RU2849999C2 - Compression of gas in direct recovery based on hydrogen - Google Patents
Compression of gas in direct recovery based on hydrogenInfo
- Publication number
- RU2849999C2 RU2849999C2 RU2024105278A RU2024105278A RU2849999C2 RU 2849999 C2 RU2849999 C2 RU 2849999C2 RU 2024105278 A RU2024105278 A RU 2024105278A RU 2024105278 A RU2024105278 A RU 2024105278A RU 2849999 C2 RU2849999 C2 RU 2849999C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- compressor
- unit
- compressed
- compression
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Настоящая заявка относится к установке прямого восстановления, содержащей установку каталитического риформинга и/или газовую печь, а также газокомпрессорную установку с одним или более компрессорами, причем газокомпрессорная установка содержит по меньшей мере одну ступень сжатия, и причем имеется по меньшей мере один газоохладитель для сжатого газа. Заявка также относится к способу использования установки прямого восстановления, содержащей установку каталитического риформинга и/или газовую печь, а также газокомпрессорную установку с одним или более компрессорами, причем газокомпрессорная установка содержит по меньшей мере одну ступень сжатия, и причем имеется по меньшей мере один газоохладитель для сжатого газа, причем после сжатия газа восстановительный газ вводят в восстановительный блок.The present application relates to a direct reduction plant comprising a catalytic reforming unit and/or a gas furnace, as well as a gas compressor unit with one or more compressors, wherein the gas compressor unit comprises at least one compression stage, and wherein there is at least one gas cooler for the compressed gas. The application also relates to a method for using a direct reduction plant comprising a catalytic reforming unit and/or a gas furnace, as well as a gas compressor unit with one or more compressors, wherein the gas compressor unit comprises at least one compression stage, and wherein there is at least one gas cooler for the compressed gas, wherein after compression of the gas the reducing gas is introduced into the reduction unit.
Уровень техникиState of the art
Известно, что содержащую оксиды металлов, например, содержащую оксиды железа, руду восстанавливают путем прямого восстановления в восстановительном блоке, например, таком как восстановительная шахта, посредством восстановительного газа. При применяемых в настоящее время обычных крупномасштабных промышленных технологиях основой восстановительного газа главным образом является природный газ. При этом выделяется большое количество диоксида углерода СО2, который, помимо всего прочего, нежелателен по соображениям экологической политики. Для сокращения выбросов СО2 при прямом восстановлении известно применение водорода в качестве восстановительного газа. При этом водород может быть использован как единственный восстановительный газ, или же в комбинации с другими газами, например, восстановительными газами на основе природного газа. Чем больше доля СО2-нейтрального водорода Н2 в восстановительном газе, тем меньше выделяется СО2.It is known that ore containing metal oxides, such as iron oxides, is reduced by direct reduction in a reduction unit, such as a reduction shaft, using a reducing gas. In conventional large-scale industrial processes currently used, natural gas is primarily the reducing gas. This process produces large amounts of carbon dioxide CO2 , which is undesirable for environmental reasons. To reduce CO2 emissions during direct reduction, hydrogen is used as a reducing gas. Hydrogen can be used as the sole reducing gas or in combination with other gases, such as natural gas-based reducing gases. The higher the proportion of CO2 -neutral hydrogen H2 in the reducing gas, the less CO2 is released.
Однако, в настоящее время экономически доступное количество водорода мало, что едва ли может обеспечивать длительную работу только с водородом Н2 в качестве восстановительного газа. Соответственно этому, основное внимание направлено на применение водорода Н2, по меньшей мере частично, совместно с другими газами, например, восстановительными газами на основе природного газа.However, the current economic availability of hydrogen is low, making it difficult to sustain long-term operation with hydrogen H2 alone as a reducing gas. Consequently, the primary focus is on using hydrogen H2 , at least partially in combination with other gases, such as reducing gases based on natural gas.
В принципе, поэтому желательно так рассчитывать и эксплуатировать установку прямого восстановления, чтобы она могла работать как с восстановительным газом на основе природного газа, так и с водородом, а также со смесями восстановительного газа на основе природного газа и водорода. Тогда работа может производиться в различных режимах в зависимости от доступности различных восстановительных газов.In principle, it is therefore advisable to design and operate a direct reduction unit so that it can operate with both natural gas-based reducing gas and hydrogen, as well as mixtures of natural gas and hydrogen-based reducing gas. Operation can then be performed in various modes depending on the availability of various reducing gases.
При работе установки прямого восстановления восстановительный газ и, соответственно, предшественник восстановительного газа, перед поступлением восстановительного газа в восстановительный блок должны быть сжаты для предотвращения потери давления в установке. При сжатии, соответственно, уплотнении в сжимаемый газ вводится энергия, вследствие чего его температура возрастает - поэтому компрессоры испытывают термическую нагрузку. Как правило, охлаждение компрессоров, помимо всего прочего, проводят впрыскиванием воды в сжимаемый газ или в компрессор.When operating a direct reduction unit, the reducing gas and, consequently, the reducing gas precursor must be compressed before the reducing gas enters the reduction unit to prevent pressure loss in the unit. During compression, energy is introduced into the compressed gas, causing its temperature to rise, which is why the compressors experience thermal stress. Compressor cooling is typically achieved, among other things, by injecting water into the compressed gas or the compressor.
Водород, по сравнению с другими восстановительными газами, имеет значительно меньшую плотность, более низкую молекулярную массу и высокую скорость звука. Это приводит к тому, что к компрессорам, которые должны быть пригодны для экономичного сжатия водорода, предъявляются другие требования, нежели к компрессорам, которые должны обрабатывать более плотные газы с более высокой молекулярной массой и меньшей скоростью звука - например, восстановительные газы на основе природного газа, у которых молекулярная масса составляет величину в относительно узком диапазоне. При работе установок прямого восстановления в таком режиме следует принимать во внимание, чтобы они могли действовать как с восстановительным газом на основе природного газа, так и с водородом, а также со смесями восстановительного газа на основе природного газа и водорода. Когда пригодные для экономичного сжатия водорода компрессоры также должны быть в состоянии экономично сжимать и другие газы, и тем самым должны охватывать более широкий диапазон молекулярной массы - например, в ситуации, когда применяют газовую смесь водорода с другими газами, нужно учитывать эти различные требования. Соответственно этому, существует потребность в приспособлении газокомпрессорной системы в установках прямого восстановления к возрастающей доле водорода в газовых смесях с другими газами, например, восстановительными газами на основе природного газа.Compared to other reducing gases, hydrogen has a significantly lower density, lower molecular weight, and high sonic velocity. This places different demands on compressors designed for economical hydrogen compression than on compressors designed to handle denser gases with higher molecular weights and lower sonic velocities—for example, reducing gases based on natural gas, which have a relatively narrow molecular weight range. When operating direct reduction plants in this mode, they must be capable of handling both reducing gases based on natural gas and hydrogen, as well as mixtures of reducing gases based on natural gas and hydrogen. When compressors designed for economical hydrogen compression must also be able to economically compress other gases, and thus must cover a wider molecular weight range—for example, when using a mixture of hydrogen and other gases—these different requirements must be taken into account. Accordingly, there is a need to adapt the gas compressor system in direct reduction plants to the increasing proportion of hydrogen in gas mixtures with other gases, for example, reducing gases based on natural gas.
Кроме того, при применении водорода прямое восстановление оксидных руд/окатышей является эндотермическим. Чтобы для экономичного прямого восстановления с высокой производительностью иметь возможность удовлетворять термодинамически необходимое теплопотребление и обеспечивать температурные условия в восстановительной шахте, при работе с водородом в восстановительный блок должны вводиться повышенные удельные количества газа - чем это требуется для восстановления - как восстановительного газа в качестве носителя для тепловой энергии, чтобы компенсировать обусловленное эндотермическими реакциями охлаждение. Эти повышенные количества восстановительного газа, которые могут обусловливать высокое содержание водорода или вообще состоять из водорода, после прохода через восстановительный блок могут быть возвращены для повторного использования, при необходимости при нагревании.Furthermore, when using hydrogen, the direct reduction of oxide ores/pellets is endothermic. To meet the thermodynamically required heat demand and maintain the temperature conditions in the reduction shaft for economical, high-productivity direct reduction, when working with hydrogen, higher specific quantities of gas—than required for reduction—must be introduced into the reduction unit as a reducing gas carrier for thermal energy to compensate for the cooling caused by endothermic reactions. These higher quantities of reducing gas, which may contain high hydrogen content or consist entirely of hydrogen, can be recycled after passing through the reduction unit, optionally with heating.
Поэтому при использовании водорода, по сравнению с традиционным технологическим режимом в условиях экзотермического прямого восстановления другими газами, например, восстановительными газами на основе природного газа, необходимо сжимать увеличенные объемы потоков восстановительного газа. Соответственно этому, существует потребность в приспособлении газокомпрессорной системы в установках прямого восстановления к возрастающему количеству водорода в газовых смесях с другими газами, например, восстановительными газами на основе природного газа.Therefore, when using hydrogen, compared to the traditional process mode under exothermic direct reduction conditions with other gases, such as reducing gases based on natural gas, it is necessary to compress increased volumes of reducing gas flows. Accordingly, there is a need to adapt the gas compression system in direct reduction units to accommodate the increasing amount of hydrogen in gas mixtures with other gases, such as reducing gases based on natural gas.
Кроме того, также при запланированном применении водорода в качестве единственного восстановительного газа, имеются такие рабочие состояния, как пуск и нагревание установки прямого восстановления, в которых следует рассчитывать не только на водород, но и на другой газ - например, азот или другой инертный газ - со значительно более высокой молекулярной массой, чем у водорода. Поэтому к компрессорам, которые должны быть пригодны для экономичного сжатия таких газов, предъявляются другие требования, чем к компрессорам, которые должны обрабатывать водород.Furthermore, even when hydrogen is planned to be used as the sole reducing gas, there are operating conditions, such as startup and warm-up of a direct reduction plant, in which it is necessary to rely not only on hydrogen but also on another gas—for example, nitrogen or another inert gas—with a significantly higher molecular weight than hydrogen. Therefore, compressors suitable for the economical compression of such gases are subject to different requirements than those required for compressors processing hydrogen.
Таким образом, в общем и целом возникает такая проблема, что вследствие различных сжимаемых газов должно быть возможным экономичное сжатие газа в широком диапазоне плотностей газов, молекулярных масс, скоростей звука, причем, по необходимости, должны быть дополнительно, по меньшей мере частично, пригодными имеющиеся до сих пор применимые для восстановительного газа на основе природного газа газокомпрессорные установки.Thus, in general, the problem arises that, due to the different compressible gases, it must be possible to economically compress gas in a wide range of gas densities, molecular masses, and sound velocities, and, if necessary, the gas compressor units that are currently available and applicable for reducing gas based on natural gas must also be at least partially suitable.
При возрастающем значении восстановления водородом присутствие водяного пара в восстановительном газе становится все более вредным, так как он снижает восстановительный потенциал восстановительного газа. Эта проблема обостряется при рециркуляции части отводимого из восстановительного блока колошникового газа с возрастающим содержанием водорода - и тем самым снижением вводимого природного газа - в восстановительном газе вследствие увеличения содержания водяного пара в колошниковом газе. Она усугубляется еще и потому, что для охлаждения компрессоров в сжимаемый газ впрыскивают воду, что повышает необходимую охлаждающую способность скруббера колошникового газа вследствие увеличенного количества газа и более высокого содержания водяного пара, и должно быть возможным регулирование качества восстановительного газа, следовательно, отношения восстановителей к окислителям (CO+H2)/(CO2+H2O) и H2/H2O для контроля риформинга природного газа водяным паром (CH4+H20→CO+3H2), восстановления и качества продукта.As the importance of hydrogen reduction increases, the presence of water vapor in the reducing gas becomes increasingly harmful, as it reduces the reducing potential of the reducing gas. This problem is exacerbated by the recirculation of part of the blast furnace gas withdrawn from the reduction unit, leading to an increasing hydrogen content—and thus a reduction in the natural gas input—in the reducing gas due to the increasing water vapor content in the blast furnace gas. This is further aggravated by the fact that water is injected into the compressed gas to cool the compressors, which increases the required cooling capacity of the blast furnace gas scrubber due to the increased amount of gas and higher water vapor content, and it must be possible to regulate the quality of the reducing gas, hence the ratio of reducing agents to oxidizing agents (CO+H2)/( CO2 + H2O ) and H2 / H2O to control the reforming of natural gas with water vapor ( CH4 + H2O →CO+ 3H2 ), reduction and product quality.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Техническая задачаTechnical challenge
Задача настоящего изобретения состоит в разрешении по меньшей мере некоторых из вышеназванных проблем.The object of the present invention is to solve at least some of the above problems.
Техническое решениеTechnical solution
Задача решена посредством установки прямого восстановления, содержащей установку каталитического риформинга и/или газовую печь, а также газокомпрессорную установку с одним или более компрессорами, причем газокомпрессорная установка содержит по меньшей мере одну, более предпочтительно по меньшей мере две, ступени сжатия, и причем имеется по меньшей мере один газоохладитель для сжимаемого в газокомпрессорной установке газа, предпочтительно по меньшей мере после, если смотреть по направлению течения газа, последней ступени сжатия,The problem is solved by a direct reduction unit comprising a catalytic reforming unit and/or a gas furnace, as well as a gas compressor unit with one or more compressors, wherein the gas compressor unit comprises at least one, more preferably at least two, compression stages, and wherein there is at least one gas cooler for the gas compressed in the gas compressor unit, preferably at least after, when viewed in the direction of gas flow, the last compression stage,
отличающейся тем, чтоcharacterized in that
от газокомпрессорной установки, соответственно, газоохладителя, отходит трубопровод прямой подачи для введения сжатого газа непосредственно в установку риформинга и/или в газовую печь, и по меньшей мере на одном компрессоре предусмотрен байпас для возвращения по меньшей мере части сжатого компрессором газа во газовпускной трубопровод на стороне всасывания соответствующего компрессора.from the gas compressor unit, respectively, the gas cooler, a direct feed pipeline is provided for introducing compressed gas directly into the reforming unit and/or into the gas furnace, and at least one compressor is provided with a bypass for returning at least part of the gas compressed by the compressor to the gas inlet pipeline on the suction side of the corresponding compressor.
Могут присутствовать газоохладитель или многочисленные газоохладители, например, при наличии многочисленных ступеней сжатия - один газоохладитель после каждой ступени сжатия.There may be a gas cooler or multiple gas coolers, for example, if there are multiple compression stages, one gas cooler after each compression stage.
Посредством газоохладителя из газа, который был сжат, может быть сконденсирован водяной пар. Соответственно этому, газоохладитель позволяет снизить содержание водяного пара в восстановительном газе, и/или отрегулировать качество восстановительного газа.A gas cooler can condense water vapor from the compressed gas. Consequently, the gas cooler can reduce the water vapor content of the reducing gas and/or adjust the quality of the reducing gas.
По меньшей мере на одном из компрессоров предусмотрен байпас для возвращения по меньшей мере частичного количества сжатого компрессором газа в газовпускной трубопровод на стороне всасывания соответствующего компрессора. Байпас, если смотреть по направлению течения газа, ответвляется от газовыпускного трубопровода после компрессора, и присоединен к газовпускному трубопроводу перед компрессором, то есть, на стороне всасывания, компрессор, после которого следует ответвление, и перед которым происходит присоединение, обозначается как «упомянутый компрессор».At least one of the compressors is equipped with a bypass for returning at least a portion of the gas compressed by the compressor to the gas inlet line on the suction side of the corresponding compressor. Viewed in the direction of gas flow, the bypass branches off from the gas outlet line after the compressor and is connected to the gas inlet line before the compressor, i.e., on the suction side. The compressor after which the bypass branch occurs, and before which the bypass connection occurs, is designated "the said compressor."
Установка прямого восстановления также содержит по меньшей мере один восстановительный блок. Он служит для прямого восстановления содержащей оксиды металлов, например, оксиды железа, руды. Например, восстановительный блок может содержать восстановительную шахту, например, для обработки в неподвижном слое, или реактор с псевдоожиженным слоем, или реактор с кипящим слоем. Понятие «руда» при этом включает также полученные обработкой руды содержащие оксиды металлов компоненты шихты, например, такие как окатыши, кусковая руда, рудная мелочь, агломерат, оксидные брикеты, рециркулированный металл.A direct reduction plant also includes at least one reduction unit. It is used for the direct reduction of ore containing metal oxides, such as iron oxides. For example, the reduction unit may comprise a reduction shaft, such as a fixed-bed reactor, a fluidized-bed reactor, or a fluidized-bed reactor. The term "ore" also includes the metal oxide-containing components of the feedstock obtained by processing the ore, such as pellets, lump ore, ore fines, sinter, oxide briquettes, and recycled metal.
Направление течения газа - также называемое направлением газового потока - представляет собой направление к восстановительному блоку, так как в конечном итоге восстановительный блок установки прямого восстановления должен снабжаться восстановительным газом.The gas flow direction - also called gas flow direction - is the direction towards the reduction unit, since the reduction unit of the direct reduction plant must ultimately be supplied with reducing gas.
Согласно одному варианту, установка прямого восстановления содержит установку каталитического риформинга для получения восстановительного газа - соответственно, газа-предшественника восстановительного газа, из которого последующими действиями, например, такими, как примешивание дополнительного газа, или нагревания, формируют восстановительный газ; восстановительный газ вводят в восстановительный блок, чтобы в нем происходили реакции прямого восстановления для образования губчатого железа.According to one embodiment, the direct reduction unit comprises a catalytic reforming unit for producing a reducing gas - or, accordingly, a precursor gas of the reducing gas, from which, by subsequent actions such as, for example, mixing in additional gas or heating, a reducing gas is formed; the reducing gas is introduced into the reduction unit so that direct reduction reactions occur therein to form sponge iron.
Согласно другому варианту, установка прямого восстановления содержит газовую печь; в этом случае в газовой печи происходит нагревание газом восстановительного газа или газа-предшественника восстановительного газа. Газовая печь представляет собой устройство для нагревания газа, например, технологического газа, посредством горячего дымового газа от сжигания колошникового газа или природного газа, или посредством электрического нагрева.According to another embodiment, the direct reduction unit includes a gas furnace; in this case, the gas furnace is used to heat the reducing gas or reducing gas precursor gas. A gas furnace is a device for heating gas, such as process gas, using hot flue gas from the combustion of blast furnace gas or natural gas, or by electrical heating.
Установка прямого восстановления также может включать установку каталитического риформинга и газовую печь. При этом газовая печь предпочтительно размещена перед установкой каталитического риформинга по направлению газового потока.A direct reduction unit may also include a catalytic reformer and a gas furnace. The gas furnace is preferably located upstream of the catalytic reformer.
Согласно изобретению, газ, который выходит из газокомпрессорной установки, соответственно, из газоохладителя для сжатого газа, - то есть, сжатый газ - поступает непосредственно в установку каталитического риформинга для риформинга с целью формирования восстановительного газа или газа-предшественника восстановительного газа, и/или в газовую печь. В случае прямого введения при этом предусмотрено, что введение проводят без того, чтобы сократить количество СО2 путем удаления СО2; то есть, введение проводят с сохранением количества СО2. То есть, прямое введение проводят с отказом от действий для сокращения количества СО2 в сжатом газе. Прямое введение выполняют без устройств для удаления СО2 из сжатого газа. При необходимости, при прямом введении также происходит повышение температуры, например, в газо-газовом теплообменнике; тогда прямое введение выполняют с устройствами для повышения температуры. Таким образом, при прямом введении также не происходит удаление СО2 - например, посредством химического промывания - например, такого как моноэтаноламином (MEA), по технологии улавливанаия диоксида углерода от KM CDR Kansai Mitsubishi, способом вакуумной адсорбции при переменном давлении (VPSA), или способом адсорбции при переменном давлении (PSA), то есть, введение проводят без удаления СО2.According to the invention, the gas leaving the gas compressor unit or the compressed gas cooler, i.e. the compressed gas, is fed directly into a catalytic reforming unit for reforming to form a reducing gas or a reducing gas precursor gas, and/or into a gas furnace. In the case of direct injection, it is envisaged that the injection is carried out without reducing the amount of CO 2 by removing CO 2 ; that is, the injection is carried out while maintaining the amount of CO 2 . That is, the direct injection is carried out without any measures to reduce the amount of CO 2 in the compressed gas. The direct injection is carried out without devices for removing CO 2 from the compressed gas. If necessary, the direct injection also causes an increase in temperature, for example in a gas-gas heat exchanger; in this case, the direct injection is carried out with devices for increasing the temperature. Thus, with direct injection, no removal of CO2 occurs either - for example, by chemical washing - such as with monoethanolamine (MEA), by carbon dioxide capture technology from KM CDR Kansai Mitsubishi, by vacuum pressure swing adsorption (VPSA), or by pressure swing adsorption (PSA), that is, the injection is carried out without removing CO2 .
Прямое введение выполняют через исходящий от газокомпрессорной установки, соответственно, от газоохладителя, трубопровод прямой подачи для введения газа непосредственно в установку риформинга и/или в газовую печь.Direct injection is carried out through a direct feed pipeline coming from the gas compressor unit, respectively, from the gas cooler, for introducing gas directly into the reforming unit and/or into the gas furnace.
Когда газоохладитель размещен после последней ступени сжатия, если смотреть по направлению течения газа, то трубопровод прямой подачи исходит от газоохладителя; когда газоохладитель не размещен после последней ступени сжатия, если смотреть по направлению течения газа, то трубопровод прямой подачи исходит от последней ступени сжатия, если смотреть по направлению течения газа. Когда газоохладитель размещен после последней ступени сжатия, если смотреть по направлению течения газа, его не следует рассматривать как часть газокомпрессорной установки; когда газоохладитель размещен не после последней ступени сжатия, если смотреть по направлению течения газа, его следует рассматривать как часть газокомпрессорной установки.When the gas cooler is located after the last compression stage, viewed in the direction of gas flow, the direct feed pipeline originates from the gas cooler; when the gas cooler is not located after the last compression stage, viewed in the direction of gas flow, the direct feed pipeline originates from the last compression stage, viewed in the direction of gas flow. When the gas cooler is located after the last compression stage, viewed in the direction of gas flow, it should not be considered as part of the gas compressor unit; when the gas cooler is not located after the last compression stage, viewed in the direction of gas flow, it should be considered as part of the gas compressor unit.
В любом случае, посредством трубопровода прямой подачи сжатый газ непосредственно поступает в установку риформинга и/или в газовую печь.In either case, the direct feed pipeline directly feeds the compressed gas to the reformer and/or gas furnace.
Предпочтительные эффекты изобретенияPreferred effects of the invention
Газокомпрессорная установка содержит один или более компрессоров. Компрессор имеет газовпускной трубопровод - для сжимаемого газа - и газовыпускной трубопровод - для сжатого газа. Посредством байпаса газовый поток может быть перенаправлен обратно на компрессор, мимо него на сторону всасывания. Согласно изобретению, по меньшей мере на одном из компрессоров байпас, соединяющий его газовпускной трубопровод и газовыпускной трубопровод, предусмотрен для возвращения по меньшей мере части сжатого компрессором газа. Байпас, если смотреть по направлению течения газа, ответвляется от газовыпускного трубопровода после компрессора, и присоединен к газовпускному трубопроводу перед компрессором, то есть, на стороне всасывания. Посредством этого байпаса возможно точное регулирование количества восстановительного газа, если желательное количество восстановительного газа не согласуется с производительностью подачи компрессоров. В случае регулирования числа оборотов компрессора или многих компрессоров может возникать ситуация, что число оборотов не может быть сделано меньшим, чем минимальное - например, 30% от номинального числа оборотов - по соображениям смазки компрессора и/или двигателя, или охлаждения компрессора и/или двигателя. Когда в принципе компрессор выполнен так, чтобы быть в состоянии сжимать необходимые для работы с чистым водородом количества газа, то работа поддерживается даже при минимальном числе оборотов при смесях водорода, например, с природным газом, по неорбходимости, еще и до высокого объема; чтобы, несмотря на это, при выдерживании минимального числа оборотов не подавать слишком много газа, посредством байпаса часть сжатого газа может быть возвращена обратно - и подведена на сторону всасывания в газовпускной трубопровод - и тем самым достигается вариация величины подачи. Долю сжатого газа, которая возвращается обратно, предпочтительно возвращают обратно без изменений, то есть, тогда возвращаемый газ при подаче на стороне всасывания в газовпускной трубопровод соответствует отведенному из газовыпускного трубопровода сжатому газу.A gas compressor system comprises one or more compressors. Each compressor has a gas inlet pipeline for the gas being compressed and a gas outlet pipeline for the compressed gas. A bypass allows the gas flow to be redirected back to the compressor, past it, and onto the suction side. According to the invention, at least one of the compressors has a bypass connecting its gas inlet pipeline and the gas outlet pipeline for returning at least a portion of the gas compressed by the compressor. The bypass, viewed in the direction of gas flow, branches off from the gas outlet pipeline downstream of the compressor and is connected to the gas inlet pipeline upstream of the compressor, i.e., on the suction side. This bypass allows for precise regulation of the amount of reducing gas if the desired amount of reducing gas does not match the compressor's delivery capacity. In the case of speed control of a compressor or of multiple compressors, a situation may arise in which the speed cannot be made lower than a minimum—for example, 30% of the nominal speed—for reasons of lubrication of the compressor and/or engine, or cooling of the compressor and/or engine. When the compressor is designed in principle to be able to compress the quantities of gas required for operation with pure hydrogen, then operation is maintained even at the minimum speed with mixtures of hydrogen, for example with natural gas, optionally even to a high volume; in order to nevertheless not supply too much gas while maintaining the minimum speed, a portion of the compressed gas can be returned by means of a bypass—and fed to the suction side into the gas inlet line—thus achieving a variation in the delivery rate. The proportion of the compressed gas that is returned is preferably returned unchanged, i.e., the returned gas, when fed to the suction side into the gas inlet line, then corresponds to the compressed gas removed from the gas outlet line.
По меньшей мере один газоохладитель предпочтительно имеет байпас. Газоохладитель имеет газовпускной трубопровод и газовыпускной трубопровод. Посредством байпаса газовый поток пропускается мимо газоохладителя, без прохождения через него. Байпасный трубопровод, если смотреть по направлению течения газа, ответвляется от газовпускного трубопровода перед газоохладителем, и присоединен после газоохладителя к газовыпускному трубопроводу. Газоохладитель охлаждает газ, причем цель состоит в конденсации водяного пара вследствие охлаждения; он мог бы быть назван также газоохлаждающим конденсатором или конденсатором.At least one gas cooler preferably has a bypass. The gas cooler has a gas inlet line and a gas outlet line. The bypass allows the gas flow to bypass the gas cooler without passing through it. The bypass line, viewed in the direction of gas flow, branches off from the gas inlet line before the gas cooler and is connected to the gas outlet line after the gas cooler. The gas cooler cools the gas, with the goal of condensing water vapor as a result of the cooling; it could also be called a gas-cooled condenser or condenser.
Этим путем может быть простым путем выполнена вариация содержания водяного пара в восстановительном газе. Газ, который протекает через этот байпасный трубопровод, не является охлажденным в газоохладителе. В зависимости от того, как газовый поток разделяется в отношении пропускания через газоохладитель, соответственно, этот байпасный трубопровод, после объединения содержание водяного пара является различным. Когда, например, газовый поток подразделяется на 90% первого, пропускаемого через газоохладитель частичного количества, и на 10% второго, пропускаемого через байпасный трубопровод частичного количества, после объединения вновь обоих частичных потоков после газоохладителя имеет место сниженное содержание водяного пара, чем при обратно соотношении – поскольку в газоохладителе в первом случае конденсируется и удаляется из газового потока большее количество воды, чем во втором случае.This method can be used to easily vary the water vapor content of the reducing gas. The gas flowing through this bypass line is not cooled in the gas cooler. Depending on how the gas stream is divided relative to its passage through the gas cooler, and thus this bypass line, the water vapor content after reunification varies. For example, if the gas stream is divided into 90% of the first flow, which is passed through a partial gas cooler, and 10% of the second flow, which is passed through a partial bypass line, the reunification of both partial flows after the gas cooler results in a lower water vapor content than with the inverse ratio—since in the first case, a greater amount of water is condensed and removed from the gas stream in the gas cooler than in the second case.
При работе в чистом водороде Н2 часть или все количество пропускают через газоохладитель, чтобы отрегулировать содержание водяного пара в восстановительном газе до заданного диапазона, предпочтительно в диапазоне 0,5 об.% или выше, особенно предпочтительно 3 об.% или выше, до 10 об.%, особенно предпочтительно до менее 8 об.%, наиболее предпочтительно до менее 6 об.%. При необходимости, часть также пропускают через байпас газоохладителя. При работе также со смесями природного газа и водорода часть или все количество пропускают через газоохладитель, чтобы отрегулировать содержание водяного пара в восстановительном газе до заданного диапазона, предпочтительно в диапазоне 0,5 об.% или выше, особенно предпочтительно 3 об.% или выше, до 10 об.%, особенно предпочтительно до менее 8 об.%, наиболее предпочтительно до менее 6 об.%. По необходимости, часть также пропускают через байпас газоохладителя.When operating in pure hydrogen H2, part or the entire amount is passed through a gas cooler in order to adjust the water vapor content in the reducing gas to a predetermined range, preferably in the range of 0.5 vol.% or higher, particularly preferably 3 vol.% or higher, to 10 vol.%, particularly preferably to less than 8 vol.%, most preferably to less than 6 vol.%. If necessary, a part is also passed through a bypass of the gas cooler. When operating also with mixtures of natural gas and hydrogen, part or the entire amount is passed through a gas cooler in order to adjust the water vapor content in the reducing gas to a predetermined range, preferably in the range of 0.5 vol.% or higher, particularly preferably 3 vol.% or higher, to 10 vol.%, particularly preferably to less than 8 vol.%, most preferably to less than 6 vol.%. If necessary, a part is also passed through a bypass of the gas cooler.
В соответствующей изобретению установке прямого восстановления также предпочтительно имеются одно или более устройств для впрыскивания воды в сжимаемый газовый поток или в компрессор; посредством их может быть проведено охлаждение компрессоров и/или регулирование содержания водяного пара.In the direct reduction plant according to the invention, one or more devices for injecting water into the compressed gas stream or into the compressor are also preferably provided; these can be used to cool the compressors and/or regulate the water vapor content.
Газокомпрессорная установка предпочтительно имеет устройство для контроля и/или регулирования содержания водяного пара в выходящем из газокомпрессорной установки газовом потоке. Так, устройство может действовать, например, для разделения газового потока между газоохладителем и его байпасом, или же влиять на устройство для впрыскивания воды в сжимаемый газовый поток или в компрессор, или на введение пара в выходящий из компрессора газовый поток, или на температуру охлаждающей среды газоохладителя - при охлаждающей среде, например, охлаждающей воде, потребляемой газоохладителем, с регулированием температуры охлаждающей среды в отношении содержания водяного пара -, соответственно, оно может принимать, и/или обрабатывать, и/или выдавать относящиеся к этому управляющие и/или регулирующие сигналы, например, посредством соответствующих датчиков, устройств для обработки данных, исполнительных устройств, клапанов, и тому подобных. Предпочтительно имеется также устройство для контроля и/или регулирования выходящего из газокомпрессорной установки газового потока - например, поступающего в установку каталитического риформинга или в газовую печь - посредством измерений течения этого газового потока и воздействия на один или более компрессоры, предпочтительно на компрессоры объемного вытеснения с преобразователем частоты.The gas compressor unit preferably has a device for monitoring and/or regulating the water vapor content of the gas flow exiting the gas compressor unit. The device may, for example, act to divide the gas flow between the gas cooler and its bypass, or influence a device for injecting water into the compressed gas flow or into the compressor, or the introduction of steam into the gas flow exiting the compressor, or the temperature of the cooling medium of the gas cooler—in the case of a cooling medium, for example, cooling water, consumed by the gas cooler, with the temperature of the cooling medium being regulated with respect to the water vapor content—and, accordingly, it may receive and/or process and/or output control and/or regulating signals related thereto, for example, by means of appropriate sensors, data processing devices, actuators, valves, and the like. Preferably, there is also a device for monitoring and/or regulating the gas flow leaving the gas compressor unit - for example, entering a catalytic reforming unit or a gas furnace - by measuring the flow of this gas flow and acting on one or more compressors, preferably on positive displacement compressors with a frequency converter.
Газокомпрессорная установка содержит один или более компрессоров. В отношении всех компрессоров газокомпрессорной установки речь предпочтительно идет о компрессорах объемного вытеснения - по-английски: positive displacement compressors. Но при этом в отношении роторно-поршневого компрессора - по-английски: rotary lobe compressors - речь может идти также о других типах, таких как поршневой компрессор - по-английски: reciprocating compressors -, или винтовой компрессор - по-английски: screw compressors -, ячеисто-дисковый насос или компрессор Ванкеля. Компрессоры объемного вытеснения беспроблемно приспособлены для изменений технологических условий, например, таких как состав газа, температура на входе и выходе, и т.д., при соответствующих изменениях вплоть до достижения границ рабочего диапазона, но причем давление на выходе незначительно зависит от состава газа, и тем самым скорости звука, как в случае центробежных компрессоров.A gas compressor unit contains one or more compressors. All compressors in a gas compressor unit are preferably positive displacement compressors. However, rotary lobe compressors can also be other types, such as reciprocating compressors, screw compressors, cell-and-disk pumps, or Wankel compressors. Positive displacement compressors easily adapt to changing process conditions, such as gas composition, inlet and outlet temperatures, and so on, up to the limits of the operating range. However, the outlet pressure is only slightly dependent on gas composition and, therefore, the speed of sound, as is the case with centrifugal compressors.
Как правило, компрессоры объемного вытеснения имеют шумоглушитель. По меньшей мере один компрессор объемного вытеснения предпочтительно имеет шумоглушитель. Предпочтительно, чтобы в шумоглушитель компрессора объемного вытеснения был встроен по меньшей мере один из газоохладителей. Это сокращает занимаемую площадь и приводит к уменьшению затрат, что требуется только для резервуара высокого давления.Positive displacement compressors typically have a silencer. At least one positive displacement compressor preferably has a silencer. Preferably, at least one gas cooler is integrated into the positive displacement compressor's silencer. This reduces space requirements and leads to cost savings, and is only required for the high-pressure vessel.
Газокомпрессорная установка по меньшей мере в одной ступени сжатия предпочтительно имеет один или более компрессоров объемного вытеснения с преобразователем частоты.The gas compressor unit preferably has one or more positive displacement compressors with a frequency converter in at least one compression stage.
Компрессор объемного вытеснения с преобразователем частоты имеет регулирование числа оборотов посредством настройки преобразователя частоты - по-английски: speed control via VFD control -; подаваемый объем потока газа по существу пропорционален числу оборотов компрессора, которое регулируется частотой переменного напряжения. Компрессор объемного вытеснения с преобразователем частоты может работать с различными числами оборотов, которые являются легко изменяемыми регулированием частоты посредством преобразователя частоты. Как правило, компрессоры объемного вытеснения работают с фиксированным числом оборотов, соответственно, в пределах узкого диапазона чисел оборотов; тем самым они могут экономически рационально действовать также только для узкого диапазона плотностей газа, молекулярных масс, скоростей звука, величин объемного расхода газового потока. Напротив, компрессор объемного вытеснения с преобразователем частоты с помощью преобразователя частоты обеспечивает возможность эксплуатации в сравнительно широком спектре чисел оборотов, и поэтому может экономически рационально действовать в широком диапазоне величин объемного расхода газового потока, плотностей газа, молекулярных масс, скоростей звука.A positive displacement compressor with a frequency converter has speed control via a frequency converter - in English: speed control via VFD control -; the delivered gas flow volume is essentially proportional to the compressor speed, which is regulated by the frequency of the alternating voltage. A positive displacement compressor with a frequency converter can operate with different speeds, which are easily changed by regulating the frequency via a frequency converter. As a rule, positive displacement compressors operate with a fixed speed, respectively, within a narrow speed range; therefore, they can also operate economically only for a narrow range of gas densities, molecular weights, sound velocities, and volumetric gas flow rates. In contrast, a positive displacement compressor with a frequency converter, using a frequency converter, ensures the possibility of operation over a comparatively wide range of speeds, and therefore can operate economically over a wide range of volumetric gas flow rates, gas densities, molecular weights, and sound velocities.
Таким образом, наличие компрессора объемного вытеснения с преобразователем частоты позволяет реагировать на возрастающее содержание водорода в восстановительном газе, поскольку его работа может быть легко согласована с изменениями плотностей газа, молекулярных масс, скоростей звука, величин объемного расхода газового потока. Возможно непрерывное повышение содержания водорода, соответственно, объемного расхода газового потока, так как для согласования требуется только повышение частоты сжатия путем контроля и/или регулирования преобразователя частоты.Thus, a positive displacement compressor with a frequency converter allows for response to increasing hydrogen content in the reducing gas, as its operation can be easily matched to changes in gas density, molecular weight, sound velocity, and gas flow rate. A continuous increase in hydrogen content, and consequently, gas flow rate, is possible, as matching requires only increasing the compression frequency by monitoring and/or adjusting the frequency converter.
При необходимости, в ступенях сжатия могут быть оставлены уже имеющиеся компрессоры, и дополнены компрессорами объемного вытеснения с преобразователем частоты. Этим путем может быть осуществлено простое, экономичное и благоприятное с точки зрения ресурсов согласование существующих, действующих с восстановительным газом на основе природного газа установками прямого восстановления для работы с водородом.If necessary, existing compressors can be retained in the compression stages and supplemented with positive displacement compressors with a frequency converter. This allows for a simple, cost-effective, and resource-efficient integration of existing natural gas-based reducing gas plants with hydrogen-powered direct reduction plants.
Один или более компрессоров объемного вытеснения с преобразователем частоты могут быть соединены друг с другом в ступенях сжатия параллельно или последовательно, соответственно, присоединены к разнотипным компрессорам.One or more positive displacement compressors with a frequency converter can be connected to each other in compression stages in parallel or in series, respectively, connected to different types of compressors.
Вариация подаваемого количества посредством преобразования частоты является более энергосберегающей, чем вариация подаваемого количества с помощью байпаса.Variation of the supplied quantity by frequency conversion is more energy-saving than variation of the supplied quantity by bypass.
Однако, вариация посредством байпаса и вариация с помощью преобразования частоты могут быть взаимно дополняющими, например, в переходных диапазонах, в которых регулирование частоты в условиях ограничений минимального числа оборотов не может быть доведено ниже допустимого уровня, или при запуске объемной подачи.However, variation by means of bypass and variation by means of frequency conversion can be complementary, for example in transition ranges in which frequency regulation under minimum speed restrictions cannot be reduced below an acceptable level, or when starting a volumetric feed.
Дополнительным предметом настоящей заявки является способ использования установки прямого восстановления, содержащей восстановительный блок, установку каталитического риформинга и/или газовую печь, а также газокомпрессорную установку для получения сжатого газа посредством сжатия газа одним или более компрессорами, причем газокомпрессорная установка содержит по меньшей мере одну ступень сжатия, и причем имеется по меньшей мере один газоохладитель для сжатого в газокомпрессорной установке газа, причем после сжатия газа восстановительный газ поступает в восстановительный блок, характеризующийся тем, что происходит охлаждение по меньшей мере части сжатого газа, предпочтительно по меньшей мере после последнего, если смотреть по направлению к восстановительному блоку, сжатия газа, и сжатый газ поступает непосредственно в установку риформинга и/или в газовую печь,An additional subject of the present application is a method for using a direct reduction unit comprising a reduction unit, a catalytic reforming unit and/or a gas furnace, and a gas compressor unit for producing compressed gas by compressing the gas with one or more compressors, wherein the gas compressor unit comprises at least one compression stage, and wherein there is at least one gas cooler for the gas compressed in the gas compressor unit, wherein after the compression of the gas, the reducing gas enters a reduction unit, characterized in that at least a portion of the compressed gas is cooled, preferably at least after the last, when viewed in the direction of the reduction unit, compression of the gas, and the compressed gas enters directly into the reforming unit and/or into the gas furnace,
и, по меньшей мере временно, часть сжатого компрессором газа посредством байпаса возвращается обратно в газовпускной трубопровод на стороне всасывания соответствующего компрессора.and, at least temporarily, a portion of the gas compressed by the compressor is returned via a bypass back to the gas inlet pipeline on the suction side of the corresponding compressor.
Например, таким способом можно эксплуатировать описанную выше установку прямого восстановления.For example, the direct recovery setup described above can be used in this way.
Возвращение обратно части сжатого компрессором газа посредством байпаса происходит на сторону всасывания компрессора.The return of part of the gas compressed by the compressor via a bypass occurs to the suction side of the compressor.
Согласно способу, в газокомпрессорной установке газ сжимается, при этом создается сжатый газ. Газокомпрессорная установка служит для формирования сжатого газа посредством сжатия газа. Сжатый газ охлаждается в газоохладителе. Сжатый газ представляет собой восстановительный газ или газ-предшественник восстановительного газа.According to this method, gas is compressed in a gas compressor unit, creating compressed gas. The gas compressor unit is used to form compressed gas by compressing it. The compressed gas is cooled in a gas cooler. The compressed gas is a reducing gas or a reducing gas precursor.
По меньшей мере временно, часть подводимого в газоохладитель сжатого газа предпочтительно проводится мимо газоохладителя.At least temporarily, a portion of the compressed gas supplied to the gas cooler is preferably conducted past the gas cooler.
Например, из 100 м3 сжатого газа часть до 80 м3 охлаждается в газоохладителе, тогда как 20 м3 не охлаждаются; эти 20 м3, например, проходят через байпас мимо газоохладителя, который охлаждает 80 м3.For example, out of 100 m3 of compressed gas, up to 80 m3 is cooled in the gas cooler, while 20 m3 are not cooled; these 20 m3 , for example, pass through a bypass past the gas cooler, which cools 80 m3 .
Контроль и/или регулирование содержания водяного пара предпочтительно проводят в образованном при сжатии газа газовом потоке, предпочтительно впрыскиванием воды в сжимаемый поток газа или в компрессор. Посредством устройств для впрыскивания воды в поток сжимаемого газа или в компрессор может быть выполнено регулирование содержания водяного пара; тем самым такие устройства применимы не только для охлаждения компрессоров, но также для контроля и/или регулирования содержания водяного пара.Monitoring and/or regulating the water vapor content is preferably performed in the gas stream formed during gas compression, preferably by injecting water into the compressed gas stream or into the compressor. Water vapor content can be controlled by means of devices for injecting water into the compressed gas stream or into the compressor; such devices are therefore suitable not only for compressor cooling, but also for monitoring and/or regulating the water vapor content.
Сжатие газа предпочтительно проводится по меньшей мере в одной ступени сжатия посредством компрессора объемного вытеснения с преобразователем частоты.The compression of the gas is preferably carried out in at least one compression stage by means of a positive displacement compressor with a frequency converter.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Далее настоящее изобретение описано схематическими фигурами в качестве примера.The present invention is now described by way of example using schematic figures.
Фиг. 1 схематически показывает соответствующую изобретению установку прямого восстановления.Fig. 1 schematically shows a direct reduction plant according to the invention.
Фиг.2 схематически показывает подробности газокомпрессорной установки.Fig.2 schematically shows the details of the gas compressor unit.
Фиг. 3 схематически показывает встраивание газоохладителя в шумогаситель.Fig. 3 schematically shows the integration of a gas cooler into a noise damper.
Описание вариантов осуществления изобретенияDescription of embodiments of the invention
ПримерыExamples
Фиг. 1 схематически показывает установку 10 прямого восстановления. Содержащие оксиды металла - в представленном случае содержащий оксиды железа материал - например, руда, окатыши 20 подаются в восстановительный блок 30, чтобы быть восстановленными в нем действием восстановительного газа. При работе установки 10 прямого восстановления после сжатия газа восстановительный газ подается в восстановительный блок 30. Представлен трубопровод 40 для восстановительного газа, через который восстановительный газ подводится в восстановительный блок 30 - здесь в восстановительную шахту. Газокомпрессорная установка 50 предназначена для того, чтобы сжимать восстановительный газ, соответственно, его предшественник, чтобы обеспечивать необходимое давление для проведения прямого восстановления в установке 10 прямого восстановления. Из соображений наглядности, на фиг. 1, помимо всего прочего, отказались от изображения рециркуляционных трубопроводов для колошникового газа. Согласно изобретению, газокомпрессорная установка 50 содержит по меньшей мере одну ступень сжатия. В установке 10 прямого восстановления имеется по меньшей мере один газоохладитель 51 для сжатого в газокомпрессорной установке 50 газа, здесь после, если смотреть по направлению течения газа в сторону восстановительного блока 30, последней ступени сжатия. Также схематически представлено необязательно присутствующее устройство 52 для контроля и/или регулирования содержания водяного пара в выходящем из газокомпрессорной установки 50 газовом потоке.Fig. 1 schematically shows a direct reduction plant 10. Metal oxide-containing material - in the shown case, iron oxide-containing material - for example, ore, pellets 20 are fed into a reduction unit 30 in order to be reduced therein by the action of a reducing gas. During operation of the direct reduction plant 10, after gas compression, the reducing gas is fed into the reduction unit 30. A reducing gas pipeline 40 is shown, through which the reducing gas is supplied to the reduction unit 30 - here to the reduction shaft. A gas compressor plant 50 is designed to compress the reducing gas or its precursor in order to provide the necessary pressure for carrying out direct reduction in the direct reduction plant 10. For reasons of clarity, in Fig. 1, among other things, the depiction of recirculation pipelines for the blast furnace gas has been omitted. According to the invention, the gas compressor plant 50 comprises at least one compression stage. Direct reduction unit 10 includes at least one gas cooler 51 for the gas compressed in gas compressor unit 50, here after the final compression stage, as viewed in the direction of gas flow toward recovery unit 30. Also schematically shown is an optional device 52 for monitoring and/or regulating the water vapor content in the gas stream exiting gas compressor unit 50.
Также представлена имеющаяся установка 60 каталитического риформинга, в которую непосредственно подводится сжатый в газокомпрессорной установке газ через трубопровод 70 прямой подачи. В принципе, в качестве элемента со ссылочным обозначением 60 также могла бы быть представлена газовая печь.Also shown is an existing catalytic reforming unit 60, which is directly fed with gas compressed in the gas compressor unit via a direct feed line 70. In principle, the element with the reference designation 60 could also be a gas furnace.
Соответствующая изобретению подробность, что по меньшей мере на одном из компрессоров предусмотрен байпас для возвращения обратно по меньшей мере части сжатого компрессором газа в газовпускной трубопровод на стороне всасывания соответствующего компрессора, представлена на фиг. 2.A detail corresponding to the invention, that at least one of the compressors is provided with a bypass for returning at least part of the gas compressed by the compressor to the gas inlet pipeline on the suction side of the corresponding compressor, is shown in Fig. 2.
Фиг. 2 показывает схематический вид газокомпрессорной установки 80 и газоохладителя 90. Имеются две ступени А и В сжатия, причем А включает три компрессора, и В включает два компрессора. После, если смотреть по направлению течения газа - показанного остриями стрелок - последней ступени сжатия имеется газоохладитель 90. Газоохладитель 90 необязательно имеет показанный пунктиром байпас 100. Посредством байпаса 100 газовый поток может быть пропущен мимо газоохладителя 90, без протекания через него. Трубопровод байпаса 100, если смотреть по направлению течения газа, ответвляется перед газоохладителем 90 газовпускного трубопровода 110 и присоединяется после газоохладителя к газовыпускному трубопроводу 120. При работе установки прямого восстановления после сжатия газа в газоохладителе 90 происходит охлаждение по меньшей мере части сжатого газа. На газокомпрессорной установке 80 имеется обозначенный пунктиром байпас 130, который ответвляется после этого компрессора от его газовыпускного трубопровода 140 и присоединен перед компрессором к газовпускному трубопроводу 150. Посредством байпаса 130, по меньшей мере временно, по меньшей мере часть сжатого в компрессоре газа может быть возвращена обратно к стороне всасывания этого компрессора.Fig. 2 shows a schematic view of a gas compressor unit 80 and a gas cooler 90. There are two compression stages A and B, where A includes three compressors and B includes two compressors. After, if you look in the direction of gas flow - shown by the arrowheads - the last compression stage has a gas cooler 90. The gas cooler 90 does not necessarily have a bypass 100 shown by a dotted line. By means of the bypass 100, the gas flow can be passed by the gas cooler 90, without flowing through it. The bypass pipeline 100, if you look in the direction of gas flow, branches off before the gas cooler 90 from the gas inlet pipeline 110 and is connected after the gas cooler to the gas outlet pipeline 120. During operation of the direct reduction unit, after gas compression in the gas cooler 90, cooling of at least a part of the compressed gas occurs. On the gas compressor unit 80 there is a bypass 130, indicated by a dotted line, which branches off after this compressor from its gas outlet pipeline 140 and is connected before the compressor to the gas inlet pipeline 150. By means of the bypass 130, at least temporarily, at least a portion of the gas compressed in the compressor can be returned back to the suction side of this compressor.
В качестве устройства для контроля и/или регулирования содержания водяного пара в образованном при сжатии газа газовом потоке также схематически представлено устройство 160 для впрыскивания воды в поток сжатого газа или в компрессор.A device 160 for injecting water into a compressed gas stream or into a compressor is also schematically shown as a device for monitoring and/or regulating the water vapor content in a gas flow formed during gas compression.
В отношении представленных компрессоров речь идет о наличии на каждую ступень сжатия компрессора 171, 171 объемного вытеснения с преобразователем частоты.In relation to the presented compressors, we are talking about the presence of a volumetric displacement compressor 171, 171 with a frequency converter for each compression stage.
Фиг. 3 схематически показывает, как газоохладитель 180 встроен в шумогаситель 190 компрессора 200 объемного вытеснения. После блока 210 сжатия компрессора 200 объемного вытеснения по направлению течения газа - обозначенному остриями стрелок - размещен блок 191 шумогасителя. Служащие для охлаждения газа части, такие как впускная система 220 для холодной воды, насадка 230, выпускной канал 240 для холодной воды, выпускной сток 250 конденсата, встроены в шумогаситель 190. Для гашения шума шумогаситель 190 имеет сужение 260 поперечного сечения.Fig. 3 schematically shows how the gas cooler 180 is integrated into the noise damper 190 of the positive displacement compressor 200. Downstream of the compression unit 210 of the positive displacement compressor 200, in the direction of gas flow - indicated by the arrowheads - a noise damper unit 191 is located. Parts used for cooling the gas, such as the inlet system 220 for cold water, the nozzle 230, the outlet channel 240 for cold water, the outlet drain 250 for condensate, are integrated into the noise damper 190. For noise dampening, the noise damper 190 has a narrowing 260 in the cross-section.
Само собой разумеется, в принципе также могут присутствовать устройства для компьютерного управления работой соответствующей изобретению установки прямого восстановления, соответственно, исполнения соответствующего изобретению способа; для лучшей наглядности от их изображения в Фигурах отказались.It goes without saying that, in principle, devices for computer control of the operation of the direct reduction plant according to the invention, or the execution of the method according to the invention, may also be present; for the sake of clarity, their depiction in the Figures has been omitted.
Список ссылочных позицийList of reference positions
Claims (18)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21189193.2 | 2021-08-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2024105278A RU2024105278A (en) | 2024-04-02 |
| RU2849999C2 true RU2849999C2 (en) | 2025-11-01 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3748120A (en) * | 1971-04-15 | 1973-07-24 | Midland Ross Corp | Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron |
| RU2532202C2 (en) * | 2009-07-31 | 2014-10-27 | Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Гмбх | Method of reduction on basis of reforming-gas with circulation of reducing gases and decarbonisation of portion of offgas used as combustible gas for reforming plant |
| RU2609116C2 (en) * | 2011-09-13 | 2017-01-30 | Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ | System of energy optimization for plant for production of metals by direct reduction of ore |
| CN107058664A (en) * | 2017-05-25 | 2017-08-18 | 江苏省冶金设计院有限公司 | A kind of system and method by direct reduction in shaft furnace |
| RU2726175C1 (en) * | 2016-09-20 | 2020-07-09 | Мидрэкс Текнолоджиз, Инк. | Methods and systems for increasing carbon content in cancellous iron in reducing furnace |
| WO2020165342A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-20 | Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. | Direct reduction system and related process |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3748120A (en) * | 1971-04-15 | 1973-07-24 | Midland Ross Corp | Method of and apparatus for reducing iron oxide to metallic iron |
| RU2532202C2 (en) * | 2009-07-31 | 2014-10-27 | Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Гмбх | Method of reduction on basis of reforming-gas with circulation of reducing gases and decarbonisation of portion of offgas used as combustible gas for reforming plant |
| RU2609116C2 (en) * | 2011-09-13 | 2017-01-30 | Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ | System of energy optimization for plant for production of metals by direct reduction of ore |
| RU2726175C1 (en) * | 2016-09-20 | 2020-07-09 | Мидрэкс Текнолоджиз, Инк. | Methods and systems for increasing carbon content in cancellous iron in reducing furnace |
| CN107058664A (en) * | 2017-05-25 | 2017-08-18 | 江苏省冶金设计院有限公司 | A kind of system and method by direct reduction in shaft furnace |
| WO2020165342A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-20 | Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. | Direct reduction system and related process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2019286552B2 (en) | Producing carburized sponge iron by means of hydrogen-based direct reduction | |
| US6027545A (en) | Method and apparatus for producing direct reduced iron with improved reducing gas utilization | |
| SU1128843A3 (en) | Method of reduction of iron ore to sponge iron in shaft reactor | |
| US20070245855A1 (en) | Method and Apparatus for Producing Direct Reduced Iron | |
| JP2012509456A (en) | Synthetic raw gas production method and apparatus | |
| US9400139B2 (en) | Device for the closed-loop control of process gases in a plant for producing directly reduced metal ores | |
| KR101829088B1 (en) | Method and device for producing a fluid enriched with carbon dioxide from a waste gas of a ferrous-metallurgy unit | |
| WO2007088166A1 (en) | Reduction process and plant | |
| RU2558579C2 (en) | Producing standard-quality synthesis gas for ammonia synthesis with cryogenic purification | |
| US8709131B2 (en) | Method and system for the production of direct reduced iron using a synthesis gas with a high carbon monoxide content | |
| JPS5818963B2 (en) | Method for reducing granular iron ore to sponge iron particles | |
| RU2849999C2 (en) | Compression of gas in direct recovery based on hydrogen | |
| US9534265B2 (en) | Methods and systems for producing direct reduced iron incorporating a carbon dioxide and steam reformer fed by recovered carbon dioxide | |
| RU2519482C2 (en) | Method and device for gas component separation | |
| US11078549B2 (en) | Reduction gas extraction from saturated top gas | |
| CN102656284B (en) | Method and device for providing reduction gas from generator gas | |
| CN117836434A (en) | Gas compression in hydrogen-based direct reduction | |
| US10562769B1 (en) | Dual product H2 and CO production with CO turndown | |
| CN117413075A (en) | Method for direct reduction of iron ore | |
| EP3620431B1 (en) | Dual h2 and co production with co turndown | |
| CN116096925A (en) | Method for operating a blast furnace installation | |
| WO2013122583A1 (en) | Method and system for the production of direct reduced iron using a synthesis gas with a high carbon monoxide content | |
| KR20140123594A (en) | Method and device for reducing iron-oxide-containing feedstocks in a high-pressure reducing unit | |
| JP7708028B2 (en) | Hydrocarbon production method, reduction furnace operation method, and pig iron production method | |
| WO2025120157A1 (en) | Direct reduction plant and process thereof |