WO2019225256A1 - Facility for producing direct reduced iron and production method - Google Patents
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- Y02P10/25—Process efficiency
Definitions
- the present invention relates to a directly reduced iron production facility and method, and more particularly to a directly reduced iron production facility and method capable of reducing water consumption.
- This reducing gas is typically a steam alone or a hydrocarbon gas such as natural gas mainly containing methane (CH 4 ) with water vapor and carbon dioxide (CO 2 ) as an oxidant. It is produced by reacting with an oxidant at a high temperature by a reformer.
- This reducing gas introduced into the vertical reduction furnace reacts with iron oxide in the reduction furnace, and a part thereof becomes an oxidant of water vapor and carbon dioxide.
- the main components of the gas (top gas) discharged from the reduction furnace are these oxidizing agents and reducing gases of unreacted hydrogen and carbon monoxide.
- the top gas is dusted with a scrubber, cooled and then pressurized, introduced into a reformer along with new hydrocarbon gas, and recycled.
- a cooling zone is provided at the lower part of the reduction zone, and a cooling gas (cooling gas) is introduced into the reduction furnace to reduce the reduced iron (DRI). Is cooling.
- the cooling gas used for this cooling is discharged from the intermediate part of the furnace below the reducing gas introduction part of the reducing furnace, removed by a scrubber and cooled, and then pressurized and circulated.
- a reformed gas cooler that cools a part of the reformed gas to control the temperature of the reformed gas, and a non-requirement necessary to prevent reoxidation of the reduced iron (DRI).
- the cooling water used for the seal gas cooler for cooling the combustion exhaust gas of the reformer necessary for producing the active gas (seal gas), as well as the equipment cooling water for cooling the equipment, are necessary. In order to recycle water, it is necessary to cool the circulating water. For this reason, usually, an open cooling tower is used to cool and circulate with the heat of evaporation.
- waste water for managing the salt contained in the makeup water and the salt and other dissolved components mixed in from the raw materials such as iron ore powder below the specified value
- moisture slurry moisture
- Patent Document 2 proposes that a closed system that cools the dust removal water or cooling water necessary for the direct reduction iron making process with seawater is used to prevent evaporation loss and reduce water consumption.
- the water system of the reduced iron (DRI) manufacturing facility directly removes circulating ore from the iron ore powder in order to remove iron ore powder.
- impurities are mixed from other than makeup water.
- a calcium coating is applied to iron ore with calcium hydroxide or the like to improve productivity, and a lot of this calcium coating powder is mixed in water.
- This water quality management mainly uses impurities such as hardness, alkalinity, total amount of dissolved impurities, chloride ion concentration, and sulfate ion concentration as impurities, which are mixed or dissolved in water. To manage.
- the reducing gas used for reduction contains a lot of hydrogen and carbon monoxide flammable gas or toxic gas, and seal gas is used for the purpose of preventing the reducing gas from leaking outside.
- a gas mainly containing nitrogen and carbon dioxide or a gas mainly containing nitrogen is used as the seal gas. Since a part of the seal gas is mixed into the circulation gas for reforming or reduction, nitrogen is mixed into the circulation gas. By the reaction of nitrogen and hydrogen, ammonia is generated in the circulating gas in the process of reforming or reduction.
- Patent Document 2 in order to reduce the concentration of impurities in the makeup water, it is disclosed that water generated by hydrogen reduction at the time of reduction is recovered from the top gas, and the water is cooled and reused using seawater or air as a refrigerant. ing.
- FeO x + 1 / 2X ⁇ H 2 Fe + 1 / 2X ⁇ H 2 O
- FeO x represents iron oxide and includes Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 .
- Patent Document 2 Even in a plant that employs a closed water system that cools with seawater that can most reduce the amount of water consumption, it is one of the general open-system plants for the above reasons. About 2 to 1/3 of replenishing water was required.
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a directly reduced iron manufacturing facility and a manufacturing method capable of significantly reducing water consumption without being affected by location conditions. With the goal.
- the present invention provides a process that can further reduce water consumption in the process of cooling water in seawater or air, and a process that reduces water consumption without using seawater cooling.
- the present invention provides a process capable of reducing water consumption by degassing harmful dissolved gases such as carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO), and ammonia (NH 3 ).
- harmful dissolved gases such as carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO), and ammonia (NH 3 ).
- blow-down water is treated and purified, and then returned to circulating water, and the concentrated wastewater concentrated by the treatment is purified and effectively used to achieve stable operation of the plant and reduce water consumption.
- polluted waste water factory waste liquid
- the present invention not only collects water generated in the reduction process, but also cools a gas containing a large amount of water vapor such as combustion exhaust gas generated by combustion of a combustion device used for heating a reformer, and clean water in the gas.
- the first feature is to separate and recover.
- the present invention improves the recovered water amount and recovery efficiency by cooling by mixing a high oxygen-containing gas such as pure oxygen with the combustion oxidizing gas used to heat the reformer and raising the water vapor partial pressure in the exhaust gas.
- a high oxygen-containing gas such as pure oxygen
- the second feature is to make it.
- the third aspect of the present invention is to provide a demineralization function and a solid content separation function in the directly reduced iron production facility, and to provide a purification function to remove impurities mixed in from the feed water and iron ore powder. It is characterized by.
- blowdown water necessary to discharge the mixed impurities out of the system in an appropriate amount is sprayed on the reformer's exhaust gas or the exhaust gas during the production of calcined pellets, and cooled after removing salt and solids with a dry dust collector Clean water is collected, or blow-down water is used as calcium coating water for the fired pellets, spray water for cooling the fired pellets, spray water for cooling the DRI, or for adjusting the furnace top temperature or for the raw material.
- a third feature is that it is used as water for clogging elimination in a hopper to separate clean water from salt and solids.
- the present invention has a fourth feature that the circulating water line has a degassing function in order to lower the concentration of harmful dissolved gas dissolved in water after indirectly cooling the return water containing the recovered water. To do.
- the present invention has the following configuration.
- the present invention is a direct reduced iron production facility for directly producing reduced iron by bringing a raw material and a reducing gas into contact with each other in a reduction furnace.
- This direct reduced iron production facility directly cools the combustion exhaust gas containing the externally heated reformer that produces the reducing gas that reduces the raw material and the steam discharged from the reformer, and condenses and recovers the moisture in the combustion exhaust gas.
- a water-cooled cooler is a direct reduced iron production facility for directly producing reduced iron by bringing a raw material and a reducing gas into contact with each other in a reduction furnace.
- the combustion oxidizing gas supplied to the reformer is a high oxygen-containing gas adjusted to a higher concentration than the oxygen concentration in the atmosphere.
- the directly reduced iron production facility includes an evaporator for spraying water containing impurities and a dry dust collector for removing impurities on the upstream side of the water-cooled cooler.
- the directly reduced iron manufacturing facility further includes a cooling heat exchanger that indirectly cools the return water of the water-cooled cooler other than the circulating water that is circulated and used in the manufacturing facility.
- At least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler is used as the refrigerant of the cooling heat exchanger.
- the directly reduced iron production facility of a further preferred embodiment further includes a precooler between the reformer and the water-cooled cooler for precooling the combustion exhaust gas with at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler.
- the refrigerant cooled in the cooling heat exchanger is selectively used or mixed with the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere.
- the directly reduced iron production facility of a further preferred embodiment further includes a degassing device for degassing the return water of the water-cooled cooler.
- the deaeration device is provided on the downstream side of the cooling heat exchanger.
- Another embodiment of the present invention is a production facility for directly reduced iron in which a raw material and a reducing gas are brought into contact with each other in a reduction furnace to directly produce reduced iron, and the directly reduced iron is briquetted hot.
- This direct reduced iron production facility includes a hot briquette machine that produces hot briquette iron from high temperature direct reduced iron, a briquette quench conveyor that conveys the produced hot briquette iron, and a hot briquette on the briquette quench conveyor.
- a steam-containing gas containing water vapor that is generated when water is sprayed onto iron to cool it is sucked and indirectly cooled to condense and recover moisture in the steam-containing gas, and discharged from the cooling condenser.
- a water-cooled cooler that condenses and recovers moisture in the gas discharged from the cooling condenser.
- water in which an alkali component is concentrated to a concentration higher than the concentration of make-up water is used as water sprayed on hot briquette iron.
- the directly reduced iron manufacturing facility further includes a cooling heat exchanger that indirectly cools the return water of the water-cooled cooler other than the circulating water that is circulated and used in the manufacturing facility.
- At least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler is used as the refrigerant of the cooling heat exchanger.
- the refrigerant cooled in the cooling heat exchanger is selectively used or mixed with the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere.
- the present invention is a method for producing directly reduced iron, in which raw material and reducing gas are brought into contact with each other in a reducing furnace to produce directly reduced iron.
- the direct reduced iron manufacturing method includes a cooling process in which combustion exhaust gas containing water vapor discharged from an externally heated reformer that produces a reducing gas for reducing raw materials is directly cooled with a water-cooled cooler, and a water-cooled cooler. And a recovery step of condensing and recovering moisture in the cooled gas.
- the combustion oxidizing gas supplied to the reformer is a high oxygen-containing gas adjusted to a higher concentration than the oxygen concentration in the atmosphere.
- Another preferred embodiment of the method for producing directly reduced iron further includes a spraying step of spraying water containing impurities on the flue gas before the direct cooling step, and a removing step of removing impurities after the spraying step.
- the method for producing directly reduced iron further includes an indirect water cooling step of indirectly cooling the return water of the water cooled cooler.
- an indirect water cooling step of indirectly cooling the return water of the water cooled cooler.
- water other than circulating water that is circulated and used in the production facility of directly reduced iron is used as a refrigerant.
- the water indirect cooling step at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler is used as the refrigerant.
- the directly reduced iron manufacturing method of a further preferred embodiment further includes a precooling step of precooling the combustion exhaust gas with at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler before the direct cooling step.
- the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere are selectively used or mixed as the refrigerant.
- the method for producing directly reduced iron according to a more preferred embodiment further includes a deaeration step of degassing the return water of the water-cooled cooler after the water indirect cooling step.
- Another embodiment of the present invention is a method for producing directly reduced iron, in which raw material and reducing gas are brought into contact with each other in a reduction furnace to produce directly reduced iron, and the directly reduced iron is briquetted hot.
- This method for producing directly reduced iron is a steam containing steam generated when sprayed with hot briquette iron produced from high-temperature directly reduced iron and sprayed with water in which the alkali component is concentrated to a concentration higher than the makeup water concentration.
- a gas indirect cooling process in which the contained gas is indirectly cooled with a cooling condenser, a direct cooling process in which the gas cooled in the gas indirect cooling process is further directly cooled with a water-cooled cooler, and a gas cooled in the water-cooled cooler.
- the method for producing directly reduced iron further includes an indirect water cooling step of indirectly cooling the return water of the water cooled cooler.
- an indirect water cooling step of indirectly cooling the return water of the water cooled cooler.
- water other than circulating water that is circulated and used in the production facility of directly reduced iron is used as a refrigerant.
- the water indirect cooling step at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler is used as the refrigerant.
- the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere are selectively used or mixed as the refrigerant.
- the present invention is a direct reduction iron production facility that directly produces reduced iron by bringing a raw material and a reducing gas into contact with each other in a reduction furnace, and direct reduction by bringing the raw material and the reduction gas into contact with each other in the reduction furnace using the production facility. It is a manufacturing method of direct reduction iron which manufactures iron.
- a conventional general direct reduced iron production facility 40 and production method will be described with reference to FIG.
- hydrocarbon gas such as natural gas is reformed, and the reformed gas (reduced gas) is brought into contact with the raw material made of iron ore or calcined pellets in the reducing furnace 2 to reduce the raw material.
- This is a facility for directly producing reduced iron (DRI).
- a general direct reduction iron manufacturing facility 40 manufactures a vertical reduction furnace (reduction furnace) 2 for reducing raw materials, a raw material charging conveyor 1 for charging raw materials into the reduction furnace 2, and a reducing gas for reducing raw materials. And an externally heated reformer 6 for supplying to the reduction furnace 2.
- the directly reduced iron production facility 40 removes and cools the top gas discharged from the top of the reduction furnace 2 to the top gas scrubber 4, the reformed gas cooler 8 that cools the reformed gas, and the reduction furnace 2.
- a cooling gas circulation system that circulates and supplies gas, a seal gas cooler 11 that cools the combustion exhaust gas discharged from the reformer 6, and a preheater that preheats or cools the combustion exhaust gas are provided.
- the directly reduced iron manufacturing facility 40 includes a clarifier 18 that removes solids mixed in water circulated and used in the manufacturing facility 40, a hot water sump 19 that stores water, and a cooling tower 20 that cools water.
- the preheater is composed of a combustion air preheater 14, a primary process gas preheater 15, and a secondary process gas preheater 16.
- the raw material consisting of iron ore or calcined pellets is input from the upper part of the vertical reduction furnace 2 via the raw material input conveyor 1, and is reduced by the reducing gas supplied from the reformer 6 at the upper part.
- a vertical reduction furnace cooling zone (cooling zone) 3 is disposed below the reduction furnace 2.
- the cooling zone 3 is provided with a cooling gas circulation system including a cooling gas scrubber 9 and a cooling gas compressor 10.
- the gas discharged from the cooling zone 3 is dust-removed and cooled by the cooling gas scrubber 9, the pressure is raised by the cooling gas compressor 10, and the cooling gas (cooling gas) is supplied to the cooling zone 3. It is circulating.
- Directly reduced iron (DRI) which is a product, is discharged after being cooled with a cooling gas supplied from a cooling gas circulation system.
- the direct reduced iron manufacturing facility 40 includes a hot briquette machine 13 that manufactures hot briquette iron from high-temperature direct reduced iron.
- the HDRI is fed into the hot briquette machine 13 to manufacture hot briquette iron (HBI). It is also possible to do.
- the reduced gas (top gas) discharged from the top of the reduction furnace 2 is dedusted and cooled by the top gas scrubber 4, and a part is used as fuel for the combustion device (burner) 7 of the reformer 6.
- the other part of the top gas removed and cooled by the top gas scrubber 4 is pressurized by the process gas compressor 5 and mixed with a hydrocarbon gas such as natural gas (not shown).
- Preheated by the preheater 15 and the secondary process gas preheater 16 reformed by the reformer 6, and again introduced into the reduction furnace 2.
- the temperature of the gas charged into the reduction furnace 2 is adjusted by cooling a part of the reformed gas reformed by the reformer 6 with the reformed gas cooler 8 and returning it to the mainstream.
- the reformer 6 is provided with a heating burner 7, and a part of the flue gas discharged by the combustion of the burner 7 is cooled by a seal gas cooler 11, and after being pressurized by a seal gas compressor 12, is inert. It is supplied to each use point not shown in the figure as a proper seal gas.
- combustion exhaust gas of the reformer 6 is cooled and recovered by the combustion air preheater 14, the primary process gas preheater 15, and the secondary process gas preheater 16, and then is returned to the atmosphere via the ejector stack 17. Released.
- the cooling water is divided into an equipment cooling water system (not shown) and a direct water system in direct contact with gas and dust.
- the direct water is returned to the clarifier 18 after the gas is cooled in each of the coolers 8 and 11 and after the gas is removed and cooled in each of the scrubbers 4 and 9. Thereafter, most of the direct water is removed by the clarifier 18 and is temporarily stored in the hot water sump 19.
- the hot water stored in the hot water sump 19 is cooled by the cooling tower 20 and supplied again to the top gas scrubber 4, the reformed gas cooler 8, the cooling gas scrubber 9, and the seal gas cooler 11.
- the direct reduced iron manufacturing facility 40a of the first embodiment includes the configuration of the general direct reduced iron manufacturing facility 40 described above and functions in the same manner. That is, the directly reduced iron production equipment 40a includes a raw material charging conveyor 1, a vertical reduction furnace 2, a vertical reduction furnace cooling zone 3, a top gas scrubber 4, a process gas compressor 5, a reformer 6, a burner 7, and a reformed gas cooler.
- Cooling gas scrubber 9 Cooling gas compressor 10
- Seal gas cooler 11 Seal gas compressor 12
- Hot briquette machine 13 Combustion air preheater 14
- Primary process gas preheater 15 Secondary process gas preheater 16, Clari A fire 18, a hot water sump 19, and a cooling tower 20 are provided.
- the directly reduced iron production facility 40a of the first embodiment directly cools the combustion exhaust gas containing water vapor discharged from the reformer 6, condenses and recovers the moisture in the combustion exhaust gas, A deaerator 27 for degassing the return water of the water cooler 22, a cooling heat exchanger 24 for indirectly cooling the return water of the water cooler 22, and a precooler 21 for precooling the combustion exhaust gas I have.
- the water-cooled cooler 22 is configured as a reformer exhaust gas scrubber (wet scrubber) 22.
- the cooling heat exchanger 24 is configured as a clean water cooling heat exchanger 24.
- the deaeration device 27 is configured as a cooling tower, a decompression vessel, or a decompression pump.
- the precooler 21 is configured as a reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21.
- the directly reduced iron production facility 40a of Embodiment 1 is provided with a desulfurization tower 25 for desulfurizing the reformer fuel.
- the precooler 21 is located upstream of the water-cooled cooler 22 (reformer exhaust gas scrubber 22), specifically, between the reformer 6 and the reformer exhaust gas scrubber 22 in the flow of combustion exhaust gas discharged from the reformer 6.
- the deaeration device is disposed downstream of the cooling heat exchanger 24 (clean water cooling heat exchanger 24) in the flow of water (return water) discharged from the water-cooled cooler 22.
- combustion exhaust gas containing water vapor discharged from the reformer 6 that has been directly released to the atmosphere is preliminarily cooled by the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21 (preliminary cooling step), and then passed through the reformer exhaust gas scrubber 22.
- the reformer exhaust gas scrubber 22 directly contacts the combustion exhaust gas with water to directly cool the combustion exhaust gas (direct cooling process), and the reformer exhaust gas scrubber 22 condenses the moisture in the cooled gas to reduce the moisture in the gas. Collect (collection process).
- the water (return water) discharged from the reformer exhaust gas scrubber 22 is introduced into the clean water cooling heat exchanger 24 and indirectly cooled in the clean water cooling heat exchanger 24 (water indirect cooling step). Thereafter, the return water is stored in the water sump 38, introduced into the deaerator 27, and deaerated (deaeration step). Thereafter, when further cooling is required to circulate and use the return water, the auxiliary cooling tower 26 can be used to assist the cooling.
- the gas cooled by the reformer exhaust gas scrubber 22 is introduced into the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21 and the clean water cooling heat exchanger 24 by the exhaust gas suction fan 23.
- the gas cooled by the reformer exhaust gas scrubber 22 is used for preliminary cooling of the combustion exhaust gas in the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21 and is discharged from the reformer exhaust gas scrubber 22 in the clean water cooling heat exchanger 24. Used to cool return water.
- the gas discharged from the clean water cooling heat exchanger 24 joins with the gas introduced into the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21 via the exhaust gas suction fan 23 and is introduced into the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21. Thereafter, the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21 cools the combustion exhaust gas to exchange heat, and then is released to the atmosphere.
- the coolant of the clean water cooling heat exchanger 24 uses water other than circulating water that is circulated and used in the directly reduced iron manufacturing facility 40a.
- the circulating water is the water that is collected in the hot water sump 19 and the water sump 38 and cooled as necessary, and then supplied to each part of the production facility 40a (each scrubber 4, 9, 22, each cooler 8, 11). It is.
- a gas or seawater not shown can be used as the refrigerant.
- at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere are used as the refrigerant of the clean water cooling heat exchanger 24.
- the gas and air cooled by the water-cooled cooler 22 can be used as the refrigerant of the clean water cooling heat exchanger 24, and when the gas and air cooled by the water-cooled cooler 22 are used.
- the gas cooled by the water-cooled cooler 22 and the atmosphere can be selectively used or mixed.
- the combustion oxidizing gas used for the combustion of the burner 7 of the reformer 6 uses a high oxygen-containing gas adjusted to a higher concentration than the oxygen concentration in the atmosphere. Is preferred.
- the direct water discharged from the coolers 8 and 11 is returned to the water sump 38, and the direct water discharged from the scrubbers 4 and 9 is clarifier. 18 is returned to the hot water sump 19.
- the sensible heat of the combustion exhaust gas is reduced by first preliminarily cooling the combustion exhaust gas from the reformer 6 with the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21. Thereafter, most of the moisture is recovered by the reformer exhaust gas scrubber 22.
- the combustion exhaust gas from the reformer 6 is directly discharged from the ejector stack 17 to the atmosphere after heat recovery, or is sucked by a suction fan (not shown) and released to the atmosphere.
- the amount of flue gas in the reduced iron per tonne of 1500 Nm 3 ⁇ 2000 Nm 3 owns about 20% moisture. In other words, it has a 0.24m 3 ⁇ 0.32m 3 about of moisture per reduced iron one ton.
- most of the water of about 0.24 m 3 to 0.32 Nm 3 per ton of reduced iron contained in the combustion exhaust gas can be recovered and recycled by the reformer exhaust gas scrubber 22. .
- the return water of the reformer exhaust gas scrubber 22 including the collected condensed water is indirectly cooled by the clean water cooling heat exchanger 24. Since the return water is heated by the sensible heat of the flue gas and the latent heat due to condensation of water, the amount of recovered water is equal to the amount of heat that cools the sensible heat of the flue gas even if the return water is directly cooled and circulated by a cooling tower etc. More water is consumed by evaporation. However, since the first embodiment has the above-described configuration, it is possible to separate and recover clean water without consuming water by evaporation during cooling necessary for circulating and using water. .
- the temperature of the exhaust gas sucked through the reformer exhaust gas scrubber 22 depends on the amount of water supplied to the reformer exhaust gas scrubber 22 and the water temperature regardless of the outside air temperature, and therefore has a constant cooling capacity regardless of the region and season. Therefore, it is particularly effective in high temperature areas and high temperature seasons.
- the clean water cooling heat exchanger 24 can introduce the atmosphere in addition to introducing the gas cooled by the reformer exhaust gas scrubber 22 as shown in FIG.
- the return water of the reformer exhaust gas scrubber 22 can be cooled more efficiently by sucking the atmosphere, and a large amount of clean water can be obtained. It can be recovered.
- the directly reduced iron production facility 40 a part of the top gas from the reduction furnace 2 is used as the fuel for the reformer 6, and the circulating gas containing the top gas prevents carbon deposition on the reformer 6 catalyst. Therefore, the hydrogen sulfide (H 2 S) concentration is controlled to be constant. Therefore, sulfur oxide (SO x ) is contained in the combustion exhaust gas. Therefore, when this combustion exhaust gas is cooled below the acid dew point, it leads to corrosion of equipment such as a heat exchanger.
- H 2 S hydrogen sulfide
- SO x sulfur oxide
- a line directly introducing the gas at the outlet of the reformer exhaust gas scrubber 22 and a gas heated by the clean water cooling heat exchanger 24 are mixed, and the gas on the surface of the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21 is mixed. It is possible to adjust the temperature so as not to condense the acid. Therefore, the problem of corrosion on the surface of the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21 can be solved.
- the fuel of the reformer 6 is preheated by a preheater (not shown) and then desulfurized by the desulfurization tower 25, it can be cooled to a lower temperature and more water can be recovered. Is possible.
- a combustion oxygen gas in the burner 7 is mixed with a high oxygen-containing gas whose oxygen concentration is higher than the atmospheric oxygen concentration, for example, pure oxygen or a nitrogen-containing gas with a high oxygen concentration equivalent thereto (not shown), and combustion oxygen
- the water vapor partial pressure in the combustion exhaust gas can be increased by increasing the oxygen concentration of the contained gas.
- the water of the reformed gas cooler 8, the seal gas cooler 11, and the reformer exhaust gas scrubber 22 that is not in direct contact with the iron ore powder or the calcium coating powder is used as the top gas scrubber 4, the cool link gas.
- the clean water system is made independent from the water system that is in direct contact with the iron ore powder or calcium coating powder such as the scrubber 9 and the wet dust collector not shown.
- the water quality of this clean water system is very good, and the surplus water can be used not only as supplementary water for the water system in direct contact with iron ore powder or calcium coating powder, but also as other clean water in the factory .
- the directly reduced iron production facility 40a includes the preliminary cooler 21, the cooling heat exchanger 24, the desulfurization tower 25, the auxiliary cooling tower 26, and the deaeration device 27.
- the cooling heat exchanger 24, the desulfurization tower 25, the auxiliary cooling tower 26, and the deaeration device 27 are not essential components, and may be provided as necessary.
- the manufacturing method of direct reduced iron is equipped with the preliminary cooling process, the water indirect cooling process, and the deaeration process
- the preliminary cooling process, the water indirect cooling process, and the deaeration process are essential processes. Instead, it is only necessary to provide necessary steps as necessary.
- the method of cooling the return water of the reformer exhaust gas scrubber 22 has been described. However, the same effect can be obtained by cooling the return water of the reformed gas cooler 8 and the seal gas cooler 11 in the same manner.
- the type of heat exchanger is not selected, and a normal shell and tube heat exchanger may be installed, or fins are attached to the piping to increase the heat transfer area and cool the system. .
- FIG. 3 shows only points that are different from FIG. 2 showing the first embodiment, and illustration of other configurations is omitted. That is, in FIG. 3, the raw material charging conveyor 1, the reduction furnace 2, the cooling zone 3, the top gas scrubber 4, the reformed gas cooler 8, the cooling gas scrubber 9, the cooling gas compressor 10, the seal gas cooler 11, and the seal shown in FIG.
- the configuration of the gas compressor 12, the hot briquette machine 13, the clarifier 18, the hot water sump 19, the cooling tower 20, and the desulfurization tower 25 is omitted.
- the circulating gas in order to keep the ratio of hydrogen and carbon monoxide (H 2 / CO ratio) of the reducing gas at a predetermined ratio, the circulating gas is in a water saturated state at a predetermined temperature.
- the water content in the circulating gas is controlled.
- the gas state on the outlet side had to be maintained at a water saturation state of about 80 ° C. For this reason, it is necessary to cool the gas from the gas temperature rising due to adiabatic compression accompanying the pressure increase of the circulating gas to the saturation temperature, leading to an increase in the heat load on the water system.
- the process gas compressor 5 is not a water-sealed / cooled rotary lob blower but a dry turbo blower.
- a dry-type turbo blower water for sealing and cooling is not sprayed, so the energy at the time of adiabatic compression is used for increasing the temperature of the gas, and the energy can be used efficiently.
- the directly reduced iron manufacturing apparatus 40b of the second embodiment includes a boiler 29 and a boiler supply water heat exchanger 28.
- the boiler 29 is arranged so that the combustion exhaust gas discharged from the reformer 6 can be effectively recovered from the combustion exhaust gas until the combustion exhaust gas is introduced into the reformer exhaust gas scrubber 22.
- Boiler supply water to be supplied to the boiler 29 is preheated with return water from the reformer exhaust gas scrubber 22 in the boiler supply water heat exchanger 28.
- steam is manufactured from the boiler feed water preheated with the boiler 29 installed in the off gas, and the steam is mixed with the circulating top gas (process gas) whose pressure is increased on the outlet side of the primary process gas preheater 15.
- the amount of water at the entrance of the reformer 6 is controlled. This makes it possible to effectively utilize the energy of adiabatic compression in the process gas compressor and adjust the water content.
- the boiler 29 is installed for moisture control, and steam is generated and controlled by the input amount.
- the return water of the reformer exhaust gas scrubber 22 is sprayed on the outlet side of the primary process gas preheater 15. You may control.
- Embodiment 3 is a directly reduced iron production facility and method of the present invention, particularly a directly reduced iron production facility and method for briquetting directly reduced iron.
- Embodiment 3 has shown the case where the water vapor containing gas containing the vapor
- HBI hot briquette iron
- a part of the directly reduced iron production facility 40a of the first embodiment is extracted and changed. That is, in FIG.
- the direct reduced iron manufacturing facility 40c of Embodiment 3 includes a reduction furnace 2 for reducing raw materials, a raw material charging conveyor 1 for charging raw materials into the reduction furnace 2, and hot briquettes for manufacturing hot briquette iron from high-temperature direct reduced iron.
- the machine 13 and the briquette quench conveyor 33 which conveys the manufactured hot briquette iron are provided.
- the directly reduced iron production facility 40c indirectly cools by sucking a steam-containing gas containing water vapor generated when water is sprayed on the briquette quench conveyor 33 to cool the hot briquette iron.
- a cooling condenser 34 that condenses and recovers moisture
- a water-cooled cooler that further directly cools the gas discharged from the cooling condenser 34 and condenses and recovers moisture in the gas discharged from the cooling condenser 34. (Wet scrubber) 22.
- Embodiment 3 as water sprayed on HBI, that is, spray water used for cooling HBI, water in which alkaline components such as calcium (Ca) and magnesium (Mg) are concentrated more than the concentration in the supplementary water, that is, a reverse osmosis membrane, etc.
- the desalinization waste water in which impurities are concentrated when impurities such as salinity are removed from the blow-down water using the desalting apparatus 32 is used.
- the directly reduced iron production facility 40 c includes the top gas scrubber 4, the reformed gas cooler 8, and the seal gas cooler 11 as in the first embodiment of FIG. 2.
- the top gas scrubber 4 and the return water (direct contact water) 30 from the wet dust collector provided at the dust generation location in the facility (not shown) and the clean water system shown in Embodiment 1 (FIG. 2) are separate systems. Otherwise, the return water 30 from the reformed gas cooler 8 and the seal gas cooler 11 is returned to the clarifier 18.
- a chemical such as an aggregating agent is added, and the solid content is separated by settling.
- the water after the sedimentation process is collected in a hot water sump 19 and cooled by an indirect cooler such as a cooling tower 20 or a seawater heat exchanger (not shown). Thereafter, the water is supplied to the top gas scrubber 4 and the cooling gas scrubber 9 in the same manner as in the first embodiment (FIG. 2) for circulation.
- an indirect cooler such as a cooling tower 20 or a seawater heat exchanger (not shown).
- impurities such as salt are mixed not only from makeup water but also from iron ore powder or calcium coating powder. Therefore, even if the consumption of water due to evaporation is prevented, a certain amount of blow-down is required, resulting in the need for a large amount of makeup water, and it has been difficult to significantly reduce the consumption of water.
- the blowdown water can be treated and the water can be purified and recovered. Specifically, water cooled by the cooling tower 20 or a seawater heat exchanger (not shown) is circulated and used, but a part thereof is blown down.
- the circulating water necessary for the blowdown is passed through the filter 31 and the treated water treated by the filter 31 is put into a desalination treatment device 32 such as a reverse osmosis membrane.
- the filtered water supplied to the desalting apparatus 32 is separated into desalted water that does not contain impurities and desalted waste water that is concentrated with impurities.
- the amount of water consumed during filtration can be eliminated by returning the filtered wastewater to the clarifier 18. Further, the makeup water can be reduced by returning the desalinated water to the cold water sump 35.
- Embodiment 3 the desalinization waste water with concentrated impurities is sprayed on the hot compression briquette (HBI) on the briquette quench conveyor 33 to cool the HBI. This eliminates the need for normal HBI spray water and reduces water consumption.
- HBI hot compression briquette
- the main components of impurities in this desalination treatment wastewater are alkaline components such as calcium (Ca), magnesium (Mg), and sodium (Na), and these are in the electric melting furnace, which is the next step of the production method of directly reduced iron. Since it is also an additive, it contributes to the reduction of the additive in electric furnace melting
- the water vapor-containing gas containing the water vapor evaporated by the briquette quench conveyor 33 is introduced into the cooling condenser 34.
- the water vapor-containing gas is indirectly cooled with a refrigerant other than circulating water such as air or seawater (gas indirect cooling step), condensed, and recovered as clean water.
- a mist removing device (not shown) on the outlet side of the cooling condenser 34, the clean water can be recovered more effectively. Clean water recovered by the cooling condenser 34 is stored in a water sump 38.
- the cooling of the gas containing water vapor in the cooling condenser 34 can be used by mixing the atmosphere and the gas cooled by the wet scrubber 22.
- the air can be condensed more efficiently by introducing a large amount of gas cooled by the wet scrubber 22 when the atmospheric temperature is low such as in winter and when the atmospheric temperature is high such as in summer. ing.
- the return water of the wet scrubber 22 is used as the clean water cooling heat exchanger 24 in the same manner as the direct reduced iron manufacturing facility 40a and the manufacturing method of the first embodiment. Indirect cooling with. As a result, in the same way as in the first embodiment, when cooling is necessary for circulating and using water, water is not consumed by evaporation, and clean water can be separated and recovered. The return water cooled by the clean water cooling heat exchanger 24 is stored in the water sump 38.
- the total heat recovery amount can be increased, and the water consumption can be more effectively reduced. Is possible.
- Embodiment 3 shows the case where the desalinization wastewater is sprayed on the HBI. However, a part of the desalination wastewater may be added from the top of the furnace together with the raw iron ore and fired pellets. In this case, moisture evaporates in the upper part of the reduction furnace 2, and impurities adhere to the raw material and are discharged together with the product.
- the evaporated water is collected as clean water by the top gas scrubber 4 (not shown), and the same effect as water spray on the HBI is obtained.
- Impurities adhering to raw materials such as iron ore or calcined pellets are the main components of alkaline components and valuable materials for melting in electric furnaces, and Ca and Mg, which have a high melting temperature, are the main components. It can be reduced at high temperatures and contributes to the improvement of productivity.
- the present invention is not limited to this, and the mixed water for the slaked lime slurry used when applying the calcium coating may be used. good.
- the pellet plant when it is adjacent, it may be sprayed on the pellet on the outlet side of the pellet cooler. Even in this case, since the surface of the raw material adheres Ca or Mg to the pellet surface, high-temperature operation during reduction is possible, and evaporated water vapor can be recovered as clean water.
- FIG. 5 only the points that are changed from FIG. 2 showing the first embodiment are shown, and illustration of other configurations is omitted. That is, in FIG. 5, the raw material charging conveyor 1, the reduction furnace 2, the cooling zone 3, the top gas scrubber 4, the reformed gas cooler 8, the cooling gas scrubber 9, the cooling gas compressor 10, the seal gas cooler 11, and the seal shown in FIG.
- the configuration of the gas compressor 12, the hot briquette machine 13, the clarifier 18, the hot water sump 19, the cooling tower 20, and the desulfurization tower 25 is omitted.
- the combustion exhaust gas of the reformer 6 has a heat quantity of about 200 ° C. to 400 ° C. even after preheating of the combustion oxidizing gas and fuel. Using this excess heat amount, the blow-down water is evaporated by the evaporator 36 and then passed through the dry dust collector 37 to separate and remove impurities such as solids and salt in the blow-down water.
- the moisture in the blowdown water can be recovered in addition to the water originally contained in the combustion exhaust gas.
- the heat balance of the reformer exhaust gas scrubber 22 including the sprayed water sprayed on the evaporator 36 is the same as when the spray is not sprayed on the evaporator 36. It is extremely effective.
- the blow-down water may be a further concentrated desalted water after the desalination treatment facility, or may be directly used blow-down water from the circulating water without providing a desalination treatment facility.
- dry dust collector 37 is not selected, and for example, a cyclone dust collector, an electric dust collector, a filter cloth dust collector, or the like may be used.
- the arrangement of the preheaters 14, 15, 16 and the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21 is not limited to FIG. 5.
- the reformer exhaust gas cooling heat exchanger 21 may be arranged downstream of the dry dust collector 37. good.
- oxidation in dry precipitator inlet 37 side calcium-calcium hydroxide by blowing a material containing an alkali metal such as calcium carbonate, it is possible to remove reacted with an acid such as SO x in the exhaust gas.
- the acid dew point of the exhaust gas can be lowered, so that the corrosion on the surface of the heat exchanger 21 described above can be prevented and the heat can be recovered to a low temperature.
- Embodiments 1, 2, and 4 described above an example in which moisture is recovered from the combustion exhaust gas of the reformer 6 is shown.
- the water can be recovered and purified by spraying and recovering water containing impurities such as alkali components and solids on the exhaust gas while recovering.
- Embodiments 1, 2, and 4 By combining the above Embodiments 1, 2, and 4 with a conventional method of cooling circulating water with seawater or the like, direct reduced iron production equipment (ironworks), or a pellet plant and direct reduced iron production equipment It is possible to operate a steelworks that does not require supply water in the integrated steelworks that it has. Therefore, it is particularly effective in areas where it is difficult to supply good quality water.
- ironworks direct reduced iron production equipment
- pellet plant direct reduced iron production equipment
- Embodiment 1 and Embodiment 3 Specific examples of water reduction are shown below.
- the return water from the reformer exhaust gas scrubber 22 is cooled with a mixed gas of the gas discharged from the reformer exhaust gas scrubber 22 and the atmosphere, and a degassing device 27 is provided in the line. in, it can be recovered from the direct reduction iron per ton of about 0.2m 3 salinity of 0.3m 3, as clean water that does not contain solids.
- Embodiment 3 When the capacity of the filtration device 31 and the desalination treatment device 32 described in Embodiment 3 is about 0.3 m 3 per ton of directly reduced iron, a blow down of 0.3 m 3 per ton of directly reduced iron is performed. As a result, it is possible to maintain good water quality even if impurities are mixed in from iron ore powder or calcium coating powder.
- the treated water recovered from the desalting treatment apparatus 32 is clean water, the treated water can be used as clean water containing no salt and solids as described above.
- the dry dust collector 37 collects the salt and solids.
- the total required water amount is about 1/4 or less.
- the return water from the top gas scrubber 4 is indirectly cooled with seawater or air, it is possible not only to supply makeup water but also to supply surplus clean water. It will be a facility for producing directly reduced iron that can contribute to environmental conservation without the need for wastewater.
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Abstract
Description
本発明は、直接還元鉄の製造設備及び製造方法に関し、特に水の消費量を削減することができる直接還元鉄の製造設備及び製造方法に関する。 The present invention relates to a directly reduced iron production facility and method, and more particularly to a directly reduced iron production facility and method capable of reducing water consumption.
塊鉱石又は鉄鉱石粉を用いた焼成ペレットなどの酸化鉄を還元して金属鉄を竪型還元炉(シャフト炉)で製造する方法としては、主に、高炉製銑法の他に、直接還元製鉄法と呼ばれる方法がある。直接還元製鉄法は、特許文献1に開示されているように、代表的には竪型還元炉に水素及び一酸化炭素を主成分とした還元ガスを導入して酸化鉄の還元を行い、酸化鉄を固相のまま還元して金属鉄を製造するものである。
As a method of reducing iron oxide such as calcined pellets using lump ore or iron ore powder and producing metallic iron in a vertical reduction furnace (shaft furnace), mainly direct reduction iron making in addition to blast furnace iron making method There is a method called law. In the direct reduction iron manufacturing method, as disclosed in
この還元ガスは、代表的には水蒸気単体、又は、水蒸気及び二酸化炭素(CO2)を酸化剤として、メタン(CH4)を主成分とする天然ガスなどの炭化水素ガスを、外部加熱式のリフォーマー(改質器)によって高温下で酸化剤と反応させることで製造される。竪型還元炉に導入されたこの還元ガスは還元炉内で酸化鉄と反応し、その一部は水蒸気および二酸化炭素の酸化剤となる。還元炉から排出されるガス(トップガス)の主成分はこれらの酸化剤および未反応の水素及び一酸化炭素の還元ガスである。このトップガスをスクラバーにて除塵、冷却後昇圧し、新たな炭化水素ガスとともにリフォーマーに導入し、循環利用している。 This reducing gas is typically a steam alone or a hydrocarbon gas such as natural gas mainly containing methane (CH 4 ) with water vapor and carbon dioxide (CO 2 ) as an oxidant. It is produced by reacting with an oxidant at a high temperature by a reformer. This reducing gas introduced into the vertical reduction furnace reacts with iron oxide in the reduction furnace, and a part thereof becomes an oxidant of water vapor and carbon dioxide. The main components of the gas (top gas) discharged from the reduction furnace are these oxidizing agents and reducing gases of unreacted hydrogen and carbon monoxide. The top gas is dusted with a scrubber, cooled and then pressurized, introduced into a reformer along with new hydrocarbon gas, and recycled.
また、製造された還元鉄(DRI)を冷却して排出する場合には、還元ゾーンの下部に冷却ゾーンを設け、冷却用のガス(クーリングガス)を還元炉に導入し、還元鉄(DRI)を冷却している。この冷却に使用されたクーリングガスは、還元炉の還元ガス導入部よりも下方の炉中間部から排出され、スクラバーで除塵、冷却された後、昇圧され循環利用される。 In addition, when the produced reduced iron (DRI) is cooled and discharged, a cooling zone is provided at the lower part of the reduction zone, and a cooling gas (cooling gas) is introduced into the reduction furnace to reduce the reduced iron (DRI). Is cooling. The cooling gas used for this cooling is discharged from the intermediate part of the furnace below the reducing gas introduction part of the reducing furnace, removed by a scrubber and cooled, and then pressurized and circulated.
上記のいずれの場合も加熱されたガス(トップガス,クーリングガス)を循環利用するため、水で除塵及び冷却しているが、このため多大な水が必要とされている。 In any of the above cases, since the heated gas (top gas, cooling gas) is circulated and used, dust is removed and cooled with water. For this reason, a large amount of water is required.
この他、直接還元鉄の製造設備では、改質ガスの温調のために改質ガスの一部を冷却する改質ガスクーラー、及び、還元鉄(DRI)の再酸化を防ぐために必要な不活性ガス(シールガス)を製造するために必要なリフォーマーの燃焼排ガスを冷却するためのシールガスクーラーに用いられる冷却水、並びに、機器を冷却するための機器冷却水を必要とし、これらに必要な水を循環利用するためには循環水を冷却する必要がある。このため通常、開放系のクーリングタワーを用いて、その蒸発熱で冷却し循環している。 In addition, in direct reduced iron production facilities, a reformed gas cooler that cools a part of the reformed gas to control the temperature of the reformed gas, and a non-requirement necessary to prevent reoxidation of the reduced iron (DRI). The cooling water used for the seal gas cooler for cooling the combustion exhaust gas of the reformer necessary for producing the active gas (seal gas), as well as the equipment cooling water for cooling the equipment, are necessary. In order to recycle water, it is necessary to cool the circulating water. For this reason, usually, an open cooling tower is used to cool and circulate with the heat of evaporation.
この場合、蒸発による水損失分に加えて、補給水に含まれる塩分、並びに、鉄鉱石粉など原料から混入する塩分及びその他の溶解成分を規定値以下に管理するための廃水分(ブローダウン水分)、並びに、固形分とともに排出される水分(スラリー水分)を補填する必要がある。 In this case, in addition to the water loss due to evaporation, waste water (blow-down water) for managing the salt contained in the makeup water and the salt and other dissolved components mixed in from the raw materials such as iron ore powder below the specified value In addition, it is necessary to supplement moisture (slurry moisture) discharged together with the solid content.
直接還元製鉄法に必要な炭化水素ガス(天然ガス)は中近東などの砂漠地帯に豊富に埋蔵されており、直接還元鉄の製造設備(プラント)もこれらの地域に多く建設されてきたが、これらの地域では淡水が充分に供給できない、又は安価に供給されない地域が多く、水の消費量を削減することが望まれてきた。 The hydrocarbon gas (natural gas) required for direct reduction iron making is abundantly buried in desert areas such as the Middle East, and many direct reduction iron production facilities (plants) have been built in these areas. In these areas, there are many areas where fresh water cannot be supplied sufficiently or at low cost, and it has been desired to reduce water consumption.
特許文献2では、直接還元製鉄法に必要な除塵用水又は冷却用水を海水で冷却する密閉系システムを採用し、蒸発損失を防ぎ、水消費量を削減することが提案されている。
しかしながら、沿岸に位置しないプラントにおいては海水を供給するための海水供給設備及び戻り水設備の費用が膨大なものとなり、また保全費用も多大となる問題があり、海水冷却方式は採用されていない。 However, in plants that are not located on the coast, there is a problem that the cost of seawater supply equipment and return water equipment for supplying seawater becomes enormous, and maintenance costs are also high, and the seawater cooling method is not adopted.
また、直接還元製鉄法が採用されている地域は気温が高い地域が多く、循環水を大気だけで冷却することも冷却装置が非常に膨大なものとなる欠点があった。 In addition, there are many areas where the temperature is high in the area where the direct reduction iron manufacturing method is adopted, and cooling the circulating water only with the air has the disadvantage that the cooling device becomes very large.
したがって、このような地域では依然として還元鉄(DRI)1トンあたり1m3から1.5m3程度の水を消費している。 Therefore, consumes about 1.5m 3 of water from such still reduced iron is in the region (DRI) 1 per ton of 1m 3.
また、海水を用いた密閉系水システムを採用している沿岸地域のプラントにおいても、還元鉄(DRI)の製造設備の水システムにおいては、鉄鉱石粉の除塵のため、循環水が鉄鉱石粉と直接接するので補給水以外からも不純物が混入する。特に最近の直接還元鉄(DRI)の製造設備においては生産性向上のために鉄鉱石に水酸化カルシウムなどでカルシウム被膜を行っており、このカルシウム被膜粉が水に多く混入する。 In addition, even in coastal plants that use a closed water system that uses seawater, the water system of the reduced iron (DRI) manufacturing facility directly removes circulating ore from the iron ore powder in order to remove iron ore powder. As it comes into contact, impurities are mixed from other than makeup water. Particularly in recent direct reduced iron (DRI) production facilities, a calcium coating is applied to iron ore with calcium hydroxide or the like to improve productivity, and a lot of this calcium coating powder is mixed in water.
したがって、海水を用いた密閉系冷却システムを採用した場合においても、機器を健全な状態で動かすための水質維持のため、一定量のブローダウンを必要とする問題が残っていた。この水質管理は、主に水に混入又は溶解する不純物を、硬度、アルカリ度、全不純物溶解物質量、塩素イオン濃度、及び、硫酸イオン濃度等を指標として、それらの値が規定値以内になるように管理するものである。 Therefore, even when a closed system cooling system using seawater is adopted, there remains a problem that requires a certain amount of blowdown to maintain the water quality for moving the equipment in a healthy state. This water quality management mainly uses impurities such as hardness, alkalinity, total amount of dissolved impurities, chloride ion concentration, and sulfate ion concentration as impurities, which are mixed or dissolved in water. To manage.
加えて還元に用いられる還元ガスは、多くの水素及び一酸化炭素の可燃性ガス又は有毒ガスを含んでおり、その還元ガスが外部に漏洩することを防止する目的でシールガスが用いられている。窒素及び二酸化炭素を主成分とするガス又は窒素を主成分とするガスがこのシールガスとして用いられている。このシールガスの一部は改質又は還元を行う循環ガスに混入することから、循環ガス中に窒素が混入する。この窒素と水素の反応により、改質又は還元の過程において循環ガス中でアンモニアが生成される。 In addition, the reducing gas used for reduction contains a lot of hydrogen and carbon monoxide flammable gas or toxic gas, and seal gas is used for the purpose of preventing the reducing gas from leaking outside. . A gas mainly containing nitrogen and carbon dioxide or a gas mainly containing nitrogen is used as the seal gas. Since a part of the seal gas is mixed into the circulation gas for reforming or reduction, nitrogen is mixed into the circulation gas. By the reaction of nitrogen and hydrogen, ammonia is generated in the circulating gas in the process of reforming or reduction.
このアンモニアは容易に水に溶解するが、密閉系水システムにおいてはこのアンモニアが濃縮し、バルブなどに使用されている銅系の部品、機器の腐食・損傷を引き起こす問題があった。したがって、この問題を防止するために、クーリングタワー等の水の蒸発を伴う機器でアンモニアを脱気するかアンモニア濃度が規定値以下となるようにブローダウンする必要があり多くの水を消費する問題が残されていた。 This ammonia easily dissolves in water. However, in a closed water system, this ammonia is concentrated, causing a problem of corrosion and damage to copper parts and equipment used in valves and the like. Therefore, in order to prevent this problem, it is necessary to deaerate ammonia with a device that evaporates water, such as a cooling tower, or to blow down so that the ammonia concentration is less than a specified value. It was left.
特許文献2では、補給水中の不純物の濃縮を軽減するため、還元時の水素還元により発生する水分をトップガスから回収し、その水を海水や空気を冷媒として冷却し循環使用することが開示されている。
In
その反応を以下に示す。
FeOx+1/2X・H2=Fe+1/2X・H2O
ここでFeOxは酸化鉄を示し、Fe2O3やFe3O4なども含む。
The reaction is shown below.
FeO x + 1 / 2X · H 2 = Fe + 1 / 2X · H 2 O
Here, FeO x represents iron oxide and includes Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 .
また、付着及び詰まりを助長させるCO2ガスについては、密閉系としてその溶解度の変化を防ぐことが開示されている。 Further, it is disclosed that a CO 2 gas that promotes adhesion and clogging is prevented from changing its solubility as a closed system.
しかしながら、還元鉄の製造設備においては、補給水に含まれている不純物の他に鉄鉱石粉及びカルシウム被膜粉から不純物が混入する。また密閉系では、循環水中のCO2の濃度の変化は抑えられるもののガス中のそれぞれの成分、例えばCO2の循環水への溶解度は飽和又はそれに近い状態になっており、鉄鉱石粉及びカルシウム被膜粉からの不純物と飽和状態に近い溶解CO2とにより付着及び詰まりの問題を解消することはできなかった。また、アンモニアなどの腐食性ガスの濃度上昇に伴う腐食の問題も発生し、一定量のブローダウンが必要となり、結果として多くの補給水が必要となっていた。 However, in the reduced iron production facility, impurities are mixed from the iron ore powder and calcium coating powder in addition to the impurities contained in the makeup water. In the closed system, although the change in the concentration of CO 2 in the circulating water can be suppressed, the solubility of each component in the gas, for example, CO 2 in the circulating water is saturated or close to it. The problem of adhesion and clogging could not be solved by impurities from the powder and dissolved CO 2 close to saturation. Moreover, the problem of corrosion accompanying the increase in the concentration of corrosive gas such as ammonia has occurred, and a certain amount of blow-down is required. As a result, a lot of makeup water is required.
特許文献2で提案されている方法のうち、最も水の消費量を削減できる、海水で冷却を行う密閉系水システムを採用しているプラントにおいても、上記理由から一般的な開放系プラントの1/2から1/3程度の補給水が必要であった。
Among the methods proposed in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、立地条件に左右されることなく水の消費量を大幅に削減することができる直接還元鉄の製造設備及び製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a directly reduced iron manufacturing facility and a manufacturing method capable of significantly reducing water consumption without being affected by location conditions. With the goal.
具体的には、海水又は大気で水を冷却するプロセスにおいてさらに水の消費量を削減できるプロセス、及び海水冷却を用いないで水の消費量を削減するプロセスを提供する。 Specifically, the present invention provides a process that can further reduce water consumption in the process of cooling water in seawater or air, and a process that reduces water consumption without using seawater cooling.
また、有害な溶存ガスである二酸化炭素(CO2)、一酸化炭素(CO)、及びアンモニア(NH3)を脱気することで水消費量を削減できるプロセスを提供する。 Further, the present invention provides a process capable of reducing water consumption by degassing harmful dissolved gases such as carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO), and ammonia (NH 3 ).
加えて、そのブローダウン水を処理し、浄化した後循環水に戻すこと、さらに処理により濃縮された濃縮廃水を浄化し、有効利用することでプラントの安定運転、及び水消費量の削減を達成するとともにプラントから排出される汚濁廃水(工場廃液)を削減し環境保全に貢献できる手段を提供する。 In addition, the blow-down water is treated and purified, and then returned to circulating water, and the concentrated wastewater concentrated by the treatment is purified and effectively used to achieve stable operation of the plant and reduce water consumption. At the same time, we will provide a means to reduce polluted waste water (factory waste liquid) discharged from the plant and contribute to environmental conservation.
特許文献2で示されている還元過程で発生した水分を還元炉の炉頂からの排ガスであるトップガスから分離回収し海水等で間接的に冷却するシステムでは、鉄鉱石粉やカルシウム被膜粉から混入する不純物の濃縮度を管理するため、及び循環ガスからの二酸化炭素、一酸化炭素、アンモニアなどの溶存有害成分の濃度を規定値以内に管理するため、ブローダウンが必要である。このブローダウン水により充分な水消費量削減効果が得られなかった。したがって、本発明は、還元過程で発生した水分を回収するだけでなく、リフォーマーの加熱に用いられる燃焼装置の燃焼によって生じる燃焼排ガスなどの水蒸気を多量に含むガスを冷却し、ガス中の清浄水を分離回収することを第一の特徴とする。
In the system that separates and recovers the water generated in the reduction process shown in
また、本発明は、リフォーマーの加熱に用いられる燃焼用酸化ガスに純酸素などの高酸素含有ガスを混合し、排ガス中の水蒸気分圧を上げることで、冷却による回収水分量及び回収効率を向上させることを第二の特徴とする。 In addition, the present invention improves the recovered water amount and recovery efficiency by cooling by mixing a high oxygen-containing gas such as pure oxygen with the combustion oxidizing gas used to heat the reformer and raising the water vapor partial pressure in the exhaust gas. The second feature is to make it.
さらに、本発明は、直接還元鉄の製造設備に脱塩機能及び固形分分離機能を設け、供給水に含まれる不純物及び鉄鉱石粉などから混入する不純物を除去する浄化機能を持たせることを第三の特徴とする。すなわち、混入した不純物を適正量系外に排出するために必要なブローダウン水をリフォーマーの排ガス若しくは原料である焼成ペレット製造時の排ガスに噴霧し、乾式集塵機で塩分及び固形分を除去した後に冷却し清浄水を回収する、又は、ブローダウン水を、原料である焼成ペレットのカルシウム被膜用の水や焼成ペレットの冷却用噴霧水、DRI冷却用噴霧水、若しくは、炉頂温度調整用若しくは原料のホッパー内での詰まり解消用水に用いることで塩分及び固形分と分離し清浄水を回収することを第三の特徴とする。 Furthermore, the third aspect of the present invention is to provide a demineralization function and a solid content separation function in the directly reduced iron production facility, and to provide a purification function to remove impurities mixed in from the feed water and iron ore powder. It is characterized by. In other words, blowdown water necessary to discharge the mixed impurities out of the system in an appropriate amount is sprayed on the reformer's exhaust gas or the exhaust gas during the production of calcined pellets, and cooled after removing salt and solids with a dry dust collector Clean water is collected, or blow-down water is used as calcium coating water for the fired pellets, spray water for cooling the fired pellets, spray water for cooling the DRI, or for adjusting the furnace top temperature or for the raw material. A third feature is that it is used as water for clogging elimination in a hopper to separate clean water from salt and solids.
さらに、本発明は、回収した水分を含む戻り水を間接的に冷却した後、水に溶解する有害溶存ガスの濃度を下げるために循環水ラインに脱気機能を備えることを第四の特徴とする。 Furthermore, the present invention has a fourth feature that the circulating water line has a degassing function in order to lower the concentration of harmful dissolved gas dissolved in water after indirectly cooling the return water containing the recovered water. To do.
より具体的には本発明は以下の構成を有している。 More specifically, the present invention has the following configuration.
本発明は、還元炉で原料と還元ガスとを接触させて直接還元鉄を製造する直接還元鉄の製造設備である。本直接還元鉄の製造設備は、原料を還元する還元ガスを製造する外部加熱式のリフォーマーと、リフォーマーから排出される水蒸気を含む燃焼排ガスを直接冷却し、燃焼排ガス中の水分を凝縮して回収する水冷式冷却器とを備える。 The present invention is a direct reduced iron production facility for directly producing reduced iron by bringing a raw material and a reducing gas into contact with each other in a reduction furnace. This direct reduced iron production facility directly cools the combustion exhaust gas containing the externally heated reformer that produces the reducing gas that reduces the raw material and the steam discharged from the reformer, and condenses and recovers the moisture in the combustion exhaust gas. A water-cooled cooler.
好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備では、リフォーマーに供給される燃焼用酸化ガスが大気中の酸素濃度より高濃度に調整された高酸素含有ガスである。 In the directly reduced iron production facility of the preferred embodiment, the combustion oxidizing gas supplied to the reformer is a high oxygen-containing gas adjusted to a higher concentration than the oxygen concentration in the atmosphere.
別の好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備は、水冷式冷却器の上流側に、不純物を含有する水を噴霧する蒸発器と、不純物を除去する乾式集塵機とを備える。 In another preferred embodiment, the directly reduced iron production facility includes an evaporator for spraying water containing impurities and a dry dust collector for removing impurities on the upstream side of the water-cooled cooler.
また別の好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備は、水冷式冷却器の戻り水を製造設備内で循環使用される循環水以外で間接冷却する冷却熱交換器をさらに備える。 In another preferred embodiment, the directly reduced iron manufacturing facility further includes a cooling heat exchanger that indirectly cools the return water of the water-cooled cooler other than the circulating water that is circulated and used in the manufacturing facility.
より好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備では、冷却熱交換器の冷媒には、水冷式冷却器で冷却されたガスの少なくとも一部が用いられる。 In the directly reduced iron production facility of a more preferred embodiment, at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler is used as the refrigerant of the cooling heat exchanger.
さらに好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備は、リフォーマーと水冷式冷却器との間に、水冷式冷却器で冷却されたガスの少なくとも一部で燃焼排ガスの予備冷却を行う予備冷却器をさらに備える。 The directly reduced iron production facility of a further preferred embodiment further includes a precooler between the reformer and the water-cooled cooler for precooling the combustion exhaust gas with at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler. Prepare.
さらに好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備では、冷却熱交換器の冷媒には、水冷式冷却器で冷却されたガスと大気とを選択的に使用又は混合して使用する。 Further, in the directly reduced iron production facility of a more preferred embodiment, the refrigerant cooled in the cooling heat exchanger is selectively used or mixed with the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere.
さらに好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備は、水冷式冷却器の戻り水を脱気するための脱気装置をさらに備える。脱気装置は、冷却熱交換器の下流側に設けられる。 The directly reduced iron production facility of a further preferred embodiment further includes a degassing device for degassing the return water of the water-cooled cooler. The deaeration device is provided on the downstream side of the cooling heat exchanger.
別の実施形態の本発明は、還元炉で原料と還元ガスとを接触させて直接還元鉄を製造し、その直接還元鉄を熱間でブリケット化する直接還元鉄の製造設備である。本直接還元鉄の製造設備は、高温の直接還元鉄から熱間ブリケット鉄を製造するホットブリケットマシンと、製造された熱間ブリケット鉄を搬送するブリケットクエンチコンベアと、ブリケットクエンチコンベア上において熱間ブリケット鉄に水を噴霧して冷却する際に発生する水蒸気を含む水蒸気含有ガスを吸引して間接冷却し、水蒸気含有ガス中の水分を凝縮して回収する冷却凝縮器と、冷却凝縮器から排出されるガスをさらに直接冷却し、前記冷却凝縮器から排出されるガス中の水分を凝縮して回収する水冷式冷却器とを備える。 Another embodiment of the present invention is a production facility for directly reduced iron in which a raw material and a reducing gas are brought into contact with each other in a reduction furnace to directly produce reduced iron, and the directly reduced iron is briquetted hot. This direct reduced iron production facility includes a hot briquette machine that produces hot briquette iron from high temperature direct reduced iron, a briquette quench conveyor that conveys the produced hot briquette iron, and a hot briquette on the briquette quench conveyor. A steam-containing gas containing water vapor that is generated when water is sprayed onto iron to cool it is sucked and indirectly cooled to condense and recover moisture in the steam-containing gas, and discharged from the cooling condenser. And a water-cooled cooler that condenses and recovers moisture in the gas discharged from the cooling condenser.
好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備では、熱間ブリケット鉄に噴霧する水に、アルカリ成分が補給水中濃度以上に濃縮された水を用いる。 In a directly reduced iron production facility according to a preferred embodiment, water in which an alkali component is concentrated to a concentration higher than the concentration of make-up water is used as water sprayed on hot briquette iron.
また別の好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備は、水冷式冷却器の戻り水を製造設備内で循環使用される循環水以外で間接冷却する冷却熱交換器をさらに備える。 In another preferred embodiment, the directly reduced iron manufacturing facility further includes a cooling heat exchanger that indirectly cools the return water of the water-cooled cooler other than the circulating water that is circulated and used in the manufacturing facility.
より好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備では、冷却熱交換器の冷媒には、水冷式冷却器で冷却されたガスの少なくとも一部が用いられる。 In the directly reduced iron production facility of a more preferred embodiment, at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler is used as the refrigerant of the cooling heat exchanger.
さらに好ましい実施形態の直接還元鉄の製造設備では、冷却熱交換器の冷媒には、水冷式冷却器で冷却されたガスと大気とを選択的に使用又は混合して使用する。 Further, in the directly reduced iron production facility of a more preferred embodiment, the refrigerant cooled in the cooling heat exchanger is selectively used or mixed with the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere.
また、本発明は、還元炉で原料と還元ガスとを接触させて直接還元鉄を製造する直接還元鉄の製造方法である。本直接還元鉄の製造方法は、原料を還元する還元ガスを製造する外部加熱式のリフォーマーから排出される水蒸気を含む燃焼排ガスを水冷式冷却器で直接冷却する冷却工程と、水冷式冷却器において、冷却されたガス中の水分を凝縮して回収する回収工程とを備える。 Also, the present invention is a method for producing directly reduced iron, in which raw material and reducing gas are brought into contact with each other in a reducing furnace to produce directly reduced iron. The direct reduced iron manufacturing method includes a cooling process in which combustion exhaust gas containing water vapor discharged from an externally heated reformer that produces a reducing gas for reducing raw materials is directly cooled with a water-cooled cooler, and a water-cooled cooler. And a recovery step of condensing and recovering moisture in the cooled gas.
好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法では、リフォーマーに供給される燃焼用酸化ガスが大気中の酸素濃度より高濃度に調整された高酸素含有ガスである。 In the directly reduced iron production method of the preferred embodiment, the combustion oxidizing gas supplied to the reformer is a high oxygen-containing gas adjusted to a higher concentration than the oxygen concentration in the atmosphere.
別の好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法は、直接冷却工程の前に、燃焼排ガスに不純物を含有する水を噴霧する噴霧工程と、噴霧工程の後に、不純物を除去する除去工程とをさらに備える。 Another preferred embodiment of the method for producing directly reduced iron further includes a spraying step of spraying water containing impurities on the flue gas before the direct cooling step, and a removing step of removing impurities after the spraying step. Prepare.
また別の好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法は、水冷式冷却器の戻り水を間接冷却する水間接冷却工程をさらに備える。水間接冷却工程では、直接還元鉄の製造設備内で循環使用される循環水以外を冷媒として用いる。 The method for producing directly reduced iron according to another preferred embodiment further includes an indirect water cooling step of indirectly cooling the return water of the water cooled cooler. In the indirect water cooling process, water other than circulating water that is circulated and used in the production facility of directly reduced iron is used as a refrigerant.
より好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法では、水間接冷却工程では、水冷式冷却器で冷却されたガスの少なくとも一部を冷媒として用いる。 In the directly reduced iron production method of the more preferred embodiment, in the water indirect cooling step, at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler is used as the refrigerant.
さらに好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法は、直接冷却工程の前に、水冷式冷却器で冷却されたガスの少なくとも一部で燃焼排ガスの予備冷却を行う予備冷却工程をさらに備える。 The directly reduced iron manufacturing method of a further preferred embodiment further includes a precooling step of precooling the combustion exhaust gas with at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler before the direct cooling step.
さらに好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法では、水間接冷却工程では、冷媒として水冷式冷却器で冷却されたガスと大気とを選択的に使用又は混合して使用する。 In a further preferred embodiment of the method for producing directly reduced iron, in the water indirect cooling step, the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere are selectively used or mixed as the refrigerant.
さらに好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法は、水間接冷却工程の後に、水冷式冷却器の戻り水を脱気する脱気工程をさらに備える。 The method for producing directly reduced iron according to a more preferred embodiment further includes a deaeration step of degassing the return water of the water-cooled cooler after the water indirect cooling step.
別の実施形態の本発明は、還元炉で原料と還元ガスとを接触させて直接還元鉄を製造し、直接還元鉄を熱間でブリケット化する直接還元鉄の製造方法である。本直接還元鉄の製造方法は、高温の直接還元鉄から製造された熱間ブリケット鉄に、アルカリ成分が補給水中濃度以上に濃縮された水を噴霧して冷却する際に発生する水蒸気を含む水蒸気含有ガスを冷却凝縮器で間接冷却するガス間接冷却工程と、ガス間接冷却工程で冷却されたガスをさらに水冷式冷却器で直接冷却する直接冷却工程と、水冷式冷却器において、冷却されたガス中の水分を凝縮して回収する回収工程とを備える。 Another embodiment of the present invention is a method for producing directly reduced iron, in which raw material and reducing gas are brought into contact with each other in a reduction furnace to produce directly reduced iron, and the directly reduced iron is briquetted hot. This method for producing directly reduced iron is a steam containing steam generated when sprayed with hot briquette iron produced from high-temperature directly reduced iron and sprayed with water in which the alkali component is concentrated to a concentration higher than the makeup water concentration. A gas indirect cooling process in which the contained gas is indirectly cooled with a cooling condenser, a direct cooling process in which the gas cooled in the gas indirect cooling process is further directly cooled with a water-cooled cooler, and a gas cooled in the water-cooled cooler. A recovery step of condensing and recovering the moisture therein.
好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法は、水冷式冷却器の戻り水を間接冷却する水間接冷却工程をさらに備える。水間接冷却工程では、直接還元鉄の製造設備内で循環使用される循環水以外を冷媒として用いる。 The method for producing directly reduced iron according to a preferred embodiment further includes an indirect water cooling step of indirectly cooling the return water of the water cooled cooler. In the indirect water cooling process, water other than circulating water that is circulated and used in the production facility of directly reduced iron is used as a refrigerant.
より好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法では、水間接冷却工程では、水冷式冷却器で冷却されたガスの少なくとも一部を冷媒として用いる。 In the directly reduced iron production method of the more preferred embodiment, in the water indirect cooling step, at least a part of the gas cooled by the water-cooled cooler is used as the refrigerant.
さらに好ましい実施形態の直接還元鉄の製造方法では、水間接冷却工程では、冷媒として水冷式冷却器で冷却されたガスと大気とを選択的に使用又は混合して使用する。 In a further preferred embodiment of the method for producing directly reduced iron, in the water indirect cooling step, the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere are selectively used or mixed as the refrigerant.
本発明の直接還元鉄の製造設備及び製造方法を採用することにより、海水冷却を用いることが困難な地域、且つ、気温が高い地域においても水の消費量を大幅に削減することができる。 By adopting the directly reduced iron production facility and method of the present invention, water consumption can be greatly reduced even in regions where it is difficult to use seawater cooling and in regions where the temperature is high.
また、海水冷却を用いることができる地域並びに気温の低い季節及び地域においては余剰の清浄水を生成することができることから、水の供給事情の悪い地域でも直接還元鉄の製造設備を運転するとともに下流設備である製鋼設備等の冷却水も供給できる利点がある。 In addition, in areas where seawater cooling can be used and in seasons and areas where the temperature is low, surplus clean water can be generated. There is an advantage that it is possible to supply cooling water from a steelmaking facility that is a facility.
さらに、ブローダウン水をリフォーマーの燃焼排ガスに噴霧し、乾式集塵機で塩分及び固形分を除去した後に冷却し清浄水を回収する場合には、水の清浄化能力が極めて高いことから供給水の水質の悪い地域でも事前水処理設備を必要とせずプラントを健全に運転できる利点がある。 Furthermore, when blowdown water is sprayed on the reformer's combustion exhaust gas, salt and solids are removed with a dry dust collector, and then cooled and recovered with clean water, the quality of the supplied water Even in poor areas, there is an advantage that the plant can be operated soundly without the need for pre-water treatment facilities.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。本発明は、還元炉で原料と還元ガスとを接触させて直接還元鉄を製造する直接還元鉄の製造設備と、その製造設備を用いて還元炉で原料と還元ガスとを接触させて直接還元鉄を製造する直接還元鉄の製造方法である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is a direct reduction iron production facility that directly produces reduced iron by bringing a raw material and a reducing gas into contact with each other in a reduction furnace, and direct reduction by bringing the raw material and the reduction gas into contact with each other in the reduction furnace using the production facility. It is a manufacturing method of direct reduction iron which manufactures iron.
まず、図1を参照して従来からある一般的な直接還元鉄の製造設備40及び製造方法について説明する。直接還元鉄の製造設備40では、天然ガスなどの炭化水素ガスを改質して、その改質ガス(還元ガス)を還元炉2で鉄鉱石又は焼成ペレットからなる原料と接触させて原料を還元して直接還元鉄(DRI)を製造する設備である。
First, a conventional general direct reduced
一般的な直接還元鉄の製造設備40は、原料を還元する竪型還元炉(還元炉)2、原料を還元炉2へ投入する原料投入コンベア1、及び、原料を還元する還元ガスを製造して還元炉2へ供給する外部加熱式のリフォーマー6を備えている。また、直接還元鉄の製造設備40は、還元炉2の炉頂から排出されるトップガスを除塵及び冷却するトップガススクラバー4、改質ガスを冷却する改質ガスクーラー8、還元炉2へ冷却ガスを循環供給する冷却ガス循環システム、リフォーマー6から排出された燃焼排ガスを冷却するシールガスクーラー11、及び、燃焼排ガスを予熱又は冷却する予熱器を備えている。さらに、直接還元鉄の製造設備40は、製造設備40で循環利用される水に混入する固形分を除去するクラリファイヤー18、水を貯蔵するホットウォーターサンプ19、及び、水を冷却するクーリングタワー20を備えている。図1の直接還元鉄の製造設備40では、予熱器は、燃焼空気予熱器14、1次プロセスガス予熱器15及び2次プロセスガス予熱器16で構成されている。
A general direct reduction
鉄鉱石又は焼成ペレットからなる原料は、原料投入コンベア1を介して竪型還元炉2の上部から投入され、その上部でリフォーマー6から供給された還元ガスにより還元される。この還元炉2の下部には竪型還元炉冷却ゾーン(クーリングゾーン)3が配置されている。この冷却ゾーン3には、クーリングガススクラバー9及びクーリングガスコンプレッサー10を含む冷却ガス循環システムが備えられている。冷却ガス循環システムでは、冷却ゾーン3から排出されたガスをクーリングガススクラバー9にて除塵及び冷却し、クーリングガスコンプレッサー10で昇圧して冷却ゾーン3に供給することで、冷却ガス(クーリングガス)を循環している。製品である直接還元鉄(DRI)は、冷却ガス循環システムから供給される冷却ガスで冷却された後、排出される。
The raw material consisting of iron ore or calcined pellets is input from the upper part of the
この冷却ガス循環システムを設置しない、又は、冷却ガスの循環を止めることにより、直接還元鉄(DRI)を冷却せず、熱間のままホットDRI(HDRI)として排出し使用することも可能である。また、直接還元鉄の製造設備40は、高温の直接還元鉄から熱間ブリケット鉄を製造するホットブリケットマシン13を備え、HDRIをホットブリケットマシン13に投入して熱間ブリケット鉄(HBI)を製造することも可能である。
By not installing the cooling gas circulation system or stopping the circulation of the cooling gas, the reduced iron (DRI) can be directly discharged and used as hot DRI (HDR) without being cooled. . The direct reduced
還元炉2の炉頂から排出された還元後のガス(トップガス)は、トップガススクラバー4で除塵及び冷却され、一部はリフォーマー6の燃焼装置(バーナー)7の燃料に使用される。また、トップガススクラバー4で除塵及び冷却されたトップガスの他の一部は、プロセスガスコンプレッサー5で昇圧され、天然ガスなどの炭化水素ガスと混合後(図示されていない)、1次プロセスガス予熱器15及び2次プロセスガス予熱器16で予熱され、リフォーマー6にて改質されて再び還元炉2に導入される。還元炉2に投入するガス温度は、リフォーマー6で改質された改質ガスの一部を改質ガスクーラー8にて冷却し主流に戻すことにより調整している。
The reduced gas (top gas) discharged from the top of the
リフォーマー6には加熱用のバーナー7が設置されており、そのバーナー7の燃焼によって排出される燃焼排ガスの一部はシールガスクーラー11にて冷却され、シールガスコンプレッサー12にて昇圧後、不活性なシールガスとして図示されていない各使用ポイントに供給される。
The
リフォーマー6の燃焼排ガスの大部分は、燃焼空気予熱器14、1次プロセスガス予熱器15、及び2次プロセスガス予熱器16で冷却して熱回収された後、イジェクタースタック17を介して大気に放出される。
Most of the combustion exhaust gas of the
冷却水は、図示されていない機器冷却水系と、ガスや粉塵と直接接する直接水系とに分けられている。直接水は、上記各クーラー8,11ではガスを冷却した後、また、上記各スクラバー4,9ではガスを除塵し冷却した後に、クラリファイヤー18に戻される。その後、直接水は、クラリファイヤー18で固形分の大部分が除去され、ホットウォーターサンプ19に一旦貯められる。ホットウォーターサンプ19に貯められたホットウォーターはクーリングタワー20で冷却され、トップガススクラバー4、改質ガスクーラー8、クーリングガススクラバー9、及びシールガスクーラー11に再び供給される。
The cooling water is divided into an equipment cooling water system (not shown) and a direct water system in direct contact with gas and dust. The direct water is returned to the
次に、図2を参照して本発明の実施形態1の直接還元鉄の製造設備40a及び製造方法について説明する。本実施形態1の直接還元鉄の製造設備40aは、上記で示した一般的な直接還元鉄の製造設備40の構成を備え、同様に機能する。すなわち、直接還元鉄の製造設備40aは、原料投入コンベア1、竪型還元炉2、竪型還元炉冷却ゾーン3、トップガススクラバー4、プロセスガスコンプレッサー5、リフォーマー6、バーナー7、改質ガスクーラー8、クーリングガススクラバー9、クーリングガスコンプレッサー10、シールガスクーラー11、シールガスコンプレッサー12、ホットブリケットマシン13、燃焼空気予熱器14、1次プロセスガス予熱器15、2次プロセスガス予熱器16、クラリファイヤー18、ホットウォーターサンプ19、及びクーリングタワー20を備えている。
Next, a directly reduced
また、本実施形態1の直接還元鉄の製造設備40aは、リフォーマー6から排出される水蒸気を含む燃焼排ガスを直接冷却し、燃焼排ガス中の水分を凝縮して回収する水冷式冷却器22、水冷式冷却器22の戻り水を脱気するための脱気装置27、水冷式冷却器22の戻り水を間接冷却する冷却熱交換器24、及び、燃焼排ガスの予備冷却を行う予備冷却器21を備えている。本実施形態1では、水冷式冷却器22は、リフォーマー排ガススクラバー(湿式スクラバー)22として構成されている。また、冷却熱交換器24は、クリーンウォーター冷却熱交換器24として構成されている。また、脱気装置27は、クーリングタワー、減圧容器又は減圧ポンプとして構成されている。また、予備冷却器21は、リフォーマー排ガス冷却熱交換器21として構成されている。さらに、本実施形態1の直接還元鉄の製造設備40aは、リフォーマー用燃料を脱硫するための脱硫塔25が備えられている。
In addition, the directly reduced
予備冷却器21は、リフォーマー6から排出される燃焼排ガスの流れにおいて、水冷式冷却器22(リフォーマー排ガススクラバー22)の上流側、具体的には、リフォーマー6とリフォーマー排ガススクラバー22との間に位置するように配置されている。また、脱気装置は、水冷式冷却器22から排出される水(戻り水)の流れにおいて、冷却熱交換器24(クリーンウォーター冷却熱交換器24)の下流側に配置されている。
The
実施形態1では、従来直接大気に放出されていたリフォーマー6から排出される水蒸気を含む燃焼排ガスをリフォーマー排ガス冷却熱交換器21で予備冷却し(予備冷却工程)、その後リフォーマー排ガススクラバー22に通す。このリフォーマー排ガススクラバー22で燃焼排ガスを水と直接接触させることにより燃焼排ガスを直接冷却し(直接冷却工程)、リフォーマー排ガススクラバー22において、冷却されたガス中の水分を凝縮してガス中の水分を回収する(回収工程)。
In the first embodiment, combustion exhaust gas containing water vapor discharged from the
リフォーマー排ガススクラバー22から排出される水(戻り水)は、クリーンウォーター冷却熱交換器24に導入されて、クリーンウォーター冷却熱交換器24において間接冷却される(水間接冷却工程)。その後、戻り水は、ウォーターサンプ38に貯められ、脱気装置27に導入されて脱気される(脱気工程)。その後、戻り水を循環使用するのにさらに冷却が必要な場合には、補助冷却塔26を用いて冷却を補助することができる。
The water (return water) discharged from the reformer
また、リフォーマー排ガススクラバー22で冷却されたガスは、排ガス吸引ファン23によって、リフォーマー排ガス冷却熱交換器21及びクリーンウォーター冷却熱交換器24に導入される。これにより、リフォーマー排ガススクラバー22で冷却されたガスは、リフォーマー排ガス冷却熱交換器21において、燃焼排ガスの予備冷却に利用されるとともに、クリーンウォーター冷却熱交換器24においてリフォーマー排ガススクラバー22から排出される戻り水の冷却に利用される。さらに、クリーンウォーター冷却熱交換器24から排出されるガスは、排ガス吸引ファン23を介してリフォーマー排ガス冷却熱交換器21に導入されるガスと合流してリフォーマー排ガス冷却熱交換器21に導入され、その後、リフォーマー排ガス冷却熱交換器21において燃焼排ガスを冷却することで熱交換した後、大気に放出される。
The gas cooled by the reformer
本実施形態1の直接還元鉄の製造設備40a及び製造方法において、クリーンウォーター冷却熱交換器24の冷媒には、直接還元鉄の製造設備40a内で循環使用される循環水以外が用いられる。循環水とは、ホットウォーターサンプ19及びウォーターサンプ38に集められて必要に応じて冷却された後製造設備40aの各所(各スクラバー4,9,22、各クーラー8,11)に供給される水である。具体的には、図示されていないガス又は海水などを冷媒として用いることができる。加えて、クリーンウォーター冷却熱交換器24の冷媒には、水冷式冷却器で冷却されたガスの少なくとも一部及び大気が用いられる。なお、クリーンウォーター冷却熱交換器24の冷媒として水冷式冷却器22で冷却されたガス及び大気を用いるのは任意であり、また、水冷式冷却器22で冷却されたガス及び大気を用いる場合にも、水冷式冷却器22で冷却されたガスと大気とは選択的に使用又は混合して使用することができる。
In the directly reduced
また、実施形態1の直接還元鉄の製造設備40aでは、リフォーマー6のバーナー7の燃焼に用いられる燃焼用酸化ガスは、大気中の酸素濃度より高濃度に調整された高酸素含有ガスを用いることが好ましい。また、実施形態1の直接還元鉄の製造設備40aでは、各クーラー8,11から排出される直接水は、ウォーターサンプ38に戻され、各スクラバー4,9から排出される直接水は、クラリファイヤー18を介してホットウォーターサンプ19に戻される。
Further, in the directly reduced
以上のように、本実施形態1では、まずリフォーマー6からの燃焼排ガスをリフォーマー排ガス冷却熱交換器21で予備冷却することで燃焼排ガスの顕熱を低減させる。その後、リフォーマー排ガススクラバー22で大部分の水分を回収する。従来では、リフォーマー6からの燃焼排ガスは図1に示されるように、熱回収後イジェクタースタック17から直接大気に放出されるか、図示されていない吸引ファンで吸引され大気に放出される。この場合、燃焼排ガスの量は還元鉄1トンあたり1500Nm3~2000Nm3で、20%程度の水分を保有している。すなわち、還元鉄1トンあたり0.24m3~0.32m3程度の水分を有している。しかしながら、本実施形態1では上記構成を有することにより、燃焼排ガスに含まれる還元鉄1トンあたり0.24m3~0.32Nm3程度の水分の大部分はリフォーマー排ガススクラバー22で回収し循環利用できる。
As described above, in the first embodiment, the sensible heat of the combustion exhaust gas is reduced by first preliminarily cooling the combustion exhaust gas from the
また、本実施形態1においては、回収された凝縮水を含むリフォーマー排ガススクラバー22の戻り水をクリーンウォーター冷却熱交換器24で間接冷却する。戻り水は燃焼排ガスの顕熱及び水分の凝縮による潜熱により加熱されているので、その戻り水をクーリングタワー等で直接冷却して循環させても燃焼排ガスの顕熱分を冷却する熱量分だけ回収水量よりも多くの水が蒸発により消費される。しかしながら、本実施形態1では上記構成を有するので、水を循環使用するために必要な冷却の際に、蒸発によって水を消費することはなく、清浄な水を分離、回収することが可能となる。
In the first embodiment, the return water of the reformer
また、リフォーマー排ガススクラバー22を介して吸引される排ガスの温度は外気温度に依らずリフォーマー排ガススクラバー22に供給する水量及び水温によるので地域及び季節を問わず一定の冷却能力を有する。したがって、気温の高い地域や気温の高い季節において特に有効である。
Also, the temperature of the exhaust gas sucked through the reformer
加えて、クリーンウォーター冷却熱交換器24は、図2に示されているようにリフォーマー排ガススクラバー22で冷却されたガスを導入する以外に大気を導入できるようになっている。これにより、大気温度がリフォーマー排ガススクラバー22の出口のガスの温度より低い地域又は冬季においては、大気を吸引することでより効率的にリフォーマー排ガススクラバー22の戻り水を冷却でき、多くの清浄水を回収することができる。
In addition, the clean water
また、一般に、直接還元鉄の製造設備40では、リフォーマー6の燃料として還元炉2からのトップガスの一部を用いるが、このトップガスを含む循環ガスはリフォーマー6の触媒での炭素析出を防止するために一定の硫化水素(H2S)濃度となるように管理されている。そのため、燃焼排ガス中には硫黄酸化物(SOx)が含まれている。したがって、この燃焼排ガスが酸露点以下に冷却されると熱交換器など機器の腐食につながる。
In general, in the directly reduced
しかしながら、本実施形態1では、リフォーマー排ガススクラバー22の出口のガスを直接導入するラインとクリーンウォーター冷却熱交換器24により加熱されたガスを混合し、リフォーマー排ガス冷却熱交換器21の表面でガス中の酸が凝縮しないように温度調節することが可能である。よって、リフォーマー排ガス冷却熱交換器21の表面での腐食の問題を解消できる。
However, in the first embodiment, a line directly introducing the gas at the outlet of the reformer
また、この腐食のトラブルを防ぐために、リフォーマー6の燃料を図示しない予熱器で予熱した後、脱硫塔25で脱硫を行えばより低温まで冷却することが可能となり、より多くの水を回収することが可能となる。
In addition, in order to prevent this corrosion problem, if the fuel of the
加えて、バーナー7の燃焼用酸化ガスに酸素濃度が大気酸素濃度より高い高酸素含有ガス、例えば純酸素やそれに準じる高酸素濃度の窒素含有ガスを混合し(図示されていない)、燃焼用酸素含有ガスの酸素濃度を上げることで燃焼排ガス中の水蒸気分圧をあげることができる。この水蒸気分圧の高い燃焼排ガスをリフォーマー排ガススクラバー22で冷却処理することで燃焼排ガスからの水分の回収効率が上昇し、より効率的に燃焼排ガス中の水分を分離回収することが可能となる。
In addition, a combustion oxygen gas in the
また、本実施形態1においては、鉄鉱石粉又はカルシウム被膜粉と直接接することのない、改質ガスクーラー8、シールガスクーラー11、及びリフォーマー排ガススクラバー22の水を、トップガススクラバー4、クーリンクガススクラバー9及び図示されていない湿式集塵機など鉄鉱石粉又はカルシウム被膜粉と直接接する水系統と分け、清浄水系統を独立させている。
Moreover, in this
したがって、この清浄水系統の水質は非常に良質で、余剰水は鉄鉱石粉又はカルシウム被膜粉と直接接する水系統の補給水に用いることができるだけでなく、工場の他の清浄水として用いることもできる。 Therefore, the water quality of this clean water system is very good, and the surplus water can be used not only as supplementary water for the water system in direct contact with iron ore powder or calcium coating powder, but also as other clean water in the factory .
海水で冷却する場合並びに大気温度が低い地域及び期間の場合において、清浄水系が完全密閉系になると改質ガスクーラー8、シールガスクーラー11、及び、リフォーマー排ガススクラバー22での溶存ガス、特にCO, CO2の溶存量が上昇しPHの低下及びピット内でのCO濃度上昇につながり、腐食及びCO事故の恐れがある。しかしながら、この清浄水系のPHを薬剤等で調整するとともに、脱気装置27を備えて一部の戻り水を、脱気装置27の一つであるクーリングタワー27で脱気するか、脱気装置27の他の一つである減圧容器又は減圧ポンプ等で減圧して溶存ガスを脱気することで準密閉系でも問題無く循環利用できる。この場合、脱気装置27をクリーンウォーター冷却熱交換器24の戻り水の流れの下流に設置することで、脱気装置27での水温が低下し、CO, CO2などの腐食性又は有害ガスを効率的に脱気させるとともに、蒸発による水分消費量を低減することが可能となる。
In the case of cooling with seawater and in a region and period where the atmospheric temperature is low, when the clean water system becomes a completely sealed system, the dissolved gas in the reformed
上記実施形態1では、直接還元鉄の製造設備40aは、予備冷却器21、冷却熱交換器24、脱硫塔25、補助冷却塔26及び脱気装置27を備えているが、予備冷却器21、冷却熱交換器24、脱硫塔25、補助冷却塔26及び脱気装置27は必須の構成ではなく、必要に応じて備えればよい。
In the first embodiment, the directly reduced
また、上記実施形態1では、直接還元鉄の製造方法は、予備冷却工程、水間接冷却工程及び脱気工程を備えているが、予備冷却工程、水間接冷却工程及び脱気工程は必須の工程ではなく、必要に応じて必要な工程を備えればよい。
Moreover, in the said
また、上記実施形態1では、リフォーマー排ガススクラバー22の戻り水の冷却方法を説明したが、改質ガスクーラー8及びシールガスクーラー11の戻り水を同様に冷却しても同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the method of cooling the return water of the reformer
またその冷却にあたっては、熱交換器のタイプを選ぶものではなく、通常のシェルアンドチューブ熱交換器を設置しても良いし、配管にフィンを取り付け、伝熱面積を増やして冷却する方式でも良い。 In the cooling, the type of heat exchanger is not selected, and a normal shell and tube heat exchanger may be installed, or fins are attached to the piping to increase the heat transfer area and cool the system. .
またここでは図示されていない密閉系の機器冷却水をこの清浄水(クリーン水)系冷却水で間接冷却する場合は、機器冷却水冷却用熱交換器での塩分などの付着の問題がなくなり、清掃などメンテナンスの負荷低減の効果も得られる。 In addition, when indirectly cooling the equipment cooling water of the closed system not shown here with this clean water (clean water) system cooling water, there is no problem of adhesion such as salinity in the heat exchanger for cooling the equipment cooling water, The effect of reducing maintenance load such as cleaning can also be obtained.
次に、図3を参照して本発明の実施形態2の直接還元鉄の製造設備40b及び製造方法について説明する。実施形態2は、実施形態1の直接還元鉄の製造設備40aの一部を変更したものである。実施形態1と同様の構成は同じ符号を付けることにより説明を省略する。なお、図3では、実施形態1を示す図2から変更がある点のみを示しており、他の構成の図示を省略している。すなわち、図3では、図2に示す原料投入コンベア1、還元炉2、冷却ゾーン3、トップガススクラバー4、改質ガスクーラー8、クーリングガススクラバー9、クーリングガスコンプレッサー10、シールガスクーラー11、シールガスコンプレッサー12、ホットブリケットマシン13、クラリファイヤー18、ホットウォーターサンプ19、クーリングタワー20及び脱硫塔25の構成を省略して示している。
Next, a directly reduced
一般的な直接還元鉄の製造方法においては、還元ガスの水素と一酸化炭素との比(H2/CO比)を所定の比率に保つために、その循環ガスを所定の温度の水分飽和状態に保ち循環ガス中の水分量を制御している。このとき、ロータリーロブブロワーを用いると、その出側のガス状態を約80℃の水分飽和状態に保つ必要があった。このために循環ガスの昇圧に伴う断熱圧縮により上昇するガス温度からこの飽和温度までガスを冷却する必要があり、水系への熱負荷増大につながっていた。 In a general direct reduction iron production method, in order to keep the ratio of hydrogen and carbon monoxide (H 2 / CO ratio) of the reducing gas at a predetermined ratio, the circulating gas is in a water saturated state at a predetermined temperature. The water content in the circulating gas is controlled. At this time, when a rotary lob blower was used, the gas state on the outlet side had to be maintained at a water saturation state of about 80 ° C. For this reason, it is necessary to cool the gas from the gas temperature rising due to adiabatic compression accompanying the pressure increase of the circulating gas to the saturation temperature, leading to an increase in the heat load on the water system.
しかしながら、本実施形態2では、プロセスガスコンプレッサー5を、水封・冷却式ロータリーロブブロワーでは無く、乾式のターボブロワーを用いている。乾式のターボブロワーを用いた場合においては、水封及び冷却用の水が噴霧されていないので、断熱圧縮時のエネルギーはガスの温度上昇に用いられ、エネルギーを効率よく利用できる。
However, in the second embodiment, the
また、本実施形態2の直接還元鉄の製造装置40bは、ボイラー29とボイラー供給水熱交換器28とを備えている。ボイラー29は、リフォーマー6から排出される燃焼排ガスがリフォーマー排ガススクラバー22に導入されるまでの間に、燃焼排ガスから熱を有効に回収できるように配置されている。ボイラー29に供給するボイラー供給水をボイラー供給水熱交換器28においてリフォーマー排ガススクラバー22の戻り水で予熱する。そして、オフガスに設置したボイラー29にて予熱したボイラー供給水からスチームを製造し、そのスチームを1次プロセスガス予熱器15の出側で昇圧された循環トップガス(プロセスガス)に混合することで、リフォーマー6の入り口の水分量を制御している。これにより、プロセスガスコンプレッサーでの断熱圧縮のエネルギーを有効活用するとともに水分調整も可能となる。
Further, the directly reduced
この実施形態2では、同じ容量のプロセスガスコンプレッサー5であっても、コンプレッサー5の入り口の水分量を調整する必要が無く、トップガススクラバー4において可能な限り温度を下げ飽和水蒸気成分を低減させることにより、5%以上多くの改質ガスを製造することができ、且つ約200℃まで断熱圧縮により加熱されるので、トータルの熱効率向上にもつながる。
In the second embodiment, even if the
また、飽和させるための余剰の冷却水を必要とせず、且つリフォーマー排ガススクラバー22の戻り水で予熱すること及び新たに設置したボイラー29で熱回収することから、リフォーマー排ガススクラバー22の戻り水の熱負荷が低減され、オフガスからの回収水量増加につながる。
Further, since no extra cooling water is required for saturation and preheating is performed with the return water of the reformer
また、実施形態2では、水分制御にボイラー29を設置し、スチームを発生させその投入量で制御したが、リフォーマー排ガススクラバー22の戻り水を1次プロセスガス予熱器15の出側に噴霧して制御しても良い。
In the second embodiment, the
次に、図4を参照して本発明の実施形態3の直接還元鉄の製造設備40cについて説明する。実施形態3は、本発明の直接還元鉄の製造設備及び製造方法において、特に、直接還元鉄を熱間でブリケット化する直接還元鉄の製造設備及び製造方法である。実施形態3は、水蒸気を含むガス源として熱間ブリケット鉄(HBI)に水を噴霧してHBIを冷却した時に発生する蒸気を含む水蒸気含有ガスを処理する場合を示している。この実施形態3は、実施形態1の直接還元鉄の製造設備40aの一部を抜粋、変更したものである。すなわち、図4では、図2に示すトップガススクラバー4、リフォーマー6、バーナー7、及びその排ガス処理設備、改質ガスクーラー8、シールガスクーラー11、シールガスコンプレッサー12、及び脱硫塔25の構成を省略して示している。また、実施形態3の直接還元鉄の製造設備40cが備える構成のうち、上記実施形態1及び2で説明した構成の一部については、図4において同一の符号を付けることにより説明を省略する。
Next, a directly reduced
本実施形態3の直接還元鉄の製造設備40cは、原料を還元する還元炉2、原料を還元炉2へ投入する原料投入コンベア1、高温の直接還元鉄から熱間ブリケット鉄を製造するホットブリケットマシン13、及び、製造された熱間ブリケット鉄を搬送するブリケットクエンチコンベア33を備えている。また、直接還元鉄の製造設備40cは、ブリケットクエンチコンベア33上において熱間ブリケット鉄に水を噴霧して冷却する際に発生する水蒸気を含む水蒸気含有ガスを吸引して間接冷却し、ガス中の水分を凝縮して回収する冷却凝縮器34と、冷却凝縮器34から排出されるガスをさらに直接冷却し、冷却凝縮器34から排出されるガス中の水分を凝縮して回収する水冷式冷却器(湿式スクラバー)22とを備えている。
The direct reduced
実施形態3では、HBIに噴霧する水、すなわちHBIの冷却に用いるスプレー水として、カルシウム(Ca)及びマグネシウム(Mg)などのアルカリ成分が補給水中濃度以上に濃縮された水、すなわち逆浸透膜等の脱塩処理装置32を用いてブローダウン水から塩分等の不純物を除去した際の不純物が濃縮した脱塩処理廃水を用いる。
In
図4では一部図示を省略するが、直接還元鉄の製造設備40cは、図2の実施形態1と同様にトップガススクラバー4、改質ガスクーラー8及びシールガスクーラー11を備えている。トップガススクラバー4及び図示されていない設備内の発塵箇所に設けられた湿式集塵機からの戻り水(直接接触水)30、並びに、実施形態1(図2)で示した清浄水系統を別系統としない場合には改質ガスクーラー8及びシールガスクーラー11からの戻り水30がクラリファイヤー18に戻される。ここで凝集剤などの薬剤が投入され固形分が沈降分離される。沈降分離処理後の水はホットウォーターサンプ19に集められ、クーリングタワー20又は図示されていない海水熱交換器などの間接冷却器で冷却される。その後、水は、実施形態1(図2)と同様にトップガススクラバー4及びクーリングガススクラバー9などへ供給されて循環利用される。
Although part of the illustration is omitted in FIG. 4, the directly reduced
ここで、直接還元鉄の製造設備40c内を循環する水において、塩分などの不純物は、補給水のみならず、鉄鉱石粉又はカルシウム被膜粉からも混入する。そのため、蒸発による水の消費を防いでも一定量のブローダウンが必要となり結果的に多くの補給水が必要となり水の消費量を大幅に削減することが困難であった。
Here, in the water circulating directly in the reduced
しかしながら、実施形態3では、そのブローダウン水の処理並びにその水の浄化及び回収を行うことができる。具体的には、クーリングタワー20又は図示されていない海水熱交換器などで冷却された水は循環使用されるが、その一部はブローダウンされる。
However, in the third embodiment, the blowdown water can be treated and the water can be purified and recovered. Specifically, water cooled by the
そのブローダウンに必要な循環水をろ過器31に通し、ろ過器31で処理された処理水を逆浸透膜などの脱塩処理装置32に投入する。脱塩処理装置32に投入されたろ過処理水は、不純物を含まない脱塩処理水と、不純物が濃縮した脱塩処理廃水とに分離される。
The circulating water necessary for the blowdown is passed through the
この時、ろ過廃水はクラリファイヤー18に戻すことにより、ろ過時の水の消費量を無くすことができる。また脱塩処理水を冷水サンプ35に戻すことにより補給水を削減することができる。
At this time, the amount of water consumed during filtration can be eliminated by returning the filtered wastewater to the
実施形態3では、不純物が濃縮した脱塩処理廃水をブリケットクエンチコンベア33上の熱間圧縮ブリケット(HBI)に噴霧しHBIを冷却する。これにより通常のHBI噴霧水が不要となり水の消費量を削減できる。
In
またこのHBIの冷却は水の蒸発熱で徐冷しているので、不純物はHBIに付着し、主に水だけが蒸発する。 Also, since this HBI is gradually cooled by the heat of evaporation of water, impurities adhere to the HBI, and mainly water evaporates.
この脱塩処理廃水の不純物の主成分はカルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、ナトリウム(Na)などのアルカリ成分であり、これらは直接還元鉄の製造方法の次の工程である電気溶解炉における添加剤でもあるので、製品のHBIに付着させることで電気炉溶解での添加剤の削減に寄与する。したがって、実施形態3の製造方法は水中の不純物を有価物として有効利用できる利点もある。
The main components of impurities in this desalination treatment wastewater are alkaline components such as calcium (Ca), magnesium (Mg), and sodium (Na), and these are in the electric melting furnace, which is the next step of the production method of directly reduced iron. Since it is also an additive, it contributes to the reduction of the additive in electric furnace melting | dissolving by making it adhere to HBI of a product. Therefore, the manufacturing method of
一方、ブリケットクエンチコンベア33で蒸発した水蒸気を含む水蒸気含有ガスは冷却凝縮器34に導入される。この冷却凝縮器34では水蒸気含有ガスを大気又は海水等の循環水以外の冷媒で間接冷却し(ガス間接冷却工程)、凝縮させ、清浄水として回収する。冷却凝縮器34の出側に図示していないミスト除去装置を設けることでより効果的に清浄水を回収できる。冷却凝縮器34で回収された清浄水は、ウォーターサンプ38に貯められる。
On the other hand, the water vapor-containing gas containing the water vapor evaporated by the briquette quench
さらに冷却凝縮器34を出たガスを湿式スクラバー22に通すことで、湿式スクラバー22でガスをさらに直接冷却し(直接冷却工程)、冷却されたガス中の水分を凝縮して回収する(回収工程)。これにより、湿式スクラバー22で噴霧する水温とほぼ同程度の温度の飽和水蒸気圧までガス中の水分を回収できる。
Further, by passing the gas exiting the cooling
また、実施形態3でも実施形態1と同様、冷却凝縮器34における水蒸気を含むガスの冷却を、大気と湿式スクラバー22で冷却されたガスとを混合して使用できるようにしている。
Also, in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the cooling of the gas containing water vapor in the cooling
これにより、冬季など大気温度が低い場合には大気を導入し、夏季など大気温度が高い場合には湿式スクラバー22で冷却されたガスを多量に混合することでより効率的に凝縮できるシステムになっている。
As a result, the air can be condensed more efficiently by introducing a large amount of gas cooled by the
また、実施形態3の直接還元鉄の製造設備40c及び製造方法において、湿式スクラバー22の戻り水を、実施形態1の直接還元鉄の製造設備40a及び製造方法と同様にクリーンウォーター冷却熱交換器24で間接冷却している。これにより、実施形態1と同様に水を循環使用するために必要な冷却の際に、蒸発によって水を消費することはなく、清浄な水を分離、回収することが可能となる。クリーンウォーター冷却熱交換器24で冷却された戻り水は、ウォーターサンプ38に貯められる。
Further, in the directly reduced
また大気等の冷媒を、クリーンウォーター冷却熱交換器24を介して冷却凝縮器34に通すことで、トータルの熱回収量を増やすことができ、より効果的に水の消費量を削減することが可能である。
Further, by passing a refrigerant such as air through the cooling
湿式スクラバー22で冷却されたガスは、冷却凝縮器34及びクリーンウォーター冷却熱交換器24で使用されない場合、大気に放出される。また、クリーンウォーター冷却熱交換器24から冷却凝縮器34に供給されたガスは、冷却凝縮器34において水蒸気を含むガスを冷却することで熱交換した後、大気に放出される。
When the gas cooled by the
実施形態3では、脱塩処理廃水をHBIに噴霧した場合を示したが、脱塩処理廃水の一部を原料の鉄鉱石や焼成ペレットともに炉頂から投入しても良い。この場合、還元炉2内上部で水分は蒸発し、不純物は原料に付着して製品とともに排出される。
蒸発した水分はトップガススクラバー4(図示省略)で清浄水として回収され、HBIへの水噴霧同様の効果が得られる。 The evaporated water is collected as clean water by the top gas scrubber 4 (not shown), and the same effect as water spray on the HBI is obtained.
また、鉄鉱石又は焼成ペレットなどの原料に付着した不純物は、その主成分がアルカリ成分で電気炉溶解での有価物質であるとともに、溶融温度が高いCaやMgが主成分であるので直接還元鉄の融着防止剤になり高温での還元が可能となり、生産性向上に寄与する。 Impurities adhering to raw materials such as iron ore or calcined pellets are the main components of alkaline components and valuable materials for melting in electric furnaces, and Ca and Mg, which have a high melting temperature, are the main components. It can be reduced at high temperatures and contributes to the improvement of productivity.
また、実施形態3では、HBIの冷却及び原料とともに脱塩処理廃水を還元炉2に投入する場合を説明したが、これに限らずカルシウム被膜を施す時に用いる消石灰スラリー用の混合水に用いても良い。
In the third embodiment, the case where the desalinization wastewater is introduced into the
また、ペレットプラントが隣接されている場合にはペレットクーラーの出側のペレットに噴霧しても良い。この場合でもCaやMgを原料表面がペレット表面に付着するので、還元時の高温操業が可能となり、且つ蒸発した水蒸気を清浄水として回収することができる。 Moreover, when the pellet plant is adjacent, it may be sprayed on the pellet on the outlet side of the pellet cooler. Even in this case, since the surface of the raw material adheres Ca or Mg to the pellet surface, high-temperature operation during reduction is possible, and evaporated water vapor can be recovered as clean water.
次に、図5を参照して本発明の実施形態4の直接還元鉄の製造設備40dについて説明する。実施形態4は、実施形態1の直接還元鉄の製造設備40aの一部を変更したものである。実施形態1と同様の構成は同じ符号を付けることにより説明を省略する。なお、図5では、実施形態1を示す図2から変更がある点のみを示しており、他の構成の図示を省略している。すなわち、図5では、図2に示す原料投入コンベア1、還元炉2、冷却ゾーン3、トップガススクラバー4、改質ガスクーラー8、クーリングガススクラバー9、クーリングガスコンプレッサー10、シールガスクーラー11、シールガスコンプレッサー12、ホットブリケットマシン13、クラリファイヤー18、ホットウォーターサンプ19、クーリングタワー20及び脱硫塔25の構成を省略して示している。
Next, a directly reduced
本実施形態4では、リフォーマー6からの燃焼排ガスの流れにおいて、予備冷却器(リフォーマー排ガス冷却熱交換器)21と水冷式冷却器(リフォーマー排ガススクラバー)22との間に、不純物を含有する水(ブローダウン水)を噴霧する蒸発器36と、不純物を除去する乾式集塵機37とを備えている。そして、蒸発器36においてブローダウン水を燃焼排ガスに噴霧し(噴霧工程)、ブローダウン水を蒸発させた後、乾式除塵機37で不純物を除去(除去工程)する。その後、湿式のリフォーマー排ガススクラバー22に通して、燃焼排ガス中に含まれていた水分とともにブローダウン水中の水分を清浄化した後に回収する。
In the fourth embodiment, in the flow of combustion exhaust gas from the
リフォーマー6の燃焼排ガスは燃焼用酸化ガス及び燃料などの予熱後も200℃から400℃程度の熱量を有している。この余剰熱量を用いて、蒸発器36でブローダウン水を蒸発させ、その後乾式集塵機37に通すことでブローダウン水中の固形分及び塩分などの不純物を分離し除去する。
The combustion exhaust gas of the
塩分及び固形分が除去された燃焼排ガスをその後リフォーマー排ガススクラバー22で冷却することで、もともと燃焼排ガス中に含まれていた水分に加えて、ブローダウン水中の水分も回収できる。
By cooling the combustion exhaust gas from which the salt and solids have been removed by the reformer
この直接還元鉄の製造方法において、蒸発器36に噴霧する噴霧水を含めたリフォーマー排ガススクラバー22の熱バランスは、蒸発器36に噴霧しない場合と同じになるのでブローダウン水分を清浄化できる分だけ極めて効果的である。
In this directly reduced iron manufacturing method, the heat balance of the reformer
このブローダウン水は脱塩処理設備後のさらに濃縮された脱塩処理水を用いても良いし、脱塩処理設備を設けずに循環水からのブローダウン水を直接用いても良い。 The blow-down water may be a further concentrated desalted water after the desalination treatment facility, or may be directly used blow-down water from the circulating water without providing a desalination treatment facility.
また、乾式集塵機37はそのタイプを選ぶものでなく、例えばサイクロン式集塵機、電気集塵機、濾布式集塵機などを用いても良い。
Further, the type of
また、回収した水をさらに脱気装置27を通すことで、CO、CO2、及びアンモニアなどの有毒溶解成分も除去でき完全な清浄水として回収できる。
Further, by passing the recovered water through the
また、予熱器14,15,16やリフォーマー排ガス冷却熱交換器21の配置は図5に限られたものでなく、例えば乾式集塵機37の後流にリフォーマー排ガス冷却熱交換器21を配置しても良い。この場合、乾式集塵機入37側で酸化カルシム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどアルカリ金属を含む物質を吹き込むことにより、排ガス中のSOxなどの酸と反応させ除去することが可能となる。これにより、排ガスの酸露点を低下させることができるので、先に述べた熱交換器21の表面での腐食を防止でき低温まで熱回収することが可能となる。
Further, the arrangement of the
以上、本発明の各実施形態1~4を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。 The first to fourth embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態1、2及び4では、リフォーマー6の燃焼排ガスから水分を回収する例を示したが、これに限らず、例えばペレットプラントの排ガスを同様に処理することで排ガス中の水分を回収するとともに、アルカリ成分や固形分などの不純物を含んだ水をその排ガスに噴霧し回収することで水の回収および清浄化が可能となる。
For example, in
上記実施形態1、2及び4と従来からある循環水を海水等で冷却する方法と組み合わせることで、直接還元鉄の製造設備(製鉄所)、又は、ペレットプラントと直接還元鉄の製造設備とを有する一貫製鉄所において、供給水を不要とする製鉄所の運営が可能となる。したがって、良質水の供給が困難な地域において特に効果的である。
By combining the
また、工業用水として通常使用できないような塩分又は不純物が多く含まれている水を製鉄所で必要な水量以上に供給する場合、その余剰分を清浄水として供給することが可能となるので、汚濁水清浄化プロセスとしても採用できる。 In addition, when water that contains a large amount of salt or impurities that cannot normally be used as industrial water is supplied in excess of the required amount of water at steelworks, the surplus can be supplied as clean water. It can also be used as a water purification process.
具体的な水削減量の例を以下に示す。実施形態1及び実施形態3を組み合わせた場合、リフォーマー排ガススクラバー22からの戻り水をリフォーマー排ガススクラバー22から排出されたガスと大気との混合気体で冷却し、そのラインに脱気装置27を設けることで、直接還元鉄1トンあたり約0.2m3から0.3m3の塩分、固形分を含まない清浄水として回収できる。
Specific examples of water reduction are shown below. When
実施形態3で説明したろ過装置31及び脱塩処理装置32の容量が直接還元鉄1トンあたり約0.3m3の装置を設ける場合は、直接還元鉄1トンあたり0.3m3のブローダウンを実施したことになり、鉄鉱石粉又はカルシウム被膜粉から不純物が混入しても良好な水質を維持できる。
When the capacity of the
この時、脱塩処理装置32から回収される処理水は清浄水であるので、処理水は上記と同様に塩分及び固形分を含まない清浄水として利用できる。
At this time, since the treated water recovered from the
さらに、この脱塩処理装置32からの処理廃水をHBI上に噴霧してHBIを冷却し、発生した蒸気を間接冷却して回収した場合、又は、排ガスに噴霧し乾式集塵機37で塩分及び固形分を除去した後に冷却して水分を回収する場合には、トータルとして必要水量は約1/4以下になる。
Further, when the waste water from the
これに加えて、特許文献2で提案されている、例えばトップガススクラバー4からの戻り水を海水又は大気で間接冷却すれば、補給水を必要としないばかりか余剰清浄水も供給でき、また汚濁廃水も不要な非常に環境保全に貢献できる直接還元鉄の製造設備となる。
In addition to this, for example, if the return water from the
1 原料投入コンベア
2 竪型還元炉
3 竪型還元炉冷却ゾーン(クーリングゾーン)
4 トップガススクラバー
5 プロセスガスコンプレッサー
6 リフォーマー
7 バーナー
8 改質ガスクーラー
9 クーリングガススクラバー
10 クーリングガスコンプレッサー
11 シールガスクーラー
12 シールガスコンプレッサー
13 ホットブリケットマシン
14 燃焼空気予熱器
15 1次プロセスガス予熱器
16 2次プロセスガス予熱器
17 イジェクタースタック
18 クラリファイヤー
19 ホットウォーターサンプ
20 クーリングタワー
21 予備冷却器(リフォーマー排ガス冷却熱交換器)
22 水冷式冷却器(リフォーマー排ガススクラバー、湿式スクラバー)
23 排ガス吸引ファン
24 冷却熱交換器(クリーンウォーター冷却熱交換器)
25 脱硫塔
26 補助冷却塔
27 脱気装置(クーリングタワー、減圧器、減圧容器、減圧ポンプ)
28 ボイラー供給水熱交換器
29 ボイラー
30 戻り水
31 ろ過器
32 脱塩処理装置
33 ブリケットクエンチコンベア
34 冷却凝縮器
35 冷水サンプ
36 蒸発器
37 乾式集塵機
38 ウォーターサンプ
40,40a,40b,40c,40d 直接還元鉄の製造設備
1 Raw
4
22 Water-cooled cooler (reformer exhaust gas scrubber, wet scrubber)
23 Exhaust
25
28 Boiler supply
Claims (19)
原料を還元する還元ガスを製造する外部加熱式のリフォーマーと、
前記リフォーマーから排出される水蒸気を含む燃焼排ガスを直接冷却し、燃焼排ガス中の水分を凝縮して回収する水冷式冷却器と、を備えることを特徴とする直接還元鉄の製造設備。 A direct reduced iron production facility that directly produces reduced iron by bringing a raw material and a reducing gas into contact with each other in a reduction furnace,
An externally heated reformer that produces a reducing gas to reduce the raw material;
And a water-cooled cooler that directly cools the combustion exhaust gas containing water vapor discharged from the reformer and condenses and recovers the moisture in the combustion exhaust gas.
高温の直接還元鉄から熱間ブリケット鉄を製造するホットブリケットマシンと、
製造された熱間ブリケット鉄を搬送するブリケットクエンチコンベアと、
前記ブリケットクエンチコンベア上において熱間ブリケット鉄に水を噴霧して冷却する際に発生する水蒸気を含む水蒸気含有ガスを吸引して間接冷却し、水蒸気含有ガス中の水分を凝縮して回収する冷却凝縮器と、
前記冷却凝縮器から排出されるガスをさらに直接冷却し、前記冷却凝縮器から排出されるガス中の水分を凝縮して回収する水冷式冷却器と、を備えることを特徴とする直接還元鉄の製造設備。 Directly reduced iron is produced by bringing a raw material and a reducing gas into contact with each other in a reducing furnace, and directly briquetting the directly reduced iron,
A hot briquette machine that produces hot briquette iron from high temperature direct reduced iron,
A briquette quench conveyor that conveys the manufactured hot briquette iron;
Cooling condensation that sucks and contains water vapor-containing gas containing water vapor generated when water is sprayed and cooled on hot briquette iron on the briquette quench conveyor to condense and recover water in the water-containing gas. And
A water-cooled cooler that further directly cools the gas discharged from the cooling condenser and condenses and recovers moisture in the gas discharged from the cooling condenser. production equipment.
前記脱気装置は、前記冷却熱交換器の下流側に設けられることを特徴とする請求項7又は8に記載の直接還元鉄の製造設備。 A degassing device for degassing the return water of the water-cooled cooler;
The said deaeration apparatus is provided in the downstream of the said cooling heat exchanger, The manufacturing apparatus of the direct reduced iron of Claim 7 or 8 characterized by the above-mentioned.
原料を還元する還元ガスを製造する外部加熱式のリフォーマーから排出される水蒸気を含む燃焼排ガスを水冷式冷却器で直接冷却する直接冷却工程と、
前記水冷式冷却器において、冷却されたガス中の水分を凝縮して回収する回収工程と、を備えることを特徴とする直接還元鉄の製造方法。 A method for producing directly reduced iron in which raw material and reducing gas are brought into contact with each other in a reduction furnace to produce directly reduced iron,
A direct cooling process in which combustion exhaust gas containing water vapor discharged from an externally heated reformer that produces a reducing gas for reducing the raw material is directly cooled by a water-cooled cooler;
A method for producing directly reduced iron, characterized in that the water-cooled cooler comprises a recovery step of condensing and recovering moisture in the cooled gas.
高温の直接還元鉄から製造された熱間ブリケット鉄に、アルカリ成分が補給水中濃度以上に濃縮された水を噴霧して冷却する際に発生する水蒸気を含む水蒸気含有ガスを冷却凝縮器で間接冷却するガス間接冷却工程と、
前記ガス間接冷却工程で冷却されたガスをさらに水冷式冷却器で直接冷却する直接冷却工程と、
前記水冷式冷却器において、冷却されたガス中の水分を凝縮して回収する回収工程と、を備えることを特徴とする直接還元鉄の製造方法。 Directly reduced iron is produced by bringing a raw material and a reducing gas into contact with each other in a reduction furnace, and the directly reduced iron is briquetted hot.
Indirect cooling of steam-containing gas, including water vapor, generated when spraying and cooling hot briquette iron produced from high-temperature direct reduced iron with water whose alkali components are concentrated to a concentration higher than the makeup water concentration. Gas indirect cooling process to
A direct cooling step of directly cooling the gas cooled in the gas indirect cooling step with a water-cooled cooler;
A method for producing directly reduced iron, characterized in that the water-cooled cooler comprises a recovery step of condensing and recovering moisture in the cooled gas.
前記噴霧工程の後に、不純物を除去する除去工程と、をさらに備えることを特徴とする請求項11~13のいずれか一項に記載の直接還元鉄の製造方法。 Before the direct cooling step, spraying water containing impurities to the combustion exhaust gas,
The method for producing directly reduced iron according to any one of claims 11 to 13, further comprising a removing step of removing impurities after the spraying step.
前記水間接冷却工程では、直接還元鉄の製造設備内で循環使用される循環水以外を冷媒として用いることを特徴とする請求項11~15のいずれか一項に記載の直接還元鉄の製造方法。 A water indirect cooling step of indirectly cooling the return water of the water-cooled cooler;
The method for producing directly reduced iron according to any one of claims 11 to 15, wherein, in the indirect water cooling step, water other than circulating water that is circulated and used in the directly reduced iron production facility is used as a refrigerant. .
19. The water indirect cooling step, wherein the gas cooled by the water-cooled cooler and the atmosphere are selectively used or mixed for use as a refrigerant. Of direct reduced iron production.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115916355A (en) * | 2020-06-23 | 2023-04-04 | 米德雷克斯技术公司 | Seal gas optimization system and method for direct reduction process |
| US11655511B2 (en) | 2020-06-23 | 2023-05-23 | Midrex Technologies, Inc. | Seal gas optimization systems and methods for a direct reduction process |
| JP2024081592A (en) * | 2022-12-06 | 2024-06-18 | エムシーシー キャピタル エンジニアリング アンド リサーチ インコーポレーション リミテッド | Tunable atmosphere gas-based direct reduction ironmaking system and method |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5693790A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Apparatus for recovery of high-pressure steam during quenching of coke |
| JPS58179287A (en) * | 1982-04-15 | 1983-10-20 | Osaka Gas Co Ltd | Coke cooling equipment |
| JPH08245243A (en) * | 1995-03-08 | 1996-09-24 | Rasa Shoji Kk | Treatment of harmful gas for water granulation system of blast furnace molten slag and treating equipment therefor |
| JP2003027149A (en) * | 2001-07-10 | 2003-01-29 | Kobe Steel Ltd | Method for manufacturing reduced-iron briquette |
| WO2011012448A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Reformed gas-based reduction method with return of the waste reduction gases and decarbonisation of the waste gas component used as combustion gas for the reformer |
| WO2016199291A1 (en) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | 株式会社神戸製鋼所 | Process for producing reduced iron |
| JP2017088912A (en) * | 2015-11-04 | 2017-05-25 | 株式会社神戸製鋼所 | Manufacturing method of reduced iron |
-
2018
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-
2019
- 2019-04-22 WO PCT/JP2019/017004 patent/WO2019225256A1/en not_active Ceased
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5693790A (en) * | 1979-12-28 | 1981-07-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Apparatus for recovery of high-pressure steam during quenching of coke |
| JPS58179287A (en) * | 1982-04-15 | 1983-10-20 | Osaka Gas Co Ltd | Coke cooling equipment |
| JPH08245243A (en) * | 1995-03-08 | 1996-09-24 | Rasa Shoji Kk | Treatment of harmful gas for water granulation system of blast furnace molten slag and treating equipment therefor |
| JP2003027149A (en) * | 2001-07-10 | 2003-01-29 | Kobe Steel Ltd | Method for manufacturing reduced-iron briquette |
| WO2011012448A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Siemens Vai Metals Technologies Gmbh | Reformed gas-based reduction method with return of the waste reduction gases and decarbonisation of the waste gas component used as combustion gas for the reformer |
| WO2016199291A1 (en) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | 株式会社神戸製鋼所 | Process for producing reduced iron |
| JP2017088912A (en) * | 2015-11-04 | 2017-05-25 | 株式会社神戸製鋼所 | Manufacturing method of reduced iron |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115916355A (en) * | 2020-06-23 | 2023-04-04 | 米德雷克斯技术公司 | Seal gas optimization system and method for direct reduction process |
| EP4168134A4 (en) * | 2020-06-23 | 2023-04-26 | Midrex Technologies, Inc. | SEAL GAS OPTIMIZATION SYSTEMS AND METHODS FOR A DIRECT REDUCTION PROCESS |
| US11655511B2 (en) | 2020-06-23 | 2023-05-23 | Midrex Technologies, Inc. | Seal gas optimization systems and methods for a direct reduction process |
| CN115916355B (en) * | 2020-06-23 | 2024-06-07 | 米德雷克斯技术公司 | Seal gas optimization system and method for direct reduction process |
| US12098436B2 (en) | 2020-06-23 | 2024-09-24 | Midrex Technologies, Inc. | Seal gas optimization systems and methods for a direct reduction process |
| JP2024081592A (en) * | 2022-12-06 | 2024-06-18 | エムシーシー キャピタル エンジニアリング アンド リサーチ インコーポレーション リミテッド | Tunable atmosphere gas-based direct reduction ironmaking system and method |
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