TW202330942A - 用於操作豎爐設備之方法 - Google Patents

用於操作豎爐設備之方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202330942A
TW202330942A TW111136779A TW111136779A TW202330942A TW 202330942 A TW202330942 A TW 202330942A TW 111136779 A TW111136779 A TW 111136779A TW 111136779 A TW111136779 A TW 111136779A TW 202330942 A TW202330942 A TW 202330942A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ammonia
shaft furnace
gas
furnace
plant
Prior art date
Application number
TW111136779A
Other languages
English (en)
Inventor
克勞斯 彼德 金瑟爾
吉勒斯 卡斯
約翰尼斯 慕茲
米利亞 伐洛莉亞斯
費南德 狄德隆
Original Assignee
盧森堡商保羅伍斯股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 盧森堡商保羅伍斯股份有限公司 filed Critical 盧森堡商保羅伍斯股份有限公司
Publication of TW202330942A publication Critical patent/TW202330942A/zh

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
    • C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
    • C01B3/047—Decomposition of ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C21B13/029—Introducing coolant gas in the shaft furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/06—Making pig-iron in the blast furnace using top gas in the blast furnace process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0266—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step
    • C01B2203/0272—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step containing a non-catalytic decomposition step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0266—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step
    • C01B2203/0277—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a decomposition step containing a catalytic decomposition step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/66—Heat exchange
    • 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
    • C21B2100/80—Interaction of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel with other processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

本發明提出一種用於操作包含豎爐及氨重組設備的豎爐設備的方法，該方法包括以下步驟：(a)使氨流供給到氨重組設備；(b)在氨重組設備中裂解該氨流以生產還原氣體流；(c)使含金屬氧化物的爐料，例如含氧化鐵的爐料及還原氣流供給到豎爐；(d)藉由含金屬氧化物的爐料和還原氣流之間的反應來還原豎爐內部的金屬氧化物，其中還原氣體包含少於15%的氨，較佳少於10%的氨。本發明也涉及一種配置成實施這種方法的豎爐設備。

Description

用於操作豎爐設備之方法
本發明大體上涉及一種用於操作豎爐設備的方法以及這種豎爐裝置。具體而言，本發明涉及一種用於操作鼓風爐設備或包含直接還原反應器的設備的方法。
隨著巴黎協定及近乎全球對排放行動需求的共識，每個工業部門都迫切研究開發提高能源效率及減少CO 2輸出的解決方案。
在這種情況下，鐵冶金領域的參與者已開發出新穎方法以減少鼓風爐煉鐵路線的環境足跡。事實上，儘管有替代方法，如廢料熔融或在電弧爐內直接還原，然而鼓風爐(BF)目前仍作為最廣泛使用於鋼鐵生產的方法，且多年來，人們一直努力減少鼓風爐的CO 2排放，以便有助於全球減少CO 2排放。
焦煤為鼓風爐煉鐵的主要能源輸入。從CO 2以及往往從經濟的觀點來看，這是不太有利的能源。
主要為了減少使用的焦煤量，制定一種從鼓風爐中回收鼓風爐爐頂氣、對其進行處理以提高其還原潛力，並使其回注到鼓風爐中以協助還原方法的策略。一種實現該目的之方法為藉由變壓吸附(PSA)或真空變壓吸附(VPSA)來降低鼓風爐氣中的CO 2含量。PSA/VPSA裝置生產富含CO及H 2的第一氣流以及富含CO 2及H 2O的第二氣流。第一氣流可用作還原氣體並供給回鼓風爐。儘管PSA/VPSA裝置可使鼓風爐氣中的CO 2含量從約40 mol-%減少到約5 mol-%，然而該等裝置的購置、維護及操作都非常昂貴，且也需要大量空間。
在減少CO 2排放的情況下，也進行相當多的努力以減少用於鼓風爐本身操作的含碳燃料的使用。現今廣泛採用的是以其他能源替代焦煤，主要是在風口高度處注入。由於成本原因，因此主要注入粉煤。此外又或者，呈烴、氣態氫H 2或其混合物形式之具有增加的氫含量的燃料主要使用於天然氣價格低的國家。富熱值的氫氣及烴具有作為輔助燃料注入鼓風爐風口的潛力。
這些輔助燃料對鼓風爐煉鋼的CO 2排放有正面影響，但由於方法原因，因此其使用受到限制，且這些限制目前已經常達到。事實上，愈多的氫氣參與，大體上鼓風爐操作的CO 2還原潛力就愈高。然而，通過風口注入冷H 2及/或烴以及大量粉煤(PCI)會導致RAFT(槽板絕熱火焰溫度)顯著下降。為了增加RAFT，需要更高的富氧，但受到爐頂氣溫度的限制。因此，僅有相對少量的冷H 2及/或烴可通過風口注入鼓風爐，這限制此技術的CO 2減排潛力。
另外，在一些國家，並無足夠的綠能可用於滿足煉鋼設備的需求。另外，氫氣的生產及/或進口非常昂貴及困難，需要特定的基礎設施。因此，仍需要替代方法供應富氫氣體到豎爐，具體而言到鼓風爐。
技術問題
因此，本發明的目的為提供一種用於操作豎爐設備的方法以及相應的豎爐設備，其減少操作豎爐所生產的CO 2排放且至少部分地克服上述問題。
此目的藉由如申請專利範圍第1項的方法及如申請專利範圍第15項的豎爐設備達成。 發明之一般描述
為了達成該目的，本發明在第一態樣中提出一種用於操作包含豎爐及氨重組設備的豎爐設備的方法，該方法包含以下步驟： a.   使氨流供給到氨重組設備； b.   在氨重組設備中裂解氨流以生產還原氣體； c.   使含金屬氧化物的爐料供給到豎爐； d.   藉由該金屬氧化物的爐料和還原氣體之間的反應來還原豎爐內的金屬氧化物。
根據本發明，還原氣體包含小於15 mol-%的氨，較佳小於10 mol-%的氨。雖然該方法可應用於從相應含金屬氧化物的爐料生產其他金屬(如鉛或銅)，但豎爐較佳用於生產鐵(從含氧化鐵的爐料)，例如諸如生鐵、爐渣、直接還原鐵(海綿鐵)、熱壓鐵(HBI)等。
本方法具體適用於其中豎爐為直接還原反應器或鼓風爐的較佳具體實例。然而，可實施此方法以操作包含任何類型豎爐的豎爐設備。
在本文揭示的上下文中，還原氣體涉及在氧化的同時能夠還原含金屬氧化物/氧化鐵的爐料，從而生產金屬/鐵的氣體。在本文中，氨裂解也可稱作氨重組，使得還原氣體也可稱作裂解氨，且未反應的氨可稱作未裂解氨或未重組氨。
在本文揭示的上下文中，含氧化鐵的爐料涉及包含以下的材料：氫氧化鐵、氧化鐵-氫氧化物、氧化鐵，諸如鐵(II)或鐵(III)的氧化物及/或鐵(II)及鐵(III)的混合氧化物。含氧化鐵的爐料可涉及可從中經濟取出金屬鐵的鐵礦石。這些鐵礦石通常富含呈現以下形式的氧化鐵：磁鐵礦(Fe 3O 4，72.4 wt.-% Fe)、赤鐵礦(Fe 2O 3，69.9 wt.-% Fe)、針鐵礦(FeO(OH)，62.9 wt.-% Fe)、褐鐵礦(FeO(OH)·n(H 2O)，55 wt.-% Fe)或菱鐵礦(FeCO 3，48.2 wt.-% Fe)。含氧化鐵爐料也可包含直接還原鐵(海綿鐵，DRI)、熱壓鐵(HBI)、廢料或其混合物。
在本文揭示的上下文中，重組設備為氨重組設備(也稱作氨裂解設備)，且包含至少一個配置為根據以下反應來重組(即裂解)氨的重組器：2 NH 3→ N 2+ 3 H 2。換句話說，重組設備為氨裂解之處。
在具體實例中，使其他還原劑及/或滲碳劑及/或燃料以及還原氣體或其混合物供給到豎爐。
在本文揭示的上下文中且在豎爐為鼓風爐的情況下，典型的還原劑及滲碳劑為焦煤，該焦煤與含鐵材料及在鼓風爐的風口處注入的材料一同裝入鼓風爐的頂部，該材料諸如為粉煤、天然氣、焦爐氣、生質氣、合成氣、木炭等。
在本文揭示的上下文中且在直接還原爐的情況下，典型的還原劑及滲碳劑為天然氣及合成氣(由含烴氣體，諸如天然氣的重組生產的氣體，其主要含CO、H 2及少量的CH 4、N 2、H 2O、CO 2等)。
在具體實例中，氨重組設備可包含複數個重組器，這些重組器彼此串聯或並聯排列；或者氨重組設備可包含複數個重組器，這些重組器排列形成至少兩個重組器串聯，該至少兩個重組器串聯彼此並聯。在其中氨重組設備包含一個以上重組器的具體實例中，這些重組器可彼此相同或不同。在氨重組設備中，重組器的確切數量、類型及排列可有利地根據所生產的還原氣體隨後向豎爐的供給而進行調整，以滿足對所生產的還原氣體的要求(例如諸如溫度、氨的殘餘量)。
在另一態樣中，本發明也提出一種豎爐設備，其包含： 豎爐；及 氨重組設備，其具有氣體入口及氣體出口，氣體入口與氨源及/或熱交換器流體連接，且氣體出口與豎爐流體連接。
有利地，豎爐設備配置成藉由實施根據第一態樣的方法來操作，且如以下更詳細地描述。
因此，本文揭示提出一種整合方法及相應的設備，其能以減少的焦化率及/或其他碳源率、較小的CO 2足跡及現有基礎設施的最佳化使用來操作豎爐。
本方法提出使用氨作為一種新穎、簡單且經濟的能源載體，理想地適用於煉鋼工業的要求，且更特定而言適用於豎爐，其目的為減少CO 2排放同時保持大部分現有基礎設施。
事實上，本案發明人已發現這種操作方法非常適合各國的CO 2精益能源(lean energy)戰略。氨的運輸可在非常類似於專用於運輸液化天然氣(LNG)或液化石油氣(LPG)的裝置中實現，現有基礎設施也可相對容易地調整，這是因為氨的液化溫度在環境壓力下為-33°C。因此，這與典型的LPG及/或LNG裝置兼容。
為了減少鋼廠的CO 2排放，氨可直接用作燃燒器，諸如在熱爐廠、再加熱爐等及熱電廠的燃燒器中的額外燃料氣體。當直接在燃燒器中使用氨時，人們將面臨與富氮燃料氨的燃燒相關的NOx排放問題。當如上所述使裂解的熱氨作為還原劑(即作為還原氣體)供給到豎爐時，可避免此類問題。離開豎爐的剩餘還原氣體會使H 2、H 2O及N 2組分加入到離開的爐頂氣中。H 2O冷凝後，離開的爐頂氣僅將富含N 2及H 2，在其燃燒期間對NOx的形成影響最小。其甚至具有正向效果，即離開的爐頂氣具有增加的較低熱值，從而導致更高的效率，並因此減少下游爐及使用離開豎爐的爐頂氣的熱電廠的能耗。
因此，所提出的方法的主要好處為確定一種提高鋼廠，且特定而言豎爐中氨利用效率的方法，以進一步減少CO 2排放。
另一個優點為藉由重組(即裂解)方法從氨生產具有高氫(H 2)含量的合成氣為高效的。
另外，氨的裂解為高度吸熱的反應，其需要大量的能量(即約2.5 MJ/Nm 3的NH 3)來進行。因此，在豎爐中注入未裂解的熱氨可在熱學上與注入冷N 2及冷H 2進行比較，且因此會大大減少注入點的溫度，從而減緩還原氣體和含氧化鐵的爐料之間的反應。需要裝入更多的焦煤以補償由於未裂解氨的注入而生產的冷卻效果，從而對CO 2減排潛力生產負面影響。因此，在豎爐外部裂解氨防止消耗額外的含碳還原劑來操作豎爐，從而減少更多豎爐設備的CO 2排放。
另外，由於氨的裂解發生在豎爐外部，因此可更好地監測及控制反應，使得操作員總是可知道供給到豎爐的還原氣體的組成(即H 2及N 2的量以及可能未反應的殘留NH 3的量)，從而更好地控制鐵生產。
在具體實例中，氨重組設備中的氨轉化率隨時間恆定，從而確保供給到豎爐的還原氣體呈現相同的還原電位，因此確保注入豎爐中的還原氣體的穩定品質及特性。
或者，動態調整還原氣體的還原電位及其他特性(例如諸如溫度、壓力)以滿足豎爐要求的變化。當含氧化鐵的爐料的供給並非隨時間恆定時，及/或當生產期間需要在不必停止豎爐的情況下調整所生產的鐵的品質時，這樣的調整是特別令人感興趣的。
根據本發明的操作方法及豎爐裝置的主要優點及益處可總結如下： -    現有基礎設施的再利用； -    與氫氣運輸相比，運輸具有成本效益，這是因為氨在體積上具有比氫氣更高的能量密度； -    提高豎爐操作中氨利用的效率。
用於操作豎爐的本方法以及當前揭示的豎爐設備的這些及進一步的優點將在以下進一步詳述。
如上所述，氨的裂解根據以下反應方案進行：2 NH 3→ N 2+ 3 H 2。氨的裂解(即重組)需要高活化能，這使得使用催化劑是有用的。在高溫下，一般在注入豎爐所需的溫度下，諸如約700℃到1000℃，氨分解(即裂解或重組)也可在不使用催化劑的情況下進行。然而，氨的非催化重組可能需要氨在氨重組設備的至少一個重組器內有更長的停留時間，因此將需要更大的重組器。
因此，可催化或非催化地進行氨的重組(即裂解)。
另外，使用催化劑將能在較低溫度下提供氨分解(即重組或裂解)所需的吸熱。這一點尤為重要，因為裂解(即重組)需要非常高的能量，類似於使氨從環境溫度加熱到大約1000°C所需的能量。因此，在相對低的溫度下，即低於約900°C或甚至低於約700°C下進行重組步驟將有助於提高方法的熱效率。因此，在具體實例中，有利地催化進行氨重組設備中氨的裂解以生產還原氣流。
現今，用於氨裂解(即氨重組)的催化劑的開發仍在進行。任何種類的催化劑都可用於本方法，例如諸如鎳基催化劑或在高溫下，即在高達約1000°C的溫度下工作的任何催化劑。然而，在接近可能的熱力學溫度，即在氨的高轉化率為約500℃的溫度下工作的催化劑的使用，可有利地用於重組器中以提高其熱效率。
有利地，重組方法期間的氨轉化率應盡可能高，因為這意指還原氣體中的氫氣H 2的濃度較高，且殘餘氨NH 3的濃度較低。這一點尤其重要，這是因為氨的分解是吸熱的，因此其會冷卻豎爐內部的氣氛，並因而對豎爐方法生產負面影響。事實上，當以絕熱轉化氨時，具有10 mol-%氨的還原氣體會減少其溫度約40°C。
本案發明人驚奇地發現，當以本方法操作豎爐設備時，在還原氣體中具有殘餘量的氨是沒有問題的，也毋須在低溫下進行氨重組(即裂解)，這是因為所得還原氣體需要具有高溫，一般高於800°C以使其注入豎爐。
如上所述，還原氣體可包含氨，即未裂解(或未重組)的氨。根據豎爐的要求，還原氣體可包含不同程度的殘餘氨，諸如小於15 mol-%的氨、小於10 mol-%的氨或甚至小於5 mol-%的氨。由於氨重組方法不需要完成，因此在豎爐中高效利用氨以減少CO 2足跡是一種輕鬆妙處。
較佳地，重組過程的溫度，即氨進行裂解的溫度，可基本上對應於使還原氣體供給到豎爐的溫度。
較佳地，重組方法的壓力，即進行裂解的壓力對應於鼓風爐的爐頸高度處的壓力加上管道和重組器中的壓力損失。在重組設備入口處的一般壓力程度將低於約15 barg，更特定地低於12 barg。
有利地，氨重組設備可包含熱交換器，該熱交換器排列成使冷卻能量供應到鋼廠中的用戶，諸如房間空調、冷卻水冷卻等，且該冷卻能量是由從氨儲存裝置提供到至少一個重組器的氨流的加熱及可能蒸發而生產。
或者及/或此外，在進入重組器之前，在熱交換器中以來自氨重組器的煙道氣及/或以來自特定用於該目的燃料氣體的燃燒的煙道氣來加熱氨。
熱交換器可為不同的類型，諸如管束型、板式熱交換器等。
在較佳的具體實例中，本方法進一步包含收集從豎爐收集爐頂氣流並在氨重組設備的燃燒器中燃燒爐頂氣流的步驟。在本文中，爐頂氣涉及在豎爐的頂部離開的氣體，例如諸如在其中豎爐為鼓風爐的具體實例中的鼓風爐氣，且也可稱作豎爐氣。或者或此外，在氨重組設備的燃燒器中可使用鋼廠氣體、氨本身及/或生物燃料，諸如生質氣、生物質等或其混合物。
如上所述，氨的加熱及裂解(即重組)消耗大量的能量。使氣態氨在約25°C加熱到950°C，並使其重組(即裂解)為氫氣H 2及氮氣N 2需要約4.5 MJ/Nm 3的氨NH 3。有利地，這種能量可藉由在氨重組設備的燃燒器中燃燒來自豎爐的爐爐頂氣來供應，從而能讓出於冶金原因使豎爐氣的能量直接循環到豎爐，而非使其用於具有低能量效率的電能生產。由於毋須在重組設備的燃燒器中燃燒額外的含碳燃料氣體，因此使用本發明的操作豎爐設備的方法可實現進一步的CO 2減排。或者或此外，在氨重組設備的燃燒器中使用鋼廠氣體、氨本身及/或生物燃料，諸如生質氣、生物質等或其混合物。
根據較佳的具體實例，還原氣體的供給直接通過豎爐的爐頸進行。在其中豎爐為直接還原反應器的具體實例中，這意指還原氣體較佳地注入反應器的還原區，即既不注入喉部也不注入冷卻區。在豎爐為鼓風爐的具體實例中，這意指還原氣體可在爐頸高度處注入，即在熱風高度上方，較佳地在黏結區上方的氧化亞鐵的氣固還原區內注入。在鼓風爐的爐頸高度處注入所生產的還原氣體可讓焦化率，即每噸生鐵所生產的焦煤及/或其他碳源的量顯著降低。
或者或此外，可在鼓風爐的風口高度處，較佳地在裂解後的高溫下供給還原氣體。雖然通過風口注入還原氣體可增加鼓風爐操作的氧氣需求，從而大體上降低輔助燃料加入的可能性，但可有利地在裂解後在風口高度處在高溫下注入含有裂解氨的還原氣體，加入或不加入O 2以加熱到槽板中的火焰溫度，或進行或不進行電漿加熱以達到爐外的火焰溫度。因此，可在風口高度處注入含有裂解氨的還原氣體，在下部爐頸處注入或不注入(還原)氣體。另外，在再循環及冷卻(冷凝)豎爐爐頂氣的爐頸上部高度處，含裂解氨的還原氣體可在風口高度處注入或不住入，含裂解氨的還原氣體先前已直接及/或間接加熱到700到1000°C。
在較佳的具體實例中，除了在鼓風爐的爐頸處注入的還原氣體之外，也使輔助燃料供給到鼓風爐。輔助燃料可有利地為粉煤、天然氣、焦爐氣及/或氫氣。在豎爐且尤其是鼓風爐的爐頸中還原氣體的注入允許從更高的風口注入粉煤、天然氣且尤其是氫氣或其他材料。事實上，作為還原氣體的裂解氨的爐頸注入(或供給)增加爐頂氣溫度，從而能讓在風口高度處有更高的富氧，因此能有更高的輔助燃注入，諸如PCI、NG、COG及氫氣。如上所述，也可在風口高度處加入裂解氨及/或含氨的還原氣體(作為輔助燃料)，加入或不加入O 2，加入或不加入額外的電漿加熱，在下部爐頸處注入或不注入還原氣體。因此，過量的焦煤可由富氫輔助燃料代替，從而使得進一步降低鼓風爐還原劑的碳含量(即降低所需焦煤的量)並因此減少CO 2排放。
根據一些具體實例，除了還原氣體之外，合成氣流也供給到豎爐。在這樣的具體實例中，鐵還原也藉由合成氣流和含氧化鐵的爐料之間的反應生產。
合成氣流可有利地藉由重組工業氣體(例如諸如豎爐爐頂氣、蒸汽及/或鹼性氧氣爐氣)及燃料氣(例如諸如焦爐氣、天然氣、甲烷及/或生質氣)來生產。
根據相同或替代的具體實例，HBI及/或廢料可作為含氧化鐵的爐料的一部分而供給到鼓風爐。
HBI是一種令人關注的能量運輸形式，因為其結合運輸便利性及高能量密度。事實上，HBI的壓縮形式便於其操作及運輸，因此其可使用現有的基礎設施來運輸。HBI為壓縮的直接還原鐵，即預處理的鐵礦石，HBI的運輸有利地使作為含氧化鐵的爐料在鼓風爐中供給的原料的運輸與能量的運輸相結合，同時避免與未還原的礦石結合的氧的運輸。事實上，由於HBI為預處理的鐵礦石，因此在鼓風爐中獲得完全處理的鐵所需的能量較少，這是因為HBI已具有高含量的金屬鐵。
為了實現重要的CO 2減排，較佳以綠色氫氣生產HBI。或者，其也可由天然氣藉由使碳捕獲應用到氫氣及/或DRI生產方法來生產。
裝入鼓風爐中的HBI的另一個優點為可使用相對低等級的礦石來製造HBI。這是因為HBI將在鼓風爐中熔化，鐵及爐渣在鼓風爐中將照常分離。因此，可使用導致較鼓風爐渣生成率及較高雜質的較低品質原料，如使用電弧爐(EAF)技術的電煉鋼所需的HBI。換句話說，使品質不足以用於EAF技術的HBI有利地用作將供給到鼓風爐中的含氧化鐵的爐料的一部分，從而進一步降低豎爐設備的能耗及其CO 2排放。
另外，如上所述，使裂解(或重組)氨作為還原氣體供給到鼓風爐中能讓離開鼓風爐的爐頂氣的溫度更高。與不根據本方法操作的鼓風爐(即不注入裂解氨)相比，這種較高的爐頂氣溫度允許使用更多的HBI作為爐料。
在高HBI裝入速率下，可實現高CO 2減排。CO 2減排也可使用CO 2精益輔助燃料，例如諸如COG來實現。然而，當CO 2精益輔助燃料(諸如COG)與HBI一同使用時，傳統的鼓風爐操作方法會迅速達到其極限，且不會導致CO 2減排為一方面使用HBI(及裝入)及另一方面使用CO 2精益輔助燃料所能實現的減排的總和。事實上，以HBI裝入鼓風爐及使用CO 2精益輔助燃料兩者都會降低鼓風爐的爐頂氣溫度，因此不允許使兩種方法改進(HBI裝入及使用CO 2精益輔助燃料)的組合達到各自的最大程度。
當使通過鼓風爐的風口注入CO 2精益氣體燃料與鼓風爐的HBI裝入及熱還原氣體，諸如氨裂解產物(即裂解或重組氨)的爐頸注入相結合時，可獲得最佳的CO 2減排，這是因為還原氣體的爐頸注入有利地提鼓風爐頂氣溫度，從而平衡HBI裝入的冷卻效果及CO 2精益氣體燃料的使用。在特別較佳的具體實例中，在鼓風爐中使裂解(即重組)氨作為還原氣體的供給與輔助燃料，例如諸如焦爐氣(COG)的供給，以及與作為要在鼓風爐中熔化的含氧化鐵的爐料的一部分的HBI的供給相結合。根據這樣的具體實例，由於較高的爐頂氣溫度，生產較鼓風爐頂氣溫度的重組氨的爐頸注入能夠實現較高的HBI及COG速率，並因此導致較低的CO 2排放，具體而言可觀察到CO 2排放降低高達約38%，以及顯著的生產力提高。
「流體連接」乙詞是指兩個裝置藉由導管或管道連接，使得流體(例如氣體)可從一個裝置流到另一個裝置。此詞句包括用於改變此流動的手段，例如用於調節質量流量的閥或風扇、用於調節壓力的壓縮機等、以及控制元件，諸如對於豎爐整體的操作或豎爐設備內的每個元件的操作的適當控制所必需或期望的感測器、致動器等。
在本文中，「重組器」是指其中可進行重組方法的任何容器、器皿等，諸如重組器反應器或重組器器皿。
「爐頸供給」、「爐頸注入」、「使給…供給到爐頸」、「在爐頸高度處供給…」、「通過爐頸供給…」、「在爐頸高度處供給」或「在爐頸高度處注入」意指使材料(例如諸如氣體)直接注入到豎爐的爐頸。在豎爐為鼓風爐的具體實例中，這意指在熱風高度上方，即在爐腹上方，較佳在鼓風爐中的黏結區上方的氧化亞鐵的氣固還原區內注入材料。
在本文中，「供給到豎爐」及「注入到豎爐」以及「供給到豎爐」及「注入到豎爐」或「注入到豎爐中」分別作為同義詞使用並具有相同含義，這意指使材料注入豎爐。
在本發明上下文中的「約」是指給定數值涉及從該數值的-10%到+10%的值範圍，較佳地從該數值的-5%到+5%的值範圍。除非另有說明，否則本文中與元素及分子比例有關的所有百分比均表示為wt.-%，氣體成分除外，其中比例以mol-%表示。
從以下參考附圖對若干非限制性具體實例的詳細描述中，本文揭示的更多細節及優點將變得顯而易見。
下面，結合附圖示出用於操作爐頸及豎爐設備的方法的兩種不同變體。
圖1示出用於操作豎爐的本方法的第一具體實例的具體實例，其包含重組(即裂解)氨以生產第一還原氣體流(即裂解氨)，並注入第一還原氣體流通過豎爐的爐頸。
如圖1示意性所示，豎爐設備10包含豎爐12及包含與豎爐12流體連接的氨重組器的重組設備14。在頂端處，豎爐12大體上接收含氧化鐵的爐料16。在豎爐12的底端處，取出還原鐵及爐渣產物18。
輔助燃料30可注入豎爐12的下部。輔助燃料可包含焦爐氣、天然氣或任何其他通常用作操作豎爐的輔助燃料的氣體。
在頂端處，回收離開豎爐12的豎爐氣體32。回收的豎爐氣體32大體上在離開豎爐12時進行預處理。豎爐氣體32的預處理包含首先冷卻以減少其蒸氣含量，接著清潔，特具體而言除去灰塵及/或HCl及/或金屬化合物。在圖1的具體實例中，豎爐氣體32的冷卻及清潔發生在冷卻及清潔單元34中。
在冷卻及清潔單元34的下游處，豎爐氣體流分成至少兩個流。一個流稱作豎爐輸出氣體36且可供給到包含本豎爐設備10的設備的另一單元。另一個流38用作氨重組器14的燃燒器40中的燃料氣體的一部分，以生產必要的能量，從而進行氨的重組(即裂解)。
或者或此外，豎爐氣體的一部分可轉移到單獨單元(如熱交換器42)，接著注入豎爐12及/或重組器44的燃燒器。
豎爐氣體的另一部分可經由導管48及22直接引入氨重組器14。
豎爐氣(SFG)含高達約40%輸入豎爐的能量。為了減少基於豎爐的金屬(鐵)生產的CO 2足跡，一個重要策略為使此SFG盡可能多地用於冶金目的。因此，為了生產還原氣體的氨的重組或裂解應盡可能多地使用豎爐氣，以便提高豎爐金屬製造的CO 2減排潛力。
在爐頸高度處，豎爐12接收還原氣體20。還原氣體20在豎爐12內與含氧化鐵的爐料16反應，以生產還原氧化鐵及金屬鐵。將從爐子的下側處取出DRI 18。根據本發明具體實例，還原氣體20在重組設備14，即在氨重組器中生產。還原氣體20為裂解氨22，並包含N 2及H 2。重組過程根據以下反應發生： 2 NH 3→ N 2+ 3 H 2。
其可藉由氨重組器內部的高溫及/或藉由使用催化劑來維持，該催化劑例如諸如為鎳基催化劑或在高達1000°C或至少高達700°C的溫度下工作的任何催化劑。從與重組器流體連接的儲罐24供應氨22到氨重組器14。在此具體構造中，氨從儲罐24通過熱交換器46以使氨加熱到環境溫度。
現在轉到圖2，示出本豎爐設備10及其操作方法的第二具體實例。在此具體實例中，豎爐為鼓風爐112。
在其頂端處，鼓風爐112大體上接收來自料倉的焦煤(未示出)及礦石。礦石通常稱作含氧化鐵的爐料16。根據本發明具體實例，HBI 116也可作為要在其中熔融的含氧化鐵的爐料16的一部分供給到鼓風爐112的頂端。
在鼓風爐112的底端處，取出液態生鐵及爐渣(即鐵產物)18。鼓風爐112本身的操作眾所周知且在本文中將不進一步描述。
在鼓風爐112的下部，即在風口高度處，鼓風爐接收由包含多個考貝式爐(cowper)及輔助燃料30的熱風爐設備28所提供的熱風26。熱風26可包含空氣或富氧氣體。輔助燃料30可為粉煤、焦爐氣、天然氣、氫氣、塑膠廢料、油、褐煤、氨、裂解氨、或任何其他通常用作操作鼓風爐的輔助燃料的氣體。
在位於風口高度上方的爐頸高度處，鼓風爐112接收還原氣體20。根據本發明具體實例，還原氣體20在重組設備14，即在氨重組器中生產。還原氣體為裂解氨22，並包含N 2及H 2。氨重組器包含至少被供應燃料氣體的燃燒器40。
具有高含量氫氣的還原氣體20在爐頸高度處注入鼓風爐112。
在頂端處，回收離開鼓風爐112的鼓風爐氣體32。回收的鼓風爐氣體32大體上在離開鼓風爐112時進行預處理。鼓風爐氣體32的預處理包含首先冷卻以減少其蒸氣含量，接著清潔，特具體而言除去灰塵及/或HCl及/或金屬化合物。在圖2的具體實例中，鼓風爐氣體的冷卻及清潔發生在冷卻及清潔單元34中。或者，可使用單獨單元：第一單元執行冷卻，且第二單元(或多個第二單元)執行清潔，反之亦然。
在冷卻及清潔單元34的下游處，鼓風爐氣體流分成至少兩個流。一個流稱作鼓風爐輸出氣體36且可供給到包含本豎爐設備10的煉鋼設備的另一單元。另一個流38用作氨重組器14的燃燒器40中的燃料氣體的一部分，以生產必要的能量，從而進行氨的重組(即裂解)。
鼓風爐氣(BFG)含高達約40%輸入鼓風爐的能量。為了減少基於鼓風爐的鋼生產的CO 2足跡，一個重要策略為使此BFG盡可能多地用於冶金目的。因此，為了生產還原氣體的氨的重組或裂解應盡可能多地使用鼓風爐氣，以便提高鼓風爐煉鐵的CO 2減排潛力。
如上文參考圖2所述的豎爐設備10可根據本文所述的方法操作以生產鐵。表1為根據本方法的三個具體實例的鼓風爐的傳統操作(參考情況)與具有裂解氨(即第一還原氣體流)注入的鼓風爐操作的比較。 [表1]
項目 單位 參考情況 情況1：裂解氨注入 情況2：裂解氨注入+COG注入 情況3：裂解氨注入+COG注入+HBI
乾燥速率 ( 每噸鐵水 )               
HBI kg/t 0 0 0 407
總焦化率 kg/t 301 220 202 201
注煤率 kg/t 192 192 181 91
風口注入COG Nm 3/t 0 0 115 135
爐頸注入裂解氨 Nm 3/t 0 400 400 400
                 
鼓風條件               
自然乾燥鼓風體積 Nm 3/tHM 830 744 412 381
富氧 Nm 3/tHM 63 50 130 97
火焰溫度 °C 2239 2162 2149 2126
                 
爐頂氣               
CO mol-% 24.32 18.6 20.5 22.1
CO 2 mol-% 24.22 18.8 21.7 12.8
H 2 mol-% 3.8 15.1 22.8 29.7
N 2 mol-% 47.7 47.6 34.9 35.4
溫度 °C 125 220 169 162
體積(乾燥) Nm 3/tHM 1401 1455 1268 1187
低熱值(乾燥) kJ/Nm 3 3479 3969 5056 5997
                 
CO 2               
CO 2排放 kg/tHM 1973 1634 1528 1221
CO 2減排(相對於參考情況) %    17 23 38
對於不同情況下CO 2排放的計算，對於不同輸入材料考慮以下排放因子(表2)。 [表2]
材料 CO 2 排放
焦煤 4.17 kgCO 2/kg
粉煤 2.79 kgCO 2/kg
燒結礦 0.196 kgCO 2/kg
HBI 0 kgCO 2/kg*
COG 0 kgCO 2/Nm 3
BFG輸出 0 kgCO 2/Nm 3**
*通常，在HBI中有一些碳(約1.5 wt.-%)。在這種情況下，使用已無碳生產的綠色HBI。
**CO 2排放已歸因於鐵水
在參考操作中，鼓風爐僅在風口處注入焦煤及粉煤，而在情況1中，在鼓風爐的爐頸高度(即通過爐頸)處額外注入裂解氨。從情況1中可看出，藉由使400 Nm 3/tHM(Nm 3/t鐵水)的裂解氨通過爐頸注入，可使焦化率從301(作為參考)顯著降低到220 kg/tHM(情況1)。CO 2排放從1973年(作為參考)降低到1634 kg/tHM(情況1)，讓CO 2減排17%。以「/tHM」表示的速率涉及豎爐生產的每噸(公噸)鐵水。「Nm 3」涉及標準立方米，表示在正常條件下，即在0°C(273.15K)的溫度及1 atm(101.325 kPa)的絕對壓力下1立方米氣體的體積。
在情況2(表1)中，在鼓風爐的爐頸高度處注入裂解氨(如情況1)，並通過鼓風爐的風口注入焦爐氣(COG)。當增加輔助燃料(諸如COG)的注入時，必須增加氧氣的富集以便保持火焰溫度。使用PCI時火焰溫度通常高於2000°C，而不使用PCI時火焰溫度通常高於1800°C。
增加鼓風爐中的富氧意指減少將在鼓風爐中使用的天然鼓風(空氣)的量。因此，進入鼓風爐的熱風總量從830(作為參考)降低到412 Nm 3/tHM(情況2)。
從表1的情況2可看出，COG注入及粉煤注入同時進行是可能的，並允許約169°C的足夠爐頂氣溫度。COG注入能讓焦化率從220(情況1)進一步降低到202 kg/tHM(情況2)。因此，相關的CO 2排放從1634(情況1)降低到1528 kg/tHM(情況2)，相當於CO 2排放額外降低6%。相對於參考情況，情況2中的CO 2排放降低23%。
在表1中所示的最後一個情況(情況3)中，除了注入裂解氨及COG之外，也使HBI作為含氧化鐵的爐料的一部分供給。供給HBI能減少煤率(即粉煤注入速率)，同時相對於情況2(202對201 kg/tHM)保持基本上相同的焦化率，這是預期的且相當於鼓風爐可操作的最小焦化率，從而能確保氣-固-液反應器所需的滲透性。可看出，由於整體碳輸入減少，因此CO 2足跡進一步減少。CO 2排放僅為1221 kg/tHM，相對於參考情況相應地減少38%的CO 2排放。
當閱讀表1時，可看出以裂解氨替代一些焦煤增加爐頂氣的低熱值，從而允許在電廠及/或其他爐在下游利用爐頂氣(即鼓風爐氣)中增加效率。藉由注入焦爐氣(COG)作為輔助燃料及/或注入HBI作為含氧化鐵的爐料來進一步減少焦化率，使得爐頂氣的低熱值進一步提高。
雖然已在附圖及前面的描述中詳細說明及描述本發明，但這樣的說明及描述將視為說明性或示例性而非限制性的；本發明不限於所揭示的具體實例。本發明所屬技術領域中具有通常知識在實施所請發明時，藉由研究附圖、揭示內容及所附申請專利範圍，可理解及實現對所揭示的具體實例的其他變化。
10:豎爐設備 12:豎爐 14:氨重組設備/重組器 16:含氧化鐵的爐料 18:鐵產物 20:還原氣體 22:氨NH 324:氨NH 3儲罐 26:熱風 28:熱風爐設備 30:輔助燃料 32:鼓風爐氣 34:冷卻及清潔單元 36:輸出氣體 38:預處理的鼓風爐氣 40:燃燒器 42:熱交換器 44:重組器 46:熱交換器 48:導管 112:鼓風爐 116:熱壓鐵(HBI)
現在將以示例的方式參考附圖描述本文揭示的較佳具體實例，其中： [圖1]為配置成實施本豎爐操作方法的豎爐設備的第一變體的具體實例的示意圖；及 [圖2]為配置成實施本豎爐操作方法的豎爐設備的第二變體的具體實例的示意圖。
10:豎爐設備
12:豎爐
14:氨重組設備/重組器
16:含氧化鐵的爐料
18:鐵產物
20:還原氣體
22:氨NH3
24:氨NH3儲罐
30:輔助燃料
32:鼓風爐氣
34:冷卻及清潔單元
36:輸出氣體
38:預處理的鼓風爐氣
40:燃燒器
42:熱交換器
44:重組器
46:熱交換器
48:導管

Claims (18)

  1. 一種用於操作包含豎爐(12)及氨重組設備(14)的豎爐設備(10)之方法，該方法包含以下步驟： a.   使氨流(22)供給到該氨重組設備(14)； b.   在該氨重組設備(14)中裂解該氨流(22)以生產還原氣體(20)； c.   使含氧化鐵的爐料(16)及該還原氣體(20)供給到該豎爐(12)； d.   藉由該含氧化鐵的爐料(16)和該還原氣體(20)之間的反應來還原該豎爐(12)內部的氧化鐵， 其中該還原氣體(20)包含少於15%的氨，較佳少於10%的氨。
  2. 如請求項1之方法，其中步驟b)中的該裂解是以催化方式進行。
  3. 如前述請求項中任一項之方法，其進一步包含從該豎爐(12、112)收集爐頂氣流(32)並在該氨重組設備(14)的燃燒器(40)中燃燒該爐頂氣流的步驟。
  4. 如前述請求項中任一項之方法，其進一步包含使其他還原劑及/或滲碳劑及/或燃料以及該還原氣體或其混合物供給到該豎爐的步驟。
  5. 如前述請求項中任一項之方法，其中在該氨重組設備(14)的燃燒器(40)中使用鋼廠氣體、氨本身及/或生物燃料，諸如生質氣、生物質或其混合物。
  6. 如前述請求項中任一項之方法，其中用於加熱及/或使氨蒸發到環境溫度的能量用於滿足鋼廠的冷卻需求，諸如空調及/或冷卻水的冷卻。
  7. 如前述請求項中任一項之方法，其中該豎爐包含爐頸，且該還原氣體(20)的該供給直接通過該豎爐(12)的該爐頸而進行。
  8. 如前述請求項中任一項之方法，其中該豎爐(12)為直接還原反應器。
  9. 如請求項1到7中任一項之方法，其中該豎爐(12)為鼓風爐(112)。
  10. 如前述請求項中任一項之方法，其中除了該還原氣體(20)之外，輔助燃料、還原劑及/或滲碳劑(30)也供給到該豎爐(12、112)。
  11. 如請求項9及10之方法，其中該輔助燃料(30)為在風口高度處供給到該鼓風爐的粉煤、天然氣、焦爐氣、生質氣、合成氣、氨、裂解氨、氫氣及/或其混合物。
  12. 如前述請求項中任一項之方法，其中除了該還原氣體(20)之外，合成氣流也供給到該豎爐(12)，且其中也藉由該合成氣流和該含氧化鐵的爐料(16)之間的反應來生產鐵產物。
  13. 如請求項12之方法，其中該合成氣流藉由重組工業氣體及燃料氣體來生產。
  14. 如請求項13之方法，其中熱壓鐵(HBI)(116)及/或廢料作為該含氧化鐵的爐料(16)的一部分供給到該鼓風爐(112)。
  15. 一種配置為實施如前述請求項中任一項之方法之豎爐設備(10)，該豎爐設備包含： 豎爐(12)；及 氨重組設備(14)，其具有氣體入口及氣體出口，該氣體入口與氨源(24)及/或熱交換器流體連接，且該氣體出口與該豎爐(12)流體連接。
  16. 如請求項15之豎爐設備(10)，其中該豎爐的頂部與該氨重組設備(14)的燃燒器(40)流體連接。
  17. 如請求項15或16之豎爐設備(10)，其中該豎爐(12)為直接還原反應器。
  18. 如請求項15或16之豎爐設備(10)，其中該豎爐(12)為鼓風爐(112)。
TW111136779A 2021-09-28 2022-09-28 用於操作豎爐設備之方法 TW202330942A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU500699A LU500699B1 (en) 2021-09-28 2021-09-28 Method for operating a shaft furnace plant
LULU500699 2021-09-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202330942A true TW202330942A (zh) 2023-08-01

Family

ID=78073969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111136779A TW202330942A (zh) 2021-09-28 2022-09-28 用於操作豎爐設備之方法

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4409045A1 (zh)
KR (1) KR20240075852A (zh)
CN (1) CN118019863A (zh)
LU (1) LU500699B1 (zh)
TW (1) TW202330942A (zh)
WO (1) WO2023052308A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4407049A1 (en) * 2023-01-23 2024-07-31 Oterdoom, Harmen The butterbridge process for simultaneous ammonia cracking and dri production

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109355503A (zh) * 2018-10-24 2019-02-19 江苏钛谷科技有限公司 一种利用液氨分解制备氢气还原金属氧化矿的方法和系统
CN112813219B (zh) * 2021-02-05 2023-07-25 辽宁科技大学 一种氨气直接还原铁实现近零排放的系统及工艺

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240075852A (ko) 2024-05-29
WO2023052308A1 (en) 2023-04-06
EP4409045A1 (en) 2024-08-07
LU500699B1 (en) 2023-04-03
CN118019863A (zh) 2024-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6986800B2 (en) Method and apparatus for improved use of primary energy sources in integrated steel plants
US9328395B2 (en) Method and apparatus for producing direct reduced iron utilizing a source of reducing gas comprising hydrogen and carbon monoxide
EP3027778B1 (en) Reduction of iron oxide to metallic iron using coke oven gas and oxygen steelmaking furnace gas
US20100313711A1 (en) Method for the melting of pig iron with the recirculation of blast furnace gas and with the addition of hydrocarbons
WO2009037587A2 (en) Method and apparatus for the direct reduction of iron ores utilizing gas from a melter-gasifier
JP7531524B2 (ja) 高炉を運転する方法
US20160168652A1 (en) Desulfurization of gases in the production of pig iron
US9127326B2 (en) System and method for reducing iron oxide to metallic iron using natural gas
TW202330942A (zh) 用於操作豎爐設備之方法
AU2012265081B2 (en) Reduction of metal oxides using a gas stream containing both hydrocarbon and hydrogen
Duarte et al. Achieving carbon-free emissions via the ENERGIRON DR process
WO2023036474A1 (en) Method for producing direct reduced iron for an iron and steelmaking plant
LU500591B1 (en) Method for operating a metallurgical plant for producing iron products
JP2005089797A (ja) 水素と還元鉄の製造方法及び装置
KR20230138002A (ko) 직접 환원 공정에서의 배출 가스 회수
JP2024532330A (ja) 鉄製品を製造するための冶金プラントの運転方法
JP2024531660A (ja) 鉄鋼プラントのための直接還元鉄の製造方法
TW202336237A (zh) 用於操作高爐設備的方法
CN117737324A (zh) 一种副产煤气制取高温富氢煤气高炉炼铁工艺及系统