气动的矿石装料制造技术

本发明专利技术涉及一种用于还原含金属氧化物的配料（1）的方法，其中在至少两个流化床机组（RA、RE）中借助于还原气体（2）还原所述含金属氧化物的配料（1），其中使在此产生的废气（3）的至少一部分再循环，并且其中借助于动力气体将所述含金属氧化物的配料（1）输送到所述流化床机组RE中。此外，本发明专利技术还涉及一种用于实施按本发明专利技术的方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于还原含金属氧化物的配料的方法，其中在至少两个流化床机组RA、RE中借助于还原气体还原所述含金属氧化物的配料，其中使在此产生的废气的至少一部分再循环，并且其中借助于动力气体将所述含金属氧化物的配料输送到所述流化床机组RE中。此外，本专利技术还涉及一种用于实施按本专利技术的方法的装置。
技术介绍
已知一些方法，在这些方法中为了气动地输送金属氧化的配料而在流化床机组中使用作为动力气体的氮气。但是在此产生以下缺点：为了实施这样的方法而需要较高量的氮气。比如在FINEX®设备中为了将220吨含金属氧化物的配料输送到所述流化床机组中而每小时需要7000标准立方米的氮气。这种很高量的所需要的氮气引起很高的成本和很高的设备开销。另一缺点在于，将所述氮气与所述含金属氧化物的配料一起输送到所述流化床机组中，其中出现处于所述流化床机组中的还原气体的稀释情况并且由此出现对于所述流化床机组中的含金属氧化物的配料的还原的、不利的影响。在用于在流化床机组中还原含金属氧化物的配料的方法中，经常使在还原时所消耗的还原气体、所谓的废气的至少一部分再循环。在此将所述废气的至少一部分压缩成热的再循环气体并且随后冷却到对于CO2去除来说所需要的温度而成为冷的再循环气体。在形成CO2贫乏的成品气的情况下对所述冷的再循环气体进行CO2去除处理，此后将所述成品气用作所述流化床机组中的还原气体。由现有技术已知，取代氮气将所述成品气用作用于气动地将所述金属氧化的配料输送到所述流化床机组中的动力气体。但是这导致更高的、用于所述用来进行CO2去除的设备的投资成本，因为这些设备必须额外地生产用于进行气动的输送的成品气。将所述冷的再循环气体用作动力气体的做法也从现有技术中为人所知。但是，所述冷的再循环气体中的水蒸汽饱和，并且所述冷的再循环气体在用作动力气体的情况下导致相应的管路中的、不受欢迎的湿-干转变（Nass-Trockenübergänge）。后果就是所述管路中的冷凝液形成和结垢。
技术实现思路
本专利技术的任务是，在避免由现有技术已知的缺点的情况下对用于使含金属氧化物的配料还原的方法和装置进行进一步改进。该任务通过一种用于还原含金属氧化物的配料的方法得到解决，在该方法中借助于还原气体在至少两个流化床机组RA、RE中借助于供给到所述流化床机组RA、RE并且以相对于所述含金属氧化物的配料的逆流的形式贯穿流过所述流化床机组RA、RE的还原气体还原所述含金属氧化物的配料，其中所述方法此外还包括：-将在还原所述含金属氧化物的配料时在所述至少两个流化床机组RA、RE中所消耗的还原气体作为废气从所述流化床机组RE中抽出；-在至少一个再循环气体压缩机中将所述废气的至少一部分压缩成热的再循环气体并且随后在至少一个再冷却器中将所述热的再循环气体冷却成冷的再循环气体；-在获取成品气的情况下从所述冷的再循环气体中至少部分地去除CO2；-将所述成品气，必要时在加热机构中预热之后，混合到所述还原气体中，其特征在于，借助于动力气体将所述含金属氧化物的配料由至少一个输出容器通过管道输送到所述流化床机组RE中，并且所述动力气体包括所述热的再循环气体的至少一部分。首先将所述还原气体输送给所述流化床机组RA。RA被所述还原气体贯穿流过并且随后将所述还原气体导入到RE中。在RE被所述还原气全贯穿流过之后，将所消耗的还原气体作为废气从所述RE中抽出。处于RA和RE中的含金属氧化物的配料在此至少部分地被还原成金属铁。首先将所述含金属氧化物的配料以相对于还原气体的逆流的形式装到所述流化床机组RE中。借助于所述贯穿流过RE的还原气体来对所述含金属氧化物的配料进行加热并且至少部分地使其还原。随后将所述含金属氧化物的配料加入到RA中并且在那里借助于所述还原气体使其完全或者部分地还原成金属铁或者DRI（Direct Reduced Iron直接还原铁）。将所述废气的至少一部分压缩成优选具有处于110℃与130℃之间的温度的热的再循环气体，并且随后将其冷却成冷的再循环气体。对所述冷的再循环气体进行CO2去除处理-在此获取CO2贫乏的成品气。必要时在预热之后将所述成品气在导入到所述流化床机组RA中之前混合到所述还原气体中。按照本专利技术，以气动的方式借助于包括所述热的再循环气体的至少一部分的动力气体将所述含金属氧化物的配料由所述输出容器通过管道来输送到所述流化床机组RE中。在所述动力气体包括热的再循环气体时所产生的优点如下：·能够节省在从现有技术中知道的方法中用作动力气体的氮气。由此降低所述方法的成本和开销。·在使用包括所述再循环气体的动力气体时，所述流化床机组RA和RE中的还原气体没有在很大程度上或者没有用氮气来稀释。由此，所述流化床机组中的含金属氧化物的配料的还原没有受到负面的影响。·能够节省在从现有技术中知道的方法中用作动力气体的成品气。由此为实施所述方法所需要的成品气较少，并且降低了所述CO2去除过程的成本和开销。·如果所述动力气体包括热的再循环气体，那么所述相应的管路中的、不受欢迎的湿-干转变的危险就下降。由此降低了所述管路中的冷凝液形成和结垢现象或者完全能够避免这些现象。·能够避免用于装载含金属氧化物的配料的、所谓的闸斗仓（Lock-Hopper）装料系统。这引起用于实施所述方法的成本和开销的降低。此外，由此消除结合所述闸头仓-装料系统所知道的、回流的危险。·为了对所述再冷却器进行冷却，与从现有技术中知道的方法相比所需要的水量更少。由此能够将所述再冷却器的相应的换热器设计得更小。·总之通过按本专利技术的方法产生与现有技术相比得到改进的能量平衡。在一种优选的实施方式中，所述含金属氧化物的配料是镍、锰、铜、铅或者钴的或者由这些材料构成的混合物的氧化物。另一种优选的实施方式的特征在于，所述动力气体由所述热的再循环气体所构成。如果所述动力气体由所述热的再循环气体所构成，则对所述方法来说不需要氮气、成品气或者冷的再循环气体。上面所提到的优点由此还更加显著。在按本专利技术的方法的另一种变型方案中，所述动力气体能够包括所述成品气的一部分。在所述方法的另一种优选的实施方式中，所述热的再循环气体具有70℃、优选100℃、特别优选120℃的温度下限和150℃、优选140℃、特别优选130℃的温度上限。由此保证，避免所述热的再循环气体的冷凝或者导送所述热的再循环气体的管路中的湿-干转变。在按本专利技术的方法的、另一种优选的实施方式中，所述成品气具有低于-20℃、优选低于-40℃、特别优选低于-100℃的露点。由此避免所述导送热的再循环气体的管路中的冷凝。按本专利技术的方法的、另一种实施方式的特征在于，在将所述含金属氧化物的配料输送到所述流化床机组RE中之前借助于所述动力气体对其进行预热和/或干燥。由此能够将在所述热的再循环气体中所包含的余热用于对所述含金属氧化物的配料进行预热和/或干燥。在按本专利技术的方法的另一种设计方案中，通过氮气对所述热的再循环气体的、可能由于所述方法的干扰、尤其是由于所述热的再循环气体的、至少一个再循环气体压缩机的干扰引起的缺额进行补偿，用于保证将所述含金属氧化物的配料输送到所述流化床机组RE中。由此保证，在所述再循环气体压缩机中的一个或者多台有故障的情况下也有足够的动力气体-在这种情况下所述动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于还原含金属氧化物的配料（1）的方法，其中借助于还原气体（2）在至少两个流化床机组（RA、RE）中借助于供给到所述流化床机组（RA、RE）的并且以相对于所述含金属氧化物的配料（1）的逆流的形式贯穿流过所述流化床机组（RA、RE）的还原气体（2）还原所述含金属氧化物的配料（1），其中所述方法还包括：‑将在还原所述含金属氧化物的配料（1）时在所述至少两个流化床机组（RA、RE）中所消耗的还原气体（2）作为废气（3）从所述流化床机组（RE）中抽出；‑在至少一个再循环气体压缩机（4）中将所述废气（3）的至少一部分压缩成热的再循环气体（5）并且随后在至少一个再冷却器（7）中将所述热的再循环气体（5）冷却成冷的再循环气体（6）；‑在获取成品气（8）的情况下从所述冷的再循环气体（6）中至少部分地去除CO2；‑将所述成品气（8），必要时在加热机构（9）中预热之后，混合到所述还原气体（2）中，其特征在于，借助于动力气体将所述含金属氧化物的配料（1）由至少一个输出容器（10）通过管道（11）输送到所述流化床机组（RE）中，并且所述动力气体包括所述热的再循环气体（5）的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.10 EP 14154422.11. 用于还原含金属氧化物的配料（1）的方法，其中借助于还原气体（2）在至少两个流化床机组（RA、RE）中借助于供给到所述流化床机组（RA、RE）的并且以相对于所述含金属氧化物的配料（1）的逆流的形式贯穿流过所述流化床机组（RA、RE）的还原气体（2）还原所述含金属氧化物的配料（1），其中所述方法还包括：-将在还原所述含金属氧化物的配料（1）时在所述至少两个流化床机组（RA、RE）中所消耗的还原气体（2）作为废气（3）从所述流化床机组（RE）中抽出；-在至少一个再循环气体压缩机（4）中将所述废气（3）的至少一部分压缩成热的再循环气体（5）并且随后在至少一个再冷却器（7）中将所述热的再循环气体（5）冷却成冷的再循环气体（6）；-在获取成品气（8）的情况下从所述冷的再循环气体（6）中至少部分地去除CO2；-将所述成品气（8），必要时在加热机构（9）中预热之后，混合到所述还原气体（2）中，其特征在于，借助于动力气体将所述含金属氧化物的配料（1）由至少一个输出容器（10）通过管道（11）输送到所述流化床机组（RE）中，并且所述动力气体包括所述热的再循环气体（5）的至少一部分。2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含金属氧化物的配料（1）是铁、镍、锰、铜、铅或者钴的或者由这些材料构成的混合物的氧化物。3. 按权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述动力气体由所述热的再循环气体（5）所构成。4. 按权利要求1或2中任一项所述的方法，其特征在于，所述动力气体包括所述成品气（8）的至少一部分。5. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述热的再循环气体（5）具有70℃、优选100℃、特别优选110℃的温度下限和150℃、优选140℃、特别优选130℃的温度上限。6. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述成品气（8）具有低于-20℃、优选低于-40℃、特别优选低于-100℃的露点。7. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述含金属氧化物的配料（1）输送到所述流化床机组（RE）中之前借助于所述动力气体对其进行预热和/或干燥。8. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过氮气（12）对所述热的再循环气体（5）的可能由于所述方法的干扰、尤其由于所述至少一个再循环气体压缩机（4）的干扰所引起的缺额进行补偿，以保证将所述含金属氧化物的配料（1）输送到所述流化床机组（RE）中。9. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述热的再循环气体（5）的压力至少为4.5 barg、优选至少为5 barg、特别优选至少为5.5 barg。10. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述热的再循环气体（5）的压力以处于0.5 bar与3.0 bar之间的幅度，根据输送高度，优选以处于1.0 bar与2.0 bar之间的幅度高于所述流化床机组（RE）中的压力。11. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述管道（11）构造为双壁的管子，并且在这两个管壁之间的空间用气体、尤其用氮气（12）填充，其中为了探测泄漏对所述气体的压力进行监控。12. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述管道（11）的至少一个壁体中存在着基于电流的、用于探测泄漏的机构（13）。13. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述管道（11）具有内壁，所述内壁为了避免磨损而用陶瓷连接部、尤其用氧化铝层来加衬。14. 按前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，存在着至少一个另外的流化床机组（RC），所述另外的流化床机组被所述被导入到所述流化床机组（RA）中的并且以相对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：R米尔纳，JF普劳，N雷恩，
申请(专利权)人：首要金属科技奥地利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT