SA515360949B1 - عملية للاختزال المباشر بجودة منتج محسنة وكفاءة عالية لغاز العملية - Google Patents
عملية للاختزال المباشر بجودة منتج محسنة وكفاءة عالية لغاز العملية Download PDFInfo
- Publication number
- SA515360949B1 SA515360949B1 SA515360949A SA515360949A SA515360949B1 SA 515360949 B1 SA515360949 B1 SA 515360949B1 SA 515360949 A SA515360949 A SA 515360949A SA 515360949 A SA515360949 A SA 515360949A SA 515360949 B1 SA515360949 B1 SA 515360949B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- gas
- reduction
- stream
- unit
- dri
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 27
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 title abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 241
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 83
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 55
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 53
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 25
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229960004424 carbon dioxide Drugs 0.000 claims description 18
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 16
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 4
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 claims description 2
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 claims 2
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 claims 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 2
- 101100001231 Caenorhabditis elegans aha-1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 101100348341 Caenorhabditis elegans gas-1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 101100462495 Caenorhabditis elegans rsa-1 gene Proteins 0.000 claims 1
- 235000017274 Diospyros sandwicensis Nutrition 0.000 claims 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 1
- 241000282838 Lama Species 0.000 claims 1
- 101100447658 Mus musculus Gas1 gene Proteins 0.000 claims 1
- MVWDJLOUEUAWIE-UHFFFAOYSA-N O=C=O.O=C=O Chemical compound O=C=O.O=C=O MVWDJLOUEUAWIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 241000219843 Pisum Species 0.000 claims 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 claims 1
- 241000269435 Rana <genus> Species 0.000 claims 1
- 235000004789 Rosa xanthina Nutrition 0.000 claims 1
- 241000109329 Rosa xanthina Species 0.000 claims 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims 1
- 235000014510 cooky Nutrition 0.000 claims 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- KEBHLNDPKPIPLI-UHFFFAOYSA-N hydron;2-(3h-inden-4-yloxymethyl)morpholine;chloride Chemical compound Cl.C=1C=CC=2C=CCC=2C=1OCC1CNCCO1 KEBHLNDPKPIPLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 claims 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 abstract description 70
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N ferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 229960005191 ferric oxide Drugs 0.000 description 4
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 3
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 2
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 241001268392 Dalla Species 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRSFFHRCBYCWBS-UHFFFAOYSA-N [O].[O] Chemical compound [O].[O] QRSFFHRCBYCWBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- RPJSGONHAGDAGQ-UHFFFAOYSA-N butane propane Chemical compound CCC.CCC.CCCC.CCCC RPJSGONHAGDAGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CIIDLXOAZNMULT-UHFFFAOYSA-N methane;propane Chemical compound C.CCC CIIDLXOAZNMULT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- JITOKQVGRJSHHA-UHFFFAOYSA-M monosodium methyl arsenate Chemical group [Na+].C[As](O)([O-])=O JITOKQVGRJSHHA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
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
- C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/004—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in a continuous way by reduction from ores
-
- 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
- C21B2100/26—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases by adding additional fuel in recirculation pipes
-
- 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
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
Abstract
يتعلق الاختراع الحالي بعملية اختزال محسنة تنتج الحديد المختزل مباشرةً direct reduced iron (DRI) من جسيمات أكسيد الحديد iron oxide particles بواسطة الاختزال reduction عند حوالي 750 درجة مئوية باستخدام غاز اختزال يكون بصورة أساسية عبارة عن H2 وCO، ويتضمن أيضاً C02، H20، وميثان methane . ويتم انقسام مفاعل الاختزال وتيار تدفق الغاز العلوي الناتج من مفاعل الاختزال بعد التبريد/ الغسل. يمر جزء الغاز العلوي الأول الناتج مع الغاز التعويضي الأول الذي يتضمن هيدروكربونات من خلال وحدة إعادة تشكيل حفزية ينتج عنها تيار تدفق أول من غاز الاختزال الساخن المحسن. يمر جزء الغاز العلوي الثاني من خلال وحدة إزالة ثاني أكسيد الكربون Carbon Dioxide ثم يمر غاز التعويض الذي يتضمن هيدروكربونات ثاني من خلال سخان ينتج عنه تيار تدفق ثان من غاز الاختزال لإعادة تدوير التيار الساخن المحتوي على كمية قليلة من ثاني أكسيد الكربون Carbon Dioxide . وتتم التغذية بتيارات التدفق الأولى والثانية إلى منطقة الاختزال لمفاعل الاختزال كمادة تفاعل لغاز الاختزال، مع التحكم في معدل تدفق الغاز الثاني على الأقل لاثنين من غازات التعويض
Description
— \ — عملية للاختزال المباشر بجودة منتج محسنة وكفا de عالية لغاز العملية Direct Reduction Process with Improved Product Quality and Process Gas Efficiency الوصف الكامل خلفية الاخترا يتعلق الاختراع الحالي بمجال عمل الحديد iron ؛ بشكل أكثر تحديداً بمجال عمليات الاختزال 07 المحسنة حيث يتم الاختزال chemically reduced Shel للجسيمات التي تحتوي على أكسيد حديد صلب solid iron—oxide لتوجيه الحديد المختزل directreduced (DRI) iron 5 ؛ دون انصهار؛ في مفاعل الاختزال بواسطة غاز الاختزال مرتفع درجة الحرارة المشتق من الهيدروكربونات hydrocarbon ؛ بصورة نمطية غاز طبيعي natural gas ؛ الذي ثم إعادة تشكيله حفزياً إلى خليط من هيدروجين (H2) hydrogen وأول أكسيد الكربون carbon 06 (00). وفقاً للاختراع الحالي يمكن أن تكون قدرة الإنتاج لمفاعل الاختزال مرتفحة بدرجة كبيرة مقارنةً بقدرة المعالجة لوحدة sale) التشكيل ذات الصلة وفي نفس الوقت إنتاج DRI 10 بجودة محسنة. تزداد مشاركة وحدات الاختزال المباشرة في الحديد الفلزي 12007 71618166 في مجال الفولاذا5166 على مدار العقود الأخيرة. تتراوح قدرة الإنتاج ل DRI ( الحديد المختزل (Bale لوحدات الإنتاج الأولى؛ التي تم قياسها بالأطنان المترية ل 01 في السنة؛ من 0000860 إلى 0008586 ومن ثم يتم تحسين مفاعلات الاختزال مباشرةً من حيث التصميم وتعمل حالياً على إنتاج Novos 01١ 15 .1 و١100 أو أكثر بالطن من DRI في السنة. تم التغلب على القيود التقنية في تدرج مفاعلات الاختزال» وترتبط بصورة أساسية بتحقيق التدفق التالي للجسيمات الصلبة من خلال المفاعل بمعدل ملائم ونمط تدفق المواد الصلبة لتأكيد جودة منتظمة للمنتج والتي ترتبط ارتباط وثيق بتوزيع غاز الاختزال المحسن؛ ويمكن تصميم المفاعلات بصورة ملائمة لقدرات الإنتاج الكبيرة؛ كما تم الذكر سابقاً؛ دون وجود زيادة متناسبة سعة وحدة sale) 0 التشكيل ذات الصلة. 11.1
— اذ يمكن dad غازات الاختزال؛ التي تشتمل بصورة أساسية على COs H2 عدة مصادر وعمليات تحويل على سبيل المثال من غاز طبيعي الذي ثم إعادة تشكيله alg التفاعل مع ثنائي أكسيد الكربون Carbon dioxide ( 602) و/أوماء ( 120 ) في وحدة sale) التشكيل الحفزية؛ من عمليات الاحتراق الجزئية للهيدروكربونات الغازية؛ السائلة؛ أو الصلبة مثل غاز طبيعي؛ مشتقات الزيت؛ زيت الوقود أو الفحم؛ من التحلل بالحرارة للفحم في أفران and الكوك (غاز فرن فحم الكوك oven gas 8»ا00)؛ أو من غاز التصنيع الذي تم الحصول عليه من تحويل الفحم إلى غاز. من المعروف أن الهيدروكربونات ( على سبيل المثال غاز طبيعي (natural gas المستخدم في le اختزال محسنة يتم استخدام لثلاثة أغراض: )١( كمصدر لغازات الاختزال reducing (CO, H2) gases 0 الذي تم تحويله بواسطة إعادة التشكيل الحفزي للهيدروكربونات المذكورة باستخدام عوامل الأكسدة (Y) ¢(H20,CO2) oxidants كوقود لتوليد الحرارة لإمداد الطاقة لإعادة تشكيل و/أو لتسخين غاز الاختزال إلى درجة الحرارة المطلوبة؛ و(7) كعامل كربنة لزيادة محتوى الكربون في DRI إلى المستويات المطلوبة بالتالي تقليل استهلاك الكهرباء في خطوة الانصهار التالية لعملية عمل الفولاذ. 5 عادةٌ يتم إنتاج غازات الاختزال H2) و00) من خلال التفاعلات التالية في وحدة sale) التشكيل الحفزية: CH4 + 002 < 200 + 2 CH4 + 120 = CO + 3H2 تكون هذه التفاعلات ماصة للحرارة و يتم توفير الطاقة بواسطة احتراق الوقود المناسب ¢ بصورة 0 نمطية غاز طبيعي؛ مكمل بواسطة غاز اختزال تم تطهيره من النظام؛ و/أو وقود sie آخر. يتم اختزال أكاسيد الحديد oxides 10017 من خلال التفاعلات التالية: Fe203 + 3H2 < 2Fe + 3H20 Fe203 + 300 => 2Fe +2
_ _ محتوى الكربون في DRI الذي يتم إجراؤه بصورة أساسية بواسطة تفاعلات التكسير للهيدروكربونات؛ ( الموضحة بواسطة تفاعل الميثان كمكون رئيسي من الغاز الطبيعي): 3Fe + CH4 > Fe3C +2 يتم إمداد الطاقة اللازمة لتوجيه تفاعلات sale) التشكيل إلى وحدة sale) التشكيل بواسطة حرق أي وقود مناسب؛ والذي يكون؛ على سبيل (JB) عبارة عن غاز طبيعي. غالباً يتم الحصول على محتوى الكربون في DRI من تكسير الهيدروكربونات؛ و إلى مدى أقل من محتوى CO لغاز الاختزال الذي تم إدخاله إلى مفاعل الاختزال. تكون قدرة CO على كربنة DRI carburize في منطقة الاختزال وفقاً لتفاعل 602 + © D> 2060 منخفضة للغاية حيث عند مدخل منطقة الاختزال تكون درجة الحرارة مرتفعة للغاية لاستمرار التفاعل وعند الجزء 0 العلوي لمنطقة الاختزال» حيث تكون درجة الحرارة مفضلة لحدوث التفاعل؛ لا يوجد حديد فلزي يعمل كمحفز للتفاعل. تكون عملية الكربنة بواسطة تكسير الهيدروكربونات cracking of 005لا مفضلة عند درجات الحرارة المرتفعة و يتم تحفيزها أيضاً بواسطة الحديد الفلزي. يوجد العاملان المذكوران عند الجزءٍ السفلي لمنطقة الاختزال» حيث يتم إدخال غاز الاختزال الساخن في منطقة الاختزال المذكورة؛ ولكن يكون التركيز المرتفع للهيدروكربونات ضرورياً. 5 لا يكون تركيز الهيدروكربونات في غازات الاختزال مرتفعاً بدرجة كافية لإنتاج DRI بالمستوى المطلوب من الكربون حيث يكون لتيار تدفق الغاز الناتج من وحدة إعادة تشكيل الغاز تركيز 4 منخفض بعد تفاعله مع عوامل الأكسدة CO2,H20) ) لإنتاج H2 و00. بصورة نمطية تتراوح كمية الكربون في DRI المنتج في وحدات الإنتاج حيث يتم إعادة تدوير الغاز المنصرف الناتج من المفاعل من خلال وحدة إعادة تشكيل متوازية بين ١,© 5% 767 بالوزن؛ بينما 0 في وحدات الإنتاج المذكورة ومع وجود وحدة إعادة التشكيل خارج دائرة الغاز معاد التدوير؛ و دائرة إعادة تدوير مستقلة من خلال سخان Gall يمكن أن يتراوح محتوى الكربون في DRI من 96١ إلى حوالي 7064 بالوزن. يتعلق الاختراع الحالي بجهاز وطريقة لإنتاج DRI الذي يتضمن كمية مقننة من الكربون بواسطة التحكم في كميات الهيدروكربونات و60 للغازات داخل مفاعل الاختزال.
Co
اكتشف مقدمو الطلب البراءات التالية وطلبات البراءة المرتبطة بإعادة تدوير الغاز العلوي من
مفاعل اختزال من خلال وحدة إعادة تشكيل الهيدروكربونات وسخان الغاز المنفصل: تكشف البراءة الأمريكية رقم 60745020505 ل Bueno. ؛ واخرون ؛ عن عملية اختزال محسنة حيث يمكن إعادة تدوير تيار تدفق الغاز العلوي الناتج من مفاعل الاختزال بطريقتين؛ تتمثل إحداها من خلال وحدة sale) تشكيل حفزية وتتمثل الأخرى من خلال سخان الغاز. يمكن تغذية الغاز الطبيعي التعويضي إلى تيار الغاز العلوي الذي تم إدخاله إلى وحدة إعادة التشكيل وكذلك إلى تيار الغاز العلوي الذي تم إدخاله إلى السخان. لم تكشف هذه البراءة أو تقترح إزالة ثنائي أكسيد الكربون Carbon dioxide ( 602) من جزء الغاز العلوي الذي تم إعادة تدويره من خلال سخان lad وبالتالي تكون كمية الغاز العلوي التي يمكن sale) تدويرها منخفضة نسبياً
0 حيث يجب تطهير كمية مرتفعة من الغاز العلوي واستخدامها كوقود وذلك للتخلص من الكربون ( مثل 602) الذي تمت التغذية به في صورة ميثان و الهيدروكربونات الأخرى في عملية تعويض الغاز الطبيعي. رغم أن هذه البراءة توضح أنه يمكن إضافة الميثان ile ) 01414 ( Methane إلى المفاعل إلا أنها توضح عيب يتمثل في الحاجة لكمية زائدة من الأكسجين لإمداد الحرارة اللازمة لزيادة درجة الحرارة لغاز الاختزال الذي تم إدخاله إلى المفاعل.
5 تتكشف البراءة الأمريكية رقم 1607976545 للمخترع geo Villarreal عملية اختزال محسنة تستخدم غاز الاختزال بطريقة محسنة حيث يمكن بصورة طبيعية حرق جزء من تيار تدفق غاز الاختزال الناتج من المفاعل؛ كوقود؛ ويتم إعادة تدويره إلى المفاعل بعد تجديد قدرته على الاختزال؛ بواسطة إزالة الماء و ثاني أكسيد الكربون منه. يشتمل نموذج البراءة الموضح في شكل ؟ على إعادة تدوير جزء من الغاز العلوي للمفاعل بواسطة sale) تسخينه في سخان الغاز المتفصل Ve
0 بعد إزالة 602 بحيث يمكن إعادة تدوير الغاز العلوي الذي يتضمن 12 و60 مرةٍ أخرى إلى منطقة الاختزال للمفاعل بالتالي استخدام غاز الاختزال المحتمل قدر الإمكان. رغم أن هذه البراءة توضح تحسن كبير في استخدام Sle الاختزال» لا يوجد أي اقتراح أو تعليم حول وجود كمية تعويضية أولى من الغاز الطبيعي الذي تم إعادة تشكيله في وحدة إعادة التشكيل الحفزية و والتي تتضمن تيار غاز طبيعي تعويضي ثاني الذي تمت تغذيته مع جزء ثانٍ من الغاز
5 العلوي شحيح 602 ولم توضح التوزيع المحدد مسبقاً للغاز الطبيعي التعويضي الذي تم إدخاله
إلى وحدة إعادة التشكيل و الغاز التعويضي الذي تم إدخاله إلى منطقة الاختزال للحصول على DRI به كمية محددة مسبقاً من الكربون. تكشف البراءة الأمريكية رقم 4879775417 عن عملية اختزال محسنة حيث يتم نزع 602 المنتج في مفاعل الاختزال من الغاز العلوي ويمكن تنحيته لتصريفه بطريقة مقننة بدلاً من انبعاثها في الجو كجزء من الوقود المحترق في وحدة إعادة التشكيل. تقترح هذه البراءة إعادة تدوير جزء من الغاز العلوي شحيح 602 إلى مفاعل الاختزال والذي يمكن تسخينه مسبقاً بشكل اختياري باستخدام المحتوى الحراري لمنتج غازات الاحتراق في وحدة إعادة التشكيل بعد سحب بعض الحرارة من إنتاج البخار. يتم إدخال التيار التعويضي الرئيسي من الغاز الطبيعي إلى وحدة إعادة التشكيل حيث يتم استهلاكه؛ بالتالي لا يمكن التحكم في كربون في المنتج. يوجد تيار غاز طبيعي OU 0 مضاف إلى غاز الاختزال الذي تم إدخاله إلى المفاعل؛ ولكن لا تكون هذه الإضافة فعالة لزيادة تركيزات الهيدروكربونات؛ حيث يمكن أن يعمل الأكسجين المضاف أيضاً إلى تعويض الانخفاض في درجة shall الناتج عن إضافة الغاز الطبيعي المذكورء وبالتالي يتضح أن الهيدروكربونات المذكورة تتفاعل مع الأكسجين المذكور للوصول إلى درجة حرارة الاختزال المذكورة. لا يوجد أي تعليم أو اقتراح في هذه البراءة عن وجود تيار غاز طبيعي تعويضي ثانٍ فعال في الغرض الذي تم 5 التعبير عنه لزيادة تركيزات الهيدروكربونات داخل مفاعل الاختزال؛ و على وجه الخصوص لا يوجد أي تعليم عن احتمالية التوزيع المحدد مسبقاً للكميات ذات الصلة لتيارات الغاز الطبيعية التعويضية الأولى والثانية للحصول على كميات مقننة من الكربون في DRI و/أو كفاءة طاقة أفضل لعملية اختزال محسنة. أهداف الاختراع : بالتالي يتمثل هدف الاختراع الحالي في توفير عملية اختزال محسنة ووحدة 0 الإنتاج الحديد المختزل مباشرةً (DRI) direct reduced iron محسنة الجودة لعمل الفولاذ. يتمتل هدف AT للاختراع في توفير طريقة ضبط محتوى الكربون ل DRI المنتج في عملية اختزال محسنة تشتمل على وحدة sale) تشكيل تيار هيدروكربونات 002 متوازية. Jia, هدف آخر للاختراع في توفير طريقة تجديد وحدات الاختزال المباشرة الحالية التي تتضمن وحدات إعادة تشكيل بخار هيدروكربون COZ متوازية لزيادة قدرتها على الإنتاج دون الحاجة
لزيادة قدرة وحدة sale) التشكيل المذكورة مع إضافة احتمالية إنتاج DRI له محتوى كربون مدمج
كيميائي محدد في صورة سمنتيت (Fe3C ( Cementite ؛ لتعزيز عملية عمل الفولاذ الكلية.
يتمثل هدف آخر للاختراع في توفير عملية ووحدة بكفاءة طاقة محسنة و ورأس مال وتكلفة تشغيل
3 و Teo.
للماهرين في المجال.
الوصف العام لاختراع
يمكن تحقيق أهداف الاختراع على نطاق عريض بواسطة توفير عملية اختزال محسنة إنتاج الحديد
المختزل مباشرةً (DRI) من جسيمات أكسيد الحديد والتي يتم اختزالها عند درجة حرارة تبلغ حوالي ٠ 0 ل درجة مئوية أو أعلى من ذلك بواسطة غاز اختزال مكون بصورة أساسية من HZ و00؛
والتي تتضمن أيضاً 602 H20 « و ميثان»؛ في مفاعل الاختزال لوحدة اختزال مباشرة وتم
dalla تيار تدفق الغاز العلوي من مفاعل الاختزال في المفاعل كما يلي: يتم انقسام الغاز العلوي
و يتم إدخال غازات التعويض التي تتضمن هيدروكربونات إلى كل من أجزاء الغاز العلوي
المنفصلة الناتجة. يمر جزء الغاز العلوي الأول مع غازات التعويض الأولى من خلال وحدة sale) 5 تشكيل حفزية ينتج عنها تيار تدفق أول من غاز الاختزال الساخن المحسن. يمر جزء الغاز العلوي
الثاني من خلال وحدة إزالة CO2 ثم تمرير غاز التعويض الثاني من خلال سخان ينتج عنه تيار
تدفق BB لغاز إعادة تدوير شحيح -0602 ساخن . تم إدخال تيارات التدفق الأولى والثانية إلى
مفاعل الاختزال كغاز الاختزال. يتم التحكم في معدل تدفق الغاز الثاني على الأقل لاثنين من
غازات التعويض للتحكم في محتوى الكربون ل DRI المنتج.
بحيث يتراوح تركيز غاز الهيدروكربون ( تم قياسه كمكافئ للميثان في غاز الاختزال للمفاعل) في
النطاق بين 976١5 و9078 بالحجم.
حقت
A= تشكيل غاز sale) اختزال محدد دون زيادة قدرة وحدة Je ldd يسمح ذلك بزيادة قدرة الإنتاج و السخان و COZ هيدروكربوني بواسطة زيادة كمية جزء الغاز العلوي الثاني من خلال وحدة إزالة بواسطة تعديل معدل تدفق غاز التعويض الذي يتضمن DRI التحكم في محتوى الكربون هيدروكربونات الثاني الذي تم إدخاله إلى جزء الغاز العلوي الثاني.
بشكل أكثر تحديداً» تتضمن وحدة الاختزال المباشرة مفاعل اختزال لإنتاج الغاز العلوي؛ دائرة sale) تدوير الغاز العلوي الأول لإعادة تدوير eda أول من الغاز العلوي المذكور من مفاعل الاختزال؛ تتضمن sal الأولى منطقة اختزال في مفاعل Jf لإنتاج الغاز العلوي كتيار تدفق من خطوة اختزال جسيمات أكسيد الحديد المذكورة؛ مبرد الغاز / غسل الغاز لفصل الماء عن الغاز العلوي المذكور مما يؤدي إلى الحصول على غاز علوي مبرد ومنزوع الماء؛ ووحدة sale) تشكيل حفزية
0 الإعادة تشكيل خليط من تيار غاز تعويض يتضمن هيدروكربون أول بواسطة التفاعل مع عوامل الأكسدة الموجودة في الجزء الأول للغاز العلوي المبرد ومنزوع الماء الذي تم إدخاله إليه للحصول على تيار تدفق مكون بصورة أساسية من H2 و60 عند درجة حرارة في نطاق من ١ 715 درجة مثوية أو أعلى؛ دائرة إعادة تدوير الغاز العلوي لإعادة تدوير جزءٍ SB من الغاز العلوي OSA التي تتضمن منطقة اختزال مذكورة في المفاعل لإنتاج الغاز العلوي كتيار تدفق من خطوة اختزال
5 لجسيمات أكسيد الحديد المذكورة؛ مبرد غاز مذكور / غسل lal) _لفصل الماء عن الغاز العلوي المذكور الذي يؤدي إلى غاز علوي مبرد ومنزوع الماء مبرد؛ وحدة إزالة ثاني أكسيد الكربون لنزع جزء على الأقل من محتوى ثاني أكسيد الكربون لجزء ثانٍ مذكور من الغاز العلوي المذكور ومن ثم إنتاج غاز إعادة تدوير شحيح 002 ؛ و سخان غاز العملية لرفع درجة حرارة غاز إعادة تدوير شحيح 602 مذكور للحصول على تيار تدفق عند درجة حرارة في نطاق من Vou درجة مئوية أو
0 أعلى من ذلك؛ و التغذية الفريدة لتيار غاز تعويضي يتضمن هيدروكربون OB إلى جزء gl مذكور للغاز العلوي المبرد ومنزوع الماء؛ وكذلك التغذية بتيار تدفق تيار الغاز من وحدة sale) التشكيل المذكورة و تيار تدفق تيار الغاز من السخان المذكور إلى منطقة اختزال مذكورة؛ مع التحكم في معدل تدفق تيار غاز التعويض الثاني بحيث يتم التحكم في محتوى الكربون DRI المنتج في نطاق قيم محددة مسبقاً استجابةً لتركيز الهيدروكربونات في تيار تدفق الغاز الساخن من السخان
5 المذكور.
— q —
شرح مختصر للرسومات
شكل ١ يوضح مخطط تخطيطي لعملية وحدة اختزال مباشرة تتضمن الاختراع.
شكل ١ يوضح مخطط تخطيطي لعملية وحدة اختزال مباشرة تتضمن الاختراع» Cus يتم استخدام
ضاغط واحد على الأقل لتدوير الغازات من خلال دائرة تشتمل على وحدة إعادة التشكيل و تشتمل
الدائرة على سخان .
شكل ؟ يوضح مخطط تخ تخطيطي لعملية وحدة اختزال مباشرة تتضمن ١ لاختراع حيث تكون وحدة
إزالة CO2 من نوع الامتزاز متأرجح الضغط Pressure Swing Adsorption (PSA) أو
الامتزاز متأرجح الضغط التفريغي Vacuum Pressure Swing Adsorption (VPSA) وتم
استخدام الوحدة الحساسة للحرارة الناتج عن تيار تدفق الغاز من مفاعل الاختزال للتسخين الأولي lal 0 الغاز الذي يتم تدويره من خلال دائرة الغاز التي تتضمن السخان.
شكل ؛ بوضح مخطط التغير في نسبة محتوى الكربون في DRI استجابةً لنسبة معدل تدفق لتيار
غاز الهيدروكربون التعويضي الثاني ( الذي تتم التغذية به من خلال السخان) بالنسبة لمعدل تدفق
تيار الهيدروكربونات التعويضي الأول (الذي تتم التغذية به من خلال وحدة إعادة التشكيل).
شكل © يوضح أيضاً نموذج للاختراع حيث يتم تسخين جزء من تيار تدفق غاز شحيح 602 من 5 وحدة إزالة 002 مسبقاً في منطقة الحمل الحراري لوحدة sale) التشكيل وثم يتم دمجه مع تيار
الغاز مُعاد التشكيل والذي تم إدخاله إلى مفاعل الاختزال.
الوصف التفصيلى:
مفاعل اختزال مباشر يتضمن منطقة اختزال VY reduction zone و منطقة تصريف سفلية iron ore إدخال جسيمات خام الحديد Led التي يتم ؛٠؟ lower discharge zone 11.1
“ym ؛ إلى الجزء العلوي 1200 oxides التي تتكون بصورة أساسية من أكاسيد الحديد Vo particles
Vo وحيث يتم اختزال أكاسيد الحديد المذكورة VT من خلال مدخل واحد على الأقل ١١ لمنطقة كيميائياً لتوجيه الحديد المختزل الذي يتضمن الحديد الفلزي؛ والمعروف أيضاً في المجال بتعبير reducing gas أو حديد إسفنجي؛ بواسطة تفاعل أكاسيد الحديد المذكورة مع غاز اختزال DRI carbon وأول أكسيد الكربون hydrogen هيدروجين We حرارة مرتفعة؛ ويتضمن dap عند 5 والماء بالإضافة carbon dioxide ولكن الذي يتضمن أيضاً ثاني أكسيد الكربون monoxide
Obie Jie ؛ gaseous hydrocarbons إلى كميات متغيرة من الهيدروكربونات الغازية heavier و الهيدروكربونات الثقيلة « butane ؛ بيوتان propane ؛ بروبان methane shale gas غاز الطفل « natural gas الأخرى الموجود في الغاز الطبيعي hydrocarbons مشتق من تحويل أنواع SYNGAS أو غاز تصنيع coke oven gas الكوك aad غاز فرن + 0 حالة غازية liquid or solid hydrocarbon الوقود الهيدروكربونية السائلة والصلبة .gasification تسقط جسيمات الخام بفعل الجاذبية في تيار معاكس مع التدفق لأعلى لغاز اختزال بمعدل متحكم وعاء هزاز أو وسيلة تغذية Jf صمام JU على سبيل OY فيه مقنن بواسطة آلية مناسبة. في صورة 18 ا4ا0ا. ٠١ للولبية؛ والخروج من المفاعل 5 ٠١ من خلال أنبوب ١١ يتم سحب تيار غاز اختزال من غاز اختزال متفاعل من منطقة الاختزال و00 والذي لا HY درجة مئوية والذي يتضمن Foo كغاز علوي عند درجة حرارة فوق حوالي thermodynamic يتفاعل مع أكاسيد الحديد بسبب التوازن الكيميائي الديناميكي الحراري و القيود الحركية لمفاعل الاختزال التي يتم الوصول إليها في ظروف chemical equilibrium و والتي تتضمن ؛٠١ reactor للمفاعل VY reduction zone التشغيل في منطقة الاختزال 0 أيضاً مواد أكسدة من ثاني أكسيد الكربون والماء الذي يكون عبارة عن منتجات غازية لتفاعلات الاختزالات المذكورة؛ بالإضافة إلى بعض الهيدروكربونات غير المتفاعلة؛ مثل الميثان. لزيادة الكفاءة الحرارية وتقليل استهلاك الطاقة لعملية الاختزال الكلية؛ فيتم إعادة تدوير تيار التدفق العلوي قدر الإمكان من منطقة الاختزال للمفاعل إلى مفاعل الاختزال المذكور و المستخدم في اختزال جسيمات خام الحديد. في النهاية؛ يتم استعادة تيار الغاز العلوي؛ بعد تمريره من خلال 25
YY
-١١- والذي يتدفق YF حيث يكون حساساً للحرارة واستخدامه لإنتاج بخار؛ من الماء YY مبادل الحرارة يمكن استخدام الحرارة .5 ٠ لتجديد محلول امتصاص 602 عند عمود النزع VY من خلال أنبوب التي تمت استعادتها في مكان آخرء مثلًا للتسخين الأولي لغاز اختزال لإعادة تدويره إلى وحدة إعادة التشكيل في حالة توفير البخار من المصدر.
يخرج الغاز العلوي من مبادل الحرارة YY من خلال أنبوب VE و يتم تبريده و غسله بواسطة التلامس المباشر مع الماء YA عند ae الغاز / غسل الغاز 76 حيث H20 يتم تكثتيفه وسحبه من تيار الغاز العلوي من خلال أنبوب المخرج Fe يتدفق الغاز العلوي البارد ومنزوع الماء من خلال أنبوب ؟؟ و يتم انقسامه إلى جزأين على الأقل: جزء أول يتدفق من خلال أنبوب 4 و ضاغط 77 و جزء ثانٍ يتدفق من خلال أنبوب YA وضاغط 000010165507 4. يتم تصريف
0 كمية صغيرةٍ من تيار الغاز العلوي من نظام الاختزال بواسطة صمام التحكم في الضغط $Y من خلال أنبوب ؛؛ للحفاظ على الضغط في نظام العملية و لمنع الغازات الخاملة؛ Jie النيتروجين 007 من التراكم داخل النظام. وفقاً لنموذج الاختراع الحالي؛ يتم تشكيل اثنين من دوائر إعادة تدوير الغاز العلوي المختلفة لتوفير عملية اختزال ووحدة بكفاءة طاقة مرتفعة ولها القدرة على ضبط محتوى الكربون DRIJ :
5 دائرة إعادة تدوير الغاز العلوي الأول تشتمل على منطقة الاختزال OY مبرد / غسل الغاز YT ضاغط ١؟ ووحدة sale) التشكيل 476؛ ودائرة إعادة تدوير الغاز العلوي تشتمل على منطقة الاختزال VY مبرد / غسل الغاز ¢¥T ضاغط 4٠0 عمود امتصاص absorption column ثاني اكسيد a SI 8 ( وحدة إزالة 47002)؛ و سخان غاز absorption column 50 . يتم إنتاج غازات الاختزال 112 CO, المستهلكة بواسطة مفاعلات الاختزال في وحدة sale)
0 التشكيل الحفزية £7 بواسطة تفاعل تيار الهيدروكربونات الغازية التعويضية الأول الذي تم إدخاله إلى دائرة إعادة تدوير غاز أول من خلال أنبوب Ve يشتمل الغاز العلوي الذي يتم تدويره من خلال دائرة إعادة تدوير أولى على وحدة sale) التشكيل £71 توفير 5112 و60 بواسطة تفاعلات sale) التشكيل الهيدروكربونات (غالباً ميثان) باستخدام عوامل الأكسدة 602 ( المتضمنة في تيار الغاز العلوي mine لتفاعل CO مع أكاسيد الحديد ) 5 H20 ( والذي يكون عبارة عن منتج تفاعل
“yy و/أو عند وحدة ترطيب ؟١ SL مار من خلال ؛ و/أو تم توفيره عند؛ المبرد / غسل حيث يمكن تلامس الغاز مع الماء 4 95 و يتم تشبعه). oY humidifier ودمجه مع تيار غاز TT lela يتدفق جزء الغاز العلوي الأول من خلال أنبوب . 4؟ و التعويض الأول الذي يتضمن الهيدروكربونات الغازية؛ على سبيل المثال غاز طبيعي؛ من خلال ثم يتدفق تيار الغاز المدمج YY فيه بواسطة صمام Sate (VE من مصدر مناسب ١ أنبوب 5 حيث يتم تشبعه الماء 54. يخرج الماء الزائد OF من خلال أنبوب 776 إلى جهاز ضبط الرطوبة بشكل اختياري لا يتم استخدام وحدة Lo من خلال أنبوب Humidifier من وحدة ضبط الرطوبة إذا كان من المطلوب أن يكون الغاز العلوي رطباً بعد تمريره من خلال مبرد OF ضبط الرطوبة يمكن تحقيق الكمية المطلوبة من الماء في الغاز لإعادة تشكيل بواسطة تنظيم LTT و ضاغط 1 يتدفق الغاز المشبع بالماء من خلال oF وحدة ضبط الرطوبة. YT ظروف العملية عند مبرد 0 و +6١0 إلى وحدة إعادة التشكيل £71 حيث يتم تسخينه مسبقاً في ملفات الحمل الحراري OA أنبوب التشكيل للهيدروكربونات ( بصورة sale) حيث تؤدي تفاعلات TY التمرير من خلال أنابيب حفزية و602 إلى إنتاج هيدروجين وأول أكسيد الكربون والذي تم إدخاله إلى H20 مع (CHA أساسية من خلال خط النقل؛ 7ءمن ثم إكمال دائرة إعادة تدوير الغاز ٠١ للمفاعل ١١ منطقة الاختزال . العلوي الأولى 5 (TT ؛ من مصدر مناسب 07708607 gas أو غاز الأكسجين Oxygen يمكن حقن الأكسجين
TA بشكل مفضل أكسجين له نقاء صناعي بشكل اختياري عند خط نقل 14 من خلال أنبوب
Spe لزيادة درجة حرارته VY لإجراء احتراق جزئي للغاز المذكور قبل إدخاله داخل منطقة الاختزال درجة مثوية بالتالي زيادة ١١7١ درجة مئوية إلى ٠٠٠١ أخرى إلى مستويات في النطاق من حركيات مفاعلات الاختزال لزيادة إنتاجية نظام الاختزال. 0
AY من خلال وحدة 5 ٠ وضاغط TA يمر الجزء الثاني من الغاز العلوي المتدفق من خلال أنبوب الموضح 7؛ من نوع امتزاز فيزيائي؛ ويمكن أن يكون على نحو 002 A يكون نظم . 2 والملسج J بديل من نوع حيث يتحقق أو الامتزاز متأرجح الضغط Pressure Swing Adsorption بواسطة الامتزاز متأرجح الضغط (VPSA أو PSA) Vacuum Pressure Swing Adsorption التفريغي 5
١س
المعروف في المجال؛ أو يمكن أيضاً أن يكون من نوع معروف يستخدم أغشية جزيئية. في الوحدة الموضحة 497؛ يمر الجزء الثاني من الغاز العلوي من خلال عمود امتصاص absorber £4 ؛ حيث تتم إزالة أغلب 002 بواسطة مذيب مناسب»؛ على سبيل المثال محلول أمين؛ ويتم إعادة تدوير المذيب المحمل ب602 من خلال أنبوب 94 من وحدة الامتصاص EA إلى وحدة النزع 5١ stripper (حيث تتم إزالة 602 أيضاً من المذيب بواسطة الحرارة و سحبه من وحدة النزع 5٠ من خلال أنبوب 46 المراد استخدامه في عمليات أخرى أو بيعه كمادة خام أو تنحيته؛ بالتالي يتم تقليل التأثير البيئي لوحدة الاختزال المباشرة . ثم يتم إعادة تدوير المذيب المنزوع مرة أخرى من خلال أنبوب 47 مرة أخرى داخل وحدة الامتصاص (EA جميعها بطريقة معروفة في المجال. يتم توجيه غاز إعادة تدوير شحيح 602 الناتج من خلال أنبوب 98 إلى وحدة ضبط 0 الرطوبة الثانية ٠٠١ حيث يتم تشبعه بالماء الذي تتم التغذية به من خلال أنبوب 02١ ويخرج من خلال pall 4؛١٠٠. بضبط ظروف العملية في وحدة ضبط الرطوبة المذكورة؛ يتم التحكم في محتوى الماء بحيث تكون كمية مواد أكسدة في الغاز كافية لإعادة تشكيل الهيدروكربونات باستخدام مواد أكسدة مذكورة من 1120 : و 002 داخل دائرة الاختزال ( راجع على سبيل المثال البراءة الأمريكية رقم 6 520110075). يتم إدخال غاز التعويض الثاني الذي يتضمن الهيدروكربونات؛ 5 على سبيل المثال غاز طبيعي؛ من مصدر ١74 إلى دائرة إعادة تدوير الغاز العلوي الثانية من خلال أنبوب ٠١6 و vA aaa يتدفق غاز إعادة تدوير شحيح 602 بعد ذلك من خلال ٠١١ qual إلى جهاز تسخين Ol على سبيل المثال سخان غاز 4 حيث يتم تسخينه إلى درجة حرارة تزيد عن حوالي Vou درجة مثوية؛ بشكل مفضل فوق حوالي 00 درجة مثوية في أنابيب التسخين ١١" بواسطة shall الناتجة عن المحارق ؛١١ بواسطة استهلاك وقود من 0 مصدر 84 وهواء من مصدر IVT يتم دمج تيار تدفق غاز إعادة تدوير شحيح 002 الساخن الناتج من السخان 9٠0 المتدفق من خلال خط النقل ١١8 مع تيار تدفق غاز معاد التشكيل ساخن تم الحصول عليه من وحدة sale) التشكيل reformer £7 متدفق من خلال أنبوب «TE ويتم
إدخال تيار الغاز المدمج الناتج إلى منطقة الاختزال ١١ للمفاعل .٠١ يمكن لمصدر وقود «VA Fuel source الذي يفضل أن يتم تسخينه مسبقاً في ملفات حمل 5 حرارة منفصلة Av separate convection coils لوحدة sale) التشكيل £7 أن يزود الوقود vem
إلى مواقد وحدة sale) التشكيل 87. يمكن أيضاً للمصدر Af أيضاً أن يزود الوقود إلى المحارق
بشكل جزئي على الأقل AY لوحدة sale) التشكيل £7 المدخل من خلال أنبوب AT
من خلال التحكم في معدلات تدفقات الصمامات77١ و ٠١# والتي تتحكم بشكل مناظر في توزيع
تيارات le تعويضي تتضمن هيدروكربونات أولى وثانية مشتقة من مصدر (VE فيتم الحفاظ على
كمية الهيدروكربونات الموجودة في تيار تدفق الغاز الساخن الذي تم الحصول عليه من السخان
٠ المتدفق في أنبوب NVA قبل المزج مع 02 في نطاق يتراوح من 9615 إلى 9675 بالحجم
بينما يتراوح تيار تدفق الغاز مُعاد التشكيل من وحدة إعادة التشكيل 7؛ في النطاق من967 إلى
anally 6 وبالتالي؛ يتم التحكم في كمية الكربون في DRI المنتج بواسطة تعديل معدلات
التدفق النسبية من مصدر غاز تعويض الهيدروكربونات؛7. إذا تم إدخال المزيد من غاز 0 التعويض الهيدروكربوني إلى وحدة sale) التشكيل في دائرة إعادة تدوير أولى الغاز ؛ سيتم ترسيب
القليل من الكربون DRI إذا تم إدخال المزيد من غاز التعويض الهيدروكربوني إلى دائرة sale)
تدوير الغاز الثاني الماء من خلال السخان 90؛ فسوف يتم ترسيب المزيد من الكربون في DRI
حيث سيزداد تركيز الهيدروكربونات في المفاعل .٠١
بصورة إضافية يوفر الاختراع ميزة وحدات اختزال مباشرة كبيرة السعة حيث يتم توفير الكمية 5 المطلوبة لغازات الاختزال 112 و60 لمستوى محدد مسبقاً لإنتاج DRI في مفاعل ٠١ للاستخدام
الأمتل لوحدة sale) التشكيل £7 والتي يمكن تصميمها و إنشاؤها بقدرة على sale) التشكيل أقل
من المطلوبة بواسطة قدرة إنتاج المفاعل» و يتم إنتاج غازات الاختزال الإضافية بواسطة sale)
التشكيل الذاتي للهيدروكربونات .
يوفر الاختراع أيضاً احتمالية توفير دائرة إعادة تدوير غاز علوي ثاني مذكور تشتمل على وحدة 0 إنزالة CO2 وسخان غاز لوحدة اختزال مباشرة حالية لزيادة القدرة على إنتاج DRI دون زيادة قدرة
وحدة sale) التشكيل و احتمالية إضافية للتحكم في محتوى الكربون في DRI
يوفر الاختراع ميزة DRIZW) بمحتوى كربون يتراوح من حوالي ١ إلى حوالي ؛ 90 بالوزن من
ثم التهيئة DRI Jia) لظروف محددة ل للانصهار التالي ولعمليات التكرير لعمل الفولاذ. يمكن
تنظيم محتوى الكربون وفقاً لتوفر الأكسجين OXYGEN في مكان الانصهار ووفقاً لمواصفات درجة vo الفولاذ المراد إنتاجها لجعل عملية عمل الفولاذ الكلية أفضل ما يكون في العديد من الاستخدامات حوالي ؟ 96 بالوزن. JY يتم تنظيم محتوى الكربون في النطاق بين حوالي يتم ١ حيث تشير جميع الأرقام بوجه عام إلى نفس العناصر كما في شكل oY بالرجوع إلى شكل لتدوير الغازات في كل من دائرة YT للاختراع حيث يتم توفير ضاغط مفرد AT توضيح نموذج يعد ذلك .5 ٠ التشكيل £7 ودائرة الغاز المار من خلال السخان sale) الغاز المار من خلال وحدة 5 بالنسبة لتكلفة of ٠و 76 الذي يتضمن اثنين من الضواغط ١ النموذج مميزاً مقارنةً بنموذج شكل
Yo رأس المال لوحدة الاختزال المباشر. يتم أيضاً توفير اثنين من صمامات التنظيم المنخفضة و9؟ لتنظيم توزيع الغاز العلوي في كل دائرة غاز . تكون العناصر المتبقية لهذا النموذج متشابهة .١ بالرجوع إلى شكل Ble ومتشاركة كما تم الوصف 0 بالرجوع إلى شكل oF حيث تشير جميع الأرقام dns عام إلى نفس العناصر كما في الأشكال ١ oY يتم توضيح نموذج AT للاختراع حيث في وحدة إزالة ثاني اكسيد الكربون EY تكون من نوع الامتصاص الفيزيائي physical adsorption ؛ Ya: من نوع الامتصاص الكيميائي chemical LS absorption تم الوصف في نماذج الأشكال١ و oY وكذلك حيث يتم استخدام حساسية حرارة تيار تدفق غاز الاختزال المستنفد في أنبوب Yo ( من منطقة الاختزال (VY في مبادل الحرارة YY لللتسخين الأولي لتيار غاز 602 ( والذي يتم إعادة تدويره» الصادر من أنبوب AA و تمريره بعد ذلك من خلال أنابيب ١١١/7١ و سخان 0). يمكن أن تكون وحدة إزالة CO2 417 من نوع ل/05 أو LSVPSA هو معروف في المجال. في هذا النموذج؛ لا يزال تيار الغاز المحمل ب 2+ المنتج عند تجديد طبقات الامتصاص ؛ يتضمن بعض من قيم الوقود وبالتالي يتم تمريره من خلال أنبوب fA لاستخدامه كوقود Jee للسخان 5٠ و/أو وحدة sale) التشكيل 57. تم 0 تطهير كمية صغيرة من غاز الاختزال المستنفد من تيار غاز الاختزال المستنفد بواسطة صمام التحكم في الضغط ؟؛ و يمكن استخدامه من خلال أنبوب £5 كوقود مكمل في السخان 50 و/أو وحدة إعادة التشكيل 7؛. تكون جميع العناصر الأخرى الواردة في النموذج متشابهة وتتشارك بنفس الطريقة كما تم الوصف في سابقاً بالرجوع إلى الأشكال١ Xo يتم توضيح مثال لفاعلية الاختراع بالنسبة لقدرته على الإنتاج DRI بمحتوى كربون مطلوب في 5 شكل؟؛. يوضح ذلك أنه؛ بواسطة التحكم A معدل تدفق تيار غاز التعويض الذي يتضمن yr هيدروكربونات الثاني؛ يمكن تنظيم محتوى الكربون ل 01 المنتج في نطاق محددة مسبقاً استجابة لتركيز الهيدروكربونات الناتج في تيار تدفق الغاز الساخن من السخان المذكور وبالتالي يتم إدخال باستخدام نموذج حسابي DRI الاختزال. يتم حساب نسبة محتوى الكربون في Jolie الغاز إلى حيث يتضح أن نسبة الكربون of لعملية الاختزال المحسنة المذكورة. يتم توضيح النتائج في شكل تزداد مع زيادة معدل تدفق تيار الغاز التعويضي الذي يتضمن هيدروكربونات في أنبوب DRI في 5 الهيدروكربونات التعويضي Sle (الذي تتم تغذيته في النهاية إلى السخان 40( بالنسبة لتيار .)47 التشكيل sale) (الذي يتم إدخاله إلى وحدة 7١ في أنبوب للاختراع بالرجوع إلى شكل 60 حيث يتم توضيح الأرقام المتشابهة التي AT يتم وصف نموذج هذا النموذج؛ يتم دمج تيار غاز شحيح LY YO) تشير إلى نفس العناصر في الأشكال ثم ٠١# ale بكميات مقننة متحكم فيها بواسطة VE مع غاز طبيعي من مصدر 9A 602 0 إلى ٠٠١١ ثم يتدفق غاز إعادة التدوير من خلال أنبوب .٠٠١ ترطيبها في وحدة ضبط الرطوبة التي توجد في منطقة ١٠١ عن مجموعة من أنابيب التسخين Ble جهاز التسخين؛ والذي يكون الحمل الحراري لوحدة إعادة التشكيل 7؛ أو سخان غاز( غير مبين)؛ حيث يتم تسخينه مسبقاً إلى مع تيار تدفق غاز الاختزال الناتج ١١8 درجة حرارة الاختزال المطلوبة ثم دمجه من خلال أنبوب التشكيل £1 التي تُشكل تيار غاز اختزال ساخن 14. يتم توضيح باقي العملية كما sale) من وحدة 5
Vr) في الصورة المتغيرة للاختراع؛ لا يوجد سخان غاز متفصل .١ تم الوصف بالرجوع إلى شكل التشكيل sale) ولكن على نحو بديل؛ يتم استخدام حرارة غاز المداخن لوحدة (YY ٠ في الأشكال recycled gas stream للتسخين الأولي لتيار الغاز مُعاد التدوير 7 يتضح للماهرين في المجال أنه تم توضيح ووصف نموذج الاختراع مع التغيرات حيث يتم إنتاج بارد بواسطة إضافة DRI الاختراع لتوجيه وحدة الاختزال لإنتاج Gala ل08 الساخن ولكن يتم 0 للمفاعل المذكور أو بواسطة ١ في منطقة منخفضة DRI إلى المفاعل لتبريد DRI دائرة تبريد التغيرات الأخرى التي لم يتم ذكرها على وجه التحديد. سوف يتضح للماهرين في المجال أنه يمكن إجراء العديد من التغيرات والتعديلات وأن تلك التغيرات والتعديلات يتم تضمينها في مجال نماذج الاختراع كما تم التحديد في عناصر الحماية المرفقة.
Claims (1)
- -١١- عناصر الحماية من جسيمات (VA) (DRI) direct reduced iron yale عملية إنتاج الحديد المختزل -١ عند iron oxide particles reduced مختزلة (Vo) iron oxide particles أكسيد الحديد (12) درجة حرارة تبلغ حوالي + 15 درجة مئوية أو أعلى من ذلك بواسطة وسائل غاز اختزال carbon و وأول أكسيد الكربون (H2) hydrogen مكون بصورة أساسية من هيدروجين Carbon dioxide والتي تتضمن أيضاً ثنائي أكسيد الكربيون (CO) monoxide 5 directreduced ؛ في وحدة اختزال مباشرة Methane و/أوماء ( 120 ) « وميثان (CO2) حيث تشتمل العملية المذكورة على: ¢ iron في مفاعل اختزال )٠١( reduction reactor إنتاج الغاز العلويي gas م0]؛ (VY «£7 cY Vs! top gas recycle circuit تدوير الغاز العلوي sale) من خلال دائرة 0 ا لإعادة تدوير جزء أول من الغاز العلوي RA top gas تشتمل على: في منطقة اختزال (VY) reduction zone في المفاعل الأول(١٠)؛ إنتاج الغاز العلوي كتيار تدفق من خطوة اختزال جسيمات أكسيد الحديد iron oxide particles المذكورة فيه (١١)؛ في مبرد الغاز cooler 985 / غسل الغاز(7)؛ لفصل الماء الناتج عن تغذية الغاز العلوي المذكور مما يؤدي إلى الحصول على غاز علوي مبرد ومنزوع الماء dewatered ؛ و في وحدة إعادة تشكيل حفزية(7؛)؛ إعادة تشكيل خليط من تيار غاز تعويضي يتضمن هيدروكربونات أول تمت تغذيته بوحدة sale التشكيل المذكورة باستخدام عوامل الأكسدة oxidants الموجودة في الجزء الأول للغاز العلوي المبرد ومنزوع الماء saad dewatered أيضنًا بوحدة إعادة التشكيل المذكورة للحصول على تيار تدفق مكون بصورة أساسية من هيدروجين hydrogen Vou من lal حرارة في day (60)عند carbon monoxide وأول أكسيد الكربون (H2) 0 درجة مثوية أو أعلى؛ من خلال داثرة إعادة تدوير الغاز العلوي top gas recycle circuit (تى الى (VY TE OY [A0 إعادة تدوير جزء SB من الغاز العلوي المذكور؛ تشتمل على: في منطقة اختزال reduction zone مذكورة (VY) في مفاعل )٠١( إنتاج الغاز العلوي كتيار تدفق من خطوة اختزال جسيمات أكسيد الحديد iron oxide particles المذكورة فيه )10( ؛11.1-١مطفي مبرد غاز مذكور / غسل الغاز (Y7) لفصل الماء الناتج من الغاز العلوي المذكور الذي تمتتغذيته به مما يؤدي إلى الحصول على غاز علوي مبرد منزوع الماء «Sl dewateredفي وحدة إزالة ثاني أكسيد الكربون ((£V) Carbon Dioxide لنزع جزء على JW) من محتوىثاني أكسيد الكربون Carbon Dioxide لجزء ثان من الغاز العلوي المُبرد ومنزوع الماء Sid) dewatered 5 والذي تمت تغذيته بالوحدة المذكورة ومن ثم إنتاج غاز إعادة تدوير شحيحثاني أكسيد الكربون Carbon Dioxide (18)؛في جهاز تسخين غاز العملية لزيادة درجة حرارة غاز sale) التدوير شحيح ثاني أكسيد الكربونCarbon Dioxide - المذكور )44( المُغذى به للحصول على تيار تدفق عند درجة حرارة فينطاق من 75٠ درجة مثوية أو أعلى؛ و0 تغذية؛ كغاز الاختزال (TE) Saal) تيار التدفق الناتج من وحدة sale) التشكيل المذكورة )£7( وتيار التدفق من جهاز التسخين المذكور )0( في منطقة الاختزال المذكورة (VY) ؛ يتسم بتغذية تيار غاز تعويضي ثانٍ يتضمن هيدروكربون hydrocarbon إلى جزء ثان مذكور من الغاز العلوي المبرد ومنزوع الماء dewatered قبل تسخين الجزء الثاني المذكور للغاز العلوي المبرد ومنزوع الماء dewatered ؛ و5 تنظيم معدل تدفق تيار غاز التعويض الثاني بحيث يتم تنظيم محتوى الكربون للحديد المختزل مباشرةٌ (YA) (DRI) direct reduced iron المنتج Jala قيم محددة مسبقاً استجابةً لتركيز الهيدروكربونات hydrocarbons في تيار تدفق الغاز الساخن (14) من جهاز التسخين المذكور .)٠٠١ ARR0 | *- عملية وفقاً لعنصر الحماية ١؛ تتسم أيضاً بدمج تيار تدفق تيار الغاز الناتج من وحدة sale) التشكيل المذكورة )£7( وتيار تدفق تيار الغاز من جهاز التسخين المذكور )34( قبل التغذية بتيار الغاز الساخن المدمج المذكور(؛ ) إلى المفاعل المذكور(١٠) . ؟- عملية وفقاً لعنصر الحماية ١ أو oF تتسم أيضاً بأن الغاز الذي يتضمن هيدروكربوناتhydrocarbons 5 المذكورة يكون عبارة عن غاز طبيعي natural gas « غاز فرن and الكوك— \ q — coke oven gas ؛ أو غاز مشتق من غاز فرن asd الكوك coke oven gas أو غاز تخليق 5 مشتق من الفحم. ؛- عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ تتسم أيضاً بتنظيم معدل تدفق تيار غاز 5 التعويض الأول بالنسبة لمعدل تدفق تيار غاز التعويض الثاني لتنظيم كمية محتوى الكربون في.)١8( (DRI) direct reduced iron الحديد المختزل مباشرةً —o عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ تتسم أيضاً بتنظيم معدل تدفق لتيار التعويض الثاني المذكور لغاز الهيدروكربون hydrocarbon gas بحيث يكون تركيز Sle الهيدروكربون hydrocarbon 985 0 - الذي يتم قياسه كمكافئ للميثان في غاز الاختزال (14) في مفاعل الاختزال المذكور AR حيث يقع في النطاق بين 96١ و ه9067 بالحجم. 1— عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ تتسم أيضاً بتنظيم معدل تدفق لتيار التعويض الثاني المذكور لغاز الهيدروكربون hydrocarbon gas لإنتاج الحديد المختزل مباشرةً direct (VA) (DRI) reduced iron 5 به محتوى كربون يتراوح من حوالي ١ إلى حوالي 4 96 بالوزن. —V عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ تتسم أيضاً بتنظيم معدل تدفق لتيار التعويض الثاني المذكور لغاز الهيدروكربون hydrocarbon gas لإنتاج الحديد المختزل مباشرةً direct (DRI) reduced iron (8١)_به محتوى كربون يتراوح من حوالي ؟ إلى حوالي ؟ 96 بالوزن. 20 4- عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ تتسم أيضاً بتوفير دائرة إعادة تدوير غاز علوي ثاني مذكور )1 تى YY Tg ٠ /4 v AA EY ( كإضافة لوحدة اختزال مباشرة حالية التي تتضمن في البداية فقط دائرة إعادة تدوير غاز علوي Jf مذكورة (VF £7 YT) بالتالي زيادة قدرة إنتاج الحديد المختزل مباشرةً (YA) (DRI) direct reduced iron لوحدة الاختزال الحالية دون زيادة قدرة وحدة إعادة التشكيل الحالية )£7( توفير القدرة على التحكم الأمثل وتوسيع نطاق محتوى الكربون في الحديد المختزل مباشرةً .)١8( (DRI) direct reduced iron11.1١4- عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ حيث تكون وحدة إزالة ثاني أكسيد الكربون chemical عبارة عن وحدة امتصاص كيميائية (EV) المذكورة 82000 DioxidePressure Swing Adsorption ؛ أو وحدة امتزاز متأرجح الضغط absorption unitVacuum Pressure Swing Adsorption أو امتزاز متأرجح الضغط تفريغي (PSA)(VPSA) 5-٠ عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ تشتمل أيضاً على ترطيب غاز إعادة تدويرشحيح ثنائي أكسيد الكربون Carbon dioxide ( 602) المذكور (AA) حيث يتم sale) تشكيلالهيدروكربونات hydrocarbons الغازية الموجودة في غاز الاختزال المذكور (14) الذي تم 0 إدخاله إلى منطقة الاختزال (VY) بصورة كبيرة في منطقة الاختزال (VY) مع الاستفادة من الفعلالحفزي للحديد الفلزي metalliciron في مفاعل reduction reactor ial المذكور .)٠١(injecting عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ تشتمل أيضاً على حقن الأكسجين -١١reducing gas في غاز الاختزال )1-( oxygen أو الغاز الغتني بالأكسجين oxygen للمساعدة في زيادة درجة حرارة غاز الاختزال VY المذكور (14) قبل إدخاله داخل منطقة الاختزال 5reducing gas مع أدني تقليل لقدرته على الاختزال.reducing عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ حيث يتم تسخين غاز الاختزال -١5 المذكور (14) إلى درجة حرارة تتراوح من ٠ da 5 درجة مئوية إلى حوالي ١١7١ درجة 0 مثوية.-١ عملية وفقاً لعنصر الحماية (VY) حيث يتم تسخين غاز الاختزال reducing gas المذكور(15) بواسطة جهاز التسخين المذكور )30 )١3١ إلى أكثر من حوالي 900 درجة مئوية ويتمتسخينه مرة أخرى بواسطة الأكسجين oxygen المذكور أو حقن الغاز الغني بالأكسجين oxygen 5 إلى نطاق يتراوح من حوالي ٠٠٠١ درجة مئوية إلى حوالي ١١7١ درجة مئوية.لحم6- عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ حيث في جهاز التسخين المذكور يوجد يتم إشعال سخان أنبوبي tubular heater )+4(. -١ عملية وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة من ١ إلى OF حيث يكون جهاز التسخين المذكور عبارة عن مجموعة من أنابيب التسخين (VY) التي توجد في منطقة الحمل الحراري convection zone لوحدة sale) التشكيل المذكورة )£7(الجوو rem اينيد a مين نيجه ات ديه ماج اميه مننه A نس الت خلا نحن ست ا و ا ل ل wy + { a 1 : 5 اج 10 % > يبع J 32 3 1 RE a Se ¥ k 3 A 1 ذا رأ الأجتت سا HY ب + ل« 1 1 ِ 1 {gg 7 i 2 LE] = 1 سن = Ya 5 i i : bY 1 i دن ا 1 8 fa 0 والمتكليها البببسرورت (A 1 VW اا 0 at ES PE. 3 . اتح ل 3 Cog : OY god ETT ERLE Ps # عم boson | : “4 EE ran Co r. a ae لا 0 . )| Pe oe ل . ak sin on H Fa FR 3 الممسس ا لا RES ال ١ 75 ا 1 i 2 7 ال ما تيد i § = | إ ل 2 ARTE §, 4a LE = Po بلا و - TE ts BER | دا 5 | را أي لما ni ~N =o Lf 1 13 Ned 1 i LIS + ETAT! 1 ب م يمح Pod booed Pn LE ا DS 0 لق ا PUR ٠ \ ~f ال is je CO I CTE 4 10 ل meray NX 0 الس i وا dn دا لمانا at + 2 8 3 ¥ ارا الأ > = # صم ب 762 1 0 5 L حا ا a . Bale صم ًًً ١ bY : & te poi he 5 i 1 i at esd va TLR ] ل | ¥Y ¥£ NE [i oF \ 3 1 ا tans اع عا سد لل an 4 5 8 No i 3 i od La 1 t i 1 3 4ك RTOS _ YA IE Cr H i 1 1 .1 لكر ٠ < ¢ i XG 3 hy Ri { ped Po سم ما AE ا i ا IE I اااي FO إٍ قرلا إل : Ady” ‘ ال + i By 2 لاا REE م الا لص “hans anni oar لنت Ro cen SN 8 ل ْ الل ب Lif vy + ل ا م" م ال Sa 3 a © م“ 3 1 5 كك ايساسا ا ةساس اها SVE 0[ Yl 1YyYy ef te erI . i OLY ب Ba TY N Pe 0 i og, Poe 1 ا ٍ ATRESIA. SU | wy . . حم 5 ا | ~ امع 4 ey 1 يوب i أبن السام ¥ ني 3 Lo wa £0 ead bo sd > بع 3 EN 3 ل H i peas La 1 ٍ البنسسويم ولا سو اهستللببلا ¢ سنا مولا رسج تخ 1 : PES | | 7 eS vel ¥ AVE { 0 vw TF صم Pome A to i Fe ¥ 1 Ean Ce : Tr i 1 ! 5: wi | Fn | se. 1 ea progr TTT EA Pod : k ليح« eta 5% ? ! 3 H 0:1 3 1 i 9 اللا 8 ¢ 3 tLe hor AA | i” a ie] ب CE با a NR i fod A ts الا Ld i i ROSES ٍ 3 i Eo rei اهيا ا 5 3 نج H a ; i 2 1 3 ed i fi i 1 ™ ا ٍْ 0 oN x 0 CC SR S| N a ا i | ; 1 UR J ] هقح 1 + of الح ا ا ا الج od {3 8 Ey HS : A : 1 لتيل ِب أ ألا« 1 ١ vod Say x i de, oF اليا | | i ; ICR Vf بخص ٍِ FOES ENE | 111111 !ا A fay 8 5 مح 25 rhe 1h 31 ل 1 VEO FEV wy Ve i EE لني Jody | Nr iy § vi | i إٍ ل اس ا A Fd SE TR cA lend] Ng { سس a emt | S 1 & t i i J WA, i يا 8 تا bee \ £4 ¥ | § ! A LER IY Pn HS 1 bat vod df الها ١ PIPE } { ERAN Veal | 1 SI { i § محلل 1 الة i i ان : ال ا ; j hd H rem] A هق ا أ 8 ~~ Ll + 8 وحصي i LBS | لم ا 4 ا AE vis ow TRE 1 1 - PAR 7 i | 2 ا سسسب سا لمت اط ا حقتعأ ع ل تس ا ا اا الا 1ع I ] .1 5 rm 1 IEE Es 3 1 : ; ot 8 ve ٍ اله "م gy ey i Si ل ااا ٠ الا 0 1 be oo meh ] i i " TH cw od J ; 1 POUR i vi ¥ 4 J : i YY oN ; “ Poy : : a 1 أل 1١ ايها م 1 3; . 3 1 1 نذا ا 5 0 77 << رسيا 1 WE 0 Ao م ; i ¥ 0 ٍ a g ¥ } Ro ¥ ¢ : LE 3 JY 1 H i 0 سا ب d : الا ا FOCI إ a nt | م Pde ' Ce LT A ] خا 1 i i i Cy الا من EE EE CI ee i CT SERN PON i ال BE راي N ve ES 0100| LIE I NE ةا SE I y 3 ٍ J : "0 أ Sa سسا إٍْ ٍ iy وعد نمست لسسع grinned LE 1 i ey H or | Sed i SUSE EN 4 8 N 1 1I. i Ee ; Poy 11 TR yf | ٍ AY 1 i H i | ا 'ْ 1 يسا SE Pov. 0 yo ; } ب" 1 ان ens § HAY HE cod | 1H : 8 Lui oy 7 Le ااي HE اهن 1 3:7 ! vi i i Ee a EEE Fa | A : i Aart 1 0 1 اليا اللا ال Co j ب | ل أ لفغ اميل | ٍ ِ i 1 4 1 1 J | ne | HE nd i A : | YY A : 3 TI i Ls ; i PEA i er AVI Voy i. i ا 8 " Po BERS i ; LR Yiu H | i . i { 8 إٍْ i 1 i Pol Pas LEY i : م كر ا لتنكقة إ إ Ca ب م ا cd 4 | : SE ELEN | | | EE 7 Lavy Las vie a | 8% | { ¢ ! اكلا thy, 1 ¥ لمتستبتتييا المسيسمسمسسيسي سي : EA RANA ل ا ل يت EAA A و ا ا a NEAR LA جا ¥ TYyYy— \ اج FE SO — سم © الكربود DRI ا | 3 3 في SO SUSUR hea ¥ a Y * 5 : *y 3 ri A § £ gis 5ّ ا د ا ست ا ا ا يا اج بر Ley Ro > i] - 5 —— 3 < أي i fi + i } 1 7% { و 3 ١ i A 5 IE HS 7 2 4 | ¥ X + | 3 ١ ماع oN 0 : مط i 2 دي 8 hk £8 eh ES Tim \ § لمن سات ليا بل تت 88 $i J ag } Ra ER i GE Ng 49 fg veo 3 I 1# د ; ! N ! IT SEE 1 : Yoo ao : FS ْ | ve 1 بس ال يسم ا 1 0 Pe الخ ٍ الى Se ب لضي 7 1 | 0740 OE I ا 1 الس ا FE IE | VE SN بي ١ ETE ها با po CARNE BF 5 SO Co Poa) 3 1 و Todt .اهنا Poa 0 0 سس ا i زج انك ٍ : ! م لالحنا اذاه LA NR SS AS BAR SOY 0 ب اس JS NOt 3% rane El y N ا SRE ااا ب ل اال " 1 Hi 3 vo 0 امت ا ار 7 EO i Nay % i Ye gon 5 1 TEAL i i HE ax | \ J أ | 1 i, ا a bod od i راسي 1 % LY od bY AE ا WN 3 LE =a L 3 ni 23 AE د va ا اا اا ا ve i كل امع سات 0 4 i i اص i نب i va ا DE RETRAIN AE 8 J د إٍْ H - : 0 | كلا i a A i & 1 | 1 مك يي الم سيم day 47 1 3 ريا 3 i rhb 4 EN N vi, § اله Poveda I ERNE I | a | 1 3 bo 1 AY: | ¢& 1YyYyمدة سريان هذه البراءة عشرون سنة من تاريخ إيداع الطلب وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها أو سقوطها لمخالفتها لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية صادرة عن مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية ؛ مكتب البراءات السعودي ص ب TAT الرياض 57؟؟١١ ¢ المملكة العربية السعودية بريد الكتروني: patents @kacst.edu.sa
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201361770314P | 2013-02-27 | 2013-02-27 | |
| PCT/IB2014/000777 WO2014132130A2 (en) | 2013-02-27 | 2014-02-27 | Direct reduction process with improved product quality and process gas efficiency |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SA515360949B1 true SA515360949B1 (ar) | 2018-12-05 |
Family
ID=51033234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SA515360949A SA515360949B1 (ar) | 2013-02-27 | 2015-08-26 | عملية للاختزال المباشر بجودة منتج محسنة وكفاءة عالية لغاز العملية |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9938595B2 (ar) |
| EP (1) | EP2961854B1 (ar) |
| AR (1) | AR094927A1 (ar) |
| MX (1) | MX368822B (ar) |
| NO (1) | NO3083562T3 (ar) |
| RU (1) | RU2650371C2 (ar) |
| SA (1) | SA515360949B1 (ar) |
| WO (1) | WO2014132130A2 (ar) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN109652104B (zh) * | 2017-10-12 | 2021-02-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 下行床-气流床热解-气化一体化方法及装置 |
| IT201900002081A1 (it) * | 2019-02-13 | 2020-08-13 | Danieli Off Mecc | Impianto di riduzione diretta e relativo processo |
| CN111979371B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-05-24 | 太原理工大成工程有限公司 | 一种干熄焦耦合竖炉生产直接还原铁的工艺中热量分布式利用的方法 |
| US11920204B2 (en) * | 2020-10-06 | 2024-03-05 | Midrex Technologies, Inc. | Oxygen injection for reformer feed gas for direct reduction process |
| US12060622B2 (en) * | 2021-01-07 | 2024-08-13 | Nucor Corporation | Direct reduced iron system and method |
| SE2150126A1 (en) * | 2021-02-03 | 2022-08-04 | Hybrit Dev Ab | Bleed-off gas recovery in a direct reduction process |
| US20240240275A1 (en) * | 2021-05-18 | 2024-07-18 | Arcelormittal | Method for manufacturing direct reduced iron and dri manufacturing equipment |
| IT202100030047A1 (it) * | 2021-11-29 | 2023-05-29 | Next Generation Venture S R L | Processo per la preparazione di un catalizzatore utile nella produzione di syngas |
| CN114480766B (zh) * | 2022-02-15 | 2023-02-14 | 新疆八一钢铁股份有限公司 | 一种欧冶炉竖炉抑制煤气反窜以气抑气的方法 |
| EP4345175A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-03 | HYBRIT Development AB | Direct reduced iron pellets and use thereof |
| EP4345174A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-03 | HYBRIT Development AB | A method for producing cold direct reduced iron |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1929881A (en) * | 1929-03-11 | 1933-10-10 | William A Darrah | Apparatus and process for heating fluids |
| US2946670A (en) * | 1957-03-11 | 1960-07-26 | Texaco Development Corp | Manufacture of synthesis gas |
| US3764123A (en) * | 1970-06-29 | 1973-10-09 | Midland Ross Corp | Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron |
| US5618032A (en) * | 1994-05-04 | 1997-04-08 | Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch | Shaft furnace for production of iron carbide |
| RU2190022C2 (ru) * | 1997-10-10 | 2002-09-27 | Ильса, С.А. Де К.В. | Способ получения железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления |
| US6027545A (en) | 1998-02-20 | 2000-02-22 | Hylsa, S.A. De C.V. | Method and apparatus for producing direct reduced iron with improved reducing gas utilization |
| IT1302811B1 (it) * | 1998-12-11 | 2000-09-29 | Danieli & C Ohg Sp | Procedimento e relativo apparato per la riduzione direttadi ossidi di ferro |
| UA102748C2 (ru) | 2009-04-20 | 2013-08-12 | Мидрекс Текнолоджиз, Инк. | Способ и устройство для секвестирования двуокиси углерода из отработанного газа |
| RU2546266C2 (ru) * | 2009-07-31 | 2015-04-10 | Хил Текнолоджиз, С.А. Де К.В. | Способ производства железа прямого восстановления с ограниченными выбросами со2 в атмосферу |
| EP2738268A1 (de) | 2012-11-29 | 2014-06-04 | Siemens VAI Metals Technologies GmbH | Verfahren zur Reduktion von Metalloxiden zu metallisiertem Material in einem Direktreduktionsprozess. |
-
2014
- 2014-02-27 AR ARP140100638A patent/AR094927A1/es active IP Right Grant
- 2014-02-27 WO PCT/IB2014/000777 patent/WO2014132130A2/en active Application Filing
- 2014-02-27 US US14/770,366 patent/US9938595B2/en active Active
- 2014-02-27 RU RU2015140976A patent/RU2650371C2/ru active
- 2014-02-27 EP EP14734217.4A patent/EP2961854B1/en active Active
- 2014-02-27 MX MX2015011085A patent/MX368822B/es active IP Right Grant
- 2014-12-11 NO NO14827907A patent/NO3083562T3/no unknown
-
2015
- 2015-08-26 SA SA515360949A patent/SA515360949B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX368822B (es) | 2019-10-15 |
| US20160002744A1 (en) | 2016-01-07 |
| EP2961854B1 (en) | 2017-09-27 |
| EP2961854A2 (en) | 2016-01-06 |
| US9938595B2 (en) | 2018-04-10 |
| NO3083562T3 (ar) | 2018-02-24 |
| WO2014132130A2 (en) | 2014-09-04 |
| WO2014132130A3 (en) | 2014-11-20 |
| MX2015011085A (es) | 2015-10-26 |
| RU2015140976A (ru) | 2017-04-06 |
| AR094927A1 (es) | 2015-09-09 |
| RU2650371C2 (ru) | 2018-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SA515360949B1 (ar) | عملية للاختزال المباشر بجودة منتج محسنة وكفاءة عالية لغاز العملية | |
| CA2915681C (en) | System and method for reducing iron oxide to metallic iron using natural gas | |
| CN104583121B (zh) | 重整装置、重整方法、具有重整装置的化工产品的制造装置以及化工产品的制造方法 | |
| JP5696967B2 (ja) | Ｃｏ２の排出を規制した直接還元鉄の製造方法 | |
| JP5640803B2 (ja) | 高炉又は製鉄所の操業方法 | |
| EP2622106B1 (en) | Method and apparatus for producing direct reduced iron utilizing a source of reducing gas comprising hydrogen and carbon monoxide | |
| JPH07115841B2 (ja) | メタノ−ルの水蒸気改質法 | |
| Ghanbari et al. | Optimal design and operation of a steel plant integrated with a polygeneration system | |
| KR102135521B1 (ko) | 고로 샤프트부로의 수소 함유 환원 가스 공급 방법 | |
| CN107128876A (zh) | 含有一氧化碳和氢气的合成气体的制造装置及其制造方法 | |
| JP6717629B2 (ja) | 高炉シャフト部への水素含有還元ガス供給方法 | |
| US10927424B2 (en) | Method and system for producing high-carbon DRI using syngas | |
| WO2021241272A1 (ja) | 還元鉄の製造方法 | |
| US9127326B2 (en) | System and method for reducing iron oxide to metallic iron using natural gas | |
| KR20140043729A (ko) | 비-촉매 회수 개질기 | |
| WO2017046653A1 (en) | Method and apparatus for the direct reduction of iron ores utilizing coal-derived gas or syngas, with improved energy efficiency | |
| JPS62263910A (ja) | 竪型直接還元炉における高炭素含量還元鉄を製造する方法および装置 | |
| Overwater et al. | Considerations for design of steam reforming hydrogen plants | |
| JPS58167402A (ja) | 高温還元ガスの製造方法 |