NL8104009A - Werkwijze voor het reduceren van deeltjesvormige metaalertsen tot sponsijzer. - Google Patents

Werkwijze voor het reduceren van deeltjesvormige metaalertsen tot sponsijzer. Download PDF

Info

Publication number
NL8104009A
NL8104009A NL8104009A NL8104009A NL8104009A NL 8104009 A NL8104009 A NL 8104009A NL 8104009 A NL8104009 A NL 8104009A NL 8104009 A NL8104009 A NL 8104009A NL 8104009 A NL8104009 A NL 8104009A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
gas
line
heating
reactor
reformer
Prior art date
Application number
NL8104009A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Hylsa Sa
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
Priority claimed from US06/191,941 external-priority patent/US4336063A/en
Application filed by Hylsa Sa filed Critical Hylsa Sa
Publication of NL8104009A publication Critical patent/NL8104009A/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/06Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in multi-storied furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • 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
    • C21B13/029Introducing coolant gas in the 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
    • C21B2100/60Process 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
    • Y02P10/122Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • 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
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

...... V ' & 'Λ * · ’·~· t
Werkwijze voor het reduceren van deeltjesvormige metaalertsen tot sponsijzer.
De uitvinding heeft betrekking op de rechtstreekse reductie van metaalertsen met behulp van gassen, van het type waarbij deeltjesvormige ertsen worden behandeld met een heet reducerend gas, dat in hoofdzaak bestaat uit waterstof en kool-5 monoxyde, in het bijzonder een werkwijze die geschikt is voor de bereiding van sponsijzer.
Het reducerende gas kan worden gevormd door katalytisch reformen van lichte koolwaterstoffen of dergelijke met stoom of kooldioxyde, door partiële verbranding en brandstoffen 10 met zuurstof en op andere in de techniek bekende wijze. In het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een verbeterde werkwijze of inrichting voor het reduceren van metaalertsen onder toepassing van een katalytische reformer, waarin tenminste een deel van het effluent van voor reductie gebruikt gas afkomstig 15 uit de reductiezone van een bewegend bedreactor in kwaliteit wordt verhoogd en naar de reductiezone wordt teruggevoerd, waarbij de teruggevoeide gasstroom voor het weer invoeren in de reductiezone wordt verwarmd.
De Amerikaanse octrooischriften 3.765.872, 20 3.779.741 en 4.224.057 zijn typische voorbeelden van oxtrooi- schriften waarin werkwijzen worden beschreven met rechtstreekse reductie in een bewegend bed waarvoor de onderhavige uitvinding bijzonder geschikt is.
Met de sterke stijging van de brandstofkosten van 25 de laatste tijd kan een ernstige bedreiging vormen voor de levensvatbaarheid van een commerciële werkwijze als die geen efficiënt gebruik maakt van de brandstof. Katalytische reformers, die worden gebruikt bij rechtstreekse reductiewerkwijzen, moeten werken bij hoge temperaturen om continu goed te functioneren en om re-30 ducerende gassen te vormen met de juiste samenstelling (de juiste bestanddelen); 'dergelijke reformers kunnen, zonder dat warmte 8104009 Λ 1» .,.
- 2 - wordt teruggewonnen, slechts werken met ongeveer 50% van het maximale thermische rendement.
De reformreacties van lichte koolwaterstoffen en nafta’s vinden plaats in met katalysator gevulde buizen bij temr* 5 peraturen in het traject van 600 tot 900°C. De katalysatorbuizen worden in het algemeen geplaatst in een stralingskamer waar ze met branders worden verhit. De gevormde rookgassen verlaten de kamers met een hoge temperatuur van in het algemeen circa 1000°C.
Om het totale rendement van de reformer te verhogen, 10 was het in het verleden gebruikelijk om zoveel mogelijk van de thermische energie van deze rookgassen terug te winnen, bijvoorbeeld door toepassing van warmteuitwisselaars voor het voorverwarmen van het aardgasmengsel van aardgas en stoom voor de reformer, voor het opwekken van de stoom die voor deze reactie nodig 15 is en voor het voorverwarmen van de verbrandingslucht, die wordt gebruikt in de branders van die reformers. Met deze middelen is het mogelijk het totale thermische rendement van de reformers te verhogen tot ongeveer 80 a maximaal 90-91%. Door op deze wijze het thermische rendement van de reformer te verhogen wordt echter 20 meer stoom gevormd dan nodig is voor de reductiewerkwijze. Dit is de zogenaamde "export" stoom. Deze exportstoom kan worden gebruikt voor het aandrijven van turbines voor het opwekken van mechanische of elektrische energie (bijvoorbeeld voor gebruik voor het aandrijven van pompen, compressormotors en dergelijke). 25 Bij vele installaties is, vanwege de beschikbaarheid van andere meer kosten-effectieve energiebronnen, echter het gebruik van de overmaat warmte uit de reformer voor het vormen van exportstoom ongewenst.
'Een kenmerk van deze katalytische reformers is ook 30 dat ze zeer gevoelig zijn voor thermische stoffen en zoveel moge lijk onder dezelfde steeds gehandhaafde omstandigheden moeten werken. Het opstarten van een reformer vereist bijvoorbeeld in het algemeen ongeveer 1 tot 3 dagen. Het is bij gevolg zeer gewenst dat de reformer niet gedurende korte perioden van onder-35 breken van het proces behoeft te worden verstopt.
8104009 V l - 3 -
Een andere hoofdbron van energieverbruik bij deze werkwijzen is de verhitter die wordt gebruikt om de temperatuur van het ontwaterde aanvullende reducerende gas en/of gerecircu-: leerd reducerend gas te verhogen tot een niveau dat geschikt is 5 voor de reductie van het erts, d.w.z. tot circa 700-!!00°C en bij voorkeur 870-950°C.
De uitlaattemperatuur voor het rookgas van deze afzonderlijke verhitter wordt in het algemeen normaliter in het traject van 140°C tot 200°C en bij voorkeur circa 160°C gehouden. 10 De werkomstandigheden van de verhitter hangen af van de voor de reactor geldende speciale werkomstandigheden, die kunnen variëren, bijvoorbeeld als gevolg van wijziging in de productiviteit of in het type ijzererts dat als uitgangsmateriaal wordt gebruikt.
De uitvinding heeft nu ten doel te voorzien in een 15 werkwijze en inrichting voor het reduceren van metaalertsen tot metaaldeeltjes met een geringer totaal brandstofverbruik dan vroeger nodig was.
Een verder doel van de uitvinding is te voorzien in een dergelijke werkwijze en inrichting, die een verbeterd totaal 20 thermisch rendement geeft.
Nog een doel van de uitvinding is om de bovengenoemde doelstellingen op een efficiëntere en meer economische wijze te bereiken dan tot nu toe met de vroegere werkwijzen mogelijk was.
25 Een verder doel van de uitvinding is ook om te voorzien in een werkwijze en inrichting die een grotere flexibiliteit biedt in de totale opzet van de installatie en in het wer-ken met de installatie.
' Terwijl het in het verleden noodzakelijk werd ge-30 acht de functies van de reformer en van de verhitter te scheiden, werd nu gevonden, dat deze in een zekere mate kunnen worden gecombineerd om een verbeterd thermisch rendement en brandstofbe-sparingen te realiseren terwijl toch de flexibiliteit van onafhankelijk werken kan worden bereikt, die nodig is om de gelijkma-35 tige constante werking van de reformer te handhaven, terwijl va- 8104009 * V ...
- 4 - riaties in de werking van de verhitter in responsie op wijzigingen in de behoefte van de reactor (met inbegrip van stopzetten van de reactor) mogelijk zijn.
Deze verrassende partiële integratie van de refor-5 mer en van de verhitter wordt bereikt door de hulpgassèn van de reformer (die typisch een temperatuur hebben van ongeveer 650-700°C) toe te voeren aan de verhitter. Dit vermindert de behoefte aan brandstof van de verhitter met een hoeveelheid, die gelijk is aan de warmteinhoud van de rookgassen van de reformer. Een onaf-10 hankelijke brander in de verhitter reageert op de behoefte van de reactor en levert de aanvullende energie die nodig is om de reducerende gassen die uit de reactor worden toegevoerd te verhitten. Daar de brander in de verhitter onafhankelijk is van de brander van de reformer, kan de verhitter worden stopgezet en kunnen de 15 rookgassen van de reformer, in plaats van te worden gebruikt in de verhitter, worden afgebogen en worden afgevoerd door een afzonderlijke schoorsteen, die zich bovenstrooms van de verhitter bevindt. Dit maakt het mogelijk dat de reformer continu doorwerkt ook gedurende de periode, dat de verhitter echt wordt gestopt.
20 Deze integratie van de reformer-oven en de verhit- tingsoven levert een verbeterd totaal thermisch rendement op van de orde van circa 93%. Nog belangrijker is de vermindering in de warmteinhoud per tijdseenheid die nodig is om de geïntegreerde ovens te stoken, in vergelijking met de warmte die nodig is voor 25 de afzonderlijke ovens, welkeeen vastgestelde brandstofbesparing geeft van circa 13%.
De uitvinding wordt nader toegelicht en beschreven aan de hand van de tekeningen.
30 Fig. 1 geeft het basis stroomschema weer voor de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij een geïntegreerde ver-hittings- en reformeenheid volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt toegepast.
Fig. 2 geeft een andere uitvoeringsvorm weer waar-35 bij gebruik wordt gemaakt van een aanvullende verhitter bij een 8104009 it · ...
mm 2 geïntegreerde verhittings- en reformeenheid zoals weergegeven in fig. 1.
Hoewel de volgende beschrijving specifiek ingaat op de reductie van ijzererts tot sponsijzer, zal het duidelijk zijn, 5 dat de techniek van de rechtstreekse reductie met gassen ook kan worden toegepast bij de reductie van andere metaalertsen dan ijzererts.
In Fig. 1 is 10 algemeen een bewegend bed-reductie-reactor met vertikale schacht aangeduid, die in het bovenste ge-10 deelte een reductiezone 12 omvat en in het onderste gedeelte van de reactor een koelzone 14. Te reduceren ijzererts komt aan de bovenzijde de reactor binnen via een inlaat 16 en beweegt omlaag door de reductiezone 12 waar het wordt gereduceerd door omhoogstromend heet reducerend gas. Het gereduceerde ijzererts beweegt 15 dan omlaag door de koelzone 14 en verlaat de reactor door de uitlaat 18.
De reductie van het ijzererts wordt bewerkstelligd door middel van een reducerend gas dat in hoofdzaak bestaat uit koolmonoxyde en waterstof en wordt gevormd in een reformeenheid 20 30. Aardgas uit een bron 40 stroomt door een stroomregelaar 42 en leiding 44 en wordt danverdeeld in een portie die door leiding 46 naar een gebruikspunt stroomt, bijvoorbeeld voor gebruik als stookgas, terwijl de rest van het aardgas door leiding 48 stroomt, waarin het wordt gemengd met stoom uit leiding 49. Het mengsel 25 van aardgas en stoom stroomt door leiding 50 en wordt voorverhit in de verhittingsbuis 52 waarna het verhitte mengsel door de leiding 54 naar met katalysator gevulde buizen 56 stroomt waar het aardgas en de stoom worden gereformd onder vorming van een reducerend gas dat in hoofdzaak bestaat uit waterstof en koolmonoxyde.
30 Het hete reducerende gas verlaat de met katalysator gevulde buizen 56 via leiding 58 met een temperatuur in het traject van 700 tot 1000°C, Het mengsel van aardgas en stoom kan in de reformeenheid 30 worden gereforuxi volgens de volgende reactievergelijking:
35 CH4 + H20 3H2 + CO
8104009 * V . o j ' - 6 -
De reformeenheid 30 is zodanig ontworpen, dat de werking ervan regelbaar kan worden geïntegreerd met die van de verhittingseenheid 80. In het bijzonder heeft de reformeenheid 40 een stralingskamer 32 die met katalysator gevulde buizen 56 be-5 vat, een eerste convectiekamer 34 en een schoorsteen 36. Warmte wordt aan de reformeenheid 30 toegevoerd via branders 38. Aardgas wordt verbrand in de reformeenheid 30 met de verbrandingspro-ducten in de eerste convectiekamer 34 met een temperatuur in het traject van 800 tot 1200°C. De verbrandingsproducten, het rookgas, 10 stromen door de convectiekamer 34 en langs de verhittingsbuizen 52 naar de inlaat van een verhittingseenheid 80. De rookgastemperatuur bij de inlaat van de verhittingseenheid 80 ligt in het traject van 500 tot 1000°C, bij voorkeur 650 tot 700°C. De verhittingseenheid 80 bevat een tweede convectiekamer 82, die in ver-15 binding staat met een schoorsteen 84 via een geïnduceerde trek-gevende ventilator 86, De schoorsteen 30 dient om de hete rookgassen uit de reformeenheid 30 af te voeren naar de atmosfeer, buiten de verhittingseenheid 80 om. Als de verhittingseenheid 80 buiten bedrijf wordt gesteld, wordt de schoorsteenschuif 37 zo 20 geplaatst, dat de hete rookgassen worden afgebogen en worden afgevoerd via de schoorsteen 36 en zo de gelijkmatige voortgaande werking van de reformeenheid wordt gehandhaafd.
Het reducerende gas* dat door de leiding 58 stroomt en dat circa 20 tot 25 vol.% water bevat wordt door de afvalwamr-25 testoomketel 60, de warmteuitwisselaar 62 en de afsohrikkoeler 64 geleid waar het waterwinnend reducerende gas wordt gecondenseerd. Het relatief droge, d.w.z. circa 1% waterbevattende, afgekoelde reducerende gas stroomt door leiding 66 en wordt samengevoegd met reactorgaseffluent uit de reductiezone van de reactor 10.
30 Wanneer we nu de reactor 10 beschouwen zien we het volgende: reductie van het erts vindt plaats door middel van een reducerend gas dat in hoofdzaak bestaat uit koolmonoxyde en waterstof, dat wordt verwarmd in de verhittingseenheid 80 op een temperatuur in het traject van cirva 750 tot 1000°C en dat dan door 35 leiding 100 naar de reactor 10 stroomt. Na het invoeren in de 8104009 •4 ’ ,....
- 7 - reactor stroomt het hete reducerende gas omhoog door het deel-tjesvormige ijzererts in de reductiezone 12 heen, waarbij het erts wordt gereduceerd tot sponsijzer. Gas, dat bovenuit het ertsbed in de reductiezone 12 komt, verlaat het reactor via de lei-5 ding 102 en stroomt door de afsehrikkoeler 104 waar het wordt afgekoeld en wordt ontwaterd door rechtstreeks contact met koelwater.
Het gekoelde en ontwaterde reducerende gas verlaat de koeler 104 via de leiding 106 en wordt dan met een hoeveelheid 10 die door leiding 108 afgebogen naar een schrikpunt voor opslag of naar een gebruikspunt, bijvoorbeeld voor gebruik als stookgas. De rest van het reducerende gas dat door leiding 106 stroomt, gaat via leiding 110 naar een pomp 112 waarmee het door leiding 114 wordt gepompt naar een inrichting 116 voor het verwijderen 15 van CO2 uit het reactoreffluent. Het in kwaliteit verhoogde redu cerende gas stroomt dan via leiding 118 naar een punt waar het wordt gemengd met aanvullend reducerend gas dat door*leiding 66 stroomt en komt uit de reformeenheid 30.
Het mengsel van reactoreffluent en aanvullend redu-20 cerend gas stroomt door leiding 120 naar de verhittingseenheid 80 waar het wordt verwarmd in de verhittingsbuizen 81, die in de convectiekamer 82 zijn gemonteerd. Warmte wordt aan de verhittingseenheid 80 toegevoerd door branders 88, die worden geregeld met een regelaar 90. Op deze wijze stroomt een aanzienlijk deel 25 van het reducerende gas in een reductiekringloop rond, welke omvat de reductiezone 12, de leiding 102, koeler 104, de leidingen 106 en 110, pomp 112, leiding 114, inrichting voor het verwijderen van CO2 116, leiding 118 en 120, verhittingseenheid 80 en leiding 100. Aan deze kringloop wordt via leiding 66 uit de re-30 formeenheid 30 komend aanvullend reducerend gas toegevoegd, dat zich in leiding 118 verenigd met het reactoreffluent en vandaar door leiding 120 naar de verhittingseenheid 80 stroomt. Zoals in de figuur is weergegeven, is leiding 108 voorzien van een tegen-drukregelaar 109 om de gewenste verhoogde druk in de reactor te 35 handhaven.
8104009 I , v v · -y ! - 8 -
Be koelzone 14 maakt, evenals de reductiezone 12, ook deel uit van een gaskringloop· Koelend gas komt aan de onderzijde de koelzone binnen via leiding 122 en stroomt omhoog door de koelzones 14 naar een uitlaatpunt door leiding 124 naar de 5 koeler 126 waar hét wordt gekoeld en wordt ontwaterd en daarna wordt afgevoerd via leiding 128 naar de circulatiepomp 130 waarmee het wordt weggepompt door leiding 132 terug naar leiding 122.
Wat de in fig. 2 weergegeven uitvoeringsvorm betreft, dient voor ogen te worden gehouden, dat het basisreductie-10 proces daarbij gelijksoortig is aan het in verband met fig, 1 beschrevene; daarom is de hiernavolgende beschrijving in hoofdzaak beperkt tot de belangrijke verschillen tussen de beide uitvoeringsvormen. De apparatuur, die wel in fig. 2 is weergegeven, maar niet wordt beschreven, is gelijksoortig aan of identiek met 15 de overeenkomstige apparatuur die is weergegeven in fig. 1 en in de beschrijving van fig, 1 is besproken*
De reductie van het ijzererts vindt plaats met een reducerend gas dat in hoofdzaak bestaat uit koolmonoxyde en waterstof dat wordt gevormd in een reformeenheid soals beschreven in 20 verband met het stroomschema van fig. 1. Heetreducerend gas wordt via leiding 200 toegevoerd aan de reactor en stroomt omhoog door het deeltjesvormige ijzererts in de reductiezone 120 waarbij het erts wordt gereduceerd tot sponsijzer. Het gas, dat bovenuit het ertsbed in de reductiezone 120 komt, verlaat de reactor via lei-25 ding 202 en stroomt indien nodig door een afschrikkoeler en eenheid voor het verwijderen van CO2 zoals is beschreven ten aanzien van fig. 1. Het reducerende gas, dat uit de afschrikkoeler, de eenheid voor het verwijderen van CO2 en daarmee geassocieerde apparatuur komt, stroomt door leiding 204 en wordt verenigd met 30 vers aanvullend reducerend gas dat wordt gevormd in de reformeen heid 230 en via afschrikkoeler 264 in en door leiding 206 stroomt waarbij in leiding 208 een gecombineerde gasstroom wordt gevormd. Een deel van het gas dat door leiding 208 stroomt stroomt binnen en door leiding 210 en door de verhittingsbuizen 212, die zijn 35 gemonteerd in de verhittingseenheid 220. Het overige deel van het 8104009 V ·# * - V.
\ - 9 - gas dat door leiding 208 stroomt, stroomt in en door een leiding 214 en wordt ingevoerd in de verhittingsbuizen 216, die in de verhittingseenheid 280 zijn gemonteerd (welke is ontworpen zodat ze coördineert met de reformeenheid 230 net als het geïntegreerde 5 systeem dat in fig. 1 is weergegeven).
Het gas dat door de verhittingseenheid 280 stroomt wordt daarin verhit en verlaat de inrichting via de leiding 218. Evenzo wordt het gas dat door de verhittingsbuizen 212 stroomt verhit en verlaat dë eenheid 220 door de leiding 221. De verhitte 10 gassen die door de leiding 218 en 221 stromen, worden samengevoegd en ingevoerd in de verhittingseenheid 220 via een leiding 222 en wordt regelbaar verhit in de verhittingsbuizen 224 en 226. De gecombineerde gasstroom verlaat de verhittingseenheid 220 via leiding 200 en wordt teruggevoerd naar de reactor via leiding 200. 15 De relatieve hoeveelheden warmte, die in de verhit- tingseenheden 220 en 280 worden toegevoerd aan de respectieve gasstromen die door die eenheden gaan, kunnen worden geregeld. Afhankelijk van verschillende procesomstandigheden kan het gewenst zijn de warmtebehoefte in de aanvullende verwarmingsëenheid 220 20 minimaal te maken of kan het gunstig zijn de hoeveelheid warmte die wordt geleverd in de verwarmingseenheid 280 te verminderen. Ongeacht de hoeveelheid warmte die door elk van de verwarmings-eenheden wordt geleverd, moet de temperatuur van het reducerende gas dat naar de reactor wordt gerecirculeerd via leiding 200 lig-25 gen in het traject van circa 750°C tot 1000°C,
In deze beschrijving en in de bijgaande figuren zijn voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding weergegeven en beschreven en zijn allerlei alternatieven en modificaties voorge-30 steld; het zal duidelijk zijn dat hierbij geen sprake is geweest van een limitatieve opsomming van mogelijkheden en dat er vele andere wijzigingen en modificaties mogelijk zijn binnen het kader van de uitvinding. De hiervoor vermelde alternatieven en modificaties en suggesties daarvoor dienen slechts ter illustratie van de 35 mogelijkheden en dienen om de uitvinding volledig duidelijk te 8104009 y * v - ΙΟ - maken en de principes ervan te illustreren.
Een andere modificatie en uitvoeringsvorm die nog mogelijk is, is een systeem waarbij een tweede onafhankelijk geregelde verhittingseenheid wordt toegepast, die zo is ontworpen, 5 dat hij kan samenwerken met de geïntegreerde verhitte en het re- formersysteem dat hiervoor reeds werd beschreven. Die tweede verhittingseenheid kan worden ontworpen en uitgevoerd aLs een functioneel afzonderlijke verhittingsbron met een warmteafgifte die zo is gekozen, dat daarmee de in de geïntegreerde verhitte en het 10 reformde systeem ontwikkelde warmte effectief wordt aangevuld.
Op deze wijze kunnen de kapitaalskosten van het totale systeem nog wezenlijk worden verlaagd terwijl de efficiency van de werkwijze wordt gehandhaafd en een verbeterde flexibiliteit en betrouwbaarheid wordt verkregen. Een ontwerp voor een gecoordineer-15 de werkwijze waarbij een dergelijke tweede onafhankelijk geregelde verhitter wordt toegepast is bovendien van wezenlijk belang als het er om gaat de kwaliteit van een conventionele directe reductieinstallatie met een vast of bewegend bed die reeds werkt met een afzonderlijke reformer en verhitter te verhogen, door de 20 afzonderlijke verhitter te handhaven en de conventionele reformer te vervangen door een geïntegreerde verhittings- en reformereen-heid zoals hiervoor beschreven met een verhoogde capaciteit.
8104009

Claims (18)

1. Werkwijze voor het reduceren van deeltjesvormige metaalertsen tot sponsmetaal, waarbij een heet reducerend gas dat 5 in hoofdzaak bestaat uit koolmonoxyde en waterstof door een massa van het erts in een reactor wordt geleid, het effluentgas uit de reactor wordt ontwaterd, tenminste een deel-can het effluentgas naar de reactor wordt gerecirculeerd in een gesloten kringloop van reducerend gas, een koolwaterstofhoudend gas in een katalytische 10 reformer wordt gereformd bij een verhoogde tempeötuur onder vorming van aanvullend reducerend gas dat aan de kringloop wordt toegevoerd en een andere brandstof wordt gebrand onder vorming van hete verbrandingsproducten voor het verwarmen van het gas in de reformer, met het kenmerk, dat de genoemde hete verbrandingspro-15 ducten nadat ze door de reformer zijn gegaan door een verhittings- kamer worden geleid in warmteüitwisseling met tenminste een deel van de afgekoelde effluentgassen van de reactor, teneinde die effluentgassen te verhitten.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, 20 dat het koolwaterstoffenhoudende gas aardgas is.
3. Werkwijze volgens conclusie 1,of 2, met het kenmerk, dat de andere brandstof tenminste tendele effluentgas van de reductiereactor omvat.
4. Werkwijze volgens conclusie 1—3, 25 met het kenmerk, dat het effluentgas wordt behandeld ter verwijdering van kooldioxydegas.
5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het effluentgas tendele wordt verwarmd met warmte van de verbrandingsproducten en tendele met warmte die 30 wordt geleverd door een afzonderlijk regelbare verhitter.
6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de onafhankelijke verhitter een eerste verhittingszone met een relatief lage temperatuur bezit en een tweede verhittingszone met een relatief hoge temperatuur, een eerste stroom van het 35 effluentgas naar de eerste verhittingszone wordt geleid, een twee- 8104009 - 12 - ,·ν de stroom van het effluentgas naar de verhittingskamer wordt geleid en de eerste en tweede stroom worden samengevoegd en aan de tweede verhittingszone van de onafhankelijk regelbare verhitter worden toegevoerd.
7. Werkwijze volgens conclusie 1-6, met het kenmerk, dat de verbrandingsproducten die door de reformer gaan, worden afgevoerd naar de atmosfeer in de perioden dat de verbrandingskamer buiten bedrijf is.
7. V ' - 11 -
8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 10 met het kenmerk, dat het effluentgas van de reactor, na ontwateren, wordt gekoeld en het gerecirculeerde gedeelte opnieuw wordt verhit.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de andere brandstof tenminste tendele een fossiele brandstof 15 is.
10. Inrichting voor het reduceren van deeltjesvor-mige metaalertsen tot sponsmetaal, omvattende een bewegend bed-reactor met een vertikale schacht met een reductiezone waarin het metaalerts wordt gereduceerd door een heet reducerend gas dat in 20 hoofdzaak bestaat uit koolmonoxyde en waterstof, een gasinlaat en uitlaat aan weerseinden van de reductiezone, een uitwendige leiding, die de inlaat en uitlaat verbindt en een ontwateringssysteem en een primaire verhittingseenheid omvat, een katalytische reformer bestemd voor de bereiding van aanvullend reducerend gas 25 door reformen van koolwaterstoffen, branders, voor het leveren van de warmte voor het reformen door verbranding van een ander brandstof die hete rookgassen levert, gekenmerkt door organen voor het overbrengen .van de hete rookgassen naar de verhittingseenheid, waarbij de warmteinhoud van die hete rookgassen wordt gebruikt 30 voor het verhitten van het gas dat door de genoemde leiding cir- ' culeert en door omlooporganen, die bestemd zijn voor het afvoeren van de hete rookgassen uit de reformer voordat deze de verhittereenheid bereiken, in het geval dat de verhittereenheid buiten bedrijf is, zodat de reformer zijn functie kan blijven uitoefenen.
11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, 8104009 »v - 13 - dat de uitwendige leiding een eenheid voor de verwijdering van kooldioxyde omvat.
12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat de omlooporganen een schoorsteen voor rook-5 gassen en een daarin geplaatste schoorsteenschuif omvatten, waar mee de stroom van hete rookgassen naar de verhittingseenheid selectief kan worden geregeld.
13. Inrichting volgens conclusie 10-12, met het kenmerk, dat de verhittingseeneid is voorzien van secun-10 daire branderorganen.
14. Inrichting volgens conclusie 10-13, met het kenmerk, dat de organen voor het ontwateren bestaan uit een afschrikkoeler.
15. Inrichting volgens conclusie 14, 15 met het kenmerk, dat een aanvullende onafhankelijke verhittingseenheid aanwezig is.
16. Inrichting volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de primaire en aanvullende verhittingseenheid parallel zijn opgenomen in de uitwendige leiding.
17. Inrichting volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk, dat de aanvullende verhittingseenheid een eerste verhittingszone omvat met een relatief lage temperatuur en een tweede verhittingszone omvat met een relatief hoge temperatuur, waarbij de primaire verhittingseenheid en de eerste verhittings-25 zone van de aanvullende verhittingseenheid parallel worden ge schakeld en daarna in serie worden geschakeld met de tweede verhittingszone van de aanvullende verhittingseenheid.
18. Inrichting volgens conclusie 16 of 17, met het kenmerk, dat een eenheid voor de verwijdering van kool-30 dioxyde is opgenomen in de uitwendige leiding, 8104009 Verbetexing van errata in de beschrijving behorende bij de octrooiaanvrage no. 81040,09 Ned. voorgesteld door Aanvrager «. 23 SEP. 198¾ Blz. 11, regel 6, na "geleid," toevoegen "water uit", regel 7 "ontwaterd" vervangen door "verwijderd", regel 12 "andere" vervangen door "geschikte" en "gebrand" wijzigen in "verbrand", regel 17 "afgekoelde" schrappen, regel 22 "andere" vervangen door "genoemde geschikte", regel 23 "reductiëreactor omvat" wijzigen in "reactor is". Blz. 12, regel 10-11 "na ontwateren" schrappen, regel 11 na "gekoeld" toevoegen "om er water uit te verwij deren", regel 14 "andere" vervangen door "genoemde geschikte", regel 22 "ontwaterings" schrappen, regel 23 na "teen" toevoegen "voor het verwijderen van water", regel 26 "ander" vervangen door "geschikte". Λ v<\sVhr 8104009
NL8104009A 1980-09-29 1981-08-28 Werkwijze voor het reduceren van deeltjesvormige metaalertsen tot sponsijzer. NL8104009A (nl)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/191,941 US4336063A (en) 1980-09-29 1980-09-29 Method and apparatus for the gaseous reduction of iron ore to sponge iron
US19194180 1980-09-29
US06/246,076 US4370162A (en) 1980-09-29 1981-03-20 Method for the gaseous reduction of iron ore to sponge iron
US24607681 1981-03-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8104009A true NL8104009A (nl) 1982-04-16

Family

ID=26887558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8104009A NL8104009A (nl) 1980-09-29 1981-08-28 Werkwijze voor het reduceren van deeltjesvormige metaalertsen tot sponsijzer.

Country Status (18)

Country Link
US (1) US4370162A (nl)
KR (1) KR830007851A (nl)
AR (1) AR226610A1 (nl)
AU (1) AU550090B2 (nl)
BR (1) BR8105496A (nl)
CA (1) CA1179505A (nl)
DD (1) DD201698A5 (nl)
DE (1) DE3133893A1 (nl)
ES (1) ES8302108A1 (nl)
FR (1) FR2491088B1 (nl)
GB (2) GB2084610B (nl)
GR (1) GR75055B (nl)
IT (1) IT1138194B (nl)
MX (1) MX157041A (nl)
NL (1) NL8104009A (nl)
NO (1) NO812839L (nl)
SE (1) SE8105712L (nl)
YU (1) YU43042B (nl)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4439233A (en) * 1983-05-09 1984-03-27 Midrex Corporation Direct reduction of iron
US4834792A (en) * 1986-08-21 1989-05-30 Hylsa S.A. De C.V. Method for producing hot sponge iron by introducing hydrocarbon for carburizing into reduction zone
US4880459A (en) * 1988-06-27 1989-11-14 T.C., Inc. Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron
US6152984A (en) * 1998-09-10 2000-11-28 Praxair Technology, Inc. Integrated direct reduction iron system
DE102006062689B4 (de) * 2006-12-21 2009-01-22 Mines And Metals Engineering Gmbh (M.M.E.) Schachtofen für die direkte Reduktion von Eisenoxid
WO2010123796A1 (en) * 2009-04-20 2010-10-28 Midrex Technologies, Inc. Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
US8771638B2 (en) 2009-04-20 2014-07-08 Midrex Technologies, Inc. Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
US10065857B2 (en) 2013-03-12 2018-09-04 Midrex Technologies, Inc. Systems and methods for generating carbon dioxide for use as a reforming oxidant in making syngas or reformed gas
US10933394B2 (en) * 2018-11-09 2021-03-02 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L 'exploitation Des Procedes Georges Claude Apparatus for improving thermal efficiency of steam production
US10961121B2 (en) * 2018-11-09 2021-03-30 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for improving thermal efficiency of steam production

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2900247A (en) * 1957-08-05 1959-08-18 Fierro Espouja Sa Method of making sponge iron
US3282677A (en) * 1963-04-30 1966-11-01 Futakuchi Method of manufacturing iron by low temperature reduction with use of methane gas
DE1433347A1 (de) * 1964-08-03 1970-01-08 Otto & Co Gmbh Dr C Verfahren zur Reduktion von Eisenerzen
SE343478B (nl) * 1970-07-15 1972-03-13 F Linder
US3765872A (en) * 1970-12-16 1973-10-16 Fierro Esponja Method and apparatus for the gaseous reduction of iron ore to sponge iron
US3909244A (en) * 1971-01-27 1975-09-30 Metallgesellschaft Ag Process for directly reducing iron ores in the solid state under pressure
US3889864A (en) * 1971-10-15 1975-06-17 Fierro Esponja Method and apparatus for reducing particulate metal ores to sponge iron
BE789968A (fr) * 1971-10-15 1973-04-12 Fierro Esponja Procede et appareil de reduction de minerais metalliques en particules en fer spongieux
DE2246885C3 (de) * 1972-09-23 1975-08-28 Thyssen Niederrhein Ag Huetten- Und Walzwerke, 4200 Oberhausen Anlage zur Reduktion von Eisenerzen im Wege der Direktreduktion
US4019724A (en) * 1973-02-20 1977-04-26 Armco Steel Corporation Apparatus for the direct reduction of iron ores
BR7406696A (pt) * 1974-08-14 1976-04-06 Dedini Siderurgica Um processo para a reducao direta de ferro
US4047935A (en) * 1974-12-11 1977-09-13 United States Steel Corporation Process for direct-reduction of iron-ore employing nuclear reactor-powdered catalytic reformer
DE2459876B1 (de) * 1974-12-18 1976-06-24 Thyssen Purofer Gmbh Anlage fuer die direktreduktion von eisenerzen
JPS5575901A (en) * 1978-11-30 1980-06-07 Nippon Kokan Kk <Nkk> Production of reducing gas
US4224057A (en) * 1979-08-20 1980-09-23 Hylsa, S.A. Method for carburizing sponge iron

Also Published As

Publication number Publication date
GB2084610A (en) 1982-04-15
US4370162A (en) 1983-01-25
DE3133893A1 (de) 1982-06-16
MX157041A (es) 1988-10-21
YU43042B (en) 1989-02-28
GB2084611A (en) 1982-04-28
YU230781A (en) 1984-06-30
GB2084610B (en) 1983-10-12
SE8105712L (sv) 1982-03-30
BR8105496A (pt) 1982-05-11
IT8123773A0 (it) 1981-09-03
FR2491088B1 (fr) 1986-10-10
ES505850A0 (es) 1983-01-01
KR830007851A (ko) 1983-11-07
GR75055B (nl) 1984-07-13
GB2084611B (en) 1985-08-07
CA1179505A (en) 1984-12-18
FR2491088A1 (fr) 1982-04-02
ES8302108A1 (es) 1983-01-01
DD201698A5 (de) 1983-08-03
AU7438881A (en) 1982-04-08
AR226610A1 (es) 1982-07-30
NO812839L (no) 1982-03-30
IT1138194B (it) 1986-09-17
AU550090B2 (en) 1986-03-06
DE3133893C2 (nl) 1988-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4336063A (en) Method and apparatus for the gaseous reduction of iron ore to sponge iron
RU2078143C1 (ru) Способ восстановления мелкодисперсного железоокисного материала в псевдоожиженном слое и установка для его осуществления
EP0262727B1 (en) A method of carrying out a gas combustion process with recovery of a part of the heat present in the combustion gases
NL8104009A (nl) Werkwijze voor het reduceren van deeltjesvormige metaalertsen tot sponsijzer.
SU1001863A3 (ru) Способ восстановлени металлической руды
NL8303705A (nl) Werkwijze voor het vernietigen van afval.
US3827879A (en) Method for the gaseous reduction of metal ores
US3897546A (en) Method of cooling or heating fluidized beds
SU1128842A3 (ru) Способ восстановлени измельченной железной руды до губчатого железа
UA46829C2 (uk) Установка і спосіб отримання чавуну і/або губчастого заліза
UA92729C2 (uk) Спосіб та установка для виробництва титанового шлаку з ільменіту
JPH06172835A (ja) 鉄鉱石の還元方法及びその装置
JP2007039608A (ja) コークス乾式消火設備の循環冷却ガス利用方法および利用設備
EP0502896A1 (en) METHOD FOR CALCINATING ALUMINUM OXIDE TRIHYDRATE FOR PRODUCING ALUMINUM OXIDE AND DEVICE THEREFOR.
JPS59250B2 (ja) 連続反応法
US4734128A (en) Direct reduction reactor with hot discharge
KR100551609B1 (ko) 미립자 산화철을 포함한 물질의 직접 환원방법 및 이를위한 장치
NL8202476A (nl) Werkwijze en inrichting voor het verhitten van proceslucht voor industriele doeleinden.
JPS6015682B2 (ja) 金属鉱石の還元方法
US4179282A (en) Method for the reduction of metal oxides
US3702242A (en) Downdraft cupola incorporating means to preheat the charge
US2330462A (en) Regeneration of contact materials
US3883123A (en) Apparatus for the reduction of iron ores by direct reduction
US2739807A (en) Apparatus for the reduction of metal oxides by superheated gases
US3551138A (en) Iron ore reduction process

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BV The patent application has lapsed