专利名称：铁水制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种铁水制备装置，更具体地涉及在铁水制备エ序中能够减少ニ氧化碳的生成量井能够生产液体燃料及电能的铁水制备装置。
背景技术：
将在铁水制备エ序中产生的副产气体直接释放到大气中，不仅对环境有害，而且废弃可回收成分，在资源及能效方面并不可取。而且包含在副产气体中的ニ氧化碳被视为气候变化的原因，因此有必要回收利用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在铁水制备エ序中既能够减少ニ氧化碳的生成量又能够回收利用所产生的ニ氧化碳的铁水制备装置。另外，本发明的又一目的在于，提供一种在铁水制备エ序中能够生产液体燃料及电能的铁水制备装置。本发明的ー实施例的铁水制备装置可包括铁水制备炉，生产铁水并产生副产气体；ニ氧化碳重整装置，重整所述副产气体以产生氢气及ー氧化碳；以及铁矿石还原装置，接收所供给的所述氢气及所述ー氧化碳以还原铁矿石。所述铁水制备装置可在所述铁水制备炉和所述ニ氧化碳重整装置之间包括副产气体提纯设备，所述副产气体提纯设备能够提纯所述副产气体中的有害成分。而且，所述副产气体提纯设备可以包括旋风装置、过滤器及洗涤器中的至少ー种。所述铁水制备装置可在所述ニ氧化碳重整装置和所述铁矿石还原装置之间包括气体分配装置，所述气体分配装置能够将在所述ニ氧化碳重整装置产生的所述氢气及所述一氧化碳的一部分供给至所述铁水制备炉，并将剩余气体供给至所述铁矿石还原装置。所述铁水制备装置可包括第一热交換器，所述第一热交換器能够将在所述铁水制备炉产生的热量供给至所述ニ氧化碳重整装置。所述铁水制备装置可包括连接于所述铁矿石还原装置的水蒸气分离装置，所述水蒸气分离装置能够分离并除去所述铁矿石还原装置中产生的水。所述铁水制备装置可包括连接于所述水蒸气分离装置的发电装置，所述发电装置能够从所述水蒸气分离装置接收所供给的水蒸气及混合气体，以生产电能。另外，所述发电 装置可以为涡轮机。所述铁水制备装置可在所述铁水制备炉和所述ニ氧化碳重整装置之间包括水蒸气重整装置，所述水蒸气重整装置能够使所述副产气体中的水蒸气与ー氧化碳进行反应而产生氢气。所述铁水制备装置可在所述铁水制备炉和所述ニ氧化碳重整装置之间包括ニ氧化碳分离装置，所述ニ氧化碳分离装置能够分离所述副产气体中的ニ氧化碳，并将所述ニ氧化碳移送至所述ニ氧化碳重整装置，将剩余的气体移送至所述铁水制备炉。另外，所述ニ氧化碳分离装置可为变压吸附(PSA)装置，或者可为通过使用低温法、氨/胺吸收法、吸附剂使用法、金属有机骨架(MOF)及膜分离法中的任ー种方法而分离ニ氧化碳的装置。所述铁水制备装置可包括连接于所述铁矿石还原装置的液体燃料生成装置，所述液体燃料生成装置能够接收从所述铁矿石还原装置供给的混合气体并生成液体燃料。另夕卜，在所述液体燃料生成装置生成的液体燃料可以包含甲醇、ニ甲醚及碳氢化合物中的至少ー种。另外，所述液体燃料生成装置可以为浆料反应器。所述铁水制备装置可包括第二热交換器，所述第二热交換器能够将在所述液体燃料生成装置产生的热量供给至所述ニ氧化碳重整装置。在所述铁矿石还原装置和所述液体燃料生成装置之间可包括压缩器。所述铁水制备装置可包括连接于所述液体燃料生成装置的发电装置，所述发电装 置能够从所述液体燃料生成装置接收所供给的水蒸气及混合气体，井生产电能。另外，所述发电装置可以为涡轮机。所述铁水制备装置可在所述液体燃料生成装置和所述发电装置之间包括ニ氧化碳分离装置，所述ニ氧化碳分离装置能够从所述混合气体中分离ニ氧化碳，并将所述ニ氧化碳供给至所述ニ氧化碳重整装置。另外，所述ニ氧化碳分离装置可为PSA装置，或者可为通过使用低温法、氨/胺吸收法、吸附剂使用法、MOF及膜分离法中的任一种而分离ニ氧化碳的装置。本发明的另ー实施例的铁水制备装置，可包括第一铁矿石还原装置，通过还原铁矿石而制备还原铁；铁水制备炉，接收所述还原鉄，以生产铁水并产生副产气体；ニ氧化碳重整装置，重整所述副产气体以产生氢气及ー氧化碳；以及第ニ铁矿石还原装置，接收所述氢气及所述ー氧化碳，以还原铁矿石。所述铁水制备装置可在所述铁水制备炉和所述ニ氧化碳重整装置之间包括副产气体提纯设备，所述副产气体提纯设备能够提纯所述副产气体中的有害成分。所述铁水制备装置可在所述ニ氧化碳重整装置和所述铁矿石还原装置之间包括气体分配装置，所述气体分配装置能够将在所述ニ氧化碳重整装置产生的所述氢气及所述一氧化碳的一部分供给至所述第一铁矿石还原装置，并将剩余的气体供给至所述第二铁矿石还原装置。所述第一铁矿石还原装置或所述第二铁矿石还原装置可以为流动还原炉。根据本发明，在铁水制备エ序中能够减少ニ氧化碳的生成量的同时回收利用ニ氧化碳。另外，根据本发明，在铁水制备エ序中能够生产液体燃料及电能。
图I是本发明第一实施例的铁水制备装置的示意图。图2是本发明第二实施例的铁水制备装置的示意图。图3是本发明第三实施例的铁水制备装置的示意图。图4是本发明第四实施例的铁水制备装置的示意图。图5是本发明第五实施例的铁水制备装置的示意图。
图6是本发明第六实施例的铁水制备装置的示意图。图7是本发明第七实施例的铁水制备装置的示意图。图8是本发明第八实施例的铁水制备装置的示意图。
具体实施例方式以下參照附图，详细说明本发明的实施例，以便本领域技术人员容易实施本发明。本发明能够体现为多种不同的形态，并不局限于在此说明的实施例。为了清楚说明本发明，在附图中省略了与说明无关的部分，对于在整个说明书中类似的部分，使用了类似的附图
o图I是本发明ー实施例的铁水制备装置的示意图。參照图1，本发明ー实施例的铁水制备装置包括铁水制备炉110、ニ氧化碳重整装置120、铁矿石还原装置130、副产气体提纯设备140、水蒸气分离装置150及发电装置160。铁水制备炉110是用含铁原料和含碳原料生产铁水及熔渣并产生副产气体的一种装置。含铁原料可以是铁矿石，含碳原料可以是煤。在铁水制备炉110中含铁原料的还原反应通过一氧化碳(CO)和氢气(H2)来完成，分别显示为以下化学式(I)和(2)。
权利要求
1.ー种铁水制备装置，包括 铁水制备炉，生产铁水并产生副产气体； ニ氧化碳重整装置，通过重整所述副产气体而产生氢气及ー氧化碳；及 铁矿石还原装置，接收所供给的所述氢气及所述ー氧化碳以还原铁矿石。
2.根据权利要求I所述的铁水制备装置，其特征在于 在所述铁水制备炉和所述ニ氧化碳重整装置之间包括副产气体提纯设备， 所述副产气体提纯设备提纯所述副产气体中的有害成分。
3.根据权利要求2所述的铁水制备装置，其特征在于 所述副产气体提纯设备包括旋风装置、过滤器及洗涤器中的至少ー种。
4.根据权利要求I所述的铁水制备装置，其特征在于 在所述ニ氧化碳重整装置和所述铁矿石还原装置之间包括气体分配装置， 所述气体分配装置将在所述ニ氧化碳重整装置中产生的所述氢气及所述ー氧化碳的一部分供给至所述铁水制备炉，将剩余的气体供给至所述铁矿石还原装置。
5.根据权利要求I所述的铁水制备装置，其特征在于 包括第一热交換器， 所述第一热交換器将在所述铁水制备炉产生的热量供给至所述ニ氧化碳重整装置。
6.根据权利要求I所述的铁水制备装置，其特征在于 包括连接于所述铁矿石还原装置的水蒸气分离装置， 所述水蒸气分离装置分离并除去在所述铁矿石还原装置中产生的水。
7.根据权利要求6所述的铁水制备装置，其特征在于 包括连接于所述水蒸气分离装置的发电装置， 所述发电装置从所述水蒸气分离装置接收所供给的水蒸气及混合气体，井生产电能。
8.根据权利要求7所述的铁水制备装置，其特征在于 所述发电装置为涡轮机。
9.根据权利要求I所述的铁水制备装置，其特征在于 在所述铁水制备炉和所述ニ氧化碳重整装置之间包括水蒸气重整装置， 所述水蒸气重整装置使所述副产气体中的水蒸气与ー氧化碳进行反应而产生氢气。
10.根据权利要求I所述的铁水制备装置，其特征在于 在所述铁水制备炉和所述ニ氧化碳重整装置之间包括ニ氧化碳分离装置， 所述ニ氧化碳分离装置分离所述副产气体中的ニ氧化碳，并将所述ニ氧化碳移送至所述ニ氧化碳重整装置，将剩余的气体移送至所述铁水制备炉。
11.根据权利要求10所述的铁水制备装置，其特征在于 所述ニ氧化碳分离装置为变压吸附装置，或者为通过使用低温法、氨/胺吸收法、吸附剂使用法、金属有机骨架及膜分离法中的任一种而分离ニ氧化碳的装置。
12.根据权利要求I所述的铁水制备装置，其特征在于 包括连接于所述铁矿石还原装置的液体燃料生成装置， 所述液体燃料生成装置从所述铁矿石还原装置接收混合气体并生成液体燃料。
13.根据权利要求12所述的铁水制备装置，其特征在于 在所述液体燃料生成装置生成的液体燃料包含甲醇、ニ甲醚及碳氢化合物中的至少ー种。
14.根据权利要求12所述的铁水制备装置，其特征在于 所述液体燃料生成装置为浆料反应器。
15.根据权利要求12所述的铁水制备装置，其特征在于 包括第二热交換器， 所述第二热交換器将在所述液体燃料生成装置产生的热量供给至所述ニ氧化碳重整装置。
16.根据权利要求12所述的铁水制备装置，其特征在于 在所述铁矿石还原装置和所述液体燃料生成装置之间包括压缩器。
17.根据权利要求12所述的铁水制备装置，其特征在于 包括连接于所述液体燃料生成装置的发电装置， 所述发电装置从所述液体燃料生成装置接收水蒸气及混合气体，井生产电能。
18.根据权利要求17所述的铁水制备装置，其特征在于 所述发电装置为涡轮机。
19.根据权利要求17所述的铁水制备装置，其特征在于 在所述液体燃料生成装置和所述发电装置之间包括ニ氧化碳分离装置， 所述ニ氧化碳分离装置从所述混合气体中分离ニ氧化碳，并将所述ニ氧化碳供给至所述ニ氧化碳重整装置。
20.根据权利要求19所述的铁水制备装置，其特征在于 所述ニ氧化碳分离装置为变压吸附装置，或者为通过使用低温法、氨/胺吸收法、吸附剂使用法、MOF及膜分离法中的任一种而分离ニ氧化碳的装置。
21.ー种铁水制备装置，包括 第一铁矿石还原装置，通过还原铁矿石而制备还原铁； 铁水制备炉，接收所供给的所述还原鉄，以生产铁水并产生副产气体； ニ氧化碳重整装置，通过重整所述副产气体而产生氢气及ー氧化碳；及 第二铁矿石还原装置，接收所供给的所述氢气及所述ー氧化碳以还原铁矿石。
22.根据权利要求21所述的铁水制备装置，其特征在于 在所述铁水制备炉和所述ニ氧化碳重整装置之间包括副产气体提纯设备， 所述副产气体提纯设备提纯所述副产气体中的有害成分。
23.根据权利要求22所述的铁水制备装置，其特征在于 在所述ニ氧化碳重整装置和所述铁矿石还原装置之间包括气体分配装置， 所述气体分配装置将在所述ニ氧化碳重整装置产生的所述氢气及所述ー氧化碳的ー部分供给至所述第一铁矿石还原装置，将剩余的气体供给至所述第二铁矿石还原装置。
24.根据权利要求21至23中的任ー项所述的铁水制备装置，其特征在于 所述第一铁矿石还原装置或所述第二铁矿石还原装置为流动还原炉。
全文摘要
本发明的一实施例提供一种铁水制备装置，包括铁水制备炉，生产铁水并产生副产气体；二氧化碳重整装置，通过重整所述副产气体而产生氢气及一氧化碳；及铁矿石还原装置，接收所供给的所述氢气及所述一氧化碳以还原铁矿石。
文档编号C21B11/00GK102656283SQ201080057243
公开日2012年9月5日 申请日期2010年8月19日 优先权日2009年12月28日
发明者李始衡, 申明均, 郑宗宪, 金基铉, 金声万 申请人:Posco公司