JPS6014808B2 - An operating method that simultaneously sinters and reduces a mixture of powdered iron oxide and heavy oil and gasifies heavy oil using a single reaction tower in which a fluidizing medium circulates. - Google Patents

An operating method that simultaneously sinters and reduces a mixture of powdered iron oxide and heavy oil and gasifies heavy oil using a single reaction tower in which a fluidizing medium circulates.

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JPS6014808B2
JPS6014808B2 JP2396880A JP2396880A JPS6014808B2 JP S6014808 B2 JPS6014808 B2 JP S6014808B2 JP 2396880 A JP2396880 A JP 2396880A JP 2396880 A JP2396880 A JP 2396880A JP S6014808 B2 JPS6014808 B2 JP S6014808B2
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fluidizing medium
iron oxide
heavy oil
reaction tower
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/384Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は微粉状酸化鉄の還元において、流動化媒体の
循環する単一反応塔内で徴粉状酸化鉄と童質油との粗粒
状の混合物の暁結・還元と重質油のガス化を同時に生起
させる操業法に関し、特に微粉状酸化鉄の暁絹・還元と
重質油のガス化を単一反応塔を用いて同時に生起させる
ことによって、従来の直接還元製鉄法におけるような造
粒、競結、重質油のガス化および流動化媒体の加熱酸化
鉄の還元などにそれぞれの装置を別個に設備することを
必要としない操業方法の提供を目的とするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the reduction of finely powdered iron oxide, in which a coarse mixture of finely divided iron oxide and young oil is ground up and reduced in a single reaction column in which a fluidizing medium is circulated. Regarding the operation method that simultaneously causes the gasification of heavy oil and the gasification of heavy oil, in particular, by simultaneously causing the reduction of fine powdered iron oxide and the gasification of heavy oil using a single reaction column, it is possible to reduce the conventional direct reduction. The purpose is to provide an operating method that does not require separate equipment for granulation, coalescence, gasification of heavy oil, reduction of heated iron oxide as a fluidizing medium, etc., as in the iron manufacturing process. It is something.

軍質油を用いて粉状酸化鉄を還元する従来方法の例を第
1図に示す。第1図において、41は反応塔、42は再
熱塔である。反応塔41で粉状酸化鉄が還元される吸熱
反応に必要な熱量は、再熱塔42内の高温流動化媒体が
連絡管43を経て循環することによって与えられる。反
応塔41から再熱塔42への流動化媒体の移動は、両塔
間の連絡管50とサイクロン45を通して行なわれる。
一方粉状酸化鉄は供給口44から反応塔41内に供給さ
れ、ガス送入口51から導入される流動化ガスによって
流動化させておき、同時に導入口48から別に設けられ
た還元用ガス製造装置(図示なし)で重質油をガス化し
て製造された還元用ガスを吹き込んで還元反応をおこさ
せ、還元された粉状鉄鉱石は造粒・競結して使用される
。これに対し、コークスや石炭などの炭材は供聯合口4
7から再熱塔42内に供V給し、下総のガス送入口50
から導入する流動ガスによって流動層を形成させつつガ
ス吹込みノズル46から吹き込む酸素・空気などの酸化
性ガスと接触させて燃焼・加熱して反応熱源となる高温
流動化媒体を得るものである。
An example of a conventional method for reducing powdered iron oxide using military oil is shown in FIG. In FIG. 1, 41 is a reaction tower and 42 is a reheating tower. The amount of heat required for the endothermic reaction in which the powdered iron oxide is reduced in the reaction tower 41 is provided by circulating the high temperature fluidizing medium in the reheating tower 42 via the connecting pipe 43. The fluidizing medium is transferred from the reaction column 41 to the reheating column 42 through a connecting pipe 50 and a cyclone 45 between the two columns.
On the other hand, powdered iron oxide is supplied into the reaction tower 41 from the supply port 44 and is fluidized by the fluidizing gas introduced from the gas inlet 51, and at the same time, the powdered iron oxide is supplied from the inlet 48 to a separately provided reducing gas production device. A reducing gas produced by gasifying heavy oil (not shown) is blown in to cause a reduction reaction, and the reduced powdered iron ore is granulated and consolidated for use. In contrast, carbonaceous materials such as coke and coal are
V is supplied into the reheating tower 42 from 7, and the gas inlet 50 of Shimousa
A fluidized bed is formed by the fluidized gas introduced from the gas injection nozzle 46, and the medium is combusted and heated by being brought into contact with an oxidizing gas such as oxygen or air blown from the gas injection nozzle 46 to obtain a high-temperature fluidized medium that serves as a heat source for the reaction.

上記のように従釆方法においては童質油をガス化して水
素、一酸化炭素などに富む還元用ガスを製造し、この還
元用ガスを別に設けた粉状酸化鉄の還元反応装置に送入
することによって粉状酸化鉄の還元を行なうため、高価
な還元用ガス製造装置を必要とする欠点があった。また
鉱石原料が浮遊選鉱処理による微粉状酸化鉄である場合
には、徴粉状酸化鉄の造粒あるいは競結装置を必要とす
るために、これらの設備に要する建設費が鉄むだけでな
く、エネルギー損失が各装置間で相乗されるので、全体
としてのエネルギー損失が大きく省エネルギーの美をあ
げることが困難である。
As mentioned above, in the secondary method, young oil is gasified to produce a reducing gas rich in hydrogen, carbon monoxide, etc., and this reducing gas is sent to a separate reduction reaction device for powdered iron oxide. Since the powdered iron oxide is reduced by this method, there is a drawback that an expensive reducing gas production device is required. In addition, if the ore raw material is finely powdered iron oxide obtained by flotation treatment, granulation or coalescence equipment for finely divided iron oxide is required, which increases the construction cost for these facilities. Since the energy loss is multiplied between each device, the overall energy loss is large and it is difficult to achieve the beauty of energy saving.

更に将来の鉄鉱石資源は魂鉱から次第に微粉状のものに
変り行く傾向にあり、特に浮遊選鉱処理による微粉状鉱
石の占める割合が増大するものと予想されている。
Furthermore, iron ore resources in the future will tend to gradually change from soul ore to fine powder, and in particular, it is expected that the proportion of fine powder ore resulting from flotation processing will increase.

このような状況においてもなお、微粉状酸化鉄の還元に
際して前記のような造粒・焼結装置、還元用ガス発生装
置、還元反応装置、流動化媒体の加熱装置などを各別々
に設置することは好ましいことではない。本発明者は粉
状酸化鉄の造粒・暁精と還元、および重質油からの還元
用ガス製造などの諸プロセスを同一の反応塔内で同時に
行なわせ、装置の建設費の低減、エネルギー使用効率の
高い操業方法に開発を企図して、先に持公昭52一30
361号(特許登録番号第901553号)「微粉状酸
化鉄の焼結・還元と重質油のガス化を同時に生起させる
流動化操業法↓特公昭52−30362号(特許登録番
号第901554号)「熱媒体循環流動層を用い粉状酸
化鉄の暁綾・還元と重質油のガス化とを同時に生起させ
る操業法」および持開昭52−150319号「流動層
を用い粉状酸化鉄の競鯖・還元と童質油のガス化とを同
時に生起させる操業方法」を提供した。
Even in such a situation, when reducing fine powdered iron oxide, it is necessary to separately install the granulation and sintering equipment, reduction gas generation equipment, reduction reaction equipment, fluidization medium heating equipment, etc. as described above. is not a good thing. The present inventor has achieved the goal of simultaneously performing various processes such as granulation, refinement and reduction of powdered iron oxide, and production of reducing gas from heavy oil in the same reaction tower, thereby reducing equipment construction costs and reducing energy consumption. With the aim of developing a highly efficient operating method, the company first established
No. 361 (Patent Registration No. 901553) "Fluidization operation method that simultaneously causes sintering and reduction of fine powder iron oxide and gasification of heavy oil ↓ Japanese Patent Publication No. 52-30362 (Patent Registration No. 901554) ``Operation method for simultaneous reduction of powdered iron oxide and gasification of heavy oil using a circulating fluidized bed'' The company provided an operating method that simultaneously produces competitive mackerel reduction and gasification of virgin oil.

微粉状酸化鉄の暁精・還元と車質油のガス化を同時に生
起させるためには、反応塔内に熱エネルギーを連続的に
供給する必要があるが、前記特公昭52一30361号
および持公昭52一30362号‘ま反応塔外部からの
加熱および外部からの高温固体粒子循環によって反応塔
内への熱エネルギーの供聯合を達成させる操業法であり
、侍開昭52−15031y号は単一反応塔の上部に酸
素による高温燃焼ガスまたは酸素に富むガスを送入する
ことによって達成される操業法である。この発明は、反
応塔内に必要な熱エネルギーを連続的に供給するのに、
従釆技術のような、反応塔の外部からの熱エネルギーの
供給を行なうものでなく、単一反応塔内で熱エネルギー
の供給を効率よく行なうものであって、このためにこの
発明では単一反応塔中に隔壁を設け、固体粒子を流動化
媒体として反応塔中を連続的に循環させることによって
目的を達成させると同時に、還元鉄粗粒体を流動化媒体
である固体粒子から容易に分離して排出させるためのも
のである。
In order to simultaneously produce the refining and reduction of fine powdered iron oxide and the gasification of car oil, it is necessary to continuously supply thermal energy into the reaction tower. Publication No. 52-30362' is an operation method that achieves the integration of thermal energy into the reaction tower by heating from the outside of the reaction tower and circulation of high-temperature solid particles from the outside. This method of operation is achieved by introducing hot combustion gas with oxygen or oxygen-enriched gas into the upper part of the reaction column. This invention continuously supplies the necessary thermal energy into the reaction tower.
This technology does not supply thermal energy from outside the reaction tower as in the secondary reactor technology, but efficiently supplies thermal energy within a single reaction tower. By installing a partition wall in the reaction tower and continuously circulating the solid particles as a fluidizing medium through the reaction tower, the purpose is achieved, and at the same time, the reduced iron coarse particles can be easily separated from the solid particles that are the fluidizing medium. This is for the purpose of discharging the water.

この発明は、高温の固体粒子を熱媒体とする単一流動層
を形成させる反応塔中に隔壁を設けることにより、一方
の流動化媒体の部分が他の流動化媒体の部分へ隔壁の上
端および下端を経て流動層内で連続的な流動化媒体の循
環流動を生起させ、上記隔壁によって分かたれた一方の
部分では流動化媒体が加熱され、微粉状酸化鉄と重質油
の混合物組粒体を上記隔壁によって形成された他の一方
の高温流動層中に加えることにより、童質油は微粉状酸
化鉄の存在下でガス化されて還元性ガスが生成され、微
粉状酸化鉄は車質油からの残留炭素費、流動層内の高温
度および還元性雰囲気によって糠結・還元される。
In this invention, by providing a partition wall in a reaction tower that forms a single fluidized bed using high-temperature solid particles as a heat medium, a portion of one fluidizing medium is connected to the upper end of the partition wall and a portion of another fluidizing medium. Continuous circulating flow of the fluidizing medium is caused in the fluidized bed through the lower end, and in one part separated by the partition wall, the fluidizing medium is heated, and a mixture of fine powdered iron oxide and heavy oil is heated. is added to the other high-temperature fluidized bed formed by the partition walls, the virgin oil is gasified in the presence of fine powdered iron oxide to produce a reducing gas, and the fine powdered iron oxide is Residual carbon from the oil, high temperature and reducing atmosphere in the fluidized bed cause coagulation and reduction.

以下更にこの発明の特徴を詳細に説明する。この発明は
、下方に向って断面積が漸次小さくなるような下底部を
有しかつ内部に隔壁を有する筒状体の反応塔内に、平均
粒径が0.1〜1.仇肋の粉粒状固体からなる流動化媒
体を収め、この流動化媒体中に流動化ガスを送入するこ
とによって流動層内に流動化媒体の連続的な循環を形成
させ、隔壁によって形成された一方の流動層中には酸素
または酸素に富むガスを送入して流動化媒体を流動させ
ると同時に流動層中に袋入された可燃物をガス化・燃焼
するか「あるいは高温の燃焼ガスを送入して流動媒体を
800〜120000に加熱し、隔壁によって形成され
る他の一方の流動層中へ上記高溢の流動化媒体を循環移
動させ、この移動した高温の流動化媒体によって高温と
なった高温流動層中に、重量で80パーセント以上が0
.1側以下の粒径である微粉状酸化鉄を、この微粉状酸
化鉄に対して重量で10〜50パーセントに調整した童
質油との混合物組粒体として供給し、700〜1100
00の温度範囲で微粉状酸化鉄の競綾・還元と量質油の
ガス化とを同時に生起させる流動化操業法である。
The features of this invention will be further explained in detail below. In this invention, a cylindrical reaction column having a lower bottom whose cross-sectional area gradually decreases toward the bottom and a partition wall inside the reaction column has an average particle size of 0.1 to 1. A fluidizing medium consisting of a particulate solid is contained, and a continuous circulation of the fluidizing medium is formed in the fluidized bed by feeding a fluidizing gas into this fluidizing medium, and the fluidizing medium is formed by a partition wall. Oxygen or oxygen-rich gas is fed into one fluidized bed to flow the fluidizing medium, and at the same time gasify and burn the combustible materials packed in the fluidized bed. The fluidized medium is heated to 800 to 120,000 ℃, and the overflowing fluidized medium is circulated and moved into the other fluidized bed formed by the partition walls, and the transferred high-temperature fluidized medium causes a high temperature. In the high-temperature fluidized bed, more than 80% by weight is zero.
.. Finely powdered iron oxide having a particle size of 1 side or less is supplied as a mixed granule with 10% to 50% by weight of the finely divided iron oxide, and 700% to 1100%
This is a fluidization operation method that simultaneously causes the competitive regeneration and reduction of fine powdered iron oxide and the gasification of bulk oil in a temperature range of 0.00°C.

この発明において使用する上記流動化媒体は、筒状体内
で形成された流動層内で、微粉状酸化鉄と重質油との混
合物粗粒体が平均的に分散されるようにするとともに、
高温および還元性の雰囲気中で還元される微粉状酸化鉄
の安定的な額粒化を促進するのに役立つものであって、
流動化媒体の平均粒径が1.0側を越えると、流動化媒
体と還元された額粒状環元鉄との分離が困難になるので
好ましくなく、また平均粒径が0.1脚未端であると流
動化媒体が流動化ガスによって流動層の上部から吹き飛
ばされて散逸する量が増加するので好ましくない。なお
流動化媒体としては、砂、アルミナなどの耐火物、鉄鉱
石などの金属酸化物、および石灰、ドロマイトが使用さ
れ、またコークス、チャーなどのような炭素質固体は還
元の強化および還元性ガス発生量の増大に有効である。
この発明の反応塔において、内部に流動層を収納する筒
状体が、下方に向って断面積が漸次小さくなるような形
状とするのは、微粉状酸化鉄と車質油との混合物粗粒体
と流動化媒体との分離を充分に行なわせて筒状体内での
反応効率を高めるとともに、筒状体の底部から排出する
還元された顎粒状還元鉄に流動化媒体が混入するのをで
きるだけ防止するためである。
The fluidizing medium used in this invention allows the coarse particles of the mixture of fine powdered iron oxide and heavy oil to be evenly dispersed in the fluidized bed formed within the cylindrical body, and
Helps promote stable granulation of finely divided iron oxide reduced in high temperature and reducing atmosphere,
If the average particle size of the fluidizing medium exceeds 1.0, it is undesirable because it becomes difficult to separate the fluidizing medium from the reduced granular ring iron. If this is the case, the amount of the fluidizing medium that is blown away from the top of the fluidized bed by the fluidizing gas and dissipated increases, which is not preferable. As fluidizing media, refractories such as sand and alumina, metal oxides such as iron ore, lime, and dolomite are used, and carbonaceous solids such as coke and char are used to enhance reduction and reduce gas Effective in increasing the amount generated.
In the reaction tower of this invention, the cylindrical body housing the fluidized bed inside has a shape in which the cross-sectional area gradually decreases toward the bottom. In addition to increasing the reaction efficiency within the cylindrical body by sufficiently separating the body and the fluidizing medium, it is also necessary to prevent the fluidizing medium from mixing with the reduced jaw granular reduced iron discharged from the bottom of the cylindrical body. This is to prevent this.

上記筒状体内で流動化媒体の流動層を形成させるために
、流動化媒体中のうち隔壁によって形成される一方の流
動化媒体中に流動化ガスを通す。
In order to form a fluidized bed of fluidized media within the cylindrical body, a fluidized gas is passed through one of the fluidized media formed by the partition wall.

この流動化ガスとしては水素、一酸化炭素、メタンなど
の炭化水素系ガスの1種または2種以上からなる還元性
のガスを用いるのが好ましいが、上記のガスのみに限ら
ず要は筒状体中を還元性雰囲気に保つようにすれ‘よよ
い。さらに流動化ガスとしては、筒状体の上部から排出
される排ガスを精製して再循環させて使用してもよく窒
素、水蒸気、二酸化炭素等が含まれていても要は流動化
媒体を流動化し、車質油の分解による還元性ガスの発生
および微粉状酸化鉄の還元に支障を来たさないものであ
れば良い。筒状体中で形成された高温流動層のうち、隔
壁で区切られた他の一方の流動層中に、重量で80パー
セント以上が0.1肋以下の粒径である微粉状酸化鉄を
、この徴粉酸化鉄に対して重量で10〜50パーセント
に調整した童質油との混合物粕粒体として加えて、微粉
状酸化鉄の焼緒・還元と重質油のガス化とを同時に生起
させるのであるが、微粉状酸化鉄のうち重量で80パー
セント以上が0.1側以下の粒径であるとした理由は、
これより粗粒である場合には重質油との混合物組粒体の
形成が充分でなく、流動化媒体中での微粉状酸化鉄の額
粒化が困難になるためである。
As this fluidizing gas, it is preferable to use a reducing gas consisting of one or more hydrocarbon gases such as hydrogen, carbon monoxide, and methane. Try to maintain a reducing atmosphere throughout your body. Furthermore, the fluidizing gas may be used by purifying and recirculating the exhaust gas discharged from the upper part of the cylindrical body.Even if it contains nitrogen, water vapor, carbon dioxide, etc., the essential point is to fluidize the fluidizing medium. Any material may be used as long as it does not interfere with the generation of reducing gas due to the decomposition of car oil and the reduction of finely powdered iron oxide. Among the high-temperature fluidized beds formed in the cylindrical body, in the other fluidized bed separated by a partition, 80% or more by weight of finely powdered iron oxide having a particle size of 0.1 rib or less, A mixture of young oil adjusted to 10 to 50% by weight is added to this powdered iron oxide as a granule to simultaneously burn and reduce the fine powdered iron oxide and gasify the heavy oil. However, the reason why more than 80% by weight of the fine powdered iron oxide has a particle size of 0.1 or less is as follows.
This is because if the particles are coarser than this, the formation of a mixture granule with heavy oil is insufficient, and it becomes difficult to form fine particles of iron oxide in the fluidizing medium.

なお流動化ガスによって形成される流動層は、微粉状酸
化鉄と重質油との混合物粗粒体の筒状体内での還元およ
び頚粒化を充分に行なわせて、反応効率を高め顎粒状還
元鉄への流動化媒体の混入を防止するために、最大内径
の2倍以上の高さに形成されるのが望ましく、しかも後
述する重質油の分解による還元用ガスの発生および微粉
状酸化鉄の還元に必要な温度すなわち700〜1100
ooに保持されなければならない。
The fluidized bed formed by the fluidizing gas sufficiently reduces the coarse particles of the mixture of finely powdered iron oxide and heavy oil in the cylindrical body and forms neck particles, increasing reaction efficiency and reducing the In order to prevent the fluidization medium from mixing with the reduced iron, it is desirable that the height is at least twice the maximum inner diameter. Temperature required for reduction of iron, i.e. 700-1100
Must be held at oo.

また上記微粉状酸化鉄と混合する車質油としては、重質
な原油、重油などの蒸留残澄油あるいは石炭の乾留・ガ
ス化において畠。
In addition, the vehicle oil to be mixed with the above-mentioned fine powdered iron oxide is used in the distillation residual oil such as heavy crude oil and heavy oil, or in the carbonization and gasification of coal.

生した童質油、天然アスファルト、サンドタールビチュ
ーメンなどの童質油が適しており、この童質油は微粉状
酸化鉄のバインダーとしての役割りをなすほか、高温下
において微粉状酸化鉄の暁縞・還元を行なうとともに、
還元性のガスを発生させる役割りを果たす。このような
役割りを果たす童質油の微粉状酸化鉄に対する混合割合
は10〜50パ−セントである。すなわち混合割合が1
0パーセント未満であればバインダーとしての役割りを
充分に果たせないことになり、また50パーセントを越
えると微粉状酸化鉄と車質油との混合物が粗粒状となら
ずスラリー状となって、高温流動層内で顎粒状の還元暁
結体を得ることが困難になるので好ましくはない。上記
微粉状酸化鉄と車質油との混合物組粒体の大きさは2〜
2仇収であることが有利である。この粒径が2柳未満で
あると前記流動化媒体との分離が困難であり、また2仇
肋を越えると上記混合物粗粒体は破壊され易く、またた
とえその粒径が流動層内で還元後まで維持されたとして
も競絵・還元に必要な時間が長くなるので好ましくない
。上記のような諸条件のもとで、筒状体内で形成された
流動化媒体と流動化ガスとによる高温の流動層のうち、
筒状体内に設置された隔壁によって形成された一方の流
動層中に微粉状酸化鉄と童質油の混合物粗粒体を供給す
ると、微粉状酸化鉄が焼結されるとともに重質油が微粉
状酸化鉄の存在の下でガス化し、同時に微粉状酸化鉄の
還元が行なわれて還元鉄の顎粒となり、断面積の小さい
筒状体下部において流動化媒体から分離され筒外に排出
される。筒状体下部において顎粒状還元鉄と分離した流
動化媒体は、筒状体下部に送入される還元性ガスによっ
て上方に移送され、筒状体内に設置された隔壁によって
形成された他の一方の流動層に入り、この中に送入され
る酸素あるいは酸素ガスを含む流動化ガスによって流動
化媒体中の可燃物質あるいは流動化媒体中に装入される
可燃物質をガス化・燃焼して流動化媒体を加熱する。此
の際酸素と可燃物質を送入するかわりに高温の燃焼ガス
を送入することができる。隔壁によって形成される微粉
状酸化鉄と重質油との混合物粗粒体が供給される前記流
動層側に、隔壁を越えて前記高温に加熱された流動化媒
体を循環させることによって、微粉状酸化鉄の焼結・還
元と童質油のガス化に必要な熱エネルギーが供給される
。次にこの発明の方法の構成を具体的な実施態様に基づ
いて図面により詳細に説明する。第2図は、この発明の
一実施態様における微粉状酸化鉄の焼結・車質油のガス
化および微粉状酸化鉄の還元の3つの反応を同時に生起
させる筒状体の反応塔の概略を示す継断側面図である。
Suitable young oils such as raw young oil, natural asphalt, sand tar bitumen, etc. are suitable.This young oil acts as a binder for fine powdered iron oxide, and also acts as a binder for fine powdered iron oxide at high temperatures. Along with performing stripes and reduction,
It plays the role of generating reducing gas. The mixing ratio of child oil, which plays such a role, to fine powdered iron oxide is 10 to 50%. In other words, the mixing ratio is 1
If it is less than 0%, it will not be able to fulfill its role as a binder, and if it exceeds 50%, the mixture of fine powdered iron oxide and car oil will not become coarse particles but will become a slurry, and will not be able to handle high temperatures. This is not preferable because it becomes difficult to obtain reduced particles in the form of jaw granules in the fluidized bed. The size of the aggregated particles of the above-mentioned mixture of fine powdered iron oxide and car oil is 2~
It is advantageous to have two revenges. If the particle size is less than 2, it will be difficult to separate it from the fluidizing medium, and if it exceeds 2, the coarse particles of the mixture will be easily destroyed, and even if the particle size is reduced within the fluidized bed. Even if it were to be maintained until later, it would be undesirable because the time required for competition and return would be longer. Under the above conditions, a high-temperature fluidized bed of fluidizing medium and fluidizing gas is formed inside the cylindrical body.
When coarse particles of a mixture of finely powdered iron oxide and heavy oil are fed into one fluidized bed formed by a partition wall installed in the cylindrical body, the finely powdered iron oxide is sintered and the heavy oil is pulverized. The iron oxide is gasified in the presence of iron oxide, and at the same time the fine iron oxide is reduced to become jaw grains of reduced iron, which are separated from the fluidizing medium at the bottom of the cylindrical body with a small cross-sectional area and discharged outside the cylinder. . The fluidizing medium separated from the jaw granular reduced iron at the lower part of the cylindrical body is transported upward by the reducing gas introduced into the lower part of the cylindrical body, and the other side formed by the partition wall installed inside the cylindrical body. The fluidized bed enters the fluidized bed, and the combustible material in the fluidized medium or the combustible material charged into the fluidized medium is gasified and combusted by the oxygen or fluidized gas containing oxygen gas introduced into the fluidized bed. heat the heating medium. In this case, instead of introducing oxygen and combustible substances, hot combustion gas can be introduced. By circulating the fluidized medium heated to a high temperature over the partition wall to the side of the fluidized bed to which the coarse particles of the mixture of fine powder iron oxide and heavy oil formed by the partition wall are supplied, the mixture of fine powder iron oxide and heavy oil is Thermal energy necessary for sintering and reducing iron oxide and gasifying virgin oil is supplied. Next, the configuration of the method of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings based on specific embodiments. FIG. 2 schematically shows a cylindrical reaction tower that simultaneously causes three reactions: sintering of finely powdered iron oxide, gasification of car oil, and reduction of finely divided iron oxide in one embodiment of the present invention. It is a joint cross-sectional side view shown.

上記第2図において反応塔1の下底部の断面積は下方に
向って次第に小さくなった漏斗状であるが、この形状に
拘束されるものではなく、後述する微粉状酸化鉄と車質
油との混合物組粒体から反応によって生じた顎粒状の還
元鉄と流動化媒体との分離が充分に行なわれ、さらには
該額粒状還元鉄を反応塔底部から排出する際に流動化媒
体が多量に混合するのを避け得るような形状であればよ
い。反応塔1の中部および上部の形状は任意であり、第
2図の反応塔1のように上端近くまで断面積が−定であ
っても、上方の断面積が大きくしても差し支えない。上
記反応塔1の内部には平均粒径が0.1〜1.0帆の粉
粒体、たとえば砂、アルミナ、鉄鉱石、石灰、あるいは
コークス、チャ−などの炭素物質からなる流動化媒体を
収めるが、この流動化媒体は反応塔1内に設置された隔
壁2によって隔壁の上端部および下端部で連結する2つ
の部分すなわち3および4に区分され、反応塔1の底部
に配設された整流器5を介して送入管6から送入される
流動化ガスたとえば水素〜一酸化炭素に富む還元性ガス
によって流動化されて流動層を形成する。
In Fig. 2 above, the cross-sectional area of the bottom of the reaction tower 1 is funnel-shaped, which gradually becomes smaller toward the bottom. However, it is not limited to this shape; The granular reduced iron produced by the reaction from the mixed granules is sufficiently separated from the fluidizing medium, and furthermore, when the granular reduced iron is discharged from the bottom of the reaction tower, a large amount of the fluidizing medium is removed. Any shape may be used as long as it can avoid mixing. The shape of the middle and upper part of the reaction tower 1 is arbitrary, and even if the cross-sectional area is constant up to the vicinity of the upper end as in the reaction tower 1 shown in FIG. 2, there is no problem even if the cross-sectional area in the upper part is large. Inside the reaction column 1, a fluidizing medium made of powder or granules with an average particle size of 0.1 to 1.0 mm, such as sand, alumina, iron ore, lime, or carbon materials such as coke and char, is placed. The fluidizing medium is divided into two parts, namely 3 and 4, which are connected at the upper and lower ends of the partition wall by a partition wall 2 installed in the reaction column 1. It is fluidized by a fluidizing gas, such as a reducing gas rich in hydrogen to carbon monoxide, fed from the feed pipe 6 through the rectifier 5 to form a fluidized bed.

この際、流動化ガスにメタン、ェタンなどの炭化水素「
水蒸気、二酸化炭素、窒素などのガスが存在していても
差し支えない。隔壁によって区分された流動化媒体の部
分3の流動化を助けるために反応塔1の側部に流動化ガ
スの流入口7,7′,7″を設けるようにしてもよく、
流入口7,7′,7″の位置、数および形状などは適宜
定めて、ここに形成された流動層を後述する微粉状酸化
鉄と雲質油との混合物粗粒体の反応に適するように配置
する。また隔壁によって区分けされた流動化媒体の部分
4の流動化を助けるために反応塔1の側部に流動化ガス
の流入口8を設けるようにしてもよく、流入口8の位置
、数および形状などは適宜に定め、ここに形成された流
動層が流動化媒体3と4との間で連続的に循環させるよ
うに配設する。反応塔1内の隔壁2によって区分された
流動化媒体の部分4の下部に装入口9を設置し、この装
入口を介して重質油、ピッチ、粉粒状石炭などの可燃物
を流動化媒体4の中に装入し、流入口10から酸素また
は酸素に富んだガスを送入して、上記可燃物をガス化・
燃焼して流動化媒体を800〜1200ooの温度範囲
内に加熱する。
At this time, hydrocarbons such as methane and ethane are added to the fluidizing gas.
Gases such as water vapor, carbon dioxide, and nitrogen may be present. Fluidizing gas inlets 7, 7', 7'' may be provided at the side of the reaction column 1 to assist in fluidizing the portion 3 of the fluidizing medium separated by the partition.
The positions, numbers, and shapes of the inlets 7, 7', and 7'' are determined appropriately so that the fluidized bed formed here is suitable for the reaction of the coarse mixture of finely powdered iron oxide and cloudy oil, which will be described later. In addition, an inlet 8 for fluidizing gas may be provided on the side of the reaction column 1 in order to help fluidize the portion 4 of the fluidizing medium divided by the partition wall, and the position of the inlet 8 may be , number, shape, etc. are determined as appropriate, and the fluidized bed formed here is arranged so as to be continuously circulated between the fluidizing media 3 and 4. A charging port 9 is installed in the lower part of the fluidizing medium section 4, through which combustible materials such as heavy oil, pitch, granular coal, etc. are charged into the fluidizing medium 4, and an inlet 10 is provided. The above combustible materials are gasified by introducing oxygen or oxygen-rich gas from
The combustion heats the fluidizing medium to a temperature range of 800-1200 oo.

装入口9と流入口10の位置、数および形状などは適宜
定めてよく、装入口9と流入口10の位置関係も第2図
のような配置に拘束されず装入口9が流入ローQの上部
にあっても差し支えない。この際装入口9流入口10を
通じて高温の燃焼ガスを袋入して流動化媒体を上に温度
範囲に放熱することができる。第2図の反応塔1におい
ては流入口6,7,7′,rおよび8の位置、数、形状
およびそれらを介して送入される還元性ガスの流量、さ
らに流入口10の位置、数、形状およびそれを介して送
入される酸素に富むガスの流量あるいは高温の燃焼ガス
の流量を適宜定めることにより、反応塔1内の流動化媒
体は3の部分から全体として下降してゆき、隔壁下端を
通って流動化媒体の4の部分に入り「同部分を全体とし
て上昇してゆき、隔壁上端を経て再び前記流動化媒体の
3の部分に移動するような連続的な循環を行なうので、
部分4で加熱された高温の流動化媒体が大量の熱エネル
ギーを部分3に持ち込むことができる。上記反応塔1の
上部には、その側壁を貫通して、重量で80パーセント
以上が0.1側以下の粒径である微粉状酸化鉄と、この
微粉状酸化鉄に対して重量で10〜50パーセントに調
整した童質油との混合物粗粒体を、前記流動層内流動化
媒体3の上部に供給する装入口11を設ける。
The position, number, shape, etc. of the charging port 9 and the inlet port 10 may be determined as appropriate, and the positional relationship between the charging port 9 and the inlet port 10 is not restricted to the arrangement shown in FIG. There is no problem even if it is on the top. At this time, high-temperature combustion gas can be introduced into the bag through the charging port 9 and the inlet 10, and the heat can be radiated to the temperature range above the fluidizing medium. In the reaction column 1 shown in FIG. , by appropriately determining the shape and the flow rate of the oxygen-rich gas or the flow rate of the hot combustion gas fed through it, the fluidizing medium in the reaction column 1 descends as a whole from the section 3, The fluidized medium enters the 4th part of the fluidized medium through the lower end of the partition, ascends as a whole through the same part, and then moves back to the 3rd part of the fluidized medium through the upper end of the partition, creating a continuous circulation. ,
The hot fluidizing medium heated in section 4 can carry a large amount of thermal energy into section 3. The upper part of the reaction tower 1 is filled with finely powdered iron oxide, of which 80% or more by weight has a particle size of 0.1 or less, and 10 to 10% by weight of this finely powdered iron oxide, which penetrates the side wall of the reaction column 1. A charging port 11 is provided for supplying coarse particles of the mixture with virgin oil adjusted to 50% to the upper part of the fluidizing medium 3 in the fluidized bed.

従って袋入口11から供給された混合物粗粒体は流動層
内で急速に加熱されて、該混合物粗粒体の粒径をほ)、
維持しながら屍結されるとともに、雲質油が分解して還
元性のガスを発生し、同時に焼結後の酸化鉄が車質油か
らの炭素および還元性ガスによって還元され、過剰の還
元性ガスは流動層の上面を離れて上昇する。ここで反応
塔1の空間部12に上昇した還元性ガス中に含まれる粉
粒子は、補集器13を通すことによって分離されたのち
、ガスは排出ロー4から取り出される。なお補集された
徴粉粒子は瓶集器13の下底から流動化媒体の部分4に
繰り返し装入される。上記のように暁綾・還元およびガ
ス化の3つの反応が同時に生起されつつ、混合物粗粒体
は反応塔1内の隔壁によって区分された流動化媒体流動
層3の中を徐々に降下し、顎粒状の還元鉄となって反応
塔1の底部に集まる。
Therefore, the coarse mixture supplied from the bag inlet 11 is rapidly heated in the fluidized bed to reduce the particle size of the coarse mixture.
At the same time, the cloudy oil decomposes and generates reducing gas, and at the same time, the iron oxide after sintering is reduced by the carbon and reducing gas from the car oil, causing excessive reducing The gas leaves the top of the fluidized bed and rises. Here, the powder particles contained in the reducing gas that has risen into the space 12 of the reaction tower 1 are separated by passing through a collector 13, and then the gas is taken out from the discharge row 4. The collected powder particles are repeatedly charged into the fluidizing medium section 4 from the bottom of the bottle collector 13. As mentioned above, while the three reactions of reduction and gasification occur simultaneously, the coarse mixture gradually descends in the fluidized bed 3 of the fluidized medium divided by the partition wall in the reaction tower 1, The reduced iron becomes granular particles and collects at the bottom of the reaction tower 1.

反応塔1の底部には排出管15を設けて上記頚粒状還元
鉄を回収する。上記の暁結・還元およびガス化の同時反
応は何れも吸熱反応であるため、流動化媒体の流動層3
内における反応温度は700〜1100℃の範囲に保持
されなければならない。なお上記反応時には、流動化媒
体の流動層3の上面では、混合物組粒体および焼結体の
流動化媒体に対する重量比は1/20以下であり、整流
器5の直上では、額粒状還元鉄の流動化媒体に対する重
量比は1/10以上である。
A discharge pipe 15 is provided at the bottom of the reaction tower 1 to recover the neck granular reduced iron. Since the above simultaneous reactions of dawning, reduction, and gasification are all endothermic reactions, the fluidized bed 3 of the fluidizing medium
The reaction temperature within the reactor must be maintained in the range of 700-1100°C. During the above reaction, on the upper surface of the fluidized bed 3 of the fluidized medium, the weight ratio of the mixture aggregates and sintered bodies to the fluidized medium is 1/20 or less, and directly above the rectifier 5, the weight ratio of the granular reduced iron to the fluidized medium is 1/20 or less. The weight ratio to fluidizing medium is 1/10 or more.

このような重量比の差は、反応塔下部が下方に向って断
面積を漸次小さくしており、流動化ガスの平均流速が下
方に至るほど大きくなっていることから達成されるので
ある。上述のようにして顎粒状還元鉄が排出管15を経
て反応塔1の外部に排出されるが、この際、上記額粒状
還元鉄と流動化媒体との分離が完全でない場合には、例
えば排出管15の中間に流動化ガスの流入口16を設け
、額粒状還元鉄に混合して下降してくる流動化媒体を排
出管15から反応塔1の底部に戻すことができる。
Such a difference in weight ratio is achieved because the cross-sectional area of the lower part of the reaction tower gradually decreases downward, and the average flow velocity of the fluidizing gas increases as it goes downward. As described above, the granular reduced iron is discharged to the outside of the reaction tower 1 through the discharge pipe 15. At this time, if the granular reduced iron and the fluidization medium are not completely separated, for example, the granular reduced iron is discharged. A fluidizing gas inlet 16 is provided in the middle of the pipe 15, and the fluidizing medium mixed with the granular reduced iron and descending can be returned to the bottom of the reaction column 1 from the discharge pipe 15.

この際、整流器5の直上における顎粒状還元鉄の流動化
媒体に対する重量比は1/10以上である。上記のよう
な分離を伴なう排出方法は、上記のものに限らず他の方
法も適宜使用することができる。この発明は、上記第2
図に示した実施態様のような装置に限定されるものでは
なく、以下に例示するような他の実施態様を採用するこ
とも可能である。
At this time, the weight ratio of the jaw granular reduced iron to the fluidizing medium immediately above the rectifier 5 is 1/10 or more. The discharge method that involves separation as described above is not limited to the above method, and other methods may be used as appropriate. This invention is based on the second
The apparatus is not limited to the embodiment shown in the figures, and other embodiments such as those exemplified below can also be adopted.

第2図の装入口11は簡単のために単一管で示されてい
るが、複数の管あるいは尖端で分岐した管など数、形状
については任意である。
Although the charging port 11 in FIG. 2 is shown as a single tube for simplicity, the number and shape of the tubes may be arbitrary, such as a plurality of tubes or tubes branched at a tip.

第3図は第2図のAA′断面図であるが、これに限らず
、例えば第4図のような形状の断面をもつ反応塔1であ
っても差し支えなく、また第5図のように非対称形の縦
断面をもつものであってもよい。
Although FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA' in FIG. 2, it is not limited to this, and the reaction tower 1 may have a cross-section as shown in FIG. 4, for example, or as shown in FIG. It may also have an asymmetric longitudinal section.

生成された空間部12の還元性ガスから粉粒体を分離す
るための橘集器13は、第5図のように反応塔1の外に
設置してもよく、分離した粉粒体は戻り管17から反応
塔1に戻される。還元性流動化ガスの流入口7,7′,
7″,8および酸素を含むガスあるいは高温燃焼ガスの
流入口10は必ずしも第2図のように側壁面に開□する
必要はなく、第5図のようにそれぞれ流動層中に突出し
てガスを分散させる形式のものであってもよく、また可
燃物装入口9も同様である。また流動化媒体が反応塔1
の中で安定連続的に循環することを助けるために、第5
図の流入管18を介して高流速の還元性ガスを送入する
ことができる。反応塔1の横断面の隔壁2によって区分
された部分は必ずしも対称形である必要はなく、例えば
第5図の反応塔におけるAA′断面として第6図、第7
図のようなものであってもよい。反応塔1内の隔壁2は
第2図乃至第7図のような平板状のものに限らず、例え
ば第8図、第9図における隔壁2のように円筒状のもの
であってもよい。この際、流動化媒体の流動層は円筒状
隔壁内の部分3と隔壁外の部分4とに区分される。第9
図は第8図の反応塔1のAA′断面図を示す。この発明
において、反応塔1内の隔壁2によって区分される流動
層の両部分3および4から発生するガスを別々に取り出
したい場合には、第10図の反応塔1のように隔壁2を
反応塔上部まで延長すればよい。
The collector 13 for separating the powder and granules from the generated reducing gas in the space 12 may be installed outside the reaction tower 1 as shown in FIG. 5, and the separated powder and granules are returned. It is returned to the reaction column 1 through pipe 17. Reducing fluidizing gas inlet 7, 7',
7'', 8 and the inlet 10 for oxygen-containing gas or high-temperature combustion gas do not necessarily need to be opened in the side wall surface as shown in Fig. 2. The same applies to the combustible material charging port 9.Furthermore, the fluidizing medium may be of a dispersion type.
In order to help ensure stable and continuous circulation within the
A high flow rate of reducing gas can be introduced through the inlet tube 18 shown. The cross section of the reaction tower 1 divided by the partition walls 2 does not necessarily have to be symmetrical; for example, the section AA' in the reaction tower shown in FIG.
It may be something like the figure. The partition wall 2 in the reaction tower 1 is not limited to a flat plate shape as shown in FIGS. 2 to 7, but may be cylindrical, for example, like the partition wall 2 in FIGS. 8 and 9. At this time, the fluidized bed of the fluidizing medium is divided into a portion 3 inside the cylindrical partition wall and a portion 4 outside the partition wall. 9th
The figure shows a sectional view taken along line AA' of the reaction tower 1 in FIG. In this invention, when it is desired to separately take out the gases generated from both parts 3 and 4 of the fluidized bed divided by the partition wall 2 in the reaction tower 1, the partition wall 2 is It can be extended to the top of the tower.

この際流動層4の上面附近に出口19を設置し、循環す
る流動化媒体を下降管20、上昇管21を通じて流動層
部分4から部分3へ移動させることができる。この移動
の形式は適宜であるが、第10図の例では流動化ガスを
流入口22、整流器23を介して上昇管21に袋入する
ものである。また発生ガスは排出口24から反応塔1の
外に排出される。流動層部分4に送入される酸素を含む
ガスとして空気を用い、しかも空気を使用したあとの燃
焼ガスは大気中に放散することが望ましい場合には、流
動層部分4の上面から発生するガス中に可燃ガスが含有
されることは熱効率上好ましくないので、この場合には
流動層部分4の上面附近に流入口26を設置し、この流
入口を介して空気を送入して可燃ガスの完全燃焼を図る
ことができる。この際、流入口25は第10図のものに
限定されず、流動層内部に突出して良好な分散を行なう
ものであってもよい。第11図は隔壁が円筒状の場合で
あり、円筒状隔壁外部にある流動層部分4から出口19
、下降管20、上昇管21を通じて流動化媒体が流動層
部分3に循環する経路を示したものである。
At this time, an outlet 19 is installed near the upper surface of the fluidized bed 4, and the circulating fluidizing medium can be moved from the fluidized bed section 4 to the section 3 through the downcomer pipe 20 and the riser pipe 21. The form of this movement is arbitrary, but in the example shown in FIG. 10, the fluidizing gas is introduced into the riser pipe 21 via the inlet 22 and the rectifier 23. Further, the generated gas is discharged to the outside of the reaction tower 1 through the discharge port 24. When air is used as the oxygen-containing gas fed into the fluidized bed section 4 and it is desirable that the combustion gas after using the air be dissipated into the atmosphere, the gas generated from the upper surface of the fluidized bed section 4 Since it is unfavorable for thermal efficiency to contain combustible gas, in this case, an inlet 26 is installed near the top surface of the fluidized bed section 4, and air is introduced through this inlet to remove the combustible gas. Complete combustion can be achieved. At this time, the inlet 25 is not limited to the one shown in FIG. 10, but may be one that protrudes into the fluidized bed to achieve good dispersion. FIG. 11 shows a case where the partition wall is cylindrical, and from the fluidized bed portion 4 outside the cylindrical partition wall to the outlet 19.
, a path through which the fluidizing medium circulates to the fluidized bed section 3 through the downcomer pipe 20 and the riser pipe 21.

流動層部分3と部分4とから発生するそれぞれのガスを
別々に取り出すことが必要な場合には、反応塔1の内部
に横断面として第12図のような隔壁を設けることによ
って第10図、第11図に示す装置と同じ目的を達成す
ることができる。第12図は簡単のために対称形の隔壁
の例を示したが、必ずしもこれに拘束されず、例えば第
13図のように排対称形の隔壁であってもよい。第14
図は第12図の例においてXX′断面を矢印の方向に見
た反応塔1の縦断面図であり、隔壁2とほぼ直交する他
の隔壁2′より手前にある流動層部分3と部分4を説明
するものである。
If it is necessary to take out the respective gases generated from the fluidized bed section 3 and section 4 separately, by providing a partition wall inside the reaction column 1 as a cross section as shown in FIG. The same purpose can be achieved as the device shown in FIG. Although FIG. 12 shows an example of a symmetrical partition wall for simplicity, the present invention is not necessarily limited to this, and for example, a completely symmetrical partition wall as shown in FIG. 13 may be used. 14th
The figure is a longitudinal cross-sectional view of the reaction tower 1 taken along the XX' cross section in the direction of the arrow in the example of FIG. This is to explain.

第14図において隔壁2と2′によって区分される流動
層部分3の内部で焼結・還元・ガス化の3つの反応を行
なって生じた額粒状の還元鉄は流動化媒体を混合した状
態で反応塔1の底部に集まり、分級機能(流入口16)
を有する排出管15を経て反応塔底部から外部に排出さ
れる。整流器5の直上附近で額粒状還元鉄と分離した流
動化媒体は隔壁2の下端をまわって流動層部分4の下部
に入り、流入06、整流器5および流入口8を通じて送
入される流動化ガスの作用によって流動化状態で流動層
部分4の上方へ移動し、上昇の途中で装入口9から装入
される可燃物、流入口10から送入される酸素を含むガ
スの両者によるガス化・燃焼によって加熱されて、隔壁
2′の上端から第12図に示す流動層部分4′に移動す
る。第15図は第12図におけるYY′断面を矢印の方
向に見た縦断面図であり、反応塔11こおける隔壁2′
より後方にある流動層部分3′と部分4′を説明するも
のである。第15図において、流動層部分4′の上方に
移送した流動化媒体は弱い流動化状態で4′中を下方に
移動し、反応塔底部において隔壁2の下端をまわって流
動層部分3′の下部に移動し、流入口6、整流器5およ
び流入口7,7′,7″を通じて送入される流動化ガス
の作用によって流動化状態で上方に移動され、流動層部
分3′の上面から第12図の隔壁2′を越して流動層部
分3の上面に移動するようにして安定・連続的に循環す
る。すなわち単一筒状体の中に隔壁を設置することによ
り流動化媒体に安定・連続的な循環を生起させ、隔壁に
よって区分される一つの流動層部分の上部に微粉状酸化
鉄と重質油の混合物粗粒体を供給することにより、額粒
状の還元鉄を得ることにおいては第2図乃至第11図の
ものと同様な作用を有するものである。この発明で使用
する還元性ガスとしては、反応塔1から発生した還元性
ガスを精製して循環使用することが望ましく、第16図
に示すシステムは上記還元性ガスの循環使用の方法の1
例である。
In Fig. 14, the reduced iron in the form of granules produced by performing the three reactions of sintering, reduction, and gasification inside the fluidized bed section 3 divided by the partition walls 2 and 2' is mixed with a fluidizing medium. It collects at the bottom of the reaction tower 1 and has a classification function (inlet 16).
It is discharged to the outside from the bottom of the reaction tower through a discharge pipe 15 having a diameter. The fluidizing medium separated from the granular reduced iron immediately above the rectifier 5 passes around the lower end of the partition wall 2 and enters the lower part of the fluidized bed section 4, and the fluidizing medium is fed through the inlet 06, the rectifier 5, and the inlet 8. The combustible material moves upward in the fluidized bed section 4 in a fluidized state due to the action of It is heated by combustion and moves from the upper end of the partition wall 2' to the fluidized bed section 4' shown in FIG. FIG. 15 is a vertical cross-sectional view of the YY' cross section in FIG.
The fluidized bed section 3' and section 4' located further back will be explained. In FIG. 15, the fluidizing medium transferred above the fluidized bed section 4' moves downward in the fluidized bed section 4' in a weak fluidized state, goes around the lower end of the partition wall 2 at the bottom of the reaction column, and passes through the fluidized bed section 3'. It is moved upward in a fluidized state by the action of the fluidizing gas fed through the inlet 6, the rectifier 5 and the inlets 7, 7', 7'', and the It circulates stably and continuously by moving beyond the partition wall 2' in Fig. 12 to the upper surface of the fluidized bed section 3.In other words, by installing the partition wall in a single cylindrical body, the fluidizing medium is stabilized and circulated. In obtaining granular reduced iron by causing continuous circulation and supplying coarse particles of a mixture of finely powdered iron oxide and heavy oil to the upper part of one fluidized bed section divided by partition walls, It has the same effect as those in Figs. 2 to 11. As the reducing gas used in this invention, it is desirable to purify the reducing gas generated from the reaction tower 1 and recycle it. The system shown in Figure 16 is one of the methods for recycling the reducing gas.
This is an example.

第16図において、微粉状酸化鉄と重質油との混合物は
装入口1 1から反応塔1に供給され、顎粒状還元鉄2
7となって反応塔から排出される。一方軍質油のガス化
および装入された可燃物のガス化によって発生した還元
性ガスは反応塔1で混合して排出口14から導管28を
経て冷却洗練塔29に送られて冷却・洗濃される。冷却
後のガスは導管30を経て熱交換器311こ入り、次に
脱水塔32において水分が除去され、更に脱炭酸塔33
において二酸化炭素が除去される。上記のようにして精
製された還元性ガスは循環ブロワー34によって熱交換
器31および熱交換器35に送られて加熱された後、流
入口6,7,7′,7″および8を通じて反応塔1の底
部に送入される。酸素に富むガスは送入口10から送入
されるが、該ガス中に窒素が含まれない場合には、生成
ガスを上記システムの系外に放出する必要のない完全な
クローズトシステムを達成することができる。酸素に富
むガスとして空気を使用する場合には多量の窒素を循環
させることは不利であるから、空気を使用した還元性ガ
スの生成は第16図の26の導管を経てシステムの系外
に放出するが、この際反応塔1の上部附近にある送入口
25からも空気を送入することができる。空気を使用し
なくても酸素に富むガスによって発生する還元性ガスを
別に取り出す必要のある場合にも26の導管を通じてシ
ステムの系外に排出させることができる。生成ガスの冷
却洗液塔29における冷却洗液はポンプ37によって循
環する童質油によって行なわれるが、そのループ内に重
質油の粗分離装置36を設け、粉粒を含む童質油分は分
離されて酸素を含む送入ガスによってガス化・燃焼をう
ける可燃物として反応塔1の下部の流入口9より送入さ
れる。第16図は本発明の操業法を用い、発生した還元
性ガスを有効に循環使用する方法の1例を示したもので
あって、発生した還元性ガスを精製して還元用ガスとし
て反応塔下部に送入するものであれば他の方法によって
も差し支えがない。次に微粉状酸化鉄還元の実験につい
ての具体的数値を示す。
In FIG. 16, a mixture of fine powdered iron oxide and heavy oil is supplied to the reaction tower 1 from a charging port 11,
7 and is discharged from the reaction tower. On the other hand, reducing gases generated by gasifying military oil and gasifying charged combustibles are mixed in the reaction tower 1 and sent from the outlet 14 through the conduit 28 to the cooling and refining tower 29 for cooling and cleaning. It will be thickened. The cooled gas enters a heat exchanger 311 through a conduit 30, then moisture is removed in a dehydration tower 32, and then a decarboxylation tower 33.
Carbon dioxide is removed. The reducing gas purified as described above is sent to the heat exchanger 31 and the heat exchanger 35 by the circulation blower 34 and heated, and then passes through the inlets 6, 7, 7', 7'' and 8 to the reaction column. 1. Oxygen-rich gas is fed through the inlet 10, but if the gas does not contain nitrogen, there is no need to release the produced gas out of the system. Since it is disadvantageous to circulate large amounts of nitrogen when using air as the oxygen-rich gas, the production of reducing gases using air is It is discharged outside the system through the conduit 26 in the figure, but at this time, air can also be introduced from the inlet 25 near the top of the reaction column 1. Even if air is not used, it is rich in oxygen. Even if the reducing gas generated by the gas needs to be taken out separately, it can be discharged out of the system through the conduit 26. This is done using fresh oil, but a heavy oil rough separation device 36 is installed in the loop, and the young oil containing particles is separated and reacts as a combustible substance that is gasified and burned by the oxygen-containing feed gas. It is fed through the inlet 9 at the bottom of the column 1. Fig. 16 shows an example of a method for effectively recycling and using the generated reducing gas using the operating method of the present invention. Other methods may be used as long as the resulting reducing gas is purified and sent to the lower part of the reaction tower as a reducing gas.Next, specific numerical values for experiments on fine powder iron oxide reduction will be shown.

実施例 第2図に示すような、流動層上部の内径が10弧の耐熱
金属製反応装置を用い、第1表に示すような条件で流動
化操業を行なった。
Example A fluidization operation was carried out under the conditions shown in Table 1 using a heat-resistant metal reactor having an inner diameter of 10 arcs in the upper part of the fluidized bed as shown in FIG.

ただし熱損失を補償するため外部は電気炉で加熱した。
第1表 上記条件で連続操作をした結果の実験値の例を第2表に
示す。
However, to compensate for heat loss, the outside was heated with an electric furnace.
Table 1 Examples of experimental values obtained by continuous operation under the above conditions are shown in Table 2.

第 2 表 以上に記載したように、この発明の流動化操業法では微
粉状酸化鉄の還元に際して次のような効果を有するもの
である。
As described in Table 2 and above, the fluidization operation method of the present invention has the following effects when reducing fine powdered iron oxide.

(iー 微粉状酸化鉄の焼結・還元および軍質油のガス
化の三種類の反応を同一の反応塔内で同時に生起させる
から、従来の直接還元製鉄法のように造粒・焼結、童質
油のガス化および還元のそれぞれに別個の装置を必要と
せず、これらもこ付帯する莫大な公害防止設備も必要と
しないで微粉状酸化鉄の還元を効率よく行なうことがで
きる。
(i- Since three types of reactions, sintering and reduction of fine powdered iron oxide and gasification of military oil, occur simultaneously in the same reaction tower, granulation and sintering cannot be performed as in the conventional direct reduction iron manufacturing method. It is possible to efficiently reduce fine powdered iron oxide without requiring separate equipment for the gasification and reduction of young oil, and without the need for extensive pollution prevention equipment that accompany these devices.

(ii)還元およびガス化反応に必要な熱エネルギーを
供給する方法として酸素によるガス化・燃焼を行なうこ
とができるので、発生ガスを精製して循環使用する完全
なクローズトシステムを構成することが可能で、従って
既知の直接還元方法のように環境汚染源になるおそれは
ない。
(ii) Since gasification and combustion using oxygen can be performed as a method of supplying the thermal energy necessary for reduction and gasification reactions, it is possible to configure a complete closed system in which the generated gas is purified and recycled. is possible and therefore does not pose the risk of becoming a source of environmental pollution as with known direct reduction methods.

(iii) 微粉状酸化鉄の還元に使用する熱エネルギ
ーを既存の直接還元方法に較べて小さくすることができ
て工業上有利である。
(iii) It is industrially advantageous because the thermal energy used to reduce the finely divided iron oxide can be reduced compared to existing direct reduction methods.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来技術の説明図、第2図はこの発明の1実施
態様における流動化操業反応塔の縦断側面の説明図、第
3図は第2図に示される反応塔のAA′断面図、第4図
は反応塔の横断面図の他の例、第5図は反応塔の形状お
よび原料・流動化ガス送入方法に関する他の例を示す縦
断面概略図、第6図は第5図に示される反応塔のAA′
断面図、第7図は第5図の反応塔の横断面の他の例、第
8図は反応塔内に設置する隔壁の他の例を示す縦断面概
略図、第9図は第8図に示される反応塔のAA′断面図
、第10図は流動層の2つの部分から発生するガスを別
々に取り出す場合に隔壁を反応塔上部まで延長した例を
示す反応塔の縦断側面説明図、第11図は第10図と同
じ場合に隔壁を円筒状にして反応塔上部まで延長した例
を示す反応塔の縦断側面上部を示す部分説明図、第12
図および第13図は反応塔内部に横断面として設けられ
たほぼ直交する隔壁の例を示す図面、第14図および第
15図は第12図のような隔壁を設置した反応塔の例を
示す縦断側面の説明図、第16図はこの発明の反応塔か
ら発生する還元性ガスを精製して反応塔底部に循環供給
するシステムの例を示すブロック図面である。 1・・・・・・反応繁、2・・・・・・隔壁、3,4・
・・・・・隔壁によって区分された流動層の部分、5・
・・・・・整流器、6・・・・・・流動化ガス送入管、
7,7′,7″,7川,8・・・・・・流動化ガス流入
口、9・・・・・・可燃物装入口、10・・・・・・酸
素に富むガスの流入口、11・・・・・・混合物粗粒体
の袋入口、12・・・・・・空間部、13・・・・・・
補集器、14…・・・ガス排出口、15・・・・・・排
出管、16・・・・・・流動化ガス流入口、17・・・
・・・戻り管、18・・・・・・高速還元ガス流入管、
19・・・・・・流動化媒体の出口、20・・・・・・
下降管、21・・・・・・上昇管、22・・・…流動化
ガス流入口、23・・・・・・整流器、.24・・・・
・・ガス排出口、25・・・・・・空気流入口、26,
28,30・・・・・・導管、27・・・・・・額粒状
還元鉄、29・・・・・・冷却洗練塔、31,35・…
・・熱交換器、32・・・・・・脱水塔、33・・・・
・・脱炭酸塔、34…・・・ブロワー、36・・・・・
・組分離装置、37・・・・・・ポンプ、41・・・・
・・反応塔、42…・・・再熱塔、43・・・・・・連
絡管、44…・・・供給口、45・・・・・・サイクロ
ン、46・・・・・・ガス吹込みノズル、47・…・・
炭材供給口、48・・・・・・遜元用ガス導入口、49
,51・・・・・・流動ガス送入口、50・・・・・・
連絡管。 第3・・ 第4図 第6図 第7図 第9図 第12図 第13図 第1図 第2図 第5図 第8図 第10図 第、1図 第14図 第15図 第16図
FIG. 1 is an explanatory diagram of the prior art, FIG. 2 is an explanatory diagram of a vertical cross-sectional side view of a fluidization operation reaction tower in one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an AA' cross-sectional view of the reaction tower shown in FIG. 2. , FIG. 4 is another example of the cross-sectional view of the reaction tower, FIG. AA' of the reaction column shown in the figure
A sectional view, FIG. 7 is another example of the cross section of the reaction tower shown in FIG. AA′ cross-sectional view of the reaction tower shown in FIG. Fig. 11 is a partial explanatory view showing the upper part of the longitudinal side of the reaction tower, showing an example in which the partition wall is made cylindrical and extended to the upper part of the reaction tower in the same case as Fig. 10;
Figures 1 and 13 are drawings showing examples of almost perpendicular partition walls provided as cross sections inside the reaction tower, and Figures 14 and 15 show examples of reaction towers equipped with partition walls as shown in Figure 12. FIG. 16, which is a longitudinal side view, is a block diagram showing an example of a system for purifying the reducing gas generated from the reaction tower of the present invention and circulating it to the bottom of the reaction tower. 1...reactive, 2...partition, 3,4...
... Part of the fluidized bed divided by partition walls, 5.
... Rectifier, 6 ... Fluidization gas feed pipe,
7, 7', 7'', 7 river, 8...Fluidization gas inlet, 9...Combustible material charging inlet, 10...Oxygen-rich gas inlet , 11... Inlet of bag for coarse mixture, 12... Space, 13...
Collector, 14... Gas discharge port, 15... Discharge pipe, 16... Fluidization gas inlet, 17...
...Return pipe, 18...High speed reducing gas inflow pipe,
19... Outlet of fluidizing medium, 20...
Descending pipe, 21... Rising pipe, 22... Fluidizing gas inlet, 23... Rectifier, . 24...
...Gas outlet, 25...Air inlet, 26,
28, 30... Conduit, 27... Frame granular reduced iron, 29... Cooling refinement tower, 31, 35...
... Heat exchanger, 32 ... Dehydration tower, 33 ...
...Decarboxylation tower, 34...Blower, 36...
・Assembly separation device, 37...Pump, 41...
... Reaction tower, 42 ... Reheating tower, 43 ... Connection pipe, 44 ... Supply port, 45 ... Cyclone, 46 ... Gas blowing Included nozzle, 47...
Carbon material supply port, 48... Gas inlet for gas supply port, 49
, 51...Fluidized gas inlet, 50...
communication pipe. Figure 3...Figure 4Figure 6Figure 7Figure 9Figure 12Figure 13Figure 1Figure 2Figure 5Figure 8Figure 10Figure 1Figure 14Figure 15Figure 16

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 下方に向つて漸次断面積を小さくした下底部を有す
る筒状体の反応塔中に隔壁を設け、平均粒径が0.1〜
1mmの範囲にある固体粉粒である流動化媒体を上記筒
状体中に収納し、該筒状体の下部に水素・一酸化炭素に
富む環元性ガスを送入することによつて上記流動化媒体
を流動層の状態に流動化させるとともに、前記隔壁によ
つて分かたれる流動層の中で流動化媒体の連続的な循環
を生起させ、前記隔壁によつて分かたれる流動層の一方
に酸素あるいは酸素に富むガスおよび可燃物を送入して
ガス化・燃焼を生起させ、あるいは高温の燃焼ガスを送
入することにより、流動層を形成する前記流動化媒体を
800〜1200℃に加熱し、該高温流動化媒体を前記
隔壁によつて分かたれる流動層の他の一方に循環移動さ
せ、該流動層部分にある前記高温流動化媒体の中に重量
で80パーセント以上が0.1mm以下の粒径である微
粉状酸化鉄とこの微粉状酸化鉄に対して重量で10〜5
0パーセントに調整した重質油との粒径が2〜20mm
の大きさの混合物粗粒体を装入することにより、上記高
温流動化媒体でなる流動層部分において700〜110
0℃の温度範囲で前記混合物粗粒体の急激な加熱とこれ
に伴なう微粉状酸化鉄の焼結・還元および重質油のガス
化を急速かつ同時に生起させ、反応塔底部に集まる顆粒
状還元鉄を底部から排出させ、前記反応塔底部において
顆粒状還元鉄と分離した流動化媒体を流動層の状態で上
方に移動させ前記隔壁によつて分かたれた一方の流動層
に混合させることによつて、流動化媒体を流動層内で連
続的に循環させるとともに微粉状酸化鉄と重質油の混合
物粗粒体の焼結・還元およびガス化の反応を急速に生起
させることを特徴とする流動化媒体の循環する単一反応
塔を用い粉状酸化鉄と重質油混合物の焼結・還元と重質
油のガス化を同時に生起させる操業法。
1 A partition wall is provided in a cylindrical reaction tower having a lower bottom portion with a cross-sectional area gradually decreasing toward the bottom, and the average particle size is 0.1 to 0.1.
A fluidizing medium in the form of solid powder particles with a diameter of 1 mm is housed in the cylindrical body, and a cyclic gas rich in hydrogen and carbon monoxide is introduced into the lower part of the cylindrical body. The fluidizing medium is fluidized into a fluidized bed, and continuous circulation of the fluidizing medium is caused in the fluidized bed separated by the partition, and the fluidization medium is separated by the partition. By feeding oxygen or oxygen-rich gas and combustible material into one of the beds to cause gasification and combustion, or by feeding high temperature combustion gas, the fluidizing medium forming the fluidized bed is heated to 800 to heated to 1200° C. and circulated the high temperature fluidizing medium to the other side of the fluidized bed separated by the partition, and 80% by weight of the high temperature fluidizing medium in the fluidized bed portion was heated to 1200° C. This is fine powdered iron oxide with a particle size of 0.1 mm or less and 10 to 5% by weight for this fine powdered iron oxide.
The particle size of heavy oil adjusted to 0% is 2 to 20 mm.
700 to 110 in the fluidized bed section made of the above-mentioned high temperature fluidizing medium.
The coarse particles of the mixture are rapidly heated in a temperature range of 0°C, and the accompanying sintering and reduction of the fine powdered iron oxide and the gasification of the heavy oil are rapidly and simultaneously caused, and the granules are collected at the bottom of the reaction tower. The granular reduced iron is discharged from the bottom, and the fluidizing medium separated from the granular reduced iron at the bottom of the reaction tower is moved upward in a fluidized bed state and mixed into one fluidized bed separated by the partition wall. This method is characterized by continuously circulating the fluidizing medium in the fluidized bed and rapidly causing reactions of sintering, reduction, and gasification of the coarse mixture of finely powdered iron oxide and heavy oil. An operating method that simultaneously sinters and reduces a mixture of powdered iron oxide and heavy oil and gasifies heavy oil using a single reaction tower in which a fluidizing medium circulates.
JP2396880A 1980-02-29 1980-02-29 An operating method that simultaneously sinters and reduces a mixture of powdered iron oxide and heavy oil and gasifies heavy oil using a single reaction tower in which a fluidizing medium circulates. Expired JPS6014808B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11424517B2 (en) 2018-12-27 2022-08-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Secondary cell and battery pack

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