利用合成气直接还原铁矿石的方法和设备

摘要

本发明涉及用于通过还原块或丸形式的铁矿石生产金属化产品(DRI)的直接还原装置，其中DRI反应器中使用的还原性气体包含酸性气体例如含硫化合物和二氧化碳。补充还原性气体一般通过在高压下部分氧化烃(合成气)制得，同时DRI反应器通常在低压下工作。从DRI反应器中流出的还原性气体物流(顶部气体)，经过冷却和脱水之后，其压力水平增加到所述合成气的压力水平，由此得到的循环还原性气体与补充合成气组合，并在单一的酸性气体吸收单元中处理，以形成清洁的、提升的还原性气体的组合物流，该组合物流随后在涡轮机中膨胀，以使组合的还原性气体压力降低到DRI反应器的压力水平，之后加热到优选高于950℃的温度，然后用于DRI反应器中用于生产所述DRI。用于增加初始冷却循环气体压力的压缩机使用的能量来自于膨胀涡轮机(用于降低高压组合的还原性气体的压力)。

主权项

在还原反应器中制造DRI的方法，其利用含硫化合物和/或二氧化碳的补充还原性气体，该补充还原性气体来自压力水平比所述DRI反应器平均工作压力水平高的高压源，所述方法包括：在高于大约800℃的温度在所述反应器中使铁矿石的块或丸与循环还原性气体的第一物流反应，所述第一物流已被提升以有效地制备所述DRI，所述第一物流的大部分包括氢气和一氧化碳；从所述还原反应器中回收经消耗的还原性气体作为第二物流，用于循环和随后的提升；洗涤和冷却所述第二物流以去除水，从而制备冷却的并脱水的循环还原性气体的第三物流；增加所述第三物流的至少一部分的压力，并将所述部分与来自所述高压源的所述补充还原性气体组合，以形成高压循环还原性气体的第四物流；从所述第四物流中除去包括所述硫化合物和二氧化碳的酸性气体，以形成净化的、提升的循环还原性气体的第五物流；通过在涡轮机中膨胀降低所述第五物流的压力，并使用来自所述膨胀的能量来实现所述第三物流的压力增加；和提高所述第五物流的温度到高于大约800℃，以形成所述第一物流。