[发明专利]用于生成至少部分还原的金属矿石和/或金属的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在一个或多个还原单元中借助还原气体通过还原细颗粒状的氧化的金属载体来生成至少部分还原的金属矿石和/或金属的方法，尤其是生成细颗粒状的金属矿石和/或金属，尤其是生成细颗粒状的、直接还原的铁或铁矿石，其中金属矿石或金属既可作为中间产品也可作为最终产品存在。在此，该至少部分还原的金属矿石和/或金属从所述至少一个还原单元转送到收集容器中，并在此从收集容器中导出已进入到收集容器中的气体（所谓的排出气体）。本发明还涉及一种用于实施按本发明的方法的装置，用于生成至少部分还原的金属矿石和/或金属。

背景技术

借助还原气体来还原金属矿石或铁矿石，其基础通常是，细颗粒状的铁矿石（例如粒度为0.005至12mm）在涡流层中还原。该涡流层通过以下方式获得，即还原气体吹入涡流层反应器或多个涡流层反应器的级联（所谓的涡流层-还原装置）中。在此，例如细颗粒状的铁矿石通过反应气体流保持在悬浮中，并被它还原。该还原气体在此过程中氧化。因此在所谓的FINEX^?-方法或所谓的FINMET^?-方法中，细颗粒状的金属或铁矿石在逆流中通过多个涡流反应器的级联引导至还原气体流。

在该还原过程中停留一段时间之后，这样还原的材料例如称为直接还原铁或简称为DRI（Direct Reduced Iron），从涡流层反应器中取出，或在级联中在细颗粒状的金属矿石的流动方向上看从最后一个涡流层反应器中取出。该直接还原的金属或铁通常具有约50至95%的还原率，并同样像所用的铁矿石一样是细颗粒状的。

为了实现完整的还原，并为了生成生铁，该直接还原的铁DRI在压实步骤（在该步骤中获得所谓的热压铁）之后传输到装料和/或还原装置中。该装料装置能够可选地同样被还原气体穿流。材料然后从该处传导至熔融单元（例如熔融气化器）中。

在最后一个涡流层反应器和压实机之间通常设置有收集容器作为缓冲存储器，用于把直接还原的细颗粒状的铁传输到接在后面的设备部件（例如压实机、装料装置、还原装置、熔融单元等）。该收集容器也称为DRI直接还原铁粉筒或简称为DFB，并通常设置在用于压实的装置上方。为了使直接还原的细颗粒状的铁料DRI从涡流层反应器或在级联中从最后一个涡流层反应器输送到收集容器中，应用了还原气体的一部分，这部分气体后面在可能与惰性气体（例如氮气）混合之后称为排出气体（Vent-Gas）。

该气体必须从收集容器导出。为此，应用了依赖该方法的系统，例如所谓的HCI排出气体系统或HBI排放气体系统。在导出过程中，通常热的且被金属微粒污染的排出气体在此系统中例如进行清洁。为此，例如在所谓的HCI排出气体系统中从收集容器导出的气体通过干式除尘装置（例如借助气旋的过滤装置和/或热气过滤器）以及传导通过湿式除尘装置（例如湿式洗涤器和/或文丘里除尘器）。运行和/或气体清洁所需的抽吸压力在此通常由压缩机（例如两个所谓的排出气体压缩机）产生。

使用压缩机当然具有缺点，即会产生很高的投资和运行成本。此外，压缩机系统不是免维护的。例如从收集容器中吸出的气体是热和受污染的，总是会在压缩机中产生故障，这例如会使用于生成细颗粒状的、直接还原的铁的设备的运行中断。

发明内容

因此本发明的目的是，说明一种方法和一种装置，用于生成至少部分还原的金属矿石和/或金属，尤其是生成细颗粒状的、直接还原的铁或铁矿石，其保养成本更低，且投资和能量成本也更低，并且可实现尽可能无故障的运行。

此目的通过前述类型的方法得以实现，其中待从收集容器中导出的气体（尤其是所谓的排出气体）借助驱动流体吸出。

按本发明建议的解决方案的主要构思在于，无需使用复杂且昂贵的压缩机系统，以简单的方式把待从收集容器中导出的气体（所谓的排出气体）导出。在此，例如利用驱动流体（例如在生成至少部分还原的金属矿石或细颗粒状的、直接还原的铁时已使用的过程气体）的压力能量，以便产生抽吸压力，为吸出待导出的气体需要该抽吸压力。因此，例如与应用压缩机来从收集容器中导出气体相比，实现了明显更低的运行成本和投资成本。在压缩机中还可省略必要的保养。