Claims (12)
1. กรรมวิธีสำหรับปฏิกิริยารีดักชันโตยตรงของวัสดุเม็ดที่มี -เหล็กในกรรมวิธีลฟูอิไดซ์ -เบด แบบหลายขั้นตอนที่ซึ่งก๊าซที่รีฟอร์มอย่างน้อยบางส่วนปราศจาก CO2 จะถูกป้อนเข้าไปในบริเวณปฏิกิริยารีดักชันฟลูอิไดซ์เบด เพื่อเป็นรีดิวซึ่งก๊าซที่มี H2 และ CO และจะถูกนำออกไปทำนองเดียวกันกับก๊าซตอนบน และในที่นี้อย่างน้อยส่วนหนึ่งของก๊าซตอนบนรวมกับก๊าซที่รีฟอร์ม จะใช้สำหรับปฏิกิริยารีดักชันโดยตรง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่า ก่อนการขจัด CO2 จะทำให้ก๊าซที่รึีฟรอ์มเย็นลงค่อนข้างมากโดยการผสมกับก๊าซจากตอนบน และ CH4 และ N2 นอกเหนือจาก CO2 อย่างน้อยบางส่วนจะถูกขจัดออกโดยการดูดซับ ที่ควรใช้คือ โดยการดูดซับแบบความดัน -เหวี่ยง จาก 50 ถึง 100 % ของก๊าซที่รีฟอร์ม และจนถึง 100 % ของก๊าซจากตอนบน ซึ่งรีดิวซิ่งก๊าซที่ถูกทำให้ร้อนขึ้นและซึ่งก๊าซปลาย ทางที่ถูกแยกจากก๊าซที่รีฟอร์ม และ/หรือ ก๊าซตอนบน โดยการดูดซับจะใช้เป็นก๊าซให้ความร้อน1. A method for the direct reduction reaction of granular iron-containing materials in a multi-stage fluidized bed process where at least some of the reformed gas, free of CO2, is fed into the fluidized bed reduction zone to reduce the H2 and CO-containing gases, which are then similarly removed as the uptake gas. In this process, at least a portion of the uptake gas combined with the reformed gas is used for the direct reduction reaction. A characteristic feature is that, prior to CO2 removal, the reformed gas is significantly cooled by mixing with the uptake gas and CH4 and N2. In addition, at least some CO2 is removed by adsorption, preferably by centrifugal pressure adsorption, from 50 to 100% of the reformed gas and up to 100% of the uptake gas. The heated reducing gas and the terminal gas separated from the reformed gas and/or uptake gas by adsorption are used as heating gases.
2.กรรมวิธีตามข้อถือสิทธิข้อ 1 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าก๊าซปลายทางที่ถูกแยกออกจาก๊าซที่รีฟอร์ม และ /หรือ ก๊าซจากตอนบน โดยการดูดซับแบบความดัน- เหวี่ยง จะใช้เพื่อการให้ความร้อนแก่รีดิวซิ่งก๊าซ และ /หรือ เป็นก๊าซให้ความร้อนสำหรับกรรมวิธีการรีฟอร์มที่ดำเนินไปเพื่อการผลิตก๊าซที่รีฟอร์ม2. The process under claim 1, which is characterized by the terminal gas separated from the reformed gas and/or the upstream gas by centrifugal pressure adsorption, is used to heat the reducing gas and/or as a heat source for the ongoing reforming process to produce the reformed gas.
3. กรรมวิธีตามข้อถือสิทธิข้อ 1 หรือ 2 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าก่อนการขจัด CO2 นั้นจะทำให้ก๊าซที่รีฟอร์มเย็นลง ให้ถึงอุณหภูมิในช่วงระหว่าง 20 และ 100 /ซ โดยเฉพาะระหว่าง 30 และ 50 /ซ.3. The process under claim 1 or 2, which is characterized by the fact that prior to CO2 removal, the reformed gas is cooled to a temperature between 20 and 100°C, particularly between 30 and 50°C.
4. กรรมวิธีตามข้อถือสิทธิข้อ 1 ถึง 3 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าปฏิกิริยารีดักชันโดยตรงของวัสดุเม็ดที่มี-เหล็ก จะดำเนินไปในบริเวณปฏิกิริยารีดักชันแบบฟลูอิไดซ์เบดจำนวนมากที่เชื่อมต่อลำดับเป็นอนุกรม ในที่นี้วัสดุเม็ด - ละเอียดที่มี -เหล็ก จะถูกนำจากบริเวณฟลูอิไดซ์เบดไปยังบริเวณฟลูอิไดซ์เบดโดยแรงโน้มถ่วงจากด้านบนลงด้านล่าง และรีดิวซิ่งก๊าซจากบริเวณฟลูอิไดซ์เบดไปยังบริเวณฟลูอิไดซ์เบดในทิศทางตรงกันข้าม รีดิวซิ่งก๊าซที่ใช้ระหว่างปฏิกิริยารีดักชันโดยตรงที่ถูกนำออกจากส่วนบนสุดของบริเวณปฏิริยารีดักชันแบบฟลูอิไดซ์เบดไปเป็นก๊าซตอนบนที่ถูกผสมด้วยก๊าซที่รีฟอร์มและใช้เป็นรีดิวซิ่งก๊าซ4. Any of the processes described in claims 1 through 3, characterized by the direct reduction reaction of the iron-containing granular material proceeding in a series of fluidized bed reduction zones, where the iron-containing granular material is gravity-driven from top to bottom in the fluidized bed zones, and reducing gases are moved from fluidized bed zone to fluidized bed zone in the opposite direction. The reducing gases used during the direct reduction reaction are removed from the top of the fluidized bed reduction zones and used as upstream gases mixed with reforming gases and used as reducing gases.
5.กรรมวิธีตามข้อถือสิทธิข้อ 1 ถึง 4 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าการให้ความร้อนแก่รีดิวซิ่งก๊าซจะเกิดผลได้ในสองขั้นตอน นั้นคือ ในขั้นตอนที่หนึ่ง (19) โดยการแลกเปลี่ยนความร้อน และในขั้นตอนที่สอง (31) โดยการเผาไหม้บางส่วนโดยวิถีทางการใช้ออกซิเจนที่ได้นำเข้าไปในอย่างน้อยส่วนหนึ่งของรีดิวซิ่งก๊าซ ( รูปที่ 2)5. Any of the claims 1 through 4, which is characterized by the heating of the reducing gases to be accomplished in two steps, namely, in the first step (19) by heat exchange and in the second step (31) by partial combustion by a pathway through which at least part of the oxygen has been introduced into the reducing gases (Figure 2).
6.โรงงานสำหรับการดำเนินงานของกรรมวิธีตามข้อถือสิทธิข้อ 1 ถึง 5 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งประกอบรวมด้วยเครื่องปฏิกรณ์ (reactor) ฟลูอิไดซ์เบด (1 ถึง 4) จำนวนหนึ่งสำหรับการรับวัสดุที่มีเหล็ก -ออกไซด์ , ท่อป้อนรีดิวซิ่ง -ก๊าซ (18) โดยจะนำไปยังเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์ออกจากเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด (1) จะถูกจัดเรียงไว้ลำดับแรกในทิศทางการไหลของวัสดุโดยเครื่องรีฟอร์มก๊าซ (10), ท่อก๊าซ -ที่รีฟอร์ม(13) จะแยกออกจากเครื่องรีฟอร์มก๊าซ (10) และรวมเข้ากับท่อก๊าซ-จากตอนบน (8) รีดิวซึ่งก๊าซที่เกิดขึ้นจากก๊าซที่รีฟอร์มและก๊าซจากตอนบนและผ่านเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด (4) โดยผ่านท่อป้อนรีดิวซิ่ง -ก๊าซ (18) และโดยประกอบรวมด้วยโรงงานขจัด CO2 (16) ที่มีลักษณะเฉพาะที่ว่าโรงงานขจัด CO2 จะถูกสร้างขึ้นเป็นโรงงานการดูดซับแบบความดัน-เหวี่ยง และจะถูกใส่ลงพร้อมด้วยของผสมก๊าซตอนบนและก๊าซที่รีฟอร์มแล้วจะถูกทำให้เย็นลงอย่างมากโดยของผสม และซึ่งท่อที่นำก๊าซที่ได้ทำไปปลอดจาก CO2 แล้วจากโรงงานการดูดซับ (16) ไปยังวิถีทางการให้ความร้อน (19) และท่อปล่อยก๊าซปลายทาง (16") โดยจะปล่อยก๊าซปลายทางที่ผ่านการแยกโดยโรงงานการดูดซับ (16) เพื่อจะนำไปยังวิถีทางการให้ความร้อน6. A plant for the operation of any of the processes under Reservations 1 through 5, which includes a number of fluidized bed reactors (1 through 4) for receiving iron-oxide material, a reducing-gas feed (18) which is directed to the fluidized bed reactor (1) and is first in the direction of material flow by the reforming gas (10), a reforming gas (13) which is separated from the reforming gas (10) and merged with the upper reducing gas (8) which is then reduced by the reforming gas and upper reducing gas and passed into the fluidized bed reactor (4) through the reducing-gas feed (18), and which includes a CO2 removal plant (16) characterized by the CO2 removal plant being constructed as a pressure-centrifugal adsorption plant. It is fed in along with the upper gas mixture, and the reformed gas is greatly cooled by the mixture, and pipes carry the CO2-free gas from the adsorption plant (16) to the heating pathway (19) and the terminal discharge pipe (16"), where the terminal gas, separated by the adsorption plant (16), is discharged to the heating pathway.
7. โรงงานตามข้อถือสิทธิข้อ 6 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าดรงงานการดูดซับ (16) จะถูกเลี่ยงผ่านไปโดยวิถีทางของท่อแขนงของก๊าซ- ตอนบน (22) รวมทั้งทางเลือกโดยท่อแขนง (21) ที่นำก๊าซที่รีฟอร์มา ซึ่งแยกจากท่อก๊าซ -ที่รีฟอร์ม (13)7. The plant under claim 6 is characterized by the adsorption plant (16) being bypassed by the upper gas-branch route (22), including an alternative bypass by the branch route (21) that brings reformed gas, separated from the reformed gas-branch route (13).
8. โรงงานตามข้อถือสิทธิข้อ 6 หรือ 7 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าท่อปล่อยก๊าซ -ปลายทาง (16") จะถูกเชื่อมต่อ - การไหลกับวิถีทางการให้ความร้อนของเครื่องรีฟอร์มก๊าซ (10)8. A plant under claim 6 or 7 which is characterized by the discharge pipe - end (16") being connected - flow to the heating path of the reformer gas (10).
9. โรงงานตามข้อถือสิทธิข้อ 6 ถึง 8 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าท่่อปล่อยก๊าซปลายทาง (16") จะถูกเชื่อมต่อ - การไหลกับวิถีทางการให้ความร้อน (19) สำหรับรีดิวซิ่งก๊าซ9. Any plant under any of the claims 6 through 8 which is characterized by a terminal discharge pipe (16") being connected - flow to the heating pathway (19) for reducing gas.
10.โรงงานตามข้อถือสิทธิข้อ 6 ถึง 9 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าในท่อป้อนก๊าซที่นำไปสู่โรงงานการดูดซับจะติดไว้ด้วยเครื่องหล่อเย็นก๊าซ (17)10. Any plant under any of the claims 6 through 9 which is characterized by the gas feed pipes leading to the absorption plant being fitted with gas coolers (17).
11. โรงงานตามข้อถือสิทธิข้อ 6 ถึง 10 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด (1ถึง 4) จำนวนหนึ่งจะต่อลำดับกันเป็นอนุกรม วัสดุที่มี -เหล็ก -ออกไซด์ จะถูกนำออกเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด (1) ไปยังเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด (2,3,4) โดยผ่านท่อลำเลียง (6)ในทิศทางหนึ่งและรีดิวซิ่งก๊าซจะถูกนำจากเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไซด์เบด (4) ไปยังเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด (3,2,1) โดยผ่านท่อเชื่อมโยง (20) ในทิศทางตรงกันข้าม และในที่นี้ภายในแต่ละเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด (1 ถึง 4 ) ได้ติดตั้งไว้ด้วยไซโคลนสำหรับการแยกอนุภาคละเอียดที่ติดมากับรีดิวซึ่งก๊าซ11. One of the plants under claims 6 through 10 is characterized by a series of fluidized bed reactors (1 through 4) connected in sequence. The material containing -iron-oxide is removed from fluidized bed reactor (1) to fluidized bed reactors (2, 3, 4) through a conveyor (6) in one direction, and the reducing gas is moved from fluidized bed reactor (4) to fluidized bed reactors (3, 2, 1) through a connecting pipe (20) in the opposite direction, and within each fluidized bed reactor (1 through 4) is fitted with a cyclone for separating fine particles attached to the reducing gas.
12. โรงงานตามข้อถือสิทธิข้อ 6 ถึง 11 ข้อใดข้อหนึ่ง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ว่าได้มีการจัดเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (19) ไว้เป็นวิถีทางการให้ความร้อนสำหรับการรีดิวซึ่งก๊าซและได้จัดวิถีทางการเผาไหม้บางส่วน (31) ให้เป็นอนุกรมกับเครื่องนั้นสำหรับรีดิวซิ่งก๊าซกับท่อป้อนออกซิเจน (32) ( รูปที่ 2)12. Any plant under any of the claims 6 through 11 that is characterized by the arrangement of a heat exchanger (19) as a heating pathway for reducing the gas and the arrangement of a partial combustion pathway (31) in series with it for reducing the gas with an oxygen feed pipe (32) (Figure 2).