RU2122035C1 - Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала (варианты) и устройство для осуществления способа (варианты) - Google Patents

Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала (варианты) и устройство для осуществления способа (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2122035C1
RU2122035C1 RU97101075A RU97101075A RU2122035C1 RU 2122035 C1 RU2122035 C1 RU 2122035C1 RU 97101075 A RU97101075 A RU 97101075A RU 97101075 A RU97101075 A RU 97101075A RU 2122035 C1 RU2122035 C1 RU 2122035C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
channel
direct
reducing
reducing gas
Prior art date
Application number
RU97101075A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97101075A (ru
Inventor
Цип Герхард
Милионис Константин
Садат Гушех Мортеца
Хьюберт Випп Рой (младший)
Original Assignee
Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ
Брифер Интернэшнл ЛТД
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 Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ, Брифер Интернэшнл ЛТД filed Critical Фоест-Альпине Индустрианлагенбау ГмбХ
Application granted granted Critical
Publication of RU2122035C1 publication Critical patent/RU2122035C1/ru
Publication of RU97101075A publication Critical patent/RU97101075A/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/22—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by reforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
    • C21B2100/28—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation
    • C21B2100/282—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/64—Controlling the physical properties of the gas, e.g. pressure or temperature
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143—Reduction 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)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)

Abstract

Газ синтеза смешивают с колошниковым газом, полученным при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют в качестве восстановительного газа для прямого восстановления. Для уменьшения или исключения коррозии металла (metal dusting) содержание Н2О в восстановительном газе поддерживают равным 1-2%, преимущественно 1,5%, путем очистки части объема колошникового газа от содержащего в нем CO2 до того, как колошниковый газ используют в качестве восстановительного газа, очищенный колошниковый газ смешивают с газом синтеза, доводят до заданной температуры и одновременно насыщают H20 путем прямого орошения, после прямого орошения нагревают до температуры, которая превышает температуру насыщения, посредством добавления неочищенного колошникового газа, после чего используют в качестве восстановительного газа. Второй вариант предполагает дополнительное туманоотделение перед использованием газа в качестве восстановительного газа. Еще один вариант предусматривает регулирование желаемого содержания Н2О в газе путем регулирования температуры скруббера CO2. Устройство содержит по крайней мере один реактор для приема и восстановления железосодержащего материала, скруббер СО2, газонагреватель и охладитель прямого действия, в котором газ подвергают непосредственному охлаждению или нагреву орошением посредством прямого контакта с водой, которая холоднее или горячее, чем восстановительный газ. По второму варианту для предотвращения образования серной кислоты вследствие конденсации насыщенного восстановительного газа его после выхода из охладителя пропускают через туманоотдедитель. Технический результат заключается в исключении или уменьшении коррозии металла (metal dusting), которая вызвана повышенным содержанием СО в газе наиболее простым и экономичным путем, а также в сокращении потребления энергии. 5 с. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Description

Изобретение относится к способу прямого восстановления содержащего оксиды железа материала, в котором газ синтеза, предпочтительно преобразованный природный газ, смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют как восстановительный газ для прямого восстановления, который не разлагается при температуре восстановления, а также к установке для осуществления этого способа.
Способ этого типа известен, например, из патентов USA-A-2752234, 23-284, USA-A-5082251 C 21 B 7/00 и EP-A-0571358, C 22 B 5/14.
Из EP-A-0517358 известен способ восстановления тонкоизмельченной руды не исключительно по строго эндотермической реакции с H2.
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O - Δ H,
а дополнительно по реакции с CO:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 + Δ H,
которая является экзотермической. В результате становится возможным значительно снизить эксплуатационные затраты, в частности энергетические затраты.
Однако металлические части устройства, которые контактируют с CO-содержащим восстановительным газом, подвержены сильной коррозии, результатом которой является разложение металла, которое в технической литературе называется "metal dusting". "Metal dusting" происходит более интенсивно при повышенных температурах, следовательно, части объекта, контактирующие с горячим восстановительным газом, подвержены особой опасности. В упомянутой выше установке такими частями являются прежде всего реакторы, в которых осуществляют прямое восстановление, и нагреватели для нагревания восстановительного газа до температуры восстановления.
В известных способах могут возникать трудности в том случае, если содержание воды в восстановительном газе или слишком высоко, или слишком мало. Если содержание воды слишком высоко, то происходит снижение потенциала восстановления восстановительного газа. В результате требуется большее количество восстановительного газа для прямого восстановления, чем было бы фактически необходимо в соответствии с химическим потенциалом восстановительного газа. Если содержание воды в восстановительном газа слишком низко, возникает другая проблема, потому что слишком сухой восстановительный газ вызывает усиление "metal dusting". Для минимизирования обоих этих недостатков необходимо поддерживать оптимальное содержание воды с большой точностью.
Изобретение направлено на исключение этих недостатков и трудностей и его целью является обеспечение способа, типа указанного выше, и установки для осуществления способа, в которых, несмотря на повышенное содержание CO в восстановительном газе, "metal dusting" минимизировано или предотвращено простым образом, в частности процедурно и структурно простым и экономичным способом, так, чтобы срок службы металлических частей установки был существенно увеличен при оптимальном использовании химического потенциала восстановления восстановительного газа. Вследствие этого затраты энергии, в частности затраты восстановительного газа, должны быть минимизированы.
В соответствии с изобретением эта цель достигается тем, что объемное содержание H2O в восстановительном газе поддерживают равным от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, подвергая часть объема колошникового газа очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, причем колошниковый газ, подвергнутый очистке от CO2, смешивают с газом синтеза, доводят до заданной температуры посредством прямого орошения до насыщения H2O, после прямого орошения его нагревают до температуры, превышающей температуру насыщения, путем добавления неочищенного от CO2 колошникового газа и затем используют в качестве восстановительного газа.
Смесь колошникового газа, подвергнутого очистке от CO2 и смешанного с газом синтеза при заданной температуре, может быть насыщена водой при непосредственном охлаждении или непосредственном нагреве орошением, при этом температура задается как функция желательного водосодержания. Регулируя данную температуру восстановительного газа, что очень просто реализовать с точки зрения возможности регулирования и высокой точности без больших затрат, можно регулировать водосодержание в восстановительном газе с очень высокой точностью, то есть с существенно более высокой точностью чем, например, продувкой паром через фурмы или другими мерами.
Чтобы исключить образования конденсата насыщенным восстановительным газом, который покидает охладитель прямого действия - такое образование конденсата привело бы к образованию вызывающей точечную коррозию газопроводящих труб серной кислоты - температуру восстановительного газа увеличивают до температуры, которая несколько превышает температуру насыщения.
В действительности из цитируемых во вводной части источников известно, что восстановительные газы имеют объемное содержание H2O около 1,5%. Однако ни один из предшествующих документов до сих пор не рассматривал регулирование содержания H2O до заданного значения с высокой точностью или путем, которым заданное содержание H2O может быть получено в восстановительном газе.
Из FR-A-975404 известна переработка оксидов железа в зоне восстановления при температуре между 750 и 900oC, в частности, восстановительным газом, состоящим преимущественно из водорода и углеродсодержащего газа, который в присутствии окиси железа может разлагаться при этих температурах так, что углерод осаждается на окиси железа. Здесь количество углерода, осажденного на окиси железа, регулируется путем раскисления окиси железа в присутствии приблизительно от 32 до 160 г водяного пара в м3 газа.
Предпочтительно преобразованный природный газ используют как газ синтеза и преобразованный природный газ подвергают очистке от CO2 до того, как использовать его в качестве восстановительного газа, при этом часть объема преобразованного природного газа, неочищенного от CO2, вместе с колошниковым газом, подвергнутым очистке от CO2, подвергают прямому орошению.
Целесообразно, чтобы часть объема не очищенного от CO2 колошникового газа вместе с колошниковым газом, подвергнутым очистке от CO2, была направлена на прямое орошение.
Двумя последними описанными мерами можно обеспечить заданное содержание CO2 в восстановительном газе или заданное соотношение CO/CO2 в восстановительном газе, минимизируя таким образом риск "metal dusting".
Предпочтительный вариант осуществления прямого восстановления содержащего (оксиды) железа материала, согласно которому газ синтеза, предпочтительно преобразованный природный газ, смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего железо материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановительного газа, который не разлагается при температуре восстановления, отличается тем, что содержание H2O в восстановительном газе от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, поддерживают путем смешивания колошникового газа, подвергнутого очистке от CO2, с газом синтеза, доведения до заданной температуры в процессе обогащения H2O, последующего туманоотделения и, наконец, использования в качестве восстановительного газа.
При этом система отделения тумана размещена после устройства орошения для того, чтобы избежать образования серной кислоты и исключить любое образование конденсата из восстановительного газа.
Предпочтительный вариант осуществления прямого восстановления содержащего железо материала, при котором газ синтеза, предпочтительно преобразованный природный газ, смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего железо материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановительного газ, который не разлагается при температуре восстановления, отличается тем, что содержание H2O в восстановительном газе от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, поддерживают, подвергая колошниковый газ до его использования в качестве восстановительного газа очистке от CO2, а желательное содержание H2O в восстановительном газе достигают путем регулирования температуры скруббера CO2. При этом преимущество достигается за счет зависимости содержания H2O в газе, покидающем скруббер CO2, от рабочей температуры скруббера CO2.
Вместо преобразованного природного газа в качестве газа синтеза может быть использован один из следующих газов:
LD отходящий газ
EAF отходящий газ
Доменный газ от доменных печей
Колошниковой газ от Корекс (Corex) установок
Каменноугольный газ
Корекс газ от Корекс (Corex) газификатора
Химические газы.
Установка для осуществления способа включает по крайней мере один реактор прямого восстановления для приема материала, содержащего оксиды железа, и восстановления этого материала, канал подачи восстановительного газа к упомянутому реактору прямого восстановления и канал отвода колошникового газа для отвода колошникового газа из упомянутого реактора прямого восстановления, образующегося при прямом восстановлении, канал отвода колошникового газа введен в скруббер CO2, и восстановительный газ, образованный газом синтеза и колошниковым газом, поступает в реактор прямого восстановления по каналу подачи восстановительного газа, канал подачи восстановительного газа ведет от скруббера CO2 к реактору прямого восстановления через газонагреватель, и отличается тем, что канал подачи восстановительного газа соединен с охладителем прямого действия и оттуда далее соединен с газонагревателем, а канал отвода колошникового газа посредством обводного канала в обход скруббера CO2 связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа перед входом последнего в газонагреватель.
Полезно снабдить установку реформером для преобразования природного газа и каналом для преобразованного газа, выходящим из реформера и соединенным с каналом отвода колошникового газа, причем канал для преобразованного газа и канал отвода колошникового газа соединены со скруббером CO2.
Чтобы получить предпочтительное содержание CO2 или заданное соотношение CO/Co2 в восстановительном газе, канал для преобразованного газа посредством обводного канала в обход скруббера CO2 связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа перед входом последнего в охладитель прямого действия.
Для получения предпочтительного содержания CO2 целесообразно, кроме того, чтобы канал отвода колошникового газа посредством обводного канала в обход скруббера CO2 был связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа перед входом последнего в охладитель прямого действия.
Другой предпочтительный вариант установки для осуществления способа включает по крайней мере один реактор прямого восстановления для приема материала, содержащего оксиды железа, и восстановления этого материала, канал подачи восстановительного газа к упомянутому реактору прямого восстановления и канал отвода колошникового газа для отвода колошникового газа из упомянутого реактора прямого восстановления, образующегося при прямом восстановлении, канал отвода колошникового газа введен в скруббер CO2, и восстановительный газ, образованный газом синтез и колошниковым газом, поступает в реактор прямого восстановления по каналу подачи восстановительного газа, канал подачи восстановительного газа ведет от скруббера CO2 к реактору прямого восстановления через газонагреватель, и отличается тем, что канал подачи восстановительного газа входит в охладитель прямого действия и оттуда через отделитель тумана входит в газонагреватель.
Далее изобретение будет объяснено более подробно с помощью фиг. 1 и 2, каждая из которых схематично иллюстрирует процессы согласно предпочтительным вариантам.
Установка согласно изобретению включает четыре реактора вихревого слоя 1 - 4, последовательно соединенные в группу, где материал, содержащий оксиды железа, типа тонкоизмельченной руды, подают через канал загрузки руды 5 в первый вихревой реактор 1, в котором материал нагревают до температуры восстановления (или предварительного восстановления), и затем передают из одного вихревого реактора в другой по конвейерному транспортеру 6. Полностью восстановленный материал (губчатое железо) подвергают горячему брикетированию в устройстве брикетирования 7.
При необходимости восстановленное железо защищают от переокисления в процессе брикетирования системой инертного газа, которая на фигуре не показана.
До подачи в первый реактор вихревого слоя 1 мелкоизмельченную руду подвергают предварительной обработке, такой как сушке и просеиванию, которая подробно не иллюстрируется.
Восстановительный газ пропускают в противотоке к рудному потоку от реактора вихревого слоя 4 к реакторам вихревого слоя 3 - 1 и выпускают из последнего по направлению движения газа реактора 1 как колошниковый газ через канал выпуска колошникового газа 8, охлаждают и подвергают мокрой очистке в скруббере 9.
Восстановительный газ получают в установке для реформинга 10 путем преобразования природного газа, который подают по каналу 11, и десульфурируют в установке десульфурирования 12. Газ, выходящий из установки для реформинга, получен из природного газа и пара и, по существу, состоит из H2, CO, CH4, H2O и CO2. Этот преобразованный природный газ подают через канал подачи преобразованного газа 13 в несколько теплообменников 14, в которых он охлаждается и освобождается от воды, которая здесь конденсируется.
Канал подачи преобразованного газа 13 входит в канал выпуска колошникового газа 8 после того, как колошниковый газ сжимают посредством компрессора 15. Полученная таким образом смесь газов проходит через скруббер CO2 16, где она очищается от CO2 и от H2S. После этого смесь может быть использована в качестве восстановительного газа. Этот восстановительный газ транспортируют по каналу подачи восстановительного газа 17, нагревают до температуры около 800oC в газонагревателе 18, установленном последовательно после скруббера CO2, и подают в первый по направлению газового потока реактор вихревого слоя 4, где он вступает в реакцию с мелкоизмельченной рудой с получением прямо восстановленного железа. Реакторы вихревого слоя 4 - 1 последовательно соединены в группу; восстановительный газ поступает из одного реактора вихревого слоя в другой через соединительные каналы 19.
Для того чтобы избежать переобогащения инертными газами типа N2, часть колошникового газа выводят из системы циркуляции газа 8, 17, 19. Отводимый колошниковый газ через ответвление 20 подают к нагревателю восстановительного газа 18, где он сгорает. Возможный недостаток энергии пополняют посредством подачи природного газа по трубопроводу 21.
Существенно высокое теплосодержание преобразованного природного газа, выходящего из реформера 10, а также дымовых газов реформера, используют в рекуператоре 22 для предварительного нагрева природного газа после прохождения им десульфурирующей установки 12, для получения пара, требующегося для реформинга, и для предварительного нагрева воздуха, подаваемого к газонагревателю 18 по каналу 23, а также, если требуется, восстановительного газа. Воздух, подаваемый в установку для реформинга по каналу 24, также предварительно нагревают.
Для поддержания заданного содержания H2O в восстановительном газе, восстановительный газ подвергают непосредственному охлаждению или непосредственному нагреву в охладителе 25 прямого действия, то есть охлаждению или нагреву орошением посредством прямого контакта с водой, которая холоднее или горячее, чем восстановительный газ. При этом содержание H2O в восстановительном газе уменьшается или увеличивается до точки насыщения. Чтобы предотвратить конденсацию из имеющегося H2O-насыщенного восстановительного газа, который далее подают к газонагревателю 18, в восстановительный газ подают горячий и неочищенный колошниковый газ через обводной канал 26, выходящий из канала выпуска колошникового газа 8 и соединенный с каналом подачи восстановительного газа 17 перед входом в газонагреватель 18. Вследствие этого температура восстановительного газа, который, например, имел температуру 70oC в охладителе прямого действия 25, увеличивается до, например, 75oC. Восстановительный газ, выходящий из газонагревателя 18, будет тогда иметь водосодержание, которое соответствует температуре насыщения (то есть температуре восстановительного газа, достигнутой в охладителе 25) и согласно которому потенциал восстановления восстановительного газа все еще может быть оптимально использован, а опасность возникновения "metal dusting" будет минимизирована.
Чтобы далее минимизировать "metal dusting", полезно поддерживать определенное значение соотношения CO/CO2 в полученном восстановительном газе, что может быть легко осуществлено посредством подачи, например, преобразованного газа непосредственно в канал подачи восстановительного газа 17 перед входом в охладитель 25 через обводной канал в обход скруббера CO2. При этом можно ввести часть объема колошникового газа непосредственно в восстановительный газ в обход скруббера CO2 16 также с помощью обводного канала 28, то есть также в неочищенном состоянии.
Все обводные каналы 26, 27, 28 оборудованы регулирующими или управляющими клапанами, действующими на основании измерения соотношения CO/CO2 в восстановительном газе измерительным устройством 29.
Соотношение CO/CO2 в восстановительном газе также может быть доведено до требующегося значения посредством пропускания всего колошникового газа и всего преобразованного газа через скруббер CO2 16, регулируя при этом степень очистки в нем так, чтобы часть CO2 (и, следовательно, также часть H2S, поглощенного колошниковым газом из руды при ее нагреве) оставалась в газе, покидающем CO2 скруббер 16. При этом обеспечивается преимущество, заключающееся в отсутствии вспомогательных средств в виде обводных каналов с регулирующими клапанами, однако требуется, чтобы суммарный объем газа, то есть весь колошниковый газа и весь преобразованный природный газ, проходили через скруббер CO2 16, и последний, таким образом, должен иметь соответствующие для такого количества размеры.
Колошниковый газ, покидающий реактор вихревого слоя 1, имеет объемное содержание H2S от 40•10-6 до 140•10-6 в зависимости от содержания серы в руде. Как указано выше, газообразный H2S образуется при нагреве тонкоизмельченной руды до температуры восстановления или при предварительном восстановлении тонкоизмельченной руды.
Так как повышенное содержание H2S в восстановительном газе также приводит к уменьшению "metal dusting", особенно целесообразно H2S не полностью удалять из колошникового газа в скруббере CO2, а обеспечить, чтобы требующееся количество H2S было внесено колошниковым газом в восстановительный газ. В данном случае это может быть осуществлено посредством обводных каналов 26, 28 в обход скруббера CO2 16, которые выходят из канала отвода колошникового газа 8 и соединены с каналом подачи восстановительного газа 17. Регулирующие клапаны, установленные на обводных каналах 26 и 28, настроены таким образом, чтобы поддерживать объемное содержание H2S в восстановительном газе в пределах 20•10-6 - 40•10-6, предпочтительно около 25•10-6-1. В этом случае регулирующие клапаны предпочтительно управляются с помощью средства измерения концентрации H2S 30.
Согласно варианту конструкции установки для прямого восстановления, показанному на фиг. 2, образование серной кислоты вследствие конденсации насыщенного восстановительного газа, выходящего из охладителя 25, предотвращается путем пропускания восстановительного газа через туманоуловитель 31 до его введения в газонагреватель 18.
Описанные выше меры для поддержания желательного содержания H2O, соотношения CO/CO2 и содержание H2S в восстановительном газе могут быть использованы в отдельности или в совокупности нескольких из них или всех их таким образом, чтобы был обеспечен наиболее благоприятный вариант способа для соответствующих условий работы, таких как функция состава руды, и т.д.
Регулирование содержания H2O в 1,5% в восстановительном газе будет объяснено с помощью следующего примера.
100 т/ч высушенной тонкоизмельченной руды загружали в установку для прямого восстановления тонкоизмельченной руды, выполненную в соответствии с фиг. 1 и предназначенную для производства 70 т/ч губчатого железа. Тонкоизмельченная руда имела следующий состав, %:
Гематит - 94,2
Порода - 2,2
Сера - 0,02
78000 м3/ч колошникового газа, образующегося при прямом восстановлении, смешивая с 48000 м3/ч преобразованного холодного природного газа и пропускали через скруббер CO2 16, в котором смешанный газ очищали от CO2 и основной части серы (объемы газов приведены при нормальных условий).
Преобразованный природный газ и колошниковый газ имели химические составы, указанные в табл. 1.
Температура преобразованного природного газа равна 120oC, тогда как колошниковый газ имел температуру 100oC. Газообразная смесь, выходящая из скруббера CO2 16, подавалась в охладитель прямого действия 25 и охлаждалась до температуры 68oC. Охлажденная газообразная смесь имела следующий состав ( см. табл. 2).
Эту газообразную смесь смешали с 78000 м3/ч колошникового газа, который не прошел через скруббер CO2 16, но был введен в канал подачи восстановительного газа 17 через обводной канал 26. Образовавшийся при таком смешивании восстановительный газ подали в газонагреватель 18 и далее в реакторы вихревого слоя 1 - 4. Этот восстановительный газ имел температуру 75oC при следующем химическом составе (см. табл. 3).
Степень металлизации губчатого железа (Feмет/Feобщ) составила 92%.
Изобретение не ограничено описанными выше примерами и применимо также к другим процессам прямого восстановления, например, к таким, в которых реакторы вихревого слоя 1 - 4 заменены шахтными печами для крупнокусковой руды. Преобразованный природный газ также может быть заменен другими восстановительными газами, прежде всего содержащими CO и H2, типа:
LD отходящий газ
EAF отходящий газ
Доменный газ от доменных печей
Колошниковой газ от Корекс (Corex) установок
Каменноугольный газ
Корекс газ от Корекс (Corex) газификаторов
Химические газы.

Claims (18)

1. Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала, в котором газ синтеза смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановления в качестве восстановительного газа, который не разлагается при температуре восстановления, отличающийся тем, что объемное содержание H2O в восстановительном газе поддерживают равным от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, подвергая часть объема колошникового газа очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, причем смесь колошникового газа и газа синтеза, подвергнутую очистке от CO2, доводят до заданной температуры посредством прямого орошения до насыщения H2O, после прямого орошения его нагревают до температуры, превышающей температуру насыщения, путем добавления неочищенного от CO2 колошникового газа и затем используют в качестве восстановительного газа (фиг.1).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что преобразованный природный газ использут в качестве упомянутого газа синтеза и преобразованный природный газ подвергают очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, причем часть объема преобразованного природного газа не очищают от CO2 и вместе с колошниковым газом, прошедшим очистку от CO2, подвергают прямому орошению.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что часть объема колошникового газа, не прошедшего очистку от CO2, вместе с колошниковым газом, подвергнутым очистке от CO2, подвергают прямому орошению.
4. Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала, в котором газ синтеза смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановительного газа, который не разлагается при температуре восстановления, отличающийся тем, что объемное содержание H2O в восстановительном газе поддерживают равным от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, нагревая смесь колошникового газа и газа синтеза, подвергнутую очистке от CO2, до заданной температуры при обогащении H2O, последующего туманоотделения и, наконец, использования в качестве восстановительного газа (фиг.2).
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что преобразованный природный газ используют в качестве упомянутого газа синтеза и преобразованный природный газ подвергают очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, причем часть объема преобразованного природного газа не очищают от CO2 и вместе с колошниковым газом, прошедшим очистку от CO2, подвергают прямому орошению.
6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что часть объема колошникового газа, не прошедшего очистку от CO2, вместе с колошниковым газом, подвергнутым очистке от CO2, подвергают прямому орошению.
7. Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала, в котором газ синтеза смешивают с колошниковым газом, образующимся при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала, и используют для прямого восстановления в качестве восстановительного газа, который не разлагается при температуре восстановления, отличающийся тем, что объемное содержание H2O в восстановительном газе поддерживат равным от 1 до 2%, предпочтительно около 1,5%, подвергая колошниковый газ очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, при этом желательное содержание H2O в восстановительном газе получают путем регулирования температуры скруббера CO2.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что преобразованный природный газ используют в качестве упомянутого газа синтеза и преобразованный природный газ подвергают очистке от CO2 до того, как его используют в качестве восстановительного газа, при этом часть объема преобразованного природного газа, не прошедшего очистку от CO2, примешивают к колошниковому газу, подвергнутому очистке от CO2.
9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что часть объема колошникового газа, не прошедшего очистку от CO2, примешивают к колошниковому газу, подвергнутому очистке от CO2.
10. Способ по одному или нескольним пп.1 - 9, отличающийся тем, что колошниковый газ, подвергнутый очистке от CO2, смешан с одним или несколькими следующими газами в качестве газов синтеза: LD отходящий газ; EAF отходящий газ; доменный газ от доменных печей; колошниковый газ от Корекс (COREX) установок; каменноугольный газ; корекс газ от Корекс (COREX) газификатора; химические газы.
11. Установка для осуществления способа по одному или нескольким пп.1 - 3, включающая по крайней мере один реактор прямого восстановления (1 - 4) для приема материала, содержащего оксиды железа, и восстановления этого материала, канал подачи восстановительного газа (17), ведущий к упомянутому реактору прямого восстановления (1 - 4), и канал отвода колошникового газа (8) для отвода колошникового газа из упомянутого реактора прямого восстановления (1), образующегося при прямом восстановлении, канал отвода колошникового газа (8) введен в скруббер CO2 (16) и восстановительный газ, образованный газом синтеза и колошниковым газом, поступает в реактор прямого восстановления (1 - 4) по каналу подачи восстановительного газа (17), канал подачи восстановительного газа (17) ведет от скруббера CO2 (16) к реактору прямого восстановления (1 - 4) через газонагреватель (18), отличающаяся тем, что канал подачи восстановительного газа соединен с охладителем прямого действия (25) и оттуда далее соединен с газонагревателем (18), а канал отвода колошникового газа (8) посредством обводного канала (26) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в газонагреватель (фиг.1).
12. Установка по п.11, отличающаяся тем, что для получения газа синтеза она снабжена реформером (10) для преобразования природного газа и каналом для преобразованного газа (13), выходящим из реформера (10) и соединенным с каналом отвода колошникового газа (8), причем канал для преобразованного газа (13) и канал отвода колошникового газа (8) соединены со скруббером CO2 (16).
13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что канал для преобразованного газа (13) посредством обводного канала (27) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в охладитель прямого действия (25).
14. Установка по одному или нескольким пп.11 - 13, отличающаяся тем, что канал отвода колошникового газа (8) посредством обводного канала (28) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в охладитель прямого действия (25).
15. Установка для осуществления способа по одному или нескольким пп.4 - 6, включающая по крайней мере один реактор прямого восстановления (1 - 4) для приема материала, содержащего оксиды железа, и восстановления этого материала, канал подачи восстановительного газа (17) к упомянутому реактору прямого восстановления (1 - 4) и канал отвода колошникового газа (8) для отвода колошникового газа из упомянутого реактора прямого восстановления (1), образующегося при прямом восстановлении, канал отвода колошникового газа (8) введен в скруббер CO2 (16) и восстановительный газ, образованный газом синтеза и колошниковым газом, поступает в реактор прямого восстановления (1 - 4) по каналу подачи восстановительного газа (17), канал подачи восстановительного газа (17) ведет от скруббера CO2 (16) к реактору прямого восстановления (1 - 4) через газонагреватель (18), отличающаяся тем, что канал подачи восстановительного газа (17) входит в охладитель прямого действия (25) и оттуда через туманоотделитель (31) входит в газонагреватель (18) (фиг.2).
16. Установка по п.15, отличающаяся тем, что для получения газа синтеза она снабжена реформером (10) для преобразования природного газа и каналом для преобразованного газа (13), выходящим из реформера (10) и соединенным с каналом отвода колошникового газа (8), причем канал для преобразованного газа (13) и канал отвода колошникового газа (8) соединены со скруббером CO2 (16).
17. Установка по п.15, отличающаяся тем, что канал для преобразованного газа (13) посредством обводного канала (27) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в охладитель прямого действия (25).
18. Установка по одному или нескольким пп.15 - 17, отличающаяся тем, что канал отвода колошникового газа (8) посредством обводного канала (28) в обход скруббера CO2 (16) связан по потоку с каналом подачи восстановительного газа (17) перед входом последнего в охладитель прямого действия (25).
RU97101075A 1994-06-23 1995-06-20 Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала (варианты) и устройство для осуществления способа (варианты) RU2122035C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1249/94 1994-06-23
AT0124994A AT402733B (de) 1994-06-23 1994-06-23 Verfahren zur direktreduktion von eisenoxidhältigem material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2122035C1 true RU2122035C1 (ru) 1998-11-20
RU97101075A RU97101075A (ru) 1999-02-10

Family

ID=3509828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97101075A RU2122035C1 (ru) 1994-06-23 1995-06-20 Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала (варианты) и устройство для осуществления способа (варианты)

Country Status (16)

Country Link
US (1) US5855643A (ru)
EP (1) EP0804621B1 (ru)
JP (1) JP3359639B2 (ru)
KR (1) KR100242890B1 (ru)
AT (1) AT402733B (ru)
AU (1) AU699428B2 (ru)
BR (1) BR9508111A (ru)
CA (1) CA2193853C (ru)
DE (1) DE59503391D1 (ru)
DZ (1) DZ1900A1 (ru)
MX (1) MX9606734A (ru)
PE (1) PE47395A1 (ru)
RU (1) RU2122035C1 (ru)
UA (1) UA27017C2 (ru)
WO (1) WO1996000303A1 (ru)
ZA (1) ZA955179B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715932C1 (ru) * 2016-06-09 2020-03-04 Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ Способ прямого восстановления с использованием отходящего газа
RU2809973C2 (ru) * 2019-04-01 2023-12-19 Гринайрон Х2 Аб Способ и устройство получения прямовосстановленного металла

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20060158A1 (it) 2006-01-31 2007-08-01 Danieli Off Mecc Processo ed impianto di riduzione
JP2010163316A (ja) * 2009-01-15 2010-07-29 Toho Gas Co Ltd 水素貯蔵装置および水素貯蔵方法
CN105492376A (zh) 2013-07-22 2016-04-13 沙特基础工业公司 炉顶气在直接还原工艺中的使用
CN107083478B (zh) * 2017-05-25 2018-08-28 江苏省冶金设计院有限公司 一种利用赤泥制备金属化球团的方法及系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR975404A (fr) * 1947-11-25 1951-03-05 Minerals & Metals Corp S A Procédé de désoxydation d'oxyde de fer
US2752534A (en) * 1951-04-21 1956-06-26 Westinghouse Electric Corp Automatic reclosing circuit breakers
US2752234A (en) * 1955-07-07 1956-06-26 United States Steel Corp Process for continuous gaseous reduction of iron ore in a fluidized bed system
GB799551A (en) * 1956-02-06 1958-08-13 Texaco Development Corp Reduction of a metal oxide with carbon monoxide and hydrogen
US3844766A (en) * 1973-12-26 1974-10-29 Midland Ross Corp Process for reducing iron oxide to metallic sponge iron with liquid or solid fuels
US4150972A (en) * 1977-11-17 1979-04-24 Fierro Esponja, S.A. Controlling carburization in the reduction of iron ore to sponge iron
US4428772A (en) * 1981-12-02 1984-01-31 Hylsa, S.A. Method for reducing metal ore
US5110350A (en) * 1983-05-16 1992-05-05 Hylsa S.A. De C.V. Method of reducing iron ore
US4880459A (en) * 1988-06-27 1989-11-14 T.C., Inc. Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron
US5082251A (en) * 1990-03-30 1992-01-21 Fior De Venezuela Plant and process for fluidized bed reduction of ore
US5072066A (en) * 1991-01-29 1991-12-10 Exxon Chemical Patents Inc. Inhibiting popcorn polymer formation with esters of inorganic acids
AT402937B (de) * 1992-05-22 1997-09-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigem material
US5370727A (en) * 1993-04-19 1994-12-06 Fior De Venezuela Fluidized process for direct reduction
AT402938B (de) * 1994-06-23 1997-09-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur direktreduktion von verfahren und anlage zur direktreduktion von eisenoxidhältigem material eisenoxidhältigem material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US 5082251, A, 1991, *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715932C1 (ru) * 2016-06-09 2020-03-04 Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ Способ прямого восстановления с использованием отходящего газа
US11773459B2 (en) 2016-06-09 2023-10-03 Primetals Technologies Austria GmbH Method for direct reduction using vent gas
RU2809973C2 (ru) * 2019-04-01 2023-12-19 Гринайрон Х2 Аб Способ и устройство получения прямовосстановленного металла
RU2810184C2 (ru) * 2019-04-01 2023-12-22 Гринайрон Х2 Аб Способ и устройство получения прямовосстановленного металла
RU2810464C2 (ru) * 2019-04-01 2023-12-27 Гринайрон Х2 Аб Способ получения прямовосстановленного металла

Also Published As

Publication number Publication date
EP0804621B1 (de) 1998-08-26
KR100242890B1 (ko) 2000-03-02
AT402733B (de) 1997-08-25
ATA124994A (de) 1996-12-15
CA2193853A1 (en) 1996-01-04
UA27017C2 (ru) 2000-02-28
DE59503391D1 (de) 1998-10-01
AU699428B2 (en) 1998-12-03
CA2193853C (en) 2001-10-02
DZ1900A1 (fr) 2002-02-17
ZA955179B (en) 1996-01-31
JP3359639B2 (ja) 2002-12-24
JPH10505635A (ja) 1998-06-02
EP0804621A1 (de) 1997-11-05
US5855643A (en) 1999-01-05
WO1996000303A1 (de) 1996-01-04
BR9508111A (pt) 1997-08-12
PE47395A1 (es) 1996-01-04
MX9606734A (es) 1997-04-30
AU2664495A (en) 1996-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2125098C1 (ru) Способ прямого восстановления материала, содержащего оксиды железа, и установка для осуществления способа
RU2078143C1 (ru) Способ восстановления мелкодисперсного железоокисного материала в псевдоожиженном слое и установка для его осуществления
JP5857054B2 (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
RU2618971C2 (ru) Способ обработки отходящих газов из установок для производства чугуна и/или синтез-газа
CS218587B2 (en) Method of reduction of the iron oxides
RU2134301C1 (ru) Установка для получения чугуна и/или губчатого железа, способ получения чугуна и/или губчатого железа и способ работы установки
RU97101124A (ru) Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала и установка для его осуществления
KR19990087540A (ko) 용융선철 또는 용강 중간제품의 생산방법 및 동 생산방법을실행하는 설비
RU2130079C1 (ru) Способ исключения коррозии металла (metal dusting) при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала (варианты)
JP3441464B2 (ja) スポンジ鉄を生産する方法及びその方法を遂行するためのプラント
RU2122035C1 (ru) Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала (варианты) и устройство для осуществления способа (варианты)
US3909244A (en) Process for directly reducing iron ores in the solid state under pressure
CZ285427B6 (cs) Způsob výroby tekutého surového železa nebo ocelového polotovaru a železné houby a zařízení pro provádění způsobu
RU2192477C2 (ru) Способ получения горячего восстановительного газа для восстановления кусковой руды металла и установка для его осуществления
AU734371B2 (en) Process for producing sponge iron by direct reduction of iron oxide-containing material
RU2148652C1 (ru) Способ прямого восстановления содержащего оксид железа материала в форме частиц и установка для осуществления этого способа
RU99102163A (ru) Способ получения горячего восстановительного газа для восстановления кусковой руды металла и установка для его осуществления
RU97101115A (ru) Способ исключения коррозии металла ("metal dusting") при прямом восстановлении содержащего оксиды железа материала
KR19990087542A (ko) 해면금속 생산용 설비 및 방법
RU2190022C2 (ru) Способ получения железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления
JP2001520310A (ja) Ｄｒｉの浸炭を制御するための方法および装置
RU99102162A (ru) Способ получения горячего восстановительного газа для восстановления руды металла и установка для его осуществления
RU97101075A (ru) Способ прямого восстановления содержащего оксиды железа материала
KR100458551B1 (ko) 해면철의생산방법
RU2136763C1 (ru) Способ прямого восстановления мелкозернистого содержащего оксид железа материала в форме частиц, а также установка для осуществления этого способа