JP5612199B2 - 溶銑の製造方法及び製造プラント - Google Patents
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Description
u = ガスフローの有効速度[m/s]
ρs = 固体物粒子の密度[kg/m3]
ρf = 流動ガスの有効密度[kg/m3]
dp = リアクタ動作中に存在するリアクタインベントリ(reactor inventory)の粒子(又は形成された粒子)の平均直径[m]
g = 重力定数[m/s2]
・融点より低い温度での直接還元
・溶融前の副生成物の分離
・還元鉱石の溶融ユニットへの高温投入
によって、溶融還元において、省エネルギ化が達成できる。
2…粒状鉄鉱石用貯蔵容器
3…混合タンク
4…第1予備加熱ステージの熱交換器
5…第1予備加熱ステージのサイクロン
6、6´、6´´…固体物シュート
7…第2予備加熱ステージの熱交換器
8…第2予備加熱ステージのサイクロン
9…熱発生器
10…石炭用貯蔵容器
10a…粉砕乾燥装置
11…再循環ガス用ガスダクト
12…連通路
13…流動層反応器
14…流動層反応器のサイクロン
15…固体物戻しシュート
16、16´、16´´…ガスダクト
17a…廃熱ボイラー
17b…サイクロン
17c…スクラバ
18…CO2吸収装置
19…ガスヒータ
20…固体物管路
21…フラッシュ冷却器(熱交換装置)
22…排出シュート
23…フラッシュ冷却器のサイクロン
24…再循環ダクト
25、25´、25´´、25´´´…固体物シュート
26…バッファーホッパー
27…送り容器
28…オーバーフローホッパー
29…分配ホッパー
30…高温磁気分離器
31…溶融還元炉
32…熱間圧縮ユニット
Claims (13)
- 酸化鉄を含む粒状原材料を、流動層反応器において少なくとも850℃の温度で炭素質還元剤によって部分還元して、還元混合物を得る工程と、
前記還元混合物を排出システムを介して溶融還元ユニットに供給する工程と、
を有する溶銑を製造する方法であって、
前記還元混合物を前記溶融還元ユニットに供給する前に、300〜500℃に予備加熱されたプロセスガスを冷却媒体として使用する熱交換装置において前記還元混合物を740〜760℃の温度に冷却し、
前記プロセスガスは、前記熱交換装置で冷却媒体として使用された後に、前記流動層反応器に供給され、前記流動層反応器から取り出された後、再度、300〜500℃に予備加熱されて前記熱交換装置に導入される再循環ガスであることを特徴とする溶銑を製造する方法。 - 請求項1記載の方法において、前記プロセスガスは、一酸化炭素(CO)及び/又は元素水素(H2)を含有することを特徴とする方法。
- 請求項1又は2記載の方法において、前記熱交換装置に導入された前記プロセスガスは、前記還元混合物によって600〜800℃に予備加熱されることを特徴とする方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法において、前記熱交換装置に続いて、前記還元混合物は、該還元混合物によって加熱されたプロセスガスから分離され、前記加熱されたプロセスガスは前記流動層反応器に、流動ガス又は還元ガスとして供給され、前記還元混合物は前記溶融還元ユニットに供給されることを特徴とする方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法において、前記熱交換装置の後且つ前記排出システムの後、前記還元混合物は、非磁性物質を分離する高温磁気分離器に供給されることを特徴とする方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法において、前記熱交換装置の前記還元混合物を搬送する動力を利用することによって、前記還元混合物は、前記排出システム又はそれ以降の装置に搬送されることを特徴とする方法。
- 請求項5記載の方法において、前記高温磁気分離器のフロー温度は、前記予備加熱されたプロセスガスの温度を介して制御されることを特徴とする方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法において、前記熱交換装置に続いて設けられた排出システムにおいて、前記流動層反応器及び前記熱交換装置におけるプラント圧は、ライザー及びオーバーフローホッパーを介して減少されることを特徴とする方法。
- 請求項5又は7記載の方法において、前記排出システム後の前記還元混合物又は前記高温磁気分離器後の高温還元鉱石は、熱間ブリケットユニット又は熱間圧縮ユニットに供給されることを特徴とする方法。
- 鉄鉱石及び還元剤を投入する装置と、
鉄鉱石を部分還元する流動層反応器(13)と、
溶銑を製造する溶融還元ユニット(31)と、
を備えた溶銑を製造するプラントであって、
前記流動層反応器(13)と前記溶融還元ユニット(31)との間に熱交換装置(21)が設けられ、
前記熱交換装置(21)は、300〜500℃に予備加熱されたプロセスガスがガスダクト(11)を介して供給され、且つ前記流動層反応器(13)から還元混合物が供給されることで、前記プロセスガスを冷却媒体として、前記還元混合物を740〜760℃に冷却するフラッシュ冷却器であり、
前記熱交換装置が排出した前記還元混合物と、前記還元混合物を冷却した後の前記プロセスガスとを互いに分離し、前記還元混合物が分離された前記プロセスガスを再循環ダクト(24)を介して前記流動層反応器(13)に供給し、且つ、前記還元混合物を固体物シュート(25)を介して排出システム(25〜29)に供給するサイクロン(23)をさらに備え、
前記排出システム(25〜29)は、前記還元混合物を前記溶融還元ユニット(31)に供給し、
前記流動層反応器(13)から排出された前記プロセスガスは、再び、300〜500℃に予備加熱された後、前記ガスダクト(11)を介して前記熱交換装置(21)に供給されることを特徴とする溶銑を製造するプラント。 - 請求項10記載のプラントにおいて、前記フラッシュ冷却器は環状流動層を有することを特徴とするプラント。
- 請求項10又は11記載のプラントにおいて、前記排出システム(25〜29)に続いて、高温磁気分離器(30)が設けられることを特徴とするプラント。
- 請求項12記載のプラントにおいて、前記排出システム(25〜29)又は前記高温磁気分離器(30)に続いて、熱間ブリケットユニット又は熱間圧縮ユニット(32)が設けられることを特徴とするプラント。
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