【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及操作设施网络的方法以及相关联的设施网络。
技术介绍
1、目前可以通过两种主要的制造途径来生产钢。如今，最常用的生产途径是在高炉中通过使用还原剂(主要是焦炭)来还原铁氧化物以生产生铁。在这种方法中，每公吨生铁消耗大约450kg至600kg焦炭；这种方法，无论是在炼焦设施中由煤生产焦炭还是在生铁的生产中，都会释放大量的co2。
2、第二种主要途径涉及所谓的“直接还原法”。其中包括根据midrex、finmet、energiron/hyl、corex、finex等品牌的方法，在这些方法中，通过直接还原铁氧化物载体来生产hdri(热直接还原铁)、cdri(冷直接还原铁)或hbi(热压铁块)形式的海绵铁。hdri、cdri和hbi形式的海绵铁通常在电弧炉中经受进一步处理。
3、在每个具有冷dri排放的直接还原竖炉中存在三个区：位于顶部处的还原区、位于中间处的过渡区、位于锥形底部处的冷却区。在热排放dri中，该底部部分主要用于排放之前进行产物均匀化以及随后对整体固体进行控制。
4、铁氧化物的还原发生在炉的上部部段中，温度高达950℃。将包含约30重量％的氧的铁氧化物矿石和球团装入到直接还原竖炉的顶部，并且允许铁氧化物矿石和球团在重力下通过还原气体下降。该还原气体从还原区的底部进入炉，并且相对于所装入的氧化铁逆流流动。在气体与氧化物之间的逆流反应中，矿石和球团中所包含的氧在铁氧化物的逐步还原中被除去。气体的氧化剂含量增加，同时气体向炉的顶部移动。
5、还原气体通常包括氢气和一氧化碳
6、ch4+co2＝2co+2h2
7、并且铁氧化物与该还原反应气体例如根据以下反应发生反应：
8、3fe2o3+co/h2->2fe3o4+co2/h2o
9、fe3o4+co/h2->3feo+co2/h2o
10、feo+co/h2->fe+co2/h2o
11、在还原区的端部处，矿石被金属化。
12、过渡部段位于还原部段的下方；该部段具有足够的长度以将还原部段与冷却部段分开，从而允许对两个部段进行独立的控制。在该部段中，发生金属化产物的渗碳。渗碳是在还原炉的内部通过以下反应来增加金属化产物的碳含量的过程：
13、3fe+ch4→fe3c+2h2(吸热)
14、3fe+2co→fe3c+co2(放热)
15、3fe+co+h2→fe3c+h2o(放热)
16、在过渡区中注入天然气是使用过渡区中的金属化产物的显热来促进碳氢化合物裂化和碳沉积。由于氧化剂的浓度相对较低，过渡区天然气更有可能裂化为h2和碳，而不是重整为h2和co。碳氢化合物裂化为dri的渗碳提供了碳，并且同时向气体中添加还原剂(h2)，这增加了气体还原潜能。
17、减少co2排放以满足气候目标是具有挑战性的，这是因为高炉-碱性氧气炉(bf-bof)途径作为目前主要的炼钢形式依赖于煤作为还原剂和燃料。减少炼钢中co2排放存在两种选择：保持bf-bof途径并实施co2的碳捕获与储存(ccs)技术；或者寻求新的低排放工艺。
18、减少co2排放的第一步骤可能是然后从bf-bof途径切换至dri途径。由于这代表在设备方面以及工艺方面两者的巨大变化，因此所有高炉将不会立即被直接还原设备取代。因此，将会有不同设备共存的一些设施。
19、因此，需要一种方法，该方法允许在减少排放以及能源效率和生产率方面以最佳效率操作bf-bof和dri途径的组合。
技术实现思路
1、该问题通过一种根据本专利技术的方法来解决，所述方法允许操作一种设施网络，所述设施网络包括：高炉，该高炉生产热金属和高炉顶部气体；直接还原炉，氧化铁被装入在直接还原炉中以被还原气体还原以生产直接还原铁，该还原炉包括还原区、过渡区和冷却区；co2转化单元，高炉顶部气体在该co2转化单元中经受co2转化步骤以生产液态碳产物，该液态碳产物被注入到直接还原炉中。
2、本专利技术的方法还可以包括单独考虑或根据所有可能的技术组合考虑的以下可选特征：
3、-将液态碳产物至少注入到直接还原炉的过渡区中，
4、-将液态碳产物至少注入到直接还原炉的冷却区中，
5、-将液态碳产物注入直接还原炉的过渡区和冷却区中，
6、-液态碳产物是生物燃料，
7、-液态碳产物是液态醇，
8、-液态碳产物是液态碳氢化合物，
9、-还原气体包括超过50体积％的氢气，
10、-还原气体包括超过99体积％的氢气，
11、-该设施网络还包括生产焦炭和焦炉气体的焦炉，所述焦炉气体与高炉气体混合以生产液态碳产物，
12、-该设施网络还包括生产液态钢和炼钢气体的炼钢设施，所述炼钢气体与高炉气体混合以生产液态碳产物，
13、-co2转化步骤包括生物转变步骤。
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1.一种操作设施网络的方法，所述设施网络包括：
2.根据权利要求1的方法，其中，将所述液态碳产物至少注入到所述直接还原炉的所述过渡区中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述液态碳产物至少注入到所述直接还原炉的所述冷却区中。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，将所述液态碳产物注入所述直接还原炉的所述过渡区和所述冷却区中。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述液态碳产物是生物燃料。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述液态碳产物是液态醇。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述液态碳产物是液态碳氢化合物。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述还原气体包括超过50体积％的氢气。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述还原气体包括超过99体积％的氢气。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述设施网络还包括生产焦炭和焦炉气体的焦炉，所述焦炉气体与高炉气体混合以转变为所
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述设施网络还包括生产液态钢和炼钢气体的炼钢设施，所述炼钢气体与所述高炉气体混合以转变为所述液态碳产物。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述CO2转化步骤包括生物转变步骤。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种操作设施网络的方法，所述设施网络包括：
2.根据权利要求1的方法，其中，将所述液态碳产物至少注入到所述直接还原炉的所述过渡区中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述液态碳产物至少注入到所述直接还原炉的所述冷却区中。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，将所述液态碳产物注入所述直接还原炉的所述过渡区和所述冷却区中。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述液态碳产物是生物燃料。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述液态碳产物是液态醇。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述液态碳产物是液态...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·茨维克，德米特里·布拉诺夫，洪·雷耶斯罗德里格斯，奥迪勒·卡里埃，萨拉·萨拉梅，何塞·巴罗斯洛伦索，马塞洛·安德雷德，丹尼斯·卢，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：
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