專(zhuān)利名稱(chēng)：生產(chǎn)海綿鐵的方法及實(shí)施該方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用顆粒型含氧化鐵的原料生產(chǎn)海綿鐵的方法，其中，含氧化鐵的原料在還原區(qū)內(nèi)用還原氣體還原成海綿鐵，而還原時(shí)產(chǎn)生的氣體作為頂部氣體被抽走，本發(fā)明還涉及實(shí)施該方法的一種裝置。
在例如由EP-B-0010627、DE-C-4037977和AT-B-376241所公開(kāi)的上述類(lèi)型的方法中，通過(guò)直接還原所形成海綿鐵在一個(gè)熔融氣化區(qū)內(nèi)在輸入塊狀碳載體和含氧氣體條件下被熔化，此時(shí)，在熔融氣體區(qū)內(nèi)由塊狀碳載體并通過(guò)吹入含氧氣體而形成一個(gè)流化床，在該流化床中，從頂部送入熔融氣化區(qū)的海綿鐵顆粒被減速并熔化。在此，產(chǎn)生含CO和H2的還原氣體，它們被送入還原區(qū)并在那里被轉(zhuǎn)化。
在上述轉(zhuǎn)化中產(chǎn)生大量頂部氣體，它們還含有大量的一氧化碳和氫氣。如果這些頂部氣體能被經(jīng)濟(jì)地利用，則海綿鐵或由其熔化的生鐵和由其所生產(chǎn)的鋼半成品的生產(chǎn)成本則會(huì)很低。
(DE-C-4037977)已公開(kāi)過(guò)，由還原區(qū)逸出的頂部氣體被清洗之后輸送到另一個(gè)還原區(qū)，用來(lái)使其它的含氧化鐵原料還原。頂部氣體的處理通常這樣來(lái)進(jìn)行，即首先在一個(gè)固體粒子清洗器內(nèi)清洗，同時(shí)，它被充分冷卻。此后，頂部氣體中所含的CO2被去除，因?yàn)樗恋K頂部氣體作為還原氣體的進(jìn)一步利用。已公開(kāi)過(guò)各種各樣的方法用于頂部氣體中CO2的清洗，如壓力變換(pressure-Swing)法或化學(xué)CO2清洗。
按照DE-C-4037977，在頂部氣體中化學(xué)結(jié)合的能量達(dá)到了充分的利用。不過(guò)，問(wèn)題在于頂部氣體清洗時(shí)產(chǎn)生的含CO2廢氣，它必須按照環(huán)境保護(hù)法被清除。
這些廢氣大致含有CO、H2、CH4及H2S并因此由于環(huán)境保護(hù)方面的原因而不能以這種狀態(tài)排放到周?chē)h(huán)境中。由于這個(gè)原因，它也僅僅有條件地適合可能的再加工。因此，硫化合物通常從廢氣中被去除。到目前為止，脫硫借助各種方法，如被稱(chēng)之為“Stretford-清洗”法或通過(guò)活性碳的催化氧化等等進(jìn)行。由DE-B-3716511已公開(kāi)，H2S在一個(gè)脫硫反應(yīng)器中借助海綿鐵從含CO2的廢氣中去除。所有這些方法昂貴且需要附加原料，如活性碳或吸附劑等，它們還必須特別地存放且必須被去除。
已內(nèi)部公開(kāi)，將含CO2的廢氣燒掉。不過(guò)，將其燒掉需要提供可燃燒的輔助氣體作為點(diǎn)火氣和碳化氣，因?yàn)楹珻O2的廢氣的熱值很低。
由EP-A-0571358已公開(kāi)，在借助由重整天然氣形成的還原氣體而直接還原精礦時(shí)所形成的頂部氣體要經(jīng)過(guò)CO2清洗，而如此清洗的頂部氣體要與新鮮的、由天然氣重整所獲得的還原氣體混合，并將該混合氣體送入還原區(qū)。這里，也遇到在頂部氣體清洗所產(chǎn)生的含CO2廢氣的去除問(wèn)題，即使這些廢氣由于還原氣體由重整天然氣生產(chǎn)而具有比頂部氣體清洗時(shí)由塊狀碳載體而獲得還原氣體時(shí)產(chǎn)生的廢氣更低的H2S含量。
本發(fā)明的目的在于要避免上述缺點(diǎn)和困難并提出這樣的任務(wù)，即在礦石還原，如直接還原而制造海綿鐵時(shí)產(chǎn)生的頂部氣體避開(kāi)與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的困難而達(dá)到有效的實(shí)際利用可能性。尤其含CO2廢氣不是僅僅按環(huán)境法要求加工或丟掉，而是盡可能以能量形式被利用。此外，與CO2分離同時(shí)進(jìn)行的H2分離相關(guān)的問(wèn)題同樣需要按環(huán)境法來(lái)解決。
按照本發(fā)明，上述任務(wù)在開(kāi)頭所述形式的方法中通過(guò)下面特征的組合來(lái)解決·頂部氣體要經(jīng)過(guò)CO2清洗，·CO2清洗時(shí)所產(chǎn)生的含CO2廢氣與一種含氧氣體混合，·并燃燒，·其熱能供給用戶(hù)。
按照本發(fā)明可達(dá)到，使含CO2的廢氣的熱容量，即使其能量含量不很高，充分利用，而不是由此給環(huán)境造成負(fù)載。
最好是，·將含CO2廢氣至少部分地在對(duì)還原氣體間接給熱條件下燃燒，·接著，用加熱的還原氣體還原顆粒型含氧化鐵的原料。
本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn)在于，由還原過(guò)程的頂部氣體產(chǎn)生的含CO2廢氣至少大部分重新以能量形式供給一個(gè)還原過(guò)程，該還原過(guò)程可以與形成頂部氣體的還原過(guò)程不同或是同一個(gè)還原過(guò)程，這意味著，CO2清洗過(guò)的頂部氣體的至少一部分重新作為還原氣體或混合到還原氣體中被送到還原過(guò)程中，其中，它是作為頂部氣體而產(chǎn)生的(例如由DE-B-3716511所公開(kāi))。
按照一優(yōu)選實(shí)施形式，CO2清洗時(shí)所產(chǎn)生的含CO2廢氣此外與可燃?xì)怏w混合。
作為可燃?xì)怏w，最好采用在用還原氣體還原，如直接還原顆粒型含氧化鐵原料時(shí)所形成的頂部氣體的至少一部分。由此達(dá)到，在不加入外來(lái)氣體(輸送含氧氣體、如空氣除外)情況下確保還原氣體加熱到還原溫度。
經(jīng)受CO2清洗的頂部氣體最好在第一還原區(qū)形成，這些被CO2清洗過(guò)的頂部氣體在加熱后在其它還原區(qū)的至少一個(gè)中作為還原氣體而用于使其它顆粒型含氧化鐵原料還原并在此被轉(zhuǎn)化。通過(guò)這些措施，使得在熔融氣化區(qū)內(nèi)由塊狀碳載體大量形成的還原氣體在該還原區(qū)內(nèi)被轉(zhuǎn)化之后(在此之后它們?nèi)院写罅恳谎趸己蜌錃?用來(lái)理想地生產(chǎn)盡可能大量的海綿鐵成為可能。
在此，在第二還原區(qū)形成的頂部氣體至少部分地作為可燃?xì)怏w與在CO2清洗時(shí)產(chǎn)生的含CO2廢氣混合，并在對(duì)輸送到第二還原區(qū)的還原氣體間接給熱條件下燃燒。
CO2的減少或去除最好通過(guò)壓力變換(Druckwechsel)-吸附法進(jìn)行。當(dāng)頂部氣體僅具有低壓時(shí)，這種方法尤其具有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榈蛪毫r(shí)化學(xué)清洗所需的蒸氣量大大增加。在用重整天然氣生產(chǎn)還原氣體時(shí)最好采用化學(xué)清洗以去除CO2。
在第一還原區(qū)形成的海綿鐵最好在一熔融氣化區(qū)內(nèi)在供給固態(tài)碳載體和含氧氣體條件下被熔化，在此形成含CO和H2的還原氣體，它們被送入第一還原區(qū)并在那里被轉(zhuǎn)化。
一種實(shí)施上述方法的裝置，它具有一個(gè)用于顆粒型含氧化鐵原料的還原豎爐，該豎爐具有一個(gè)還原氣體輸入管道及一個(gè)頂部氣體排出管道，其特征是，頂部氣體排出管道通入一個(gè)CO2清洗裝置，從該裝置伸出一個(gè)將CO2清洗過(guò)的頂部氣體穿過(guò)一個(gè)加熱CO2清洗過(guò)的頂部氣體的裝置而輸送到還原豎爐的還原氣體輸入管道，從CO2清洗裝置伸出一個(gè)將所產(chǎn)生的含CO2廢氣輸送到加熱裝置的廢氣管道，一個(gè)將含氧氣體輸送到加熱裝置的管道通入該廢氣管道。
一優(yōu)選實(shí)施形式的特征是，從CO2清洗裝置伸出一將所分離出的含CO2廢氣至少部分地輸送到一加熱裝置的廢氣管道，一個(gè)將可燃?xì)怏w輸送到該加熱裝置的燃?xì)夤艿劳ㄈ朐搹U氣管道。
為了將在含CO2廢氣中所包含的能量用于還原過(guò)程中，最好設(shè)計(jì)一加熱裝置(傳送含CO2的廢氣的廢氣管道通入其中)作為加熱CO2清洗過(guò)的頂部氣體的間接加熱裝置，而傳送這些頂部氣體的還原氣體輸入管道通入該加熱裝置中。
為使含CO2的廢氣在不外加氣體情況下燃燒成為可能，燃?xì)夤艿烙欣貜囊粋€(gè)還原豎爐伸出并至少部分地容納在還原豎爐內(nèi)產(chǎn)生的頂部氣體。
按照一優(yōu)選實(shí)施形式，設(shè)置兩個(gè)還原豎爐，它們相互穿過(guò)第一還原豎爐的頂部氣體排出管道、穿過(guò)CO2清洗裝置和從該裝置伸出并輸送經(jīng)過(guò)加熱裝置的還原氣體輸入管道而傳送式連通。
在此，燃?xì)夤艿烙欣貜牡诙€(gè)還原豎爐伸出。
一優(yōu)選實(shí)施形式的特征是一個(gè)熔融氣化器，一個(gè)將海綿鐵從第一還原豎爐傳出的輸送管道通入該熔融氣化器內(nèi)，該熔融氣化器具有輸送含氧氣體和固態(tài)碳載體用的輸入管道及排放生鐵和礦渣用的出料口，從該熔融氣化器內(nèi)伸出一個(gè)通入第一還原豎爐內(nèi)的、供輸送在熔融氣化器內(nèi)形成的還原氣體的輸入管道。
氣體清洗裝置最好設(shè)計(jì)成壓力變換-吸附裝置。
按照需要，一個(gè)排放所產(chǎn)生的含CO2廢氣的廢氣管道通入一個(gè)設(shè)計(jì)成蒸氣發(fā)生器的加熱裝置。
排出所分離出的含CO2廢氣的廢氣管道最好通入這樣一個(gè)加熱裝置，它的煙氣可借助一個(gè)具有一熱交換器的煙氣排放管道排出。在此，要加熱的原料，如碳、礦石等可在熱交換器內(nèi)直接與煙氣接觸。
另一優(yōu)選實(shí)施形式的特征是，排出所分離的含CO2廢氣的廢氣管道穿過(guò)一個(gè)設(shè)在還原豎爐的頂部氣體排放管道中的熱交換器，并最終通入一加熱裝置。
下面將參照

圖1至圖3中分別示意出的幾個(gè)方法對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步解釋。
按照?qǐng)D1至3，顆粒型含氧化鐵原料，最好是塊狀鐵礦石，和可能需要的添加物以已知的方式經(jīng)管道2送入第一還原豎爐1內(nèi)。還原氣體通過(guò)輸入管道3被吹入該還原豎爐，它與向下的鐵礦石流反向向上升，加入物的還原在還原區(qū)4內(nèi)進(jìn)行。這些氣體在流過(guò)豎爐1后作為頂部氣體借助頂部氣體排放管道5被排走。
被還原的爐料，它含有海綿鐵形式的鐵，借助最好是設(shè)計(jì)成下降管6形式的輸送管道進(jìn)入一熔融氣化器7內(nèi)。塊狀碳載體，如以褐煤-高溫焦碳及或許以煤的形式，借助管道8以已知方式送入熔融氣化器7內(nèi)，而含氧氣體借助管道9被送入熔融氣化器7內(nèi)。
在此，爐料，即海綿鐵在熔融氣化區(qū)10內(nèi)從上部落在由塊狀碳載體形成的流化床、即沸騰層上，該沸騰層由吹入的含氧氣體維持。通過(guò)焦碳以及任選的煤在含氧氣體作用下的燃燒，在流化床、即沸騰層內(nèi)產(chǎn)生足夠的熱量，以使海綿鐵熔化。在熔化狀態(tài)下，海綿鐵完全被碳還原，因此在熔融氣化器7底部聚積了生鐵熔體。在生鐵熔體上方形成礦渣熔體，這兩種熔體在預(yù)先確定的時(shí)間間隔內(nèi)借助相應(yīng)設(shè)置的排料孔11、12被排出。
當(dāng)焦碳和可能加入的煤在熔融氣化器內(nèi)燃燒時(shí)，產(chǎn)生基本上由CO和H2組成的還原氣體，它們借助輸入管道3從熔融氣化器7中被抽走并被送到還原豎爐1中。在熔融氣化器內(nèi)形成的還原氣體的清洗和冷卻到還原所需的溫度以本身已知的方式進(jìn)行，這在圖中未進(jìn)一步示出。
經(jīng)頂部氣體排放管道5抽走的頂部氣體首先例如在一個(gè)漩渦分離器13或一個(gè)清洗器內(nèi)進(jìn)行清洗，以去除其塵粒。頂部氣體借助壓縮機(jī)14最終到達(dá)CO2清洗裝置15內(nèi)，在此CO2和H2S同時(shí)被去除。清洗裝置15設(shè)計(jì)成壓力變換-吸附裝置。在這種情況下H2O也被去除。被如此清洗的頂部氣體借助還原氣體輸入管道16被輸送到第二還原豎爐17，該豎爐與第一還原豎爐一樣以逆流原理工作。在豎爐17內(nèi)，顆粒礦石直接被還原。
由于頂部氣體通過(guò)清洗受到強(qiáng)烈冷卻，因此它在進(jìn)入第二還原豎爐17前要加熱。加熱分兩步進(jìn)行在第一步中，被清洗的頂部氣體首先被間接加熱，在此所使用的加熱裝置18被設(shè)計(jì)成熱交換形式。熱交換器(換熱器)18由在CO2清洗裝置15內(nèi)分離出的含CO2廢氣和從第二還原豎爐17抽出的被清洗過(guò)的頂部氣體的混合體驅(qū)動(dòng)。此外，含氧氣體(氧以分子形式存在)，如空氣，還要借助管道19被送入熱交換器18的燃燒器。接下來(lái)，被加熱的清洗過(guò)的頂部氣體在后燃燒裝置20內(nèi)進(jìn)行后燃燒，其中，被清洗過(guò)的頂部氣體的一部分在供氧條件下燃燒。由此使被清洗的頂部氣體達(dá)到在第二還原豎爐內(nèi)還原所需的溫度，其溫度范圍為700～900℃。
從還原豎爐17中抽出的頂部氣體同樣要進(jìn)行清洗和冷卻(頂部氣體洗滌塔21)，以清除塵粒和降低水蒸氣含量。接著，被清洗過(guò)的頂部氣體的一部分穿過(guò)燃?xì)夤艿?2被送入熱交換器18，在此，燃?xì)夤艿琅c將含CO2廢氣從CO2清洗裝置排出的廢氣管道23相通。在第二還原豎爐17中產(chǎn)生的頂部氣體的其余部分穿過(guò)一壓縮器24借助通入頂部氣體排出管道5的輸送管道25同樣被送到CO2清洗裝置15并同樣停留在CO2去除裝置15中，而接著用作再循環(huán)還原氣體。還原豎爐17的頂部氣體中對(duì)于本發(fā)明方法不需要的那部分作為輸出氣體借助輸出氣體管道26被送走作為它用。一個(gè)從廢氣管道23分岔出的支管道也可通入輸出氣體管道26，利用該支管道，使含CO2廢氣(若其不需進(jìn)入熱交換器18)與輸出氣體混合。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于，由含CO2廢氣和第二還原豎爐17的頂部氣體混合成的燃燒氣體具有低的絕熱燃燒溫度。在熱交換器18的熱交換管之前的煙氣溫度由含CO2廢氣/頂部氣體和/或含氧氣體之體積比調(diào)整。例如為調(diào)節(jié)溫度而需要的煙氣回路在僅以頂部氣體作為熱交換器18的燃料時(shí)可以去除。在熱交換器18內(nèi)形成的煙氣以通常方式清洗而借助煙氣排放管道28被排出。如果含CO2的廢氣或這些廢氣與頂部氣體的混合體的全部能量不需要用來(lái)加熱還原氣體的話，則有利的是廢氣或廢氣與頂部氣體的混合體的不需要部分要混合到輸出氣體中。
輸送到加熱裝置18的燃?xì)庖部捎珊珻O2的廢氣和一種加熱氣體、如天然氣等，或由含CO2廢氣和在第一還原區(qū)4聚積的頂部氣體構(gòu)成，在第一還原區(qū)內(nèi)聚積的頂部氣體借助圖1中虛線表示的管道22’輸送。
通過(guò)在熱交換器18內(nèi)采用含CO2廢氣，這些廢氣中所包含的能量被利用。含CO2廢氣因此取代頂部氣體的一部分，而這部分可用作其它目的。此外，其優(yōu)點(diǎn)還在于，對(duì)于由含CO2廢氣燃燒而形成的SO2而言，允許具有比對(duì)于在不燃燒的含CO2廢氣中所具有的H2S更高的邊界值。因此，含CO2廢氣的利用不會(huì)對(duì)環(huán)境造成額外負(fù)荷。如果SO2含量還太高，建議按現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行煙氣脫硫。然而，CO、H2和CH4的組合轉(zhuǎn)化得如此充分，以致其殘留量遠(yuǎn)低于允許的邊界值。
按照后面表1至4所進(jìn)一步解釋的實(shí)施例，在CO2清洗時(shí)產(chǎn)生的含CO2廢氣與由第二還原區(qū)27聚積的頂部氣體混合。
表1給出了在第一還原區(qū)4產(chǎn)生的頂部氣體在CO2清洗時(shí)形成的含CO2廢氣的組成。
表1CO11,8Vol.％CO280,3Vol.％H21,5Vol.％H2O 5,3Vol.％N20,7Vol.％CH40,4Vol.％H2Smax. 0,03Vol.％kJ/Nm31.795表2包括了由第二還原豎爐17的第二還原區(qū)27聚積的被清洗和冷卻的頂部氣體在與含CO2廢氣混合前的化學(xué)組成，表2CO43,2Vol.％CO225,4Vol.％H218,0Vol.％H2O 5,7Vol.％N26,2Vol.％CH41,5Vol.％H2S max. 0,00Vol.％kJ/Nm37.945
表3給出了在熱交換器18內(nèi)燃燒過(guò)的，由頂部氣體和含CO2廢氣組成的混合體的化學(xué)組成。
表3CO 16,6Vol.％CO272,0Vol.％H24,0Vol.％H2O5,3Vol.％N21,5Vol.％CH40,6Vol.％H2Smax.0,02Vol.％kJ/Nm32.725混合氣體在熱交換器18內(nèi)燃燒時(shí)形成的煙氣的化學(xué)組成在下面的表4中給出。
表4CO260,1Vol.％H2O7,9Vol.％O20,4Vol.％N231,6Vol.％SO20,02Vol.％絕熱燃燒溫度為984℃。
在下面的表5和6中給出一實(shí)施例，按照該實(shí)施例，在第一還原區(qū)4產(chǎn)生的頂部氣體的CO2清洗時(shí)所形成的含CO2廢氣(表5)僅僅與氧氣混合并被燃燒。因?yàn)樵谶@種情況下，輸送到熱交換器18的氣體僅由含CO2廢氣和氧氣(或含氧氣體)組成，因此可分別提供頂部氣體、天然氣或其它燃?xì)饨o熱交換器18的點(diǎn)火爐(即Pilot爐)，不過(guò)，由于需要的量很少，因此它們不顯得很重要。這些氣體以及提供給熱交換器18的混合氣體的熱值取決于CO2清洗裝置的運(yùn)行方式，即取決于還原劑的量，當(dāng)CO2清洗裝置中CO2去除不很完全時(shí)，則產(chǎn)生更多。
表5CO 11,8Vol.％CO280,3Vol.％H21,5Vol.％H2O 5,3Vol.％N20,7Vol.％CH40,4Vol.％H2Smax. 0,03Vol.％kJ/Nm31.795煙氣的化學(xué)組成在表6中給出。
表6CO291,2Vol.％H2O7,6Vol.％O20,4Vol.％N20,7Vol.％SO20,03Vol.％絕熱燃燒溫度為867℃。
按照?qǐng)D2所示的方法，含CO2廢氣的一部分借助一個(gè)從廢氣管道23分岔出的廢氣管道29通過(guò)熱交換器30被輸送到加熱裝置31，在熱交換器內(nèi)，含CO2廢氣借助從第二還原豎爐17出來(lái)的頂部氣體被加熱，在加熱裝置內(nèi)，輸入的這部分廢氣在供給含氧氣體的氧情況下，或以空氣作為氧載體氣情況下被燃燒。在加熱裝置31內(nèi)，例如蒸氣以回流換熱方式產(chǎn)生水輸入用32表示，而蒸氣排出用33表示。借助圖2中虛線表示的廢氣管道29’，含CO2廢氣的一部分或其全部直接穿過(guò)熱交換器30而無(wú)彎路地被送到加熱裝置31。
按照?qǐng)D3，含CO2廢氣在加熱裝置31內(nèi)燃燒，并且，它借助在此形成的廢氣在一個(gè)預(yù)熱室34內(nèi)直接加熱碳或礦石，它們借助傳送裝置36被輸入或輸出。被冷卻的煙氣借助煙氣排放管道35排走。
如從圖2和3看出的那樣，含CO2廢氣中所包含的能量可不同形式地被利用，其中，多種利用形式也可相互結(jié)合，因此，能量的充分利用分別按照還原豎爐1和17的運(yùn)行方式和分別按照借助管道26供給用戶(hù)的輸出氣體的利用可理想地實(shí)現(xiàn)。例如，如果僅僅利用后燃燒就能達(dá)到所需的還原溫度，則可放棄借助還原氣體輸入管道16輸送到還原豎爐17的還原氣體的加熱。
權(quán)利要求
1.用顆粒型的含氧化鐵原料生產(chǎn)海綿鐵的方法，其中，含氧化鐵的原料在還原區(qū)(4)內(nèi)用還原氣體還原成海綿鐵，而還原時(shí)產(chǎn)生的氣體作為頂部氣體被抽走，其綜合特征如下·頂部氣體要進(jìn)行CO2清洗，·在CO2清洗時(shí)所得到的含CO2的廢氣同一種含氧氣體混合，·并且被燃燒，·其熱能供給用戶(hù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，·含CO2的廢氣至少部分在對(duì)還原氣體間接放熱情況下燃燒，·接著，顆粒型的含氧化鐵原料用被加熱的還原氣體還原。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是，用CO2清洗時(shí)所得到的含CO2的廢氣另外還要與一種可燃?xì)怏w混合，
4.按照權(quán)利要求1至3之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征是，作為可燃?xì)怏w，采用在用還原氣體還原顆粒型含氧化鐵的原料時(shí)如直接還原時(shí)所形成的頂部氣體的至少一部分。
5.按照權(quán)利要求2至4之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征是，進(jìn)行CO2清洗的頂部氣體在第一還原區(qū)(4)內(nèi)形成，而CO2清洗過(guò)的頂部氣體被加熱后作為還原氣體在至少一個(gè)其它還原區(qū)(27)內(nèi)用于其它顆粒型含氧化鐵原料的還原并在那里被轉(zhuǎn)化。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，在第二還原區(qū)(27)內(nèi)形成的頂部氣體至少部分地作為可燃?xì)怏w與在CO2清洗時(shí)所產(chǎn)生的含CO2的廢氣混合并在對(duì)供給第二還原區(qū)(27)的還原氣體間接放熱情況下燃燒。
7.按照權(quán)利要求1至6之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征是，頂部氣體的CO2清洗借助壓力變換-吸附法進(jìn)行。
8.按照權(quán)利要求5至7之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的方法，其特征是，在第一還原區(qū)(4)內(nèi)形成的海綿鐵在一熔融氣化區(qū)(10)內(nèi)在供給固態(tài)的碳載體和含氧氣體條件下被熔化，同時(shí)，含CO和H2的還原氣體被形成，它被送入第一還原區(qū)(4)并在那里被轉(zhuǎn)化。
9.一種實(shí)施權(quán)利要求1至7之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述方法的裝置，它具有一個(gè)用于顆粒型含氧化鐵原料的還原豎爐(1)，該豎爐具有一個(gè)用于還原氣體的輸入管道(3)以及一個(gè)頂部氣體排出管道(5)，其特征是，頂部氣體排出管道(5)通入一個(gè)CO2清洗裝置(15)，從該裝置中伸出一個(gè)使CO2清洗過(guò)的頂部氣體穿過(guò)一個(gè)加熱CO2清洗過(guò)的頂部氣體的裝置(18、20)而傳送到還原豎爐(17)的還原氣體輸入管道(16)，從CO2清洗裝置(15)中伸出一個(gè)使所產(chǎn)生的含CO2廢氣傳送到加熱裝置(18、31)的廢氣管道(23、29、29’)，一個(gè)將含氧氣體傳送到加熱裝置(18、31)的管道(19、19’)通入該廢氣管道內(nèi)。
10.按照權(quán)利要求9所述的裝置，其特征是，從CO2清洗裝置(15)中伸出一個(gè)使所產(chǎn)生的含CO2廢氣至少部分傳送到加熱裝置(18)的廢氣管道(23)，一個(gè)使可燃?xì)怏w傳送到加熱裝置(18)的燃?xì)夤艿?22)通入該廢氣管道。
11.按照權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征是，傳送含CO2廢氣的廢氣管道(23)通入加熱裝置(18)，該加熱裝置設(shè)計(jì)成用于加熱CO2清洗過(guò)的頂部氣體的間接加熱裝置(18)，并且，傳送這些頂部氣體的還原氣體輸入管道(16)通入加熱裝置(18)內(nèi)。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征是，燃?xì)夤艿?22)從還原豎爐(17)伸出，該豎爐(17)至少部分地容納在其內(nèi)所產(chǎn)生的頂部氣體。
13.按照權(quán)利要求9至12之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其特征是，設(shè)有兩個(gè)還原豎爐(1、17)，它們相互穿過(guò)第一還原豎爐(1)的頂部氣體排出管道(5)，穿過(guò)CO2清洗裝置(15)和由此引出并輸送通過(guò)加熱裝置(18)的還原氣體輸入管道(16)而傳送性地彼此相連。
14.按照權(quán)利要求13所述的裝置，其特征是，燃?xì)夤艿?22)從第二還原豎爐(17)引出。
15.按照權(quán)利要求14所述的裝置，其特征是一個(gè)熔融氣化器(7)，一個(gè)從第一還原豎爐傳送海綿鐵的輸送管道(6)通入其內(nèi)，該熔融氣化器具有用于含氧氣體和用于固態(tài)碳載體的輸入管道(8、9)，以及供生鐵和熔渣用的出料口(11、12)，從熔融氣化器中引出一個(gè)通入第一還原豎爐(4)內(nèi)的、用來(lái)輸送在熔融氣化器(7)內(nèi)形成的還原氣體的輸入管道(3)。
16.按照權(quán)利要求9至15之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其特征是，氣體清洗裝置(15)設(shè)計(jì)成壓力變換-吸附裝置。
17.按照權(quán)利要求9至16之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其特征是，一個(gè)使所產(chǎn)生的含CO2廢氣排走的廢氣管道(29，29’)通入一個(gè)設(shè)計(jì)成蒸汽發(fā)生器的加熱裝置(31)中(圖2)。
18.按照權(quán)利要求9至17之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其特征是，排走所產(chǎn)生的含CO2廢氣的廢氣管道(29，29’)通入一加熱裝置(31’)，其煙氣可借助一個(gè)具有一熱交換器(34)的煙氣排放管道(35)排放掉，其中，待加熱的原料，如煤、礦石等，可在熱交換器(34)內(nèi)直接與煙氣接觸(圖3)。
19.按照權(quán)利要求9至18之任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的裝置，其特征是，排走所產(chǎn)生的含CO2廢氣的廢氣管道(29)穿過(guò)一個(gè)設(shè)在還原豎爐(17)的頂部氣體排放管道內(nèi)的熱交換器(30)并最終通入加熱裝置(31)內(nèi)(圖2、3)。
全文摘要
一種用含氧化鐵的顆粒原料生產(chǎn)海綿鐵的方法，其中，含氧化鐵的原料在還原區(qū)(4)內(nèi)用還原氣體還原成海綿鐵，而還原時(shí)所產(chǎn)生的氣體作為頂部氣體被抽出。為使礦石還原時(shí)附帶產(chǎn)生的頂部氣體達(dá)到有效的實(shí)際應(yīng)用，這些頂部氣體要進(jìn)行CO
文檔編號(hào)C21B13/04GK1167506SQ95196525
公開(kāi)日1997年12月10日 申請(qǐng)日期1995年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月1日
發(fā)明者J·笛伊和爾, G·羅森菲勒內(nèi) 申請(qǐng)人:奧地利鋼鐵聯(lián)合企業(yè)阿爾帕工業(yè)設(shè)備制造公司