EA028730B1 - Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas - Google Patents

Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas Download PDF

Info

Publication number
EA028730B1
EA028730B1 EA201591241A EA201591241A EA028730B1 EA 028730 B1 EA028730 B1 EA 028730B1 EA 201591241 A EA201591241 A EA 201591241A EA 201591241 A EA201591241 A EA 201591241A EA 028730 B1 EA028730 B1 EA 028730B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
gas
carbon dioxide
blast furnace
reducing
hydrocarbon
Prior art date
Application number
EA201591241A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201591241A1 (en
EA028730B9 (en
Inventor
Гари Э. Метиус
Гари Э. МЕТИУС
Джеймз М. Джр. МакКлилланд
Original Assignee
Мидрэкс Текнолоджиз, Инк.
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
Priority to US13/768,331 priority Critical
Priority to US13/768,331 priority patent/US8771638B2/en
Application filed by Мидрэкс Текнолоджиз, Инк. filed Critical Мидрэкс Текнолоджиз, Инк.
Priority to PCT/US2013/071559 priority patent/WO2014126631A2/en
Publication of EA201591241A1 publication Critical patent/EA201591241A1/en
Publication of EA028730B1 publication Critical patent/EA028730B1/en
Publication of EA028730B9 publication Critical patent/EA028730B9/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0073Selection or treatment of the reducing gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/62Carbon oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/30Alkali metal compounds
    • B01D2251/306Alkali metal compounds of potassium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2252/00Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10Inorganic absorbents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2252/00Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20Organic absorbents
    • B01D2252/204Amines
    • B01D2252/20478Alkanolamines
    • B01D2252/20484Alkanolamines with one hydroxyl group
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2252/00Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20Organic absorbents
    • B01D2252/204Amines
    • B01D2252/20478Alkanolamines
    • B01D2252/20489Alkanolamines with two or more hydroxyl groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/50Carbon oxides
    • B01D2257/504Carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2258/00Sources of waste gases
    • B01D2258/02Other waste gases
    • B01D2258/025Other waste gases from metallurgy plants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047Pressure swing adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047Pressure swing adsorption
    • B01D53/0476Vacuum pressure swing adsorption
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456Removing acid components
    • B01D53/1475Removing carbon dioxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/22Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by reforming
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/28Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C21B2100/282Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/62Energy conversion other than by heat exchange, e.g. by use of exhaust gas in energy production
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/64Controlling the physical properties of the gas, e.g. pressure or temperature
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Abstract

A method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a waste gas and reusing it as a recycled gas without emissions concerns, including: given a gas source divided into a process gas and a waste gas: mixing the process gas with a hydrocarbon and feeding a resulting feed gas into a reformer for reforming the feed gas and forming a reducing gas; and feeding at least a portion of the waste gas into a carbon dioxide scrubber for removing at least some carbon dioxide from the waste gas and forming a carbon dioxide lean gas that is mixed with the reducing gas. Optionally, the method also includes feeding at least a portion of the waste gas into the carbon dioxide scrubber for removing at least some carbon dioxide from the waste gas and forming a fuel gas after the addition of a hydrocarbon that is fed into the reformer. Optionally, the gas source and the reducing gas are associated with a direct reduction process for converting iron oxide to metallic iron in a reduction furnace that utilizes the reducing gas, optionally after some modification, and produces the gas source.

Description

Настоящая патентная заявка/патент является частичным продолжением одновременно рассматриваемой заявки на патент США № 12/762618, поданной 19 апреля 2010 г. и озаглавленной Способ и устройство для секвестрации диоксида углерода из отработавшего газа, испрашивающей приоритет предварительной заявки на патент США № 61/170999, поданной 20 апреля 2009 г. и озаглавленной Способ и устройство для секвестрации диоксида углерода из горючего доменного газа, при этом содержания обеих заявок полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.This patent application / patent is a partial continuation of the simultaneously pending application for US patent No. 12/762618, filed April 19, 2010 and entitled Method and device for sequestration of carbon dioxide from the exhaust gas, claiming the priority of provisional application for US patent No. 61/170999, filed April 20, 2009 and entitled Method and device for sequestration of carbon dioxide from combustible blast furnace gas, the contents of both applications are fully incorporated into this application by reference.

Область техники изобретенияThe technical field of the invention

Настоящее изобретение относится в общем к способу и устройству для прямого восстановления оксида железа до металлического железа помимо других процессов. В частности, настоящее изобретение относится к способу и устройству для секвестрации диоксида углерода из отработавшего газа совместно с такими процессами.The present invention relates generally to a method and apparatus for the direct reduction of iron oxide to metallic iron, among other processes. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for sequestering carbon dioxide from exhaust gas in conjunction with such processes.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Во многих промышленных процессах существует потребность в эффективном и рентабельном способе удаления диоксида углерода из источника вторичного топлива, такого как источник горючего доменного газа, в процессе прямого восстановления. Другими словами, во многих промышленных процессах существует потребность в эффективном и рентабельном способе удаления диоксида углерода из источника, в ином случае являющимся источником топливных отходов, позволяя использовать его в качестве основного источника топлива без проблем, связанных с выбросами. В некоторых случаях политика правительства требует такого удаления диоксида углерода, и потребность в контроле над выбросами диоксида углерода будет лишь увеличиваться в будущем. Прямое восстановление включает восстановление руд, содержащих оксид железа, в гранулы, болванки или прессованные брикеты металлизированного железа, где оксид железа восстановлен газом, содержащим водород и/или окись углерода, приводя к образованию диоксида углерода в качестве побочного продукта.In many industrial processes, there is a need for an efficient and cost-effective method of removing carbon dioxide from a source of secondary fuel, such as a source of combustible blast furnace gas, in a direct reduction process. In other words, in many industrial processes there is a need for an efficient and cost-effective way of removing carbon dioxide from a source, otherwise a source of fuel waste, allowing it to be used as the main source of fuel without emission problems. In some cases, government policies require this removal of carbon dioxide, and the need to control carbon dioxide emissions will only increase in the future. Direct reduction involves the reduction of ores containing iron oxide into granules, ingots or pressed briquettes of metallized iron, where iron oxide is reduced by a gas containing hydrogen and / or carbon monoxide, resulting in the formation of carbon dioxide as a by-product.

Краткое изложение сути изобретенияSummary of the invention

В одном примерном варианте осуществления настоящего изобретения способ для секвестрации диоксида углерода из горючего доменного газа включает при условии, что доменный газ разделен на технологический газ и горючий доменный газ: смешивание технологического газа с углеводородом и подачу полученного в результате сырьевого газа для установки риформинга в установку риформинга диоксида углерода и пара для риформинга сырьевого газа для установки риформинга и образования восстановительного газа; и подачу горючего доменного газа в скруббер для очистки от диоксида углерода для удаления, по меньшей мере, некоторого количества диоксида углерода из горючего доменного газа и образования топливного газа для установки риформинга после добавления углеводорода, подаваемого в установку риформинга диоксида углерода и пара. Способ также включает сжатие технологического газа и горючего доменного газа. Способ дополнительно включает образование пара из доменного газа. Способ также дополнительно включает скрубберную очистку доменного газа для удаления пыли. Необязательно, доменный газ получен из восстановительной печи. Необязательно, способ также дополнительно включает смешивание восстановительного газа с кислородом и углеводородом для образования газа из кольцевого трубопровода и подачу газа из кольцевого трубопровода в восстановительную печь. Скруббер для очистки от диоксида углерода также вырабатывает бедный по диоксиду углерода газ. Способ также дополнительно включает смешивание бедного по диоксиду углерода газа с восстановительным газом. Необязательно, способ также дополнительно включает предварительное нагревание бедного по диоксиду углерода газа перед его смешиванием с восстановительным газом или его использованием в качестве топлива. Установка риформинга диоксида углерода и пара также вырабатывает топочный газ. Способ также дополнительно включает образование пара из топочного газа. Необязательно, способ также дополнительно включает использование топочного газа для предварительного нагревания другого газа. Необязательно, доменный газ и газ из кольцевого трубопровода связаны с процессом прямого восстановления для преобразования оксида железа в металлическое железо.In one exemplary embodiment of the present invention, a method for sequestering carbon dioxide from combustible blast furnace gas includes, provided that the blast furnace gas is divided into process gas and combustible blast furnace gas: mixing the process gas with hydrocarbon and supplying the resulting feed gas for reforming to the reforming unit carbon dioxide and steam for reforming a feed gas for a reforming unit and generating a reducing gas; and supplying combustible blast furnace gas to a carbon dioxide scrubber to remove at least some of the carbon dioxide from the combustible blast furnace gas and generating fuel gas for the reforming unit after adding the hydrocarbon fed to the carbon dioxide and steam reforming unit. The method also includes compressing the process gas and combustible blast furnace gas. The method further includes generating steam from the blast furnace gas. The method also further includes scrubbing the blast furnace gas to remove dust. Optionally, blast furnace gas is obtained from a reduction furnace. Optionally, the method also further includes mixing the reducing gas with oxygen and hydrocarbon to form gas from the annular pipeline and supplying gas from the annular pipeline to the reducing furnace. The carbon dioxide scrubber also produces a carbon dioxide-poor gas. The method also further comprises mixing a carbon dioxide poor gas with a reducing gas. Optionally, the method also further includes preheating the carbon dioxide poor gas before mixing it with the reducing gas or using it as a fuel. A carbon dioxide and steam reforming unit also produces flue gas. The method also further includes generating steam from the flue gas. Optionally, the method also further includes using flue gas to preheat another gas. Optionally, the blast furnace gas and gas from the annular pipeline are associated with a direct reduction process for converting iron oxide to metallic iron.

В другом примерном варианте осуществления настоящего изобретения устройство для секвестрации диоксида углерода из горючего доменного газа содержит один или несколько трубопроводов для разделения доменного газа на технологический газ и горючий доменный газ; один или несколько трубопроводов для смешивания технологического газа с углеводородом и подачи полученного в результате сырьевого газа для установки риформинга в установку риформинга диоксида углерода и пара для риформинга сырьевого газа для установки риформинга, и образования восстановительного газа; и один или несколько трубопроводов для подачи горючего доменного газа в скруббер для очистки от диоксида углерода для удаления, по меньшей мере, некоторого количества диоксида углерода из горючего доменного газа и образования топливного газа для установки риформинга после добавления углеводорода, подаваемого в установку риформинга диоксида углерода и пара. Устройство также содержит один или несколько газовых компрессоров для сжатия технологического газа и горючего доменного газа. Устройство дополнительно содержит паровой котел низкого давления для создания пара из доменного газа. Устройство также дополнительно содержит мокрый скруббер для скрубберной очистки доменного газа для удаления пыли. Необязательно, доменный газ получен из восстановительной печи. Необязательно, устройство также дополнительно содержит один или несколько трубопроводов для смешивания восстановительногоIn another exemplary embodiment of the present invention, a device for sequestering carbon dioxide from combustible blast furnace gas comprises one or more pipelines for separating blast furnace gas into process gas and combustible blast furnace gas; one or more pipelines for mixing the process gas with the hydrocarbon and supplying the resulting feed gas for the reforming unit to the carbon dioxide reforming unit and steam for reforming the feed gas for the reforming unit and generating a reducing gas; and one or more pipelines for supplying combustible blast furnace gas to a carbon dioxide scrubber to remove at least some carbon dioxide from the combustible blast furnace gas and generating fuel gas for the reforming unit after adding hydrocarbon supplied to the carbon dioxide reforming unit and couple. The device also contains one or more gas compressors for compressing process gas and combustible blast furnace gas. The device further comprises a low pressure steam boiler for generating steam from the blast furnace gas. The device also further comprises a wet scrubber for scrubbing the blast furnace gas to remove dust. Optionally, blast furnace gas is obtained from a reduction furnace. Optionally, the device also further comprises one or more pipelines for mixing the reducing

- 1 028730 газа с кислородом и углеводородом для образования газа из кольцевого трубопровода и подачи газа из кольцевого трубопровода в восстановительную печь. Скруббер для очистки от диоксида углерода также вырабатывает бедный по диоксиду углерода газ. Устройство также дополнительно содержит один или несколько трубопроводов для смешивания бедного по диоксиду углерода газа с восстановительным газом. Необязательно, устройство также дополнительно содержит устройство для предварительного нагрева для предварительного нагревания бедного по диоксиду углерода газа перед его смешиванием с восстановительным газом или его использованием в качестве топлива. Установка риформинга диоксида углерода и пара также вырабатывает топочный газ. Устройство также дополнительно содержит паровой котел низкого давления для создания пара из топочного газа. Необязательно, устройство также дополнительно содержит один или несколько трубопроводов для использования топочного газа для предварительного нагревания другого газа. Необязательно, доменный газ и газ из кольцевого трубопровода связаны с процессом прямого восстановления для преобразования оксида железа в металлическое железо.- 1 028730 gas with oxygen and hydrocarbon to form gas from the annular pipeline and supply gas from the annular pipeline to the reduction furnace. The carbon dioxide scrubber also produces a carbon dioxide-poor gas. The device also further comprises one or more pipelines for mixing the carbon dioxide poor gas with the reducing gas. Optionally, the device also further comprises a pre-heating device for pre-heating the carbon dioxide poor gas before mixing it with the reducing gas or using it as fuel. A carbon dioxide and steam reforming unit also produces flue gas. The device also further comprises a low pressure steam boiler for generating steam from the flue gas. Optionally, the device also further comprises one or more pipelines for using flue gas to preheat another gas. Optionally, the blast furnace gas and gas from the annular pipeline are associated with a direct reduction process for converting iron oxide to metallic iron.

В дальнейшем примерном варианте осуществления настоящего изобретения способ секвестрации диоксида углерода из отработанного газа и его повторного использования в качестве рециркулирующего газа без осложнений, связанных с выбросами, включает, при условии, что источник газа разделен на технологический газ и отработанный газ: смешивание технологического газа с углеводородом и подачу полученного в результате сырьевого газа в установку риформинга для риформинга сырьевого газа и образования восстановительного газа; и подачу по меньшей мере части отработанного газа в скруббер для очистки от диоксида углерода для удаления, по меньшей мере, некоторого количества диоксида углерода из отработанного газа и образования бедного по диоксиду углерода газа, смешиваемого с восстановительным газом. Необязательно, способ также включает подачу по меньшей мере части отработанного газа в скруббер для очистки от диоксида углерода для удаления, по меньшей мере, некоторого количества диоксида углерода из отработанного газа и образование топливного газа после добавления углеводорода, подаваемого в установку риформинга.In a further exemplary embodiment of the present invention, a method for sequestering carbon dioxide from an exhaust gas and reusing it as a recycle gas without emission-related complications includes, provided that the gas source is separated into the process gas and the exhaust gas: mixing the process gas with a hydrocarbon and supplying the resulting feed gas to a reforming unit for reforming the feed gas and forming a reducing gas; and supplying at least a portion of the exhaust gas to a carbon dioxide scrubber to remove at least some of the carbon dioxide from the exhaust gas and form a carbon dioxide poor gas miscible with the reducing gas. Optionally, the method also includes supplying at least a portion of the exhaust gas to a carbon dioxide scrubber to remove at least some carbon dioxide from the exhaust gas and generating fuel gas after adding the hydrocarbon fed to the reforming unit.

Процессы секвестрации диоксида углерода согласно настоящему изобретению предоставляют эффективный замкнутый контур, посредством которого окись углерода и водород, не использованные в первичном процессе и удаленные в качестве отработанного газа, могут быть повторно уловлены, одновременно минимизируя нежелательные выбросы.The carbon dioxide sequestration processes of the present invention provide an efficient closed loop through which carbon monoxide and hydrogen not used in the primary process and removed as waste gas can be recaptured while minimizing undesired emissions.

Краткое описание графических материаловA brief description of the graphic materials

Настоящее изобретение изображено и описано здесь со ссылкой на различные графические материалы, в которых подобные ссылочные номера используются для обозначения подобных этапов способа/компонентов устройства, при необходимости, и на которых на фиг. 1 показана схема процесса/блок-схема способа/устройства для секвестрации диоксида углерода из горючего доменного газа согласно настоящему изобретению и на фиг. 2 показана схема процесса/блок-схема процесса прямого восстановления согласно настоящему изобретению.The present invention is depicted and described herein with reference to various graphic materials in which similar reference numbers are used to indicate similar steps of the method / components of the device, if necessary, and in which in FIG. 1 shows a process diagram / flowchart of a method / apparatus for sequestering carbon dioxide from combustible blast furnace gas according to the present invention, and FIG. 2 shows a process diagram / flowchart of a direct reduction process according to the present invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Как изображено на фиг. 1, в одном примерном варианте осуществления настоящего изобретения устройство 10 для секвестрации диоксида углерода из горючего доменного газа содержит в своей основе вертикальную шахтную восстановительную печь 12 или т.п. В данном примере восстановительная печь 12 содержит загрузочный бункер (не изображен), в который с предопределенной скоростью подаются гранулы, болванки или прессованные брикеты оксида железа. Гранулы, болванки или прессованные брикеты оксида железа опускаются под действием силы тяжести в восстановительную печь 12 из загрузочного бункера через подающую трубу (не изображена), также служащую в качестве газонепроницаемой трубы. В нижней части восстановительной печи 12 расположена разгружающая труба (не изображена), дополнительно служащая в качестве газонепроницаемой трубы. Разгружающий питатель (не изображен), такой как электрический вибрационный питатель или т.п., расположен под разгружающей трубой и принимает гранулы, болванки или прессованные брикеты металлического железа, тем самым образуя систему для спуска шихты под действием силы тяжести сквозь восстановительную печь 12.As shown in FIG. 1, in one exemplary embodiment of the present invention, the apparatus 10 for sequestering carbon dioxide from combustible blast furnace gas comprises a vertical shaft reduction furnace 12 or the like. In this example, the reduction furnace 12 comprises a loading hopper (not shown) into which granules, blanks or pressed briquettes of iron oxide are fed at a predetermined speed. Granules, blanks or pressed briquettes of iron oxide are lowered by gravity into the reduction furnace 12 from the feed hopper through a feed pipe (not shown), which also serves as a gas-tight pipe. In the lower part of the reduction furnace 12 there is a discharge pipe (not shown), additionally serving as a gas-tight pipe. An unloading feeder (not shown), such as an electric vibrating feeder or the like, is located under the unloading tube and receives granules, blanks or pressed briquettes of metallic iron, thereby forming a system for lowering the charge by gravity through a reduction furnace 12.

Приблизительно посередине восстановительной печи 12 находится система кольцевого трубопровода и фурм (не изображена), через которую вводится восстановительный газ при температуре в диапазоне от приблизительно 700 до приблизительно 1050°С. Горячий восстановительный газ течет вверх через восстановительную область восстановительной печи 12 в направлении, противоположном потоку гранул, болванок или прессованных брикетов, и выходит из восстановительной печи 12 через газоотводную трубу (не изображена), расположенную в верхней части восстановительной печи 12. Подающая труба проходит под газоотводной трубой, при этом данное геометрическое расположение создает камеру для вывода отработавшего газа, позволяющую отработавшему газу выходить из уровня засыпи и свободно течь к газоотводной трубе. Горячий восстановительный газ, текущий из системы кольцевого трубопровода и фурм к газоотводной трубе, служит для нагревания гранул, болванок или прессованных брикетов оксида железа и их восстановления в гранулы, болванки или прессованные брикеты металлического железа (т. е. посредством прямого восстановления). Горячий восстановительный газ содержит водород, азот, окись углерода, диоксид углерода, метан и водяной пар, восстанавливающие гранулы, болванки илиApproximately in the middle of the reduction furnace 12 is a ring pipe and tuyere system (not shown) through which the reducing gas is introduced at a temperature in the range of from about 700 to about 1050 ° C. Hot reducing gas flows upward through the reducing region of the reducing furnace 12 in the opposite direction to the flow of pellets, blanks or pressed briquettes, and exits the reducing furnace 12 through a gas exhaust pipe (not shown) located in the upper part of the reducing furnace 12. The supply pipe passes under the gas exhaust pipe, while this geometric arrangement creates a chamber for exhaust gas, allowing the exhaust gas to exit the level of the mound and flow freely to the exhaust one pipe. The hot reducing gas flowing from the ring pipe system and the tuyeres to the gas outlet pipe is used to heat pellets, blanks or pressed briquettes of iron oxide and to reduce them into pellets, blanks or pressed briquettes of metallic iron (i.e., through direct reduction). Hot reducing gas contains hydrogen, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane and water vapor, reducing granules, pigs or

- 2 028730 прессованные брикеты оксида железа и вырабатывающие отработавший газ или доменный газ, содержащий диоксид углерода и водяной пар.- 2 028730 compressed briquettes of iron oxide and generating exhaust gas or blast furnace gas containing carbon dioxide and water vapor.

Как изображено на фиг. 2, процессы прямого восстановления, применяемые здесь, управляют условиями восстановления, температурами и химическими составами в точке, где газ из кольцевого трубопровода поступает в восстановительную печь 12, путем регулировки добавок бедного по диоксиду углерода газа, природного газа и кислорода в восстановительный газ непосредственно перед этой точкой. Эти процессы прямого восстановления описаны в общем в патенте США № 3748120, озаглавленном Способ восстановления оксида железа до металлического железа, патенте США № 3749386, озаглавленном Способ восстановления оксидов железа в процессе восстановления газами, патенте США № 3764123, озаглавленном Устройство для восстановления оксида железа до металлического железа, патенте США № 3816101, озаглавленном Способ восстановления оксидов железа в процессе восстановления газами, патенте США № 4046557, озаглавленном Способ получения частиц металлического железа и патенте США № 5437708, озаглавленном Получение карбида железа в шахтной печи, при этом содержания всех этих патентов полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.As shown in FIG. 2, the direct reduction processes used here control the reduction conditions, temperatures and chemical compositions at the point where the gas from the annular pipe enters the reduction furnace 12 by adjusting the addition of carbon dioxide-poor gas, natural gas and oxygen to the reducing gas immediately before point. These direct reduction processes are described generally in US Pat. No. 3,748,120, entitled Method for Reducing Iron Oxide to Metallic Iron, US Pat. No. 3,749,386, entitled Method for Reducing Iron Oxides in a Gas Recovery Process, US Pat. No. 3,764,123, entitled Device for Reducing Iron Oxide to Metallic iron, US patent No. 3816101, entitled Method for the reduction of iron oxides in the process of gas recovery, US patent No. 4046557, entitled Method for producing metal particles Lez № and U.S. Patent 5437708 entitled Preparation of iron carbide in a shaft furnace, the contents of all these patents are incorporated herein by reference.

Шихта восстановительной печи действует как адиабатический реактор и способствует равновесным реакциям в зоне впрыска газа из кольцевого трубопровода. Когда газ из кольцевого трубопровода поступает в восстановительную печь 12 и проходит сквозь шихту, газ реагирует на ее равновесный состав и температуру, что наблюдается на термопарах шихты в верхней части восстановительной печи 12.The reduction furnace charge acts as an adiabatic reactor and promotes equilibrium reactions in the zone of gas injection from the annular pipeline. When gas from the annular pipeline enters the reduction furnace 12 and passes through the charge, the gas reacts to its equilibrium composition and temperature, which is observed on the thermocouples of the charge in the upper part of the reduction furnace 12.

На реакции науглероживания влияют следующие факторы потока восстановительного газа:The following factors of the flow of reducing gas influence the carburization reaction:

1. Начальное соотношение водород:окись углерода восстановительного газа.1. The initial ratio of hydrogen: carbon monoxide is a reducing gas.

2. Начальное содержание метана в восстановительном газе.2. The initial methane content in the reducing gas.

3. Начальная температура восстановительного газа.3. The initial temperature of the reducing gas.

4. Добавление природного газа в восстановительный газ.4. Adding natural gas to the reducing gas.

5. Добавление кислорода в восстановительный газ.5. Adding oxygen to the reducing gas.

6. Добавление бедного по диоксиду углерода газа в восстановительный газ.6. Adding a carbon dioxide poor gas to a reducing gas.

7. Итоговое соотношение восстановителя и окислителя в газе из кольцевого трубопровода.7. The final ratio of reducing agent and oxidizing agent in the gas from the annular pipeline.

8. Итоговое давление газа из кольцевого трубопровода.8. The final gas pressure from the annular pipeline.

При обычных рабочих условиях начальное качество восстановительного газа тщательно контролируется и становится основным фактором стабильности для процесса прямого восстановления. По мере того, как восстановительный газ течет к восстановительной печи 12, добавляют природный газ на основании анализа содержания метана в итоговом газе из кольцевого трубопровода. Это обеспечивает стабилизирующую регулировку для любого изменения содержания метана в начальном восстановительном газе и влияет на потенциал науглероживания итогового газа из кольцевого трубопровода. Кислород добавляют в восстановительный газ для увеличения температуры итогового газа из кольцевого трубопровода и улучшения динамики процесса восстановления железной руды.Under normal operating conditions, the initial quality of the reducing gas is carefully monitored and becomes the main stability factor for the direct reduction process. As the reducing gas flows to the reducing furnace 12, natural gas is added based on an analysis of the methane content of the resulting gas from the ring pipe. This provides a stabilizing adjustment for any change in the methane content in the initial reducing gas and affects the carbonization potential of the resulting gas from the annular pipeline. Oxygen is added to the reducing gas to increase the temperature of the resulting gas from the annular pipeline and improve the dynamics of the iron ore reduction process.

Необязательно, используемые рабочие условия включают предварительное нагревание добавляемого природного газа, содержание метана в восстановительном газе, равное приблизительно 12 процентам или менее, и поток/тонна добавленного кислорода, равный 30 Нм3/т или менее. При эксплуатации устройства прямого восстановления газ выходит из источника 40 восстановительного газа и первый датчик выполняет анализы газа и измеряет температуру газа. Затем природный газ смешивается с газом у впуска природного газа. Затем кислород смешивают со смесью газа и природного газа у впуска кислорода, тем самым образуя газ из кольцевого трубопровода. Второй датчик выполняет анализ газа и измеряет температуру газа из кольцевого трубопровода, перед поступлением газа из кольцевого трубопровода в восстановительную печь 12.Optionally, the operating conditions used include preheating the added natural gas, a methane content of the reducing gas of about 12 percent or less, and a stream / ton of added oxygen of 30 Nm 3 / t or less. In the operation of the direct reduction device, the gas leaves the source 40 of reducing gas and the first sensor performs gas analyzes and measures the temperature of the gas. Natural gas is then mixed with the gas at the inlet of the natural gas. Then, oxygen is mixed with a mixture of gas and natural gas at the oxygen inlet, thereby forming gas from the annular pipeline. The second sensor performs gas analysis and measures the temperature of the gas from the annular pipeline, before the gas enters from the annular pipeline into the reduction furnace 12.

Как также изображено на фиг. 1, согласно настоящему изобретению доменный газ из газоотводной трубы восстановительной печи 12 течет по еще одной трубе (не изображена) к паровому котлу 14 низкого давления. Это позволяет эффективно вырабатывать пар для использования где-либо еще в процессе, например на этапе удаления диоксида углерода, описанном более подробно ниже. Питательную воду для котла подают в паровой котел 14 низкого давления и, как упоминалось выше в данной заявке, образованный пар рециркулируется в ходе процесса или используется где-либо еще.As also shown in FIG. 1, in accordance with the present invention, blast furnace gas from a vent pipe of a reduction furnace 12 flows through yet another pipe (not shown) to a low pressure steam boiler 14. This makes it possible to efficiently generate steam for use elsewhere in the process, for example, in the carbon dioxide removal step described in more detail below. Boiler feed water is supplied to the low pressure steam boiler 14 and, as mentioned above in this application, the generated steam is recycled during the process or used elsewhere.

Доменный газ затем направляется в мокрый скруббер 20, предоставленный для охлаждения доменного газа и удаления пыли с выходящей водой. Мокрый скруббер 20 может относиться к любому традиционному типу, известному специалистам в данной области, такому как скруббер Вентури с насадочной башней (не изображена), при этом доменный газ течет вниз через скруббер Вентури и затем вверх через уплотняющий встречный поток к охлаждающей воде.The blast furnace gas is then sent to a wet scrubber 20 provided to cool the blast furnace gas and remove dust with escaping water. The wet scrubber 20 may be of any conventional type known to those skilled in the art, such as a venturi scrubber with a nozzle tower (not shown), with blast furnace gas flowing down through the venturi scrubber and then up through the condensation counter stream to cooling water.

Доменный газ выходит из мокрого скруббера 20 в виде двух потоков под воздействием клапана (не изображен). Первый поток представляет собой технологический газ и второй газ представляет собой горючий доменный газ (т.е. отходы). Соотношение этих потоков определено доступным теплом в установке 24 риформинга диоксида углерода и пара, соединенной с первым потоком, обычно являющимся постоянным, приводя в результате к примерному соотношению, составляющему 1:1 (с использованием рециркулированного бедного по диоксиду углерода газа), 2:1 (без использования рециркулированного бедного по диоксиду углерода газа) и т.д.Blast furnace gas exits the wet scrubber 20 in the form of two streams under the influence of a valve (not shown). The first stream is a process gas and the second gas is a combustible blast furnace gas (i.e. waste). The ratio of these streams is determined by the available heat in the carbon dioxide and steam reforming unit 24 connected to the first stream, which is usually constant, resulting in an approximate ratio of 1: 1 (using a recycled carbon dioxide poor gas), 2: 1 ( without using recycled carbon dioxide poor gas), etc.

- 3 028730- 3,028,730

Технологический газ из мокрого скруббера 20 подается в компрессор 22, сжимается до желаемого давления и затем подается в смеситель (не изображен), где технологический газ смешивается с природным газом. Этот сырьевой газ для установки риформинга затем подается в установку 24 риформинга диоксида углерода и пара. Установка 24 риформинга диоксида углерода и пара содержит топливные горелки (не изображены), вырабатывающие нагретый топочный газ, содержащий азот, диоксид углерода и воду, посредством сгорания, и множество труб установки каталитического риформинга (не изображены), при этом указанные трубы используют сырьевой газ для установки риформинга и тепло от сгорания для образования восстановительного газа, подаваемого обратно в восстановительную печь 12 после введения кислорода, природного газа и бедного по диоксиду углерода газа, образуя в результате газ из кольцевого трубопровода.The process gas from the wet scrubber 20 is supplied to the compressor 22, compressed to the desired pressure, and then fed to a mixer (not shown), where the process gas is mixed with natural gas. This feed gas for the reforming unit is then supplied to the carbon dioxide and steam reforming unit 24. The carbon dioxide and steam reforming unit 24 includes fuel burners (not shown) that produce heated flue gas containing nitrogen, carbon dioxide and water by combustion, and a plurality of catalytic reforming unit pipes (not shown), wherein said pipes use feed gas for reforming units and combustion heat to form a reducing gas fed back to the reducing furnace 12 after introducing oxygen, natural gas and a carbon dioxide-poor gas, forming There is gas from the ring pipe.

Горючий доменный газ из мокрого скруббера 20 также подается в компрессор 26 и сжимается до желаемого давления перед поступлением в скруббер 28 для очистки от диоксида углерода. Скруббер 28 для очистки от диоксида углерода содержит впуск пара под низким давлением, необязательно полученного из любого из паровых котлов 14, 32 низкого давления устройства 10 для секвестрации диоксида углерода из горючего доменного газа, и выпуски питательной воды для котла, серы и диоксида углерода. Питательная вода для котла может подаваться в любой из паровых котлов 14, 32 низкого давления устройства 10 для секвестрации диоксида углерода из горючего доменного газа. Другим продуктом, выпускаемым из скруббера 28 для очистки от диоксида углерода, является бедный по диоксиду углерода газ, который при смешивании с природным газом частично превращается в топливный газ для установки риформинга, подаваемый в установку 24 риформинга диоксида углерода и пара.Combustible blast furnace gas from the wet scrubber 20 is also supplied to the compressor 26 and compressed to the desired pressure before entering the scrubber 28 to remove carbon dioxide. The carbon dioxide scrubber 28 comprises a low pressure steam inlet, optionally obtained from any of the low pressure steam boilers 14, 32 of the carbon dioxide sequestration apparatus 10 from combustible blast furnace gas, and the discharge of feed water for the boiler, sulfur and carbon dioxide. Boiler feed water can be supplied to any of the low pressure steam boilers 14, 32 of the carbon dioxide sequestration device 10 from combustible blast furnace gas. Another product discharged from the carbon dioxide scrubber 28 is a carbon dioxide poor gas which, when mixed with natural gas, is partially converted into fuel gas for a reforming unit, fed to the carbon dioxide and steam reforming unit 24.

Скруббер 28 для очистки от диоксида углерода может содержать любой тип системы очистки газа с применением алканоламина, таким как МЕА, ΜΌΕΑ или т.п., или любой тип системы очистки газа с применением горячего калия, известный специалистам в данной области. Пар низкого давления используется для регенерирования раствора, используемого в скруббере 28 для очистки от диоксида углерода, и выходит в виде питательной воды для котла. В ходе процесса очистки от диоксида углерода в скруббере сера и диоксид углерода секвестрируются из горючего доменного газа. Горючий доменный газ без серы и диоксида углерода выходит из скруббера 28 для очистки от диоксида углерода в виде бедного по диоксиду углерода газа. Как и ранее, часть бедного по диоксиду углерода газа смешивается с природным газом для образования топливного газа для установки риформинга и подается в установку 24 риформинга диоксида углерода и пара посредством топливных горелок. Остаток бедного по диоксиду углерода газа рециркулируется и смешивается с восстановительным газом, подаваемым обратно в восстановительную печь 12 после подачи кислорода и природного газа, тем самым образуя газ из кольцевого трубопровода. Необязательно, последующая часть бедного по диоксиду углерода газа, или весь поток, подаются в устройство 30 для предварительного нагрева перед смешиванием с существующим восстановительным газом или его использованием в качестве топлива.The carbon dioxide scrubber 28 may comprise any type of alkanolamine gas purification system such as MEA,, or the like, or any type of hot potassium gas purification system known to those skilled in the art. Low pressure steam is used to regenerate the solution used in the scrubber 28 for cleaning carbon dioxide, and comes out as feed water for the boiler. During the carbon dioxide removal process, sulfur and carbon dioxide are sequestered from combustible blast furnace gas in a scrubber. A combustible blast furnace gas without sulfur and carbon dioxide exits the scrubber 28 for purification of carbon dioxide in the form of a carbon dioxide-poor gas. As previously, a portion of the carbon dioxide-poor gas is mixed with natural gas to form fuel gas for the reforming unit and fed to the carbon dioxide and steam reforming unit 24 via fuel burners. The remainder of the carbon dioxide-poor gas is recycled and mixed with the reducing gas fed back to the reducing furnace 12 after supplying oxygen and natural gas, thereby forming gas from the ring pipe. Optionally, a subsequent portion of the carbon dioxide-poor gas, or the entire stream, is supplied to the preheater 30 before mixing with the existing reducing gas or using it as fuel.

В одном примерном варианте осуществления настоящего изобретения этот поток бедного по диоксиду углерода газа/восстановительного газа в итоге составляет приблизительно 20 процентов газа из кольцевого трубопровода, подаваемого в восстановительную печь 12, в то время как поток восстановительного газа установки риформинга диоксида углерода и пара в итоге составляет приблизительно 80 процентов газа из кольцевого трубопровода, подаваемого в восстановительную печь 12, хотя в данной заявке предусмотрены и другие процентные соотношения.In one exemplary embodiment of the present invention, this carbon dioxide-poor gas / reducing gas stream results in approximately 20 percent of the gas from the annular pipe supplied to the reduction furnace 12, while the reducing gas stream of the carbon dioxide reforming unit and steam ultimately amounts to approximately 80 percent of the gas from the annular pipe supplied to the reduction furnace 12, although other percentages are provided in this application.

Газоотводная труба топочного газа (не изображена) расположена в установке 24 риформинга диоксида углерода и пара для удаления топочного газа, содержащего азот, диоксид углерода и воду, после сгорания. Топочный газ течет через один или несколько теплообменников, включая паровой котел 32 низкого давления. Как и ранее, это позволяет эффективно вырабатывать пар для использования где-либо еще в процессе, например, на этапе удаления диоксида углерода, описанном более подробно выше. Питательная вода для котла подается в паровой котел 32 низкого давления, необязательно из скруббера 28 для очистки от диоксида углерода, и, как упоминалось выше в данной заявке, образованный пар рециркулируется в ходе процесса или используется где-либо еще. Таким образом, паровой котел 32 низкого давления может быть присоединен к необязательному устройству 30 для предварительного нагрева.A flue gas exhaust pipe (not shown) is located in a carbon dioxide and steam reforming unit 24 for removing flue gas containing nitrogen, carbon dioxide and water after combustion. The flue gas flows through one or more heat exchangers, including a low pressure steam boiler 32. As before, this allows steam to be efficiently generated for use elsewhere in the process, for example, in the carbon dioxide removal step described in more detail above. Boiler feed water is supplied to a low pressure steam boiler 32, optionally from a carbon dioxide scrubber 28, and, as mentioned above in this application, the generated steam is recycled during the process or used elsewhere. Thus, the low pressure steam boiler 32 can be connected to an optional preheater 30.

Варианты вышеупомянутых процессов и устройств также могут быть реализованы в пределах основных идей настоящего изобретения. Например, используемый скруббер 28 для очистки от диоксида углерода может представлять собой устройство адсорбции при перемежающемся давлении (Ρ8Α), устройство адсорбции в вакууме при перемежающемся давлении (УР8А) или мембранный сепаратор, по обстоятельствам. Устройство ΜΌΕΑ может использоваться без пара, и может непосредственно обогреваться природным газом и/или экспортным топливом, образуя устройство ΜΌΕΑ с прямым теплообменом с доменным газом и/или топочным газом. Уловленный диоксид углерода может быть использован для вторичных методов добычи нефти, улучшенного биороста для производства биотоплива, производства строительных кирпичей из карбоната железа/силиката железа (мелкие частицы Ре + СО2 + измельченный сталеплавильный шлак) и т.д. Уловленный диоксид углерода также может быть подвергнут риформингу и полученный в результате газ, подвергнутый риформингу, может быть использован в процессе прямого восстановления. Установка риформинга/нагреватель на кислородном топливе могут исполь- 4 028730 зоваться для концентрации диоксида углерода в топочном газе. Реактор конверсии может использоваться для преобразования окиси углерода и воды в диоксид углерода и Н2, затем Н2 может быть подан в качестве топлива в установку риформинга для создания воды. Диоксид углерода топочного газа может быть уловлен из концентрированного топочного газа. Вода может быть уловлена из топочного газа для применения в сухих областях. Наконец, нагреватель прямого нагрева может быть использован для повторного нагревания обедненного (очищенного) горючего доменного газа и/или технологических газов.Variants of the above processes and devices can also be implemented within the basic ideas of the present invention. For example, the used carbon dioxide scrubber 28 may be an alternating pressure adsorption device (Ρ8Α), an alternating pressure adsorption device in vacuum (UR8A), or a membrane separator, as appropriate. The device ΜΌΕΑ can be used without steam, and can be directly heated by natural gas and / or export fuel, forming a device ΜΌΕΑ with direct heat exchange with blast furnace gas and / or flue gas. Captured carbon dioxide can be used for secondary methods of oil production, improved biofuel for the production of biofuels, production of building bricks from iron carbonate / iron silicate (small particles of Fe + CO 2 + crushed steel slag), etc. The trapped carbon dioxide can also be reformed, and the resulting reformed gas can be used in the direct reduction process. A reformer / oxy-fuel heater may be used for the concentration of carbon dioxide in the flue gas. The conversion reactor can be used to convert carbon monoxide and water to carbon dioxide and H 2 , then H 2 can be fed as fuel to a reforming unit to create water. Carbon dioxide of flue gas can be captured from concentrated flue gas. Water can be trapped from flue gas for use in dry areas. Finally, a direct heating heater can be used to re-heat the depleted (purified) combustible blast furnace gas and / or process gases.

Хотя настоящее изобретение было изображено и описано здесь со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления и его конкретные примеры, специалистам в данной области техники будет очевидно, что другие варианты осуществления и примеры могут выполнять подобные функции и/или добиваться подобных результатов. Все эти эквивалентные варианты осуществления и примеры находятся в пределах объема и идеи настоящего изобретения, предусмотрены настоящим изобретением и предполагается, что они включены в следующую формулу изобретения. В этой связи вышеприведенное описание настоящего изобретения следует считать неограничивающим и всеобъемлющим в максимальной возможной степени.Although the present invention has been depicted and described herein with reference to preferred embodiments and specific examples thereof, it will be apparent to those skilled in the art that other embodiments and examples can perform similar functions and / or achieve similar results. All of these equivalent embodiments and examples are within the scope and concept of the present invention, are contemplated by the present invention, and are intended to be included in the following claims. In this regard, the foregoing description of the present invention should be considered non-limiting and comprehensive to the extent possible.

Claims (24)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ улавливания диоксида углерода из горючего доменного газа в процессе прямого восстановления оксида железа до металлического железа, включающий разделение доменного газа на технологический газ и горючий доменный газ;1. The method of trapping carbon dioxide from combustible blast furnace gas in the direct reduction of iron oxide to metallic iron, comprising the separation of blast furnace gas into process gas and combustible blast furnace gas; смешивание технологического газа с углеводородом и подачу полученного в результате сырьевого газа в установку риформинга для риформинга сырьевого газа и образования восстановительного газа; и подачу по меньшей мере части горючего доменного газа в скруббер для очистки от диоксида углерода для удаления, по меньшей мере, некоторого количества диоксида углерода из горючего доменного газа и образования бедного по диоксиду углерода газа, по меньшей мере, частично смешиваемого с восстановительным газом;mixing the process gas with hydrocarbon and supplying the resulting feed gas to a reforming unit for reforming the feed gas and forming a reducing gas; and supplying at least a portion of the combustible blast furnace gas to a carbon dioxide scrubber to remove at least some carbon dioxide from the combustible blast furnace gas and form a carbon dioxide poor gas at least partially miscible with the reducing gas; при этом удаленный диоксид углерода подвергают риформингу и полученный в результате газ, подвергнутый риформингу, используют в процессе прямого восстановления.wherein the removed carbon dioxide is reformed and the resulting reformed gas is used in the direct reduction process. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает добавление углеводорода к части бедного по диоксиду углерода газа, которую не смешивали с восстановительным газом, и образование топливного газа для установки риформинга, подаваемого в установку риформинга.2. The method according to claim 1, characterized in that it further comprises adding a hydrocarbon to a portion of the carbon dioxide poor gas that was not mixed with the reducing gas, and generating fuel gas for the reforming unit fed to the reforming unit. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно включает сжатие технологического газа перед смешиванием его с углеводородом и сжатие горючего доменного газа перед подачей его в скруббер для очистки от диоксида углерода.3. The method according to claim 2, characterized in that it further includes compressing the process gas before mixing it with hydrocarbon and compressing the combustible blast furnace gas before feeding it to the scrubber for purification of carbon dioxide. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает образование пара из доменного газа.4. The method according to claim 1, characterized in that it further includes the formation of steam from a blast furnace gas. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно включает скрубберную очистку доменного газа для удаления пыли.5. The method according to claim 4, characterized in that it further includes scrubbing the blast furnace gas to remove dust. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что доменный газ получают из восстановительной печи.6. The method according to claim 1, characterized in that the blast furnace gas is obtained from a reduction furnace. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает смешивание восстановительного газа с кислородом и углеводородом для образования газа из кольцевого трубопровода и подачу газа из кольцевого трубопровода в восстановительную печь.7. The method according to claim 1, characterized in that it further comprises mixing the reducing gas with oxygen and hydrocarbon to form gas from the annular pipeline and supplying gas from the annular pipeline to the reduction furnace. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает предварительное нагревание бедного по диоксиду углерода газа перед его смешиванием с восстановительным газом.8. The method according to claim 1, characterized in that it further includes preheating the carbon dioxide poor gas before mixing it with the reducing gas. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что установка риформинга также вырабатывает топочный газ.9. The method according to claim 1, characterized in that the reforming unit also produces flue gas. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно включает образование пара из топочного газа.10. The method according to claim 9, characterized in that it further includes the formation of steam from the flue gas. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно включает использование топочного газа для предварительного нагревания другого газа.11. The method according to claim 10, characterized in that it further includes the use of flue gas for preheating another gas. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что доменный газ и восстановительный газ используют в процессе прямого восстановления для преобразования оксида железа в металлическое железо.12. The method according to claim 1, characterized in that the blast furnace gas and reducing gas are used in the direct reduction process to convert iron oxide to metallic iron. 13. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее установку риформинга;13. A device for implementing the method according to claim 1, comprising a reforming unit; скруббер для очистки от диоксида углерода;carbon dioxide scrubber; один или несколько трубопроводов для разделения доменного газа на технологический газ и горючий доменный газ;one or more pipelines for separating blast furnace gas into process gas and combustible blast furnace gas; один или несколько трубопроводов для смешивания технологического газа с углеводородом и подачи полученного в результате сырьевого газа в установку риформинга для риформинга сырьевого газа и образования восстановительного газа; и один или несколько трубопроводов для подачи по меньшей мере части горючего доменного газа в скруббер для очистки от диоксида углерода для удаления, по меньшей мере, некоторого количества диоксида углерода из горючего доменного газа и образования бедного по диоксиду углерода газа, смеши- 5 028730 ваемого с восстановительным газом, и для подачи удаленного диоксида углерода в установку риформинга для риформинга удаленного диоксида углерода и использования полученного в результате газа, подвергнутого риформингу, в процессе прямого восстановления.one or more pipelines for mixing the process gas with the hydrocarbon and supplying the resulting feed gas to a reforming unit for reforming the feed gas and generating a reducing gas; and one or more pipelines for supplying at least a portion of the combustible blast furnace gas to a carbon dioxide scrubber to remove at least some of the carbon dioxide from the combustible blast furnace gas and form a carbon dioxide poor gas mixed with reducing gas, and for supplying the removed carbon dioxide to the reforming unit for reforming the removed carbon dioxide and using the resulting reformed gas in a direct recovery process Lenia. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит один или несколько трубопроводов для смешивания части бедного по диоксиду углерода газа, которую не смешивали с восстановительным газом, с углеводородом и подачи полученного топливного газа в установку риформинга.14. The device according to p. 13, characterized in that it further comprises one or more pipelines for mixing part of the carbon dioxide poor gas, which was not mixed with the reducing gas, with hydrocarbon and supplying the resulting fuel gas to the reforming unit. 15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что дополнительно содержит один или несколько газовых компрессоров для сжатия технологического газа перед смешиванием его с углеводородом и сжатия горючего доменного газа перед подачей его в скруббер для очистки от диоксида углерода.15. The device according to 14, characterized in that it further comprises one or more gas compressors for compressing the process gas before mixing it with hydrocarbon and compressing the combustible blast furnace gas before feeding it to the scrubber for cleaning carbon dioxide. 16. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит паровой котел низкого давления для создания пара из доменного газа.16. The device according to item 13, characterized in that it further comprises a low pressure steam boiler for generating steam from blast furnace gas. 17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что дополнительно содержит мокрый скруббер для скрубберной очистки доменного газа для удаления пыли.17. The device according to clause 16, characterized in that it further comprises a wet scrubber for scrubbing the blast furnace gas to remove dust. 18. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит восстановительную печь для получения доменного газа.18. The device according to p. 13, characterized in that it further comprises a reduction furnace for producing blast furnace gas. 19. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит один или несколько трубопроводов для смешивания восстановительного газа с кислородом и углеводородом для образования газа из кольцевого трубопровода и подачи газа из кольцевого трубопровода в восстановительную печь.19. The device according to item 13, characterized in that it further comprises one or more pipelines for mixing the reducing gas with oxygen and hydrocarbon to form gas from the annular pipeline and supply gas from the annular pipeline to the recovery furnace. 20. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно содержит устройство для предварительного нагрева для предварительного нагревания бедного по диоксиду углерода газа перед его смешиванием с восстановительным газом и его использованием в качестве топлива.20. The device according to item 13, characterized in that it further comprises a device for preheating for preheating the carbon dioxide poor gas before mixing it with the reducing gas and using it as fuel. 21. Устройство по п.13, отличающееся тем, что установка риформинга диоксида углерода и пара также вырабатывает топочный газ.21. The device according to item 13, wherein the installation of reforming carbon dioxide and steam also produces flue gas. 22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что дополнительно содержит паровой котел низкого давления для создания пара из топочного газа.22. The device according to item 21, characterized in that it further comprises a low pressure steam boiler for generating steam from the flue gas. 23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что дополнительно содержит один или несколько трубопроводов для использования топочного газа для предварительного нагревания другого газа.23. The device according to p. 22, characterized in that it further comprises one or more pipelines for using flue gas to preheat another gas. 24. Устройство по п.13, отличающееся тем, что дополнительно выполнено с возможностью использования доменного газа и восстановительного газа в процессе прямого восстановления для преобразования оксида железа в металлическое железо.24. The device according to p. 13, characterized in that it is further configured to use blast furnace gas and reducing gas in the direct reduction process for converting iron oxide to metallic iron.
EA201591241A 2009-04-20 2013-11-25 Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas EA028730B9 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/768,331 2013-02-15
US13/768,331 US8771638B2 (en) 2009-04-20 2013-02-15 Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
PCT/US2013/071559 WO2014126631A2 (en) 2013-02-15 2013-11-25 Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EA201591241A1 EA201591241A1 (en) 2015-12-30
EA028730B1 true EA028730B1 (en) 2017-12-29
EA028730B9 EA028730B9 (en) 2018-04-30

Family

ID=51354653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201591241A EA028730B9 (en) 2009-04-20 2013-11-25 Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP2956406A4 (en)
JP (1) JP2016513004A (en)
KR (1) KR20150109413A (en)
CN (1) CN104995131A (en)
AP (1) AP2015008570A0 (en)
AR (1) AR094551A1 (en)
BR (1) BR112015016543A2 (en)
CA (1) CA2897000A1 (en)
CL (1) CL2015002189A1 (en)
EA (1) EA028730B9 (en)
MA (1) MA38303A1 (en)
MX (1) MX2015009519A (en)
MY (1) MY174695A (en)
NZ (1) NZ709347A (en)
PE (1) PE20151291A1 (en)
TW (1) TWI576313B (en)
UA (1) UA115161C2 (en)
WO (1) WO2014126631A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106957937A (en) * 2017-04-20 2017-07-18 江苏省冶金设计院有限公司 A kind of method and system of use COREX devices and direct-reduction shaft furnace production sponge iron

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007106372A2 (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Comrie Douglas C Carbon dioxide sequestration materials and processes
US20100084283A1 (en) * 2007-04-20 2010-04-08 Gomez Rodolfo Antonio M Carbon dioxide sequestration and capture
US20100264374A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-21 Metius Gary E Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
US20100317077A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-16 Gaddy James L Methods for sequestering carbon dioxide into alcohols via gasification fermentation

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE759927A (en) 1969-12-10 1971-06-07 Midland Ross Corp METHOD AND APPARATUS FOR THE REDUCTION OF IRON OXIDES IN A REDUCING GASEOUS ATMOSPHERE.
US3764123A (en) 1970-06-29 1973-10-09 Midland Ross Corp Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron
US3748120A (en) 1971-04-15 1973-07-24 Midland Ross Corp Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron
US3749386A (en) 1971-07-01 1973-07-31 Midland Ross Corp Method and means for reducing iron oxides in a gaseous reduction process
US4046557A (en) 1975-09-08 1977-09-06 Midrex Corporation Method for producing metallic iron particles
US5437708A (en) 1994-05-04 1995-08-01 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Iron carbide production in shaft furnace
US6562103B2 (en) * 2001-07-27 2003-05-13 Uop Llc Process for removal of carbon dioxide for use in producing direct reduced iron
JP2004309067A (en) * 2003-04-09 2004-11-04 Nippon Steel Corp Method of using blast furnace gas
US7608129B2 (en) * 2006-04-24 2009-10-27 Hyl Technologies S.A. De C.V. Method and apparatus for producing direct reduced iron
CN101239702B (en) * 2008-03-18 2010-06-23 上海大学 High temperature coke oven crude gas hydrogen generating system device and technique
CN101735872B (en) * 2008-11-12 2013-01-30 中科合成油技术有限公司 Non-steady state reactor and method for producing synthesis gas
US8137422B2 (en) * 2009-06-03 2012-03-20 Air Products And Chemicals, Inc. Steam-hydrocarbon reforming with reduced carbon dioxide emissions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007106372A2 (en) * 2006-03-10 2007-09-20 Comrie Douglas C Carbon dioxide sequestration materials and processes
US20100084283A1 (en) * 2007-04-20 2010-04-08 Gomez Rodolfo Antonio M Carbon dioxide sequestration and capture
US20100264374A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-21 Metius Gary E Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
US8377417B2 (en) * 2009-04-20 2013-02-19 Midrex Technologies, Inc. Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
US20100317077A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-16 Gaddy James L Methods for sequestering carbon dioxide into alcohols via gasification fermentation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014126631A3 (en) 2014-10-16
AP2015008570A0 (en) 2015-07-31
UA115161C2 (en) 2017-09-25
NZ709347A (en) 2016-11-25
AR094551A1 (en) 2015-08-12
EA028730B9 (en) 2018-04-30
BR112015016543A2 (en) 2017-07-11
MY174695A (en) 2020-05-08
WO2014126631A2 (en) 2014-08-21
PE20151291A1 (en) 2015-09-12
TW201434743A (en) 2014-09-16
TWI576313B (en) 2017-04-01
JP2016513004A (en) 2016-05-12
CA2897000A1 (en) 2014-08-21
MX2015009519A (en) 2016-02-05
EP2956406A2 (en) 2015-12-23
CN104995131A (en) 2015-10-21
EP2956406A4 (en) 2016-10-12
MA38303A1 (en) 2016-09-30
EA201591241A1 (en) 2015-12-30
KR20150109413A (en) 2015-10-01
CL2015002189A1 (en) 2015-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8377417B2 (en) Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
RU2546266C2 (en) Method of producing direct reduced iron with limited emissions of co2 into atmosphere
RU2011125340A (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING RAW SYNTHESIS GAS
RU2643007C2 (en) Reduction of iron oxide to metallic iron using natural gas
EA017978B1 (en) Process for production of direct reduced iron
EP2798293B1 (en) Method of producing molten iron in a blast furnace with top-gas recycle
TWI620822B (en) Method for reducing iron oxide to metallic iron using coke oven gas
US8771638B2 (en) Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
LU100453B1 (en) Method for Producing a Synthesis Gas, in particular for use in Blast Furnace Operation
US20190048429A1 (en) Method and system for the production of porous iron
EA028730B1 (en) Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
RU2618880C2 (en) Method and apparatus for recovery of iron oxide-containing raw materials
LU102057B1 (en) Method for operating a blast furnace installation
WO2021149401A1 (en) Blast furnace operation method and auxiliary equipment for blast furnace
RU2637439C1 (en) Method for converter gases utilisation for hydrogen production
US20140013665A1 (en) Method for treating carbon dioxide-containing waste gas
WO2013064870A1 (en) Process for producing direct reduced iron (dri) with less co2 emissions to the atmosphere
TW202225416A (en) Method for operating a blast furnace installation

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Publication of the corrected specification to eurasian patent
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG TJ TM