SE446743B - Method and device for production of sponge iron in a shaft furnace with the help of a plasma generator - Google Patents
Method and device for production of sponge iron in a shaft furnace with the help of a plasma generatorInfo
- Publication number
- SE446743B SE446743B SE8006815A SE8006815A SE446743B SE 446743 B SE446743 B SE 446743B SE 8006815 A SE8006815 A SE 8006815A SE 8006815 A SE8006815 A SE 8006815A SE 446743 B SE446743 B SE 446743B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- gas
- reduction
- plasma generator
- shaft
- mixture
- Prior art date
Links
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
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
- C10J3/18—Continuous processes using electricity
-
- 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
- F27B1/08—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces heated otherwise than by solid fuel mixed with charge
-
- 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
- F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
15 20 25 30 446 743 Det har nu överraskande visat sig att ovanstående svårig- heter och olägenheter med hittills kända förfaranden nu kan övervinnas och en optimal järnsvampprocess uppnås vid det inledningsvis beskrivna förfarandet medelst sättet en- ligt föreliggande uppfinning som kännetecknas av följande delsteg: a) tvättning av recirkulationsgasen från C02 i en C02- tvätt, varvid H20-innehållet reduceras genom utkon- densering av vattenånga, b) tillförsel av en första delström av den tvättade re- cirkulationsgasen till en i nederdelen av ett med fast reduktionsmedel, såsom koks eller liknande, fyllt ge- nereringsschakt anordnad plasmagenerator, c) injicering av vatten och/eller syrgas i den från plas- mageneratorn utgående heta gasströmmen, d) upprätthållande av en temperatur inom intervallet 1300-l500°C, varigenmni det fasta reduktionsmedlet in- gående askdelar bildar en slagg och e) blandning av den efter stegen a - d resulterande gas- strömmen med en andra, kall delström av den tvättade recirkulationsgasen, varvid huvuddelen av den resul- terande gasblandningen härrör från den första delström- men, varefter den så erhållna slutgasblandningen infö- res i schaktugnens nederdel. It has now surprisingly been found that the above difficulties and inconveniences with hitherto known methods can now be overcome and an optimal iron fungal process is achieved in the process initially described by means of the method according to the present invention which is characterized by the following steps: a ) washing the recirculation gas from CO 2 in a CO 2 wash, the H 2 O content being reduced by condensing water vapor, b) supplying a first substream of the washed recirculation gas to one in the lower part of a solid reducing agent, such as coke or similar, filled generating shaft arranged plasma generator, c) injection of water and / or oxygen into the hot gas stream emanating from the plasma generator, d) maintaining a temperature in the range 1300-1500 ° C, whereby the solid reducing agent contains ash parts forms a slag and e) mixing the gas stream resulting from steps a - d with a second, cold partial stream of the washed the recirculation gas, the main part of the resulting gas mixture originating from the first partial stream, after which the final gas mixture thus obtained is introduced into the lower part of the shaft furnace.
Det är vidare lämpligt att den erhållna slutgasblandningens temperatur, innan gasen återinföres i schaktugnens nedre del, genom blandningen med den andra delströmmen bringas till ett temperaturområde av 700 - 1000°C. '1-7 -1-7 Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen renas recirkulationsgasen i en gastvätt tills dess halt av C02 lämpligen ligger'under 2%. 10 15 20 25 30 35 446 743 Uppfinningen omfattar också en anläggning för utförande av det enligt uppfinningen föreslagna sättet som huvudsakligen kännetecknas av att genereringssystemet för reduktionsgas innefattar en reningsanordning för den ur reaktionsutrym- met avgående reaktionsgasen samt ett därtill anslutet, med fast reduktionsmedel exempelvis koks, fyllt gasgenererings- schakt för en delström av den så erhållna renaderedukt- tionsgasen omfattande en plasmagenerator och tillförsel- anordningar för ett kontrollerat införande av eventuellt ytterligare reduktionsmedel samt vatten och/eller syrgas i den här bildade plasmagasen jämte en reglerbar blandnings- anordning för blandning av den så bearbetade första del- strömmen med en andra, obehandlad delström av den renade reduktionsgasen jämte inblåsningsorgan för den så erhållna slutgasblandningen i reaktionsutrymmets nedre del.It is furthermore suitable that the temperature of the obtained final gas mixture, before the gas is reintroduced into the lower part of the shaft furnace, is brought through the mixture with the second partial stream to a temperature range of 700 - 1000 ° C. 1-7 -1-7 According to a further embodiment of the invention, the recirculation gas is purified in a gas scrubber until its content of CO 2 is suitably below 2%. The invention also comprises a plant for carrying out the method proposed according to the invention, which is mainly characterized in that the reduction gas generation system comprises a purification device for the reaction gas leaving the reaction space and an associated, with solid reducing agent, for example coke. , filled gas generation shaft for a partial stream of the thus obtained purification reduction gas comprising a plasma generator and supply devices for a controlled introduction of any additional reducing agent and water and / or oxygen in the plasma gas formed here together with a controllable mixing device for mixing the first partial stream thus processed with a second, untreated partial stream of the purified reduction gas together with blowing means for the final gas mixture thus obtained in the lower part of the reaction space.
Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till ett på bifogade ritning visat utfö- ringsexempel.The invention will be described in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the accompanying drawing.
Reduktionen av styckeformig järnoxid sker i ett reduktions- schakt 1 genom att den styckeformiga järnoxiden 2 matas genom en slussventil 3 in i schaktet 1 och behandlas i motström med en varm reduktionsgas bestående huvudsak- ligen av koloxid och vätgas, som införes vid schaktets 1 bottendel 4. Den producerade järnsvampen utmatas genom en utmatningsanordning 5 i schaktets 1 botten 4. Den till mellan 30 och 50 % förbrukade reduktionsgasen uttages ur schaktets 1 övre del genom ett gasuttag 6. Den från schaktet 1 uttagna gasen innehåller förutom kvarvarande CO och H2 (50 - 70 %) reaktionsprodukterna C02 och H20.The reduction of piece iron oxide takes place in a reduction shaft 1 by feeding the piece iron oxide 2 through a lock valve 3 into the shaft 1 and treating it in countercurrent with a hot reduction gas consisting mainly of carbon monoxide and hydrogen gas, which is introduced at the bottom part 4 of the shaft 1. The iron sponge produced is discharged through a discharge device 5 in the bottom 4 of the shaft 1. The reduction gas consumed at between 30 and 50% is extracted from the upper part of the shaft 1 through a gas outlet 6. The gas withdrawn from the shaft 1 contains in addition to residual CO and H 2 (50 - 70%) the reaction products CO 2 and H 2 O.
Eftersom denna gas fortfarande innehåller relativt höga halter CO och H2, återanvändes den i processen. För att kunna återanvändas som reduktionsgas måste dock halten C02 och H20 nedbringas till under 5 %. Detta sker däri- genom , att gasen får passera en tvätt (C02/H20-tvätt) 7.Since this gas still contains relatively high levels of CO and H2, it was reused in the process. However, in order to be re-used as a reducing gas, the content of CO2 and H2O must be reduced to below 5%. This is done by allowing the gas to pass through a wash (CO 2 / H 2 O wash) 7.
Vid gasens passage genom denna tvätt uppnås inte enbart att gasen befrias fràn reaktionsprodukterna C02 och H20 l0 15 20 25 30 446 743 utan nämnda tvättförfarande ger också möjlighet till en balansering av gasmängdenf varigenom en avfackling av gas kan undvikas. Efter tvätten 7 passerar gasen en kompressor 8 för uppnående av den för processen erforderliga tryckök- ningen och uppdelas därefter i åtminstone två delströmmar 9, 10. Delströmmen 9, som har rumstemperatur, ledes in i ett schakt ll, där erforderlig tillskottsgas genereras ur ett fast reduktionsmedel, lämpligen koks samt vatten och/eller syrgas. Gasströmmen 9 användes i schaktet ll som plasmagas och tillföres för gasregenereringsprocessen erforderlig energimängd i en plasmagenerator 12. Ett oxi- dationsmedel, företrädesvis vatten och/eller syrgas till- föres gasgeneratorn ll genom lansar 13, eventuellt kan ytterligare reduktionsmedel, exempelvis pulverformigt sådant tillföras plasmageneratorn 12. Den från plasmageneratorn 12 utströmmande heta gasströmmen bringas således att reagera till CO och H2. Energitillförsel i gasschaktet ll regleras så, att den i reduktionsmedlet förefintliga askan smältes till en slagg 14, som kan avlägsnas ur schaktets ll nedre del i flytande eller fast form via en avtappningsanordning 16.In the passage of the gas through this wash, not only is it achieved that the gas is freed from the reaction products CO 2 and H 2 O 10, but said washing process also makes it possible to balance the amount of gas, whereby a flaring of gas can be avoided. After the wash 7, the gas passes a compressor 8 to achieve the pressure increase required for the process and is then divided into at least two substreams 9, 10. The substream 9, which has room temperature, is led into a shaft 11, where the required additional gas is generated from a solid reducing agents, preferably coke and water and / or oxygen. The gas stream 9 is used in the shaft 11 as plasma gas and is supplied for the gas regeneration process the amount of energy required in a plasma generator 12. An oxidizing agent, preferably water and / or oxygen is supplied to the gas generator 11 through lances 13, optionally further reducing agents, e.g. The hot gas stream flowing out of the plasma generator 12 is thus reacted with CO and H2. Energy supply in the gas shaft 11 is regulated so that the ash present in the reducing agent is melted into a slag 14, which can be removed from the lower part of the shaft 11 in liquid or solid form via a draining device 16.
Pâ grund av askans sammansättning väljes temperaturen lämp- ligen inom intervallet 1300 - l500°C. Den så producerade reduktionsgasen innehåller förutom CO + H2 även det i reduk- tionsmedlet ingående svavlet och bringas därför att passera ett svavelfilter 15, exempelvis ett dolomitfilter, där sva- velhalten nedbringas till en för järnsvampsprocessen accep- tabel nivå, företrädesvis under 75 ppm.Due to the composition of the ash, the temperature is suitably selected in the range 1300 - 1500 ° C. In addition to CO + H2, the reduction gas thus produced also contains the sulfur contained in the reducing agent and is therefore passed through a sulfur filter 15, for example a dolomite filter, where the sulfur content is reduced to a level acceptable for the iron fungus process, preferably below 75 ppm.
Tvätten 7 kan exempelvis som aktiv substans innehålla monoetanolamin och vid genomgången av tvätten kan gasens halt av C02 nedbringas till lämpligen under 2%.The laundry 7 may, for example, contain monoethanolamine as active substance and during the washing, the gas content of the gas can be reduced to suitably below 2%.
Den ur svavelfiltret 15 utgående gasen ligger på en för järn- svampsprocessen alltför hög temperatur, och därför nedbringas 7.7 10 20 25 446 743 gasens temperatur genom inblandning av kall, tvättad del- strömsgas 10 till en för processen lämplig temperatur, företrädesvis uppgående till 750 - 1ooo°c, lämpligen 825%.The gas leaving the sulfur filter 15 is at a temperature too high for the iron sponge process, and therefore the temperature of the gas is reduced by mixing cold, washed partial flow gas 10 to a temperature suitable for the process, preferably amounting to 750 -. 100 ° C, preferably 825%.
Genom det enligt uppfinningen föreslagna sättet erhålles väsentliga processtekniska fördelar. Gasregenereringen kan ske vid sådan temperatur att askan bildar en lätthanterlig slagg som tappas av utan att förorsaka igensättningsproblem i processen. Vätehalten i reduktionsgasen kan styras för en till reduktionen lämplig halt genom den genomförda tvätt- ningen och efterföljande injiceringen av vatten och/eller syrgas i gasregenereringssteget. Dessutom ger gastvätten kombinerad med gasgenerering vid förhöjd temperatur över- lägsna möjligheter till en balansering av gasmängden i systemet samt en reglering av reduktionstemperturen. Häri- genom vinnes samtidigt en ur energisynpunkt optimal reduktions- process samt ett lättreglerat gasregenereringssystem.By the method proposed according to the invention, significant process technical advantages are obtained. The gas regeneration can take place at such a temperature that the ash forms an easy-to-handle slag which is discharged without causing clogging problems in the process. The hydrogen content of the reduction gas can be controlled for a content suitable for the reduction by the washing carried out and the subsequent injection of water and / or oxygen in the gas regeneration step. In addition, the gas washing combined with gas generation at elevated temperature provides superior opportunities for balancing the amount of gas in the system and a regulation of the reduction temperature. This simultaneously results in an energy-optimal reduction process and an easily regulated gas regeneration system.
Om svårigheter uppstår att binda det fasta reduktionsmedlets aska i en slaggfas kan tillsatser som påverkar slaggens egen- skaper, såsom exempelvis smältningspunkt, svavelupptagning etc. göras, exempelvis alkaliföreningar och kalk - lämpligen blandas dessa tillsatser med det fasta reduktionsmedlet.If it is difficult to bind the ash of the solid reducing agent in a slag phase, additives which affect the properties of the slag, such as melting point, sulfur uptake, etc., can be made, for example alkali compounds and lime - these additives are suitably mixed with the solid reducing agent.
För att stabilisera kol-vatten blandningen kan också lämp- liga gelbildare tillsättas.To stabilize the carbon-water mixture, suitable gel formers can also be added.
Enligt ett alternativt utförande av uppfinningen kan svavel- filtret 15 inbyggas i själva schaktet genom att exempelvis koksbädden försättes med härtill lämpliga material.According to an alternative embodiment of the invention, the sulfur filter 15 can be built into the shaft itself by, for example, adding the coke bed with suitable materials.
Genom en annan utföringsform kan den andra delströmmen helt eller delvis, exempelvis införas nära schaktets topp, så att schaktet också kan utnyttjas som blandningskammare.By another embodiment, the second substream can be introduced in whole or in part, for example near the top of the shaft, so that the shaft can also be used as a mixing chamber.
Claims (15)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8006815A SE446743B (en) | 1980-09-29 | 1980-09-29 | Method and device for production of sponge iron in a shaft furnace with the help of a plasma generator |
PH25575A PH19509A (en) | 1980-09-29 | 1981-04-28 | Method and apparatus for manufacturing sponge iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8006815A SE446743B (en) | 1980-09-29 | 1980-09-29 | Method and device for production of sponge iron in a shaft furnace with the help of a plasma generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8006815L SE8006815L (en) | 1982-03-30 |
SE446743B true SE446743B (en) | 1986-10-06 |
Family
ID=20341853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8006815A SE446743B (en) | 1980-09-29 | 1980-09-29 | Method and device for production of sponge iron in a shaft furnace with the help of a plasma generator |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
PH (1) | PH19509A (en) |
SE (1) | SE446743B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006075977A1 (en) * | 2005-01-17 | 2006-07-20 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Plant for directly reducing iron oxides and for producing an iron melt |
-
1980
- 1980-09-29 SE SE8006815A patent/SE446743B/en not_active IP Right Cessation
-
1981
- 1981-04-28 PH PH25575A patent/PH19509A/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006075977A1 (en) * | 2005-01-17 | 2006-07-20 | Anatoly Timofeevich Neklesa | Plant for directly reducing iron oxides and for producing an iron melt |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8006815L (en) | 1982-03-30 |
PH19509A (en) | 1986-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1052165A3 (en) | Method for reducing iron oxide | |
MX2010013382A (en) | Process and device for producing pig iron or liquid steel precursors. | |
JPH0348245B2 (en) | ||
US4062657A (en) | Method and apparatus for desulphurizing in the gasification of coal | |
KR960001710B1 (en) | Process of dezincifying a material flow when operating a pig-iron | |
AT405293B (en) | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING MOLTEN IRON USING COAL | |
SE461958B (en) | PROCEDURE FOR THE DISPOSAL OF GAS SULFUR COMPOUNDS SUCH AS SULFUR Dioxide FROM SMOKE GAS | |
US4062529A (en) | Apparatus for the direct reduction of iron ore to sponge iron | |
CA1088730A (en) | Method for carrying out endothermic reduction processes in a circulating fluid bed and an apparatus therefor | |
SE453920B (en) | SET AND DEVICE FOR GASING OF FOSSIL FUEL AND REFORM OF GAS FUEL | |
JP2018070952A (en) | Method of blast furnace operation and blast furnace apparatus | |
SU1711677A3 (en) | Method and apparatus for production melted pig iron or intermediately product for steel making | |
SE446743B (en) | Method and device for production of sponge iron in a shaft furnace with the help of a plasma generator | |
US4362554A (en) | Method and apparatus for manufacturing sponge iron | |
SE435732B (en) | PROCEDURE FOR THE MANUFACTURING OF IRON | |
US4362555A (en) | Method and apparatus for manufacturing sponge iron | |
SE429138B (en) | Process and device for the preparation of iron sponge | |
KR20190071371A (en) | Method and apparatus for refining reducing gas and apparatus for manufacturing molten iron comprising the same | |
SK140598A3 (en) | Method of producing liquid crude iron or liquid steel fabricated materials | |
GB2093070A (en) | Manufacturing sponge iron | |
CN100595143C (en) | Technique for purifying calcium carbide furnace gas | |
DE1040734B (en) | Process and device for the combustion or gasification of fuels | |
FI68083C (en) | REFERENCE TO A FRAME RELEASE | |
KR860000140B1 (en) | Apparatus for manufacturing sponge iron | |
GB2150590A (en) | Method and plant for reducing oxidic material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8006815-8 Effective date: 19930406 Format of ref document f/p: F |