JP2001511846A - スポンジ鉄を生産する方法及びその方法を遂行するためのプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 粒子状酸化鉄含有原料からスポンジ鉄を生産する方法であり，還元帯（４）中の酸化鉄含有原料は還元ガスによりスポンジ鉄に還元され，かつ還元の間に生成されるガスはトップガスとして引き出される方法が提供される。原料の還元の間に生成されるガスは,・トップガスはＣＯ₂精製され，・ＣＯ₂精製において分離されたＣＯ₂含有排ガスは酸素含有ガスと混合され，・燃焼され，・その熱エネルギーは消費物に供給されるように処理することにより効果的に利用される。

Description

【発明の詳細な説明】 スポンジ鉄を生産する方法及びその方法を遂行するためのプラント 本発明は，粒子状酸化鉄含有原料からスポンジ鉄を生産する方法に関し，ここ では還元帯において酸化鉄含有原料は還元ガスによってスポンジ鉄に還元され， 還元の間に生成されるガスはトップガス（top gas）としてこの方法を遂行する ためのプラントにだけでなく引き出される。 このタイプの従来知られている方法には例えばＥＰ−Ｂ−００１０６２７，Ｄ Ｅ−Ｃ−４０３７９７７，ＡＴ−Ｂ−３７６，２４１があるが，直接還元により 形成されるスポンジ鉄は塊状炭素担体と酸素含有ガスとの供給の下で，溶落ちガ ス化帯（meltdown gasifying zone）において製錬される。ここで，流動層は溶 落ちガス化帯において塊状炭素担体から酸素含有ガスを吹き込むことにより形成 される。流動層において溶落ちガス化帯に装入した微量のスポンジ鉄はブレーキ をかけられて溶融する。そうした間にＣＯとＨ₂とを含む還元ガスが生成され， 還元帯内に導入され，そこで反応が行われる。 この反応の間，トップガスが大量に発生し，このガスはまだ相当な含有量の一 酸化炭素と水素とを有している。もしもこのトップガスの利用が経済的な方法で 実現可能ならば，スポンジ鉄及びスポンジ鉄から融解される銑鉄あるいはスポン ジ鉄から生産される加工前の鋼材の生産コストはかなり低減することになる。 還元帯から流出したトップガスを，精製した後で，付加的な酸化鉄含有原料を 還元するために他の還元帯に供給することは知られている(ＤＥ−Ｃ−４０３７ ９７７)。一般にトップガスの処理は，最初に急冷している間にスクラバー中で 同じ固体粒子を精製する。この処理の後で，トップガスに含まれるＣＯ₂は還元 ガスとしてのトップガスの利用の妨げとなるので，除去される。トップガスをＣ Ｏ₂から精製するための様々な方法が知られているが， 例えば圧力スイングプロセス（pressure-swing process）あるいは化学的なＣＯ₂ 洗浄である。 ＤＥ−Ｃ−４０３７９７７によると，トップガス中に化学的に閉じ込められて いるエネルギーの大部分の量を利用することを可能にしている。しかしこれはト ップガスの精製において生じるＣＯ₂含有排ガスの問題を含むものなので，排ガ スを環境的に安全な方法で処理しなければならない。 この排ガスは，その他にも，Ｈ₂ＳやＣＯ，Ｈ₂，ＣＨ₄を含有し，よって環境 保護上の理由より，このような状態のままで環境に放出できない。このため，制 限された範囲までさらに処理することが適当である。従って通常，イオウ化合物 が排ガスから除去される。今までのところ，このような脱硫は例えばいわゆる「 ストレットフォード洗浄(Stretford scrubbing)」あるいは活性炭の接触酸化等 のさまざまな方法により遂行される。ＤＥ−Ｂ−３７１６５１１によると，スポ ンジ鉄の援助により脱硫リアクタの中でＣＯ₂含有排ガスからＨ₂Ｓを取り除くこ とが知られている。これらの方法はいずれも高価につき，活性炭あるいは吸収剤 を必要とし，さらに，分離して貯蔵し，処理しなければならない。 内部的には，ＣＯ₂排ガスを抜き取ることが知られている。しかしながらこの ような抜き取りは，ＣＯ₂含有排ガスの発熱量が非常に低いため，発火のための 燃焼補助ガスと浸炭ガスとの供給を必要とする。 ＥＰ−Ａ−０５７１３５８によると，改質天然ガスにより精製された還元ガス の援助による粉鉱の直接還元において発生したトップガスをＣＯ₂洗浄で処理し ，こうして精製されたトップガスを改質天然ガスから得られた新鮮な還元ガスに 混合し，このガス混合物を還元帯に導入することが知られている。ところがこれ は，改質天然ガスから還元ガスを生産するので，この排ガスは塊状炭素担体から 得られる還元ガスのトップガス精製において発生する排ガスよりもＨ₂Ｓ含有量 は低いとはいえ，トップガスの精製において発生するＣＯ₂含有排ガス処理の問 題を伴っている。 本発明は，これらの不利や困難性を回避し，従来技術に伴う困難性を克服する ことにより，例えばスポンジ鉄の生産のための直接還元のような鉱石の還元にお いて発生するトップガスを効果的に利用する方法を提供することを目的とする。 特に，ＣＯ₂含有ガスを環境的に安全な形で処理して処分するのみならず，可能 な高い限度でエネルギー的に利用する。さらに，ＣＯ₂の分離に伴って同時に行 われるＨ₂Ｓの分離に伴う問題も同様に環境的に安全な形で解決される。 本発明によると，この目的は以下のような処理の組み合わせにより最初に定義 された種類の方法により達成される。 ・トップガスはＣＯ₂精製され， ・ＣＯ₂精製において分離されたＣＯ₂含有排ガスは酸素含有ガスと混合され， ・燃焼され， ・その熱エネルギーは消費物に供給される。 本発明によると，ＣＯ₂含有排ガスのエネルギー含有量が非常に高くはなくて も，その熱の含有量を完全に利用することを実現でき，それにより環境に悪影響 を及ぼすこともない。 好適には， ・ＣＯ₂含有排ガスは，少なくとも部分的には，還元ガスに間接的に熱を発して いる間に燃やされ， ・その結果，粒子状酸化鉄含有原料は，熱せられた還元ガスにより還元される。 本発明の特に有利な点は，還元過程においてトップガスから再度分離されたＣ Ｏ₂の少なくとも大部分は還元過程にエネルギー的に利益を与えることである。 この還元過程はトップガスを生成する還元過程が付加された還元過程となり，あ るいは同じものである。ＣＯ₂から精製されたトップガスの少なくとも一部は， それがトップガスを発生させる還元過程で，還元ガスとして,あるいは還元ガス への混合物として再利用されることを意味している(こ れは，例えばＤＥ−Ｂ−３７１６５１１により知られている)。 好適な実施例によると，ＣＯ₂精製において分離されたＣＯ₂含有排ガスは付加 的に燃焼ガスと混合される。 好適には，粒子状酸化鉄含有原料の還元ガスによる，例えば直接還元のような 還元において生成されるトップガスの少なくとも一部は，燃焼ガスとして用いら れる。そのために，外部からのガスを使うことなく(例えば空気のようなＯ₂含有 ガスの供給を除いて)，還元ガスを還元温度に確実に熱することを実現すること ができる。 好適にはＣＯ₂精製されるトップガスは第１の還元帯において生成され，トッ プガスはＣＯ₂精製され，加熱された後，さらに他の粒子状酸化鉄含有原料を還 元するために，少なくとも１つのさらに他の還元帯において還元ガスとして使用 される。まだ相当の量の一酸化炭素と水素とを有している後で，可能な最高限度 に近い量のスポンジ鉄を後の還元帯における反応において生産するために，これ らの手段により溶落ちガス化帯において塊状炭素担体から大量に生成された還元 ガスを利用することを可能にする。 この間に，適当には第２の還元帯において生成されたトップガスの少なくとも 一部は，ＣＯ₂精製において分離されたＣＯ₂含有排ガスに燃焼ガスとして混合さ れ，第２の還元帯に供給される還元ガスに間接的に熱を与えるように燃やされる 。 有利なことに，ＣＯ₂の還元あるいは除去は圧力スイング吸着プロセスにより なされる。このプロセスは化学的洗浄のための気体減失が低圧力下ではばく大に 増加するので，もしもトップガスが少しでも圧力を発生させるならば，特に有利 である。改質天然ガスから還元ガスを生産した場合，化学的洗浄としてはＣＯ₂ 除去が推奨される。 好適には，第１の還元帯からのスポンジ鉄は，固体炭素担体及び酸素含有ガス が供給されている間，溶落ちガス化帯において製錬され，これにより第１の還元 帯に導入されるＣＯ及びＨ₂含有還元ガスが生成され，そこで反応 する。 この過程を遂行するためのプラントは，トップガスのための排出ダクトのみな らず還元ガスのための供給ダクトを含んでおり，粒子状酸化鉄含有原料のための 還元シャフト炉を含んでおり，トップガス排出ダクトはＣＯ₂精製手段に接続さ れており，そこから還元ガス供給ダクトが始まって，ＣＯ₂精製されたトップガ スが，ＣＯ₂精製されたトップガスのための加熱手段を介して還元シャフト炉に 導かれており，ＣＯ₂精製手段から排ガスダクトが始まって，分離されたＣＯ₂含 有排ガスを加熱手段に導いており，酸素含有ガスを加熱手段に導くダクトは排ガ スダクトに接続されていることを特徴としている。 好適な実施例は，ＣＯ₂精製手段から始まる排ガスダクトは，分離されたＣＯ₂ 含有排ガスを少なくとも部分的に加熱手段に導き，燃焼ガスダクトは燃焼ガスを 加熱手段に導き，排ガスダクトに接続されていることを特徴とする。 ＣＯ₂含有排ガス中に含まれているエネルギーを還元過程のために利用できる ように，ＣＯ₂含有排ガスを導く排ガスダクトが接続されている加熱手段は，Ｃ Ｏ₂精製されたトップガスを加熱するための間接的な加熱手段として設計するの が有利であり，還元ガス供給ダクトは加熱手段に接続されて，このトップガスを 導く。 外部からのどんなガスをも要することなくＣＯ₂含有排ガスの燃焼を実行でき るようにするために，適当には燃焼ガスダクトは還元シャフト炉から始まってお り，還元シャフト炉中で発生するトップガスの少なくとも一部を受け入れる。 好適な実施例によると，２つの還元シャフト炉を備えており，これらは第１の 還元シャフト炉のトップガス排出ダクトを通じ,ＣＯ₂精製手段を通じ，及びそこ から始まって加熱手段を通して導かれる還元ガス供給ダクトを通じて流動自在に 接続されている。 この場合，適当には，燃焼ガスダクトは第２の還元シャフト炉から始まってい る。 好適な実施例は，第１の還元シャフト炉からスポンジ鉄を搬送する搬送ダクト が接続され，銑鉄及びスラグのための出銑口だけでなく酸素含有ガス及び固体炭 素担体のための供給ダクトを含み，溶融ガス化装置中で生成される還元ガスのた めの供給ダクトが始まり，第１の還元シャフト炉に接続されている溶融ガス化装 置により特徴付けられる。 好適には，ガス精製手段は圧力スイング吸着プラントとして設計される。 適当には，分離されたＣＯ₂含有排ガスを搬出する排ガスダクトは，水蒸気発 生装置として設計された加熱手段に接続されている。 好適には，分離されたＣＯ₂含有排ガスを搬出する排ガスダクトは加熱手段に 接続されており，煙ガス排出ダクトを通じて搬出される煙ガスは熱交換器を構成 し，ここで石炭その他のような加熱される材料は熱交換器内で煙ガスに直接接触 する。 他の好適な実施例は，分離されたＣＯ₂含有排ガスを搬出する排ガスダクトは ，還元シャフト炉のトップガス排出ダクト内に備えられた熱交換器を介して通じ ており，その後加熱手段に接続されていることを特徴としている。 以下，図１〜３のブロック図にそれぞれ図説された数個の過程を用いて本発明 をより詳細に説明する。 図１〜３によると，粒子状酸化鉄原料，好適には塊状鉄鉱石と，可能な媒溶剤 は，公知の方法でダクト２を通じて第１の還元シャフト炉１に供給される。還元 ガスは供給ダクト３を通じてこの還元シャフト炉中に吹き込まれ，下降する鉄鉱 石に逆流して上昇し,還元帯４中で装入物の還元を生じさせる。シャフト炉１を 通じて流動させた後，ガスはトップガス排出ダクト５を通じてトップガスとして 搬出される。 還元された材料は，スポンジ鉄の形の鉄を含むが，好適にはダウンパイプ６と して設計された搬送ダクトを通じて溶融ガス化装置７に入れられる。ダ クト８を通しては，例えば褐炭高温コークスの形であり，所望ならば石炭である が，塊状炭素担体が，ダクト９を通しては酸素含有ガスが，公知の方法で溶融ガ ス化装置に供給される。 これによって，積荷あるいはスポンジ鉄は，それぞれ塊状炭素担体により形成 され，かつ吹き入れられた酸素含有ガスにより維持される流動層あるいは回転ベ ッドそれぞれの上に上方から落とされる。酸素含有ガスの影響のもと，コークス ，所望ならば同様に石炭の燃焼により，スポンジ鉄が溶融される流動層あるいは 回転層それぞれに非常に高い熱が生じる。溶融状態において，炭素による還元が 完全になされ，溶けた銑鉄が溶融ガス化装置の底に集まる。溶けたスラグは溶け た銑鉄の上方に形成される。これら２つの溶融物は，予め決められた時間間隔で ，適当に配置された出銑口１１，１２を通じて吐出される。 溶融ガス化装置中でコークス,所望ならば同様に石炭が燃焼している間に，Ｃ Ｏ及びＨ₂を本質的に含有する還元ガスが生産され，供給ダクト３を通じて溶融 ガス化装置７から引き出されて還元シャフト炉１に供給される。溶融ガス化装置 中で生成された還元ガスの精製と，還元のために要求される温度までの冷却は， それ自体知られている方法でなされるが，図中に詳細には図説されていない。 トップガス排出ダクト５を通じて吐出されたトップガスは，まず例えばサイク ロン１７中で，あるいはスクラバー中で，塵片を取り除くために精製される。続 いて，トップガスはコンデンサ１４の援助によりＣＯ₂精製手段１５に達し，Ｃ Ｏ₂精製手段はＣＯ₂及び同時にＨ₂Ｓを取り除く。この精製手段は圧力スイング 吸着プラントとして設計されている。この場合Ｈ₂Ｓも取り除かれる。このよう にして精製されたトップガスは，還元ガス供給ダクト１６を通り，第１の還元シ ャフト炉と同じ逆流原理により運転される同じような第２の還元シャフト１７に 供給される。このシャフト炉１７において，粒子状鉱石は直接還元される。 トップガスは精製の間に急冷されているので，第２の還元シャフト炉１７ に導入されるに先立って加熱し直される。加熱は２段階でなされる。まず第１段 階において精製トップガスは間接的に加熱され，この目的に合致する加熱手段１ ８は熱交換器として設計されている。熱交換器（熱回収装置）１８は，ＣＯ₂精 製手段１５において分離されたＣＯ₂含有排ガスと，第２の還元シャフトから吐 出された精製トップガスとの混合物により作動する。さらに，空気のような酸素 含有ガス（酸素は分子の形で存在する）は，ダクト１９を通って熱交換器１８の バーナーに供給される。続いて，加熱された精製トップガスは第２の加熱手段２ ０の中で再燃焼され，精製トップガスの一部は酸素供給下で燃焼する。これによ って，精製トップガスは第２の還元シャフト炉内で還元するために要する温度に 達する。温度の範囲は７００〜９００℃の間である。 同様に還元シャフト炉１７から吐出されたトップガスも同じように塵片から精 製し，水蒸気含有量を低減させるために，精製及び冷却され，その後精製トップ ガスの一部は，ＣＯ₂精製手段からＣＯ₂含有排ガスを排出する排ガスダクト２３ に接続する燃焼ガスダクト２２を通って熱交換器１８に供給される。第２の還元 シャフト炉１７中で発生するトップガスの他の部分は，トップガス排出ダクト５ に接続された搬送ダクト２５を通じ，コンデンサ２４を介してＣＯ₂精製手段１ ５に供給され，そして同様にＣＯ₂を除去する手段１５で用いられ，その後還元 ガスとして再利用される。還元シャフト炉のトップガスの本発明に係る過程に不 要な部分は，エクスポートガスダクト２６を通してエクスポートガス（export g as）として他の利用のために供給される。排ガスダクト２３から分岐する分岐ダ クトもこのエクスポートガスダクト２６につながっており，熱交換器１８におい て必要とされなければＣＯ₂含有排ガスはエクスポートガスに混合される。 本発明の実質的な利点は，ＣＯ₂含有排ガスと，第２の還元シャフト炉１７か らのトップガスとの混合により用意される燃焼ガスの断熱燃焼温度が低いことに ある。熱交換器１８の熱交換管束の手前の煙ガスは，ＣＯ₂排含有ガス／トップ ガス及び／または酸素含有ガスの体積比により調整されている。 トップガスのみが熱交換器１８のための燃料として使用された場合に温度調整が 必要となるような煙ガスの再利用を不要にすることができる。熱交換器１８中で 生成される煙ガスは，通常の方法で煙ガス排出ダクト２８を通じて精製された状 態になる。ＣＯ₂含有排ガス，あるいはこの排ガスとトップガスとの混合の全エ ネルギーが，それぞれ還元ガスを熱するために必要とされない限り，排ガスある いは排ガスとトップガスとの混合の不必要な部分は，それぞれエクスポートガス と混合するのが適当である。 加熱手段１８に供給される燃焼ガスもＣＯ₂含有排ガスと，例えば天然ガスの ような加熱ガスとにより，あるいはＣＯ₂含有排ガスと第１の還元帯４から得ら れ，図１に破線で示されるダクト２２を通じて供給されるトップガスにより生成 される。 熱交換器１８において使用されるＣＯ₂含有排ガスのために，この排ガスに含 まれるエネルギーも利用される。従ってＣＯ₂含有排ガスは，順に他の目的のた めに使用されるトップガスの一部に置き換えられる。他の利点は，ＣＯ₂含有排 ガスの燃焼により生成されるＳＯ₂の許容される極限値が，燃焼していないＣＯ₂ 含有排ガス中に存在するＨ₂Ｓに許容される極限値よりも高いことである。それ ゆえ，環境に害を与えることなくこのＣＯ₂含有排ガスの利用を実現できる。Ｓ Ｏ₂含有量が高くなりすぎた場合には，従来技術による煙ガス脱硫が推薦される 。しかし，成分ＣＯ，Ｈ₂及びＣＨ₄は，どれだけ含有量が残っていたとしても， 許容極限値よりもはるかに少ない程度まで十分に変化している。 以下の表１〜４を用いてより詳細に説明される代表的な実施例によると，ＣＯ₂ 精製において発生するＣＯ₂含有ガスは第２の還元帯２７から得られたトップガ スと混合される。 以下の表１において，第１の還元帯４で発生するトップガスのＣＯ₂精製にお いて生成されたＣＯ₂含有排ガスの化学成分を表わす。 表１ 表２は，ＣＯ₂含有排ガスに混合される前の第２の還元シャフト炉１７の第２ の還元帯２７から得られ，精製・冷却されたトップガスの化学成分を表わす。 表２ 表３は，トップガスとＣＯ₂含有排ガスとの混合であって，熱交換器１８にお いて燃焼されたものの化学成分を示す。 表３ このガス混合物の燃焼の間に熱交換器１８中で生成された煙ガスの化学成分を 以下の表４に表わす。 表４ 断熱燃焼温度は９８４℃である。 以下の表５及び６において，代表的な実施例が表わされており，第１の還元帯 ４において発生したトップガスのＣＯ₂精製により生成されたＣＯ₂含有排ガス（ 表５）を単に酸素に混ぜて燃焼させたものに係る。この場合，熱交換器１８に供 給されるガスは，単にＣＯ₂含有排ガスと酸素（あるいは酸素含有ガス）とから なるので，熱交換器１８の点火バーナー（いわゆるパイロットバーナー）に別に トップガス，天然ガスあるいは他の燃焼ガスを供給することが必要になるが，し かしそのために必要な量はわずかなので重要なことではない。さらに，熱交換器 １８のためのガス混合物の発熱量は，(i.a.)ＣＯ₂精製プラントの作動特性に依 存し，すなわちＣＯ₂精製プラントにおいてＣＯ₂があまり強力に分離されなけれ ば，高い程度で発生する還元剤の量に依存する。 表５ 煙ガスの化学成分は表６に示される。 表６ 断熱燃焼温度は８６７℃である。 図２に図説された他の方法によると，ＣＯ₂含有排ガスの一部は，排ガスダク ト２３から分岐した排ガスダクト２９を通じ，ＣＯ₂含有排ガスを第２の還元シ ャフト炉から出たトップガスにより加熱する。熱交換器３０を介して，加熱手段 ３１に供給され，そこで酸素含有ガスあるいは酸素担体ガスとしての空気の酸素 の供給の下で燃やされる。この加熱手段３１において，例えば水蒸気が復熱の形 で発生する。水の供給は３２で示され，水蒸気の排出は３３で示される。ＣＯ₂ 含有排ガスの一部，あるいはこの排ガスの総量の半分は，熱交換器３０を導通さ れることなく図２に破線で示された排ガスダクト２９’を通じて加熱手段３１に 直接供給することができる。 図３によると，ＣＯ₂含有排ガスは加熱手段３１’において燃焼され，搬送手 段３６を通じて搬出入される石炭あるいは鉱石は，生成された排ガスにより余熱 チャンバ３４の中で直接加熱される。冷却された煙ガスは煙ガス排出ダクト３５ を介して導き出される。 図２，３より明らかなように，ＣＯ₂含有排ガスに付随するエネルギーは異な った方法で利用でき，また数タイプの利用の組み合わせにより，エネルギーの利 用を還元シャフト炉１，１７の作動のモード及びダクト２６を通じ て消費物に供給されるエクスポートガスの使用により定まる最適の形で実現する ことができる。また，例えば再燃焼により単に必要な還元ガスの温度に到達させ ることができるなら，還元ガス供給ダクト１６を通じて還元シャフト炉１７に供 給される還元ガスを加熱することを略することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．粒子状酸化鉄含有原料からスポンジ鉄を生産する方法であり，還元帯（４） 中の酸化鉄含有原料は還元ガスによりスポンジ鉄に還元され，かつ還元の間に生 成されるガスはトップガスとして引き出される方法であって，以下のような処理 の組み合わせ ・トップガスはＣＯ₂精製され， ・ＣＯ₂精製において分離されたＣＯ₂含有排ガスは酸素含有ガスと混合され， ・燃焼され， ・その熱エネルギーは消費物に供給されること を特徴とする方法。 ２．請求項１による方法であって， ・ＣＯ₂含有排ガスは，少なくとも部分的には，還元ガスに間接的に熱を発して いる間に燃やされ， ・その結果，粒子状酸化鉄含有原料は，熱せられた還元ガスにより還元されるこ とを特徴とする方法。 ３．請求項１による方法であって，ＣＯ₂精製において分離されたＣＯ₂含有排ガ スは付加的に燃焼ガスに混合されることを特徴とする方法。 ４．請求項１〜３のいずれかもしくはいくつかによる方法であって，還元ガスに よる粒子状酸化鉄含有原料の，例えば直接還元のような還元において生成される トップガスの少なくとも一部は，燃焼ガスとして用いられることを特徴とする方 法。 ５．請求項２〜４のいずれかもしくはいくつかによる方法であって，ＣＯ₂精製 されるトップガスは第１の還元帯（４）において生成され，トップガスはＣＯ₂ 精製され，加熱された後に，さらに他の粒子状酸化鉄含有原料を還元するために ，少なくとも１つのさらに他の還元帯（２７）において還元ガスとして使用され ，そこで反応することを特徴とする方法。 ６．請求項５による方法であって，第２の還元帯（２７）において生成されたト ップガスの少なくとも一部は，ＣＯ₂精製において分離されたＣＯ₂含有排ガスに 燃焼ガスとして混合され，第２の還元帯（２７）に供給される還元ガスに間接的 に熱を与えるように燃やされることを特徴とする方法。 ７．請求項１〜６のいずれかもしくはいくつかによる方法であって，トップガス のＣＯ₂精製は，圧力スイング吸着によりなされることを特徴とする方法。 ８．請求項５から７のいずれかもしくはいくつかによる方法であって，第１の還 元帯（４）において形成されるスポンジ鉄は，固体炭素担体及び酸素含有ガスが 供給されている間に溶落ちガス化帯（１０）において製錬され，これにより第１ の還元帯(4)中に導入されるＣＯ及びＨ₂含有還元ガスが生成され，そこで反応す ることを特徴とする方法。 ９．請求項１〜７のいずれかもしくはいくつかによる方法を遂行するためのプラ ントであって，トップガスのための排出ダクト（５）のみならず還元ガスのため の供給ダクト（３）を含んでおり，粒子状酸化鉄含有原料のための還元シャフト 炉(１)からなるプラントであって，トップガス排出ダクト(５)はＣＯ₂精製手段 （１５）に接続されており，そこから還元ガス供給ダクト（１６）が始まって， ＣＯ₂精製されたトップガスが，ＣＯ₂精製されたトップガスのための加熱手段（ １８，２０）を介して還元シャフト炉（１７）に導かれており，ＣＯ₂精製手段 （１５）から排ガスダクト（２３，２９，２９’）が始まって，分離されたＣＯ₂ 含有排ガスを加熱手段（１８，３１）に導いており，酸素含有ガスを加熱手段 （１８，３１）に導くダクト（１９，１９’）は排ガスダクトに接続されている ことを特徴とするプラント。 １０．請求項９によるプラントであって，ＣＯ₂精製手段（１５）から始まる排 ガスダクト（２３）は，分離されたＣＯ₂含有排ガスを少なくとも部分的に加熱 手段（１８）に導き，燃焼ガスを加熱手段に導く燃焼ガスダクト(２２)は，排ガ スダクトに接続されていることを特徴とするプラント。 １１．請求項９もしくは１０によるプラントであって，ＣＯ₂含有排ガスを導く 排ガスダクト（２３）が接続されている加熱手段（１８）はＣＯ₂精製トップガ スを加熱するための間接的な加熱手段（１８）として設計されており，このトッ プガスを導く還元ガス供給ダクト（１６）は加熱手段（１８）に接続されている ことを特徴とするプラント。 １２．請求項１０もしくは１１によるプラントであって，燃焼ガスダクト(２２) は還元シャフト炉（１７）から始まっており，還元シャフト炉（１７）中で発生 するトップガスの少なくとも一部を受け取ることを特徴とするプラント。 １３．請求項９〜１２のいずれかもしくはいくつかによるプラントであって，２ つの還元シャフト炉（１，１７）を備えており，これらは第１の還元シャフト炉 （１）のトップガス排出ダクト（５）を通じ，ＣＯ₂精製手段を通じ，及びそこ から始まって加熱手段を通して導かれる還元ガス供給ダクト１６を通じて流動連 結されていることを特徴とするプラント。 １４．請求項１３によるプラントであって，燃焼ガスダクト（２２）は第２の還 元シャフト炉（１７）から始まっていることを特徴とするプラント。 １５．請求項１４によるプラントであって，第１の還元シャフト炉からスポンジ 鉄を搬送する搬送ダクト（６）が接続され，銑鉄及びスラグのための出銑口だけ でなく酸素含有ガス及び固体炭素担体のための供給ダクト(８，９)を含み，溶融 ガス化装置（７）において生成される還元ガスのための供給ダクト（３）が始ま って，第１の還元シャフト炉（１）に接続されている溶融ガス化装置を特徴とす るプラント。 １６．請求項９〜１５のいずれかもしくはいくつかによるプラントであって，ガ ス精製手段は圧力スイング吸着プラントとして設計されていることを特徴とする プラント。 １７．請求項９〜１６のいずれかもしくはいくつかによるプラントであって，分 離されたＣＯ₂含有排ガスを搬出する排ガスダクト（２９，２９’）は水 蒸気発生装置（図２）として設計されている加熱手段（３１）に接続されている ことを特徴とするプラント。 １８．請求項９〜１７のいずれかもしくはいくつかによるプラントであって，分 離されたＣＯ₂含有排ガスを搬出する排ガスダクト（２９，２９’）は加熱手段 （３１’）に接続されており，煙ガス排出ダクト（３５）を通じて搬出される煙 ガスは熱交換器（３４）を構成し，ここで石炭，鉱石などの加熱される材料は熱 交換器（３４）の中で煙ガスに直接接触することを特徴とするプラント(図３)。 １９．請求項９〜１８のいずれかもしくはいくつかによるプラントであって，分 離されたＣＯ₂含有排ガスを搬出する排ガスダクト（２９）は還元シャフト炉（ １７）のトップガス排出ダクト中に備えられた熱交換器（３０）を通じて導かれ ており，続いて加熱手段（３１）に接続されていることを特徴とするプラント( 図２，３)。