[发明专利]对用来制造直接还原的金属矿石的设备中的过程气体进行调节的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对用来制造直接还原的金属矿石的设备中的过程气体进行调节的装置。在此，用于制造直接还原的金属矿石或者金属尤其铁的设备具有至少一个还原单元（比如流化床反应器系统、固定床还原竖炉或者比如MIDREX?-还原竖炉等等）、布置在所述还原单元前面的用于分离混合气体的具有所分配的压缩机装置的装置以及布置在所述还原单元后面的气体净化装置。在此对于直接还原的金属矿石的制造来说必要的过程气体部分地通过回收从制造过程本身中提取并且部分地通过汇合到用于所述过程气体的回输管路中的供给管路从用于进行生铁制造的设备比如熔化还原设备中来供给。

背景技术

金属矿石或者金属尤其铁矿石或者氧化铁的所谓的直接还原，比如可以在专用的设备-所谓的直接还原设备中进行。这样的用于制造直接还原的金属或者也被称为直接还原铁（DRI=Direct Reduced Iron）的海绵铁的设备，按照有待还原的金属比如是以成块的或者细颗粒状的形式存在或者需要用于进一步加工成生铁、类似于生铁的产品或者用于钢铁生产等等，一般至少包括还原单元比如固定床还原竖炉、流化床反应器系统等等。

在直接还原金属矿石或者铁矿石时，将有待还原的材料（比如金属矿石、铁矿石、氧化铁等等）以成块的形状-比如作为块状矿石或者球团矿-或者以细颗粒的形式加入到所述设备的所述至少一台还原单元中。然后使所述材料在还原单元中在逆流原理下被过程气体-所谓的还原气体-贯穿流过。通过这种方式，由还原气体将所述材料比如氧化铁比如完全或者部分还原成所谓的海绵铁并且在这过程中所述还原气体被氧化。经过还原的材料比如海绵铁而后比如具有大约45乃至超过95%的金属化程度。

对于还原来说必要的过程气体比如所述还原气体比如在熔化气化器中比如以熔化还原方法（比如COREX?、FINEX?等等）或者在煤炭气化器中来提取并且优选在所述还原单元的中间直至下面的四分之一中或者在流化床反应器中优选导入到第一流化床反应器中。比如在熔化气化器中产生的还原气体优选750到1000℃，含粉尘并且富含一氧化炭以及氢气（比如具有70到90%的CO和H₂）。所述还原气体在还原单元中往上升或者在流化床反应器中从一个反应器转移到另一反应器并且在这过程中优选在逆流中使所述材料（比如金属矿石、铁矿石、氧化铁等等）还原。然后将所述还原气体作为所谓的尾气（Off-gas）从所述还原单元中排出。

借助于布置在所述还原单元后面的气体净化装置（比如气体洗涤器）来净化并且作为所谓的回收气体至少部分地为了在布置在所述还原单元前面的用于分离混合气体的、具有所分配的压缩机装置的装置尤其CO₂分离装置（比如变压吸附或者真空变压吸附等等）中处理而被继续导送。在所述用于分离混合气体的装置中处理之后，又将所述气体作为还原气体导入到所述还原单元中，其中又必须减小或者降低对于所述用于分离混合气体的装置来说必要的压力，所述压力借助于所分配的压缩机装置（比如压气机）来形成。

除了比如部分地再利用在所述设备中被利用的过程气体之外，将所谓的比如从生铁制造的过程或者从熔化还原过程比如COREX?过程或者FINEX?过程中排出的输出气体（Exportgas）（因为所述输出气体在那里再也不能加以利用）用于所述还原单元中的还原过程。“输出气体”这个名称尤其用作用于所谓的顶气的相应的部分的名称，所述相应的部分从熔化还原过程或者生铁制造的过程中排出，通常得到冷却并且也经过除尘尤其经过干式除尘，以及可能的其它的过程气体比如来自熔化气化器的过剩气体。作为顶气，在此一般是指来自高炉、熔化气化器或者还原竖炉/流化床反应器的已利用的还原气体。

如果比如在用于制造直接还原的金属的COREX?和/或FINEX?方法的基础上从一台或者多台熔化还原设备中排出所述输出气体，那就将这样的设备称为所谓的复合设备。在此通过供给管路将所述输出气体加入到所述用于制造直接还原的金属或者铁的设备中并且在相应的还原单元（比如流化层反应器系统、还原竖炉炉、MIDREX?还原竖炉等等）中得到利用，其中所供给的输出气体可以与所述用于制造直接还原的金属矿石或者铁的设备的回收气体相混合。

当然，一般来说在所供给的输出气体与所述用于制造直接还原的金属的设备的过程气体之间出现压力差，或者在输入所述输出气体时会出现可能具有大约0.8到大约2bar过压的压力的压力值。此外从一台或者多台熔化还原设备中供给的输出气体的量比如可能以高达10%的幅度波动，由此在所述还原过程中可能在所述过程气体的流量方面产生波动。