RU2528525C2 - Способ производства железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ производства железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2528525C2
RU2528525C2 RU2011126240/02A RU2011126240A RU2528525C2 RU 2528525 C2 RU2528525 C2 RU 2528525C2 RU 2011126240/02 A RU2011126240/02 A RU 2011126240/02A RU 2011126240 A RU2011126240 A RU 2011126240A RU 2528525 C2 RU2528525 C2 RU 2528525C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
iron
carbon dioxide
production
reduction
Prior art date
Application number
RU2011126240/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011126240A (ru
Inventor
Масаки ИИДЗИМА
Харухито ВАТАНАБЕ
Original Assignee
Мицубиси Хеви Индастриз, 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 Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд. filed Critical Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд.
Publication of RU2011126240A publication Critical patent/RU2011126240A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2528525C2 publication Critical patent/RU2528525C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/005—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces wherein no smelting of the charge occurs, e.g. calcining or sintering furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/004—Systems for reclaiming waste heat
    • 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
    • C21B2100/66—Heat exchange
    • 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
    • C21C2100/00—Exhaust gas
    • C21C2100/02—Treatment of the exhaust gas
    • 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
    • Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
    • 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
    • Y02P10/20—Recycling
    • 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
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и устройству для производства железа прямым восстановлением. Устройство содержит установку риформинга с внутренним нагревом для осуществления риформинга природного газа добавлением пара и кислорода к природному газу и частичным сжиганием природного газа для производства газа-восстановителя, содержащего водород и монооксид углерода, для производства железа прямым восстановлением, печь производства железа прямым восстановлением для производства железа прямым восстановлением из сырья, содержащего оксид железа, с использованием газа-восстановителя, устройство удаления диоксида углерода для удаления диоксида углерода из отходящего газа, получаемого в печи производства железа прямым восстановлением с получением газа, из которого удален диоксид углерода, рециркуляционную линию отходящего газа для рециркуляции газа, из которого удален диоксид углерода, в печь производства железа прямым восстановлением в качестве газа-восстановителя, теплообменник для увеличения температуры газа, из которого удален диоксид углерода, до диапазона от 400 до 700 ºС отходящим газом, получаемым в печи производства железа прямым восстановлением, перед рециркуляцией газа, из которого удален диоксид углерода, в качестве газа-восстановителя для производства железа прямым восстановлением. Изобретение направлено на повышение эффективности использования энергии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Перекрестная ссылка на родственную заявку
Настоящая заявка испрашивает приоритет по JP 2010-144724, поданной 25 июня 2010, которая включена в описание полностью ссылкой.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу или устройству для производства железа прямым восстановлением и к способу или устройству для производства с этой целью газа-восстановителя.
Уровень техники
В качестве способов производства металлического железа восстановлением железной руды известны прямой процесс восстановления и доменный процесс производства железа. В процессе прямого восстановления металлическое железо обычно производится восстановлением железной руды в твердой фазе с использованием газа-восстановителя, содержащего водород и монооксид углерода, который получают конверсией природного газа (см. JP 7-5951, и Ютака Инада (Yutaka Inada), "Усовершенствования MIDREX (R) процесса прямого восстановления," R&D Kobe Steel Engineering Reports, Oct. 2000, том. 50, No. 3, с.86-89)
Метан, который является основным компонентом природного газа, конвертируют в водород и монооксид углерода паровым риформингом, используя устройство риформинга с внешним нагревом. Избыток тепла, генерируемого в устройстве риформинга с внешним нагревом, повторно используется в устройстве риформинга, например, для предварительного нагрева природного газа, для производства пара и для предварительного нагрева воздуха для сжигания.
Раскрытие изобретения
Избыток тепла, генерируемый в установке риформинга с внешним нагревом, как обсуждено выше, повторно используют в процессе риформинга природного газа. Однако существует проблема в том, что большая часть избытка тепла сбрасывается без какого-либо повторного использования, тогда как только часть тепла повторно используется в процессе риформинга. Избыток тепла установки риформинга не может быть повторно использован в процессе производства железа прямым восстановлением, потому что в самом процессе производства железа прямым восстановлением существует избыток тепла.
Соответственно, в свете вышеописанной проблемы, цель настоящего изобретения состоит в создании способа производства железа прямым восстановлением, позволяющего собрать и повторно использовать в процессе риформинга большую часть избытка тепла, генерируемого в установке риформинга природного газа, достигая таким образом превосходной эффективности использования энергии; и устройства для производства газа-восстановителя для процесса.
Аспектом настоящего изобретения является создание устройства для производства газа-восстановителя для производства железа прямым восстановлением, которое включает установку риформинга с внутренним нагревом для риформинга природного газа добавлением пара и кислорода к природному газу и с частичным сжиганием природного газа для получения газа-восстановителя, содержащего водород и монооксид углерода, для производства железа прямым восстановлением; устройство удаления диоксида углерода для удаления диоксида углерода из отходящего газа, получаемого при производстве железа прямым восстановлением; и линию рециркуляции отходящего газа для возвращения в цикл отходящего газа, из которого устройством удаления удален диоксид углерода, в качестве газа-восстановителя.
Другим аспектом настоящего изобретения является создание способа производства железа прямым восстановлением сырья, содержащего оксид железа, который включает стадии: риформинга природного газа добавлением пара и кислорода к природному газу и частичным сжиганием природного газа для производства газа-восстановителя, содержащего водород и монооксид углерода; восстановления сырья, содержащего оксид железа, с использованием газа-восстановителя для производства железа прямым восстановлением; удаления диоксида углерода из отходящего газа, генерируемого на стадии восстановления; и рециркуляции отходящего газа, из которого на стадии удаления удален диоксид углерода, в качестве газа-восстановителя.
Согласно настоящему изобретению часть природного газа сжигают добавлением к нему, по меньшей мере, кислорода, а другую часть природного газа подвергают риформингу с использованием тепла сжигания. Это позволяет снизить количество избытка тепла, генерируемого в установке риформинга. Таким образом, избыток тепла, генерируемого в установке риформинга, может быть полностью собран и повторно использован в процессе риформинга. В результате достигнуто большое усовершенствование эффективности использования энергии, требуемой для производства газа-восстановителя в процессе производства железа прямым восстановлением.
Краткое описание чертежей
Фиг 1. является схемой, представляющей одно осуществление способа производства железа прямым восстановлением согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 является схемой, представляющей одно осуществление способа производства железа прямым восстановлением сравнительного примера.
Осуществление изобретения
В дальнейшем описание будет представлено осуществлениями способа производства железа прямым восстановлением согласно настоящему изобретению и устройством, производящим газ-восстановитель, для этого способа со ссылкой на прилагаемые фигуры. Однако изобретение не следует рассматривать ограниченным тем, что представлено на фигурах и описано в заявке.
Фиг.1 представляет осуществление системы производства железа прямым восстановлением для выполнения способа производства железа прямым восстановлением согласно настоящему изобретению. Эта система в основном включает устройство для производства газа-восстановителя и печь восстановления для сырья, содержащего оксид железа. Как показано на фиг.1, устройство для производства газа-восстановителя главным образом включает одну установку 50 риформинга. Печь восстановления по существу включает шахтную печь 30 для восстановления сырья, содержащего оксид железа, газом-восстановителем.
Установка 50 риформинга представляет собой установку с внутренним нагревом и включает слой 52 катализатора, через который проходит природный газ 1. Природный газ 1 является сырьем газа-восстановителя. Слой 52 катализатора заполнен катализатором автотермического риформинга, чтобы проходила реакция автотермического риформинга. Термин "автотермический риформинг" означает подход, в котором и эндотермическая реакция риформинга с паром и экзотермическая реакция частичного окисления проходят в реакционной камере для осуществления риформинга природного газа с хорошим балансом тепла. В качестве катализатора автотермического риформинга может быть использовано широкое разнообразие известных катализаторов. Например, можно использовать катализаторы с активным металлом групп 8-10, таких как никель, кобальт, железо, рутений, родий, иридий и платина. Предпочтительно это катализаторы, в которых активный металл нанесен на поддержку, такую как оксид алюминия.
Установка 50 риформинга включает линию 54 подачи сырья для снабжения установки 50 риформинга природным газом сырья и линии для подачи в установку 50 риформинга пара 5 и кислорода 6 соответственно. Кроме того, установка 50 риформинга включает линию подачи газа-восстановителя 56 для подачи в шахтную печь 30 газа-восстановителя, полученного автотермическим риформингом природного газа.
Шахтная печь 30 обычно используется как печь восстановления для производства железа прямым восстановлением. Шахтная печь 30 включает бункер (не показан) сверху печи для подачи сырья для производства железа прямым восстановлением, средства нагнетания газа-восстановителя (не показаны) в промежуточной части в печи и установку охлаждения (не показана) в более низкой части печи для охлаждения железа, восстановленного газом-восстановителем. Шахтная печь 30 включает средства рециркуляции охлаждающего газа, выходящего из установки охлаждения. В частности, шахтная печь 30 включает, как показано на фиг.1, линию 36 циркуляции охлаждающего газа для введения охлаждающего газа, выводимого из верхней части установки охлаждения в более низкую часть установки охлаждения. Линия циркуляции 36 охлаждающего газа снабжена очистительной установкой 32 охлаждающего газа для очистки охлаждающего газа и компрессором 34 охлаждающего газа для компримирования очищенного охлаждающего газа.
В этом осуществлении устройство для производства газа-восстановителя включает средство для рециркулирования отходящего газа, получаемого в шахтной печи 30 в качестве газа-восстановителя. Средство рециркулирования отходящего газа включает, как показано на фиг.1, устройство 40 для удаления CO2, которое удаляет диоксид углерода из отходящего газа для рециркулирования. В качестве устройства 40 для удаления CO2 может быть использовано, например, устройство для удаления CO2 с абсорбирующим раствором на основе амина в соответствии с химическим процессом абсорбции.
Средство рециркулирования отходящего газа также включает сборную линию 38 отходящего газа для подачи в устройство 40 удаления CO2 отходящего газа, выходящего из верхней части шахтной печи 30, и линию 49 рециркуляции отходящего газа для подачи в шахтную печь 30 отходящего газа, из которого удален диоксид углерода (также может обозначаться как "газ рециркуляции"), который служит газом-восстановителем. Сборная линия 38 отходящего газа снабжена теплообменником 42 для линии 49 рециркуляции отходящего газа и очистительной установкой 44 отходящего газа для удаления пыли и воды, содержащихся в отходящем газе, последовательно по потоку отходящего газа. Линия 49 рециркуляции отходящего газа снабжена газовым компрессором 46 рециркуляции для компримирования рециркуляционного газа и теплообменником 42 для сборной линии 38 отходящего газа последовательно по потоку рециркуляционного газа.
В вышеуказанной конфигурации в слой 52 катализатора устройства 50 риформинга подают природный газ 1 по линии 54 подачи сырья и пар 5 и кислород 6 по соответствующим линиям подачи. В устройстве 50 риформинга сначала часть природного газа подвергается реакции частичного окисления. Реакция частичного окисления является экзотермической реакцией. С использованием полученного в ней тепла и с использованием реакции риформинга с паром, которая является эндотермической реакцией, имеет место реакция риформинга в слое 52 катализатора. Таким образом, частичное окисление и риформинг с паром могут проходить в единственном устройстве 50 риформинга с хорошим балансом тепла. Таким образом, метан, который является основным компонентом природного газа, превращается в водород и монооксид углерода.
Следовательно, газ-восстановитель, содержащий водород и монооксид углерода, может быть получен в слое 52 катализатора устройства 50 риформинга, в частности, без подачи любого топлива. Температура газа-восстановителя составляет 900-1100°С, предпочтительно 950-1050°С. Дополнительно, газ-восстановитель регулируют таким образом, что его давление составляет 4-5 кг/см2 (манометрическое). Случайно, в зависимости от рабочего давления в процессе, давление газа-восстановителя может быть очень высоким. В таком случае на выходе устройства 50 риформинга может быть установлено расширительное устройство для снижения давления газа-восстановителя до 4-5 кг/см2 (манометрическое) и получения энергии.
Линия 56 подачи газа-восстановителя подает газ-восстановитель в промежуточную часть шахтной печи 30, и железная руда 7 восстанавливается до железа газом-восстановителем, в то время как твердая фаза сохраняется. Шахтную печь 30 регулируют так, чтобы давление внутри составляло около 3 кг/см2 (манометрическое). Отходящий газ, получаемый в шахтной печи 30, содержит: диоксид углерода и пар, получаемый прямым восстановлением оксида железа; непрореагировавший в шахтной печи 30 компонент газа-восстановителя, то есть водород и монооксид углерода; и компонент природного газа, не подвергшийся риформингу в устройстве 50 риформинга, главным образом, метан. Отходящий газ выводят из верхней части печи по сборной линии 38 отходящего газа и охлаждают в теплообменнике 42. После удаления конденсацией содержавшейся воды устройством 44 очистки отходящего газа отходящий газ подают в установку 40 удаления CO2. Следует отметить, что давление отходящего газа понижено до около 2,5 кг/см2 (манометрическое) на выходе установки 44 очистки отходящего газа.
В устройстве 40 удаления CO2, удаляют диоксид углерода, содержавшийся в отходящем газе. Диоксид углерода 9 выбрасывают в атмосферу или эффективно используют. Таким образом, пригодный для повторного использования газ рециркуляции может быть получен в устройстве 40 удаления CO2 в качестве газа-восстановителя, содержащего высокую концентрацию водорода и монооксида углерода. Рециркуляционному газу, из которого удален диоксид углерода, позволяют проходить по линии 49 рециркуляции отходящего газа и давление повышают до 4-5 кг/см2 (манометрическое) компрессором 46 для рециркуляционного газа. Затем температуру увеличивают до 400-700°С теплообменником 42 отходящего газа шахтной печи. Затем рециркуляционный газ снова подают в шахтную печь 30 в качестве газа-восстановителя.
Таким образом, в единственном устройстве 50 риформинга проходит автотермическая реакция риформинга, то есть реакция риформинга с хорошим балансом тепла с экзотермической реакцией частичного окисления и эндотермической реакцией риформинга с паром. Соответственно, количество топлива, подаваемого в устройство риформинга, может быть значительно снижено. Кроме того, количество избыточного тепла, генерируемого таким образом в устройстве 50 риформинга, также может быть значительно снижено. Таким образом, достигнуто значительное улучшение эффективности использования энергии, необходимой для производства газа-восстановителя для производства железа прямым восстановлением. Кроме того, для рециркуляции отходящего газа шахтной печи в качестве газа-восстановителя отходящий газ должен быть снова подвергнут риформингу. Однако удаление диоксида углерода из отходящего газа устройством 40 удаления CO2 позволяет возвратить его в цикл в качестве газа-восстановителя простым нагреванием.
Примеры
Моделирование выполняют с использованием системы для производства железа прямым восстановлением, представленной на фиг.1 для энергии, необходимой для производства газа-восстановителя для производства одного миллиона тонн железа прямым восстановлением ежегодно.
В системе, представленной на фиг.1 (Пример), используют 278,0×106 ккал природного газа в час в качестве сырья, и 16630 Нм3 в час кислорода используют в устройстве риформинга. Таким образом, получают 83700 Нм3 в час газа-восстановителя, содержащего СО и Н2 под давлением 4-5 кг/см2 (манометрическое) и температуре 1000°С. Таким образом, может быть достигнуто производство одного миллиона тонн железа прямого восстановления в год.
Кроме того, моделирование в качестве сравнительного примера также выполняют с использованием системы для производства железа прямым восстановлением, представленной на фиг.2. Как показано на фиг.2, система сравнительного примера снабжена единственным устройством 60 риформинга с внешним нагревом. Слой 62 катализатора устройства 60 риформинга заполнен катализатором парового риформинга. В слой 62 катализатора подают по подающей линии 66 природный газ 1 и пар 2, предварительно нагретые в теплообменнике 64 отходящим газом горелки устройства 60 риформинга. В установку 60 риформинга подают природный газ 3 в качестве топлива для горелки. Кроме того, в установку 60 риформинга подают по подающей линии 68 воздух 4 для горелки, предварительно нагретый в теплообменнике 64. Газ-восстановитель, полученный риформингом в устройстве 60 риформинга, подают в шахтную печь 30 по линии 69 подачи газа-восстановителя. После удаления устройством 40 удаления CO2 диоксида углерода из отходящего газа, генерированного в шахтной печи 30, отходящий газ нагревают в теплообменнике 42 для отходящего газа шахтной печи и теплообменнике 64 для отходящего газа горелки устройства 60 риформинга. Затем отходящий газ снова подают в качестве газа-восстановителя в шахтную печь 30.
В системе сравнительного примера, представленного на фиг.2, используют 224,9×106 ккал природного газа в час в качестве сырья и используют 114,8×106 ккал природного газа в час в качестве топлива в устройстве риформинга. Таким образом, получают 83700 Нм3 в час газа-восстановителя, содержащего СО и H2 под давлением 4-5 кг/см2 (манометрическое) и температуре 1000°С. Таким образом, может быть достигнуто производство одного миллиона тонн железа прямым восстановлением в год.
Эффективность использования энергии в примере оценивают на основе сравнительного примера. В примере требуется всего 278,0×106 ккал природного газа в час, включая сырье и топливо. Напротив, в сравнительном примере требуется 339,7×106 ккал природного газа в час, включая сырье и топливо. Следовательно, в примере потребление энергии может быть снижено на 18,16% по сравнению со сравнительным примером.
Расшифровка цифровых обозначений
1, 3 природный газ
2, 5 пар
4 воздух
6 кислород
7 железная руда
8 железо прямого восстановления
9 диоксид углерода
30 шахтная печь
32 устройство очистки охлаждающего газа
34 компрессор охлаждающего газа
36 линия рециркуляции охлаждающего газа
38 сборная линия отходящего газа
40 устройство удаления CO2
42 теплообменник
44 устройство очистки отходящего газа
46 компрессор рециркуляционного газа
48, 49 рециркуляционная линия отходящего газа
50 устройство риформинга
52 слой катализатора
54 линия подачи сырья
56 линия подачи газа-восстановителя
60 устройство риформинга
62 слой катализатора
64 теплообменник
65 дымоход
66 линия подачи сырья
68 линия подачи воздуха
69 линия подачи газа-восстановителя

Claims (2)

1. Устройство для производства железа прямым восстановлением, содержащее:
установку риформинга с внутренним нагревом для осуществления риформинга природного газа добавлением пара и кислорода к природному газу и частичным сжиганием природного газа для получения газа-восстановителя, содержащего водород и монооксид углерода, для производства железа прямым восстановлением,
печь производства железа прямым восстановлением для производства железа прямым восстановлением из сырья, содержащего оксид железа, с использованием газа-восстановителя,
устройство удаления диоксида углерода для удаления диоксида углерода из отходящего газа, получаемого в печи производства железа прямым восстановлением с получением газа, из которого удален диоксид углерода,
рециркуляционную линию отходящего газа для рециркуляции газа, из которого удален диоксид углерода, в печь производства железа прямым восстановлением в качестве газа-восстановителя, и
теплообменник, обеспечивающий увеличение температуры газа, из которого удален диоксид углерода, до диапазона от 400 до 700 ºС отходящим газом, получаемым в печи производства железа прямым восстановлением, перед рециркуляцией газа, из которого удален диоксид углерода, в качестве газа-восстановителя для производства железа прямым восстановлением.
2. Способ производства железа прямым восстановлением, включающий стадии:
риформинга природного газа в установке риформинга с внутренним нагревом добавлением пара и кислорода к природному газу и частичным сжиганием природного газа для получения газа-восстановителя, содержащего водород и монооксид углерода, для печи производства железа прямым восстановлением,
восстановления сырья, содержащего оксид железа, с использованием газа-восстановителя для производства железа прямым восстановлением,
удаления диоксида углерода из отходящего газа, получаемого на стадии восстановления, с получением газа, из которого удален диоксид углерода,
рециркуляции газа, из которого удален диоксид углерода, в качестве газа-восстановителя в печь производства железа прямым восстановлением,
и увеличения температуры газа, из которого удален диоксид углерода, до диапазона от 400 до 700 ºС путем теплообмена с отходящим газом, получаемым на стадии восстановления, перед рециркуляцией газа, из которого удален диоксид углерода, в качестве газа-восстановителя.
RU2011126240/02A 2010-06-25 2011-06-24 Способ производства железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления RU2528525C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010144724A JP2012007213A (ja) 2010-06-25 2010-06-25 直接還元製鉄法およびそのための還元ガス製造装置
JP2010-144724 2010-06-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011126240A RU2011126240A (ru) 2012-12-27
RU2528525C2 true RU2528525C2 (ru) 2014-09-20

Family

ID=45351259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011126240/02A RU2528525C2 (ru) 2010-06-25 2011-06-24 Способ производства железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8926729B2 (ru)
JP (1) JP2012007213A (ru)
MX (1) MX2011006868A (ru)
MY (1) MY158631A (ru)
NO (1) NO20110880A1 (ru)
RU (1) RU2528525C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808735C1 (ru) * 2020-04-27 2023-12-04 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Линия производства восстановленного железа и способ получения восстановленного железа

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103276133B (zh) * 2013-05-31 2015-01-21 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种用天然气部分氧化生产直接还原铁的方法
UA117374C2 (uk) * 2013-07-31 2018-07-25 Мідрекс Текнолоджиз, Інк. Відновлення оксиду заліза до металевого заліза із застосуванням коксового газу та газу зі сталеплавильної печі з подачею кисню
WO2016199291A1 (ja) * 2015-06-12 2016-12-15 株式会社神戸製鋼所 還元鉄の製造方法
CN105066716B (zh) * 2015-07-28 2018-02-02 中国恩菲工程技术有限公司 还原炉余热回收利用的方法
JP6657996B2 (ja) * 2016-01-25 2020-03-04 株式会社Ihi 燃焼ガス供給システム
US10101090B2 (en) * 2016-07-18 2018-10-16 Owens-Brockway Glass Container Inc. Duct cleaning and valve device for furnace system
KR101998733B1 (ko) * 2016-12-22 2019-07-10 주식회사 포스코 용선제조장치 및 용선제조방법
CN106755694A (zh) * 2017-03-24 2017-05-31 江苏省冶金设计院有限公司 气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉
CN106755695A (zh) * 2017-03-24 2017-05-31 江苏省冶金设计院有限公司 气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉
CN106811564A (zh) * 2017-03-24 2017-06-09 江苏省冶金设计院有限公司 气基竖炉的余热回收装置及气基竖炉
JP2024047592A (ja) * 2019-08-09 2024-04-08 合同会社Kess 直接還元鉄の製造設備及び製造方法
EP4144868A4 (en) * 2020-04-27 2023-08-30 JFE Steel Corporation IRON MANUFACTURING FACILITY AND REDUCED IRON MANUFACTURING METHOD
CN117529565A (zh) * 2021-06-24 2024-02-06 杰富意钢铁株式会社 还原铁的制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818198B2 (en) * 2002-09-23 2004-11-16 Kellogg Brown & Root, Inc. Hydrogen enrichment scheme for autothermal reforming
RU2266252C2 (ru) * 2003-10-13 2005-12-20 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Способ получения синтез-газа

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2547685A (en) * 1947-11-25 1951-04-03 Brassert & Co Reduction of metallic oxides
US3748120A (en) * 1971-04-15 1973-07-24 Midland Ross Corp Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron
US4001010A (en) * 1974-08-26 1977-01-04 Nippon Steel Corporation Method for processing reduced iron
JPH075951B2 (ja) 1987-03-02 1995-01-25 株式会社神戸製鋼所 複合型直接製鉄法
US6395056B1 (en) * 1996-09-25 2002-05-28 Hylsa S.A. De C.V. Method for the heat treatment of iron ore lumps in a reduction system
US6981994B2 (en) * 2001-12-17 2006-01-03 Praxair Technology, Inc. Production enhancement for a reactor
CA2523219C (en) 2003-05-02 2012-06-12 Johnson Matthey Plc Production of hydrocarbons by steam reforming and fischer-tropsch reaction
RU2255117C9 (ru) 2004-04-12 2006-04-10 Открытое акционерное общество "Оскольский электрометаллургический комбинат" (ОАО "ОЭМК") Способ получения губчатого железа в шахтных печах
US8377417B2 (en) * 2009-04-20 2013-02-19 Midrex Technologies, Inc. Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818198B2 (en) * 2002-09-23 2004-11-16 Kellogg Brown & Root, Inc. Hydrogen enrichment scheme for autothermal reforming
RU2266252C2 (ru) * 2003-10-13 2005-12-20 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Способ получения синтез-газа

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КУРУНОВ И.Ф. и др. Состояние и перспективы бездоменной металлургии железа. М.: Черметинформация, 2002, с.51-59 *
Технология производства водорода. Компания группы "Thyssen Krupp Technologies" UHDE, 08/2007, с.17. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808735C1 (ru) * 2020-04-27 2023-12-04 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Линия производства восстановленного железа и способ получения восстановленного железа

Also Published As

Publication number Publication date
MY158631A (en) 2016-10-31
US20110314966A1 (en) 2011-12-29
US8926729B2 (en) 2015-01-06
RU2011126240A (ru) 2012-12-27
JP2012007213A (ja) 2012-01-12
MX2011006868A (es) 2012-01-02
NO20110880A1 (no) 2011-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2528525C2 (ru) Способ производства железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления
JP5796672B2 (ja) 高炉又は製鉄所の操業方法
EP2543743B1 (en) Blast furnace operation method, iron mill operation method, and method for utilizing a gas containing carbon oxides
KR101710560B1 (ko) 제한된 ｃｏ2 방출로 직접 환원 철을 제조하기 위한 방법
EP3980566A1 (en) Method and system for producing steel or molten-iron-containing materials with reduced emissions
KR101321072B1 (ko) 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성가스 제조장치 및 그의 제조방법
KR20160030559A (ko) 발전 플랜트 연도 가스의 co₂ 메탄화를 포함하는 메탄화 방법 및 발전 플랜트
KR20110070893A (ko) 직접 환원철 생산 공정
WO2011087036A1 (ja) 製鉄方法
CN105531222B (zh) 通过co2还原法的合成气生产
KR101321930B1 (ko) 환원철 제조장치 및 이를 이용한 환원철 제조방법
WO2021220555A1 (ja) 製鉄設備および還元鉄の製造方法
KR20230119202A (ko) Dri 제조를 위한 스마트 수소 생산
JP6019893B2 (ja) 高炉の操業方法
CN108265145A (zh) 一种富二氧化碳的高炉煤气的利用方法及系统
JP5640786B2 (ja) 高炉又は製鉄所の操業方法
CN105431219A (zh) 用于在包括固体氧化物燃料电池的发电设备中的可持续生产能量的方法
JP2013010697A (ja) 製鉄所発生ガスからのメタノールの製造方法及び高炉操業方法
JP2007009068A (ja) 改質ガスを利用するシステム及び方法
CN213772106U (zh) 气基竖炉还原气制备系统
KR20220088185A (ko) 이산화탄소 배출 저감형 용철 제조장치 및 그 제조방법
RU2808735C1 (ru) Линия производства восстановленного железа и способ получения восстановленного железа
JP7272312B2 (ja) 還元鉄の製造方法
CN213895742U (zh) 竖炉还原气制备及解吸气自加热系统
KR20230116442A (ko) 제철 부생가스를 이용한 환원가스 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20180621