine Teilverbrennung des Gases selbst oder eines anderen Heizmediums mit Luft und/oder mit Sauerstoff angereicherter Luft und/oder mit reinem Sauerstoff auf die gewünschte Endtemperatur weiter erhitzt wird.such Heater units are usually designed in such a way that heated gas to be heated indirectly in a first stage and in a second stage by a partial combustion of the gas itself or another heating medium with air and / or oxygen enriched air and / or with pure oxygen to the desired final temperature is heated further.

Die bisherigen Druckwechseladsorptionsverfahren, die der Abtrennung von Wasser und/oder Kohlendioxid dienen, wurden so konzipiert, dass sie sehr hohe Wasserstoff- und Kohlenmonoxid-Ausbeuten erzielen, die Verluste an Wasserstoff und Kohlenmonoxid in das Restgas also vergleichsweise gering sind. Dies führt dazu, dass hinsichtlich der Investitionskosten sowie des Energiebedarfs sehr aufwendige Druckadsorptionsverfahrensweisen – die größtenteils eine Vakuumregenerierung beinhalten – zur Anwendung kommen.The previous pressure swing adsorption, the separation of water and / or carbon dioxide have been designed so that they are very high in hydrogen and Achieve carbon monoxide yields, the losses of hydrogen and Carbon monoxide in the residual gas are therefore relatively low. This leads to, that in terms of investment costs and energy requirements very elaborate pressure adsorption procedures - the majority include vacuum regeneration - used.

Ein (unerwünschter) Nebeneffekt dieser Verfahrensweise ist, dass das aus dem Druckwechseladsorptionsverfahren abgezogene Restgas einen vergleichsweise niedrigen Heizwert aufweist und ohne Vorheizen oder Zumischen von anderen Gasen mit höheren Heizwerten nicht mehr verbrannt werden kann. Daher werden oftmals, um das Restgas aus dem Druckwechseladsorptionsverfahren verbrennen zu können, größere Mengen an reduktantenreichem Gas benötigt, welches sinnvoller zur Erhöhung der Eisenproduktion herangezogen werden könnte bzw. sollte.One (Unwanted) Side effect of this procedure is that from the pressure swing adsorption process withdrawn residual gas has a comparatively low calorific value and without preheating or admixing other gases with higher calorific values can not be burned anymore. Therefore, often to the residual gas to be able to burn from the pressure swing adsorption process, larger amounts requires reductant-rich gas, which makes more sense to increase iron production could or should be used.

Ferner haben die bezüglich der Wasserstoff- oder Kohlenmonoxid-Ausbeute optimierten Druckwechseladsorptionsverfahren den Nachteil, dass das im Einsatzgas des Druckwechseladsorptionsverfahrens enthaltene Methan überwiegend mit den Produkten Wasserstoff und Kohlenmonoxid – also in das Reduktionsgas – abgegeben wird und folglich ebenfalls nicht zur Steigerung des Heizwertes beitragen kann.Further have the re the hydrogen or carbon monoxide yield optimized pressure swing adsorption the disadvantage that in the feed gas of pressure swing adsorption contained methane predominantly with the products of hydrogen and carbon monoxide - ie in the reducing gas - delivered and consequently also not to increase the calorific value can contribute.

Auch erfolgt bei den bisher zur Anwendung kommenden Druckwechseladsorptionsverfahren keine Änderung der Verfahrensweise, wenn es zu einer Veränderung in der Zusammensetzung des dem Druckwechseladsorptionsverfahren zugeführten Einsatzgases kommt. Im Regelfall weisen die Druckwechseladsorptionsanlagen lediglich eine Bypass-Leitung auf, über die dem aus der Druckwechseladsorptionsanlage abgezogenen Reduktionsgas ungereinigtes Einsatzgas zugemischt wird, um auf diese Weise den erforderlichen Kohlendioxid-Gehalt im Reduktionsgas einzustellen.Also takes place in the previously used pressure swing adsorption process no change the procedure, if there is a change in the composition the feed gas supplied to the pressure swing adsorption process comes. in the As a rule, the pressure swing adsorption systems have only one Bypass line on, over the untreated from the pressure swing adsorption withdrawn reducing gas Feed gas is mixed in order to obtain the required Adjust carbon dioxide content in the reducing gas.

Die Druckwechseladsorptionsverfahren sowie die nachgeschalteten Erhitzungsprozesse werden im Regelfall nicht so aufeinander abgestimmt, dass eine gleichbleibende Reduktionsgasqualität erzielt werden kann. Daher wird oftmals in der zweiten Stufe des Erhitzers aufgrund der gewählten Temperatur ein beträchtlicher Anteil der Reduktanten verbrannt und damit wieder unerwünschtes Kohlendioxid und Wasser erzeugt, nachdem in dem vorgeschalteten Druckwechseladsorptionsprozess nach einer hoher Kohlendioxid-Reinheit getrachtet wurde.As a rule, the pressure swing adsorption processes and the downstream heating processes are not coordinated so that a constant reduction gas quality can be achieved. Therefore, a considerable proportion of the reductants is often burned in the second stage of the heater due to the selected temperature and thus again unwanted carbon dioxide xid and water after having been scanned for high carbon dioxide purity in the upstream pressure swing adsorption process.

Es sei betont, dass die vorbeschriebene Erzeugung des Reduktionsgas nicht zwangskäufig mittels eines Druckwechseladsorptionsprozesses erfolgen muss; vielmehr können auch andere adsorptive Verfahren, beispielsweise TSA-Verfahren, zur Anwendung kommen.It It should be emphasized that the above-described generation of the reducing gas not compulsory must be done by means of a pressure swing adsorption process; much more can also other adsorptive processes, for example TSA processes, come into use.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, das eine optimale Abstimmung zwischen (Druckwechsel)Adsorptions- und Erhitzungsprozess ermöglicht, so dass ein Reduktionsgas mit vorgegebener Qualität und Zusammensetzung – insbesondere im Hinblick auf den erfoderlichen Wasser- und Kohlendioxid-Gehalt – und mit der benötigten Temperatur auch bei schwankenden Einsatzgaszusammensetzungen erzeugt werden kann.task The present invention is a generic method indicate that an optimal match between (pressure change) adsorption and heating process allows, so that a reducing gas of predetermined quality and composition - in particular with regard to the required water and carbon dioxide content - and with the needed Temperature generated even with fluctuating feed gas compositions can be.

Dies wird dadurch erreicht, dass die Erhitzung des Reduktionsgases wenigstens zweistufig erfolgt und dass in Abhängigkeit des Kohlendioxid-Gehalts des in der adsorptiven Abtrennung gewonnenen Reduktionsgases die Temperatur in der ersten Erhitzungsstufe eingestellt wird, wobei bei steigendem Kohlendioxid-Gehalt die Temperatur erhöht und bei fallendem Kohlendioxid-Gehalt die Temperatur verringert wird.This is achieved in that the heating of the reducing gas at least takes place in two stages and depending on the carbon dioxide content of the reduction gas obtained in the adsorptive separation the Temperature is set in the first heating stage, wherein with increasing carbon dioxide content, the temperature increases and at decreasing carbon dioxide content, the temperature is reduced.

Erfindungsgemäß wird nunmehr also in Abhängigkeit des Kohlendioxid-Gehalts des in der adsorptiven Abtrennung gewonnenen Reduktionsgases die Temperatur in der ersten Stufe des Erhitzers variiert. Steigt der Kohlendioxid-Gehalt in dem Reduktionsgas an, so wird auch die Temperatur der ersten Erhitzerstufe erhöht. Dies hat zur Folge, dass in der zweiten Erhitzerstufe weniger Kohlendioxid und Wasser erzeugt wird. Umgekehrt wird bei einer Verringerung des Kohlendioxid-Gehalts in dem aus dem Druckwechseladsorptionsverfahren abgezogenen Reduktionsgasstrom die Temperatur der ersten Erhitzerstufe erniedrigt, was eine erhöhte Bildung von Kohlendioxid zur Folge hat. Die erfindungsgemäße Verfahrensweise ermöglicht es somit, ein Reduktionsgas mit einer über die Zeit gleichbleibenden Qualität und Zusammensetzung zu erzeugen.According to the invention will now so depending the carbon dioxide content of the obtained in the adsorptive separation Reduction gas the temperature in the first stage of the heater varied. If the carbon dioxide content in the reducing gas increases, so also the temperature of the first heater stage is increased. This This results in less carbon dioxide in the second heater stage and water is generated. Conversely, if the Carbon dioxide content in the from the pressure swing adsorption process withdrawn reducing gas stream, the temperature of the first heater stage lowered, which increased one Formation of carbon dioxide. The procedure according to the invention allows It thus, a reducing gas with a constant over time quality and to produce composition.

Das erfindungsgemäße Verfahren weiterbildend wird vorgeschlagen, dass neben dem Kohlendioxid-Gehalt des in der adsorptiven Abtrennung gewonnenen Reduktionsgases der Heizwert des in der adsorptiven Abtrennung gewonnenen Restgases und/oder das Verhältnis (H2 + CO)/(H2O + CO2) des aus der Erhitzung abgezogenen Reduktionsgases ermittelt werden und in Abhängigkeit dieses bzw. dieser Parameter die Verfahrensweise der adsorptiven Abtrennung verändert wird.Further developing the process according to the invention proposes that in addition to the carbon dioxide content of the reduction gas obtained in the adsorptive separation, the calorific value of the residual gas obtained in the adsorptive separation and / or the ratio (H 2 + CO) / (H 2 O + CO 2 ) of Reduction gas withdrawn from the heating can be determined and, depending on this or this parameter, the method of adsorptive separation is changed.

Eine Änderung der Verfahrensweise der adsorptiven Abtrennung lässt sich in vielfacher Weise realisieren. So kann über eine Veränderung der Prozessparameter Adsorptionszeit, Spülgasmenge, Desorptionsdruck, etc. im Prinzip jede – hinsichtlich der Gasreinheiten bzw. -ausbeuten sowie hinsichtlich des Energieverbrauches – gewünschte Verfahrensweise der adsorptiven Abtrennung erreicht werden.A change The method of adsorptive separation can be realized in many ways. So can over a change the process parameters adsorption time, amount of purge gas, desorption pressure, etc. in principle each - in terms the gas purities or yields and in terms of energy consumption - desired procedure the adsorptive separation can be achieved.

Ferner wird – entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens – danach getrachtet, dass das aus der adsorptiven Abtrennung abgezogene Restgas einen Heizwert aufweist, der es erlaubt, dieses Restgas ohne Zumischung eines Hilfs- bzw. Stützgases einer Verbrennung zuzuführen. Hierbei ist insbesondere der Methan-Gehalt in dem Restgasstrom von Bedeutung. Die Verteilung des in dem Einsatzgasstrom enthaltenen Methans auf den Reduktions- und den Restgasstrom kann insbesondere durch die Wahl des bzw. der verwendeten Adsorptionsmittel beeinflusst werden.Further will - accordingly an advantageous embodiment of the method according to the invention - after tended that the withdrawn from the adsorptive separation residual gas has a calorific value, which allows this residual gas without admixture an auxiliary or supporting gas to supply a combustion. Here, in particular, the methane content in the residual gas stream of Importance. The distribution of the contained in the feed gas stream Methane on the reduction and the residual gas flow can in particular be influenced by the choice of or the adsorbent used.

Das erfindungsgemäße Verfahren weiterbildend wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil des aus der Reduktionszone abgezogenen Exportgases vor die adsorptive Abtrennung von Kohlendioxid und/oder Wasser aus dem Einsatzgas zurückgeführt wird.The inventive method Further, it is proposed that at least part of the the reduction zone withdrawn export gas before the adsorptive separation is recycled from carbon dioxide and / or water from the feed gas.

Nachdem auf Grund der thermochemischen Gleichgewichte innerhalb der Reduktionszone nur etwa 20 bis 30 % des Reduktionsgases umgesetzt werden können, enthält das aus der Reduktionszone abgezogene Exportgas noch ausreichend Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid, so dass eine – zumindest teilweise – Rückführung des Exportgases sinnvoll ist.After this due to the thermochemical equilibria within the reduction zone only about 20 to 30% of the reducing gas can be reacted, contains the The export gas withdrawn from the reduction zone still has sufficient hydrogen and / or carbon monoxide, so that a - at least partially - recycling of the Export gas makes sense.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie weitere Ausgestaltungen desselben, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, seien im Folgenden anhand des in Figur lediglich schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The inventive method as well as further embodiments thereof, the objects of dependent claims represent in the following with reference to FIG. Only schematically illustrated embodiment explained in more detail.

Die Figur zeigt eine adsorptiv arbeitende Abtrenneinheit A, eine Erhitzungseinheit E1/E2, wobei in der Teileinheit E1 eine indirekte Erhitzung und in der Teileinheit E2 eine direkte Erhitzung erfolgt, sowie eine Reduktionszone R. Ferner ist eine Steuereinheit S dargestellt, die der Regelung der Abtrenneinheit A dient. Unter dem Begriff "adsorptiv arbeitende Abtrenneinheit A" seien alle Trenn- bzw. Reinigungsprozesse zu verstehen, bei denen mittels Adsorption ein Trennen bzw. Reinigen eines wenigstens zweikomponentigen Gasgemisches erfolgt.The figure shows an adsorptive separation unit A, a heating unit E1 / E2, wherein in the subunit E1 indirect heating and in the subunit E2 direct heating takes place, and a reduction zone R. Further, a control unit S is shown, the control of the separation unit A serves. The term "adsorptive separation unit A" is to be understood as meaning all separation or purification processes in which by means of Ad Sorption is carried out a separation or cleaning of an at least two-component gas mixture.

Über Leitung 1 wird der Abtrenneinheit A ein CO- und/oder H2-haltiges Einsatzgas, das ggf. vorher, in einer in der Figur nicht dargestellten ein- oder mehrstufigen Verdichtereinheit verdichtet wurde, zugeführt. Das in der Abtrenneinheit A auf die gewünschten Werte an Kohlendioxid und/oder Wasser gereinigte CO- und/oder H2-haltige Einsatzgas wird anschließend über Leitung 2 der Erhitzereinheit E1/E2 zugeführt.Via wire 1 the separation unit A is a CO and / or H 2 -containing feed gas, which was possibly before, in a single-stage or multi-stage compressor unit not shown in the figure, fed. The CO- and / or H 2 -containing feed gas which has been purified in the separation unit A to the desired values of carbon dioxide and / or water is subsequently passed via line 2 the heater unit E1 / E2 supplied.

Wie bereits erwähnt, wird in der Teileinheit E1 eine indirekte Erhitzung des CO- und/oder H2-haltigen Reduktionsgases vorgenommen. Zu diesem Zweck wird der Teileinheit E1 der aus der Abtrenneinheit A über Leitung 5 abgezogene Restgasstrom zur Verbrennung zugeführt. Sofern aus Heizwertgründen erforderlich, wird diesem Restgasstrom über Leitung 7 ein Teilstrom des Exportgases, auf das im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, beigemischt.As already mentioned, an indirect heating of the CO and / or H 2 -containing reducing gas is carried out in the subunit E1. For this purpose, the sub-unit E1 of the separation unit A via line 5 withdrawn residual gas stream supplied for combustion. If necessary for reasons of calorific value, this residual gas flow is transmitted via line 7 a partial flow of the export gas, which will be discussed in more detail below, admixed.

Der zweiten Teileinheit E2, in der eine direkte Erhitzung realisiert wird, wird über Leitung 9 Sauerstoff bzw. ein Sauerstoff-reiches Gasgemisch zugeführt.The second subunit E2, in which a direct heating is realized, is via line 9 Oxygen or an oxygen-rich gas mixture supplied.

Über Leitung 3 wird das erhitzte Reduktionsgas der Reduktionszone bzw. -einheit R zugeführt. Aus dieser wird über Leitung 4 ein Exportgas, das noch ausreichend Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid enthält, abgezogen. Ein Teilstrom dieses Exportgases kann nunmehr über die Leitungen 6 und 8 wieder vor die Abtrenneinheit A zurückgeführt werden. Wie bereits erwähnt wird – sofern erforderlich – ein Teilstrom dieses Exportgases dem über Leitung 5 der Erhitzereinheit E1 zugeführten Restgasstromes zum Zwecke der Erhöhung des Heizwertes zugeführt.Via wire 3 the heated reducing gas is supplied to the reduction zone or unit R. This will be via line 4 an export gas that still contains enough hydrogen and / or carbon monoxide deducted. A partial flow of this export gas can now via the lines 6 and 8th be returned again before the separation unit A. As already mentioned - if necessary - a partial flow of this export gas over the line 5 supplied to the heater unit E1 supplied residual gas flow for the purpose of increasing the heating value.

In den vorbeschriebenen Leitungen 2, 3 und/oder 5 sind nunmehr geeignete Messgeräte bzw. Sensoren x, y sowie z vorgesehen, mittels derer bestimmte Eigenschaften der Gase bzw. Gasmischungen ermittelt werden können.In the above-described lines 2 . 3 and or 5 Now suitable measuring devices or sensors x, y and z are provided by means of which certain properties of the gases or gas mixtures can be determined.

So dient das Messgerät x der Ermittlung der Kohlendioxid-Konzentration in dem aus der Abtrenneinheit A über Leitung 2 abgezogenen Reduktionsgas. Das Messgerät y ermöglicht die Ermittlung des Verhältnisses (H2 + CO)/(H2O + CO2) des aus der Erhitzereinheit E1/E2 über Leitung 3 abgezogenen Reduktionsgases. Mittels des Messgerätes z wird der Heizwert des aus der Abtrenneinheit A über Leitung 5 abgezogenen Restgasstromes bestimmt.Thus, the measuring device x is used to determine the carbon dioxide concentration in that from the separation unit A via line 2 withdrawn reducing gas. The measuring device y makes it possible to determine the ratio (H 2 + CO) / (H 2 O + CO 2 ) of the heating unit E1 / E2 via line 3 withdrawn reducing gas. By means of the measuring device z is the calorific value of the separation unit A via line 5 deducted residual gas flow determined.

Die vorbeschriebenen Messgeräte x, y und z stehen mit der Steuereinheit S der Abtrenneinheit A in Verbindung; dargestellt durch die punktierten Leitungen.The above-described measuring instruments x, y and z are connected to the control unit S of the separation unit A in Connection; represented by the dotted lines.

In Abhängigkeit von den mittels der vorbeschriebenen Messgeräte x, y sowie z ermittelten Parameter wird nun über die Steuerung S die in der Abtrenneinheit A realisierte Verfahrensweise den aktuellen Gegebenheiten angepasst.In dependence determined by the means of the above-mentioned measuring devices x, y and z Parameter is now over the controller S the implemented in the separation unit A procedure adapted to the current conditions.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nunmehr eine optimale Abstimmung der einzelnen Verfahrensschritte.The inventive method allows now an optimal coordination of the individual process steps.

Insbesondere ermöglicht es eine deutliche Reduzierung der Investitionskosten des (Druckwechsel)Adsorptionsprozesses, was insbesondere daraus resultiert, dass auf die Verwendung von Vakuumpumpen, die im Regelfall bei den Investitionen für eine Vakkumdruckwechseladsorptionsanlage den teuersten Anlagenbestandteil darstellen, verzichtet werden kann. Letztendlich ist somit bei gleicher, mittels des (Druckwechsel)Adsorptionsverfahrens gewonnener Reduktionsgasmenge eine höhere Produktion von reduziertem Eisen möglich.Especially allows there is a significant reduction in the investment costs of the (pressure swing) adsorption process, which in particular results from the fact that on the use of Vacuum pumps, which are usually used in investments for a Vakkumdruckwechseladsorptionsanlage represent the most expensive asset, can be dispensed with. Ultimately, therefore, is the same, by means of the (pressure swing) adsorption amount of reduction gas produced has a higher production of reduced Iron possible.

Claims (4)

Verfahren zum Herstellen von Metallschwamm, insbesondere Eisenschwamm, aus von Metall- bzw. Eisenerz und gegebenenfalls Zuschlägen gebildeten Einsatzstoffen, wobei ein CO- und/oder H2-haltiges Einsatzgas verdichtet wird, adsorptiv Kohlendioxid und/oder Wasser abgetrennt und als Restgas abgezogen werden, das adsorptiv gereinigte Einsatzgas erhitzt und als Reduktionsgas einer Reduktionszone zugeführt und nach Umsetzung mit dem Metallerz als Exportgas zur weiteren Verwendung für einen Verbraucher aus der Reduktionszone abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung des Reduktionsgases wenigstens zweistufig erfolgt und dass in Abhängigkeit des Kohlendioxid-Gehalts des in der adsorptiven Abtrennung gewonnenen Reduktionsgases die Temperatur in der ersten Erhitzungsstufe eingestellt wird, wobei bei steigendem Kohlendioxid-Gehalt die Temperatur erhöht und bei fallendem Kohlendioxid-Gehalt die Temperatur verringert wird.Process for producing metal sponge, in particular sponge iron, from feedstocks formed from metal or iron ore and, if appropriate, additives, in which a CO and / or H 2 -containing feed gas is compressed, carbon dioxide and / or water adsorptively separated and withdrawn as residual gas, heated adsorptively purified feed gas and fed as a reducing gas reduction zone and withdrawn after implementation with the metal ore as export gas for further use for a consumer from the reduction zone, characterized in that the heating of the reducing gas is at least two stages and that depending on the carbon dioxide content the reducing gas obtained in the adsorptive separation, the temperature is set in the first heating stage, wherein the temperature increases with increasing carbon dioxide content and the temperature is reduced with decreasing carbon dioxide content. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Kohlendioxid-Gehalt des in der adsorptiven Abtrennung gewonnenen Reduktionsgases der Heizwert des in der adsorptiven Abtrennung gewonnenen Restgases und/oder das Verhältnis (H2 + CO)/(H2O + CO2) des aus der Erhitzung abgezogenen Reduktionsgases ermittelt werden und in Abhängigkeit dieses bzw. dieser Parameter die Verfahrensweise der adsorptiven Abtrennung verändert wird.A method according to claim 1, characterized in that in addition to the carbon dioxide content of the reduction gas obtained in the adsorptive separation of the calorific value of the recovered gas in the adsorptive separation and / or the ratio (H 2 + CO) / (H 2 O + CO 2 ) of the withdrawn from the heating reduction gas to be determined and the method of adsorptive separation is changed depending on this or this parameter. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwert des aus der adsorptiven Abtrennung abgezogenen Restgasstromes wenigstens so hoch eingestellt wird, dass der Restgasstrom ohne Zumischen eines Hilfs- oder Stützgases verbrannt werden kann.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the calorific value of the ad sorptiven separation withdrawn residual gas stream is set at least so high that the residual gas stream can be burned without mixing an auxiliary or supporting gas. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des aus der Reduktionszone abgezogenen Exportgases vor die adsorptive Abtrennung von Kohlendioxid und/oder Wasser zurückgeführt wird.Method according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that at least a part of the from the reduction zone withdrawn export gas before the adsorptive separation of carbon dioxide and / or water is recycled.
DE102005010050A 2005-03-04 2005-03-04 Metal sponge production by reacting metal ore with a reducing gas comprises heating the reducing gas in stages, the temperature in the first stage being directly proportional to the carbon dioxide content Withdrawn DE102005010050A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005010050A DE102005010050A1 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Metal sponge production by reacting metal ore with a reducing gas comprises heating the reducing gas in stages, the temperature in the first stage being directly proportional to the carbon dioxide content

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005010050A DE102005010050A1 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Metal sponge production by reacting metal ore with a reducing gas comprises heating the reducing gas in stages, the temperature in the first stage being directly proportional to the carbon dioxide content

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005010050A1 true DE102005010050A1 (en) 2006-09-07

Family

ID=36848153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005010050A Withdrawn DE102005010050A1 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Metal sponge production by reacting metal ore with a reducing gas comprises heating the reducing gas in stages, the temperature in the first stage being directly proportional to the carbon dioxide content

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005010050A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8597400B2 (en) 2009-02-20 2013-12-03 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Method and apparatus for separating a gaseous component
CN113151629A (en) * 2021-05-25 2021-07-23 周广砥 Energy-saving hematite reduction shaft furnace and hematite reduction method
CN113151629B (en) * 2021-05-25 2024-04-19 周大鹏 Energy-saving shaft furnace for reducing hematite and method for reducing hematite

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8597400B2 (en) 2009-02-20 2013-12-03 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Method and apparatus for separating a gaseous component
CN113151629A (en) * 2021-05-25 2021-07-23 周广砥 Energy-saving hematite reduction shaft furnace and hematite reduction method
CN113151629B (en) * 2021-05-25 2024-04-19 周大鹏 Energy-saving shaft furnace for reducing hematite and method for reducing hematite

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1648817B1 (en) Method for extracting hydrogen from a gas containing methane, especially natural gas and system for carrying out said method
EP0146124B1 (en) Pressure swing adsorption process
DE60215372T2 (en) METHOD AND APPARATUS FOR INCREASING OIL EFFORT BY GAS INJECTION
EP1836125B1 (en) Method for producing hydrogen and power from a synthesis gas
WO2014012629A2 (en) Method and system for producing an h2 product flow and a co product flow
WO2010072305A1 (en) Method and device for treating a gas flow comprising carbon dioxide from a large combustion plant
EP3176152A1 (en) Method for generating urea
WO2018166865A1 (en) Method and installation for creating and preparing a synthesis gas mixture
DE69721072T2 (en) METHOD FOR CARRYING OUT CATALYTIC OR NON-CATALYTIC METHODS WITH A REACTANT ENRICHED WITH OXYGEN
DE102005010050A1 (en) Metal sponge production by reacting metal ore with a reducing gas comprises heating the reducing gas in stages, the temperature in the first stage being directly proportional to the carbon dioxide content
EP1975123A2 (en) Process and apparatus for generating synthesis gas
DE102021210549A1 (en) Process for the synthesis of ammonia and plant for the production of ammonia
WO2019072762A1 (en) Process for combined production of methanol and ammonia
WO2015177051A1 (en) Production of syngas using two autothermal reformers
EP3150549A1 (en) Method and system for the production of synthesis gas with variable composition
BE1029787B1 (en) Process for the synthesis of ammonia and plant for the production of ammonia
DE102014114343B4 (en) Process for the combined production of pig iron and an organic chemical product based on synthesis gas
EP4334242A1 (en) Method for synthesizing ammonia and plant for producing ammonia
EP0326661A1 (en) Process for producing synthesis gas from a hydrocarbon-containing feedstock
EP3744416B1 (en) Method and system for synthesising methanol
DE102010004710A1 (en) Synthesis Gas Production
EP4197967A1 (en) Method and installation for producing methanol and carbon monoxide
EP4201878A1 (en) Method for producing hydrogen with low carbon dioxide emission
DE19649356A1 (en) Method and device for producing a gas mixture containing N¶2¶, CO and H¶2¶
DE3046268A1 (en) Alternating pressure adsorption of several differing crude gas streams - using separate adsorber groups cross connected at outlet side

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee