RU2015140976A - Способ прямого восстановления с улучшенными качеством продукта и эффективностью технологического газа - Google Patents

Способ прямого восстановления с улучшенными качеством продукта и эффективностью технологического газа Download PDF

Info

Publication number
RU2015140976A
RU2015140976A RU2015140976A RU2015140976A RU2015140976A RU 2015140976 A RU2015140976 A RU 2015140976A RU 2015140976 A RU2015140976 A RU 2015140976A RU 2015140976 A RU2015140976 A RU 2015140976A RU 2015140976 A RU2015140976 A RU 2015140976A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
hydrocarbon
flow rate
further characterized
stream
Prior art date
Application number
RU2015140976A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2650371C2 (ru
Inventor
Хорхе Октавио БЕКЕРРА-НОВОА
Алессандро МАРТИНИС
Original Assignee
Хил Текнолоджиз, С.А. Де К.В.
ДАНИЕЛИ И КО ОФФИЧИНЕ МЕККАНИКЕ С.п.А.
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 Хил Текнолоджиз, С.А. Де К.В., ДАНИЕЛИ И КО ОФФИЧИНЕ МЕККАНИКЕ С.п.А. filed Critical Хил Текнолоджиз, С.А. Де К.В.
Publication of RU2015140976A publication Critical patent/RU2015140976A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2650371C2 publication Critical patent/RU2650371C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0033In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/004Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in a continuous way by reduction from ores
    • 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
    • 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
    • C21B2100/20Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/26Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by adding additional fuel in recirculation pipes
    • 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
    • C21B2100/28Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C21B2100/282Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
    • 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
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]

Landscapes

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

Claims (39)

1. Способ производства железа прямого восстановления (DRI) из частиц оксида железа, восстанавливаемых при температуре около 750°С или выше с помощью восстановительного газа, главным образом содержащего Н2 и СО, который также содержит СО2, Н2О и метан, в установке прямого восстановления, содержащей:
реактор восстановления, производящий отходящий газ;
первый контур рециркуляции отходящего газа, рециркулирующий первую часть указанного отходящего газа, содержащий
зону восстановления в указанном реакторе, образующую отходящий газ в качестве выходящего потока в результате восстановления в ней указанных частиц оксида железа,
газовый охладитель/скруббер, отделяющий воду от указанного отходящего газа, образующий в результате охлажденный и обезвоженный отходящий газ, и
каталитический риформер, осуществляющий риформинг первого потока углеводородсодержащего подпиточного газа с помощью окислителей, присутствующих в первой части указанного охлажденного и обезвоженного отходящего газа, подаваемого в него, для получения выходящего потока, главным образом содержащего Н2 и СО, при температуре порядка 750°С или выше;
второй контур рециркуляции отходящего газа, рециркулирующий вторую часть указанного отходящего газа, содержащий
указанную зону восстановления в реакторе, образующую отходящий газ в качестве выходящего потока восстановления в ней указанных частиц оксида железа,
указанный газовый охладитель/скруббер, отделяющий воду от указанного отходящего газа, образующий в результате указанный охлажденный и обезвоженный отходящий газ,
блок удаления диоксида углерода, осуществляющий десорбцию по меньшей мере части содержания диоксида углерода из указанной второй части указанного отходящего газа и, тем самым, образующий обедненный по СО2 газовый рециркулят,
устройство нагревания технологического газа, поднимающее температуру указанного обедненного по СО2 газового рециркулята с образованием выходящего потока с температурой порядка 750°С или выше, и
подачу выходящего потока из указанного риформера и выходящего потока из указанного нагревательного устройства в указанную зону восстановления в качестве указанного восстановительного газа;
отличающийся тем, что
второй поток углеводородсодержащего подпиточного газа подают в указанную вторую часть указанного охлажденного и обезвоженного отходящего газа; и
регулируют расход второго потока подпиточного газа, так что содержание углерода образованного DRI регулируется в пределах заранее заданных значений в ответ на концентрацию углеводородов в выходящем потоке горячего газа из указанного нагревательного устройства.
2. Способ по п. 1, дополнительно отличающийся тем, что выходящий газовый поток из указанного риформера и выходящий газовый поток из указанного нагревательного устройства объединяют перед подачей указанного объединенного горячего газового потока в указанный реактор.
3. Способ по п. 2, дополнительно отличающийся тем, что указанный углеводородсодержащий газ представляет собой природный газ.
4. Способ по п. 2, дополнительно отличающийся тем, что указанный углеводородсодержащий газ представляет собой коксовый газ или газ, полученный из коксового газа.
5. Способ по п. 2, дополнительно отличающийся тем, что указанный углеводородсодержащий газ представляет собой сингаз, полученный из угля.
6. Способ по п. 1, дополнительно отличающийся тем, что регулируют расход первого потока подпиточного газа относительно расхода второго потока подпиточного газа для регулирования содержания углерода в DRI, регулируя расход второго подпиточного потока углеводородного газа таким образом, что концентрация углеводородного газа, измеренная в расчете на эквивалент метана в указанном третьем газовом потоке восстановительного газа, выходящем из указанного нагревательного устройства, находится в диапазоне 15-25 об.%.
7. Способ по п. 1, дополнительно отличающийся тем, что расход указанного второго потока подпиточного углеводородного газа регулируют для производства DRI, имеющего содержание углерода в диапазоне от примерно 1 до примерно 4 % мас.
8. Способ по п. 6, дополнительно отличающийся тем, что расход указанного второго потока подпиточного углеводородного газа регулируют для производства DRI, имеющего содержание углерода в диапазоне от примерно 2 до примерно 3 % мас.
9. Способ по п. 1, дополнительно отличающийся тем, что указанный второй контур рециркуляции отходящего газа обеспечивают в дополнение к существующей установке прямого восстановления, которая первоначально имела только указанный первый контур рециркуляции отходящего газа, таким образом повышая выработку DRI существующей установки восстановления без увеличения мощности существующего риформера и обеспечивая возможность улучшения регулирования и расширения диапазона содержания углерода в DRI.
10. Способ по п. 1, в котором указанный блок удаления диоксида углерода представляет собой блок химической абсорбции.
11. Способ по п. 1, в котором указанный блок удаления представляет собой блок адсорбции при переменном давлении (PSA) или вакуумной адсорбции при переменном давлении (VPSA).
12. Способ по п. 1, дополнительно включающий увлажнение указанного обедненного по СО2 газового рециркулята, в результате чего газообразные углеводороды, присутствующие в указанном восстановительном газе, подаваемом в зону восстановления, большей частью являются подвергнутыми риформингу в зоне восстановления, используя преимущество каталитического действия металлического железа в указанном реакторе восстановления.
13. Способ по п. 1, дополнительно включающий введение кислорода или обогащенного кислородом газа в указанный восстановительный газ перед его введением в зону восстановления, чтобы способствовать повышению температуры восстановительного газа при минимальном уменьшении его восстановительного потенциала.
14. Способ по п. 1, в котором указанный восстановительный газ нагревают до температуры в диапазоне от примерно 750°С до примерно 1120°С.
15. Способ по п. 8, в котором указанный восстановительный газ нагревается с помощью указанного нагревательного устройства до температуры свыше примерно 900°С и дополнительно нагревается с помощью введения кислорода или обогащенного кислородом газа в указанный восстановительный газ перед его введением в зону восстановления, чтобы способствовать повышению температуры восстановительного газа до диапазона от примерно 1000°С до примерно 1100°С при минимальном уменьшении его восстановительного потенциала.
16. Способ по п. 1, в котором указанное нагревательное устройство представляет собой огневой трубчатый нагреватель.
17. Способ по п. 1, в котором указанное нагревательное устройство представляет собой множество нагревательных трубок, расположенных в конвекционной зоне указанного риформера.
18. Способ по п. 1, дополнительно отличающийся тем, что указанный углеводородсодержащий газ представляет собой природный газ; и тем, что регулируют расход первого потока подпиточного газа относительно расхода второго потока подпиточного газа для регулирования содержания углерода в DRI, регулируя расход второго подпиточного потока углеводородного газа таким образом, что концентрация углеводородного газа, измеренная в расчете на эквивалент метана в указанном третьем газовом потоке восстановительного газа, выходящем из указанного нагревательного устройства, находится в диапазоне 15-25 об.%.
19. Способ по п. 18, дополнительно отличающийся тем, что расход указанного второго потока подпиточного углеводородного газа регулируют для производства DRI, имеющего содержание углерода в диапазоне от примерно 1 до примерно 4 % мас.
20. Способ по п. 18, дополнительно отличающийся тем, что расход указанного второго потока подпиточного углеводородного газа регулируют для производства DRI, имеющего содержание углерода в диапазоне от примерно 2 до примерно 3 % мас.
21. Способ по п. 1, дополнительно отличающийся тем, что указанный углеводородсодержащий газ представляет собой природный газ; и тем, что расход указанного второго потока подпиточного углеводородного газа регулируют для производства DRI, имеющего содержание углерода в диапазоне от примерно 1 до примерно 4 % мас.
22. Способ по п. 6, дополнительно отличающийся тем, что указанный углеводородсодержащий газ представляет собой коксовый газ или газ, полученный из коксового газа; и тем, что расход указанного второго потока подпиточного углеводородного газа регулируют для производства DRI, имеющего содержание углерода в диапазоне от примерно 1 до примерно 4 % мас.
23. Способ по п. 18, дополнительно отличающийся тем, что указанный углеводородсодержащий газ представляет собой сингаз; и тем, что расход указанного второго потока подпиточного углеводородного газа регулируют для производства DRI, имеющего содержание углерода в диапазоне от примерно 1 до примерно 4 % мас.
24. Способ по п. 18, дополнительно включающий увлажнение указанного обедненного по СО2 газового рециркулята, в результате чего газообразные углеводороды, присутствующие в указанном восстановительном газе, подаваемом в зону восстановления, большей частью являются подвергнутыми риформингу в зоне восстановления, используя преимущество каталитического действия металлического железа в указанном реакторе восстановления.
25. Способ по п. 19, дополнительно включающий увлажнение указанного обедненного по СО2 газового рециркулята, в результате чего газообразные углеводороды, присутствующие в указанном восстановительном газе, подаваемом в зону восстановления, большей частью являются подвергнутыми риформингу в зоне восстановления, используя преимущество каталитического действия металлического железа в указанном реакторе восстановления.
RU2015140976A 2013-02-27 2014-02-27 Способ прямого восстановления с улучшенными качеством продукта и эффективностью технологического газа RU2650371C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361770314P 2013-02-27 2013-02-27
US61/770,314 2013-02-27
PCT/IB2014/000777 WO2014132130A2 (en) 2013-02-27 2014-02-27 Direct reduction process with improved product quality and process gas efficiency

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015140976A true RU2015140976A (ru) 2017-04-06
RU2650371C2 RU2650371C2 (ru) 2018-04-11

Family

ID=51033234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015140976A RU2650371C2 (ru) 2013-02-27 2014-02-27 Способ прямого восстановления с улучшенными качеством продукта и эффективностью технологического газа

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9938595B2 (ru)
EP (1) EP2961854B1 (ru)
AR (1) AR094927A1 (ru)
MX (1) MX368822B (ru)
NO (1) NO3083562T3 (ru)
RU (1) RU2650371C2 (ru)
SA (1) SA515360949B1 (ru)
WO (1) WO2014132130A2 (ru)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113249536A (zh) * 2013-07-22 2021-08-13 沙特基础工业公司 炉顶气在直接还原工艺中的使用
CN109652104B (zh) * 2017-10-12 2021-02-09 中国石油化工股份有限公司 下行床-气流床热解-气化一体化方法及装置
IT201900002081A1 (it) * 2019-02-13 2020-08-13 Danieli Off Mecc Impianto di riduzione diretta e relativo processo
CN111979371B (zh) * 2020-07-31 2022-05-24 太原理工大成工程有限公司 一种干熄焦耦合竖炉生产直接还原铁的工艺中热量分布式利用的方法
US11920204B2 (en) * 2020-10-06 2024-03-05 Midrex Technologies, Inc. Oxygen injection for reformer feed gas for direct reduction process
US20220213566A1 (en) * 2021-01-07 2022-07-07 Nucor Corporation Direct reduced iron system and method
SE2150126A1 (en) * 2021-02-03 2022-08-04 Hybrit Dev Ab Bleed-off gas recovery in a direct reduction process
WO2022243724A1 (en) * 2021-05-18 2022-11-24 Arcelormittal Method for manufacturing direct reduced iron and dri manufacturing equipment
IT202100030047A1 (it) * 2021-11-29 2023-05-29 Next Generation Venture S R L Processo per la preparazione di un catalizzatore utile nella produzione di syngas
CN114480766B (zh) * 2022-02-15 2023-02-14 新疆八一钢铁股份有限公司 一种欧冶炉竖炉抑制煤气反窜以气抑气的方法
EP4345174A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-03 HYBRIT Development AB A method for producing cold direct reduced iron
EP4345175A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-03 HYBRIT Development AB Direct reduced iron pellets and use thereof

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1929881A (en) * 1929-03-11 1933-10-10 William A Darrah Apparatus and process for heating fluids
US2946670A (en) * 1957-03-11 1960-07-26 Texaco Development Corp Manufacture of synthesis gas
US3764123A (en) * 1970-06-29 1973-10-09 Midland Ross Corp Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron
US5618032A (en) * 1994-05-04 1997-04-08 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Shaft furnace for production of iron carbide
RU2190022C2 (ru) * 1997-10-10 2002-09-27 Ильса, С.А. Де К.В. Способ получения железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления
US6027545A (en) 1998-02-20 2000-02-22 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for producing direct reduced iron with improved reducing gas utilization
IT1302811B1 (it) * 1998-12-11 2000-09-29 Danieli & C Ohg Sp Procedimento e relativo apparato per la riduzione direttadi ossidi di ferro
WO2010123796A1 (en) 2009-04-20 2010-10-28 Midrex Technologies, Inc. Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
RU2546266C2 (ru) * 2009-07-31 2015-04-10 Хил Текнолоджиз, С.А. Де К.В. Способ производства железа прямого восстановления с ограниченными выбросами со2 в атмосферу
EP2738268A1 (de) * 2012-11-29 2014-06-04 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Verfahren zur Reduktion von Metalloxiden zu metallisiertem Material in einem Direktreduktionsprozess.

Also Published As

Publication number Publication date
EP2961854A2 (en) 2016-01-06
MX2015011085A (es) 2015-10-26
MX368822B (es) 2019-10-15
US9938595B2 (en) 2018-04-10
AR094927A1 (es) 2015-09-09
SA515360949B1 (ar) 2018-12-05
NO3083562T3 (ru) 2018-02-24
EP2961854B1 (en) 2017-09-27
WO2014132130A2 (en) 2014-09-04
WO2014132130A3 (en) 2014-11-20
RU2650371C2 (ru) 2018-04-11
US20160002744A1 (en) 2016-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2015140976A (ru) Способ прямого восстановления с улучшенными качеством продукта и эффективностью технологического газа
KR101710560B1 (ko) 제한된 co2 방출로 직접 환원 철을 제조하기 위한 방법
JP5796672B2 (ja) 高炉又は製鉄所の操業方法
TWI494440B (zh) 使用天然氣將鐵氧化物還原成金屬鐵之系統與方法
KR101321072B1 (ko) 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성가스 제조장치 및 그의 제조방법
US10927424B2 (en) Method and system for producing high-carbon DRI using syngas
TWI612141B (zh) 於還原爐中增加海綿鐵之碳含量之方法及系統
JP2013544960A (ja) 水素および一酸化炭素を含有した還元ガスを供給源として用いて直接還元鉄を製造する方法並びに装置
US8771638B2 (en) Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
TW201333212A (zh) 使用具有高一氧化碳含量之合成氣體製造直接還原鐵的方法及系統
JP2006504604A (ja) コークス炉ガスから硫化水素を分離し、その後クラウスプラントで純粋な硫黄を得る方法
WO2013064870A1 (en) Process for producing direct reduced iron (dri) with less co2 emissions to the atmosphere
JP4967191B2 (ja) Driの浸炭を制御するための方法および装置
CA2897000A1 (en) Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
TW202325858A (zh) 還原鐵之製造方法
MX2010004991A (es) Proceso para producir hierro de reduccion direccta (dri) con menores emisiones de co2 a la atmosfera.