DE3037865C2 - Verfahren zur Reduktion eines feinteiligen Eisenerzes zu Schwammeisen - Google Patents

Verfahren zur Reduktion eines feinteiligen Eisenerzes zu Schwammeisen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion eines feinteiligen Eisenerzes zu Schwammeisen in einem Bewegtbett-Reaktor mit stehendem Schacht, der im unteren Teil eine Kühlzone zur Abkühlung des Schwammeisens und über derselben eine Reduktionszone für die Reduzierung des Eisenerzes zu Schwammeisen aufweist, wobei ein Reduziergas durch Vergasung von festen und flüssigen fossilen Brennstoffen mit Sauerstoff und Wasserdampf erzeugt wird, und ein Teil des darin enthaltenen Kohlendioxids abgeschieden und das verbleibende Gas für die Reduktion von Eisenerz in der Reduktionszone des Reaktors verwendet wird.
In der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe »Reformieren«, »Reformierzone« usw. ausdrücklich auf chemische Reaktionen durch die das H2/CO-Verhältnis des im Bewegtbett-Reaktor mit stehendem Schacht zugeführten Reduziergases gesteigert wird.
In der Regel erfolgt die Herstellung von Schwammeisen in einem typischen Bewegtbett-Reaktor mit stehendem Schacht in zwei Hauptstufen, und zwar wird das Erz zunächst in einer Reduktionszone des Reaktors einer Reduktion mit einem geeigneten heißen Reduziergas unterworfen und anschließend wird in einer Kühlzone des Reaktors die Abkühlung des entstandenen Schwammeisens mit einem gasförmigen Kühlmittel durchgeführt Bei dem Reduziergas handelt es sK h üblicherweise um ein vorwiegend aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff bestehendes Gas, das bei Temperaturen im Bereich von 850 bis UOO0C, vorzugsweise 900 bis 1000° C, in den Reaktor eingeblasen wird. Das heiße Reduziergas kann entweder am unteren Ende der Red'iktionszone in den Reaktor ein- und innerhalb des Reaktors autwärtsgeführt werden, wobei es im Gegenstrom zum absinkenden Erz strömt, oder es kann am oberen Ende der Reduktionszone eingegeben werde, um dann im Gleichstrom mit dem absinkenden Erz zu strömen. Es ist bekannt, das Schwammeisen dadurch abzukühlen, daß ein Kühlgas bei verhältnismäßig niedriger Temperatur in die Kühlzone des Reaktors ein und innerhalb des Reaktors aufwärtsgeführt wird, wobei die Temperatur des Kühlgases zu- und die des Schwammeisens abnimmt.
Bei den bisher vorgeschlagenen Verfahren wird das für die direkte Reduktion von Eisenerzen verwendete Reduziergas auf verschiedene Weise erzeugt, z. B. durch katalytisches Reformieren von Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf. Systeme, bei denen Erdgas und Wasserdampf verwendet werden, um ein Reduziergas zu erzeugen, erfordern den Einsatz katalytischer Reformiereinheiten. In vorbekannten Verfahren, bei denen zur Erzeugung des Reduziergases feste oder flüssige Brennstoffe anstelle von Erdgas verwendet werden, muß das Gas zunächst angereichert werden, damit es wirkungsvoll zur Reduktion eingesetzt werden kann, was einen zusätzlichen apparativen Aufwand notwendig macht
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Reduktionsverfahren für Eisenerz zu schaffen, bei dem das genannte Erz mit einem durch Vergasung von festen oder flüssigen fossilen Brennstoffen gewonnenen Reduziergas zu Schwammeisen reduziert wird, wobei das Reduziergas nach seiner Herstellung in einer Vergasungsvorrichtung und vor seiner Verwendung zur Reduktion des Eisenerzes innerhalb des Reaktors reformiert und behandelt wird, und das so hergestellte Reduziergas ein erhöhtes Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid aufweist, das die Reduktionsreaktionsgeschwindigkeit des Eisenerzes wesentlich erhöht und folglich die Durchlaufzeit des Erzes durch den Reaktor verringert.
Weitere Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Die vorstehende Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das eingangs genannte Verfahren gelöst, das im weiteren dadurch gekennzeichnet ist, daß das Reduziergas mit Wasserdampf vermischt, das entstandene Gemisch auf eine Temperatur im Bereich von 300 bis 6000C erwärmt, das erwärmte Gemisch durch eine im oberen Teil des Reaktors über der Reduktionszone vorgesehene Reformierzone geleitet und dabei in Kontakt mit dem dort befindlichen eisenführenden Material zur Reformierung zwecks Erhöhung des Verhältnisses von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid gebracht wird, und daß anschließend eine Abscheidung von Kohlendioxid aus dem aus der Reformierzone herausgeführten reformierten Reduktionsgas erfolgt.
Zur Erzielung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Vorteile wird innerhalb des Reaktors eine Reformierzone geschaffen, um ein in einer geeigneten Vergasungsvorrichtung erzeugtes Reduziergas zu reformieren. Da die Diffusionsgeschwindigkeit des Gases durch die Erzteilchen grundsätzlich temperaturunabhängig ist und vor allem von der Wasserstoffkonzentration im Reduziergas abhängt, ist es wünschenswert, daß das Reduziergas einen verhältnismäßig hohen Wasserstoffgehalt aufweist. Erfindungsgemäß wird ein beispielsweise durch die Vergasung von Kohle mit Sauerstoff und Wasserdampf erzeugtes Reduziergas mit Wasserdampf vermischt und erwärmt. Das erwärmte Gasgemisch wird in den Reaktor eingeblasen und in einer im oberen Teil desselben befindlichen Refonnierzone zur Bildung eines wünschenswerten größeren H2/CO-Verhältnisses reformiert. In der Reformierzone wird das sich üblicherweise im Bereich von 0,5 :1 bis 1 :1 bewegende H2/CO-Verhältnis auf einen für die Reduktion von Eisenerzen geeigneten Wert von ungefähr 2,5 :1 bis 5 : i erhöht, und zwar mit Hilfe der Wassergasverschiebungsreaktion:
CO + H2O-H2+ CO2
Dabei bildet das eisenführende Material im Reaktor einen besonders wirkungsvollen Katalysator für diese Reaktion. Nach S. C. Singer, Jrn und L. W. Ternhaar, »Reducing Gases by Partial Oxidation of Hydrocarbons«, in Chemical Engineering Progress, Bd. 57, Heft 7 (Juli 1961), S. 68—74, weist ein typisches von einer Vergasungsanlage für flüssige Fossilbrennstoffe geliefertes Gas folgende Zusammensetzung auf:
VoI.-% (Trockenbasis)
H2 46,!
CO 46,9
CO2 43
N2 1,4
CH4 0,4
H2O 0,9
100,0
Nach dem im NASA Marshall Space Flight Center in Alabama am 24. April 1975 vorgetragenen und über N.T. LS. N76-24113 verbreiteten Interim Report Project 8963: »Institute of Gas Technology Hydrogen Production from Coal« ist die Zuyammensetzung eines typischen von einer Vergasungsanlage für feste Brennstoffe gelieferten Gases wie folgt:
Vol.-% (Trockenbasis)
H2 30,4
CO 583
CO2 10,0
N2 1,0
CH4 0,0
H2O 03
TÖÖÖ
Ein höheres H2/CO-Verhältnis ist erwünscht, da die Reduktionsreaktionsgeschwindigkeit bei Verwendung von Wasserstoff höher ist als bei Kohlenmonoxid, wodurch die Verweilzeit des Erzes im Reaktor herabgesetzt wird. Überdies trägt der höhere Wasserstoffanteil zu einer Verringerung der Anlagerung von elementarem Kohlenstoff auf dem 2rz bei, mit der bei hohen CO-Anteilen zu rechnen ist. Die Veränderung des CO-Gehaltes gestattet zudem eine bessere Steuerung der Aufkohlung.
Das vom oberen Teil des Reaktors gelieferte reformierte Gas wird aus der Reformierzone des Reaktors herausgeführt und in eine externe Schleife überführt, in der es abgekühlt, verdichtet und zur Abscheidung von Kohlendioxid durch einen Adsorptionsturm hindurchgeleitet wird. Das reformierte und behandelte Gas wird dann einer Heizvorrichtung zugeführt, in der es auf eine höhere Temperatur von ungefähr 750 bis 1000° C erwärmt wird, worauf es als Reduziergas in die Reduktionszone des Reaktors eingeblasen wird. Das Reduziergas durchströmt die Reduktionszone in Berührung mit dem Metallerz und bewirkt dadurch eine Reduktion des Erzes, worauf es aus der Reduktionszone herausgeführt und zur Abscheidung von Wasser abgekühlt wird. Das gekühlte Reduziergas wird dann mit den in die Reduktionszone des Reaktors zurückgeführten reformierten und behandeilen Gasstrom vereinigt
Es ist zwar bekannt, ein in einer Krr;snvergasungsanlage erzeugtes Reduziergas für die direkte Reduktion von Metallerzen zu verwenden, jedoch ist das Reformieren des Gases innerhalb des Reaktors zwecks Erhöhung des H2/CO-Verhältnisses bisher nicht beschrieben worden.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, das es ermöglicht, ein in einem Brennstoffvergasungssystem erzeugtes Gas wirksamer und wirtschaftlicher für die Reduktion von Eisenerzen einzusetzen. Zivdem wird das Reduziergas erfindungsgemäß innerhalb des Reaktors reformiert, wodurch sich der Einsatz einer separaten Reformiereinheit bzw. eines separaten Reformierreaktors erübrigt, so daß sich Energie- und Investitionskosteneinsparungen ergeben.
Die einzelnen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich am besten unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutern, die ein Schwammeisenproduktionssystem zeigt, das verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung verkörpert und einen Bewegtbett-Reaktor mit stehendem Schacht aufweist, der im oberen Teil eije Reformierzone enthält. Soweit diese Beschreibung in Betracht kommt, wird das Reduziergas in einer Kohlenvergasungseinheit erzeugt.
In der Zeichnung wird mit der Bezugsziffer 10 allgemein ein Bewegtbett-Reaktor mk stehendem Schacht bezeichnet, der im oberen Teil eine Reformierzone 12, im unteren Teil eine Kühlzone 16 und zwischen der Reformierzone und der Kühlzone eine Reduktionszone 14 aufweist. Der Bewegtbett-Reaktor 10 ist auf geeignete Weise wärmeisoliert und mit einer inneren feuerfesten Auskleidung versehen, die als solche bekannt ist.
Das zu behandelnde feinteilige Erz wird über ein Aufgaberoh"· 18 in den Bewegtbett-Reaktor 10 eingebracht. Das in diesen eingebrachte Erz kann in Form von Brokken oder vorgeformt»n Pellets oder auch von Gemischen derselben vorliegen. In der Nähe des unteren Endes der Reformierzcne 12 ist im Reaktor eine ringförmige Kammer 38 vorgesehen, die sich rings um den inneren Umfang des ReaUors herum erstreckt und der Einführung eines erwärmten gasförmigen Gemisches aus Reduziergas und Wasserdampf in den Reaktor dient. Die ringförmige Kammer 38 wird durch die senkrechte Leitfläche 40 und die Wandung des Reaktors begrenzt. Das Erz fließt abwärts durch die Reformierzone hindurch, in der es durch das aufwürtsströmende reformierte Gas erhitzt und teilweise reduziert wird.
Das aus der Reformierzone aus- und in die Reduktionszone 14 eintretende Eisenerz besteht im wesentli-
chen aus Eisen(III)oxid. In der Nähe des unteren Endes der Reduktionszone 14 befindet sich ein zweiter ringförmiger, der Kammer 38 ähnlicher Vorraum 46, über den reformiertes und behandeltes Reduziergas in den Reaktor eingespeist werden kann. Dieser ringförmige Vorraum 46 wird durch eine kegelstumpfförmige Leitfläche 48 und die Wandung des Reaktors begrenzt.
Das abwärts durch die Reduktionszone 14 hindurchfließende Eisenerz wird durch das die Reduktionszone durchströmende Reduziergas reduziert. Dieses tritt aus dem Reaktor über den ringförmigen Vorraum 42 aus. Der Vorr:ium42 und die kegelstumpfförmige Leitfläche 44 sind dem v'orraum 46 und der Leitfläche 48 ähnlich.
Infolge der in der Reduktionszone erfolgten Reduktion ist das aus dieser Zone aus- und in die Kühlzone 16 eintretende Erz weitgehend metallisiert und weist einen geringen Kohlenstoffgehalt auf. In der Nähe des unteren Endes dc I^ i]h\vnnp lfi ist ein weilerer ringförmiger Vorraum 54 vorgesehen, über den gegebenenfalls ein im wesentlichen inertes Kühlgas in den Reaktor eingespeist werden kann. Eine den Leitflächen 44 und 48 ähnliche kegelstumpfförmige Leitfläche 56 ist ebenfalls vorgesehen. Während seiner Abwärtsbewegung durch die Kühlzone 16 wird das Schwammeisen durch das diese durchströmende Kühlgas abgekühlt und tritt aus dem Reaktor über den Auslaß 58 aus.
Im folgenden seien nun die im vorliegenden System herrschenden Gasströmungsverhältnisse erläutert: Das in einer Kohlenvergasungseinheit 20 erzeugte Reduziergas strömt durch die Leitung 22 in einer Menge je Zeiteinheit, die durch das Durchflußstrom-Stellglied 21 bestimmt wird, um dann in die Leitung 24 zu gelangen. Wasserdampf, der von einem Durchflußstrom-Stellglied 26 beeinflußt durch die Leitung 28 strömt, tritt in die Leitung 30 ein und wird mit dem Gas aus der Kohlenvergasungseinheit 20 vermischt Über die Leitung 30 gelangt das gasförmige Gemisch in eine Heizschlange 34 einer Heizvorrichtung 32, in der es auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 300 bis 600°C erwärmt wird. Das erwärmte Gemisch tritt aus der Heizvorrichtung 32 über die Leitung 36 aus und in die Kammer 38 ein. Das durch die Kammer 38 strömende Gas tritt in den Reaktor in der Nähe des unteren Endes der Reformierzone 12 ein. Beim Eintritt in die Reformierzone des Reaktors wird das erwärmte Gemisch reformiert, um ein höheres und wünschenwerteres Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid zu erhalten. Das reformierte Gas strömt aufwärts durch die Reformierzone hindurch und wird in der Nähe des oberen Endes des Reaktors über einen Abzustutzen 60 und eine Leitung 62 aus demselben herausgeführt.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird ein Teil des in der Kohlenvergasungseinheit 20 erzeugten Reduziergases zur Unterstützung der Abkühlung des Schwammeisens bei niedriger Temperatur in die Kühlzone des Reaktors eingespeist Ist im Schwammeisen jedoch ein geringer Kohlenstoffgehalt erwünscht, so kann ein im wesentlichen inertes Gas aus einer geeigneten Quelle als Kühlgas verwendet werden. Wenn das der Kühlzone des Reaktors zugeführte Kühlgas vollständig oder teilweise aus dem Kohlenvergasungssystem stammt, so kann ein Teil des aus der Kühlzone des Reaktors austretenden Kühlgases auch dem Reduktionskreislauf zugeführt werden.
Das den Reaktor über die Leitung 62 verlassende reformierte Gas tritt in einen Abschreckkühler 64 ein, dem über die Leitung 66 Wasser zugeführt wird, um das Gas abzukühlen und Wasser von demselben abzuscheiden. Das Gas strömt aus dem Abschreckkühler 64 durch die Leitung 68 und in die Leitung 74, die mit der Saugseite der Pumpe 76 verbunden ist. Ein Teil des durch die Leitung 68 strömenden Gases kann über die Leitung 72 einem geeigneten, nicht dargestellten Verbraucher zugeführt werden. In der Leitung 72 ist ein Gegendruckregler 70 mit einstellbarem Sollwert vorgesehen, der sich so einstellen läßt, daß im System zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Bewegtbett-Reaktors 10 ein
ίο gewünschter konstanter Überdruck aufrechterhalten wird.
Das der Pumpe 76 zuströmende Gemisch wird in die Leitung 78 gefördert und tritt alsdann in einen Kohlendioxidabsorber 80 ein. Das Kohlendioxid, das in dem in den Kohlendioxidabsorber 80 eintretenden Strom enthalten ist, wird dort in an sich bekannter Weise unter Verwendung eines geeigneten, dem Kohlendioxidabsorber 80 über die Leitung 82 zugeführten Absorptionsmittels abgeschieden. Das aus dem Kohlendioxidabsorber 80 über die Leitung 84 austretende Gas enthält nur geringe Mengen Kohlendioxid. Das durch die Leitung 84 strömende Gas tritt in die Leitung 86 ein und strömt in der Leitung 88 der Heizschlange 92 der Heizvorrichtung 90 zu. In dieser wird das Gas auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 850 bis 10000C, vorzugsweise 850 bis 900°C, erhitzt. Das erhitzte Gas strömt aus der Heizvorrichtung 90 durch die Leitung 94 in den Vorraum 46, über den es in der Nähe des unteren Endes der Reduktionszone 14 in den Reaktor eintritt.
Das Reduziergas strömt aufwärts durch die Reduktionszone hindurch und in den Vorraum 42, über den es den Reaktor verläßt. Das Reduziergas tritt aus dem Reaktor über die Leitung 96 aus und in den Abschreckkühler 100 ein, dem zur Abkühlung des reformierten Gases und zur Abscheidung von Wasser über die Leitung 98 Wasser zugeführt wird. Das Gas verläßt den Abschreckkühler 100 über die Leitung 102, wobei ein Teil des Gases über die Leitung 108 in die Saugseite der Pumpe 110 geht und ein weiterer Teil über die Leitung 106 einem geeigneten Verbraucher zuströmt. In der Leitung 106 ist ein Gegendruckregler 1C4 mit einstellbarem Sollwert vorgesehen, der sich so einstellen läßt, daß im System zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Bewegtbett-Reaktors 10 ein gewünschter konstanter Überdruck aufrechterhalten wird.
Von der Pumpe 110 wird das Gas in die Leitung 112 gefördert und mit dem aus dem Kohlendioxidabsorber 80 über die Leitung 84 austretenden reformierten Gas vermischt. Der vereinigte Gasstrom wird dann durch die Leitungen 86 und 88, die Heilvorrichtung 90 w.}. die Leitung 94 geführt, aus der es in das untere Ende der Reduktionszone 14 zurückgelangt.
Das inerte Kühlgas, vorzugsweise Stickstoff, kann aus einer geeigneten, nicht dargestellten Quelle über die Leitung 120 in einer von dem Durchflußstrom-Stellglied 122 bestimmten Menge je Zeiteinheit zugeführt werden. Das durch die Leitung 120 strömende Gas gelangt dann über die Leitung 124 in den Vorraum 54 und in der Nähe des unteren Endes der Kühlzone 16 in den Reaktor. Der ringförmige Vorraum 54 wird durch eine kegelstumpfförmige Leitfläche 56 und die Wandung des Reaktors begrenzt Das inerte Frischgas strömt aufwärts durch die Kühlzone 16 des Reaktors hindurch und wird über den ringförmigen Vorraum 50 aus ihm herausgeführt Das austretende Kühlgas gelangt über die Leitung 126 in den Abschreckkühler 130, dem zur Abkühlung des Gases und zur Abscheidung von Wasser über die Leitung 128 Wasser zugeführt wird Das Gas verläßt den
Abschreckkühler 110 über die Leitung 132 und strömt in die Leitung 138, die mit der Saugseite der Pumpe 140 verbunden ist. Eir Teil des durch die Leitung 132 strömenden Gases kann über die Leitung 134 einem geeigneten, nicht dargestellten Verbraucher zugeführt werden. In der Leitung 134 ist ebenfalls ein Gegendruckregler "36 mit einstellbarem Sollwert vorgesehen, der sich so einstellen läßt, das im System zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Bewegtbett-Reaktors 10 ein gewünschter konstanter Überdruck aufrechterhalten wird.
Das Gas wird dann durch die Pumpe 140 in die Leitung 142 gefördert, in der es sich mit über die Leitung 120 zugeführtem Frischgas vermischen kann, um dann in die Leitung 123 zu gelangen. Dieser Gasstrom wird alsdann über die Leitung 124 und den Vorraum 54 in die Kühlzone 16 des Reaktors zurückgeführt. Wahlweise kann nin Teil des durch die Leitung 142 strömenden Gases über die Leitung 150 in einer von dem Durchflußstrom-Stellglied 152 bestimmten Menge je Zeiteinheit dem Reduzierkreislauf zugeführt und mit dem durch die Leitung 86 strömenden reformierten und behandelten Gas vermischt werden.
Es versteht sich, daß die vorstehende Beschreibung nur der Erläuterung dienen soll und daß im Rahmen der Erfindung an den beschriebenen Ausführungsbeispielen zahlreiche Änderungen vorgenommen werden können. So kann beispielsweise ein Teil des Gases aus der Kohlenvergasungseinheit 20 in einer durch das Durchflußstron Stellglied 146 bestimmten Menge je Zeiteinheit durch die Leitung 144 geleitet werden. Das Gas strömt alsdann über die Leitung 124 in den Vorraum 54 und in das untere Ende der Kühlzone 16.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
60

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Reduktion eines feinteiligen Eisenerzes zu Sehwammeisen in einem Bewegtbett-
■ Reaktor mit stehendem Schacht, der im unteren Teil eine Kühlzone zur Abkühlung des Schwammeisens und über derselben eine Reduktionszone für die Reduzierung des Eisenerzes zu Schwammeisen aufweist, wobei ein Reduziergas durch Vergasung von festen und flüssigen fossilen Brennstoffen mit Sauerstoff und Wasserdampf erzeugt wird, und ein Teil des darin enthaltenen Kohlendioxids abgeschieden und das verbleibende Gas für die Reduktion von Eisenerz in der Reduktionszone des Reaktors verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduziergas mit Wasserdampf vermischt, das entstandene Gemisch auf eine Temperatur im Bereich vop 300 bis 600° C erwärmt, das erwärmte Gemisch dunrh eine im oberen Teil des Reaktors über der Reduktionszone vorgesehenen Reformierzone geleitet und dabei in Kontakt mit dem dort befindlichen eisenführenden Material zur Reformierung zwecks Erhöhung des Verhältnisses von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid gebracht wird, und daß anschließend eine Abscheidung von Kohlendioxid aus dem aus der Reformierzone herausgeführten reformierten Reduktionsgas erfolgt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abkühlung des reduzierten Erzes ein Teil des noch nicht reformierten Reduktionsgases aus der Vergasungsvorric.itung bei niedriger Temperatur direkt in dk,- Kühlzon-5 des Reaktors ein- und in derselben aufwärts ge. jhrt wird.
3. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Reformierzone herausgeführte reformierte Gas zur Entfernung von Wasser gekühlt wird, wobei sich ein im wesentlichen aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid bestehender Gasstrom bildet, und dann das Kohlendioxid aus diesem Gasstrom entfernt wird unter Bildung eines rekonditionierten Reduktionsgases, und letzteres vor dem Einleiten in die Reduktionszone des Reaktors erwärmt wird.
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SE (1) SE448552B (de)
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ZA (1) ZA805062B (de)
ZM (1) ZM7780A1 (de)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2911692A1 (de) * 1979-03-24 1980-10-02 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur erzeugung von reduktionsgas aus festen brennstoffen
US4381939A (en) * 1981-01-29 1983-05-03 Midrex Corporation Method for selective reduction of metallic oxides
DE3317701C2 (de) * 1983-05-16 1986-08-07 Hylsa S.A., Monterrey, N.L. Verfahren zum Betreiben eines Bewegtbett-Reduktionsreaktors mit vertikalem Schacht zum Reduzieren von Eisenerz zu Schwammeisen
US4528030A (en) * 1983-05-16 1985-07-09 Hylsa, S.A. Method of reducing iron ore
DE3422186A1 (de) * 1984-06-12 1985-12-12 Korf Engineering GmbH, 4000 Düsseldorf Verfahren zur direktreduktion von eisenerz oder eisenoxidpellets zu eisenschwamm und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
US4536213A (en) * 1984-09-10 1985-08-20 Mildrex International, B.V. Reforming of higher hydrocarbons for metal oxide reduction
AT382166B (de) * 1985-05-13 1987-01-26 Voest Alpine Ag Verfahren zur direktreduktion von teilchenf¯rmigem eisenoxidhaeltigem material
CA1336359C (en) * 1987-11-02 1995-07-25 Corporacion Venezolana De Guayana (Cvg) Method and apparatus for the direct reduction of iron
USD435707S (en) 1999-09-07 2000-12-26 Amptek Company Limited Vacuum cleaner
DE19953298C2 (de) * 1999-11-05 2001-12-06 Vogels Hanns Arnt Verfahren und Vorrichtungen zur Leistungssteigerung und Brennstoffeinsparung bei der Erzeugung von Eisen
US20050151307A1 (en) * 2003-09-30 2005-07-14 Ricardo Viramontes-Brown Method and apparatus for producing molten iron
US7608129B2 (en) * 2006-04-24 2009-10-27 Hyl Technologies S.A. De C.V. Method and apparatus for producing direct reduced iron
CN101755056B (zh) * 2007-05-25 2013-03-27 伊尔技术有限公司 利用合成气直接还原铁矿石的方法和设备
BR112013026553B1 (pt) 2011-04-15 2020-01-28 Biogenic Reagents LLC processos para produzir reagentes biogênicos ricos em carbono
US20150144831A1 (en) 2012-05-07 2015-05-28 Biogenic Reagent Ventures, Llc Biogenic activated carbon and methods of making and using same
KR101376138B1 (ko) 2012-12-27 2014-03-19 주식회사 포스코 용철제조장치 및 용철제조방법
US12350648B2 (en) 2013-10-24 2025-07-08 Carbon Technology Holdings, LLC Methods and apparatus for producing activated carbon from biomass through carbonized ash intermediates
CA2977092C (en) 2014-02-24 2022-12-13 Biogenic Reagents Ventures, Llc Highly mesoporous activated carbon
US11413601B2 (en) 2014-10-24 2022-08-16 Carbon Technology Holdings, LLC Halogenated activated carbon compositions and methods of making and using same
IL319631A (en) 2018-06-14 2025-05-01 Carbon Tech Holdings Llc Biogenic porous silicon dioxide carbon compositions and methods for their preparation and use
CN110438278A (zh) * 2019-09-11 2019-11-12 武汉科思瑞迪科技有限公司 一种气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺
CN110453027A (zh) * 2019-09-11 2019-11-15 武汉科思瑞迪科技有限公司 一种气基和煤基相结合的竖炉直接还原工艺
DE102019217631B4 (de) * 2019-11-15 2024-05-29 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerz
EP4324948A3 (de) 2020-09-25 2024-04-24 Carbon Technology Holdings, LLC Bioreduktion von metallerzen in einer biomassepyrolyse
AU2021385073A1 (en) * 2020-11-20 2023-07-06 Carbon Technology Holdings, LLC Biomass pyrolysis integrated with bio-reduction of metal ores, hydrogen production, and/or activated- carbon production
CN116635329A (zh) * 2020-11-20 2023-08-22 卡本科技控股有限责任公司 与金属矿石的生物还原、氢生产和/或活性炭生产集成的生物质热解
JP2024508270A (ja) 2021-02-18 2024-02-26 カーボン テクノロジー ホールディングス, エルエルシー カーボンネガティブ冶金製品
MX2023012635A (es) 2021-04-27 2024-01-12 Carbon Tech Holdings Llc Composiciones de biocarbón con carbono fijado optimizado y procesos para producir las mismas.
US11987763B2 (en) 2021-07-09 2024-05-21 Carbon Technology Holdings, LLC Processes for producing biocarbon pellets with high fixed-carbon content and optimized reactivity, and biocarbon pellets obtained therefrom
EP4381019A4 (de) 2021-08-02 2025-07-30 Carbon Tech Holdings Llc Verfahren und systeme zur rückgewinnung von kohlenstoff aus biomassepyrolyseflüssigkeiten
DE102021122351A1 (de) * 2021-08-30 2023-03-02 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Herstellung einer Eisenschmelze
EP4430017A4 (de) 2021-11-12 2025-12-17 Carbon Tech Holdings Llc Biokohlenstoffzusammensetzungen mit optimierten zusammensetzungsparametern und verfahren zur herstellung davon

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1112007A (en) * 1912-06-13 1914-09-29 Karl Albert Fredrik Hiorth Process of producing iron and steel directly from the ore
US4019724A (en) * 1973-02-20 1977-04-26 Armco Steel Corporation Apparatus for the direct reduction of iron ores
US3905806A (en) * 1973-02-20 1975-09-16 Armco Steel Corp Method for the direct reduction of iron ores
US3827879A (en) * 1973-02-22 1974-08-06 Fierro Esponja Method for the gaseous reduction of metal ores
US3853538A (en) * 1973-07-20 1974-12-10 Steel Corp Use of reducing gas by coal gasification for direct iron ore reduction
DE2431537A1 (de) * 1974-07-01 1976-01-22 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur direktreduktion mit reduzierten gasen
DE2438790B2 (de) * 1974-08-13 1976-09-09 Thyssen Purofer GmbH, 4000 Düsseldorf Verfahren und anlage zur reduktion von eisenerzen, insbesondere von eisenerzpellets
US4108636A (en) * 1974-08-13 1978-08-22 Thyssen Purofer Gmbh Method of the direct reduction of iron ore
SE387366C (sv) * 1974-12-12 1980-04-14 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Sett for reduktion av finfordelat metalloxidhaltigt material
JPS52155116A (en) * 1976-06-18 1977-12-23 Kobe Steel Ltd Reduced iron preparation using hydrocarbon gas as reducing agent
US4150972A (en) * 1977-11-17 1979-04-24 Fierro Esponja, S.A. Controlling carburization in the reduction of iron ore to sponge iron
US4160663A (en) * 1978-02-21 1979-07-10 Jack Hsieh Method for the direct reduction of iron ore

Also Published As

Publication number Publication date
ZA805062B (en) 1981-08-26
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ES8205865A1 (es) 1982-06-16
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BR8005801A (pt) 1981-05-19
IT8024695A0 (it) 1980-09-16
AU538947B2 (en) 1984-09-06
SE8007603L (sv) 1981-05-01

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