【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种直接还原装备，其包括催化重整器和/或气炉以及具有一个或多个压缩机的气体压缩装备，其中，气体压缩装备包括至少一个压缩级，并且其中，存在用于被压缩的气体的至少一个气体冷却器。本申请还涉及一种用于运行直接还原装备的方法，该直接还原装备包括催化重整器和/或气炉以及具有一个或多个压缩机的气体压缩装备，其中，气体压缩装备包括至少一个压缩级，并且其中，存在用于被压缩的气体的至少一个气体冷却器，其中，在气体压缩之后将还原气体导入到还原机组中。
技术介绍
1、已知的是，借助于直接还原在还原机组、如例如还原槽中通过还原气体来还原含有金属氧化物的、例如含有氧化铁的矿石。在当前大型工业所应用的传统方法中，还原气体主要基于天然气。在此产生大量二氧化碳co2，这主要出于环境政策原因而是不希望的。为了降低co2排出，在直接还原中已知使用氢气作为还原气体。氢气在此能够使用作为唯一的还原气体或者结合其他气体、例如基于天然气的还原气体。还原气体中的co2中性的氢气h2的份额越多，co2排放得就越少。
2、然而当前可供经济地使用的氢气量较少，这几乎无法确保仅用氢气h2作为还原气体来持久地运行。对应地，主要注意力集中在至少暂时地与其他气体、例如基于天然气的还原气体一起使用氢气h2。
3、原则上因此值得期待的是，如此设计和运行直接还原装备，使得该直接还原装备不仅能够利用基于天然气的还原气体来工作、而且也能够利用氢气以及基于天然气的还原气体与氢气的混合物来工作。而后能够根据不同的还原气体的可用性来以不同的方式进行生产。
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5、氢气相比于其他还原气体具有明显更低的密度、较低的分子量以及较高的声速。这导致了，与对更高的分子量且更低的声速的密度更大的气体、例如基于天然气的还原气体(其中分子量也应该处在相对窄的范围中)进行处理的压缩机相比，对应该适合于经济地压缩氢气的压缩机提出了不同的要求。在直接还原装备运行时应该以一种方式注意到：该直接还原装备不仅能够利用基于天然气的还原气体、而且也能够利用氢气以及基于天然气的还原气体与氢气的混合物来工作。如果适合于经济地压缩氢气的压缩机也应该能够经济地压缩其他气体并且因此应该覆盖较宽的分子量范围(例如当使用氢气与其他气体的气体混合物时是这种情况)，则应该考虑到这些不同的要求。对应地，在氢气在具有其他气体、例如基于天然气的还原气体的气体混合物中的份额增大的情况下存在对现有的直接还原装备的气体压缩系统的适应需求。
6、此外，在使用氢气时，对氧化矿石/粒料的直接还原会进行吸热。为了能够满足对于具有高生产率的经济的直接还原在热力学方面必要的热量需求并且保证还原槽中的温度条件，在氢气运行时应该将比对于还原必需的气体量要高的特定的气体量的还原气体作为热能的载体引入到还原机组中，以便补偿由于吸热反应所致的冷却。这种能较大份额或完全由氢气构成的较高量的还原气体能够在运转通过还原机组之后、必要时在加热的情况下进行再循环。因此，在使用氢气时，与伴随着利用其他气体、例如基于天然气的还原气体所进行的放热的直接还原的传统运行方式相比，应该压缩更大的还原气体体积流量。对应地，在氢气在具有其他气体、例如基于天然气的还原气体的气体混合物中的份额增大的情况下，存在对现有的直接还原装备的气体压缩系统的适应需求。
7、此外，即使在计划使用氢气作为唯一的还原气体的情况下，也存在其中并不输送氢气、而是输送具有比氢气明显要高的分子量的其他气体、例如氮气或其他惰性气体的运行情况、如对直接还原装备的启动和加热。与应该处理氢气的压缩机相比，因此对应该适合于经济地压缩这样的气体的压缩机也提出了不同要求。
8、总体上于是存在的问题是，由于不同的有待压缩的气体而应该能够在气体密度、分子量、声速的较宽的范围内经济地进行气体压缩，其中，应该能够至少部分地进一步利用到目前为止用于基于天然气的还原气体的、可能现有的气体压缩装备。
9、随着利用氢气进行还原的重要性增加，还原气体中的水蒸气的存在性越来越多地不利地起作用，因为该水蒸气会降低还原气体的还原潜力。在一部分量的从还原机组中所提取的炉顶气再循环时，由于随着还原气体中的上升的氢气份额——和因此更少地使用天然气——所致的、炉顶气的增加的水蒸气含量加剧了这种问题。这种问题也由于为了冷却压缩机而将水喷入到有待压缩的气体中被加剧，炉顶气洗涤器的必要的冷却性能由于更高的气体量和更高的水蒸气含量而上升，并且还原气体质量、即还原剂相对于氧化剂的比例(co+h2)/(co2+h20)和h2/h2o必须能够被设定，以用于对天然气与水蒸气的重整(ch4+h20→co+3h2)、还原和产品质量进行控制。
技术实现思路
1、技术任务
2、本专利技术的任务是，介绍一种用于前面所提到的问题中的至少一些问题的解决方案。
3、该任务通过一种直接还原装备来解决，该直接还原装备包括催化重整器和/或气炉以及具有一个或多个压缩机的气体压缩装备，其中，气体压缩装备包括至少一个、优选至少两个压缩级，并且其中，优选至少在沿气体的流动方向看最后的压缩级后方存在用于气体压缩装备中被压缩的气体的至少一个气体冷却器，其特征在于，用于将被压缩的气体直接导入到重整器中和/或气炉中的直接导入部以气体压缩装备或气体冷却器为出发点，并且在压缩机中的至少一个压缩机处设置有旁路，该旁路用于将至少一部分量的由压缩机所压缩的气体回引到相关的压缩机的吸取侧的气体导入部中。
4、能够存在一个气体冷却器或多个气体冷却器，例如在存在多个压缩级的情况下在每个压缩级后方都存在气体冷却器。借助于气体冷却器能够将水蒸气从已经被压缩的气体中冷凝出来。对应地，气体冷却器允许降低还原气体的水蒸气含量并且/或者设定还原气体质量。
5、在压缩机中的至少一个压缩机处设置有旁路，该旁路用于将至少一部分量的由压缩机所压缩的气体回引到相关的压缩机的吸取侧的气体导入部中。旁路沿气体的流动方向看在压缩机后方从气体导出部分岔并且在压缩机前方、即在吸取侧通入到气体导入部中，在其后方进行分岔并且在其前方进行通入的压缩机是“相关的压缩机”。
6、直接还原装备还包括至少一个还原机组。该还原机组用于对含有金属氧化物、例如含有氧化铁的矿石进行直接还原。还原机组例如能够包括例如用于固定床运行的还原槽或者涡流层反应器或流动床反应器。术语矿石在此也包括通过处理矿石所获得的含有金属氧化物的原材料、如例如粒料、块状矿、精矿、烧结物、氧化团矿、铁矿石(remet)。
7、气体的流动方向——也被称为气体流动方向——是沿还原机组的方向，因为最终直接还原装备的还原机组应该供给有还原气体。
8、根据一种变型方案，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.直接还原装备(10)，其包括催化重整器(60)和/或气炉以及具有一个或多个压缩机的气体压缩装备(50)，其中，所述气体压缩装备(50)包括至少一个、优选至少两个压缩级(A、B)，并且其中，优选至少在沿所述气体的流动方向看最后的压缩级的后方存在用于所述气体压缩装备中被压缩的气体的至少一个气体冷却器(51)，
2.根据权利要求1所述的直接还原装备，其特征在于，至少一个气体冷却器(90)具有旁路(100)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的直接还原装备，其特征在于，所述气体压缩装备(80)具有用于对从所述气体压缩装备(80)中流出的气流中的水蒸气含量进行控制和/或调节的设备(160)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的直接还原装备，其特征在于，所述气体压缩装备的所有压缩机都是容积式压缩式压缩机(200)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的直接还原装备，其中，至少一个容积式压缩式压缩机具有消声器，其特征在于，所述气体冷却器中的至少一个气体冷却器集成在容积式压缩式压缩机(200)的消声器(190)中。
6.根据权利
7.用于运行直接还原装备(10)的方法，该直接还原装备包括还原机组、催化重整器(60)和/或气炉以及气体压缩装备(50)，该气体压缩装备用于通过利用一个或多个压缩机所进行的气体压缩来提供被压缩的气体，其中，所述气体压缩装备(50)包括至少一个压缩级(A、B)，并且其中，存在用于所述气体压缩装备中被压缩的气体的至少一个气体冷却器(51)，其中，在气体压缩之后将还原气体导入到所述还原机组(30)中，
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，至少暂时地将一部分量的朝所述气体冷却器(90)引导的被压缩的气体借助于旁路(100)从所述气体冷却器(90)旁边引导。
9.根据权利要求7或者权利要求8所述的方法，其特征在于，优选通过将水喷入到有待压缩的气流或压缩机中来对在所述气体压缩时所获得的气流的水蒸气含量进行控制和/或调节。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个压缩级(A、B)中借助于变频器-容积式压缩式压缩机(170、171)来进行气体压缩。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.直接还原装备(10)，其包括催化重整器(60)和/或气炉以及具有一个或多个压缩机的气体压缩装备(50)，其中，所述气体压缩装备(50)包括至少一个、优选至少两个压缩级(a、b)，并且其中，优选至少在沿所述气体的流动方向看最后的压缩级的后方存在用于所述气体压缩装备中被压缩的气体的至少一个气体冷却器(51)，
2.根据权利要求1所述的直接还原装备，其特征在于，至少一个气体冷却器(90)具有旁路(100)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的直接还原装备，其特征在于，所述气体压缩装备(80)具有用于对从所述气体压缩装备(80)中流出的气流中的水蒸气含量进行控制和/或调节的设备(160)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的直接还原装备，其特征在于，所述气体压缩装备的所有压缩机都是容积式压缩式压缩机(200)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的直接还原装备，其中，至少一个容积式压缩式压缩机具有消声器，其特征在于，所述气体冷却器中的至少一个气体冷却器集成在容积式压缩式压缩机(200)的消声器(190)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的直接还原装备，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·米尔纳，H·T·萨特勒，
申请(专利权)人：首要金属科技奥地利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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