专利名称：能量优化和二氧化碳排放优化的铁生产方法和设备的制作方法
能量优化和二氧化碳排放优化的铁生产方法和设备本发明涉及能量和排放优化的铁生产方法和实施这种方法的设备(Anlage)。在生产生铁的熔融还原方法中，由碳载体和含氧气体产生包含CO和H2作为还 原组分的通常所说的发生炉煤气(Generatorgas)。发生炉煤气在指定的还原反应器中 用作还原性气体。将在还原反应器中产生的海绵铁(Eisensctwamm)装入到熔炉气化器 (Einschmelzvergaser)中产生液态生铁。由于发生炉煤气具有对于在还原反应器中发生的 过程来说太高的温度，因此通过引入冷却气体将其冷却到还原反应器中所需的温度。W09733006显示了一种直接还原设备(Direckreduktionsanlage)，其中通过在气 体-灰尘洗涤器中冷却部分发生炉煤气提供冷却气体。其中的一个缺点在于大量能量从发 生炉煤气释放到气体-灰尘洗涤器的水中，没有在铁的生产中使用。在还原反应器中不是全部的还原性气体的还原组分含量用于至海绵铁的还原，结 果是从还原反应器中除去的炉顶气体仍具有还原能力。由W09733006可知，使用炉顶气体 中保留的还原组分用于在另外的还原竖炉(Reduktionsschacht)中生产铁。为此，还原 反应器和另外的还原竖炉的洗涤过的炉顶气体的混合物不含非还原组分CO2，借助换热器 和还原性气体炉中的后燃烧来加热，并任选地在与部分量的清洗掉灰尘的发生炉煤气合并 后，被引入到另外的还原竖炉中。还原反应器和另外的还原竖炉的洗涤过的炉顶气体的混 合物富含CO2,因为还原工作在两个还原单元中进行。这种方法过程的缺点是由于炉顶气体 洗涤而变冷的混合物必须耗费地加热至另外的还原竖炉中需要的温度。另一个缺点是大量 能量散逸到气体-灰尘洗涤器(Gas-Staqub^scher)的水中，而未用于生产铁。此外，用于 换热和用于后燃烧的设备部分必须被设计得大到足以应付被输送到另外的还原竖炉的气 体量，这不得不覆盖其还原性气体需求的大部分。相应大的设备部分操作更费力并且为了 使其运行需要能量，例如用作用在还原性气体炉中的可燃气体，这增加了整个设备每单位 量(Mengeneinheit)所产铁的能量消耗。由于能量需求被化石能源(Engergietdger)覆 盖，因此增加的能量消耗还自动意味着增加的(X)2排放。本发明的目的是提供一种减少生产单位量的铁所需的能量和与此相关联的(X)2排 放的方法。类似地，提供实施这种方法的设备。通过由用铁矿石、优选块状铁矿石，和任选的添加物形成的炉料生产液态生铁或 液态钢初级产物(Mahlvorprodukt)和海绵铁的方法达到这个目的，其中炉料在第一还原 区中被直接还原成海绵铁，在供入碳载体和含氧气体的情况下，海绵铁在熔炉气化器中被 熔炼，并产生包含CO和H2的发生炉煤气，发生炉煤气在从熔炉气化器中被排出后，首先被 冷却，然后除尘，在这种除尘中得到的还原性气体的第一部分量(Teilmenge)被作为第一 还原性气体引入到第一还原区，在那里它被转化并作为炉顶气体(Topgas)排出，随后对炉 顶气体洗涤除尘，在洗涤除尘后，部分或完全地进行压缩和(X)2洗涤(CO2-Wasche)，特征在 于，在所述(X)2洗涤后，至少部分量A的洗去(X)2的气体在该发生炉煤气离开该熔炉气化器 后与该发生炉煤气混合，其中冷却发生炉煤气，和在除尘中得到的还原性气体的第二部分 量，任选地在混入了经加热后的部分量B的洗去(X)2的气体的情况下，被供入到至少一个用 于直接还原另外的铁矿石的另外的还原区作为第二还原性气体(zweit Reduktionsgas)。
对于这种方法进程，通过洗涤和脱除(X)2而在任何情况下已经被冷却的部分量A 的洗去(X)2的气体用作冷却气体。按照这种方法进程不需要如W09733006中描述的冷却气 体循环，因此也避免了能量损失到这种冷却气体循环的气体-灰尘洗涤器的水中。由于从 第一还原区出来的炉顶气体处于比发生炉煤气更低的温度，因此在气体-灰尘洗涤器中冷 却炉顶气体克服了较小的温度差，结果是与发生炉煤气用气体-灰尘洗涤器相比，额外减 少了至炉顶气体用气体-灰尘洗涤器的水中的能量损失。通过减少至气体-灰尘洗涤器的 水中的能量损失，因此降低了产生单位量铁的比能消耗，并相应减少了每单位量所产铁的 CO2排放。此外，存在如下优点，即用作冷却气体的部分量A的洗去(X)2的气体被再循环到 还原过程，并且其中包含的还原组分可再次通过第一还原反应器。这导致在熔炉气化器中 产生的还原组分的还原能力的更好利用。因此，需要较少的发生炉煤气被产生用于一定数 量铁矿石的还原，这又降低了能量消耗和相应每单位量产物的(X)2排放。第二部分量的在除尘中得到的还原性气体，或任选地由这种第二部分量和已通过 除尘、脱(X)2准备并加热的炉顶气体组成的混合物，被作为第二还原性气体输送到另外的还 原区。由于第二部分量的还原性气体(die zweite Teilmenge des Reduktionsgases)在 进入另外的还原区的途径中既未被冷却，也未丧失还原能力，因此它的热和化学能含量被 最佳地用于另外的还原区中的还原，并因此用于生产铁。另外，在另外的还原区中利用混 入、准备和加热的炉顶气体的还原能力具有改善使用在熔炉气化器中产生的还原组分用于 产生铁的效果。块状的铁矿石既指块状矿石又指丸粒。第二还原性气体在另外的还原区中被转化并引出作为第二炉顶气体。根据按照本 发明的方法的有利实施方案，在灰尘洗涤后，使第二炉顶气体与来自第一还原区的洗去灰 尘的炉顶气体合并，得到的气体混合物部分或完全地进行压缩和(X)2洗涤，其中在(X)2洗涤 后的进一步使用与权利要求1中所述的部分量A和部分量B的洗去CO2的气体类似地进行。按照这种方式，第二炉顶气体的热和化学能量含量也用于生产铁，这又降低了能 量消耗，和因此降低了每单位量产物的(X)2排放。根据优选的实施方案，在正常操作(Normalbetrieb)期间，第二部分量的在除尘 中得到的还原性气体占第二还原性气体的20体积％至100体积％，优选20-50体积％，还 更优选25-35体积％。在本申请的范围内，所有涉及气体时给出的百分比均为体积百分比。第二部分量 的在除尘中得到的还原性气体在第二还原性气体中的份额越高，则必须被加热的任选混入 的部分量B的洗去(X)2的气体越少，因此为其加热所耗费的比能量就下降。第二部分量的 还原性气体与部分量B的洗去(X)2的气体的比基本上由以下决定发生炉煤气的温度和用 于第一还原区的还原性气体的所需温度，第二还原性气体的所需温度，和洗去(X)2的气体在 其加热之前和之后的温度。在本申请的范围内，无论在范围内给出何种百分比，都包括边界 值。正常操作在这种情况下应被理解为是指用于实施本发明方法的设备在启动阶段 后和停止阶段前的操作。第二部分量的还原性气体占第二还原性气体的份额越高，则加热 混入气体的要求就越低。第二部分量的还原性气体的高温度确保了第二还原性气体对于在 所述另外的还原区中进行的工艺的足够高的温度。对混入气体加热减少的需求使得利用较
5小的气体加热装置成为可能，对于其操作，这进而需要与更大装置相比更少的能量。按照这 种方式，进一步降低了每单位量产物的比能量消耗和相应的ω2排放。根据优选的实施方案，在正常操作中，第二部分量占除尘中得到的还原性气体总 量的5-50体积％，优选25-40体积％，尤其优选30体积％。对于另外的还原竖炉的操作，一定数量的第二还原性气体是必需的。如果在除尘 后得到的大部分量的还原性气体被要求用于第一还原区中的还原目的，则只有小部分量可 用于该另外的还原区。这种部分量和用于该另外的还原区操作所需的第二还原性气体的量 之间的数量差异必须通过混入大部分量B的洗去(X)2的气体在该气体加热后来弥补。然而， 在通过燃烧来加热期间出现CO2,因此混入大部分量B的洗去(X)2的气体在该气体加热后导 致第二还原性气体中更高的(X)2含量。如果除尘中得到的还原性气体的总数量中第二部分量的份额少于5体积％，则必 须混入大部分量B的洗去(X)2的经加热的气体以便提供另外的还原区所需的第二还原性气 体的数量。在这种情况下是不利的，即在通过燃烧部分量B的一部分来加热部分量B的情况 下，部分量B中的大量还原组分被氧化，并因此不再能用于该另外的还原区中的还原目的。为了确保第一还原区充分供应有还原性气体，第二部分量的在除尘中得到的还原 性气体总量中的份额应不超过50体积％。根据优选实施方案，在正常操作期间，部分量A的洗去(X)2的气体占所述洗去(X)2 的气体的15体积％和100%体积。在小于15%的情况下，在没有利用洗涤器和压缩机的额 外冷却气体循环时，热发生炉煤气的冷却和精确的温度控制不再可能。使用越多的洗去(X)2的气体作为冷却气体(KUhlgas)，则炉顶气体的越多还原组分 被再循环到还原过程中，则在熔炉气化器中产生的还原组分的利用就更好，就需产生越少 的发生炉煤气。优选根据还原性气体的温度预定值来控制将部分量A的洗去(X)2的气体混 入发生炉煤气。所述另外的还原区可由固定床还原区或串联布置的一个或多个流化床还原区组 成。更优选地，另外的还原区为固定床还原区，因为这类还原区具有富CO还原性气体 金属化程度高和操作简单的优点。于是也可在另外的还原区中处理块状的铁矿石。可利用例如换热器或借助使用氧气燃烧器的部分氧化来进行部分量B的洗去CO2 的气体的加热。有利地借助氧气燃烧器来进行，因为这类加热具有高的效率和低的设备支 出，不需要从外部供给燃料，并且比换热器产生更低的(X)2排放。根据优选的实施方案，首先借助换热器进行部分量B的洗去(X)2的气体的加热至 最大50(TC，然后借助氧气燃烧器加热至超过650°C。在这种情况下，优选在气体-灰尘洗 涤器中将其冷却前利用第一和/或第二炉顶气体进行换热。超过500°C，金属灰尘对换热器 的腐蚀将破坏换热器。针对另外的还原区中的还原过程使用任何情况下都存在的炉顶气体 的热含量减小了必须由氧气燃烧器提供的温度增加，由于这个原因，氧气燃烧器可在较少 的能量和炉料耗费下工作。因此，也减少了每单位量产物的能量消耗和相应的(X)2排放。还有利的是使用小部分量的洗去(X)2的气体作为先前使用的外部气体的替代物用 于权利要求1前序部分的方法中的任务，也就是说，当装入炉料时，非在工艺中产生的气体 优选作为碎煤喷射用喷射气体和/或作为冷却气体。炉料应被理解为是指被装入到第一或另外的还原区或熔炉气化器内的所有材料。在这两种利用情况下，气体直接通往第一或另外的还原区或通往熔炉气化器并从 那里到第一或另外的还原区。因而，包含的还原成分可参与还原过程。这导致在熔炉气化 器中产生的还原组分的更好利用，由于这个原因，必然产生较少的发生炉煤气。迄今为止，在装入炉料时，氮气通常用于碎煤喷射或作为冷却气体，因此在还原性 气体中产生氮气部分。其不会参与还原过程，并且降低了还原性气体中还原成分的浓度。因 此，为了使一定物质的量的还原成分循环，还原性气体的循环量与未被氮气稀释的还原性 气体相比更大，为此必然涉及设备的部件。通过提供氮气的替代物避免这些影响。最大10体积％的洗去(X)2的气体用作碎煤喷射用喷射气体，最大5体积％的(X)2 洗出的气体当装入炉料时用作冷却气体，以允许足够数量的气体用于这种气体的其它应用 目的。从另外的还原区得到的产物例如部分还原的铁矿石(LRI)有利地用作在高炉中生 产铁的原料，代替烧结体、丸粒和块状矿石的原料。因为，当按这种方式使用时，添加到高炉 中的原料已至少部分被还原，因此较少的还原剂尤其是焦炭需要被加入到高炉中。总之，对 于方法的给定数量的铁产物，通过在高炉中使用LRI，铁生产在能量消耗和(X)2产生方面的 总体平衡得到改善。这种改善尤其基于这样的事实，即铁氧化物的还原被部分地从高炉转 移到另外的还原区，因为还原化合物在那里能比在高炉中更有效地用于还原。此外，同时提 高了高炉的生产率，因为高炉的透气性因烧结体和/或块状矿石的替换而增加。本发明的另一个主题是实施本发明方法的装置，包括用于铁矿石(优选块状铁矿 石)的第一还原反应器；熔炉气化器；用于第一还原反应器中形成的反应产物的至少一个输 送管线，其将熔炉气化器与第一还原反应器相连接；包括通入到熔炉气化器内的碳载体给 料管线和通入到熔炉气化器内的含氧气体给料管线；设在熔炉气化器上的生铁出料口和设 在熔炉气化器上的渣出料口 ；并包括用于直接还原另外的铁矿石的至少一个另外的还原反 应器；连接熔炉气化器和除尘设备的发生炉煤气出口管线；来自除尘设备的还原性气体出 口管线；连接来自除尘设备的还原性气体出口管线与第一还原反应器的管线；从第一还原 性气体反应器出发的炉顶气体管线，其通入到气体-灰尘洗涤器；从气体-灰尘洗涤器出发 的出口管线；和包括排出管线，该排出管线与从气体-灰尘洗涤器出发的出口管线相连接， 并且在该排出管线中先后布置有下列装置首先为气体压缩装置、(X)2洗涤设备和气体加热 装置，气体压缩装置在最前面，特征在于
在(X)2洗涤设备和气体加热装置之间，从排出管线分支出回流管线，该回流管线通入到 发生炉煤气出口管线，和
排出管线通入到从还原性气体出口管线出发的连接管线，其中该连接管线通入到另外 的还原反应器。根据一种优选实施方案，该另外的还原反应器为固定床还原反应器。于是也可在 另外的还原反应器中处理块状的铁矿石。根据一种实施方案，炉顶气体出口管线从该另外的还原反应器出发并通入到气体 压缩装置上游的排出管线，在所述炉顶气体出口管线中存在气体-灰尘洗涤器。在这种炉 顶气体出口管线上，从另外的还原反应器引出的第二炉顶气体被通往来自第一还原反应器 的洗去灰尘的炉顶气体。
气体加热装置优选为氧气燃烧器。根据另一种实施方案，在气体加热装置上游的排出管线中和/或炉顶气体出口管 线中存在利用炉顶气体和/或第二炉顶气体加热部分量B的洗去(X)2的气体的换热器。出于能量平衡原因，在回流管线从排出管线分支出来之前布置换热器在这种情况 下是优选的。根据另一种实施方案，在熔炉气化器上存在碎煤喷射设备，其与从CO2洗涤设备下 游的排出管线分支出的喷射气体管线相连接。根据另一种实施方案，存在用于装入碳载体如块煤、煤砖或焦炭到熔炉气化器内 的装料装置，任选的还存在用于装入其它炉料如添加物到熔炉气化器内的装料装置，和存 在用于装入铁矿石以及任选的添加物到第一和/或另外的还原反应器内的装料装置，其中 装料装置与从(X)2洗涤设备下游的排出管线分支出的冷却管线相连接。下面通过三个图示意性说明本发明。
图1显示了根据本发明的设备的示意图。图2显示了图1中的设备，但存在额外的用炉顶气体加热洗去CO2的气体的换热器。图3显示了图1中的设备，但在第一和另外的还原反应器中存在额外的用于为熔 炉气化器装料的装料装置。在图1中，通过未示出的装料系统将块状的铁矿石以及任选的添加物填入到铁矿 石用第一还原反应器1中。利用借助管线6引入到还原反应器1的还原性气体将铁矿石还 原成海绵铁。在布置在该还原反应器下方的熔炉气化器2中，由借助给料管线18装入的碳 载体和借助给料管线19引入到熔炉气化器2内的含氧气体产生包含CO和H2的发生炉煤 气。借助输送管线17引入到熔炉气化器的海绵铁于是被熔炼。借助生铁出料口 11和渣出 料口 12从熔炉气化器中取出在熔炉气化器2中产生的液态生铁和液态渣。发生炉煤气借 助出口管线4从熔炉气化器2中被排出，在除尘设备3 (在这种情况下为旋风分离器)中除 尘，借助出口管线5从该旋风分离器中排出由此得到的还原性气体。借助管线6将第一部 分量的还原性气体作为第一还原性气体引入到第一还原反应器1中。在第一还原反应器1 中转化第一部分量的还原性气体后，借助炉顶气体管线7从第一还原反应器中取出炉顶气 体并送往气体-灰尘洗涤器8。在完成灰尘洗涤后，借助出口管线9从气体-灰尘洗涤器8 中排出炉顶气体。借助输出气体管线M将利用出口管线9排出的洗去灰尘的炉顶气体的 一部分作为输出气体引出。借助排出管线10将利用出口管线9排出的洗去灰尘的炉顶气 体的另外一部分首先输送到气体压缩装置20，然后送到(X)2洗涤设备21。使利用排出管线 10从(X)2洗涤设备21排出的洗去(X)2的气体的部分量A借助回流管线14混入从熔炉气化 器2排出的发生炉煤气，该回流管线14从排出管线10分支出并通到除尘设备3上游的出 口管线4。由于部分量A经过气体-灰尘洗涤器8和(X)2洗涤设备21，该部分量A比发生炉 煤气冷，发生炉煤气通过所述混入被冷却。使利用排出管线10从CO2洗涤设备21排出的 在分支出部分量A后剩余的部分量B的洗去CO2的气体通到气体加热装置13 (在这种情况 下为氧气燃烧器)，在其中被加热并利用排出管线10离开氧气燃烧器继续前进到连接管线 15。在连接管线15中，流通第二部分量的还原性气体，其中该连接管线15连接另外的还原 反应器16与出口管线5。因为在连接管线15通入到另外的还原反应器16前，排出管线10通入到连接管线15，已在氧气燃烧器中加热的部分量B的洗去(X)2的气体混入第二部分量 的还原性气体。借助连接管线15将通过这种混入得到的第二还原性气体引入到另外的还 原反应器16中。在这个反应器中，其还原通过未示出的装料装置引入的另外的铁矿石。在(X)2洗涤设备21和气体加热装置13之间，从排出管线10分支出喷射气体管线 22，通过它将洗去(X)2的气体输送到熔炉气化器2上的碎煤喷射设备23。借助其中存在气体-灰尘洗涤器35的过量空气管线31，可将还原性气体从出口管 线5直接通到输出气体管线M内，如果产生比还原反应器1和另外的还原反应器16中需 要的那些更多的还原性气体的话。从另外的还原反应器16出发并且其中存在气体-灰尘洗涤器36的炉顶气体出口 管线32通入到位于气体压缩装置20上游的排出管线10。通过这个炉顶气体排出管线，从 另外的还原反应器16引出的第二炉顶气体可通往来自第一还原反应器的洗去灰尘的炉顶 气体。所述另外的还原反应器34的产物被输送到未示出的高炉中作为高炉中生产铁的 原料。图2显示了如图1的设备，其中在炉顶气体管线7中存在换热器25，并在炉顶气体 出口管线32上存在换热器33，用于利用炉顶气体加热洗去(X)2的气体。在换热器33中被 加热的气体可被输送到气体加热装置13上游的排出管线10，或被输送到回流管线14。为 了更加清楚，同样存在并在图1中标出的过量气体管线31的图示在图2中被省略。图3显示了如图1的设备，其中额外存在用于将碳载体装入到熔炉气化器的装料 装置27、用于将另外的炉料装入到熔炉气化器的装料装置观、用于将铁矿石和添加物装入 到第一还原反应器的装料装置四和将铁矿石和添加物装入到另外的还原反应器的装料装 置30。所有这些装料装置都与冷却管线沈相连接。冷却管线从(X)2洗涤设备21下游的 排出管线10分支出来。通过冷却管线沈，将洗去(X)2的气体通往装料装置用于冷却目的。1 第一还原反应器
2熔炉气化器
3除尘设备
4发生炉煤气出口管线
5还原性气体(来自除尘设备)出口管线
6管线(来自除尘设备的还原性气体出口管线，与第一还原反应器相 连接)
7炉顶气体管线 8/35/36气体-灰尘洗涤器
9出口管线(来自气体-灰尘洗涤器)
10排出管线
11生铁出料口
12渣出料口
13气体加热装置
14回流管线15连接管线
16另外的还原反应器
17输送管线(用于第一生产反应器中形成的反应产物)
18碳载体给料管线
19含氧气体给料管线
20气体压缩装置
21CO2洗涤设备
22喷射气体管线
23碎煤喷射设备
24输出气体管线
25换热器
26冷却管线
27装料装置(用于将碳载体装入到熔炉气化器)
28装料装置(用于将另外的炉料装入到熔炉气化器)
29装料装置(用于将铁矿石和添加物装入到第一还原反应器)
30装料装置(用于将铁矿石和添加物装入到另外的还原反应器)
31过量气体管线
32炉顶气体出口管线
33换热器
34另外的还原反应器的产物
权利要求
1.由铁矿石、优选块状铁矿石，和任选的添加物形成的炉料生产液态生铁或液态钢初 级产物和海绵铁的方法，其中所述炉料在第一还原区中被直接还原成海绵铁，在供入碳载体和含氧气体的情 况下，海绵铁在熔炉气化器中被熔炼，并产生包含CO和H2的发生炉煤气，该发生炉煤气在 从该熔炉气化器中被排出后，首先被冷却，然后除尘，并且在这种除尘中得到的还原性气体 的第一部分量作为第一还原性气体被引入到所述第一还原区，在那里它被转化并作为炉顶 气体引出，随后对炉顶气体洗涤除尘，并在完成洗涤除尘后，部分或完全地对其进行压缩和 CO2洗涤，特征在于，在CO2洗涤后，至少部分量A的洗去CO2的气体在该发生炉煤气离开该熔炉 气化器后混入到该发生炉煤气中，其中冷却所述发生炉煤气，和在所述除尘中得到的还原性气体的第二部分量，任选地在混入了经加热后的部分量 B的洗去CO2的气体的情况下，被供入到至少一个用于直接还原另外的铁矿石的另外的还原 区用于作为第二还原性气体。
2.权利要求1所述的方法，特征在于用于直接还原的所述另外的还原区为固定床还 原区。
3.权利要求1或2所述的方法，特征在于，在灰尘洗涤后，使从所述另外的还原区引出 的第二炉顶气体与来自第一还原区的洗去灰尘的炉顶气体合并，得到的气体混合物部分或 完全地进行压缩和CO2洗涤，其中在CO2洗涤后的进一步使用与权利要求1中所述的部分量 A和部分量B的洗去CO2的气体类似地进行。
4.前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于部分量B的洗去CO2的气体借助氧气 燃烧器来加热。
5.前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于部分量B的洗去CO2的气体首先借助 换热器来加热，随后借助氧气燃烧器加热到超过650°C。
6.前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于在正常操作期间，第二部分量的还原 性气体占第二还原性气体的20体积％至100体积％，优选20-50体积％，还更优选25-35 体积％。
7.前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于在正常操作期间，第二部分量的还原 性气体占还原性气体总量的5体积％ -50体积％，优选20-40体积％，尤其优选30体积％。
8.前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于在正常操作期间，部分量A的洗去CO2 的气体占洗去CO2的气体的15体积％ -100体积％。
9.前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于根据还原性气体的温度预定值来控 制部分量A的洗去CO2的气体混入至发生炉煤气中。
10.前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于不超过10体积％的部分量的洗去 CO2的气体用作碎煤喷射用喷射气体。
11.前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于不超过5体积％的小部分量的洗去 CO2的气体用作装入炉料时的冷却气体。
12.前述权利要求中任一项所述的方法，特征在于由所述另外的还原区得到的产物用 作在高炉中生产铁的原料。
13.用于实施本发明方法的装置，包括用于铁矿石，优选块状铁矿石，的第一还原反应器(1)；熔炉气化器(2)；用于第一还原反应器中形成的反应产物的至少一个输送管线 (17)，该输送管线连接所述熔炉气化器(2)与第一还原反应器；包括通入到该熔炉气化器 内的碳载体给料管线(18)和通入到该熔炉气化器内的含氧气体给料管线(19);设在该熔炉 气化器上的生铁出料口(11)和设在该熔炉气化器上的渣出料口(12);并包括用于直接还原 另外的铁矿石的至少一个另外的还原反应器(16)；连接所述熔炉气化器和除尘设备(3)的 发生炉煤气出口管线(4)；来自除尘设备的还原性气体出口管线(5)；连接来自除尘设备的 还原性气体出口管线(5)与第一还原反应器的管线(6);从第一还原性气体反应器出发并通 入到气体_灰尘洗涤器(8)的炉顶气体管线(7);从气体-灰尘洗涤器(8)出发的出口管线 (9)；和包括排出管线(10)，排出管线(10)与从气体-灰尘洗涤器出发的出口管线相连接， 并且在该排出管线中先后布置有下列装置首先为气体压缩装置(20)、CO2洗涤设备(21) 和气体加热装置(13)，特征在于在0)2洗涤设备(21)和气体加热装置(13)之间，从排出管线(10)分支出回流管线(14)，该回流管线通入到发生炉煤气出口管线(4)，和排出管线(10)通入到从还原性气体出口管线(5)出发的连接管线(15)，其中连接管线(15)通入到所述另外的还原反应器。
14.权利要求13所述的装置，特征在于所述另外的还原反应器(16)为固定床还原反 应器。
15.权利要求13或14所述的装置，特征在于炉顶气体出口管线(32)从所述另外的还 原反应器(16)出发，在该炉顶气体出口管线中存在气体-灰尘洗涤器，并且通入到气体压 缩装置(20)上游的排出管线(10)。
16.权利要求13-15中任一项所述的装置，特征在于所述气体加热装置(13)为氧气燃烧器。
17.权利要求13-16中任一项所述的装置，特征在于在所述气体加热装置(13)上游的 排出管线(10)中和/或炉顶气体出口管线(32)中存在利用所述炉顶气体和/或第二炉顶 气体加热部分量B的洗去CO2的气体的换热器(25)。
18.权利要求13-17中任一项所述的装置，特征在于在熔炉气化器上存在碎煤喷射设 备(23)，所述碎煤喷射设备与从CO2洗涤设备(21)下游的排出管线(10)分支出的喷射气体 管线(22)相连接。
19.权利要求13-18中任一项所述的装置，特征在于 存在用于装入碳载体到熔炉气化器(2 )内的装料装置(27 )，任选的用于装入其它炉料到熔炉气化器(2 )内的装料装置(28 )， 用于装入铁矿石以及任选的添加物到所述第一和/或所述另外的还原反应器(1，16) 内的装料装置(29，30)，其中装料装置(27，28，29，30)与在CO2洗涤设备(21)下游从排出管 线(10)分支出的冷却管线(26)相连接。
全文摘要
本发明涉及一种能量和排放优化的铁生产方法和实施该方法的装置。在这种情况下，在熔炉气化器中产生的第一部分量的发生炉煤气用作第一还原区中的第一还原性气体，和第二部分量被输送到至少一个另外的还原区中作为第二还原性气体。另外，在CO2洗涤后，从第一还原区取出的部分量的炉顶气体在该发生炉煤气离开该熔炉气化器后与其混合，其中冷却该发生炉煤气。
文档编号C21B13/00GK102099496SQ200980127845
公开日2011年6月15日 申请日期2009年6月24日 优先权日2008年7月17日
发明者A·佐伯尼格, B·鲁梅, H·施米特, J·沃姆, R·米纳, R·雷德, S·拉克纳, T·贝格勒 申请人:西门子 Vai 金属科技有限责任公司