RU2225452C2 - Объединенная система прямого восстановления железа - Google Patents

Объединенная система прямого восстановления железа Download PDF

Info

Publication number
RU2225452C2
RU2225452C2 RU99119729/02A RU99119729A RU2225452C2 RU 2225452 C2 RU2225452 C2 RU 2225452C2 RU 99119729/02 A RU99119729/02 A RU 99119729/02A RU 99119729 A RU99119729 A RU 99119729A RU 2225452 C2 RU2225452 C2 RU 2225452C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
iron
supplying
synthesis gas
reaction chamber
Prior art date
Application number
RU99119729/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99119729A (ru
Inventor
Раймонд Фрэнсис ДРНЕВИЧ (US)
Раймонд Фрэнсис ДРНЕВИЧ
Original Assignee
Праксайр Текнолоджи, Инк.
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 Праксайр Текнолоджи, Инк. filed Critical Праксайр Текнолоджи, Инк.
Publication of RU99119729A publication Critical patent/RU99119729A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2225452C2 publication Critical patent/RU2225452C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • C10K1/003—Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/004—Sulfur containing contaminants, e.g. hydrogen sulfide
    • 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
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04527—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general
    • F25J3/04539—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the H2/CO synthesis by partial oxidation or oxygen consuming reforming processes of fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04527—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general
    • F25J3/04539—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the H2/CO synthesis by partial oxidation or oxygen consuming reforming processes of fuels
    • F25J3/04545—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the H2/CO synthesis by partial oxidation or oxygen consuming reforming processes of fuels for the gasification of solid or heavy liquid fuels, e.g. integrated gasification combined cycle [IGCC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04527—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general
    • F25J3/04551—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the metal production
    • F25J3/04557—Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the metal production for pig iron or steel making, e.g. blast furnace, Corex
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04563—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating
    • F25J3/04575—Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating for a gas expansion plant, e.g. dilution of the combustion gas in a gas turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521—Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04593—The air gas consuming unit is also fed by an air stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0211—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step
    • C01B2203/0222—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step containing a non-catalytic carbon dioxide reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1621—Compression of synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
    • C10J2300/165—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C10J2300/1823—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1846—Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only
    • 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
    • C21B2100/284—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by separation of nitrogen
    • 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
    • C21B2100/62—Energy conversion other than by heat exchange, e.g. by use of exhaust gas in energy production
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S75/00—Specialized metallurgical processes, compositions for use therein, consolidated metal powder compositions, and loose metal particulate mixtures
    • Y10S75/958—Specialized metallurgical processes, compositions for use therein, consolidated metal powder compositions, and loose metal particulate mixtures with concurrent production of iron and other desired nonmetallic product, e.g. energy, fertilizer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению железа. Система для получения железа прямым восстановлением объединена с турбинным генератором энергии и предпочтительно криогенной установкой разделения воздуха, в которой отходящий газ от прямого восстановления приводит в действие турбину, а кислород из установки разделения воздуха используют для выработки синтез-газа для прямого восстановления. Азот из установки разделения воздуха уменьшает образование NOx и повышает выработку энергии в турбине. Техническим результатом изобретения является то, что его можно эффективно эксплуатировать в любом географическом месте независимо от наличия там внешних источников электроэнергии. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение касается получения железа посредством прямого восстановления железной руды и обеспечивает усовершенствование, благодаря которому прямое восстановление железной руды эффективно объединено с выработкой энергии. Объединение предпочтительно также включает в себя установку разделения воздуха, например криогенную воздухоразделительную установку.
Предпосылки создания изобретения
Ближайшим аналогом заявленных изобретений является способ получения железа, включающий получение синтез-газа, подачу его в реакционную камеру, подачу железной руды, проведение реакции железной руды с синтез-газом для получения железа и отходящего из реакционной камеры газа, содержащего монооксид углерода, водород, диоксид углерода и водяной пар, извлечение железа из реакционной камеры и использование отходящего газа в турбине для выработки энергии, которую направляют на установку разделения воздуха для получения кислорода и обеспечения реакции кислорода с углеводородной текучей средой для получения синтез-газа, и устройство для получения железа, включающее генератор синтез-газа со средством для подачи углеводородной текучей среды, реакционную камеру прямого восстановления железа со средствами для подачи железной руды и подачи синтез-газа, средство для извлечения железа из реакционной камеры, турбину для выработки энергии, средство для подачи газа в турбину, установку разделения воздуха для получения кислорода со средством для подачи исходного воздуха и средство для подачи кислорода в генератор синтез-газа (US 4678480, кл. С 10 J 3/46, 07.07.1987).
Железную руду или оксид железа восстанавливают путем прямого восстановления до металлического железа, посредством контактирования железной руды непосредственно с восстановителем. Прямое восстановление железной руды с целью получения металлического железа потребляет значительные количества энергии, но оптимальное географическое расположение таких заводов прямого восстановления часто находится в областях, где постоянно возрастающие расходы энергии для работы завода невозможно легко и эффективно обеспечивать.
В соответствии с этим задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать технологический процесс производства железа путем прямого восстановления железной руды, который можно эффективно эксплуатировать в любом географическом месте независимо от наличия там внешних источников энергии.
Краткое изложение сущности изобретении
Поставленная задача решается настоящим изобретением, один аспект которого представляет собой способ получения железа, включающий получение синтез-газа, подачу его в реакционную камеру, подачу в реакционную камеру железной руды, проведение реакции железной руды с синтез-газом для получения железа и отходящего газа, содержащего монооксид углерода, водород, диоксид углерода и водяной пар, извлечение железа из реакционной камеры и использование отходящего газа в турбине для выработки энергии, которую направляют на установку разделения воздуха для получения кислорода и обеспечения реакции кислорода с углеводородной текучей средой для получения синтез-газа, в котором согласно изобретению перед использованием отходящего газа из него удаляют, по меньшей мере, некоторую часть водяного пара для получения более сухого газа и используют его путем сжигания его в газовой турбине. При этом часть более сухого газа рециркулируют в реакционную камеру. Дополнительно получают азот в установке разделения воздуха и смешивают его с отходящим более сухим газом перед сжиганием. Синтез-газ получают посредством, по меньшей мере, одной из рифоминг-реакции, реакции частичного окисления и автотермической реакции, предпочтительно посредством рифоминг-реакции и реакции частичного окисления и подают в реакционную камеру.
Поставленная задача решается также и тем, что устройство для получения железа, включающее генератор синтез-газа со средством для подачи углеводородной текучей среды, реакционную камеру для прямого восстановления железа со средствами для подачи железной руды и подачи синтез-газа, средство для извлечения железа из реакционной камеры, турбину для выработки энергии, средство для подачи газа в турбину, установку разделения воздуха для получения кислорода со средством для подачи исходного воздуха и средство для подачи кислорода в генератор синтез-газа, согласно изобретению снабжено сушильным аппаратом со средством для подачи газа из реакционной камеры прямого восстановления железа средством для подачи газа из сушильного аппарата в турбину, представляющую собой газовую турбину. Устройство может дополнительно содержать средство для подачи газа из сушильного аппарата в реакционную камеру и средство для подачи азота из установки разделения воздуха в газовую турбину.
Используемый здесь термин "синтез-газ" означает смесь, содержащую монооксид углерода и водород.
Используемый здесь термин "железная руда" означает один или более оксидов железа, например оксид железа и закись железа.
Используемый здесь термин "сушильный аппарат" означает аппаратуру, которая может удалять влагу из газовой смеси и в которой можно использовать такое вещество, как поглотитель для удаления водяных паров из газовой смеси, или средство теплообмена, например холодильник и последующий фазоразделитель для удаления конденсированной воды из газовой смеси.
Используемый здесь термин "газовая турбина" означает блок, который объединяет воздушный компрессор, камеру сгорания и расширитель газа для генерирования мощности на валу от сжигания с повышенным уровнем давления соответствующего топлива. Как правило, компоненты воздушного компрессора и расширителя газа монтируют на обычных валах, которые могут также приводить в действие другие потребляющие энергию движущиеся узлы или электрический генератор.
Используемый здесь термин "исходный воздух" означает смесь, содержащую, главным образом, кислород и азот, например атмосферный воздух.
Используемый здесь термин "установка разделения воздуха" означает устройство, которое может разделять исходный воздух и вырабатывать по меньшей мере кислород или азот.
Используемый здесь термин "криогенная установка разделения воздуха" означает установку разделения воздуха, содержащую по меньшей мере одну колонну, в которой по меньшей мере часть работы колонны выполняется при температуре 150o или ниже по шкале Кельвина (К).
Используемый здесь термин "колонна" означает дистилляционную или фракционную колонну или зону, то есть контактную колонну или зону, в которой жидкая и паровая фазы контактируют в противотоке для разделения смеси текучих сред, например, посредством контактирования паровой и жидкой фаз на серии разнесенных в вертикальном направлении друг от друга тарелок или пластин, смонтированных внутри колонны, и(или) насадочных элементов, например, структурированных или неупорядоченных насадок.
Используемый здесь термин "установка для разделения воздуха адсорбцией с дифференциалом давления" означает установку разделения воздуха для выполнения разделения исходного воздуха, содержащего этапы адсорбции, во время которой компонент исходного воздуха преимущественно адсорбируется в адсорбирующее вещество, и регенерации или десорбции, при которой преимущественно адсорбированный компонент удаляют из адсорбирующего вещества посредством снижения давления.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет технологическую блок-схему одного предпочтительного варианта осуществления изобретения, в котором генератор синтез-газа представляет собой реформинг-установку.
Фиг. 2 представляет технологическую блок-схему другого варианта осуществления изобретения, в котором используют два различных генератора синтез-газа.
Фиг. 3 представляет технологическую блок-схему еще одного предпочтительного варианта осуществления изобретения, в котором используют большие количества рециркулирующего отходящего газа.
Фиг.4 представляет технологическую блок-схему предпочтительного варианта осуществления изобретения, в котором используют и кислород, и азот, вырабатываемые установкой воздуха.
Фиг.5 представляет технологическую блок-схему еще одного варианта осуществления изобретения, в котором для генерации синтез-газа используют твердое или тяжелое жидкое топливо.
Общие элементы на чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Подробное описание изобретения
В изобретении используется побочный продукт прямого восстановления железной руды для вырабатывания энергии и предпочтительно также в качестве рециркулирующего продукта для самого процесса прямого восстановления. Производство энергии позволяет расположить завод прямого восстановления там, где нелегко обеспечить энергию, а рециркулирующий продукт способствует этому благодаря снижению потребления энергии в процессе прямого восстановления. Более предпочтительно систему объединяют также с установкой разделения воздуха, например с криогенной установкой разделения воздуха, что дополнительно повышает преимущества всей системы.
Изобретение будет подробно описано со ссылкой на чертежи. Обращаясь теперь к фиг.1, отметим, что углеводородная текучая среда 100, обычно и предпочтительно в виде природного газа, состоящего главным образом из метана, но которая может частично или полностью состоять из других легких углеводородов, вплоть до парообразного лигроина, и включающих его, смешивается с рециркулирующим отходящим газом 105 для образования потока 110 исходного материала, который подается в генератор 500 синтез-газа. В показанном на фиг.1 варианте осуществления генератор 500 синтез-газа представляет собой реформинг-установку. В реформинг-установке 500 диоксид углерода вступает в эндотермическую реакцию с углеводородом с целью образования синтез-газа. Тепло может подаваться в реформинг-установку 500 с целью возбуждения эндотермических реакций посредством сжигания природного газа, как показано элементом 115. Синтез-газ 120, который включает в себя монооксид углерода и водород, вырабатываемые в генераторе 500 синтез-газа, а также монооксид углерода и водород, рециркулируемые от реактора прямого восстановления, подаются, предпочтительно как показано на фиг. 1, без какого-либо охлаждения, помимо того, которое обеспечивается естественной теплопередачей, в реакционную камеру 510 прямого восстановления.
Железную руду 210 подают в реакционную камеру 510 прямого восстановления, и в камере 510 железная руда контактирует с горячим синтез-газом, который обычно имеет температуру в пределах от 1400oF (760oC) до 1800oF (982oC) и вступает в реакцию с синтез-газом. Реакция синтез-газа с железной рудой восстанавливает железную руду до металлического железа и вырабатывает диоксид углерода и водяной пар. Полученное железо извлекают из реакционной камеры 510 прямого восстановления, как показано потоком 220.
Отходящий газ 125 из реакционной камеры 150 прямого восстановления, содержащий диоксид углерода и водяной пар от реакции прямого восстановления, а также непрореагировавшие монооксид углерода и водород, поступают в сушильный аппарат 520, в котором отходящий газ охлаждается и конденсируется по меньшей мере некоторая часть водяного пара в отходящем газе из реактора 510. Полученная конденсированная вода удаляется из сушильного аппарата 520, как показано потоком 200, и полученный отходящий более сухой газ поступает в потоке 130 из сушильного аппарата 520 в первый компрессор 530, в котором он сжимается до давления, обычно находящегося в диапазоне от 30 до 300 фунтов на квадратный дюйм абсолютного давления (20,58•104 - 205,8•104 Па). Следует понимать, что хотя отходящий газ 125 обрабатывается с целью удаления некоторой части содержащегося в нем водяного пара, полученный более сухой отходящий газ 130 на самом деле все еще сохраняет некоторую часть водяного пара и может насыщаться в условиях выхода из сушильного аппарата 520.
Часть 105 полученного сжатого отходящего газа 135 из первого компрессора 530 рециркулирует. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1, часть 105 рециркулирует в реформинг-установку 500. Другая часть 140, обычно содержащая, примерно, от 5 до 70 процентов более сухого, отходящего газа, поступает во второй компрессор 540, в котором он дополнительно сжимается до давления, обычно находящегося в диапазоне от 150 до 500 фунтов на квадратный дюйм абсолютного давления (10,29•105 Па - 34,3•105 Па). Затем дополнительно сжатый более сухой отходящий газ 145 поступает в газовую турбину 560, в которой он сжигается, вырабатывая энергию. Если необходимо, то для газовой турбины с целью повышения производства энергии можно обеспечить дополнительное топливо, например природный газ 150. Энергия, вырабатываемая газовой турбиной 560, показанная в репрезентативной форме позицией 155, может быть электрической или механической. То есть турбину 560 можно использовать для приведения в действие генератора, или ее можно использовать непосредственно для приведения в действие оборудования, например компрессора.
Фиг. 2 иллюстрирует другой вариант осуществления изобретения, в котором вырабатывается дополнительный синтез-газ, используя в качестве второго генератора синтез-газа либо блок частичного окисления, либо автоматический блок. Элементы варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.2, соответствующие элементам варианта, показанного на фиг.1, имеют одинаковые ссылочные позиции, и подробное их описание повторно производиться не будет.
Рассматривая теперь фиг. 2, отметим, что в установку 700 разделения воздуха подается исходный воздух 10. Установка 700 разделения воздуха предпочтительно представляет собой криогенную установку разделения воздуха, хотя можно также использовать установку разделения воздуха адсорбцией с дифференциалом давления. В установке 700 разделения воздуха исходный воздух разделяется на кислородную продукцию 15 и необязательно азотную продукцию 20. Если установкой разделения воздуха является криогенная установка разделения воздуха, то может также вырабатываться другая продукция, например аргон и (или) жидкий кислород, представленные потоком 21 продукции разделения. Производимый в установке разделения воздуха кислород 15, имеющий концентрацию кислорода по меньшей мере 70 молярных процентов, предпочтительно по меньшей мере 90 молярных процентов, подается в генератор 501 синтез-газа наряду с углеводородной текучей средой 101, которая может иметь такие же характеристики, как и характеристика текучей среды 100, и обычно происходит из такого же источника, как и углеводородная текучая среда 100.
Генератором 501 синтез-газа может быть либо блок частичного окисления, либо автотермический блок. В блоке частичного окисления кислород вступает в реакцию с углеводородной текучей средой, вырабатывая монооксид углерода и водород. В автотермическом блоке также образуется монооксид углерода и водород посредством частичного окисления углеводорода кислородом из установки разделения воздуха, хотя и в меньшей степени, чем в блоке частичного окисления, и, кроме того, в автотермический блок подается водяной пар для получения дополнительных монооксида углерода и водорода посредством процесса реформинга потока водяного пара и углеводорода. Синтез-газ, вырабатываемый в генераторе 501 синтез-газа, далее подается в реакционную камеру 510 прямого восстановления. Как показано на фиг.2, синтез-газ из генератора 501 предпочтительно подается потоком 118 в поток 120 с целью образования объединенного потока 121 для прохождения в реакционную камеру 510. Остальная часть показанной на фиг.2 системы аналогична системе, показанной на фиг.1. При желании часть отходящего более сухого газа 130 можно брать и использовать в другом месте в процессе, например, в качестве источника топлива с целью вырабатывания тепла для использования в реформинг-установке 500.
На фиг. 3 показан предпочтительный вариант осуществления изобретения, в котором отходящий газ рециркулирует и вверх по потоку и вниз по потоку генератора синтез-газа. Ссылочные позиции общих элементов на фиг.3 такие же, как и на других чертежах, и повторное описание этих общих элементов производиться не будет.
Рассматривая далее фиг.3, отметим, что отходящий сжатый газ 135 делится на часть 140 и часть 36. Первая часть 160 части 36 рециркулирует в исходный материал для реакционной камеры 510 прямого восстановления. Вторая часть 137 поступает в огневой нагреватель 600 вместе с топливом 115. Нагретый отходящий газ 305 из огневого нагревателя 600 затем проходит в поток 100 и результирующий объединенный поток 110 поступает в блок 500 частичного окисления, в котором генерируется синтез-газ. Поток 118 горячего синтез-газа из блока 500 частичного окисления объединяется с потоком 160 рециркулирующего отходящего газа, образуя поток 320, который затем подается в реакционную камеру 510. Использование огневого нагревателя оптимизирует общую стоимость системы. Предварительный нагрев части рециркулирующего газа снижает количество кислорода, необходимого для поддержания эндотермических реформинг-реакций в блоке частичного окисления.
Фиг.4 иллюстрирует предпочтительный вариант осуществления изобретения, в котором генератор синтез-газа представляет собой либо блок частичного окисления, либо автотермический блок, а установка разделения воздуха представляет собой криогенную установку разделения воздуха. Ссылочные позиции общих элементов на фиг.4 такие же, как и на других чертежах, и повторное описание этих общих элементов производиться не будет.
Обращаясь теперь к фиг.4, отметим, что углеводородная текучая среда 100 подается в огневой нагреватель вместе с топливом 115. Нагретая углеводородная текучая среда 111 из огневого нагревателя 600 и кислород 15, получаемый в криогенной установке 700 разделения воздуха, подаются в генератор 501 синтез-газа, которым может быть либо блок частичного окисления, либо автотермический блок. Если генератором 501 синтез-газа является автотермический блок, к углеводородной текучей среде 100 предпочтительно добавляется водяной пар перед огневым нагревателем 600.
Отходящий более сухой газ 105 из первого компрессора 530 объединяется с синтез-газом 117 из генератора 501 синтез-газа, образуя поток 120 синтез-газа. В показанном на фиг.4 варианте осуществления изобретения содержащее углеводород топливо 116 добавляют непосредственно в горячий синтез-газ 120 с целью образования исходного потока 122 для реакционной камеры 510 прямого восстановления. При этом используется некоторый реформинг в потоке горячего синтез-газа и возможность осуществления реакции прямого восстановления железа с целью восстановления углеводорода в углерод и водород. Вследствие высокой температуры потоков 120 и 122 и наличия в них диоксида углерода из рециркулирующего потока 105 в потоке 122 происходит некоторая конверсия углеводородов перед их поступлением в реакционную камеру 510. В реакционной камере 510 происходит дополнительный реформинг, а также расщепление углеводорода на углерод и водород. Преимущество, получающееся от добавления углеводородного топлива 116 к синтез-газу, подаваемому в реакционную камеру 510, заключается в уменьшении количества синтез-газа, который должен производиться в генераторе 501 синтез-газа, что уменьшает его габариты, а также габариты установки разделения воздуха. Кроме того, поскольку реформинг-реакция является эндотермической, количество рециркулирующего продукта в потоке 105 можно уменьшить, все еще обеспечивая требуемую температуру на входе реакционной камеры 510 прямого восстановления.
В показанном на фиг.3 и 4 варианте осуществления изобретения в сушильный аппарат 520 подается вода 190, которая испаряется в результате косвенного теплообмена с горячим отходящим газом 125, и образующийся водяной пар 195 подается в турбину 560 для использования с целью выработки дополнительной энергии.
В показанном на фиг. 4 варианте осуществления изобретения в газовой турбине используется также азот, вырабатываемый в установке 700 разделения воздуха. Хотя некоторую часть азота 25 можно извлекать из установки 700, по меньшей мере, некоторая часть азотной продукции, обычно имеющей концентрацию азота по меньшей мере 95 мольных процентов, проходит в потоке 26 к компрессору 710 азота, в котором он сжимается до давления, обычно находящегося в диапазоне от 30 до 300 фунтов на квадратный дюйм абсолютного давления (ф/д2ад) (20,58-104 Па - 205,8•104 Па). Затем полученный поток 30 сжатого азота объединяется с потоком 140 отходящего более сухого газа, который потом дополнительно сжимается во втором компрессоре 540, и после этого поступает в виде потока 146 в турбину 560 для выработки энергии. Азот из установки разделения воздуха выполняет две функции. Первая состоит в снижении температуры пламени в камере сгорания газовой турбины, чтобы снизить уровень оксидов азота (NOx), образующихся в камере сгорания. Вторая функция добавления азота состоит в увеличении энергии. Дополнительную массу, связанную с азотом, можно использовать для того, чтобы гарантировать, что газовая турбина работает вблизи своего механического предела, и тем самым обеспечить максимальное использование основного капитала, вложенного в газовую турбину.
Фиг. 5 иллюстрирует другой вариант осуществления изобретения, в котором топливом, используемым для производства синтез-газа, является твердое и (или) тяжелое жидкое топливо. Ссылочные позиции для общих элементов на фиг.5 такие же, как и на других чертежах, и повторное описание этих общих элементов производиться не будет.
Рассматривая теперь фиг.5, отметим, что твердое и (или) тяжелое жидкое топливо 205, например, каменный уголь, нефтяной кокс или нефтяной остаток, подается в блок 501 частичного окисления вместе с кислородом 15 и кипящей питающей водой 191. Поток 212 синтез-газа отводится из блока 501 и, если необходимо, подается через блок 505 удаления серы, которым может быть обычный блок абсорбции, основанная на аминах система или высокотемпературный блок. Шлак из блока 501 удаляется в потоке 101, а водяной пар из блока 501 подается в потоке 196 к турбине 560. Поток 213 десульфурированного синтез-газа делится на поток 214, который поступает в турбину 560, и на поток 217, который объединяется с рециркулирующим потоком 105, образуя поток 222. Этот поток нагревается в огневом нагревателе 506, используя топливо 216, и получающийся поток 224 поступает в реакционную камеру 510 прямого восстановления для обработки, как описано выше.
Теперь благодаря использованию этого изобретения можно более эффективно, чем обычными системами, получать железо методом прямого восстановления железной руды. Побочный продукт прямого восстановления используется для выработки энергии, а также может использоваться с целью снижения количества синтез-газа, который необходимо производить для выполнения прямого восстановления. Вырабатываемую энергию можно использовать, между прочим, для приведения в действие установки разделения воздуха, а продукты установки разделения воздуха можно использовать для производства синтез-газа, а также для восстановления NOx и для увеличения выработки энергии.
Хотя изобретение подробно описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что существуют другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за рамки сущности и объема притязаний формулы изобретения.

Claims (8)

1. Способ получения железа, включающий получение синтез-газа, подачу его в реакционную камеру, подачу в реакционную камеру железной руды, проведение реакции железной руды с синтез-газом для получения железа и отходящего газа, содержащего монооксид углерода, водород, диоксид углерода и водяной пар, извлечение железа из реакционной камеры и использование отходящего газа в турбине для выработки энергии, которую направляют на установку разделения воздуха для получения кислорода и обеспечения реакции кислорода с углеводородной текучей средой для получения синтез-газа, отличающийся тем, что перед использованием отходящего газа из него удаляют, по меньшей мере, некоторую часть водяного пара для получения более сухого газа и используют его путем сжигания его в газовой турбине.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть более сухого газа рециркулируют в реакционную камеру.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно получают азот в установке разделения воздуха и смешивают его с отходящим более сухим газом перед сжиганием.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что синтез-газ получают посредством, по меньшей мере, одной из рифоминг-реакции, реакции частичного окисления и автотермической реакции.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что синтез-газ получают посредством рифоминг-реакции и реакции частичного окисления и подают в реакционную камеру.
6. Устройство для получения железа, включающее генератор синтез-газа со средством для подачи углеводородной текучей среды, реакционную камеру для прямого восстановления железа со средствами для подачи железной руды и подачи синтез-газа, средство для извлечения железа из реакционной камеры, турбину для выработки энергии, средство для подачи газа в турбину, установку разделения воздуха для получения кислорода со средством для подачи исходного воздуха и средство для подачи кислорода в генератор синтез-газа, отличающееся тем, что оно снабжено сушильным аппаратом со средством для подачи газа из реакционной камеры прямого восстановления железа, средством для подачи газа из сушильного аппарата в турбину, представляющую собой газовую турбину.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство для подачи газа из сушильного аппарата в реакционную камеру.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство для подачи азота из установки разделения воздуха в газовую турбину.
RU99119729/02A 1998-09-10 1999-09-09 Объединенная система прямого восстановления железа RU2225452C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/150,245 US6152984A (en) 1998-09-10 1998-09-10 Integrated direct reduction iron system
US09/150245 1998-09-10
US09/150,245 1998-09-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99119729A RU99119729A (ru) 2001-07-10
RU2225452C2 true RU2225452C2 (ru) 2004-03-10

Family

ID=22533674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99119729/02A RU2225452C2 (ru) 1998-09-10 1999-09-09 Объединенная система прямого восстановления железа

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6152984A (ru)
EP (1) EP0985735B1 (ru)
KR (1) KR100444350B1 (ru)
CN (1) CN1269974C (ru)
BR (1) BR9904094A (ru)
CA (1) CA2283070C (ru)
DE (1) DE69908263T2 (ru)
ES (1) ES2194408T3 (ru)
ID (1) ID23322A (ru)
PL (1) PL335295A1 (ru)
RU (1) RU2225452C2 (ru)
ZA (1) ZA995806B (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6519942B2 (en) 2001-01-23 2003-02-18 Reginald Wintrell Systems and methods for harvesting energy from direct iron-making off gases
EP1499452B1 (en) 2002-04-03 2013-12-18 Colorado School Of Mines Process for preparing palladium alloy composite membranes for use in hydrogen separation
US8101243B2 (en) * 2002-04-03 2012-01-24 Colorado School Of Mines Method of making sulfur-resistant composite metal membranes
US9044715B2 (en) * 2007-08-22 2015-06-02 Colorado School Of Mines Unsupported palladium alloy membranes and methods of making same
US8133298B2 (en) 2007-12-06 2012-03-13 Air Products And Chemicals, Inc. Blast furnace iron production with integrated power generation
US20100146982A1 (en) * 2007-12-06 2010-06-17 Air Products And Chemicals, Inc. Blast furnace iron production with integrated power generation
AT505401B1 (de) * 2008-02-15 2009-01-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren zum erschmelzen von roheisen unter rückführung von gichtgas unter zusatz von kohlenwasserstoffen
US20100040510A1 (en) * 2008-08-18 2010-02-18 Randhava Sarabjit S Method for converting biomass into synthesis gas using a pressurized multi-stage progressively expanding fluidized bed gasifier followed by an oxyblown autothermal reformer to reduce methane and tars
SE532975C2 (sv) * 2008-10-06 2010-06-01 Luossavaara Kiirunavaara Ab Förfarande för produktion av direktreducerat järn
CN101638702B (zh) * 2009-08-14 2011-07-20 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种煤气作还原气的直接还原工艺出口煤气的回用方法
KR101142501B1 (ko) * 2009-12-28 2012-05-07 주식회사 포스코 용철 제조 장치
US8778058B2 (en) 2010-07-16 2014-07-15 Colorado School Of Mines Multilayer sulfur-resistant composite metal membranes and methods of making and repairing the same
DE102011100490A1 (de) * 2011-05-04 2012-11-08 Outotec Oyj Verfahren und Anlage zur Erzeugung und Weiterbehandlung von Brenngas
KR101376138B1 (ko) * 2012-12-27 2014-03-19 주식회사 포스코 용철제조장치 및 용철제조방법
CN103954728B (zh) * 2014-03-24 2015-10-28 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 利用焦炭反应性测定装置模拟铁矿石直接还原的试验方法
WO2017050231A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Industrial furnace integrated with biomass gasification system
FR3059314B1 (fr) * 2016-11-29 2018-11-16 IFP Energies Nouvelles Procede de production d’un gaz de synthese a partir d’un flux d’hydrocarbures legers et d’une charge gazeuse issue d’une unite industrielle metallurgique comprenant de l’h2
CN110106299B (zh) * 2019-05-23 2020-09-15 东北大学 一种钒钛磁铁矿的高炉冶炼方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4201571A (en) * 1978-08-15 1980-05-06 Midrex Corporation Method for the direct reduction of iron and production of fuel gas using gas from coal
US4234169A (en) * 1979-09-24 1980-11-18 Midrex Corporation Apparatus for the direct reduction of iron and production of fuel gas using gas from coal
US4363654A (en) * 1980-04-08 1982-12-14 Geoffrey Frederick Production of reducing gas for furnace injection
GB2084610B (en) * 1980-09-29 1983-10-12 Woods Jack L Anodic oxidation of aluminium and aluminum alloys
US4336063A (en) * 1980-09-29 1982-06-22 Hylsa, S.A. Method and apparatus for the gaseous reduction of iron ore to sponge iron
DE3439487A1 (de) * 1984-10-27 1986-06-26 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen Energieguenstiges verfahren zur erzeugung von synthesegas mit einem hohen methangehalt
AT387038B (de) * 1986-11-25 1988-11-25 Voest Alpine Ag Verfahren und anlage zur gewinnung von elektrischer energie neben der herstellung von fluessigem roheisen
US5064467A (en) * 1987-11-02 1991-11-12 C.V.G. Siderurgica Del Orinoco, C.A. Method and apparatus for the direct reduction of iron
IE63440B1 (en) * 1989-02-23 1995-04-19 Enserch Int Investment Improvements in operating flexibility in integrated gasification combined cycle power stations
US5081845A (en) * 1990-07-02 1992-01-21 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated air separation plant - integrated gasification combined cycle power generator
US5421166A (en) * 1992-02-18 1995-06-06 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated air separation plant-integrated gasification combined cycle power generator
GB9208647D0 (en) * 1992-04-22 1992-06-10 Boc Group Plc Air separation
US5397376A (en) * 1992-10-06 1995-03-14 Bechtel Group, Inc. Method of providing fuel for an iron making process
CN1109510A (zh) * 1994-03-26 1995-10-04 河南省冶金研究所 氧煤-气基直接还原工艺
US5722259A (en) * 1996-03-13 1998-03-03 Air Products And Chemicals, Inc. Combustion turbine and elevated pressure air separation system with argon recovery

Also Published As

Publication number Publication date
KR100444350B1 (ko) 2004-08-16
DE69908263T2 (de) 2004-03-11
CA2283070C (en) 2004-11-23
CN1269974C (zh) 2006-08-16
KR20000023009A (ko) 2000-04-25
US6152984A (en) 2000-11-28
DE69908263D1 (de) 2003-07-03
BR9904094A (pt) 2000-12-26
ES2194408T3 (es) 2003-11-16
ZA995806B (en) 2000-04-03
EP0985735B1 (en) 2003-05-28
CA2283070A1 (en) 2000-03-10
CN1247901A (zh) 2000-03-22
EP0985735A1 (en) 2000-03-15
ID23322A (id) 2000-04-05
PL335295A1 (en) 2000-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2225452C2 (ru) Объединенная система прямого восстановления железа
JP7297775B2 (ja) 水素および二酸化炭素の生成および分離のためのシステムおよび方法
US4678480A (en) Process for producing and using syngas and recovering methane enricher gas therefrom
RU2759379C2 (ru) Способ синтеза аммиака, отличающийся низким уровнем выбросов co2 в атмосферу
RU2546266C2 (ru) Способ производства железа прямого восстановления с ограниченными выбросами со2 в атмосферу
RU2495914C2 (ru) Устройства и способы обработки водорода и монооксида углерода
US4409196A (en) Synthesis gas for ammonia production
RU2166546C1 (ru) Способ объединения доменной печи и реактора прямого восстановления с использованием криогенной ректификации
US1957743A (en) Production of hydrogen
JP2007254270A (ja) 水素及び二酸化炭素を含むガス混合物の処理方法
EP0130846A2 (en) Process for the production of ammonia
KR20110097875A (ko) 생합성 가스를 생성시키는 방법 및 장치
JPS593971B2 (ja) メタノ−ルセイゾウホウ
JPS5938161B2 (ja) アンモニア製造用の合成ガスの製造方法
JPH0798643B2 (ja) アンモニア合成ガスの製造方法
EP0086504B1 (en) A process for generating mechanical power
KR100506910B1 (ko) 극저온 정류법을 사용하여 암모니아를 제조하는 방법 및 장치
JP2000345173A (ja) 廃棄物処理装置から発生するガスからの水素の生産プロセス
FI81072B (fi) Foerfarande foer produktion av vaermeenergi genom foerbraenning av syntesgas.
JPH0261410B2 (ru)
JPS6039050B2 (ja) メタノ−ルの製造方法
JPS6128446A (ja) 不活性ガスの製法
RU2791358C1 (ru) Способ производства водорода
KR900004525B1 (ko) 열 에너지를 발생시키는 방법
MXPA99008283A (en) Hie integrated direct reduction system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040910