本发明专利技术涉及一种用于在用来制造直接还原的金属矿石、尤其是直接还原的铁的设备（3）中进行能量优化的系统，其中所述设备（3）至少包括还原机组（12）、用于分开混合气的、具有所属的压缩装置（4、4a、4b）的装置（7、7a、7b）以及布置在所述还原机组（12）前面的气体加热装置（10）。此外，将过程气体（2、2a、2b）的一部分通过供给管路从至少一台用于进行生铁制造的设备（1、1a、1b）、尤其是熔化还原设备中输送给所述用于制造直接还原的金属矿石的设备（3）。在所述按本发明专利技术的系统中，将涡轮机（8、8a、8b）、尤其膨胀涡轮机如此安装在所述用于分开混合气的装置（7、7a、7b）与所述布置在还原机组（12）前面的气体加热装置（10）之间，从而将在所述用于分开混合气的装置（7、7a、7b）与所述还原机组（12）之间的压力降转换为能够用于运行所述用来制造直接还原的金属矿石的设备（3）的其它组件（4、4a、4b、15、15a、15b）的能量形式、尤其是电能和/或机械能。通过本发明专利技术，以简单而有利的方式来降低所述设备（3）的能耗并且由此降低运行成本，因为通过所述涡轮机（8、8a、8b）的使用来经济地利用在所述用于分开混合气的装置（7、7a、7b）与所述还原机组（12）之间的压力降。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于在用来制造直接还原的金属矿石、尤其是直接还原的铁的设备（3）中进行能量优化的系统，其中所述设备（3）至少包括还原机组（12）、用于分开混合气的、具有所属的压缩装置（4、4a、4b）的装置（7、7a、7b）以及布置在所述还原机组（12）前面的气体加热装置（10）。此外，将过程气体（2、2a、2b）的一部分通过供给管路从至少一台用于进行生铁制造的设备（1、1a、1b）、尤其是熔化还原设备中输送给所述用于制造直接还原的金属矿石的设备（3）。在所述按本专利技术的系统中，将涡轮机（8、8a、8b）、尤其膨胀涡轮机如此安装在所述用于分开混合气的装置（7、7a、7b）与所述布置在还原机组（12）前面的气体加热装置（10）之间，从而将在所述用于分开混合气的装置（7、7a、7b）与所述还原机组（12）之间的压力降转换为能够用于运行所述用来制造直接还原的金属矿石的设备（3）的其它组件（4、4a、4b、15、15a、15b）的能量形式、尤其是电能和/或机械能。通过本专利技术，以简单而有利的方式来降低所述设备（3）的能耗并且由此降低运行成本，因为通过所述涡轮机（8、8a、8b）的使用来经济地利用在所述用于分开混合气的装置（7、7a、7b）与所述还原机组（12）之间的压力降。【专利说明】在用来制造直接还原的金属矿石的设备中进行能量优化的系统
本专利技术涉及一种用于在用来制造直接还原的金属矿石、尤其是直接还原的铁的设备中进行能量优化的系统。在此用于制造直接还原的金属矿石或者金属、尤其是铁的设备至少包括还原机组(比如流化床反应器系统、固定床还原竖炉，比如MIDREX?还原竖炉等等)、用于分开混合气的、具有所分配的压缩装置的装置以及布置在所述还原机组前面的气体加热装置。对于直接还原的金属矿石的制造来说必要的过程气体至少部分地通过供给管路从至少一台用于进行生铁制造的设备比如熔化还原设备中来供给并且必要时部分地通过回收从所述制造过程本身中提取。
技术介绍
从金属矿石或者金属、尤其是铁矿石或者氧化铁到直接还原的铁或者海绵铁的、所谓的直接还原，比如在自身的设备-所谓的直接还原设备中实施。这样的用于制造直接还原的金属矿石的设备，一般按有待还原的金属矿石比如是以块状的形式还是以微粒状的形式存在或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生产，至少包括还原机组、比如固定床还原竖炉、流化床反应器系统等等。将有待还原的材料(比如金属矿石、铁矿石、氧化铁等等)在直接还原时以块状的形式-比如作为块状矿石或者球团矿-或者以微粒的-粒状的形式加入到所述包括所述至少一台还原机组的、用于制造直接还原的金属矿石的设备中。在所述还原机组中的材料而后在所谓的逆流原理下面由也被称为还原气体的过程气体贯穿流过。在此，所述材料由还原气体比如完全或者部分地还原-氧化铁比如被还原成海绵铁-并且所述还原气体在这个过程中被氧化。在所述还原机组中由还原气体还原的材料而后比如具有大约45直到超过95%的金属化程度。对于金属矿石的还原来`说必要的过程气体(比如还原气体)比如在熔化气化器中以熔化还原方法(比如COREX?、FINEX?、氧气高炉等等)或者在煤气化器中来提取。比如在熔化气化器中产生的还原气体优选热到750到1000°C并且大多数含尘并且富含一氧化炭和氢气(比如具有大约70到95%的CO和H2)。所述还原气体优选在所述还原机组的当中的直到下面的四分之一中或者在流化床反应器系统中被导入到第一流化床反应器中。而后所述还原气体在所述还原机组中往上升，或者在流化床反应器系统中被从一个反应器导送给另一个反应器并且在这过程中以逆流的形式使所述材料(比如金属矿石、铁矿石、氧化铁等等)还原。而后，所述还原气体作为所谓的炉顶气或者废气被从所述还原机组中排出。接着，在气体净化装置(比如气体洗涤器)中对所述还原气体进行净化，并且必要时为了除去二氧化碳C02而将其作为所谓的循环气继续导送给布置在所述还原机组前面的、用于分开混合气的、具有所属的压缩装置的装置。作为用于分开混合气的装置，尤其使用压力交变吸附设备，比如变压吸附(Pressure Swing Adsorption (PSA))、真空变压吸附(Vakuum Pressure Swing Adsorption (VPSA)),因为这些设备在经济上比其它的吸附方法便宜。在所述用于分开混合气的装置中处理之后，所述循环气而后又可以作为还原气体被导入到所述还原机组中。除了对于在所述设备中利用的过程气体的、比如部分的再利用之外，将比如从生铁制造的方法中或者从熔化还原过程、比如C0REX?或者FINEX?方法中排出的、所谓的出口气体用于在所述还原机组中的还原过程。“出口气体”这个名称尤其用作用于所谓的炉顶气的一种部分的名称，这种部分被从所述熔化还原过程或者所述生铁制造的方法中排出，一般来说经过冷却并且也经过(湿式或者干式)除尘，并且“出口气体”这个名称必要时也用作用于其它的过程气体、比如来自熔化气化器的过剩气体的名称。作为炉顶气，在此一般是指经过充分利用的、来自高炉、熔化气化器或者还原竖炉/流化床反应器的还原气体。 如果将所述出口气体从一台或者数台用于制造直接还原的金属矿石的熔化还原设备(比如基于C0REX?或者FINEX?方法的设备)中排出，那就将这样的设备称为复合设备。所述出口气体在此通过供给管路来加入到所述用于制造直接还原的金属矿石或者铁的设备中，并且在相应的还原机组比如流化床反应器系统、还原竖炉炉比如MIDREX?还原竖炉等等中得到利用。在加入时，所供给的出口气体可以与所述用于制造直接还原的金属矿石的设备的循环气相混合，其中用于所述出口气体的供给管路一般在所述用于分开混合气的装置之前汇合到用于所述用来制造直接还原的金属矿石的设备的循环气的管路中。不过，为了在所述用于制造直接还原的金属矿石或者铁的设备中获得所述还原过程的最佳的功能性，有必要在所述用于分开混合气的装置中进行良好地发挥功能的、从过程气体-比如由所述设备的循环气和所供给的出口气体构成的混合物-中除去C02的过程。因此，一般来说，用于所述用来分开混合气的装置的输入压力借助于所属的压缩装置(比如一台或者数台压缩机)来提高。在所述用于分开混合气的装置中的输入压力，一般来说应该恒定地处于大约3到Sbar过压的输入压力水平上，用于保证有效地并且经济地从所述过程气体中除去C02。因此，为了除去C02，比如由PSA需要至少6bar过压，并且由VPSA需要至少大约3bar过压。不过，所使用的还原机组以小得多的工作压力为前提。因此，所谓的MIDREX?还原竖炉作为还原机组比如仅仅需要大约1.2到1.5bar过压的输入压力。由此，一则由于尤其在使用PSA设备的情况下所述用于分开混合气的装置的较高的工作压力并且再则由于所述还原机组的较低的工作压力而产生一种压差，对于所述用于制造直接还原的金属矿石的设备的最佳的功能性来说必须消除这种压差。一般来说，这种压差的消除通过调节阀的系统来进行，所述调节阀尤其安装在所述用于分开混合气的装置与所述还原机组或者布置在所述还原机组前面的气体加热装置之间。不过，通过调节阀来消除压差的做法具有以下缺点:这种压差保持未被利用的状态或者本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于在用来制造直接还原的金属矿石的设备（3）中进行能量优化的系统，所述设备（3）至少包括还原机组（12）、用于分开混合气的装置（7、7a、7b）以及布置在所述还原机组（12）前面的气体加热装置（10），并且对于所述设备（3）来说过程气体（2、2a、2b）的至少一部分能够通过供给管路从至少一台用于进行生铁制造的设备（1、1a、1b）、尤其是熔化还原设备中来供给，其特征在于，将涡轮机（8、8a、8b）、尤其是膨胀涡轮机如此安装在所述用于分开混合气的装置（7、7a、7b）与所述布置在还原机组（12）前面的气体加热装置（10）之间，使得在所述用于分开混合气的装置（7、7a、7b）与所述还原机组（12）之间的压力降能够转换为能够用于运行所述用来制造直接还原的金属矿石的设备（3）的其它组件（4、4a、4b、15、15a、15b）的能量形式。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R米尔纳，G罗森菲尔纳，H斯普伦格，
申请(专利权)人：西门子VAI金属科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT
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