JP2017082312A - Method for producing direct-reduced iron - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、還元ガスを用いて酸化鉄を還元することにより還元鉄を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing reduced iron by reducing iron oxide using a reducing gas.
近年、還元鉄を製造する方法として、シャフト炉と呼ばれる竪型の還元炉に原料である酸化鉄と水素及び一酸化炭素を含む還元ガスとを供給して当該酸化鉄を還元し、これにより直接還元鉄を製造する方法が注目されている。この方法では、還元ガスの原料となる原料ガスとして天然ガスなどが用いられる。当該原料ガスは、改質器内で加熱されて改質され、これにより前記還元ガスが生成される。当該還元ガスは、還元炉に導入され、還元炉の上部から供給されるペレットに含まれる酸化鉄と接触して当該酸化鉄を還元する。このようにして前記還元炉内で製造された還元鉄は還元炉の下部の排出口から順次排出される。前記酸化鉄の還元に寄与した後のガスは前記還元炉の炉頂から排出され、炉頂ガス調整器に導入されて集塵および冷却処理される。集塵および冷却された後のガスの一部は、改質ガスの原料として改質器に送られるプロセスガスや、改質器の燃焼室に送られる燃料ガスとして再利用される。 In recent years, as a method for producing reduced iron, iron oxide as a raw material and a reducing gas containing hydrogen and carbon monoxide are supplied to a vertical reduction furnace called a shaft furnace to reduce the iron oxide. A method for producing reduced iron has attracted attention. In this method, natural gas or the like is used as a raw material gas that is a raw material of the reducing gas. The raw material gas is heated and reformed in the reformer, thereby generating the reducing gas. The reducing gas is introduced into the reduction furnace and contacts the iron oxide contained in the pellets supplied from the upper part of the reduction furnace to reduce the iron oxide. In this way, the reduced iron produced in the reduction furnace is sequentially discharged from the lower discharge port of the reduction furnace. The gas after contributing to the reduction of the iron oxide is discharged from the top of the reduction furnace, introduced into the furnace top gas regulator, and collected and cooled. A part of the gas after dust collection and cooling is reused as a process gas sent to the reformer as a raw material of the reformed gas and a fuel gas sent to the combustion chamber of the reformer.
前記還元炉の下部には冷却領域が設定され、当該冷却領域にクーリングガスが供給される。このクーリングガスは、生成された還元鉄を前記冷却領域において冷却するとともにその再酸化及び脱炭を防ぎ、これにより、当該製品還元鉄の品質を高く保つことを目的とするガスである。かかる目的から前記クーリングガスには一般に天然ガスが用いられる。当該天然ガスは、熱容量の大きなメタンを多分に含むとともに、還元鉄の再酸化や脱炭の要因となる酸素をほとんど含有しない点でクーリングガスに好適である。一方、このクーリングガスは、酸化鉄の還元に寄与するためのものではないため、当該クーリングガスを前記還元炉内の冷却領域を含む循環路に沿って循環させることによる当該クーリングガスの再利用が行われる。前記循環路には、クーリングガス供給源からクーリングガスが適宜補給されるとともに、当該クーリングガスを集塵処理及び冷却処理するためのクーリングガス用湿式集塵冷却機が設けられる。 A cooling region is set in the lower part of the reduction furnace, and a cooling gas is supplied to the cooling region. This cooling gas is a gas intended to cool the produced reduced iron in the cooling region and prevent reoxidation and decarburization thereof, thereby keeping the quality of the product reduced iron high. For this purpose, natural gas is generally used as the cooling gas. The natural gas is suitable as a cooling gas because it contains a large amount of methane having a large heat capacity and contains almost no oxygen that causes reoxidation or decarburization of reduced iron. On the other hand, since this cooling gas is not intended to contribute to the reduction of iron oxide, the cooling gas can be reused by circulating the cooling gas along a circulation path including a cooling region in the reduction furnace. Done. The circulation path is appropriately supplied with a cooling gas from a cooling gas supply source, and is provided with a wet dust collecting cooler for cooling gas for collecting and cooling the cooling gas.
前記クーリングガスの循環路は基本的にループであるが、前記還元炉内では当該循環路の上下の空間とつながっているので、循環を繰り返すうちにその循環ガスの成分が変動する。具体的には、前記クーリングガスの循環の継続に伴ってその循環ガスにおける天然ガスの含有率が低下する。当該成分を維持するには、前記循環路に多くの天然ガスを補給すればよいが、当該補給が過多であると、余剰のクーリングガスが還元ゾーンに進入して当該還元ゾーンの温度を低下させ、還元反応に悪影響を与えるおそれがある。 Although the circulation path of the cooling gas is basically a loop, it is connected to the space above and below the circulation path in the reduction furnace, so that the component of the circulation gas varies as the circulation is repeated. Specifically, the content rate of natural gas in the circulating gas decreases as the cooling gas continues to circulate. In order to maintain the component, it is sufficient to supply a large amount of natural gas to the circulation path. However, if the supply is excessive, excess cooling gas enters the reduction zone and lowers the temperature of the reduction zone. There is a risk of adversely affecting the reduction reaction.
本発明は、還元炉内で酸化鉄を還元することにより還元鉄を製造するための方法であって、前記還元炉内に適正なクーリングガスの供給を行うことが可能な方法を提供することにある。 The present invention provides a method for producing reduced iron by reducing iron oxide in a reduction furnace, and is capable of supplying an appropriate cooling gas into the reduction furnace. is there.
提供されるのは、酸化鉄を還元して還元鉄を製造するための方法であって、還元炉内で酸化鉄をその塔頂から降下させながら還元ガスと接触させることにより前記酸化鉄を還元して還元鉄を生成し、当該還元鉄を当該還元炉の底部から排出する還元鉄生成工程と、前記還元炉の炉頂ガスを抜き出してその含有水分量の調節及び除塵処理を行うことによりプロセスガスを生成し、少なくとも当該プロセスガスを改質器内に供給することにより当該改質器内で改質ガスを生成する改質ガス生成工程と、生成された改質ガスを前記還元ガスとして前記還元炉に供給する還元ガス供給工程と、前記還元炉の下部に設定された冷却領域を含む循環路に沿って天然ガスを含むクーリングガスを循環させるとともにその循環路に天然ガスを補給するクーリングガス循環工程と、前記循環路に沿って循環するクーリングガスの一部を抜き出し、その抜出したガスを前記改質器の運転のために当該改質器に供給されるガスである改質器用ガスに混合するクーリングガス混合工程と、を含む。前記改質器用ガスとしては、例えば、前記プロセスガスや、燃料ガスが挙げられる。 Provided is a method for producing reduced iron by reducing iron oxide, wherein the iron oxide is reduced by contacting with a reducing gas while lowering the iron oxide from the top of the tower in a reduction furnace. Reduced iron is generated, and the reduced iron is discharged from the bottom of the reduction furnace, and the top gas of the reduction furnace is extracted to adjust the moisture content and perform a dust removal process. A reformed gas generation step of generating a reformed gas in the reformer by generating a gas and supplying at least the process gas into the reformer; and the generated reformed gas as the reducing gas A reducing gas supply step for supplying to the reducing furnace, and a cooling gas for circulating the cooling gas containing natural gas along the circulation path including the cooling region set at the lower part of the reduction furnace and supplying the natural gas to the circulation path Gas reforming step and a part of the cooling gas circulating along the circulation path, and the extracted gas is a gas supplied to the reformer for the operation of the reformer And a cooling gas mixing step of mixing with. Examples of the reformer gas include the process gas and fuel gas.
この方法によれば、前記クーリングガスの循環路に多めのクーリングガスを補給し、その適量を前記循環路から抜き出すことにより、循環するクーリングガスの成分を安定させることができる。しかも、抜き出した適量のクーリングガス、すなわち還元炉内の冷却領域で還元鉄と熱交換することにより昇温したクーリングガス、を前記改質器に供給される改質器用ガスと混合することにより、当該クーリングガスを前記改質器用ガスの一部として利用することが可能である。 According to this method, it is possible to stabilize the circulating cooling gas components by replenishing the cooling gas circulation path with a large amount of cooling gas and extracting an appropriate amount from the circulation path. In addition, by mixing an appropriate amount of the extracted cooling gas, i.e., the cooling gas heated by heat exchange with the reduced iron in the cooling region in the reduction furnace, with the reformer gas supplied to the reformer, The cooling gas can be used as part of the reformer gas.
前記クーリングガスを構成する天然ガスには一般に硫黄が含まれるが、当該硫黄を前記還元炉内の還元鉄に吸着させることにより当該クーリングガス中の硫黄含有量を低減させることが可能である。このようにして硫黄が除去されたクーリングガスが前記改質器用ガスに混合されることにより、当該改質器用ガスの硫黄濃度を低下させることができる。特に、当該改質器用ガスに対してこれに添加されるクーリングガスの割合が大きい場合には、当該改質器用ガスの前処理である硫黄削減処理の省略または簡略化が可能になる。 The natural gas constituting the cooling gas generally contains sulfur, but the sulfur content in the cooling gas can be reduced by adsorbing the sulfur to the reduced iron in the reduction furnace. By mixing the cooling gas from which sulfur has been removed in this manner with the reformer gas, the sulfur concentration of the reformer gas can be reduced. In particular, when the ratio of the cooling gas added to the reformer gas is large, it is possible to omit or simplify the sulfur reduction process that is a pretreatment of the reformer gas.
前記クーリングガス循環工程は、前記クーリングガスの循環路にクーリングガス冷却器を設けて循環する当該クーリングガスを前記クーリングガス冷却器により冷却することを含むのが、好ましい。この場合、前記クーリングガス混合工程では、前記クーリングガス冷却器の上流側の位置から前記クーリングガスが抜き出されることが好ましく、このことは前記クーリングガス冷却器の熱負荷の軽減を可能にする。例えば、当該クーリングガス冷却器が前記クーリングガスに水を添加するスクラバを含む場合、その水の添加量の節減が可能になる。 Preferably, the cooling gas circulation step includes cooling the cooling gas circulating by providing a cooling gas cooler in the cooling gas circulation path with the cooling gas cooler. In this case, in the cooling gas mixing step, it is preferable that the cooling gas is extracted from a position on the upstream side of the cooling gas cooler, which makes it possible to reduce the thermal load of the cooling gas cooler. For example, when the cooling gas cooler includes a scrubber that adds water to the cooling gas, the amount of water added can be reduced.
前記クーリングガス混合工程は、前記循環路から抜き出された前記クーリングガスを前記プロセスガスに混合することを含むのが、好ましい。このことは、当該プロセスガスの必要量の削減を可能にする。ここで、「クーリングガスをプロセスガスに混合する」とは、当該クーリングガスを炉頂ガス調整器から導出されるプロセスガスのみと混合するものに限定する趣旨ではなく、当該プロセスガスとこれに補給される天然ガスとにより構成されて前記改質器に供給されるフィードガスに前記クーリングガスを混合することも含む。この場合も、前記フィードガス中に含まれる前記プロセスガスと前記クーリングガスとが混合されることに変わりはない。 The cooling gas mixing step preferably includes mixing the cooling gas extracted from the circulation path with the process gas. This makes it possible to reduce the required amount of the process gas. Here, “mixing the cooling gas into the process gas” does not mean that the cooling gas is mixed only with the process gas derived from the furnace top gas regulator, but is supplemented with the process gas. And mixing the cooling gas with a feed gas which is composed of natural gas and is supplied to the reformer. In this case also, the process gas and the cooling gas contained in the feed gas are mixed.
ただし、前記改質ガス生成工程が前記プロセスガスを予熱器により予熱してから前記改質器に導入することを含む場合、前記クーリングガス混合工程は前記予熱器により予熱される前の前記プロセスガスに前記クーリングガスを混合することを含むのが、好ましい。この混合は、前記クーリングガスのもつ熱すなわち前記還元鉄の顕熱を利用して前記プロセスガスに含まれる水分を蒸発させることを可能にし、当該水分に起因する関連機器（例えば前記予熱器内の配管やダクト）の腐食の防止を可能にする。この効果は、前記クーリングガス循環路中に前記クーリングガス冷却器が設けられる場合、そのクーリングガス冷却器の上流側の高温ガスを前記プロセスガスに混合することにより、さらに顕著となる。 However, when the reformed gas generation step includes preheating the process gas by a preheater and then introducing the reformed gas into the reformer, the cooling gas mixing step is performed before the process gas is preheated by the preheater. It is preferable to include mixing the cooling gas. This mixing makes it possible to evaporate the moisture contained in the process gas by utilizing the heat of the cooling gas, that is, the sensible heat of the reduced iron, and the related equipment (for example, in the preheater) due to the moisture. It is possible to prevent corrosion of piping and ducts. When the cooling gas cooler is provided in the cooling gas circulation path, this effect becomes even more remarkable by mixing the high temperature gas upstream of the cooling gas cooler with the process gas.
前記クーリングガス混合工程は、前記クーリングガス循環路から抜き出したクーリングガスを前記プロセスガスに混合する前に冷却処理及び／又は粉塵処理することを含むのが、好ましい。前記冷却処理は、前記クーリングガスのもつ熱が下流側の圧縮機（例えば前記クーリングガス循環路中に設けられる循環用圧縮機や前記プロセスガスの圧縮のために用いられるプロセスガス用圧縮機）にダメージを与えることを抑止し、前記粉塵処理は、前記クーリングガスに含まれる粉塵がその下流側の設備（例えば前記クーリングガス圧縮機や前記プロセスガス圧縮機）の作動不良を引き起こすことを防ぐ。 The cooling gas mixing step preferably includes a cooling process and / or a dust process before mixing the cooling gas extracted from the cooling gas circulation path with the process gas. In the cooling process, heat of the cooling gas is applied to a downstream compressor (for example, a compressor for circulation provided in the cooling gas circulation path or a compressor for process gas used for compression of the process gas). The dust treatment prevents the dust contained in the cooling gas from causing an operation failure of the downstream equipment (for example, the cooling gas compressor or the process gas compressor).
前記クーリングガスの冷却処理が当該クーリングガスへの水の添加によって行われる場合、前記クーリングガス混合工程は、前記還元炉に導入される前記改質ガスの組成（例えば当該改質ガスにおける水素濃度と一酸化炭素濃度との比）を測定することと、その測定された組成に基いて前記クーリングガスに対する前記水の添加量を調節することと、を含むことが、より好ましい。これらのことは、前記クーリングガスの冷却のための水を有効に利用して前記還元炉に導入される前記改質ガスの組成を適正化することを可能にする。 When the cooling treatment of the cooling gas is performed by adding water to the cooling gas, the cooling gas mixing step includes the composition of the reformed gas introduced into the reduction furnace (for example, the hydrogen concentration in the reformed gas and It is more preferable to include measuring the ratio of carbon monoxide concentration) and adjusting the amount of water added to the cooling gas based on the measured composition. These make it possible to optimize the composition of the reformed gas introduced into the reduction furnace by effectively using water for cooling the cooling gas.
あるいは、前記クーリングガス混合工程が、前記プロセスガスの水分濃度を検出することと、その検出された水分濃度を目標値に近づけるように前記クーリングガスに対する前記水の添加量を調整することも、有効である。前記水分濃度の検出は、例えば、前記プロセスガスの温度及び圧力を測定することと、当該プロセスガスの温度及び圧力に基いて前記水分濃度を推定演算することにより、容易に行うことが可能である。 Alternatively, it is also effective that the cooling gas mixing step detects the moisture concentration of the process gas and adjusts the amount of water added to the cooling gas so that the detected moisture concentration approaches a target value. It is. The moisture concentration can be easily detected by, for example, measuring the temperature and pressure of the process gas and estimating and calculating the moisture concentration based on the temperature and pressure of the process gas. .
前記クーリングガス混合工程は、あるいは、抜き出された前記クーリングガスを前記改質器に供給される燃料ガスに混合することを含んでもよい。このことは、当該燃料ガスの必要量の節減を可能にする。この場合も、当該クーリングガスは当該改質器に供給される前に除塵処理されるのが好ましい。この除塵処理は、前記クーリングガスに含まれる粉塵が前記改質器のバーナにダメージを与えることを防ぐ。 Alternatively, the cooling gas mixing step may include mixing the extracted cooling gas with the fuel gas supplied to the reformer. This makes it possible to reduce the fuel gas requirement. Also in this case, it is preferable that the cooling gas is subjected to dust removal treatment before being supplied to the reformer. This dust removal treatment prevents dust contained in the cooling gas from damaging the burner of the reformer.
以上のように、本発明によれば、還元炉内で酸化鉄を還元することにより還元鉄を製造するための方法であって、前記還元炉内に適正なクーリングガスの供給を行うことが可能な方法が、提供される。 As described above, according to the present invention, it is a method for producing reduced iron by reducing iron oxide in a reducing furnace, and it is possible to supply an appropriate cooling gas into the reducing furnace. Methods are provided.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る還元鉄の製造のためのシステムを示す。このシステムは、大きく還元セクションＳｒｄと改質セクションＳｒｆとに分けられる。前記還元セクションＳｒｄでは、原料である酸化鉄に還元ガスを接触させて当該酸化鉄を還元することにより還元鉄を製造することが行われる。前記改質セクションＳｒｆでは、プロセスガスの生成及びその改質により改質ガスを生成してこれを前記還元ガスとして前記還元セクションＳｒｄに供給することが行われる。 FIG. 1 shows a system for producing reduced iron according to a first embodiment of the present invention. This system is roughly divided into a reduction section Srd and a reforming section Srf. In the reduction section Srd, reducing iron is produced by bringing a reducing gas into contact with iron oxide as a raw material to reduce the iron oxide. In the reforming section Srf, a process gas is generated and reformed to generate a reformed gas, which is supplied as the reducing gas to the reducing section Srd.
前記還元セクションＳｒｄは、還元炉１０と、クーリングガス循環部２０と、クーリングガス移送部３０と、を含む。
The reduction section Srd includes a
前記還元炉１０は、酸化鉄を主成分とするペレットの供給を受ける炉頂部１２と、前記還元ガスの供給を受ける中間部１３と、還元炉１０内で生成された還元鉄を排出する炉底部１４と、を含む。前記炉頂部１２には、前記ペレットの供給のためのペレットフィードホッパー１６が接続されるとともに、炉頂ガスの一部を抜き出して前記還元セクションＳｒｆに移送するための炉頂ガス移送ライン１７が接続される。
The
前記クーリングガス循環部２０は、前記還元炉１０の下部に設定された冷却領域１８を通るように設定された循環路に沿ってクーリングガスを循環させるものであり、具体的には、前記冷却領域１８の下端にクーリングガスを供給するとともにその供給位置よりも上側の位置で当該還元炉１０から還元鉄との熱交換により温度の上昇したクーリングガスを抜き出して循環させる。前記クーリングガス移送部３０は前記クーリングガス循環部２０を循環するクーリングガスの一部を抜き出して前記改質セクションＳｒｆに移送し、前記プロセスガスに混合する。当該クーリングガス循環部２０及びクーリングガス移送部３０については後に詳述する。
The cooling
前記改質セクションＳｒｆは、改質器４０と、ガス供給部５０と、予熱器６０と、を有する。
The reforming section Srf includes a
前記改質器４０は、前記プロセスガスに天然ガスを混合したフィードガス及び燃料ガスの供給を受けて当該プロセスガスの改質を行う。具体的には、当該改質器４０は、前記フィードガスを受け入れる改質器本体４２と、前記燃料ガスを燃焼させるバーナ４４と、を含み、当該燃料ガスの燃焼により発生した熱で前記改質器本体４２内のフィードガスを加熱することにより改質を行う。前記改質器本体４２は、前記フィードガスの改質により生成された改質ガスを排出する改質ガス排出口を有し、当該還元ガス排出口は還元ガス供給ライン４６を介して前記還元炉１０の前記中間部１３に接続されている。
The
前記還元ガス供給ライン４６の途中部分には、改質ガス冷却器４８が接続されている。当該改質ガス冷却器４８は、例えばスプレー水冷却器からなり、前記改質器４０から排出される改質ガスであって前記還元ガス供給ライン４６を流れる改質ガスの一部を抜き出して冷却してから当該還元ガス供給ライン４６に戻すことにより、前記還元炉１０内に前記還元ガスとして供給される改質ガスの温度を調整する。また、還元ガス供給ライン４６には適宜、還元ガスの成分の調整のためのメタンガスの供給が行われる。
A reformed
前記改質器４０の燃焼排ガス側は、シールガス冷却器７０に接続されている。シールガス冷却器７０は、前記改質器４０から抜き出される高温の燃焼排ガスを冷却することにより、適当な温度をもつ酸素成分の少ないシールガスを製造する。このシールガスは、還元炉内への空気の侵入を防止するためのガスとして用いられる。
The combustion exhaust gas side of the
前記ガス供給部５０は、前記改質器４０に改質器用ガスである前記フィードガス及び前記燃料ガスを供給するものであり、炉頂ガス調整器５２と、プロセスガス圧縮機５３と、燃焼用空気圧縮機５４と、を含む。
The
前記炉頂ガス調整器５２は、前記還元炉１０の炉頂部１２から前記炉頂ガス抜出ライン１７を通じて送られる前記炉頂ガスを受け入れてその水分含有量の調整及び除塵処理を行う。この実施の形態に係る炉頂ガス調整器５２は、前記炉頂ガスに対して水を噴霧するスクラバにより構成されている。当該炉頂ガス調整器５２は、プロセスガス供給ライン５５及び燃料ガス供給ライン５６を介して前記改質器４０の改質器本体４２及びバーナ４４にそれぞれ接続されており、当該炉頂ガス調整器５２内のガスが前記プロセスガス供給ライン５５及び燃料ガス供給ライン５６を通じてそれぞれプロセスガス及び燃料ガスとして前記炉頂ガス調整器５２から導出される。
The furnace
前記プロセスガス圧縮機５３は、前記プロセスガス供給ライン５５の途中に設けられ、前記炉頂ガス調整器５２内のガスを昇圧して前記プロセスガスとして吐出する。このプロセスガスは、適当な量の天然ガスの補給を受けた後、当該天然ガスとともにフィードガスとして前記改質器４０に改質ガスの原料として供給される。前記燃焼用空気圧縮機５４は、燃焼用空気を圧縮して前記バーナ４４に供給する。
The
前記予熱器６０は、前記改質器４０において発生する熱を利用して改質器用ガス、すなわち、前記フィードガス及び前記燃焼用空気、を予熱するための熱交換器である。具体的には、当該予熱器６０は、前記フィードガス（前記プロセスガス圧縮機５３により圧縮されたプロセスガス及びこれに補給された天然ガス）及び前記燃焼用空気圧縮機５４により圧縮された燃焼用空気を前記改質器４０から排出される高温の排ガスと熱交換させることにより、当該フィードガス及び当該燃焼用空気の予熱を行う。
The
次に、前記クーリングガス循環部２０及び前記クーリングガス移送部３０の詳細について説明する。
Next, details of the cooling
前記クーリングガス循環部２０は、クーリングガス循環ライン２２と、クーリングガス冷却器２４と、循環用圧縮機２６と、を含む。
The cooling
前記クーリングガス循環ライン２２は、前記還元炉１０の下部に設定された冷却領域１８の上端位置から昇温後のクーリングガスを抜き出して当該冷却領域１８の下端位置に再供給するためのクーリングガスのクーリングガス循環路を形成するクーリングガス用配管である。換言すれば、当該クーリングガス循環路は、前記還元炉１０内の冷却領域１８を含む循環路である。
The cooling
前記クーリングガス冷却器２４は、前記クーリングガス循環ライン２２の途中に設けられ、前記還元炉１０から抜き出された高温のクーリングガスを冷却し、集塵機能を有する。このクーリングガス冷却器２４は、例えば、前記クーリングガスに水を噴霧するスクラバにより構成される。
The cooling
前記循環用圧縮機２６は、前記クーリングガス冷却器２４の下流側に設けられ、当該クーリングガス冷却器２４により冷却された後のクーリングガスを圧縮して前記還元炉１０内の冷却領域１８に再供給する。前記クーリングガス循環ライン２２には、前記循環用圧縮機２６の下流側の位置で適宜、天然ガスが補給される。
The
前記クーリングガス移送部３０は、クーリングガス移送ライン３２と、移送用圧縮機３４と、調温装置３５と、除塵装置３６と、を含む。
The cooling
前記クーリングガス移送ライン３２は、前記クーリングガス循環ライン２２を流れるクーリングガスを適量抜き出して前記改質セクションＳｒｆに移送しかつ前記プロセスガスに混合するためのクーリングガス用配管である。この実施の形態に係るクーリングガス移送ライン３２の上流端は前記クーリングガス循環ライン２２のうち前記クーリングガス冷却器２４の上流側の部位つまり前記還元炉１０と前記クーリングガス冷却器２４との間の部位に接続され、当該クーリングガス移送ライン３２の下流端は、前記プロセスガス供給ライン５５のうち前記プロセスガス圧縮機５３の下流側の部位、詳しくは当該プロセスガス圧縮機５３と前記予熱器６０との間の部位、に接続されている。つまり、当該クーリングガス移送ライン３２は、前記クーリングガス循環ライン２２において前記クーリングガス冷却器２４により冷却される前のクーリングガスを抜き出して前記プロセスガス圧縮機５３により圧縮された後のプロセスガスに混合することが可能となるように、配管されている。
The cooling
前記移送用圧縮機３４は、前記クーリングガス移送ライン３２の途中に設けられ、前記クーリングガス循環ライン２２から抜き出されたクーリングガスを圧縮して前記プロセスガス供給ライン５５における前記プロセスガス圧縮機５３の下流側に供給する。前記調温装置３５及び前記除塵装置３６は、前記クーリングガス移送ライン３２において前記移送用圧縮機３４の上流側の位置に設けられ、当該移送用圧縮機３４に送られるクーリングガスの冷却処理及び除塵処理をそれぞれ行う。この実施の形態に係る前記調温装置３５は、前記クーリングガスに対して水を噴霧する調温塔により構成され、当該水の噴霧量の調節によって当該クーリングガスの温度が適当な温度に調整される。前記除塵装置３６は、例えばサイクロンにより構成され、前記クーリングガス中に含まれる粉塵（前記ペレットから発生する粉体を含む）を当該クーリングガスから除去して回収する。
The
次に、このシステムにおいて行われる還元鉄の製造方法を説明する。この方法は、次のプロセス、すなわち１）酸化鉄の還元による還元鉄の生成、２）プロセスガスを含むフィードガスの改質による改質ガスの生成、３）生成された改質ガスをベースとする還元ガスの還元炉への供給、４）クーリングガスの循環、及び５）余剰クーリングガスの抜出及びそのプロセスガスへの混合を含む。 Next, a method for producing reduced iron performed in this system will be described. This method is based on the following processes: 1) generation of reduced iron by reduction of iron oxide, 2) generation of reformed gas by reforming feed gas containing process gas, 3) generated reformed gas Supply of the reducing gas to the reduction furnace, 4) circulation of the cooling gas, and 5) extraction of the excess cooling gas and mixing thereof with the process gas.
１）酸化鉄の還元による還元鉄の生成
還元セクションＳｒｄにおいて、還元炉１０の炉頂部１２に接続されたペレットフィードホッパー１６から当該炉頂部１２に適宜ペレットが供給されるとともに、当該還元炉１０の中間部分１３に還元ガス（改質器４０により生成された改質ガスをベースとする還元用ガス）が供給される。前記ペレットにその主成分として含まれる酸化鉄は、前記還元ガスと還元炉１０内で接触し、これにより還元されて還元鉄となる。具体的には、前記還元ガスは水素及び一酸化炭素を含み、これらが前記酸化鉄と反応して当該酸化鉄を還元し、これにより還元鉄が生成される。生成された還元鉄は、還元炉１０の下部に設定された冷却領域１８であって前記クーリングガスが供給される領域を通過することにより冷却され、前記還元炉１０の炉底部１４から炉外に排出される。
1) Production of reduced iron by reduction of iron oxide In the reduction section Srd, pellets are appropriately supplied from the
２）フィードガスの改質による還元ガスの生成
還元セクションＳｒｆのガス供給部５０は、プロセスガスの生成と、当該プロセスガスを含むフィードガス及び燃料ガスの改質器４０への供給と、を行う。当該改質器４０は、前記フィードガスを受け入れるとともに、前記燃料ガスを燃焼させて前記フィードガスを加熱することにより改質ガスを生成する。この改質ガスは前記還元炉１０の中間部分１３に前記還元ガスとして供給される。
2) Generation of reducing gas by reforming of feed gas The
具体的には、前記ガス供給部５０の炉頂ガス調整器５２は、前記還元炉１０の炉頂部１２から前記炉頂ガス移送ライン１７を通じて送られた炉頂ガスを受け入れ、これに水を噴霧することによりその水分含有量を調整するとともに除塵処理を行う。この炉頂ガス調整器５２内のガスの一部は、プロセスガスとしてプロセスガス供給ライン５５に抜き出され、プロセスガス圧縮機５３により圧縮されて前記改質器４０の改質器本体４２に向けて圧送される。このプロセスガスには適宜天然ガスが補給され、当該プロセスガスはその補給された天然ガスとともにフィードガスとして前記改質器本体４２に供給される。
Specifically, the furnace
また、前記炉頂ガス調整器５２内のガスの一部は、燃料ガス供給ライン５６を通じて燃料ガスとして前記改質器４０のバーナ４４に供給される。前記プロセスガス供給ライン５５には適宜天然ガスが補給され、前記バーナ４４には燃焼用空気圧縮機５４から適宜燃焼用空気が補給される。また、前記プロセスガス５５に天然ガスを混合したフィードガス及び前記燃焼用空気圧縮機５４から補給される燃焼用空気はそれぞれ予熱器６０において改質器４０の排ガスと熱交換することにより予熱される。
A part of the gas in the furnace
前記改質器４０では、改質器本体４２が前記プロセスガスを含む前記フィードガスを受け入れるとともに、バーナ４４が前記燃料ガスを燃焼させることにより前記改質器本体４２内のフィードガスを加熱してその改質を行う。具体的には、改質器本体４２内で前記フィードガス中の炭化水素（主としてメタン）と二酸化炭素及び水とが改質反応することにより水素及び一酸化炭素が生じる。このようにして当該水素及び一酸化炭素を豊富に含む改質ガスが生成される。
In the
３）還元炉への還元ガスの供給
前記改質ガスは還元ガス供給ライン４６を通じて前記還元炉１０の中間部分１３に還元ガスとして給送される。その途中、当該改質ガスの一部は改質ガス冷却器４８に分流して水の噴霧を受けてから前記還元ガス供給ライン４６に戻され、これにより前記還元炉１０に供給される還元ガスの温度が調整されるとともに適宜メタンガスが補給される。
3) Supply of reducing gas to the reducing furnace The reformed gas is fed as a reducing gas to the
４）クーリングガスの循環
クーリングガス循環部２０は、前記還元炉１０内に設定された冷却領域１８を含む循環路に沿ってクーリングガスを循環させることにより、当該冷却領域１８へのクーリングガスの供給を行う。
4) Cooling gas circulation The cooling
具体的には、前記クーリングガス循環ライン２０のクーリングガス循環ライン２２を通じて前記冷却領域１８の下端に供給されたクーリングガスは、当該冷却領域１８を上昇しながら当該冷却領域１８を通過するように下降する還元鉄と熱交換することにより、例えば４００°Ｃ程度まで昇温される一方、前記還元鉄の温度を下げる。換言すれば、当該クーリングガスは前記冷却領域１８における温度を還元鉄の冷却に適した温度範囲に抑えるための媒体として寄与する。
Specifically, the cooling gas supplied to the lower end of the
前記のように昇温され冷却領域１８の上端から炉外に導出されたクーリングガスは前記クーリングガス循環ライン２２中のクーリングガス冷却器２４により冷却されてから循環用圧縮機２６により圧縮され、補給天然ガスとともに前記冷却領域１８にクーリングガスとして再供給される。前記クーリングガス冷却器２４は、このように、前記循環用圧縮機２６に送られるクーリングガスを事前に循環用圧縮機２６の運転可能温度まで冷却することにより、当該循環用圧縮機２６の熱によるダメージを軽減する。
The cooling gas heated up as described above and led out of the furnace from the upper end of the
前記クーリングガス循環ライン２２に補給される天然ガスの量は多めに設定され、その余剰分が前記クーリングガス循環ライン２２からクーリングガス移送ライン３２を通じて抜き出される。このような多めの天然ガスの補給及び余剰のクーリングガスの抜出が、クーリングガス循環ライン２２を循環するクーリングガスの成分をメタンの多い成分に安定させる。
The amount of natural gas replenished to the cooling
５）余剰クーリングガスの抜出及び利用
前記のように、クーリングガス循環ライン２２を流れるクーリングガスの余剰分はクーリングガス移送ライン３２に分流し、移送用圧縮機３４により圧縮されてから前記改質セクションＳｒｆのプロセスガス供給ライン５５に送られる。当該圧縮は、前記プロセスガス圧縮機５３により圧縮された後のプロセスガスに前記クーリングガスを合流させることが可能となる圧力まで当該クーリングガスを昇圧させるように、行われる。
5) Extraction and use of surplus cooling gas As described above, the surplus cooling gas flowing in the cooling
この実施の形態では、前記移送用圧縮機３４に送られるクーリングガスが調温装置３５及び除塵装置３６によって事前に冷却処理及び除塵処理される。具体的には、この実施の形態に係る調温装置３５は調温塔であり、前記クーリングガスに対して水を噴霧することによりその温度を降下させる。前記除塵装置３６は、例えばサイクロンからなる場合、前記クーリングガスを旋回させてその遠心力により当該クーリングガスから粉塵（前記ペレットから発生する粉体を含む）を分離、除去する。前記冷却処理は、前記移送用圧縮機３４の熱的ダメージを抑え、前記除塵処理は、前記粉塵が前記移送用圧縮機３４の作動不良を生じさせることを防ぐ。
In this embodiment, the cooling gas sent to the
このようにクーリングガス移送ライン３２に沿って移送されるクーリングガスは、前記プロセスガス供給ライン５５を流れるプロセスガスと混合される。当該クーリングガスは、プロセスガスと同様に天然ガスを多分に含むため、前記プロセスガスに補給されるべき天然ガスの量の節減を可能にする。特に、前記クーリングガス移送ライン３２を流れるクーリングガスの移送量が多い場合には、前記天然ガスの補給を不要にすることも可能である。
Thus, the cooling gas transferred along the cooling
前記炉頂ガス調整器５２から導出されるプロセスガスの温度は一般に約７０〜８０°Ｃであって当該プロセスガスは一部ミスト（水滴）を含むが、予熱前の前記プロセスガスへの前記クーリングガスの混合は、当該クーリングガスの保有する熱、換言すれば、前記還元炉１０内でクーリングガスが受け取った還元鉄の顕熱、を有効に利用して、当該プロセスガス中の水分を蒸発させ、あるいは予熱前のプロセスガス中に含まれる水蒸気の再凝縮を防ぎ、これにより、当該水分に起因する関連設備（例えば予熱器６０の配管やダクト）の腐食を有効に抑止することを可能にする。
The temperature of the process gas derived from the furnace
また、前記各所において補給される天然ガスは一般に硫黄を含むが、前記クーリングガスを構成する天然ガスに含まれる硫黄を前記還元炉１０内の前記還元鉄に吸着させることによって当該クーリングガスの硫黄含有量の低減が可能である。このようにして硫黄成分が除去されたクーリングガスが前記プロセスガスに混合されることにより、当該プロセスガスの硫黄濃度が低減する。前記硫黄は、例えば改質器本体４２の触媒毒となるので、プロセスガスの硫黄含有量の低減は効果的である。しかも、前記プロセスガスに対してこれに添加されるクーリングガスの割合が比較的大きい場合には、当該プロセスガスに補給される天然ガスの前処理である硫黄削減処理の省略または簡略化が可能になる。
The natural gas replenished in each place generally contains sulfur, but the sulfur contained in the cooling gas is obtained by adsorbing sulfur contained in the natural gas constituting the cooling gas to the reduced iron in the
また、前記クーリングガス循環ライン２２において前記クーリングガス冷却器２４よりも上流側の位置で適量のクーリングガスを抜き出すことは、前記クーリングガス冷却器２４の熱負荷の軽減を可能にする。特に、前記クーリングガス冷却器２４がスクラバである場合には水に与える熱負荷の軽減が可能であり、このことは、慢性的に水不足の地域で還元鉄の製造を行う場合に特に効果的となる。
In addition, extracting an appropriate amount of cooling gas at a position upstream of the cooling
ここで、前記適量のクーリングガスは前記天然ガスが補給された後のプロセスガスすなわち前記フィードガスに混合されてもよい。あるいは、当該適量のクーリングガスは予熱器６０により予熱された後のフィードガスに混合されてもよい。しかし、前記予熱器６０により予熱される前のプロセスガス（前記天然ガスの補給を受けてフィードガスを構成するプロセスガスも含む）に前記クーリングガスを混合することは、前記のように当該クーリングガスの保有する熱を利用してプロセスガス中の水分を蒸発させるという効果を生じさせるとともに、当該クーリングガスも予熱器６０で予熱されるため熱回収の観点からも好ましい。
Here, the appropriate amount of the cooling gas may be mixed with the process gas after the natural gas is replenished, that is, the feed gas. Alternatively, the appropriate amount of the cooling gas may be mixed with the feed gas after being preheated by the
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る還元鉄の製造のためのシステムを示す。このシステムは、図１に示されるシステムに対してガス分析計４７、制御器３３及び流量調節弁３７が付加されたものである。前記ガス分析計４７は、前記還元ガス供給ライン４６を通じて前記還元炉１０に供給される還元ガスの組成、具体的には当該還元ガスの水素濃度及び一酸化炭素濃度を測定し、これを電気信号に変換して前記制御器３３に入力する。制御器３３は、前記電気信号に基いて前記還元ガス中の水素濃度と一酸化炭素濃度の比（Ｈ２／ＣＯ）を演算し、当該比を予め設定された目標値（還元炉１０内での還元反応に適した比：一般には約１．５）に近づけるためのフィードバック制御を行うべく、前記流量調節弁３７に指令信号を入力する。流量調節弁３７は、前記指令信号に応じてその開度を変化させるように作動する。このようにして、前記ガス分析計４７により測定される組成（Ｈ２／ＣＯ）を適正にするように前記調温装置３５に供給される水の流量つまり余剰クーリングガスに対する水の噴霧量が調節される。
FIG. 2 shows a system for producing reduced iron according to the second embodiment of the present invention. In this system, a
つまり、この第２の実施の形態に係る還元鉄の製造方法は、第１の実施の形態に係る還元鉄の製造方法に含まれるプロセスに加え、還元炉１０に導入される還元ガスの組成を測定することと、その測定された組成に基いて調温装置３５における水の添加量を調節することと、を含む。これらのことは、余剰クーリングガスの冷却のために供給される水を有効に利用して前記還元炉に導入される還元ガスの組成を適正化することを可能にする。
That is, the method for producing reduced iron according to the second embodiment includes the composition of the reducing gas introduced into the
なお、この効果は、前記還元炉１０に供給される改質ガスの成分組成ではなく前記炉頂ガス調整器５２から導出されるプロセスガスの温度及び圧力を測定し、これに基いて当該プロセスガスに含まれる水分量を算定することによっても、成立し得る。還元炉１０内の反応に所望の熱バランスを与えるには、前記のように還元炉１０に供給される還元ガス中の水素濃度と一酸化炭素濃度との比（Ｈ２／ＣＯ）を適正化することが重要であるが、循環するＣＯ２の量は制御できないので、改質器４０に供給される水の量を調節することが、前記比を制御する上で有効である。
This effect is obtained by measuring the temperature and pressure of the process gas derived from the furnace
図３は、このような観点により創出された第３の実施の形態に係る還元鉄の製造のためのシステムを示すものである。このシステムでは、図２に示されるシステムの前記ガス分析計４７に代え、炉頂ガス調整器５２からプロセスガス圧縮機５３を通じて排出される圧縮プロセスガスの温度及び圧力をそれぞれ測定するガス温度計４７Ｔ及びガス圧力計４７Ｐと、測定された温度及び圧力に基いて前記圧縮プロセスガスの推定Ｈ２Ｏ濃度を演算し、その演算したＨ２Ｏ濃度を当該Ｈ２Ｏ濃度の目標値に近づけるフィードバック制御を行うように流量調節弁３７を操作するＨ２Ｏ濃度制御器３３Ｈと、が設けられる。
FIG. 3 shows a system for manufacturing reduced iron according to the third embodiment created from such a viewpoint. In this system, instead of the
前記プロセスガス中の水分は、炉頂ガス調整器５２が前記スクラバのような湿式冷却である場合にその下流側のプロセスガス圧縮機５３の吐出側で飽和状態となり、よって当該吐出側ではプロセスガスにほぼ飽和量の水蒸気が含まれていると推定できる。従って、前記Ｈ２Ｏ濃度制御器は、前記推定に基づき、前記プロセスガスの温度及び圧力に基いて当該プロセスガスのＨ２Ｏ濃度を推定演算することが可能であり、その演算したＨ２Ｏ濃度とその目標値との対比に基づくフィードバック制御、具体的には流量調節弁３７の操作による調温装置３５での水の供給流量の調節、によって、前記プロセスガスのＨ２Ｏ濃度を適正化することが可能である。
When the furnace
なお、前記プロセスガスの水分濃度の検出のための手段は、前記の温度及び圧力の測定と、その温度及び圧力に基づく水分濃度の推定演算との組み合わせに限定されない。当該検出は例えば専用の水分濃度センサによって直接行われてもよい。 The means for detecting the moisture concentration of the process gas is not limited to the combination of the temperature and pressure measurements and the moisture concentration estimation calculation based on the temperature and pressure. The detection may be performed directly by a dedicated moisture concentration sensor, for example.
前記プロセスガスの温度は予め設定された適正な温度範囲内に制御されることが好ましい。当該制御は、スクラバからなる炉頂ガス調整器５２において炉頂ガスに供給される冷却水の温度を調節することにより可能である。例えば、図３に示すように、前記システムが前記冷却水を貯留する冷却水タンク７２と、この冷却水タンク７２内の冷却水を冷却するように回転する冷却ファン７４と、この冷却ファン７４を駆動するモータ７６と、を具備する場合、前記プロセスガスの温度が高温側の許容温度を超える場合に前記冷却ファン７４の回転数を上昇させるように前記モータ７６に指令を入力することにより、前記プロセスガスの温度を適正な範囲まで低下させることが可能である。この制御は、プロセスガスの温度に基づくものに限られず、例えば冷却水そのものの温度の測定に基いて行われてもよい。前記冷却水の冷却手段も前記冷却ファン７４に限られず、例えば当該冷却水と他の冷媒との熱交換により行われてもよい。
It is preferable that the temperature of the process gas is controlled within a preset appropriate temperature range. The control can be performed by adjusting the temperature of the cooling water supplied to the top gas in the
以上説明した第２及び第３の実施の形態に係る方法がそれぞれ前記第１の実施の形態に係る方法により得られる効果を同様に得ることが可能であることは、いうまでもない。 It goes without saying that the methods according to the second and third embodiments described above can similarly obtain the effects obtained by the method according to the first embodiment.
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る還元鉄の製造のためのシステムを示す。このシステムは、クーリングガス移送ライン３２による余剰クーリングガスの移送先がプロセスガス圧縮機５３の下流側ではなく上流側（つまり炉頂ガス調整器５２とプロセスガス圧縮機５３との間）である点で、図１に示されるシステムと相違する。この場合、前記余剰クーリングガスの昇圧は不要であるため、図１に示される移送用圧縮機３４の省略が可能である。
FIG. 4 shows a system for producing reduced iron according to the fourth embodiment of the present invention. In this system, the surplus cooling gas is transferred to the upstream side (that is, between the furnace
この第４の実施の形態では、余剰クーリングガスの量にも依るが、前記プロセスガス圧縮機５３に吸入されるガスの温度が上昇するため、これに十分耐え得る仕様をもつ圧縮機を選定することが好ましい。また、この第４の実施の形態においても、前記クーリングガス移送ライン３２には調温装置３５及び除塵装置３６が設けられることが、好ましい。これらによる冷却処理及び除塵処理は、前記プロセスガス圧縮機５３の熱によるダメージの抑止及び余剰クーリングガスに含まれる粉塵に起因するプロセスガス圧縮機５３の作動不良の防止を可能にする。
In the fourth embodiment, although depending on the amount of excess cooling gas, the temperature of the gas sucked into the
この第４の実施の形態においても、前記第１の実施の形態により得られる効果が同様に得られる。また、図４に示されるシステムに図２に示されるガス分析計４７（または図３に示されるガス温度計４７Ｔ及びガス圧力計４７Ｐ）、制御器３３（またはＨ２Ｏ濃度制御器３３Ｈ）及び流量調節弁３７を設けて調温装置３５における水の噴霧量を調節することにより、第２の実施の形態と同様に、より適正なシステムの運転を実現することが可能である。
Also in the fourth embodiment, the effects obtained by the first embodiment can be obtained similarly. Further, the system shown in FIG. 4 includes a gas analyzer 47 (or a gas thermometer 47T and a
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る還元鉄の製造のためのシステムを示す。この第５の実施の形態は、クーリングガス移送ライン３２による余剰クーリングガスの移送先がプロセスガス供給ライン５５ではなく燃料ガス供給ライン５６であること、つまり、当該余剰クーリングガスを改質器４０に供給される改質器用ガスのうちのプロセスガスではなく燃料ガスに混合すること、において前記第１〜第４の実施の形態と相違する。この場合も、前記第４の実施の形態と同様、余剰クーリングガスの昇圧は不要であるため、図１に示される移送用圧縮機の省略が可能である。さらに、第１〜第３の実施の形態に含まれる調温装置３５も不要であるが、余剰クーリングガスに含まれる粉塵に起因するバーナ４４の作動不良を防ぐためには前記第１〜第４の実施の形態と同様にクーリングガス移送ライン３２に前記クーリングガスの除塵処理を行う除塵装置３６が設けられることが、好ましい。
FIG. 5 shows a system for producing reduced iron according to the fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the surplus cooling gas is transferred by the cooling
このように燃料ガスに適量のクーリングガスを混合することは、当該燃料ガスとして補給すべき天然ガスの量の節減を可能にする。また、当該適量のクーリングガスを燃料ガスに混合することとプロセスガスに混合することとが同じシステムにおいて同時に行われてもよい。 In this way, mixing an appropriate amount of the cooling gas with the fuel gas makes it possible to reduce the amount of natural gas to be replenished as the fuel gas. Further, mixing the appropriate amount of the cooling gas with the fuel gas and mixing with the process gas may be performed simultaneously in the same system.
前記第１〜第５の実施の形態に含まれる調温装置３５は、適宜省略が可能である。その場合、当該調温装置３５に代えてガス遮断用のダンパーをクーリングガス移送ライン３２に設け、運転異常による過度の昇温時には前記ダンパーを閉めて高温のクーリングガスが移送用圧縮機３４に至るのを阻止することにより、当該移送用圧縮機３４の保護が可能である。この場合、当該移送用圧縮機３４を停止させてその空運転を防ぐことが、より好ましい。また、前記ダンパーも省略して前記移送用圧縮機３４の非常停止のみが実行されてもよい。
The
前記第１〜第５の実施の形態では、前記クーリングガス冷却器２４により冷却される前のクーリングガスが抜き出されて改質器用ガスに混合されるが、当該クーリングガス冷却器２４により冷却された後のクーリングガスが改質器用ガスに混合されてもよい。例えば、図１〜図５に示されるクーリングガス移送ライン３２に代え、システムのうちクーリングガス循環ライン２２における循環用圧縮機２６の下流側の部位と前記プロセスガス供給ライン５５におけるプロセスガス圧縮機５３の下流側の部位とを接続するクーリングガス移送ラインが設けられて当該循環用圧縮機２６が吐出するクーリングガスが圧縮後のプロセスガスに導入されてもよい。ただし、前記のようにクーリングガス冷却器２４の上流側で適量のクーリングガスを抜き出すことは、当該クーリングガス冷却器２４の熱負荷を下げる（当該クーリングガス冷却器２４がスクラバの場合には水の噴霧量を削減する）ことを可能にするとともに、クーリングガスの保有する熱を利用してプロセスガス中の水分を蒸発させることができる利点がある。
In the first to fifth embodiments, the cooling gas before being cooled by the cooling
前記第１〜第５の実施の形態に含まれるクーリングガスの多めの補給及び適量のクーリングガスの抜出しによって循環クーリングガスの成分を安定させるという効果は、抜き出した適量のクーリングガスの移送先にかかわらず成立する。例えば、当該適量のクーリングガスが還元ガス供給ライン４６を流れる還元ガスに混合される態様であっても、前記の効果すなわち循環クーリングガスの成分を安定させるという効果は得ることが可能である。換言すれば、本発明は、前記のクーリングガスの成分の安定化という効果に加え、クーリングガスの循環路から抜き出した適量のクーリングガスを改質器用ガスに混合することによって、改質器の運転のために補給しなければならない天然ガスの必要量を節減できるという効果をさらに得ることを可能にするものである。
The effect of stabilizing the components of the circulating cooling gas by supplying a large amount of cooling gas and extracting an appropriate amount of cooling gas included in the first to fifth embodiments is related to the destination of the extracted appropriate amount of cooling gas. It holds true. For example, even when the appropriate amount of the cooling gas is mixed with the reducing gas flowing through the reducing
１０ 還元炉
１２ 還元炉の炉頂部
１３ 還元炉の中間部分
１４ 還元炉の炉底部
１６ ペレットフィードホッパー
１７ 炉頂ガス移送ライン
１８ 冷却領域
２０ クーリングガス循環部
２２ クーリングガス循環ライン
２４ クーリングガス冷却器
２６ 循環用圧縮機
３０ クーリングガス移送部
３２ クーリングガス移送ライン
３３ 制御器
３３Ｈ 濃度制御器
３４ 移送用圧縮機
３５ 調温装置
３６ 除塵装置
３７ 流量調節弁
４０ 改質器
４２ 改質器本体
４４ バーナ
４６ 還元ガス供給ライン
４７ ガス分析計
４７Ｐ ガス圧力計
４７Ｔ ガス温度計
４８ 改質ガス冷却器
５０ ガス供給部
５２ 炉頂ガス調整器
５３ プロセスガス圧縮機
５４ 燃焼用空気圧縮機
５５ プロセスガス供給ライン
５６ 燃料ガス供給ライン
６０ 予熱器
DESCRIPTION OF
Claims (12)
還元炉内で前記酸化鉄をその塔頂から降下させながら還元ガスと接触させることにより前記酸化鉄を還元して還元鉄を生成し、当該還元鉄を当該還元炉の底部から排出する還元鉄生成工程と、
前記還元炉の炉頂ガスを抜き出してその含有水分量の調節及び除塵処理を行うことによりプロセスガスを生成し、少なくとも当該プロセスガスを改質器内に供給することにより当該改質器内で改質ガスを生成する改質ガス生成工程と、
生成された改質ガスを前記還元ガスとして前記還元炉に供給する還元ガス供給工程と、
前記還元炉の下部に設定された冷却領域を含む循環路に沿って天然ガスを含むクーリングガスを循環させるとともにその循環路に天然ガスを補給するクーリングガス循環工程と、
前記循環路に沿って循環するクーリングガスの一部を抜き出し、その抜出したガスを前記改質器の運転のために当該改質器に供給されるガスである改質器用ガスに混合するクーリングガス混合工程と、を含む、還元鉄の製造方法。 A method for producing reduced iron by reducing iron oxide,
Reduced iron is produced by reducing the iron oxide by bringing it into contact with a reducing gas while lowering the iron oxide from the top of the tower in a reducing furnace, and reducing iron is produced by discharging the reduced iron from the bottom of the reducing furnace. Process,
A process gas is generated by extracting the top gas of the reduction furnace, adjusting the moisture content thereof, and performing a dust removal process, and at least supplying the process gas into the reformer to improve the process gas in the reformer. A reformed gas generating step for generating a quality gas;
A reducing gas supply step of supplying the generated reformed gas as the reducing gas to the reduction furnace;
A cooling gas circulation step of circulating a cooling gas containing natural gas along a circulation path including a cooling region set at a lower part of the reduction furnace and replenishing the circulation path with the natural gas;
A cooling gas that extracts a part of the cooling gas that circulates along the circulation path and mixes the extracted gas with a reformer gas that is a gas supplied to the reformer for the operation of the reformer. A method for producing reduced iron, comprising a mixing step.
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