DE102007024312B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Reduktionsgas und/oder Brenngas für die Direktreduktion von Eisenerz - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Reduktionsgas und/oder Brenngas für die Direktreduktion von Eisenerz Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Herstellen von Reduktionsgas und/oder Brenngas für die Direktreduktion von Eisenerz mit folgenden Merkmalen:
(a) feste Brennstoffe werden bei Temperaturen von 800 bis 1500°C bei Drücken von 2 bis 100 bar[a] zu Produktgas mit den Hauptbestandteilen H2, CO, CH4, CO2, N2, den Nebenbestandteilen H2S, COS, HCN, NH3, CnHm und Spuren von Nickel- und Eisencarbonylen, Harzbildnern, CS2, Merkaptanen, Naphthalenen, Thiophenen und organischen Sulfiden vergast,
(b) das rohe Produktgas wird einer CO-Konvertierung unterworfen,
(c) das erzeugte Produktgas wird auf eine Temperatur von 15 bis 45°C abgekühlt,
(d) aus dem Produktgas werden in einer Vorstufe HCN und NH3 entfernt,
(e) aus dem Produktgas werden in einer ersten Gaswäsche H2S, COS und ggf. andere schwefelhaltige Verbindungen und in einer zweiten Gaswäsche CO2 jeweils mit Temperaturen von +10 bis –80°C aufweisendem Oxygenat physisorptiv beseitigt,
(f) das reine Produktgas wird als Reduktionsgas und/oder Brenngas der Direkreduktion von Eisenerz...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Reduktionsgas und/oder Brenngas für die Direktreduktion von Eisenerz, indem feste Brennstoffe bei Temperaturen von 800 bis 1500°C bei Drücken von 2 bis 100 bar[a] zu Produktgas mit den Hauptbestandteilen H2, CO, CH4, CO2, N2, den Nebenbestandteilen H2S, COS, HCN, NH3, CnHm und Spuren von Nickel- und Eisencarbonylen, Harzbildnern, CS2, Merkaptanen, Naphtalenen, Thiophenen und organischen Sulfiden vergast werden, das rohe Produktgas einer CO-Konvertierung unterworfen wird, das erzeugte Produktgas auf Temperaturen von 15 bis 45°C abgekühlt wird, aus dem Produktgas in einer Vorstufe HCN und NH3 entfernt werden, in einer ersten Gaswäsche H2S, COS und ggf. andere schwefelhaltige Verbindungen und in einer zweiten Gaswäsche CO2 jeweils mit Temperaturen von +10 bis –80°C aufweisendem Oxygenat physisorptiv beseitigt werden und das reine Produktgas als Reduktionsgas und/oder Brenngas der Direktreduktion von Eisenerz zugeführt wird.
  • Durch Druckvergasen lassen sich feste Brennstoffe, wie Torf, Braunkohle, Koks, Steinkohle, Biomasse oder dergl. mit einem Aschegehalt von bis zu 50 Gew.-% und einem Wassergehalt von bis zu 50 Gew.-% mit einem im Gegenstrom geführten Gemisch aus Wasserdampf und Sauerstoff oder Luft unter Drücken von 1 bis 100 bar[a] bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der in dem jeweiligen Brennstoff enthaltenen Aschen zu rohem Produktgas vergasen (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 12, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1989, s. 218 bis 226; Lurgi Handbuch, Lurgi Gesellschaften, Frankfurt am Main 1970, 2. Kapitel 2.1). Aus dem unter Druck von 5 bis 40 bar[a] stehenden rohen Produktgas lassen sich gemäß dem sog. Rectisol®-Verfahren (Firmenschrift Nr. 1676e/10; Lurgi Öl Gas Chemie GmbH, Frankfurt 2002) die darin enthaltenen unerwünschten Komponenten CO2, CH4, Wasserdampf, N2, Ar, H2S, COS, HCN, NH3, Nickel- und Eisencarbonyle, Harzbildner, CS2, Merkaptane, Naphthalene, Thiophene, organische Sulfide und CnHm, in mehreren Zonen mit kalten Oxygenat, wie CH3OH oder DME, absorbieren, wobei in der letzten Zone CO2 entfernt wird. Das beladene Oxygenat wird durch Entspannen, Evakuieren oder Erhitzen regeneriert und anschließend wiederverwendet. Die unerwünschten Komponenten können aus den Abgasen bzw. Kondensaten wiedergewonnen werden.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass das eingangs beschriebene Verfahren zum Reinigen von durch Druckvergasen fester Brennstoffe erzeugtem rohen Produktgas, das auf der Fähigkeit von kaltem Oxygenat, insbesondere CH3OH basiert, alle Gasverunreinigungen in einem einzigen Verfahrensgang aus dem rohen Produktgas zu beseitigen, auch zum Entfernen von CO2 aus dem bei der Direktreduktion von Eisenerz gebildeten im Kreislauf geführten mit CO2 und Wasserdampf beladenem Rücklaufgas einsetzbar ist. Das Rücklaufgas besitzt je nach eingesetztem Direktreduktionsverfahren Temperaturen im Bereich von 50 bis 250°C bei Drücken im Berech von 2 bis 8 bar[a].
  • Bei der Direktreduktion wird Eisenerz in Form von Pellets mit einer Korngröße von 3 bis 15 mm oder auch als Stückerz mit einer Korngröße von 3 bis 20 mm mit als Reduktionsmittel dienendem Produktgas in einem Drehrohrofen auf Reduktionstemperatur erhitzt und direkt zu schwammartigem metallischen Eisen reduziert. Durch die Reaktion des Produktgases mit dem Eisenerz entstehen CO2 und Wasserdampf, die aus dem im Kreislauf geführten Rücklaufgas kontinuierlich entfernt werden müssen, indem CO2, ggf. zusammen mit in dem Rücklaufgas enthaltenen Schwefelverbindungen, durch chemisorptive Gaswäsche und Wasserdampf durch Kondensation beseitigt werden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, beim Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerz das im Kreislauf geführte Rücklaufgas von Wasserdampf zu befreien und einer physisorptiven Gaswäsche zur Entfernung des in dem Rücklaufgas enthaltenen CO2 zu unterwerfen.
  • Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, dass von dem mit Wasserdampf und CO2 beladenen, Temperaturen von 50 bis 250°C bei Drücken von 2 bis 8 bar[a] aufweisenden, im Kreislauf geführten Rücklaufgas der Direktreduktion von Eisenerz 10 bis 80 Vol.% abgezweigt werden, das abgezweigte Rücklaufgas auf Temperaturen von 15 bis 45°C durch Kondensation abgekühlt und dann auf Drücke von 25 bis 75 bar[a] in einer Turbine verdichtet wird, und das von Wasserdampf befreite Rücklaufgas dem Produktgas vor der zweiten Gaswäsche zugemischt wird. Durch diese Maßnahme lässt sich das mit einem niedrigen Druck von 2 bis 8 bar[a] aus dem Kreislauf des Rücklaufgases der Direktreduktion von Eisenerz abgezweigte Rücklaufgas auf die für das physisorptive Entfernen von CO2 notwendigen Drücke von 25 bis 75 bar[a] verdichten und damit CO2 gleichzeitig aus dem entschwefelten Produktgas und dem Rücklaufgas abscheiden, so dass die Anordnung einer chemisorptiven Wäsche und einer Wasserwäsche unmittelbar im Kreislauf des Rücklaufgases der Direktreduktion von Eisenerz entfallen kann. Darüber hinaus ermöglicht die gleichzeitige physisorptive Entfernung von CO2 aus dem aus entschwefeltem Produktgas und abgezweigtem wasserdampffreien Rücklaufgas bestehenden Gasgemisch die flüssige Sequestration von CO2. Die für das Verdichten des abgezweigten Rücklaufgases erforderliche Energie wird durch das Entspannen des Gasgemisches gewonnen. Dabei besteht die Möglichkeit, den Überschuss an Energie zum Erzeugen elektrischer Energie zu nutzen.
  • Vorteilhafterweise werden 10 bis 60 Vol.% des Rücklaufgases aus der Direktreduktion des Eisenerzes aus dem Kreislauf abgezweigt.
  • Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das nach dem physisorptiven Entfernen des CO2 gewonnene, Temperaturen von 0 bis 30°C bei Drücken von 25 bis 75 bar[a] besitzende, auf in dem Kreislauf des Rücklaufgases herrschenden Drücke von 2 bis 8 bar[a] in einer Turbine entspannte, auf Temperaturen von 150 bis 250°C erwärmte, aus reinem Produktgas und CO2- und wasserdampffreien Rücklaufgas bestehende Gasgemisch in den Kreislauf des Rücklaufgases der Direktreduktion von Eisenerz eingespeist wird.
  • In vorteilhafter Weise erfolgt die Erwärmung des entspannten, Temperaturen von 0 bis 30°C aufweisenden Gasgemisches dadurch, dass die in dem abgezweigten Rücklaufgas enthaltene thermische Energie auf das Gasgemisch unmittelbar nach dessen Entspannen übertragen wird.
  • Das durch Entspannen des beladenen Oxygenats auf nahezu atmosphärischen Druck desorbierte CO2 kann in den überkritischen Zustand überführt und zum Lösungsmittelfluten teilweise entölter Erdöllagerstätten oder zur Einlagerung in Porenspeichern, Kavernenspeichern, ausgeförderten Erdgaslagerstätten oder salinen Aquiferen eingesetzt werden. Zu diesem Zweck wird das desorbierte CO2 auf Drücke von 10 bis 30 bar[a] verdichtet und auf Temperaturen von –5 bis –40°C abgekühlt.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht in der Anordnung einer Wellenturbine mit einem Verdichterteil, in dem vom überwiegenden Teil des Wasserdampfs befreites, CO2 enthaltendes Rücklaufgas auf die Drücke des reinen Produktgases verdichtet wird und mit einem Entspannungsteil, in dem das gewonnene Gasgemisch entspannt wird und mit einem mit der Wellenturbine verbundenen Generator. Bei einem eventuellen Defizit in der Energiebilanz zwischen dem abgezweigten Rücklaufgas und dem in den Kreislauf des Rücklaufgases eingespeisten Gasgemisch ist zum Ausgleich der Generator auch als Elektromotor schaltbar.
  • Die Erfindung ist nachstehend durch ein in der Zeichnung schematisch dargestelltes Fließbild und ein Ausführungsbeispiel näher erläutert:
    In einem nicht dargestellten Druckvergaser werden aus bituminöser Kohle (wasser- und aschefrei gerechnet) 200 000 kg/h rohes Produktgas der Zusammensetzung 27,8 Vol.% CO2, 23 Vol.% CO, 28,6 Vol.% H2, 9,1 Vol.% CH4, 0,4 Vol.% CnHm und 0, 4 Vol.% N2 erzeugt und nach dem Entfernen von HCN und NH3 in einer nicht dargestellten Vorstufe sowie dem Abkühlen auf eine Temperatur im Bereich von 25 bis 45°C, vorzugsweise von 36°C, bei einem Druck im Bereich von 15 bis 40 bar[a], vorzugsweise von 27 bar[a], über Leitung (1) der ersten Stufe (2) einer Gaswäsche aufgegeben. In der Gaswäsche werden H2S und COS sowie ggf. vorhandene andere schwefelhaltige Verbindungen mit kaltem CH3OH absorptiv aus dem rohen Produktgas entfernt und mit einer Temperatur von 30 ± 5°C bei einem Druck von 1,5 ± 0,5 bar[a] über Leitung (3) aus dem Prozess ausgeleitet. Aus der ersten Stufe (2) der Gaswäsche strömt das eine Temperatur im Bereich von 0 bis 30°C, vorzugsweise von 18°C, aufweisende entschwefelte Produktgas mit etwa gleichem Druck über die Leitung (4) in die zweite Stufe (5) der Gaswäsche, in der CO2 mit kaltem CH3OH absorptiv abgeschieden und mit einer Temperatur von 30 ± 5°C bei einem Druck von 1,5 ± 0,5 bar[a] über Leitung (6) aus dem Prozess ausgeleitet wird.
  • Es besteht die Möglichkeit, das mit ausgeleitetem CO2 beladene CH3OH zu entspannen und das desorbierte CO2 durch Überführen in den kritischen Zustand zu verflüssigen und einer anderweitigen Verwertung zuzuführen. Für andere Nutzungsfälle reicht es aus, wenn das desorbierte CO2 auf Drücke von bis zu 40 bar[a] verdichtet wird.
  • Das die zweite Stufe (5) der Gaswäsche verlassende eine Temperatur im Bereich von 0 bis 30°C, vorzugsweise von 23°C, bei einem Druck im Bereich von 25 bis 75 bar[a], vorzugsweise von 32 bar[a] aufweisende aus reinem Produktgas und CO2- und wasserdampffreien Rücklaufgas gebildete Gasgemisch wird über Leitung (7) in die Entspannungsstufe (8) einer Wellenturbine (9) eingespeist, in der das Gasgemisch auf einen Druck im Bereich von 2 bis 8 bar[a], vorzugsweise von 4 bar[a] bei einer Temperatur – abhängig von der Zusammensetzung des Gasgemisches – im Bereich von 0 bis 30°C entspannt wird. Der Verdichtungsstufe (10) der Wellenturbine (9) wird über Leitung (11, 11') einen Druck im Bereich von 2 bis 8 bar[a], vorzugsweise von 4 bar[a], und eine Temperatur im Bereich von 50 bis 250°C, vorzugsweise von 135°C, besitzendes aus dem Kreislauf des Rücklaufgases der Direktreduktion von Eisenerz abgezweigtes mit CO2 und Wasserdampf beladenes Rücklaufgas, das über einen von dem Gasgemisch durchflossenen Wärmeübertrager (12) geleitet wird, zugeführt. In dem Wärmeübertrager (12) wird der überwiegende Teil des in dem über Leitung (11) zugeführten Rücklaufgas enthaltenen Wasserdampfs kondensiert und das Kondensat über Leitung (13) aus dem Prozess ausgeleitet. Das die Verdichtungsstufe (10) über Leitung (14) verlassende nach der Verdichtung einen Druck im Bereich von 25 bis 75 bar[a], vorzugsweise von 34 bar[a], bei einer Temperatur im Bereich von 15 bis 45°C, vorzugsweise von 24°C, besitzende Rücklaufgas wird nach einer Kühlung in die zweite Stufe (5) der Gaswäsche geleitet. In der zweiten Stufe (5) befindet sich eine Wasserkolonne in der der restliche Wasserdampf durch Kühlung und Trocknung mit CH3OH aus dem Rücklaufgas entfernt wird. Vor dem Eintritt in die zweite Stufe (5) der Gaswäsche kann das Rücklaufgas wahlweise über einen in der Leitung (14) angeordneten Wärmeübertrager (15) geführt werden, um vorab die Temperatur des Rücklaufgases zu erniedrigen. Das aus der Entspannungsstufe (8) der Wellenturbine (9) über Leitung (16, 16') abströmende eine Temperatur im Bereich von 0 bis 30°C, vorzugsweise von 10°C aufweisende Gasgemisch wird über den Wärmeübertrager (12) geleitet. Durch die dabei erfolgende Wärmeübertragung von dem abgezweigten Rücklaufgas wird das der Direktreduktion von Eisenerz zugeführte Gasgemisch auf eine Temperatur im Bereich von 150 bis 250°C, vorzugsweise von 280°C, bei einem Druck im Bereich von 2 bis 8 bar[a], vorzugsweise von 6 bar[a] erhöht. Mit der Welle der Wellenturbine (9) ist ein, ggf. als Elektromotor schaltbarer Generator (17) verbunden.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Herstellen von Reduktionsgas und/oder Brenngas für die Direktreduktion von Eisenerz mit folgenden Merkmalen: (a) feste Brennstoffe werden bei Temperaturen von 800 bis 1500°C bei Drücken von 2 bis 100 bar[a] zu Produktgas mit den Hauptbestandteilen H2, CO, CH4, CO2, N2, den Nebenbestandteilen H2S, COS, HCN, NH3, CnHm und Spuren von Nickel- und Eisencarbonylen, Harzbildnern, CS2, Merkaptanen, Naphthalenen, Thiophenen und organischen Sulfiden vergast, (b) das rohe Produktgas wird einer CO-Konvertierung unterworfen, (c) das erzeugte Produktgas wird auf eine Temperatur von 15 bis 45°C abgekühlt, (d) aus dem Produktgas werden in einer Vorstufe HCN und NH3 entfernt, (e) aus dem Produktgas werden in einer ersten Gaswäsche H2S, COS und ggf. andere schwefelhaltige Verbindungen und in einer zweiten Gaswäsche CO2 jeweils mit Temperaturen von +10 bis –80°C aufweisendem Oxygenat physisorptiv beseitigt, (f) das reine Produktgas wird als Reduktionsgas und/oder Brenngas der Direkreduktion von Eisenerz zugeführt, dadurch gekennzeichnet, dass (g) von dem im Kreislauf geführten, mit Wasserdampf und CO2 beladenen, Temperaturen von 50 bis 250°C bei Drücken von 2 bis 8 bar[a] aufweisenden Rücklaufgas der Direktreduktion von Eisenerz 10 bis 80 Vol.% abgezweigt werden, (h) das abgezweigte Rücklaufgas auf Temperaturen von 15 bis 45°C durch Kondensation abgekühlt wird, (i) das abgekühlte Rücklaufgas auf Drücke von 25 bis 75 bar[a] verdichtet und (j) das von Wasserdampf befreite Rücklaufgas dem Produktgas vor der zweiten Gaswäsche zugemischt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 10 bis 60 Vol.% des Rücklaufgases aus dem Kreislauf des Rücklaufgases abgezweigt werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das nach dem Entfernen von CO2 gewonnene, Temperaturen von 0 bis 30°C bei Drücken von 25 bis 75 bar[a] besitzende, auf in dem Kreislauf des Rücklaufgases herrschende Drücke von 2 bis 8 bar[a] in einer Turbine entspannte und auf Temperaturen von 150 bis 250°C erwärmte, aus reinem Produktgas und CO2- und wasserdampffreien Rücklaufgas bestehende Gasgemisch in den Kreislauf des Rücklaufgases eingespeist wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem abgezweigten Rücklaufgas enthaltene thermische Energie auf das Gasgemisch unmittelbar nach dessen Entspannen übertragen wird.
  5. Vorrichtung zur Durchführung das Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Wellenturbine mit einem Verdichterteil (10) zum Verdichten des abgezweigten wasserdampfarmen Rücklaufgases und einem Entspannungsteil (8) zum Entspannen des aus reinem Produktgas und CO2- und wasserdampffreien Rücklaufgas bestehenden Gasgemisches.
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RU2009148023/05A RU2475515C2 (ru) 2007-05-24 2008-05-23 Способ и оборудование для обработки газа, получаемого газификацией твердого топлива под давлением
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UAA200913402A UA100856C2 (uk) 2007-05-24 2008-05-23 Спосіб та обладнання для звільнення газу зрошування, що циркулює протягом способу прямого відновлення залізної руди, від водяної пари та вуглекислого газу, що містить газ зрошування
AU2008253245A AU2008253245B2 (en) 2007-05-24 2008-05-23 Method and device for the treatment of product gas produced by pressure gasification of solid fuels
KR1020097026924A KR101458244B1 (ko) 2007-05-24 2008-05-23 고체 연료의 압력 기화에 의해 생성된 생성물 가스를 처리하기 위한 방법 및 장치
CN200880017231A CN101679888A (zh) 2007-05-24 2008-05-23 处理通过加压气化固体燃料产生的产品气的方法和装置
US12/601,460 US8500866B2 (en) 2007-05-24 2008-05-23 Method and device for the treatment of product gas produced by pressure gasification of solid fuels
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009038323A1 (de) * 2009-08-21 2011-02-24 Krones Ag Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Biomasse
US8535418B2 (en) * 2010-11-22 2013-09-17 General Electric Company Gaseous byproduct removal from synthesis gas
DE102011100202A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Lurgi Gmbh Verfahren zur Vergasung von festem, kohlenstoffhaltigem Einsatzstoff
US9869167B2 (en) * 2012-11-12 2018-01-16 Terracoh Inc. Carbon dioxide-based geothermal energy generation systems and methods related thereto
US11685673B2 (en) 2021-06-06 2023-06-27 Christopher R. Moylan Systems and methods for removal of carbon dioxide from seawater
US11407667B1 (en) 2021-06-06 2022-08-09 Christopher R. Moylan Systems and methods for removal of carbon dioxide from seawater

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0018235B1 (de) * 1979-04-24 1983-01-26 Foster Wheeler Limited Herstellung von reduzierendem Gas zum Einspritzen in Öfen

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3853538A (en) * 1973-07-20 1974-12-10 Steel Corp Use of reducing gas by coal gasification for direct iron ore reduction
DE2733785A1 (de) * 1977-07-27 1979-02-08 Didier Eng Verfahren zur weiterverarbeitung von koksofengas
SU1145934A3 (ru) * 1981-02-04 1985-03-15 Мидрекс Корпорейшн (Фирма) Способ получени восстановительного газа дл восстановлени окислов железа в шахтной печи
DE3342600A1 (de) * 1983-11-25 1985-06-05 Fried. Krupp Gmbh, 4300 Essen Verfahren zum entschwefeln von reduktionsgas
AT387038B (de) * 1986-11-25 1988-11-25 Voest Alpine Ag Verfahren und anlage zur gewinnung von elektrischer energie neben der herstellung von fluessigem roheisen
US4756750A (en) * 1987-04-27 1988-07-12 Air Products And Chemicals, Inc. Process for the direct reduction of iron ore
DE4026732A1 (de) * 1990-08-24 1992-02-27 Huels Chemische Werke Ag Verfahren zur reinigung eines oxidationsabgases mit energierueckgewinnung
TW303389B (de) * 1994-10-17 1997-04-21 V0Est Alpine Industrieanlagenbau Gmbh
AT403929B (de) * 1996-07-10 1998-06-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zum erzeugen eines für eine reduktion von metallerz dienenden reduktionsgases und anlage zur durchführung des verfahrens
US6214084B1 (en) * 1997-09-03 2001-04-10 The Boc Group, Inc. Iron manufacturing process
US6027545A (en) * 1998-02-20 2000-02-22 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for producing direct reduced iron with improved reducing gas utilization
KR20020051014A (ko) * 2000-12-22 2002-06-28 신현준 이산화탄소의 분리처리에 의한 코크스가스 정제 장치 및방법
MXPA05012242A (es) * 2003-05-15 2006-02-08 Hylsa Sa Metodo y aparato para el uso mejorado de fuentes primarias de energia en plantas integrales de acero.
KR20050029924A (ko) * 2003-09-24 2005-03-29 주식회사 포스코 이산화탄소 포집장치를 구비한 코크스오븐가스 정제장치
WO2006013455A1 (en) 2004-08-03 2006-02-09 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for producing clean reducing gases from coke oven gas
RU2277127C1 (ru) * 2005-01-17 2006-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет - УПИ" Способ вдувания горячих восстановительных газов в доменную печь

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0018235B1 (de) * 1979-04-24 1983-01-26 Foster Wheeler Limited Herstellung von reduzierendem Gas zum Einspritzen in Öfen

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
… The Rectisol (R) Process for Gas Purification, Firmenschrift Nr. … 1676e/07.02/10 Lurgi Öl Gas Chemie GmbH, Frankfurt 2002 *
Lurgi Handbuch, Lurgi Gesellschaften, Frankfurt am Main 1970, 2. … Kap. 2.1 *
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vo l. A 12, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 198 9, S. 218-226; Lurgi Handbuch, Lurgi Gesellschafte n, Frankfurt am Main 1970, 2. Kap. 2.1; The Rectis ol (R) Process for Gas Purification, Firmenschrift Nr. 1676e/07.02/10 Lurgi Öl Gas Chemie GmbH, Fran kfurt 2002
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A 12, VCH … Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1989, S. 218-226 *

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