LU83905A1 - Reduction directe de fer en utilisant du gaz de four a coke - Google Patents

Reduction directe de fer en utilisant du gaz de four a coke Download PDF

Info

Publication number
LU83905A1
LU83905A1 LU83905A LU83905A LU83905A1 LU 83905 A1 LU83905 A1 LU 83905A1 LU 83905 A LU83905 A LU 83905A LU 83905 A LU83905 A LU 83905A LU 83905 A1 LU83905 A1 LU 83905A1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
gas
furnace
cooling
communicating
reforming
Prior art date
Application number
LU83905A
Other languages
English (en)
Inventor
C Sanzenbacher
Original Assignee
Midrex Corp
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
Application filed by Midrex Corp filed Critical Midrex Corp
Publication of LU83905A1 publication Critical patent/LU83905A1/fr

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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • 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
    • C21B2100/40Gas 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
    • C21B2100/66Heat exchange
    • 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
    • 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
    • Y02P10/143Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Description

Réduction direct-e de fer en utilisant, du gaz de four à coke.
Au cours cïcs dernières années, 13 réduction directe de l'oxyde de fer sous des formes telles que 5 des pastilles agglomérées ou des morceaux de minerai en fer métallique à l'état solide est devenue une réalité commerciale dans bon nombre d'installations de réduction directe à travers le monde. La capacité annuelle combinée de ces installations couramment en 10 service ou en construction dépasse 15 millions de tonnes métriques de fer de réduction directe que l'on utilise principalement comme matière de charge pour les fours de fabrication d'acier à arc électrique. Etant donné que l'on construit encore des installais tiens de fours de fabrication d'acier à arc électrique, on prévoit que la demande mondiale de quantités supplémentaires de fer de réduction directe augmentera à un rythme important pendant de nombreuses années afin de satisfaire les besoins mondiaux croissants 20 pour cette matière première.
Dans la plupart des installations industrielles produisant du fer de réduction directe, on utilise le gaz naturel comme source d'agent réducteur. Le gaz naturel est soumis à un reformage pour produire 25 du CO et H0 qui sont des agents réducteurs. Les ins-Lallations industrielles les plus productives et les plus efficaces du point· de vue énergétique pour la réduction directe en recourant au gaz naturel sont les installations "Kidrex" où l'on pratique un refor— » 30 mage catalytique continu du gaz naturel en utilisant, comme agents oxydants de reformage, le CO2 et la vapeur d’eau résiduelle dans le gaz réducteur usé, recyclé et refroidi provenant du four de réduction (comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique / 35 n° 3.745.120).
n * ο
Dans la technique du reformage catalytique du gaz naturel, on sait qu’il est essentiel de maintenir une très faible teneur en soufre dans le mélange gazeux devant être soumis au reformage afin d'éviter 5 l'empoisonnement du catalyseur- par le soufre. La teneur maximale en soufre qui peut être tolérée lors du reformage sans empoisonner le catalyseur, est d'environ 2 à 3 parties par million en volume dans le mélange gazeux devant être soumis au reformage. Pour 10 atteindre cette très faible teneur en soufre, il est souvent nécessaire de soumettre le gaz à une désulfuration coûteuse et compliquée avant de pouvoir l'utiliser comme combustible de traitement.
Le gaz de four à coke est utilisé comme 15 combustible dans bon nombre de pays industriels du monde entier. Toutefois, le gaz de four à coke contient certains éléments sulfurés tels que COS et le thiophène.
La présente invention est un périectionne-20 ment apporté au procédé de réduction directe décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 86.9S0, procédé dans lequel le combustible de traitement est soumis à une désulfuration dans le four de réduction en faisant réagir le soufre contenu dans ce 25 combustible avec du fer chaud de réduction directe avant que le combustible de traitement ne pénètre dans l'appareil de reformage. Le soufre contenu dans le combustible de traitement est transféi’é au fer au cours du procédé de réduction, des teneurs en soufre 30 aussi élevées que 400 parties par million en volume dans le combustible de traitement pouvant être tolérées sans ajouter une quantité inopportune de soufre au fer de réduction directe. Cette désulfuration in situ du combustible de traitement permet, lors de 35 la réduction directe du fer, l'utilisation pratique y/ de combustible de traitement qu'il est très difficile
A
3 de désulfurer extérieurement, par exemple, le gaz de four à coke ou le gaz naturel qui contient des composés organiques de soufre.
Dans ia der.ande de brevet des Etats-Unis 5 d’Amérique n° Sô.çSè, on décrit le préchauffage d'un gaz de traitement dans un appareil de chauffage et le reformage du gaz ce gueulard usé en gaz réducteur dans un appareil de reformage. Suivant la présente invent-ion, on soumet du gaz de gueulard usé à une 10 désulfuration en le faisant passer comme gaz de refroidissement à travers la zone de refroidissement et l'on soumet le gaz de traitement à un préchauffage par échange de chaleur indirect avec le gaz de combustion de l'appareil ce reformage. Il en résulte un 15 procédé plus efficace du point de vue combustible.
L'objet principal de la présente invention est de fournir un appareil hautement efficace pour la récbrbor; cfme eu fer er soumet tarir un combustible ce traitement gazeux contenant des hydrocarbures à un refor— 20 mage pour obtenir ur. gaz réducteur, appareil dans lequel le combustible de traitement est soumis à une désulfuration dans le procédé de réduction avant d'être soumis au rc-formage.
L'invention a également pour objet de four-25 nir un appareil pour la réduction directe du fer, cet appareil étant particulièrement bien adapté pour l'utilisation de combustibles de traitement gazeux contenant des composés organiques de soufre.
Dans les iessins annexés : la figure 1 est • 30 une illustration scrematique de la forme de réalisa tion préférée de 1* invention ; * la figure 2 est une illustration schématique d'une autre forme de réalisation de l'invention.
’ En se référant à présent aux dessins an-35 nexés, un four de réduction du type à cuve à contre- h “ "ä “ “ d“"‘ 4 manière générale par le chiffre 10 . Une matière de charge à base d'oxyde de fer 12 (sous forme de pastilles d'oxyde, de minerai naturel en morceaux ou d'un mélange de pastilles et de minerai en morceaux i 5 d'une granularité nominale se situant entre 5 et 30 mm) est introduite dans une -trémie d'alimentation 14 I et à l'intérieur du four via une conduite d'alimen- J tation 16, de façon à établir une charge 1/ à l'inté— j rieur du four. Le fer de réduction directe en parti— ï 10 cules est retiré de la zone inférieure du four via une { j conduite de décharge l8 et par un transporteur d'éva- j cuation 20 dont la vitesse détermine le rythme auquel j ! la charge 17 descend à travers le four 10.
j
Dans la zone centrale du four 10, est prévue 15 une conduite d'admission 22 pour un gaz réducteur chaud, cette conduite allant à plusieurs lumières d'admission de gaz 24 pratiquées dans la paroi réfractaire du four. On prévoit également une conduite 26 pour l'admission d'un gaz chaud de préréduction, cette conduite se 20 dirigeant vers plusieurs lumières d'admission de gaz 28 pratiquées dans la paroi réfractaire du four à un niveau situé au-dessus des lumièi'es 24. Le gaz chaud de préréduction (qui est constitué d'un mélange d'un s gaz réducteur chaud soumis à un reformage et d'un gaz 25 combustible chaud de traitement) est introduit par les I lumières 28 pour s'écouler vers l'intérieur- et monter ensuite dans une relation à contre-courant avec la charge descendante. Lors de son écoulement ascendant, le gaz réducteur chaud venant des lumières 24 remplit 30 initialement toute la section transversale de la charge, puis il est amené à converger vers la zone centrale de celle-ci à peu près au niveau des lumières 28 par suite de l'écoulement du gaz chaud de préréduction à travers ces lumières 28. Dans la zone 35 supérieure du four, les deux courants gazeux se con-/ fondent l'un dans l'autre et remplissent toute la sec- /1 5 tion transversale de la charge du sommet 30 de laquelle il se dégage pour quitter ensuite le four vis la calante de sortie de gaz de gueulard 32 .Ce gaz de gueulard est un mélange de gaz réducteur usé et de gaz combus-tjble de traitement·.
La zone inférieure du four 10 comporte un circuit de gaz de refroidissement en vue de refroidir le fer de réduction directe avant de le décharger.
Le gaz de gueulard quittant le four 10 via 1« conduite de sortie 32 est refroidi et débarrassé des poussières dans un appareil de refroidissement/ épuration 34> puis il est évacué dans une conduite 36. Le gaz est divisé en deux courants. Le premier courant du gaz de gueulard refroidi s'écoule dans le *5 circuit du gaz de refroidissement via la conduite 38·
Ce circuit de refroidissement comprend une soufflerie de gaz de refroidissement 4C installée dans la conduite 38, une admission de gaz de refroidissement 42 allant à un organe distributeur de gaz de refroidisse-20 ment 44 à l'intérieur du four 10, un organe collecteur de gaz de refroidissement 46 situé au-dessus de l'organe distributeur à l'intérieur du four, une sortie de gfiz de refroidissement 48 et un appareil externe de refroidissement/épuration de gaz 50. Le gaz refroidi 25 c.-x épuré quitte l'appareil de refroidissement/épura-t*on 50 via une conduite 51j puis il est amené à plusieurs tubes de reformage 52 réalisés en un alliage résistant à la chaleur et dont un est représenté dans 1,- dessin. Chaque tube de reformage 52 est rempli de 30 arceaux de matière réfractaire dans sa zone d'entrée, tandis que la majeure partie restante du tube est remplie d'un catalyseur de 'reformage en nickel ou en cobalt indiqué d'une manière générale en 54. Les tu-biS de reformage sont enfermés dans un four de refor-35 ir^ge 56 à garnissage réfractaire comportant plusieurs / b ûleurs 5& (dont un seul est représenté), ainsi qu'un /1 H ' 6 i '
M
I conduit de fumée 60 destiné à envoyer, dans l’atmos phère, les gaz de combustion usés provenant du four de reformage. Une partie du gaz de gueulard refroidi venant de la conduite 36 est envoyée vers chaque brû-5 leur par une conduite 64 conjointement avec un combus tible venant d’une source extérieure 62. Le conduit de fumée 60 communique avec deux échangeurs de chaleur 66 et 68 montés en série. La conduite /0 qui passe à travers l’échangeur de chaleur 66 relie une source 10 d’air de combustion 72 au brûleur 58· Le gaz combustible de traitement venant d’une source 75 passe à travers l’échangeur de chaleur 68. Le gaz combustible de traitement chauffé est introduit dans le four de I réduction 10 via des conduites 82 et S4 et une admis- 15 sion de gaz de préréduction 26.
La première partie (habituellement la majeure partie) du gaz chaud quittant les tubes de refor-magè 52 est amenée à l’admission de gaz réducteur chaud 22 corcr.O gaz réducteur chaud sou- 20 mis au reformage, via des conduites 87 et Ç0. Une deuxième partie (habituellement une faible partie) du gaz chaud quittant les tubes de reformage 52 passe à travers une conduite 92 et une soupape 94j pour être ensuite mélangée avec le gaz combustible de traitement 25 chauffé dans une conduite S4 j» Ie mélange ainsi formé constituant alors le gaz chaud de préréduction introduit dans le four 10 via l’admission 26.
La température du gaz combustible de traite-I ment doit être d’au moins environ 600°C. Le gaz com- 30 bustible de traitement doit être chauffé à une température suffisamment élevée pour qu’un mélange de ce
Igaz combustible de traitement et du gaz réducteur chaud soumis au reformage ait une température suffisamment élevée pour effectuer la réduction directe de / 35 l’oxvde de fer.
/ 7
Dans son concept le plus large, le procédé de l'invention consiste à mélanger complètement le gaz combustible de traitement suüfiiré tel que le gaz de four à coke, le gaz naturel ou le gaz de haut 5 fourneau avec le gaz réducteur chaud soumis au refor— mage en vue de former un mélange gazeux réducteur.
Ce mélange est ensuite introduit dans la zone de réduction du four via un seul système à conduite circulaire et à tuyère. Ce procédé peut être effectué 10 avec l’appareil illustré dans le dessin simplement en fermant la soupape 100 dans la conduite 84.
Dans la technique de la désulfuration des gaz combustibles tels que le gaz naturel, le gaz de haut fourneau ou le gaz de four à coke, il existe de 15 nombreux procédés industriels bien connus pour éliminer le H0S (hvdrogène sulfuré) de ces gaz au cours d'une seule étape de désulfuration. Toutefois, l'élimination du COS (sulfure de carbonyle) et de composés organiques de soufre tels que le thiophène (C^H^S) néces-20 site l'adoption de procédés de désulfuration coûteux et compliqués à plusieurs étapes pour hydrogéner et transformer les composés de soufre en H0S avant de pouvoir éliminer ces formes de soufre.
Récemment, on a découvert que le COS et les 25 composés organiques de soufre pouvaient être éliminés des gaz par réaction avec des pastilles chaudes de fer de réduction directe en présence d’hydrogène. A basses températures, le fer de réduction directe n'est pas efficace pour éliminer ces composés de soufre, 30 mais il est efficace à des "tempe ratures d'environ 700°C et plus. On ne connaît pas le mécanisme exact de cette élimination du soufre, mais on pense que le fer chaud de réduction directe constitue un catalyseur efficace pour transformer ces composés de soufre 35 en H^S en présence d'hydrogène, le I^S réagissant . ensuite chimiquement avec le fer. En tout cas, le
A
4 ! · ς ö soufre est transféré du gaz dans le fer de réduction directe.
En conséquence, pour assurer l'élimination v du soufre, le mélange gazeux introduit par l'admission 5 26 doit être porté à une température supérieure à environ 700°C. Toutefois, des températures plus élevées sont habituellement préférées ; par exemple, une température d’au moins envii’on tOO°C est nécessaire pour la réduction directe de l’oxyde de fer. Cer-10 taines pastilles s’agglomèrent à S00°C, si bien qu’elles doivent être réduites à des températures inférieures. C'est ainsi qu’une limite inférieure pratique pour la température du gaz à l’admission 22 est de 750°C.
15 On donnera ci-après un exemple spécifique de la présente invention dans lequel on utilise, comme gaz combustible de traitement, du gaz de four à coke contenant du soufre. Dans cet exemple, la teneur en soufre choisie pour le gaz de four à coke 20 est de 200 parties par million en volume, soit une teneur en soufre habituellement atteinte par un simple procédé de désulfuration à une seule étape. Bien qu’il ne puisse être utilisé comme combustible de - traitement pour le reformage, un gaz ayant une telle 25 teneur en soufre est très acceptable comme combustible pour un brûleur.
Dans l'exemple spécifique de la présente invention et en se référant aux dessins annexés, le gaz réducteur chaud venant des tubes de reformage 30 52 est introduit dans le four de réduction par l'ad mission 22 à une température d'environ 900°C. Un gaz chaud de préréduction (qui est un mélange d'un gaz à 900°C venant des tubes de reformage et d’un gaz de four à coke à 750°C venant de l'échangeur de 35 chaleur 68) est introduit dans le four de réduction / par l’admission 26 à une température d’environ 800°C.
h 9
Le four de réduction est conçu pour que la charge séjourne dans le four au cours d'une période d'environ 4 heures entre son sommet 30 et les lumières 28, ainsi qu'au cours d'une période ~~ 5 r.Gureî er.'re ^ son sommet 30 et les lumières 24, assurant ainsi un haut degré de réduction directe de l'oxyde de fer en - fer métallique dans la zone de préréduction située au-dessus des lumières 2&, le degré final de réduction directe étant atteint dans la zone de réduction située entre les lumières 24 et les lumières 28.
Dans la zone de préréduction, les agents réducteurs CO et contenus dans le gaz chaud de préréduction et dans le gaz réducteur chaud montant à partir de la zone de réduction finale réduisent la 15 matière de charge à base d'oxyde de fer à un degré de métallisation d'environ 94%· Sur la base à la fois d'essais de laboratoire et d'expériences à l'échelle industrielle, le méthane présent dans le gaz de préréduction provenant du gaz de four à coke ne subit 20 aucun craquage important lors de son passage à travers la zone de préréduction à une température de 800°C, étant donné que l'hydrogène est déjà présent dans ce gaz. Dès lors, le gaz réducteur usé ou le gaz de ' gueulard s'échappant du sommet de la charge contenue 25 dans le four et de la conduite de sortie 32 contient les agents réducteurs CO et n'ayant pas réagi, les agents oxydants CO^ et vapeur de 1^0 formés dans le procédé de réduction, ainsi que du méthane. Dans l'appareil de refroidissement/épuration 34 pour- le 30 gaz de gueulard, la majeure partie de la vapeur d'eau est séparée de ce gaz par condensation. La majeure partie du gaz de gueulard déshydraté et épuré quittant l'épurateur 34 passe, via la conduite 38, dans le compresseur 40 pour pénétrer dans la zone de refroidis-35 sement via les lumières d'admission 44 prévues pour /ce gaz de refroidissement. Le gaz froid monte en λ 10 ; échange de chaleur à contre-courant vis-à-vis de la charge descendante de fer métallique, refroidissant > ainsi le fer essentiellement à la température ambiante i avant de quitter le sommet de la zone de refroidisse- ! r c- 5 ment en 4δ. La charge descendante de fer métallique réagit avec le HnS éventuellement contenu dans le gaz de refroidissement soit sous forme de H0S résiduel provenant du gaz combustible de traitement, soit sous forme de H9S libéré au cours des premiers stades 10 de la réduction d’un oxyde de fer sulfuré, assurant 3 ainsi efficacement la désulfuration du gaz. Le gaz I désulfuré est refroidi et épuré dans l’épurateur 50 et il est un mélange gazeux approprié pour le refor-r.age dans les tubes 5- pour fournir un nouvel apport 15 de gaz réducteur chaud. Dans les tubes de reformage, le C0o et la vapeur d’eau résiduelle contenus dans le gaz de gueulard refroidi et épuré font office d’agents oxydants de reformage pour le méthane, comme décrit | dans le brevet des Etats-Unis d’Amérique n° 3·74-·1-0.
!20 Les tableaux ci-après donnent les résultats d’une analyse complète du procédé de l’invention en !|lil relation avec les dessins annexés. Il est entendu que ces résultats sont donnés simplement à titre d’illustration et sans aucun caractère limitatif.
25 Tous les chiffres repris dans les tableaux sont basés sur une tonne métrique de fer de réduction directe ayant un degré de métallisation de 02% et une teneur en carbone de 1}5%· Ce sont là des normes industrielles largement admises pour· du fer de réduction di— 30 recte fabriqué dans des installations où l’on fait intervenir le gaz naturel.
Le tableau I indique l’apport de combus— j tible nécessaire pour le procédé. Le gaz de four à i colce a une valeur calorifique supérieure de 4·6ΐδ 35 kCal/Xm3.
/ // 1 y / \ * 11
TABLEAU I
Apport en combustible
Gaz combustible de traitement 2.,82 Gcal 5 Brûleurs de l’appareil de reformage 0*05_
Quantité totale requise de 2,87 Gcal combustible (haute valeur calorifique) 10 Le tableau II indique les débits de gaz dans le procédé en mètre cubes normaux par heure aux endroits indiques dans les dessins.
TABLEAU II
Gaz Endroit Débit 15 De l'appareil de reformage ~7 1.320
Vers les admissions inférieures 90 9-2
Gaz soumis au reformage et envoyé vers les admis— 20 sions supérieures 9- 39é
Gaz combustible de traitement chauffé £2 609 Mélange gazeux allant vers les admissions supérieures S4 1.007 25 Gaz de gueulard, ayant réagi 32 1.901
Gaz de recyclage 36 1*525
Charge de gaz vers l'appareil de reformage 51 1.0&5
Gaz de recyclage vers le 30 brûleur de l'appareil de reformage 64 440
Le tableau III donne les analyses de gaz en pour-cent aux endroits indiques.
h 35 12
TABLEAU III
Ga 2 Endroit CO C09 H0 Ho0 CH, N-, Sou- fre (par- 5 ties * par mi 1- _ _ _ ____ _ lion
Gaz soumis 87 32,9 2,5 51,5 5,1 1,9 6,2 ‘ 10 au refor- mage
Gaz combus- 82 6,8 1,8 54,3 3j0 28,7 5j4 200 tible de traitement 15 Vers les 84 17,1 2,1 53,2 3,8 15,1 5,7 121 admissions supérieures
Gaz de gueu- 32 13,4 12,4 34,3 23,4 10,5 6,0 lai^d 20 Gaz de recy- 36 16,7 15,5 42,7 4,5 13,1 7,5 clage épuré
On ajoute environ 0,01&% de soufre au produit en fer métallisé par transfert de soufre à par— , tir du gaz combustible de traitement. Cette quantité 25 est inférieure à la limite acceptable de 0,03% pour ► * 11 utilisation du fer de réduction directe lors de la fabrication de l’acier dans un four à arc électrique.
Dans l’exemple donné, il faut consommer environ 98,3/^ du gaz combustible pour effectuer le 30 procédé de réduction ; la quantité restante, soit l,7/£, est utilisée pour le chauffage. On peut ajouter des échangeurs de chaleur supplémentaires pour récupérer une plus grande quantité de chaleur résiduelle du·gaz de fumée de l’appareil de reformage 35 pour préchauffer le gaz de traitement chargé dans - -— 13 requis pour le chauffage à un point tel qu’un combustible gazeux d’une valeur calorifique d’environ 2.200 kCal/Nm3 peut être utilisé ailleurs. Par exemple, suivant la présente invention, lorsqu'on utilise du 5 gaz naturel au lieu de gaz de four à coke corme gaz combustible de traitement, la quantité volumétrique requise du gaz naturel sera égale à peu près à la moitié de celle du gaz de four à coke en raison de la valeur calorifique presque deux fois plus élevée 10 du gaz naturel. De ce fait, le gaz naturel pourra contenir environ 400 parties par million en volume de soufre sans ajouter une quantité excessive de soufre au produit en fer.
Les gaz combustibles de traitement tels que 15 le gaz de four à coke et les vapeurs de naphte contiennent des hydrocarbures insaturés qui peuvent poser des problèmes de dépôt de carbone dans le refor— mage catalytique. Outre la désul final i on du gaz combustible de traitement, le procédé de la présente 20 invention sert également à transformer ces hydrocarbures insaturés en méthane ou en un autre hydrocarbure saturé dans le four de réduction avant le reformage, évitant ainsi les problèmes que pose le dépôt de ‘ carbone au cours du reformage.
25 Comme le montre la figure 2, les échangeurs de chaleur 66 et 65 peuvent être montés en parallèle au lieu d’être montés en série. Le conduit à fumée 60 envoie le gaz de combustion usé à la fois dans les conduites 60-A et 60—B qui sont reliées aux échangeurs „ 30 de chaleur 66 et 68 respectivement.
En guise de deuxième variante, les échangeurs de chaleur de la figure 1 peuvent être inversés en chauffant tout d’abord l’air de combustion, puis le gaz combustible de traitement ; toutefois, le sys— 35 tème de la figure 1 est préféré.
A
j * 14 ! D'après la description ci-dessus, on peut i aisément constater que l'on a trouvé un procédé per- li J; fectionné et hautement efficace pour la réduction ! directe du fer, ce procédé permettant d'utiliser 5 directement des gaz combustibles de traitement sul furés .
! A
i.
* Ί ti·"; l Ï
M
! h i

Claims (6)

15
1. Appareil pour la réduction direct·' d’oxydes de fer en un produit en fer métallisé, carac-« térisé en ce qu’il comprend : 5 (a) un four à cuve généralement· vertical ; (b) un élément en vue de charger une matière en particules à base d’oxyde de fer dans la partie supérieure de ce four pour y former une charge, ainsi qu’un élément en vue de retirer un produit en 10 fer métallisé par le fond de ce four, établissant ainsi un écoulement continu de cette charge par gravité à travers le four ; (c) une première admission pour un gaz réducteur entre les extrémités du four ; 15 (d) une deuxième admission pour un gaz réducteur entre cette première admission et l’extrémité supérieure du foui’ : (e) une sotie pour le gaz ayant réagi à l’extrémité supérieure de ce four ; 20 (f) un élément communiquant avec la sortie prévue pour le gaz ayant réagi afin de refroidir et d’cpurer ce dernier ; (g) un four de reformage comportant des ‘ tubes contenant un catalyseur afin de former des 25 agents réducteurs gazeux, ce four de reformage comportant une sortie communiquant avec la première et la deuxième admission prévues pour le gaz réducteur ; (h) une source d’un gaz combustible de traitement ; 30 (i) une conduite pour le gaz combustible de traitement communiquant avec la deuxième admission prévue pour le gaz réducteur et la source de ce gaz combustible de traitement ; cet apparéil présentant également les caractéristi— 35 ques suivantes : /1 16 t [ t (a) le four de reformage comporte au moins un brûleur en vue de chauffer les tubes contenant le catalyseur et une conduite en vue d’évacuer les ‘ «raz de combustion usés hors du four : et 5 (b) cet e conduite prévue pour l’évacuation des <*az de combustion usés communiquant avec un échangeur de chaleur, lequel communique également avec la conduite du gaz combustible de traitement de telle sorte que ce dernier passe à travers cet échan— 10 geur de chaleur dans lequel il est préchauffé.
2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également un deuxième échangeur cfe chaleur, une conduite pour les gaz de combustion usés, communiquant avec ce deuxième 15 échangeur de chaleur, lequel communique avec une source d’air de combustion pour le brûleur· du four de reformage de telle sorte que cet air de combustion soit préchauffé et que la température des gaz de combustion usés soit réduite.
3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comprend également un élément situé entre la première admission du gaz réducteur et le fond du four pour refroidir le produit métalli-• sé en pastilles. 25 4· Appareil suivant la revendication 33 caractérisé en ce qu’il comprend également un passage communiquant avec l’élément de refroidissement et d’épuration, ainsi qu’avec l’élément de refroidissement pour introduire un gaz de refroidissement dans 30 la zone de refroidissement.
5. Appareil suivant la revendication 4j caractérisé en ce qu’il comprend également un passage communiquant avec une sortie de gaz de la zone de refroidissement et un deuxième appareil de refroidis— 35 sement/épuration pour épurer le gaz de refroidisse-I ment usé, de même qu’un deuxième passage communiquant I L 17 avec ce deuxième appareil de refroidissement/épura-tion et l’admission des tubes contenant un catalyseur dans le four de reformage.
6. Appareil suivant la revendication 1s 5 caractérisé en ce qu'il comprend également un passage communiquant avec l’élément d'épuration et de refroidissement et le brûleur dans le four de reformoge » w afin d’amener le gaz de gueulard usé et épuré à ce brûleur comme combustible pour le lotir de reiormage. VÀXXJd»
LU83905A 1981-01-29 1982-01-28 Reduction directe de fer en utilisant du gaz de four a coke LU83905A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US22968781 1981-01-29
US06/229,687 US4351513A (en) 1981-01-29 1981-01-29 Direct reduction of iron using coke oven gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
LU83905A1 true LU83905A1 (fr) 1982-07-07

Family

ID=22862292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LU83905A LU83905A1 (fr) 1981-01-29 1982-01-28 Reduction directe de fer en utilisant du gaz de four a coke

Country Status (20)

Country Link
US (1) US4351513A (fr)
JP (1) JPS6014085B2 (fr)
KR (1) KR850001644B1 (fr)
AT (1) AT388389B (fr)
AU (1) AU535416B2 (fr)
BE (1) BE891920A (fr)
BR (1) BR8200350A (fr)
CS (1) CS224640B2 (fr)
DD (1) DD202181A5 (fr)
DE (1) DE3202220A1 (fr)
FR (1) FR2498628B1 (fr)
GB (1) GB2092286B (fr)
HU (1) HU189558B (fr)
IN (1) IN156294B (fr)
IT (1) IT1150606B (fr)
LU (1) LU83905A1 (fr)
RO (1) RO84193B (fr)
TR (1) TR21571A (fr)
YU (1) YU18782A (fr)
ZA (1) ZA82297B (fr)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4608240A (en) * 1983-11-04 1986-08-26 Hylsa, S.A. Method for the desulfurization of hydrocarbon gas
US4536213A (en) * 1984-09-10 1985-08-20 Mildrex International, B.V. Reforming of higher hydrocarbons for metal oxide reduction
AT382166B (de) * 1985-05-13 1987-01-26 Voest Alpine Ag Verfahren zur direktreduktion von teilchenf¯rmigem eisenoxidhaeltigem material
US5437708A (en) * 1994-05-04 1995-08-01 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Iron carbide production in shaft furnace
IT1302811B1 (it) * 1998-12-11 2000-09-29 Danieli & C Ohg Sp Procedimento e relativo apparato per la riduzione direttadi ossidi di ferro
US6146442A (en) * 1999-01-08 2000-11-14 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Apparatus and method for introducing gas into a shaft furnace without disturbing burden flow
UA78139C2 (en) * 2002-12-12 2007-02-15 Method (variants) and device (variants) for adjusting of charge temperature homogrneity and a method for direct reduction of ferric oxides in the direct reduction shaft furnace
CN100368118C (zh) * 2004-12-30 2008-02-13 中国科学院过程工程研究所 隔焰移动床煅烧装置
CN1995402B (zh) * 2006-01-06 2011-11-16 伊尔技术有限公司 利用焦炉气等将氧化铁直接还原成金属铁的方法
CN100523228C (zh) * 2007-07-31 2009-08-05 张文慧 利用焦炉气制还原气生产海绵铁的方法及其设备
WO2013027084A1 (fr) 2011-08-20 2013-02-28 Hyl Technologies, S.A. De C.V. Procédé permettant de produire du fer de réduction directe (dri) qui utilise des gaz tirés du charbon
CN104245963B (zh) 2011-12-21 2016-11-16 伊尔技术有限公司 利用焦炉气制备直接还原铁(dri)的方法和设备
CN103103305B (zh) * 2013-03-05 2014-07-30 周广砥 烷烃加热式还原海绵铁竖炉
US9970071B2 (en) * 2014-09-23 2018-05-15 Midrex Technologies, Inc. Method for reducing iron oxide to metallic iron using coke oven gas
CN113501494A (zh) * 2021-07-07 2021-10-15 山西晋南钢铁集团有限公司 一种高炉炼铁用焦炉煤气的自重整系统及方法
CN114249548B (zh) * 2021-12-15 2022-11-08 广西柳州钢铁集团有限公司 燃气双膛窑稳定掺配燃料方法
CN115354148B (zh) * 2022-07-22 2023-11-28 重庆赛迪热工环保工程技术有限公司 一种用于转底炉金属化球团的冷却系统及方法
CN115449580A (zh) * 2022-08-31 2022-12-09 河北张宣高科科技有限公司 全部采用焦炉煤气的零碳排放直接还原系统及工艺

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3764123A (en) * 1970-06-29 1973-10-09 Midland Ross Corp Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron
DE2103731A1 (de) * 1971-01-27 1972-08-17 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerzen im festen Zustand unter Druck
US3748120A (en) * 1971-04-15 1973-07-24 Midland Ross Corp Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron
US3905806A (en) * 1973-02-20 1975-09-16 Armco Steel Corp Method for the direct reduction of iron ores
AU496945B2 (en) * 1975-05-19 1978-11-16 Midrex International B.V. Rotterdam Producing metallized product
CH619736A5 (en) * 1976-01-27 1980-10-15 Max Geisseler Process and equipment for producing metal sponge in a shaft furnace by means of hydrogen-rich reducing gases
DE2657598A1 (de) * 1976-12-18 1978-06-22 Krupp Koppers Gmbh Verfahren zur erzeugung eines kohlenmonoxydreichen gases
AT360567B (de) * 1979-05-18 1981-01-26 Voest Alpine Ag Verfahren zur ueberwindung von betriebsstoerungen bei der kontinuierlichen direktreduktion von eisenerz und anlage dafuer
US4270739A (en) * 1979-10-22 1981-06-02 Midrex Corporation Apparatus for direct reduction of iron using high sulfur gas

Also Published As

Publication number Publication date
GB2092286B (en) 1984-09-19
KR850001644B1 (ko) 1985-11-06
JPS6014085B2 (ja) 1985-04-11
US4351513A (en) 1982-09-28
IT8219295A0 (it) 1982-01-26
RO84193A (fr) 1984-05-23
BE891920A (fr) 1982-05-17
KR830009227A (ko) 1983-12-19
AU7917982A (en) 1982-08-05
JPS57143413A (en) 1982-09-04
YU18782A (en) 1984-12-31
GB2092286A (en) 1982-08-11
DD202181A5 (de) 1983-08-31
HU189558B (en) 1986-07-28
ATA29282A (de) 1988-11-15
FR2498628A1 (fr) 1982-07-30
IN156294B (fr) 1985-06-15
IT1150606B (it) 1986-12-17
ZA82297B (en) 1982-12-29
TR21571A (tr) 1984-10-07
FR2498628B1 (fr) 1987-01-09
AU535416B2 (en) 1984-03-22
BR8200350A (pt) 1982-11-23
AT388389B (de) 1989-06-12
RO84193B (ro) 1984-07-30
CS224640B2 (en) 1984-01-16
DE3202220A1 (de) 1982-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
LU83905A1 (fr) Reduction directe de fer en utilisant du gaz de four a coke
US6005149A (en) Method and apparatus for processing organic materials to produce chemical gases and carbon char
RU2439165C2 (ru) Способ прямого восстановления оксидов железа до металлического железа, использующий газ коксовых печей или подобный ему газ
RU2011125340A (ru) Способ и устройство для получения сырьевого синтез-газа
JP4968402B1 (ja) 有機物質の低分子化方法及び冶金炉発生排ガスの利用方法
EP0692543A1 (fr) Procédé pour fabriquer une éponge de fer à basse teneur en soufre
UA119892C2 (uk) Металургійна піч для виробництва металевих сплавів
RU2009140757A (ru) Способ и устройство для приготовления восстановителя для применения в процессе производства металла, процесс производства металла и аппарат для производства металла, использующий упомянутое устройство
FR2570082A1 (fr) Procede de reduction d&#39;oxyde metallique a l&#39;aide de gaz reducteurs provenant du reformage du pentane ou d&#39;hydrocarbures superieurs
AU2012100987A4 (en) Containerized Gassifier System
US6582492B1 (en) Method for producing melt iron
US3753683A (en) Method and apparatus for carbonizing and desulfurizing coal-iron compacts
FR2540518A1 (fr) Procede pour la conduite d&#39;un four metallurgique de fusion et dispositif de mise en oeuvre
BE1016102A3 (fr) Procede et dispositif de production de gaz reducteur destine, en particulier a la reduction de minerai.
EA028730B1 (ru) Способ и устройство для секвестрации диоксида углерода из отработавшего газа
BE1012434A3 (fr) Procede pour produire du fer liquide a partir d&#39;oxydes de fer.
FR2567143A1 (fr) Procede et appareil a lit fluidise pour la pyrolyse, la gazeification et la combustion de combustibles de qualite inferieure
US3908970A (en) Method and apparatus for carbonizing and desulfurizing coal-iron compacts
BE508600A (fr)
FR2629837A1 (fr) Four a cuve pour la reduction d&#39;oxyde de fer par l&#39;hydrogene en vue de la production de poudre de fer pour frittage
FR2613250A1 (fr) Procede de recuperation de soufre du type claus a capacite augmentee et installation pour sa mise en oeuvre
CN112812794A (zh) 兰炭焦炉煤气生产返碳工艺、兰炭生产工艺以及系统
BE453796A (fr)
EP1385623A1 (fr) Procede et installation de regeneration d&#39;absorbants employes pour la captation du dioxyde de soufre dans des fumees de combustion
BE345413A (fr)