KR100948931B1 - 미립 장입물질을 처리하기 위한 방법 및 유동층 작동 장치 - Google Patents

미립 장입물질을 처리하기 위한 방법 및 유동층 작동 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100948931B1
KR100948931B1 KR1020047007053A KR20047007053A KR100948931B1 KR 100948931 B1 KR100948931 B1 KR 100948931B1 KR 1020047007053 A KR1020047007053 A KR 1020047007053A KR 20047007053 A KR20047007053 A KR 20047007053A KR 100948931 B1 KR100948931 B1 KR 100948931B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluidized bed
process gas
chamber
partially
particulate
Prior art date
Application number
KR1020047007053A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050039738A (ko
Inventor
요한 치른가스트
알베르트 츠쉐트츠쉐
Original Assignee
지멘스 브이에이아이 메탈스 테크놀로지스 게엠베하 앤드 컴퍼니
주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지멘스 브이에이아이 메탈스 테크놀로지스 게엠베하 앤드 컴퍼니, 주식회사 포스코, 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 지멘스 브이에이아이 메탈스 테크놀로지스 게엠베하 앤드 컴퍼니
Publication of KR20050039738A publication Critical patent/KR20050039738A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100948931B1 publication Critical patent/KR100948931B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055—Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1836—Heating and cooling the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
    • B01J8/384—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only
    • B01J8/386—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it being subject to a circulatory movement only internally, i.e. the particles rotate within the vessel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B15/10—Arrangements of air or gas supply devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00256—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles in a heat exchanger for the heat exchange medium separate from the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00504—Controlling the temperature by means of a burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B15/12—Arrangements of dust collectors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Abstract

본 발명은 특히 금속을 함유하는 미립 공급원료를 처리하기 위한 방법에 관한것이며, 상기 공급원료 및 처리 가스 특히, 환원 가스는 유동층을 형성하기 위해 유동층 챔버(1) 예를 들어, 유동층 반응기 내로 도입된다. 처리 가스는 유동층(4) 내에서 적어도 부분적인 반응 후에 상기 유동층으로부터 배출되고 그 후에, 반응성 에이전트(reactive agent) 바람직하게는, 가스 산화제 및/또는 액체 산화제로 특히 발열성 화학 반응에 의해 상기 유동층 외부에서 부분적으로 사용 바람직하게는 산화된다. 상기 반응의 열 에너지는 유동층 챔버 특히, 유동층으로 도입되거나 유동층으로부터 배출된다. 본 발명은 또한 유동층을 작동하기 위한 유니트에 관한 것이다.

Description

미립 장입물질을 처리하기 위한 방법 및 유동층 작동 장치{A PROCESS FOR TREATING A FINELY PARTICULATE CHARGE MATERIAL AND AN APPARATUS FOR OPERATING A FLUIDIZED BED FOR TREATING A FINELY PARTICULATE CHARGE MATERIAL}
본 발명은 미립자(finely particulate), 특히 금속 함유 장입(裝入) 물질(metal-containing charge material)을 처리하기 위한 방법에 관한 것이며, 장입 물질 및 처리 가스(treatment gas), 특히 환원 가스는 유동층(fluidized-bed)을 형성하기 위해 유동층 챔버 예를 들어, 유동층 반응기(fluidized-bed reactor) 내로 도입된다. 본 발명은 또한 유동층 예를 들어, 유동층 반응기를 작동하기 위한 유니트에 관한 것이다.
유동층법의 효율은 무엇보다도 처리 가스의 구성 및 유동층 내의 온도에 의해 조절될 수 있다.
유동층법에 있어서, 적합한 조치 예를 들어, 냉각 가스(cooling gas)를 혼합함으로써 특수한 적용예에 적절한 온도 수준으로 처리 가스의 온도를 설정하는 것이 종래 기술로부터 알려져 있다.
본 발명의 목적은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 방법 및 청구항 제 10 항 의 전제부에 따른 장치를 더 발전시키는 것이며, 이러한 방법 및 장치는 유동층법의 열적 영향의 특히 효율적이고 결과적으로 경제적인 형태를 가능하게 한다.
본 발명에 따라, 이러한 목적은 청구항 제 1 항의 특징부에 개시된 본 발명에 따른 방법 및 청구항 제 10 항의 특징부에 개시된 본 발명에 따른 장치에 의해 달성된다.
제안된 방법은 미립자 금속 산화물, 특히 미립자 산화철의 처리, 특히 환원에 특히 적합하다. 그러나, 본 발명은 이러한 특별한 적용예에 제한되는 것은 아니며, 결과적으로 환원과 관련한 모든 언급은 순전히 예로서 간주된다.
또한 이러한 특수한 진술은 당업자 뿐 아니라 다른 기술 분야, 특히 유동층법이 적용되는 동등한 산업적 처리 분야에서의 숙련자들이 실시할 수 있도록 적합한 변경을 가해 적용된다. 예로서, 본 발명은 또한 시멘트 산업에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 실시예에 따라, 유동층은 부분 영역, 특히 유동층 챔버의 낮은 부분 영역에 형성되고 및/또는 적어도 부분적으로 반응된 처리 가스는 유동층 챔버 내 바람직하게는, 유동층 위에서 재처리되며, 및/또는 적어도 부분적으로 재처리된 처리 가스는 유동층 챔버로부터 바람직하게는, 유동층 위로부터 배출된다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 실시예에 따라, 유동층 내에서 적어도 부분적으로 반응된 처리 가스를 재처리하기 위한 장치 예를 들어, 산소 버너 및/또는 산소 노즐은 적어도 부분적인 재처리 과정 동안, 특히 적절한 발열이 있다면, 처리 가스의 산화동안 열 에너지가 발생되거나 소비되면서, 유동층 위의 유동층 챔버 내에서 작동된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따라, 열 에너지는 유동층 챔버 내의 유동층 위에서 발생되거나 소비된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따라, 유동층 위에서 발생되거나 소비되는 열 에너지는 유동층 위의 유동층 챔버 내로 도입되거나 유동층 위의 유동층 챔버로부터 제거된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따라, 산화제 예를 들어, 산소 및/또는 공기는 만약 적합하다면, 처리 가스를 재처리하기 위해 유동층 챔버 내의 유동층 위에 배열되는 처리 가스를 재처리하기 위한 장치를 통해 유동층 위의 유동층 챔버 내로 직접 도입된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따라, 적어도 부분적으로 반응된 처리 가스, 특히 환원 가스는 만약 적합하다면, 유동층 챔버 내의 유동층 위에 배열되는 처리 가스를 재처리하기 위한 장치에 의해 유동층 위의 유동층 챔버 내에서 적어도 부분적으로 연소, 특히 적어도 부분적으로 산화된다.
연소는 예를 들어, 발열성 산화와 같은 열 에너지를 얻기 위한 예를 들면, 화학 반응을 나타낸다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따라, 유동층으로부터 나와서 특히, 적어도 때때로 유동층 위에 위치하는 미립 장입 물질은 만약 적합하다면, 유동층 챔버 내의 유동층 위로 안내되고 적어도 부분적으로 재처리, 특히 연소 및/또는 산화 및/또는 가열되는 처리 가스 및/또는 처리 가스 자체를 재처리하기 위한 장치에 의해 적어도 부분적으로 가열 및/또는 냉각된다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 실시예에 따라, 사이클론은 유동층 위의 유동층 챔버 내에 배열되며, 미립 장입 물질은 사이클론, 특히 사이클론 입구 영역에서 처리 가스 및/또는 처리 가스 자체를 재처리하기 위한 장치에 의해 가열 또는 냉각되며, 상기 처리 가스는 유동층 챔버 내의 유동층 위로 안내되고 적어도 부분적으로 재처리, 특히 산화 및/또는 가열된다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 실시예에 따라, 유동층 위에 위치되고 가열 또는 냉각되는 미립 장입 물질은 유동층 내로 적어도 부분적으로 도입, 특히 재순환된다.
더 나아가, 본 발명은 청구항 제 10 항에 개시된 것과 같은 장치, 바람직하게는 청구항 제 1 항 내지 제 9 항 중 하나 이상의 청구항에서 청구된 것과 같은 방법을 수행하기 위한 장치에 의해 특징지어진다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에 따라, 유동층 위의 유동층 챔버 내에 배열되는 처리 가스를 재처리하기 위한 장치는 액체 및/또는 고체 연소 작용제(combustion agent), 바람직하게는 산화제 및/또는 산소 운반자(oxygen carrier), 특히 바람직하게는 산소 및/또는 공기를 유동층 챔버 내로 도입하기 위해 설계된다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에 따라, 유동층 챔버 내의 유동층 위에 배열되는 처리 가스를 재처리하기 위한 장치는 비산대 영역(splash zone)에 배열되며, 이로 인해 비산대 영역에 존재하는 미립 장입 물질은 상기 장치 자체 및/또는 적어도 부분적으로 재처리, 특히 산화 및/또는 가열된 처리 가스에 의해 적어도 부분적으로 가열 및/또는 냉각될 수 있다.
이러한 관계에 있어서, 비산대는 미립 고체 입자가 배출되고 그 후, 적어도 부분적으로 유동층 내로 회수되는 유동층 위의 자유공간(free space)이라는 부분으로 특징지어진다.
본 발명에 따른 장치의 특별한 실시예에 따라, 유니트는 유동층 챔버 내의 유동층 위에 배열되는 사이클론(cyclone), 사이클론 출구에 인접하여 유동층 내로 연장되는 긴 관(dipleg) 및 적합하다면, 추가적으로 처리 가스의 재처리를 위해 유동층 챔버 내의 사이클론, 특히 사이클론의 입구 높이에 맞춰 유동층 위에 배열되는 장치를 가지며, 사이클론, 특히 사이클론 입구 영역에서 장치 자체 및/또는 적어도 부분적으로 재처리, 특히 산화, 가열된 처리 가스에 의해 미세 장입 물질이 적어도 부분적으로 가열 또는 냉각되는 것이 가능하다.
본 발명의 특별한 실시예에 따라, 긴 관은 사이클론에서 분리된 물질을 유동층 내로 돌려보내기 위한 장치를 나타낸다.
다양한 유동층 환원 방법에 있어, 장입 광석은 세개 내지 네개의 유동층 반응기 내의 역류에서 가열 또는 환원된다. 이러한 적용에 있어, 온도 프로파일(temperature profile)은 반응열 및 환원 가스의 열함량(heat content)에 의해 설정된다.
따라서, 상응하는 방법의 열 수지 공정 관리(thermal budget process management)는 좁은 제한 범위 내에서만 변경될 수 있다.
종래 기술은 환원 가스의 외부 예열을 개시했지만, 이것은 경제성이 없는 것으로 판명되었다. 유동층의 환원 가스 상류층의 부분적인 연소는 환원 가스의 환원력(reduction potential)에 역효과를 미침으로써 수행될 수 있는 환원 작용에 역효과를 미치게 된다.
유동층 유니트 내에서의 버너의 사용, 특히 산소 버너의 사용에 관한 광범위한 실험은 일반적으로 유동층 유니트 내의 높은 입자 농도 때문에 유동층법을 불안정하게 하는 슬래그 형성이 불꽃 영역에서 발생된다는 것을 보여준다. 더 나아가, 이러한 영역에서, 신뢰할 만한 불꽃 감시(reliable flame monitoring) 및 점화 보조(ignition assistance)는 실현하기 매우 어렵다.
본 발명은 에너지 수지, 특히 에너지의 도입을 최적화 한다.
본 발명의 방법에 따른 본 발명의 특별한 실시예에서, 하나 이상의 산소 버너가 유동층 온도를 증가시키기 위해 유동층 위에 배열된다. 종래의 버너와 비교하였을 때, 본 발명에 따른 산소 버너는 처리 가스, 특히 환원 가스의 연소, 특히 산화가 유동층 챔버 내에서만큼 조기에 산소 버너의 상류층에서 발생한다는 사실에 의해 구별된다. 가장 간단한 실시예에서, 산소 버너는 산소 운반자를 유동층 챔버 내로 공급하기 위한 노즐을 나타낸다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 실시예에 따라, 산소 운반자란 용어의 정의는 모든 산소-함유 물질 및 처리 가스 및/또는 미립 장입 물질 즉, 특히 순수 산소 및/또는 공기의 적어도 부분적인 산화를 위해 유동층 챔버 내에 만연한 주위 조건 하에서 산소를 배출하고 및/또는 제공하는 모든 물질을 포함한다.
본 발명의 특별한 실시예에 따라, 유동층으로부터 배출되는 입자의 결과로서, 상기 입자는 유동층 위의 자유 공간에서 산소 버너에 의해 가열되고 그 후, 유동층 내로 회수된다.
본 발명의 특별한 실시예에 따라, 추가적으로 가열되는 입자 또는 분진(dust)은 선택사양인 사이클론에서 분리되고 그 후, 유동층으로 다시 복귀한다.
유동층의 상류에서 가열되는 가스의 개념과 달리, 제안된 배열을 구비한 본 발명의 특별한 실시예에 따라, 환원 가스의 환원 전위는 단지 유동층의 하류를 악화시킨다. 이것은 상승된 층 온도로 가스의 환원 전위의 사용을 가능하게 한다. 작동 가스가 반응기에 들어갈 때, 높은 가스 온도가 방지된다. 이것은 분배기 베이스에서 발생하는 기존의 케이킹(caking)의 문제를 중화시킨다.
더 나아가, 유동층 또는 유동층 챔버 영역 내에서 발생하는 슬래그 형성(케이킹)의 위험은 불꽃 영역의 낮은 입자 농도에 의해 감소된다.
다음의 특별한 이익은 본 발명의 주요 내용에 의해 실현될 수 있다:
●효율적이고 간단한 불꽃 감시 및 점화 보조
●대략 일정한 처리 가스의 품질을 유지하면서 유동층 온도의 증가에 의해 더 우수하고 더 일정한 처리 특히, 환원
●유동층의 온도 프로파일의 효율적이고 간단한 영향
●분배기 베이스의 연장된 사용기간
●유동층법의 개선된 효율의 결과인 향상된 생산성.
제안된 발명은 상기 발명이 병렬 및/또는 직렬로 작동되는 다수의 유동층을 구비하는 방법에 적용될 때 특히 효율적이라는 것이 증명되었으며, 이는 이러한 경우에 각각의 유동층은 적용된 온도에 관하여 서로 특히 가요적으로 조화될 수 있기 때문이다.
본 발명의 특별한 실시예에 따라, 유동층 반응 예를 들어, 미립 금속 산화물의 환원이 처리 가스의 추가적인 재처리 예를 들어, 부분적 연소에 앞서 유동층 내에서 수행되며, 그럼에도 특히 재순환된 입자, 바람직하게는 미립 장입 물질에 의해 유동층 내의 온도를 제어하는 것이 가능하다.
본 발명의 특별한 실시예에 따라, 재순환은 한편으로는 사이클론 재순환 예를 들어 긴 관을 통한 사이클론 재순환 및/또는 다른 한편으로는 유동층으로부터 배출되고 회수되는 입자에 의해 영향을 받는다. 이러한 실시예에 따라, 유동층에서의 반응 동안 또는 반응 전에 영향을 받은 처리 가스 없이 유동층의 가열이 이루어진다.
본 발명은 개략적 도면을 근거로 하여 특별하고 제한적이지 않은 실시예에 따라 이하 설명된다.
도 1은 미립자, 특히 금속 함유 장입 물질을 처리하기 위한 공정을 도시한다.
도 1은 유동층, 예를 들어 유동층 반응기를 다루기 위한 유니트(1)를 도시하며, 상기 유동층 반응기는 유동층(4) 및 자유 공간(5)을 수용하기 위해 윈드 챔버(wind chamber)(2) 및 유동층 챔버를 구비한다. 더 나아가, 유니트(1)는 처리 가스(treatment gas)(6), 특히 환원 가스를 분배하기 위한 분배기 베이스(3)를 구비한다.
미립 장입 물질(finely particulate charge material), 특히 산화철은 라인(8)을 통해 유니트(1)로 공급되며, 적어도 부분적으로 처리된 형태로 라인(9)을 통해 다시 제거된다.
유니트(1)에는 사이클론(10) 및 긴 관(11)이 있고, 상기 긴 관(11)은 분진 또는 미세 장입 물질을 분리하여 유동층(4)으로 재순환시키기 위해 사용된다. 당업자에게 잘 알려져 있는 것처럼, 유동층(4)은 끓는 액체와 유사하게 행동하며 비록 선명하진 않지만, 도면에 개략적으로 묘사된 한정된 표면에 의해 상부에 한정된다. 이러한 선명하지 않은 경계선(blurred boundary)의 바로 위쪽에는 비산대로 알려진 영역이 있으며, 이러한 영역은 상기 영역 내의 미립자의 존재에 의해 특징지워지며, 상기 미립자는 유동층으로부터 배출된 후, 유동층 내로 회수된다.
유동층 챔버 내에는 유동층(4) 위의 유동층 챔버 내로 산소(11)를 공급하기 위한 산소 버너(12)가 있다. 특정의 실시예에 따라, 산소 버너 자체는 비산대 내에 위치(도 1에 도시된 바와 같이)하거나 비산대 내로 열을 직접 공급하기 하기 위해 사용된다. 입자(16)는 유동층 내로 회수되기 전에 비산대 내에서 산소 버너(12)에 의해 가열되며 이에 따라, 유동층의 가열에 기여한다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따라, 산소 운반자(15)를 공급하기 위한 버너(14)는 사이클론(10), 특히 사이클론 입구 영역 내에 제공된다.
이러한 방식으로, 처리 가스는 유동층 챔버 내에서 연소되며, 열이 유동층(4) 위에서 발생되고 이러한 열은 예를 들어, 긴 관(11)을 통해 사이클론(10) 내에서 분리되는 고체 입자에 의해 유동층(4)을 직접적으로 가열하기 위해(또는 경과하여 가열하기 위해) 사용된다.
예를 위해, 화살표(17)는 유동층(4)으로부터 비산대를 통과하여 자유 공간(5) 내로 향하는 미립 고상 입자(fine solid particle)의 경로를 도시하며 이에 따라, 이러한 입자는 산소 버너(14)에 의해 가열되고 그 후, 사이클론(10) 및 긴 관(11)을 통해 유동층(4) 내로 재순환된다.
적어도 부분적으로 반응된 처리 가스는 라인(7)을 통해 다시 배출된다.

Claims (31)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 장입물질과 처리 가스를 유동층 챔버에 제공하여 유동층을 형성하고, 상기 유동층 위 상기 유동층 챔버 내에 사이클론을 배치하는 단계,
    상기 처리 가스를 상기 유동층 내에서 적어도 부분적으로 반응시키고 나서 상기 처리 가스를 상기 유동층에서 배출하는 단계,
    적어도 부분적으로 반응되고 배출된 상기 처리 가스를, 상기 처리 가스 재처리 장치에서 반응물과 화학반응시켜 적어도 부분적으로 재처리하고, 상기 재처리 장치를 상기 유동층 위 상기 유동층 챔버 내에서 작동하여 상기 화학 반응에서 열 에너지를 생산하는 단계 및
    상기 열 에너지를 적어도 부분적으로 상기 유동층 챔버에 제공하거나 상기 유동층 챔버에서 배출하며, 상기 유동층 챔버 내 상기 유동층 위 상기 사이클론 영역에서 상기 처리 가스로 상기 미립 장입물질을 가열하거나 냉각하는 단계를 포함하는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 처리 가스는 상기 유동층 챔버에 제공되는 환원 가스이고, 상기 유동층 챔버는 유동층 반응기인 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 적어도 부분적으로 상기 처리 가스를 재처리하는 단계는,
    기체 산화제를 포함하는 반응물과 발열 화학반응을 일으킴으로써 상기 처리 가스를 산화하는 단계를 포함하는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 처리 가스 재처리 장치는 산소 버너 또는 산소 노즐 중 적어도 하나이고, 상기 재처리 장치는 상기 유동층 위 상기 유동층 챔버 내에서 작동 가능하고 열 에너지를 생산하며,
    상기 사이클론 입구 영역에서 상기 미립 장입물질을 가열하거나 냉각하려고 상기 열 에너지를 적어도 부분적으로 상기 유동층에 제공하거나 배출하며, 상기 처리 가스를 상기 유동층 위 상기 유동층 챔버로 유도함으로써 상기 열 에너지를 상기 유동층 챔버에 제공하는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 사이클론 입구 영역에서, 상기 처리 가스로, 또는 상기 처리 가스 재처리 장치로 상기 미립 장입물질을 가열하거나 냉각하는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  16. 제13항에서,
    상기 미립 장입물질은 금속 함유 장입물질인 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  17. 제13항에서,
    상기 유동층은 상기 유동층 챔버의 아랫부분에 형성되고,
    상기 유동층 위 상기 유동층 챔버 내에서 상기 부분적으로 반응된 처리 가스를 재처리하는 단계 및
    상기 적어도 부분적으로 재처리된 처리 가스를 상기 유동층 위 상기 유동층 챔버에서 배출하는 단계를 포함하는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제17항에서,
    상기 처리 가스를 재처리하려고 상기 유동층 위 상기 유동층 챔버에 산화제를 제공하는 단계를 더 포함하는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 산화제는 상기 유동층 챔버 내 상기 유동층 위에 배치된 상기 처리 가스 재처리 장치에 의해 제공되는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  21. 제19항에서,
    상기 산화제는 산소 또는 공기인 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  22. 제12항에서,
    상기 적어도 부분적으로 반응된 처리 가스는 상기 유동층 위 상기 유동층 챔버 내에서 적어도 부분적으로 산화되는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 적어도 부분적으로 반응된 처리 가스는 상기 유동층 챔버 내 상기 유동층 위에 배치된 상기 처리 가스 재처리 장치에 의해 적어도 부분적으로 산화되는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  24. 제11항에서,
    상기 유동층은, 미립 장입물질이 상기 유동층에서 나와 상기 유동층 위에 있도록 하고, 적어도 부분적으로 재처리되고 상기 유동층 챔버 내 상기 유동층 위로 유도되는 처리 가스 또는 상기 처리 가스 재처리 장치 중 적어도 어느 하나에 의해 상기 유동층 위에서 상기 미립 장입물질을 가열하거나 냉각하도록 작동할 수 있는 미립 장입물질을 처리하는 방법.
  25. 삭제
  26. 처리 가스를 분배하기 위한 분배기 베이스,
    상기 분배기 베이스 위에 유동층을 형성하며 상기 유동층이 배치되는 아랫부분을 포함하고, 상기 유동층 위 상기 유동층 챔버 내에서 상기 처리 가스를 재처리하도록 작동하는 유동층 챔버,
    미립 장입물질을 공급하는 제1라인,
    처리된 미립 장입물질을 상기 유동층 챔버에서 배출하는 제2라인,
    처리 가스를 상기 유동층 챔버에 제공하는 제3라인,
    처리 가스를 상기 유동층 챔버에서 배출하는 제4라인,
    상기 유동층 챔버 내 상기 유동층 위에 배치되고, 상기 유동층 내부로 통하는 방출구를 구비하는 사이클론,
    상기 유동층까지 연장되고 상기 방출구에 연결되는 관 및
    적어도 부분적으로 반응한 상기 처리 가스를 재처리하는 재처리 장치를 포함하며,
    상기 재처리 장치는 상기 유동층 위 상기 유동층 챔버 내에 배치되고, 열 에너지를 상기 유동층에 제공하거나 상기 유동층에서 배출하도록 작동하며, 상기 사이클론 높이로 상기 유동층 챔버 내 상기 유동층 위에 배치되어 상기 사이클론 영역에 있는 미립 장입물질이 상기 재처리 장치나 상기 적어도 부분적으로 재처리된 처리 가스에 의해 가열되거나 냉각되게 하는 미립 장입물질을 처리하기 위한 유동층 작동 장치.
  27. 삭제
  28. 제26항에서,
    상기 사이클론에는 상기 유동층 챔버 내에 배치되는 유입구가 있어서 상기 미립 장입물질이 상기 사이클론 입구 영역에서 가열되거나 냉각되는 미립 장입물질을 처리하기 위한 유동층 작동 장치.
  29. 삭제
  30. 제26항에서,
    상기 산화제는 산소 또는 공기인 미립 장입물질을 처리하기 위한 유동층 작동 장치.
  31. 제26항에서,
    상기 재처리 장치는 상기 유동층 챔버 내의 비산대 영역 내에 배열되어 상기 재처리 장치 또는 상기 적어도 부분적으로 재처리된 처리 가스에 의해 상기 장입물질이 상기 비산대 영역에서 가열되거나 냉각되게 하는 미립 장입물질을 처리하기 위한 유동층 작동 장치.
KR1020047007053A 2001-11-09 2002-10-23 미립 장입물질을 처리하기 위한 방법 및 유동층 작동 장치 KR100948931B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1773/2001 2001-11-09
AT0177301A AT410802B (de) 2001-11-09 2001-11-09 Verfahren und vorrichtung zur behandlung eines feinteilchenförmigen, insbesondere metallhaltigen, einsatzmateriales

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050039738A KR20050039738A (ko) 2005-04-29
KR100948931B1 true KR100948931B1 (ko) 2010-03-23

Family

ID=3688894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047007053A KR100948931B1 (ko) 2001-11-09 2002-10-23 미립 장입물질을 처리하기 위한 방법 및 유동층 작동 장치

Country Status (14)

Country Link
US (1) US7854909B2 (ko)
EP (1) EP1458895B1 (ko)
JP (1) JP4727144B2 (ko)
KR (1) KR100948931B1 (ko)
CN (1) CN1266287C (ko)
AT (2) AT410802B (ko)
AU (1) AU2002357463B2 (ko)
BR (1) BR0213798B1 (ko)
CA (1) CA2466495C (ko)
DE (1) DE50211533D1 (ko)
RU (1) RU2298453C2 (ko)
UA (1) UA75756C2 (ko)
WO (1) WO2003040417A1 (ko)
ZA (1) ZA200403190B (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT511888B1 (de) 2011-09-13 2013-06-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Vorrichtung zur energieoptimierung in einer anlage zur herstellung von direkt reduzierten metallerzen
CN111842778B (zh) * 2020-07-13 2021-11-30 太原理工大学 一种铸造废砂再生方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6241801B1 (en) * 1996-05-17 2001-06-05 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Method for treating particulate material in the fluidized bed method and vessel and plant for carrying out the method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3276858A (en) * 1964-12-07 1966-10-04 Pullman Inc Method for carrying out gas-solids reactions
US4469050A (en) * 1981-12-17 1984-09-04 York-Shipley, Inc. Fast fluidized bed reactor and method of operating the reactor
US4457289A (en) * 1982-04-20 1984-07-03 York-Shipley, Inc. Fast fluidized bed reactor and method of operating the reactor
DE3244769A1 (de) * 1982-12-03 1984-06-07 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Vorrichtung zur feinstaubabscheidung bei einem wirbelschichtreaktor
US4579070A (en) * 1985-03-01 1986-04-01 The M. W. Kellogg Company Reducing mode circulating fluid bed combustion
US4818371A (en) * 1987-06-05 1989-04-04 Resource Technology Associates Viscosity reduction by direct oxidative heating
US4854249A (en) * 1987-08-03 1989-08-08 Institute Of Gas Technology Two stage combustion
US5368824A (en) * 1993-08-18 1994-11-29 Marquess And Nell Inc. Gas distribution system for fluidized bed reactors
AT405186B (de) 1994-10-17 1999-06-25 Voest Alpine Ind Anlagen Anlage und verfahren zur herstellung von roheisen und/oder eisenschwamm
US5762681A (en) 1994-12-29 1998-06-09 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Fluidized bed type reduction apparatus for iron ores and method for reducing iron ores using the apparatus
JPH11131118A (ja) 1997-10-31 1999-05-18 Nkk Corp 予備還元炉
US5853436A (en) * 1997-12-22 1998-12-29 Chevron Chemical Company Llc Diesel fuel composition containing the salt of an alkyl hydroxyaromatic compound and an aliphatic amine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6241801B1 (en) * 1996-05-17 2001-06-05 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Method for treating particulate material in the fluidized bed method and vessel and plant for carrying out the method

Also Published As

Publication number Publication date
CA2466495A1 (en) 2003-05-15
ATA17732001A (de) 2002-12-15
KR20050039738A (ko) 2005-04-29
ATE383444T1 (de) 2008-01-15
EP1458895B1 (de) 2008-01-09
AT410802B (de) 2003-08-25
CN1266287C (zh) 2006-07-26
CN1585825A (zh) 2005-02-23
RU2004117528A (ru) 2005-05-10
JP2005511889A (ja) 2005-04-28
AU2002357463B2 (en) 2007-11-15
BR0213798B1 (pt) 2009-12-01
EP1458895A1 (de) 2004-09-22
JP4727144B2 (ja) 2011-07-20
RU2298453C2 (ru) 2007-05-10
ZA200403190B (en) 2005-07-27
WO2003040417A1 (de) 2003-05-15
BR0213798A (pt) 2004-12-07
US7854909B2 (en) 2010-12-21
UA75756C2 (en) 2006-05-15
DE50211533D1 (de) 2008-02-21
CA2466495C (en) 2012-03-20
US20050053529A1 (en) 2005-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0178445B1 (ko) 용융선철의 제조방법 및 제조장치
EA009505B1 (ru) Способ и установка для прямого восстановления металлоносного материала
US4008074A (en) Method for melting sponge iron
US7713329B2 (en) Apparatus for manufacturing molten irons to improve operation of fluidized bed type reduction apparatus and manufacturing method using the same
JP5095082B2 (ja) 微粒固体運搬方法および設備
TWI227738B (en) Process and plant for the gas reduction of particulate oxide-containing ores
CN110431639B (zh) 放射性废物的热减容
KR100948931B1 (ko) 미립 장입물질을 처리하기 위한 방법 및 유동층 작동 장치
AU2006224490B2 (en) Process and plant for the heat treatment of solids containing titanium
AU735307B2 (en) Apparatus and process for carrying out reactions in fluidized particle beds
AU2016390040A1 (en) Method and apparatus for treating a leaching residue of a sulfur-containing metal concentrate
KR100466631B1 (ko) 철함유물질로부터액체선철또는철강반제품을생산하는방법및그장치
CZ422098A3 (cs) Tavící generátor pro výrobu roztaveného kovu
TW406036B (en) Process and device for the depletion of metal from molten glass or molten slag
ZA200102128B (en) Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace.
KR19980052522A (ko) 전로배가스를 이용한 미분철광석의 용융환원방법 및 이에 이용되는 장치
JPH0253553B2 (ko)
JPS60203693A (ja) コ−クス乾式消火設備におけるコ−クス粉の処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130313

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140115

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150204

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160314

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170224

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180208

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190211

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200305

Year of fee payment: 11