JP3359639B2 - 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

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成ガス（Synthesis gas）、好ましくは
再生天然ガスを、酸化鉄含有材料の直接還元で形成する
トップガス（Top gas）と混合し、還元温度で分解しな
い還元ガスとして直接還元に使用する酸化鉄含有材料の
直接還元法、並びに、この方法を実施するためのプラン
トに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このタイプの方法は、例えば、米国特許第2752234号
公報、米国特許第5082251号公報、及び欧州特許出願公
報第0571358号公報によって知られている。 欧州特許出願公開第05722358号公報によって、微細鉱
石の還元は、下式 Fe2O3＋3H2＝2Fe＋3H2O−ΔＨ に従うH2との強い吸熱反応を介して起こるのみならず、
発熱反応である下式 Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3C2O＋ΔＨ に従うCOとの反応をも介して行われることが知られてい
る。これによって、特にエネルギーコストを含む操作コ
ストをかなり低減することができる。
【０００３】 しかしながら、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 dustin
g）」と呼ばれる金属分解を生ずる。金属ダストは、高
温において多いので、高温のCO含有還元ガスに接触する
プラント部材は特に危険である。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
温度まで加熱するガスヒーターである。
【０００４】 従来技術の方法では、還元ガスの含水量が高すぎる又
は低すぎる場合に困難が生じる可能性がある。含水量が
高すぎる場合、還元ガスの還元力が低下する。その結
果、還元ガスが本来有する化学的能力で要求されるより
も多量の還元ガスが必要となる。還元ガスの含水量が低
すぎる場合にはさらに困難が生じる。というのも、還元
ガスが乾燥しすぎると、金属ダストが大量に発生するか
らである。これらの欠点を最小にするために、極めて正
確に最適な含水量に調整する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの欠点及び困難性を無くすことを目
的とし、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という目的を有する。それに
より、還元ガス中のCO含有量が増加しても簡単な方法で
金属ダストの発生を最小化又は防止し、特に、手法上及
び構造上単純で低コストの方法で、金属プラント部材の
寿命を極めて長くすることができ、しかしながら、還元
ガスの化学的能力を最適な程度で利用することができ
る。これにより、エネルギー需要、特に還元ガスの需要
を最小にすることができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、トップガスの一部を、
還元ガスとして用いる前にCO2スクラビング（Wasche）
し、CO2スクラビングを施したトップガスを合成ガスと
混合し、H2O飽和させながら直接注水によって所定温度
にし、直接注水の後に、CO2スクラビングしていないト
ップガスを混合することによって飽和温度以上に加熱
し、次いで還元ガスとして使用することにより、還元ガ
スのH2O含有量を１から２容量％、好ましくは約1.5容量
％に調整することによって達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
CO2スクラビングしたトップガス及び混合した合成ガ
スを、注水によって直接冷却または直接加熱することに
より、このガス混合物を水分飽和させることができ、そ
の温度は、設定した含水量の関数として選択される。還
元ガスの温度を調整することにより、制御するのが簡単
で精度が高い上に高価でない方法で還元ガスの含水量を
極めて正確に、即ち、例えば、他の手段を用いて羽口を
介して蒸気を吹き込むよりも正確に制御することができ
る。
【０００８】直接冷却器から飽和状態で放出される還元
ガスによる凝結を避けるため、（この凝結の形成は、ガ
ス輸送管に亜硫酸を生成させ、ピッチングを招くの
で）、還元ガスの温度を飽和温度以上、即ちその直上に
上昇させる。
【０００９】 実際に、導入部で挙げた従来技術から、還元ガスは約
1.5容量％のH2O含有量を有することが知られている。し
かし、これまでの従来技術の文献では、H2O含有量を所
定の値に正確に調整すること、または、還元ガスにおい
て所定のH2O含有量が得られる方法について考慮したも
のは無い。
【００１０】 仏国特許出願公開第975404号公報から、還元ゾーンに
おいて750℃から900℃の間の温度で（即ち、主に水素と
炭素含有ガスからなる還元ガスにより）酸化鉄を処理す
ると、蒸気の温度で酸化鉄の存在下分解し、酸化鉄に炭
素が析出することが知られている。ここで、酸化鉄に析
出する炭素量は、ガス1m3当たり約32〜160gの水蒸気の
存在下酸化鉄の脱酸素を行うことによって調節される。
【００１１】 好ましくは、合成ガスとして再生天然ガスが用いら
れ、再生天然ガスは、還元ガスとして用いる前にCO2ス
クラビングを施されるが、再生天然ガスの一部はCO2ス
クラビングを避け、CO2スクラビングを施したトップガ
スとともに直接注水される。
【００１２】 好適には、トップガスの一部はCO2スクラビングを避
け、CO2スクラビングを施したトップガスとともに直接
注水される。
【００１３】 前記最後の２方法によれば、還元ガス中の所定のCO2
含有量または還元ガス中の所定のCO/CO2比をそれぞれ保
証することができ、金属ダストの危険をさらに少なくで
きる。
【００１４】 合成ガス、好ましくは再生天然ガスを、酸化鉄含有材
料の直接還元で形成するトップガスと混合し、還元温度
で分解しない還元ガスとして直接還元に使用する、酸化
鉄含有材料の直接還元法の好ましい実施態様は、CO2ス
クラビングを施したトップガスを合成ガスと混合し、H2
Oを豊富化しながら所定温度にし、次いで水分回収し、
最後に還元ガスとして用いることにより、還元ガスのH2
O含有量を１から２容量％、好ましくは約1.5容量％に調
整することを特徴とする。 ここで、水分回収は、亜硫酸の生成を避けるため、還
元ガスからの如何なる凝結も排除されるように、注水の
後に行われる。
【００１５】 合成ガス、好ましくは再生天然ガスを、酸化鉄含有材
料の直接還元で形成するトップガスと混合し、還元温度
で分解しない還元ガスとして直接還元に使用する、酸化
鉄含有材料の直接還元法の好ましい別の実施態様は、ト
ップガスを還元ガスとして用いる前にCO2スクラビング
を施し、CO2スクラバーの温度制御によって還元ガス中
のH2O含有量を所定値に調整することにより、還元ガス
のH2O含有量を１から２容量％、好ましくは約1.5容量％
に調整することを特徴とする。ここで、CO2スクラバー
から放出されるガスのH2O含有量がCO2スクラバーの操作
温度に依存しているという利点を利用する。
【００１６】 再生天然ガスに換えて、以下のガスの１又は複数を合
成ガスとして用いてもよい。 ・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ガス発生装置からのCorexガス ・化学的ガス（chemical gas）
【００１７】 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、トップガス排出ダクトは、CO2スクラバーに連通
し、合成ガス及びトップガスから形成された還元ガスが
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、還元ガス供給ダクトがCO2スクラバーからガスヒ
ーターを介して直接還元リアクターまで延設されている
プラントにおいて、還元ガス供給ダクトが直接冷却器に
連通し、そこからさらにガスヒーターに向き、トップガ
ス排出ダクトが、CO2スクラバーを避けるバイパスダク
トによって、還元ガス供給ダクトと、ガスヒーターに接
続される前に連通していることを特徴とする。
【００１８】 好ましくは、再生天然ガス用のリフォーマー、及び、
リフォーマーから分岐し、トップガス排出ダクトに接続
する再生ガスダクトが、合成ガスの製造のために設けら
れ、再生ガスダクトとトップガス排出ダクトの両方がCO
2スクラバーに連通している。
【００１９】 還元ガス中の好ましいCO2含有量又は所定のCO/CO2比
を調整するために、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、それが直接冷却器に導入される前に、連通されるの
が好ましい。
【００２０】 さらに、還元ガスの好ましいCO2含有量を調整するた
めに、トップガス排出ダクトは、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、そ
れが直接冷却器に導入される前に連通されるのが好まし
い。
【００２１】 この方法を実施するためのプラントの他の好ましい実
施態様は、酸化鉄含有材料を受容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、トップガス排出ダクトは
CO2スクラバーに連通し、合成ガス及びトップガスから
形成された還元ガスが、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、還元ガス供給ダクトがCO
2スクラバーからガスヒーターを介して直接還元リアク
ターまで延設されているプラントにおいて、還元ガス供
給ダクトが直接冷却器に連通し、そこから水分回収器を
通ってガスヒーターに連通したことを特徴とする。
【００２２】 以下に、本発明を、各々好ましい実施態様に従う工程
図を示す図１及び２によってさらに詳細に説明する。
【００２３】 本発明のプラントの図１に示したものは、順次接続さ
れた４つの渦巻き層（Wirbelschichtreactoren）リアク
ター１〜４を具備し、微細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の渦巻き層リアクタ
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を介して一の渦巻
き層リアクターから他の渦巻き層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。
【００２４】 第１の渦巻き層リアクター１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。
【００２５】 還元ガスは、一方の渦巻き層リアクター４から、他方
の渦巻き層リアクター３〜１へ向けて、鉱石の流れと反
対に流し、最後の渦巻き層リアクター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。 還元ガスの生成は、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、脱硫プラント12で脱
硫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、80から150℃に冷却されて、ガスから水分が
凝結除去される。
【００２６】 再生ガスダクト13は、トップガスがコンプレッサ15で
圧縮された後、トップガス排出ダクト８に導入されてい
る。このように形成された混合ガスは、CO2スクラバー1
6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CO2スクラバー16
の次に配置され、ガス流動の方向から見ると、還元ガス
を第１の渦巻き層リアクター４に供給し、そこで還元ガ
スが微細鉱石と反応して直接還元された鉄を生成する。
渦巻き層リアクター４から１は連続して配設され、還元
ガスは一の渦巻き層リアクターから他の渦巻き層リアク
ターへ接続ダクト19を介して移動する。
【００２７】 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、19から流出さ
せる。流出したトップガスは、分岐ダスト20を介して還
元ガス加熱用ヒーター18に供給され、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、エネルギー不足解消が可能である。
【００２８】 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、脱硫プラント12を通過した後の天然ガスを予
備加熱し、再生に必要な蒸気を生成し、及びダクト23を
介してガスヒーター18に供給される燃焼用空気の、並び
に、もし必要なら、還元ガスの予備加熱に利用される。
ダクト24を介してリフォーマー10に供給される燃焼性空
気も、同様に予備加熱される。
【００２９】 還元ガスのH2O含有量を調整するために、還元ガスを
直接冷却器25において直接冷却又は直接加熱、即ち、注
水によって冷却又は加熱し、このようにして、還元ガス
よりも冷たい又は熱い水と直接接触させる。ここで、還
元ガスのH2O含有量は、飽和点まで減少または増加す
る。H2O飽和した還元ガスがさらにガスヒーター18を通
過したときに凝結が起こるのを防止するために、より高
温でスクラビングしていないトップガスを、トップガス
排出ダクト８から分岐し、還元ガス供給ダクト17に接続
しているバイパスダクト26を介して、還元ガスがガスヒ
ーター18に入る前にそれに供給する。これにより、直接
冷却器25で例えば70℃に調整された還元ガスの温度は、
例えば75℃に上昇する。ガスヒーター18から放出される
還元ガスは、飽和温度（即ち、還元ガスが直接冷却器25
で到達した温度）に対応した含水量を有し、従って、還
元ガスの還元能力は、最適な程度で利用できるにもかか
わらず、金属ダストの発生の危険性は最小になる。
【００３０】 金属ダストをさらに低減させるために、還元ガスのCO
/CO2比を予め設定した値に調整するのが好ましい。この
調整は、例えば、再生ガスを、CO2スクラバーを避けた
バイパスダクト27を介して、還元ガス供給ダクト17に、
それが直接冷却器25に入る前に供給することによって好
適に行われる。 ここで、トップガスの一部を、CO2スクラバー16から放
出される還元ガスに、同様にバイパスダクト28を介し
て、即ちスクラビングしない状態で還元ガスに直接注入
するのも好ましい。
【００３１】 全てのバイパスダクト26、27、28は、測定基地29によ
ってなされる還元ガスのCO/CO2比の測定に基づいて調整
または制御されるべき調整又は制御バルブを備える。
【００３２】 還元ガス中の所望のCO/CO2比は、全てのトップガス及
び全ての再生ガスをCO2スクラバー16に通し、CO2スクラ
バーの洗浄除去レベルを、CO2の一部（従って、鉱石の
加熱時に鉱石から発生したトップガスに吸収されたH2S
の一部も）がCO2スクラバー16から放出されるガス中に
残るように調整することによって調整してもよい。これ
は、バルブを備えたバイパスダクト26、27、28等の付加
的な手段が無く、全てのガス量、即ち全てのトップガス
と全ての再生ガスとをCO2スクラバー16に通すだけで、
そのような量に配分できるので有利である。
【００３３】 渦巻き層リアクター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140ppmVの範囲
のH2Sガス含有量を有する。上記したように、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
細鉱石の予備還元の間に、各々生成される。
【００３４】 還元ガス中の増加したH2S含有量は、金属ダストの発
生も低下させるので、CO2スクラバーによってトップガ
スからH2Sが完全に洗浄除去されなくともよいが、還元
ガスに望ましいH2Sの比率がトップガスから還元ガスに
供給されるよう考慮することが条件である。この場合、
これは、CO2スクラバー16をバイパスしたバイパスダク
ト26、28によって実現され、これらのバイパスダクト
は、トップガス排出ダクト８から分岐し、還元ガス供給
ダクト17に連通する。これらのバイパスダクト26、28に
は、制御バルブが設けられ、H2S含有量を、20から40ppm
Vの範囲に、好ましくは約25ppmVに調整可能である。こ
のとき、制御バルブは、H2S測定手段30を介して作動す
るのが好ましい。
【００３５】 図２に例示した直接還元用プラントの実施態様では、
直接冷却器25から飽和状態で放出される還元ガスの凝結
による亜硫酸の生成が、還元ガスを、ガスヒーター18に
導入する前に、水分回収器31に通すことによって防止さ
れる。
【００３６】 還元ガス中の所望のH2O含有量、CO/CO2比、及びH2S含
有量を調整するための上記手段は、個々に行ってもよい
し、複数または全てを共通させて行ってもよいが、対応
する操作条件及び鉱石の化学組成などの関数として選択
された最良の方法で行う。
【００３７】
【実施例】
還元ガス中のH2O含有量を1.5％に調整することを、以
下の実施例によって説明する。
【００３８】 100t/hの乾燥微細鉱石を、図１に従って配置され、70
t/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。 赤鉄鉱 94.2 ％ 母岩 2.2 ％ イオウ 0.02％
【００３９】 直接還元で生成されたトップガスから、78,000Nm3/h
を、48,000Nm3/hの再生冷却天然ガスと混合し、CO2スク
ラバー16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。
【００４０】 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。
【表１】
【００４１】 再生天然ガスの温度は120℃、トップガスの温度は100
℃であった。CO2スクラバー16から放出されたガス混合
物を直接冷却器25に供給し、68℃の温度まで冷却した。
冷却されたガス混合物は以下の組成を有していた。
【表２】
【００４２】 このガス混合物を、CO2スクラバー16を通さず、バイ
パスダクト26を介して還元ガス供給ダクト17に注入され
た78,000Nm3/hのトップガスと混合した。この混合によ
り、ガスヒーター18、続いて渦巻き層リアクター１から
４に供給された還元ガスが生成した。この還元ガスは、
75度の温度を有し、次の化学組成を有していた。
【表３】 海綿鉄の金属化率（Fe met/Fe tot）は92％であっ
た。
【００４３】 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、渦巻き層リ
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 ・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ガス発生装置からのCorexガス ・化学的ガス
フロントページの続き (73)特許権者 595031373 ブリファー・インターナショナル・リミ テッド バルバドス・ブリッジタウン・ベイ・ス トリート・ブッシュ・ヒル・ジ・アーネ スト・アンド・ヤング・ビルディング （番地なし) (72)発明者 シップ，ゲルハルト オーストリア国 Ａ−4040 リンツ カ ペレンストラッセ 11 (72)発明者 ミリオニス，コンスタンティン オーストリア国 Ａ−8413 エスティ ゲオルゲン アン デル スティーフリ ンク 122 (72)発明者 グシェー，モルテザ サダト オーストリア国 Ａ−4040 リンツ グ リュンドベルグストラッセ 40 (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６−81019（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21B 13/00

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】合成ガスを、酸化鉄含有材料の直接還元で
    生成されるトップガスと混合し、還元温度において分解
    しない還元ガスとして直接還元に用いる酸化鉄含有材料
    の直接還元法であって、トップガスの一部が還元ガスと
    して用いられる前にCO2スクラビングされ、CO2スクラビ
    ングを施した当該トップガスが合成ガスに混合され、H2
    Oで飽和されながら直接注水されることによって所定の
    温度とされ、直接注水の後に、CO2スクラビングしてい
    ないトップガスと混合されることによって飽和温度より
    高い温度まで加熱され、次いで、還元ガスとして用いら
    れることによって、還元ガス中のH2O含有量が１から２
    容量％の間に調整されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】前記合成ガスとして再生天然ガスを用い、
    該再生天然ガスを還元ガスとして用いる前にCO2スクラ
    ビングが施されるが、CO2スクラビングを受けない再生
    天然ガスの一部が、CO2スクラビングを受けたトップガ
    スとともに、直接注水されることを特徴とする請求項１
    記載の方法。
  3. 【請求項３】CO2スクラビングを受けないトップガスの
    一部が、CO2スクラビングを受けたトップガスととも
    に、直接注水されることを特徴とする請求項１または２
    記載の方法。
  4. 【請求項４】合成ガスを、酸化鉄含有材料の直接還元で
    生成されるトップガスと混合し、還元温度において分解
    しない還元ガスとして直接還元に用いる酸化鉄含有材料
    の直接還元法であって、前記合成ガスにCO2スクラビン
    グを施したトップガスを混合し、H2Oを飽和しながら所
    定温度にし、次いで、水分回収を行い、最後に還元ガス
    として用いることにより還元ガス中のH2O含有量が１か
    ら２容量％の間に調整されることを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】前記合成ガスとして再生天然ガスを用い、
    該再生天然ガスを還元ガスとして用いる前にCO2スクラ
    ビングが施されるが、CO2スクラビングを受けない再生
    天然ガスの一部が、CO2スクラビングを受けたトップガ
    スとともに直接注水されることを特徴とする請求項４記
    載の方法。
  6. 【請求項６】CO2スクラビングを受けないトップガスの
    一部が、CO2スクラビングを受けたトップガスとともに
    直接注水されることを特徴とする請求項４または５記載
    の方法。
  7. 【請求項７】合成ガスを、酸化鉄含有材料の直接還元で
    生成されるトップガスと混合し、還元温度において分解
    しない還元ガスとして直接還元に用いる酸化鉄含有材料
    の直接還元法であって、CO2スクラビングを受けていな
    い合成ガスと混合されて還元ガスを形成する前に、トッ
    プガスにのみCO2スクラビングを施すことによって、還
    元ガス中のH2O含有量が１から２容量％の間に調整さ
    れ、還元ガス中の所望のH2O含有量が、CO2スクラバー
    （16）の温度制御によって調整されることを特徴とする
    方法。
  8. 【請求項８】前記合成ガスとして再生天然ガスを用い、
    該再生天然ガスの一部に、還元ガスとして用いる前にCO
    2スクラビングが施されるが、CO2スクラビングを受けな
    い再生天然ガスの他の部分が、CO2スクラビングを受け
    たトップガスと混合されることを特徴とする請求項７記
    載の方法。
  9. 【請求項９】CO2スクラビングを受けないトップガスの
    一部が、CO2スクラビングを受けたトップガスに混合さ
    れることを特徴とする請求項７または８記載の方法。
  10. 【請求項１０】CO2スクラビングを施されたトップガス
    が、混合ガスとして、 ・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ガス発生装置からのCorexガス、または ・化学的ガス、 の１または複数のガスと混合されることを特徴とする請
    求項１から９のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】酸化鉄含有材料を受容し、還元する少な
    くとも１つの直接還元リアクター（１から４）と、この
    直接還元リアクター（１から４）に還元ガスを導入する
    還元ガス供給ダクト（17）と、直接還元において生成さ
    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）とを具備し、このトップ
    ガス排出ダクト（８）はCO2スクラバー（16）に延設さ
    れ、還元ガス供給ダクト（17）は、CO2スクラバー（1
    6）から発してガスヒーター（18）を介して直接還元リ
    アクター（１から４）まで延設され、合成ガスとトップ
    ガスとからなる還元ガスが前記還元ガス供給ダクト（1
    7）を通って直接還元リアクター（１から４）に導入さ
    れる、請求項１から３のいずれかの方法を実施するため
    のプラントであって、 還元ガス供給ダクト（17）が直接冷却器（25）まで延設
    され、そこから、さらにガスヒーター（18）に接続され
    ること、及び、トップガス排出ダクト（８）が、CO2ス
    クラバー（16）を避けるバイパスダクト（26）により、
    還元ガス供給ダクト（17）がガスヒーター（18）に連通
    する前に当該還元ガス供給ダクト（17）と流通すること
    を特徴とするプラント。
  12. 【請求項１２】合成ガス製造用に、天然ガス再生用リフ
    ォーマー（10）と、リフォーマー（10）から分岐してト
    ップガス排出ダクト（８）に接続された再生ガスダクト
    （13）とを具備し、再生ガスダクト（13）及びトップガ
    ス排出ダクト（８）の両方がCO2スクラバー（16）に連
    通することを特徴とする請求項11記載のプラント。
  13. 【請求項１３】再生ガスダクト（13）が、CO2スクラバ
    ー（16）を避けるバイパスダクト（27）により、還元ガ
    ス供給ダクト（17）が直接冷却器（25）に連通する前
    に、還元ガス供給ダクト（17）に流通することを特徴と
    する請求項12記載のプラント。
  14. 【請求項１４】トップガス排出ダクト（８）が、CO2ス
    クラバー（16）を避けるバイパスダクト（28）により、
    還元ガス供給ダクト（17）が直接冷却器（25）に連通す
    る前に、還元ガス供給ダクト（17）に流通することを特
    徴とする請求項11から13のいずれかに記載のプラント。
  15. 【請求項１５】酸化鉄含有材料を受容し、還元する少な
    くとも１つの直接還元リアクター（１から４）と、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）と、直接還元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）とを具備し、このトップガス排出ダ
    クト（８）はCO2スクラバー（16）に延設され、還元ガ
    ス供給ダクト（17）は、CO2スクラバー（16）から発し
    てガスヒーター（18）を介して直接還元リアクター（１
    から４）まで延設され、合成ガスとトップガスとからな
    る還元ガスが前記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、請求項４
    から６のいずれかの方法を実施するためのプラントであ
    って、 還元ガス供給ダクト（17）が、直接冷却器（25）まで延
    設され、そこから、ガスヒーター（18）に連通する前
    に、水分回収器（31）を通ることを特徴とするプラン
    ト。
  16. 【請求項１６】合成ガス製造用に、天然ガス再生用リフ
    ォーマー（10）と、リフォーマー（10）から分岐してト
    ップガス排出ダクト（８）に接続された再生ガスダクト
    （13）とを具備し、再生ガスダクト（13）及びトップガ
    ス排出ダクト（８）の両方がCO2スクラバー（16）に連
    通することを特徴とする請求項15記載のプラント。
  17. 【請求項１７】再生ガスダクト（13）が、CO2スクラバ
    ー（16）を避けるバイパスダクト（27）により、還元ガ
    ス供給ダクト（17）が直接冷却器（25）に連通する前
    に、還元ガス供給ダクトに流通することを特徴とする請
    求項15記載のプラント。
  18. 【請求項１８】トップガス排出ダクト（８）が、CO2ス
    クラバー（16）を避けるバイパスダクト（28）により、
    還元ガス供給ダクト（17）が直接冷却器（25）に連通す
    る前に、還元ガス供給ダクトに流通することを特徴とす
    る請求項15から17のいずれかに記載のプラント。
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