JP3248915B2 - 酸化鉄含有材料の直接還元法 - Google Patents
酸化鉄含有材料の直接還元法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、合成ガス（Synthesegas）好ましくは再生
天然ガス（Erdgas）を、酸化鉄含有材料の直接還元で形
成するトップガス（Topgas）と混合し、酸化鉄含有材料
を直接還元するための還元ガスとして使用する酸化鉄含
有材料の直接還元法、及び、酸化鉄含有材料を還元温度
まで加熱する方法、並びに、この方法を実施するための
プラントに関する。
天然ガス（Erdgas）を、酸化鉄含有材料の直接還元で形
成するトップガス（Topgas）と混合し、酸化鉄含有材料
を直接還元するための還元ガスとして使用する酸化鉄含
有材料の直接還元法、及び、酸化鉄含有材料を還元温度
まで加熱する方法、並びに、この方法を実施するための
プラントに関する。
このタイプの方法は、欧州特許出願公開第0571358号
公報より知られている。
公報より知られている。
CO含有還元ガスと接触させられる金属プラント部材
は、腐食による高ストレスを受け、その結果、技術文献
において「金属ダスト（metal dusting）」と呼ばれる
金属分解を生ずる。金属ダストは、高温において多量に
発生しがちであり、プラント部材が高温の還元ガスに接
触するので、特に危険である。最初に述べた方法を実施
するプラントでは、これらの部材は、まず最初に、直接
還元に用いられるリアクターであり、還元ガスを還元温
度まで加熱するヒーターである。
は、腐食による高ストレスを受け、その結果、技術文献
において「金属ダスト（metal dusting）」と呼ばれる
金属分解を生ずる。金属ダストは、高温において多量に
発生しがちであり、プラント部材が高温の還元ガスに接
触するので、特に危険である。最初に述べた方法を実施
するプラントでは、これらの部材は、まず最初に、直接
還元に用いられるリアクターであり、還元ガスを還元温
度まで加熱するヒーターである。
金属ダストを低減または無くすために、還元ガスに所
定量のイオウを添加することが知られており、これら、
羽口を通してH2Sを吹き込むことによって達成される。
このようなH2Sガスの混合は、技術的に複雑であるばか
りでなく非常に高価であり、さらに、還元ガス中のH2S
含有量を、還元ガスの化学組成の関数として、均一かつ
所定の値に調整するといった手続上の困難性を含んでい
る。
定量のイオウを添加することが知られており、これら、
羽口を通してH2Sを吹き込むことによって達成される。
このようなH2Sガスの混合は、技術的に複雑であるばか
りでなく非常に高価であり、さらに、還元ガス中のH2S
含有量を、還元ガスの化学組成の関数として、均一かつ
所定の値に調整するといった手続上の困難性を含んでい
る。
本発明は、これらの欠点及び困難性を無くすために、
H2S含有量を十分正確に所定の値に調整でき、手法上及
び構造上の多大な経費及び高コストをかけない最初に定
義した種類の方法及びそれを実施するためのプラントを
提供することを目的とする。
H2S含有量を十分正確に所定の値に調整でき、手法上及
び構造上の多大な経費及び高コストをかけない最初に定
義した種類の方法及びそれを実施するためのプラントを
提供することを目的とする。
本発明によれば、この目的は、酸化鉄含有材料に含ま
れるイオウの少なくとも一部を、トップガスとともに、
H2Sの形態で還元ガスに与え、各々、加熱及び直接還元
を生ぜしめることによって達成される。
れるイオウの少なくとも一部を、トップガスとともに、
H2Sの形態で還元ガスに与え、各々、加熱及び直接還元
を生ぜしめることによって達成される。
本発明は、鉱石中に通常含有されるが、さらなる加工
には用いられなかったイオウを利用し、スルフィド鉱石
を加熱したときにH2Sが生成されるという事実を有効に
利用するという思想に基づいている。本発明によれば、
このH2Sは、加熱に作用し、それによって吸収された還
元ガスとともに、トップガスとして奪われ還元ガスに与
えられる。
には用いられなかったイオウを利用し、スルフィド鉱石
を加熱したときにH2Sが生成されるという事実を有効に
利用するという思想に基づいている。本発明によれば、
このH2Sは、加熱に作用し、それによって吸収された還
元ガスとともに、トップガスとして奪われ還元ガスに与
えられる。
H2Sの含有量は、20から40ppmの範囲が好適であり、好
ましくは、トップガスを用いて還元ガス中に約25ppmの
量に調整される。
ましくは、トップガスを用いて還元ガス中に約25ppmの
量に調整される。
好ましい実施態様では、トップガスは、還元ガスとし
て用いる前にCO2スクラビング（Wasche）を施され、還
元ガス中のH2S含有量の調整は、還元ガスにトップガス
の少なくとも一部をCO2スクラビングを行わずに直接混
合することによって行なわれる。
て用いる前にCO2スクラビング（Wasche）を施され、還
元ガス中のH2S含有量の調整は、還元ガスにトップガス
の少なくとも一部をCO2スクラビングを行わずに直接混
合することによって行なわれる。
この変形は、CO2スクラバーをバイパスさせるバイパ
スダクトを設けるだけなので、特に簡単に実現される。
これにより、トップガスのその部分に存在するH2Sの洗
浄除去が防止される一方、トップガスの残りの部分がCO
2スクラビングを受け、それによって、H2Sも洗浄除去さ
れる。バイパスダクトを通るトップガスの量を変えるこ
とにより、還元ガス中のH2S含有量を所定値に容易に調
整できる。
スダクトを設けるだけなので、特に簡単に実現される。
これにより、トップガスのその部分に存在するH2Sの洗
浄除去が防止される一方、トップガスの残りの部分がCO
2スクラビングを受け、それによって、H2Sも洗浄除去さ
れる。バイパスダクトを通るトップガスの量を変えるこ
とにより、還元ガス中のH2S含有量を所定値に容易に調
整できる。
他の好ましい実施態様は、合成ガスとして再生天然ガ
スを用いること、及び、再生天然ガス及びトップガスの
両方が、還元ガスとして用いられる前にCO2スクラビン
グを受けることを特徴とし、再生天然ガスの少なくとも
一部がCO2スクラビングを行わずに還元ガスに直接混合
される。これにより、任意に設定したCO2含有量が簡単
に調整でき、CO2でスクラビングしていないトップガス
の一部の直接混合によって生ずる還元ガス中のCO2含有
量及びCO/CO2比の変化が、所定のH2S含有量を考慮しな
がら均衡させることができる。
スを用いること、及び、再生天然ガス及びトップガスの
両方が、還元ガスとして用いられる前にCO2スクラビン
グを受けることを特徴とし、再生天然ガスの少なくとも
一部がCO2スクラビングを行わずに還元ガスに直接混合
される。これにより、任意に設定したCO2含有量が簡単
に調整でき、CO2でスクラビングしていないトップガス
の一部の直接混合によって生ずる還元ガス中のCO2含有
量及びCO/CO2比の変化が、所定のH2S含有量を考慮しな
がら均衡させることができる。
還元ガス中の設定したH2S含有量を調整する他の好ま
しい方法は、還元ガス中のH2S含有量の調整が、CO2の一
部、従って、スクラビングされたガス中のH2Sの一部を
残すという観点から、CO2スクラビングの洗浄除去の程
度を変化させることによってなされる。この実施態様
は、可能な限り最小の経費しか必要とせず、即ち、バイ
パスダクトの設置すら不要であり、全てのガスがCO2ス
クラバー16を通過させることを考慮するだけでよく、そ
れによって配分されるので有利である。
しい方法は、還元ガス中のH2S含有量の調整が、CO2の一
部、従って、スクラビングされたガス中のH2Sの一部を
残すという観点から、CO2スクラビングの洗浄除去の程
度を変化させることによってなされる。この実施態様
は、可能な限り最小の経費しか必要とせず、即ち、バイ
パスダクトの設置すら不要であり、全てのガスがCO2ス
クラバー16を通過させることを考慮するだけでよく、そ
れによって配分されるので有利である。
イオウを含まない場合、好ましくは、黄鉄鉱などの亜
硫酸材料を、粒子状の酸化鉄含有材料に添加し、H2Sの
生成を生じさせ、還元ガスによるその吸収が酸化鉄含有
材料の還元温度への加熱を起こす。
硫酸材料を、粒子状の酸化鉄含有材料に添加し、H2Sの
生成を生じさせ、還元ガスによるその吸収が酸化鉄含有
材料の還元温度への加熱を起こす。
この方法を実施するためのプラントは、酸化鉄含有材
料を受容し、加熱し、還元する少なくとも１つの直接還
元リアクター、この直接還元リアクターに導入する還元
ガス供給ダクト、及び、直接還元及び還元温度への加熱
において生成されたトップガスを直接還元リアクターか
ら奪うトップガス排出ダクトを具備し、このトップガス
排出ダクトはCO2スクラバーに延設され、合成ガス及び
トップガスから形成された還元ガスが還元ガス供給ダク
トを通って直接還元リアクターに導入され、この還元ガ
ス供給ダクトがCO2スクラバーから直接還元リアクター
まで延設されており、前記トップガス排出ダクトがCO2
スクラバーを避けたバイパスダクトによって還元ガス供
給ダクトと連通していることを特徴とする。
料を受容し、加熱し、還元する少なくとも１つの直接還
元リアクター、この直接還元リアクターに導入する還元
ガス供給ダクト、及び、直接還元及び還元温度への加熱
において生成されたトップガスを直接還元リアクターか
ら奪うトップガス排出ダクトを具備し、このトップガス
排出ダクトはCO2スクラバーに延設され、合成ガス及び
トップガスから形成された還元ガスが還元ガス供給ダク
トを通って直接還元リアクターに導入され、この還元ガ
ス供給ダクトがCO2スクラバーから直接還元リアクター
まで延設されており、前記トップガス排出ダクトがCO2
スクラバーを避けたバイパスダクトによって還元ガス供
給ダクトと連通していることを特徴とする。
好ましい実施態様では、天然ガスの再生用のリフォー
マー、及び、このリフォーマーから分岐し、トップガス
排出ダクトを結合する再生ガスダクトを具備して合成ガ
スが生成され、再生ガスダクト及びトップガス排出ダク
トの両方がCO2スクラバーに連通している。
マー、及び、このリフォーマーから分岐し、トップガス
排出ダクトを結合する再生ガスダクトを具備して合成ガ
スが生成され、再生ガスダクト及びトップガス排出ダク
トの両方がCO2スクラバーに連通している。
好ましくは、再生ガスダクトは、CO2スクラバーを避
けたバイパスダクトによって還元ガス供給ダクトに連通
している。
けたバイパスダクトによって還元ガス供給ダクトに連通
している。
好適には、バイパスダクトは、調整バルブ、好ましく
は、H2S測定手段を介して作動する制御バルブを具備し
ている。
は、H2S測定手段を介して作動する制御バルブを具備し
ている。
以下に、本発明を、好ましい実施態様に従う工程図を
示す図面によってさらに詳細に説明する。
示す図面によってさらに詳細に説明する。
本発明のプラントは、順次接続された４つ流動床リア
クター（Wirbelschic htreactoren）１〜４を具備し、
微小鉱石のような酸化鉄含有材料が、鉱石供給ダクト５
を通して第１の流動床リアクター１に供給され、そこで
還元温度への加熱（または前還元）が行われ、続いて、
輸送ダクト６を介して一のリアクターから他の流動床リ
アクターへ順次送られる。完全に還元された材料（海綿
鉄）が、ブリケッティング装置７において熱ブリケット
される。
クター（Wirbelschic htreactoren）１〜４を具備し、
微小鉱石のような酸化鉄含有材料が、鉱石供給ダクト５
を通して第１の流動床リアクター１に供給され、そこで
還元温度への加熱（または前還元）が行われ、続いて、
輸送ダクト６を介して一のリアクターから他の流動床リ
アクターへ順次送られる。完全に還元された材料（海綿
鉄）が、ブリケッティング装置７において熱ブリケット
される。
必要ならば、還元された鉄は、図示しない不活性ガス
系によってブリケット中の再酸化から保護してもよい。
系によってブリケット中の再酸化から保護してもよい。
第１の流動床リアクター１にに微細鉱石を導入する前
に、詳細には述べないが、乾燥及び篩にかけるといった
鉱石調製をおこなう。
に、詳細には述べないが、乾燥及び篩にかけるといった
鉱石調製をおこなう。
還元ガスは、一方の流動床リアクター４から、他方の
渦巻き層リアクター３から１へ向けて、鉱石の流れと反
対に流し、最後の流動床リアクター１から排出される。
ガスの流動方向から見ると、トップガスとしてトップガ
ス排出ダクト８を通って排出され、冷却され、ウェット
スクラバー９でスクラビングされる。
渦巻き層リアクター３から１へ向けて、鉱石の流れと反
対に流し、最後の流動床リアクター１から排出される。
ガスの流動方向から見ると、トップガスとしてトップガ
ス排出ダクト８を通って排出され、冷却され、ウェット
スクラバー９でスクラビングされる。
再生ガスの生成は、リフォーマー10においてダクト11
から与えられた天然ガスを再生し、脱亜硫酸プラント12
で脱亜硫酸することによって行われる。リフォーマー10
から放出される天然ガス及び蒸気から形成されたガス
は、H2、CO、CH4、H2O及びCO2から実質的になる。この
再生天然ガスは、再生ガスダクト13を通って数個の熱交
換器14に供給され、冷却されて、ガスから水分を凝結さ
せる。
から与えられた天然ガスを再生し、脱亜硫酸プラント12
で脱亜硫酸することによって行われる。リフォーマー10
から放出される天然ガス及び蒸気から形成されたガス
は、H2、CO、CH4、H2O及びCO2から実質的になる。この
再生天然ガスは、再生ガスダクト13を通って数個の熱交
換器14に供給され、冷却されて、ガスから水分を凝結さ
せる。
再生ガスダクト13は、トップガス排出ダクト８の、ト
ップガスがコンプレッサ15で圧縮された後に接続されて
いる。このように形成された混合ガスは、CO2スクラバ
ー16を通ってCO2及びH2Sを取り除かれる。即ち、還元ガ
スが得られる。この還元ガスは、還元ガス供給ダクト17
を介して、ガスヒーター18において約800℃の還元ガス
温度まで加熱される。このヒーター18は、ガス流動の方
向から見ると、CO2スクラバー16の次に配置され、還元
ガスを第１の流動床リアクター４に与え、そこで還元ガ
スが微細鉱石と反応して直接還元した鉄を生成する。流
動床リアクター４から１は連続して配設され、還元ガス
は一の流動床リアクターから他の流動床リアクターへ接
続ダクト19を介して移動する。
ップガスがコンプレッサ15で圧縮された後に接続されて
いる。このように形成された混合ガスは、CO2スクラバ
ー16を通ってCO2及びH2Sを取り除かれる。即ち、還元ガ
スが得られる。この還元ガスは、還元ガス供給ダクト17
を介して、ガスヒーター18において約800℃の還元ガス
温度まで加熱される。このヒーター18は、ガス流動の方
向から見ると、CO2スクラバー16の次に配置され、還元
ガスを第１の流動床リアクター４に与え、そこで還元ガ
スが微細鉱石と反応して直接還元した鉄を生成する。流
動床リアクター４から１は連続して配設され、還元ガス
は一の流動床リアクターから他の流動床リアクターへ接
続ダクト19を介して移動する。
トップガスの一部は、N2等の不活性ガスが豊富化する
ことを避けるために、ガス循環系８、17、18から流出す
る。流出したトップガスは、分岐ダスト20 20を介して
ヒーター18に与えられ、還元ガスを加熱して、そこで燃
焼する。供給ダクト21を介して供給される天然ガスを追
加することによって、エネルギー節約が可能である。
ことを避けるために、ガス循環系８、17、18から流出す
る。流出したトップガスは、分岐ダスト20 20を介して
ヒーター18に与えられ、還元ガスを加熱して、そこで燃
焼する。供給ダクト21を介して供給される天然ガスを追
加することによって、エネルギー節約が可能である。
リフォーマー10から放出される再生天然ガス及びリフ
ォーマースモークガスのかなりの熱が、回収熱交換器22
において、脱亜硫酸プラント12を通過した後の天然ガス
の前加熱、再生に必要な蒸気の生成、及びダクト23を介
してガスヒーター18に供給される爆発性空気、並びに、
もし必要なら、還元ガスの前加熱に利用される。ダクト
24を介してリフォーマーに供給される爆発性空気も、同
様に前加熱される。
ォーマースモークガスのかなりの熱が、回収熱交換器22
において、脱亜硫酸プラント12を通過した後の天然ガス
の前加熱、再生に必要な蒸気の生成、及びダクト23を介
してガスヒーター18に供給される爆発性空気、並びに、
もし必要なら、還元ガスの前加熱に利用される。ダクト
24を介してリフォーマーに供給される爆発性空気も、同
様に前加熱される。
流動床リアクター１から放出されるトップガスは、鉱
石のイオウ含有量に依存して、40から140容量ppm（以
下、ppmVと記す）の範囲のH2S含有量を持つ。H2Sガス
は、微細鉱石を還元温度まで加熱している間、または微
細鉱石の前還元の間に、各々生成される。
石のイオウ含有量に依存して、40から140容量ppm（以
下、ppmVと記す）の範囲のH2S含有量を持つ。H2Sガス
は、微細鉱石を還元温度まで加熱している間、または微
細鉱石の前還元の間に、各々生成される。
本発明によれば、もはやCO2スクラバーによってトッ
プガスから完全に洗浄除去されず、還元ガスに設定され
たH2Sの比率を考慮されてトップガスから還元ガスに供
給される。一方、これは、CO2スクラバー16をバイパス
したバイパスダクト25によって実現され、このバイパス
ダクト25は、トップガス排出ダクト８から分岐し、調整
または制御バルブ26を介して還元ガス供給ダクト17に連
通する。この調整または制御バルブ26は、H2S含有量
を、20から40ppmVの範囲に、好ましくは、還元ガス中に
存在するH2Sの量を25ppmVまでになるように調整可能で
ある。好ましくは、調整又は制御バルブ26は、H2S測定
手段27を介して作動する。
プガスから完全に洗浄除去されず、還元ガスに設定され
たH2Sの比率を考慮されてトップガスから還元ガスに供
給される。一方、これは、CO2スクラバー16をバイパス
したバイパスダクト25によって実現され、このバイパス
ダクト25は、トップガス排出ダクト８から分岐し、調整
または制御バルブ26を介して還元ガス供給ダクト17に連
通する。この調整または制御バルブ26は、H2S含有量
を、20から40ppmVの範囲に、好ましくは、還元ガス中に
存在するH2Sの量を25ppmVまでになるように調整可能で
ある。好ましくは、調整又は制御バルブ26は、H2S測定
手段27を介して作動する。
還元ガス中の設定したH2S含有量は、全トップガスをC
O2スクラバーに通し、CO2の一部、従ってH2Sの一部がCO
2スクラバー16から放出されるガス中に残るように洗浄
除去レベルを調節することによっても調整できる。これ
は、制御バルブ26を備えたバイパスダクト25等の付加的
手段を設ける必要が無く、全ガス量、即ち全トップガス
と全再生天然ガスをCO2スクラバーに通せば、そのよう
な量に配分されるので有利である。
O2スクラバーに通し、CO2の一部、従ってH2Sの一部がCO
2スクラバー16から放出されるガス中に残るように洗浄
除去レベルを調節することによっても調整できる。これ
は、制御バルブ26を備えたバイパスダクト25等の付加的
手段を設ける必要が無く、全ガス量、即ち全トップガス
と全再生天然ガスをCO2スクラバーに通せば、そのよう
な量に配分されるので有利である。
設定したCO2含有量及びCO/CO2比は、各々、CO2スクラ
バー16の洗浄除去レベルの変化またはバイパスダクト25
を介したトップガスの一部の直接供与によって影響され
るが、再生天然ガスの一部は、CO2スクラバー16をバイ
パスし、同様に調整可能なバルブ28を備えたバイパスダ
クト29を介して還元ガス供給ダクト17に供給してもよ
い。このバイパスダクト29は、再生ガスダクト13から分
岐している。還元ガス中の設定したH2S含有量を調整す
るための上記の測定は、個々に行っても、ともに行って
もよい。
バー16の洗浄除去レベルの変化またはバイパスダクト25
を介したトップガスの一部の直接供与によって影響され
るが、再生天然ガスの一部は、CO2スクラバー16をバイ
パスし、同様に調整可能なバルブ28を備えたバイパスダ
クト29を介して還元ガス供給ダクト17に供給してもよ
い。このバイパスダクト29は、再生ガスダクト13から分
岐している。還元ガス中の設定したH2S含有量を調整す
るための上記の測定は、個々に行っても、ともに行って
もよい。
H2Sの25ppmVへの調整を、以下の実施例によって説明
する。
する。
100t/hの微細鉱石を、図面に従って配置され、70t/h
の海綿鉄を生産するように設計された微細鉱石の直接還
元用プラントに導入した。微細鉱石は、以下の化学組成
を有していた。
の海綿鉄を生産するように設計された微細鉱石の直接還
元用プラントに導入した。微細鉱石は、以下の化学組成
を有していた。
赤鉄鉱 94.2 ％ 母岩 2.2 ％ イオウ 0.02％ 直接還元で生成されたトップガスから、78,000Nm3/h
を、48,000Nm3/hの再生天然ガスと混合し、CO2スクラバ
ーを通して、混合ガスからCO2と大部分のイオウを取り
除いた。
を、48,000Nm3/hの再生天然ガスと混合し、CO2スクラバ
ーを通して、混合ガスからCO2と大部分のイオウを取り
除いた。
再生天然ガス及びトップガスは、下表に示すような化
学組成を有していた。
学組成を有していた。
CO2スクラバーから放出され、スクラビングされた再
生天然ガス及びスクラビングされたトップガスからなる
ガス混合物は、以下の組成を有していた。
生天然ガス及びスクラビングされたトップガスからなる
ガス混合物は、以下の組成を有していた。
このガス混合物を、CO2スクラバー16を通さない78,00
0Nm3/hのトップガスと混合した。このガス混合物が還元
ガスを形成し、ガスヒーター18、続いて流動床リアクタ
ー１から４に供給されるが、次の組成を有していた。
0Nm3/hのトップガスと混合した。このガス混合物が還元
ガスを形成し、ガスヒーター18、続いて流動床リアクタ
ー１から４に供給されるが、次の組成を有していた。
海綿鉄の金属化率は92％であった。
次の実施例では、35ppmVのH2S含有量が得られた。
100t/hの微細鉱石を、図面に従って配置され、70t/h
の海綿鉄を生産するように設計された微細鉱石の直接還
元用プラントに導入した。微細鉱石は、以下の化学組成
を有していた。
の海綿鉄を生産するように設計された微細鉱石の直接還
元用プラントに導入した。微細鉱石は、以下の化学組成
を有していた。
赤鉄鉱 94.2 ％ 母岩 2.2 ％ イオウ 0.02％ 直接還元で生成されたトップガスから、63,000Nm3/h
を、54,000Nm3/hの再生天然ガスと混合し、CO2スクラバ
ーを通して、混合ガスからCO2と大部分のイオウを取り
除いた。
を、54,000Nm3/hの再生天然ガスと混合し、CO2スクラバ
ーを通して、混合ガスからCO2と大部分のイオウを取り
除いた。
再生天然ガス及びトップガスは、下表に示すような化
学組成を有していた。
学組成を有していた。
CO2スクラバーから放出され、スクラビングされた再
生天然ガス及びスクラビングされたトップガスからなる
ガス混合物は、以下の組成を有していた。
生天然ガス及びスクラビングされたトップガスからなる
ガス混合物は、以下の組成を有していた。
このガス混合物を、CO2スクラバー16を通さない94,00
0Nm3/hのトップガスと混合した。このガス混合物が還元
ガスを形成し、ガスヒーター18、続いて流動床リアクタ
ー１から４に供給されるが、次の組成を有していた。
0Nm3/hのトップガスと混合した。このガス混合物が還元
ガスを形成し、ガスヒーター18、続いて流動床リアクタ
ー１から４に供給されるが、次の組成を有していた。
海綿鉄の金属化率は92％であった。
本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、
他の直接還元方法にも応用できる。例えば、流動床リア
クター１から４は、塊状鉱石用の直立炉に置換しても良
い。再生天然ガスは、CO及びH2を主に含む以下のような
他の還元ガスと置換してもよい。
他の直接還元方法にも応用できる。例えば、流動床リア
クター１から４は、塊状鉱石用の直立炉に置換しても良
い。再生天然ガスは、CO及びH2を主に含む以下のような
他の還元ガスと置換してもよい。
・LDオフガス（offgas） ・EAFオフガス ・高炉プラントからの高炉ガス ・Corexプラントからの高炉ガス ・石炭ガス ・CorexプラントからのCorexガス ・化学的ガス（chemical gas）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フルフ， ローラント オーストリア国 Ａ−4210 ガルノイキ ルヘン ライファイセンストラッセ 19 (72)発明者 ツェルマク， カル オーストリア国 Ａ−4470 エンス シ ョロシュガッセ ７ (72)発明者 ペアー，ギュンター オーストリア国 Ａ−4623 グンスキル ヘン シュタインフベルヴェク ４／１ (72)発明者 フィップ，ロイ フバート ジュニア アメリカ合衆国 フロリダ 33176 マ イアミ エス ダヴリュ 138ス スト リート 10340 (56)参考文献 特開 平３−247714（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−81019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−94508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−77308（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21B 11/00 - 13/14
Claims (11)
- 【請求項１】以下の独特な特徴を組み合わせた少なくと
も２の流動床中での酸化鉄含有材料の直接還元方法であ
って、 合成ガスと、酸化鉄含有材料の直接還元で精製されるト
ップガスとを、直接還元及び酸化鉄含有材料を還元温度
まで加熱するための還元ガスとして用い、 合成ガスの少なくとも一部とトップガスの少なくとも一
部との両方をCO2スクラビングした後に還元ガスとして
用い、 酸化鉄含有材料に含まれるイオウの少なくとも一部を、
各々、加熱及び酸化鉄含有材料の直接還元をもたらすH2
Sの形態で、トップガスとともに還元ガスに与えること
を特徴とする方法。 - 【請求項２】H2Sの含有量が、20から40容量ppmの範囲で
あることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】トップガスの一部が、還元ガスとして用い
る前にCO2スクラビングを施され、還元ガス中のH2S含有
量の調整は、還元ガスにトップガスの他部をCO2スクラ
ビングを行わずに直接混合することによって行なわれる
ことを特徴とする請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】合成ガスとして再生天然ガスを用い、再生
天然ガス及びトップガスの両方の一部が、還元ガスとし
て用いられる前にCO2スクラビングを受け、再生天然ガ
スの他部がCO2スクラビングを行わずに還元ガスに直接
混合されることを特徴とする請求項１から３のいずれか
に記載の方法。 - 【請求項５】還元ガス中のH2S含有量の調整が、CO2の一
部、従って、スクラビングされたガス中のH2Sの一部を
残すように、CO2スクラビングの洗浄除去の程度を変化
させることによってなされることを特徴とする請求項３
または４記載の方法。 - 【請求項６】酸化鉄含有材料に、黄鉄鉱等の亜硫酸材料
を添加することを特徴とする請求項１から５のいずれか
に記載の方法。 - 【請求項７】前記合成ガスとして、 ・LDオフガス、 ・EAFオフガス、 ・高炉プラントからの高炉ガス、 ・Corexプラントからの高炉ガス、 ・石炭ガス、 ・CorexプラントからのCorexガス、または ・化学的ガス、 の１又は複数が用いられることを特徴とする請求項１か
ら６のいずれかに記載の方法。 - 【請求項８】酸化鉄含有材料を受容し、加熱し、還元す
る少なくとも２つの接続された流動床型直接還元リアク
ター（１から４）、この直接還元リアクター（１から
４）に導入する還元ガス供給ダクト（17）に連通した合
成ガスダクト（13）、及び、直接還元及び還元温度への
加熱において生成されたトップガスを直接還元リアクタ
ー（１）から排出するトップガス排出ダクト（８）を具
備し、このトップガス排出ダクト（８）がCO2スクラバ
ー（16）に延設されたプラントにおいて、 トップガス排出ダクト（８）が、CO2スクラバー（16）
を避けたバイパスダクト（25）を介して還元ガス供給ダ
クト（17）と連通し、合成ガスダクト（13）が、CO2ス
クラバー（16）に連通し、合成ガス及びトップガスから
形成された還元ガスが、CO2スクラバー（16）から直接
還元リアクター（１から４）まで延設された還元ガス供
給ダクト（17）を通って直接還元リアクター（１から
４）に導入されることを特徴とするプラント。 - 【請求項９】天然ガスの再生用のリフォーマー（10）、
及び、このリフォーマー（10）から分離し、トップガス
排出ダクト（８）を結合する再生ガスダクト（13）を具
備して合成ガスが生成され、再生ガスダクト（10）及び
トップガス排出ダクト（８）の両方がCO2スクラバー（1
6）に連通していることを特徴とする請求項８記載のプ
ラント。 - 【請求項１０】再生ガスダクト（10）が、CO2スクラバ
ー（16）を避けたバイパスダクト（28）によって還元ガ
ス供給ダクト（17）に流通していることを特徴とする請
求項９記載のプラント。 - 【請求項１１】バイパスダクト（25,29）が、調整バル
ブ、好ましくは、H2S測定手段を介して作動する制御バ
ルブ（16,28）を具備することを特徴とする請求項８か
ら10のいずれかに記載のプラント。
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