專利名稱：鐵水制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種鐵水制備裝置，更具體地涉及在鐵水制備エ序中能夠減少ニ氧化碳的生成量井能夠生產(chǎn)液體燃料及電能的鐵水制備裝置。
背景技術(shù)：
將在鐵水制備エ序中產(chǎn)生的副產(chǎn)氣體直接釋放到大氣中，不僅對環(huán)境有害，而且廢棄可回收成分，在資源及能效方面并不可取。而且包含在副產(chǎn)氣體中的ニ氧化碳被視為氣候變化的原因，因此有必要回收利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在鐵水制備エ序中既能夠減少ニ氧化碳的生成量又能夠回收利用所產(chǎn)生的ニ氧化碳的鐵水制備裝置。另外，本發(fā)明的又一目的在于，提供一種在鐵水制備エ序中能夠生產(chǎn)液體燃料及電能的鐵水制備裝置。本發(fā)明的ー實施例的鐵水制備裝置可包括鐵水制備爐，生產(chǎn)鐵水并產(chǎn)生副產(chǎn)氣體；ニ氧化碳重整裝置，重整所述副產(chǎn)氣體以產(chǎn)生氫氣及ー氧化碳；以及鐵礦石還原裝置，接收所供給的所述氫氣及所述ー氧化碳以還原鐵礦石。所述鐵水制備裝置可在所述鐵水制備爐和所述ニ氧化碳重整裝置之間包括副產(chǎn)氣體提純設備，所述副產(chǎn)氣體提純設備能夠提純所述副產(chǎn)氣體中的有害成分。而且，所述副產(chǎn)氣體提純設備可以包括旋風裝置、過濾器及洗滌器中的至少ー種。所述鐵水制備裝置可在所述ニ氧化碳重整裝置和所述鐵礦石還原裝置之間包括氣體分配裝置，所述氣體分配裝置能夠?qū)⒃谒謦搜趸贾卣b置產(chǎn)生的所述氫氣及所述一氧化碳的一部分供給至所述鐵水制備爐，并將剩余氣體供給至所述鐵礦石還原裝置。所述鐵水制備裝置可包括第一熱交換器，所述第一熱交換器能夠?qū)⒃谒鲨F水制備爐產(chǎn)生的熱量供給至所述ニ氧化碳重整裝置。所述鐵水制備裝置可包括連接于所述鐵礦石還原裝置的水蒸氣分離裝置，所述水蒸氣分離裝置能夠分離并除去所述鐵礦石還原裝置中產(chǎn)生的水。所述鐵水制備裝置可包括連接于所述水蒸氣分離裝置的發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置能夠從所述水蒸氣分離裝置接收所供給的水蒸氣及混合氣體，以生產(chǎn)電能。另外，所述發(fā)電 裝置可以為渦輪機。所述鐵水制備裝置可在所述鐵水制備爐和所述ニ氧化碳重整裝置之間包括水蒸氣重整裝置，所述水蒸氣重整裝置能夠使所述副產(chǎn)氣體中的水蒸氣與ー氧化碳進行反應而產(chǎn)生氫氣。所述鐵水制備裝置可在所述鐵水制備爐和所述ニ氧化碳重整裝置之間包括ニ氧化碳分離裝置，所述ニ氧化碳分離裝置能夠分離所述副產(chǎn)氣體中的ニ氧化碳，并將所述ニ氧化碳移送至所述ニ氧化碳重整裝置，將剩余的氣體移送至所述鐵水制備爐。另外，所述ニ氧化碳分離裝置可為變壓吸附(PSA)裝置，或者可為通過使用低溫法、氨/胺吸收法、吸附劑使用法、金屬有機骨架(MOF)及膜分離法中的任ー種方法而分離ニ氧化碳的裝置。所述鐵水制備裝置可包括連接于所述鐵礦石還原裝置的液體燃料生成裝置，所述液體燃料生成裝置能夠接收從所述鐵礦石還原裝置供給的混合氣體并生成液體燃料。另夕卜，在所述液體燃料生成裝置生成的液體燃料可以包含甲醇、ニ甲醚及碳氫化合物中的至少ー種。另外，所述液體燃料生成裝置可以為漿料反應器。所述鐵水制備裝置可包括第二熱交換器，所述第二熱交換器能夠?qū)⒃谒鲆后w燃料生成裝置產(chǎn)生的熱量供給至所述ニ氧化碳重整裝置。在所述鐵礦石還原裝置和所述液體燃料生成裝置之間可包括壓縮器。所述鐵水制備裝置可包括連接于所述液體燃料生成裝置的發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝 置能夠從所述液體燃料生成裝置接收所供給的水蒸氣及混合氣體，井生產(chǎn)電能。另外，所述發(fā)電裝置可以為渦輪機。所述鐵水制備裝置可在所述液體燃料生成裝置和所述發(fā)電裝置之間包括ニ氧化碳分離裝置，所述ニ氧化碳分離裝置能夠從所述混合氣體中分離ニ氧化碳，并將所述ニ氧化碳供給至所述ニ氧化碳重整裝置。另外，所述ニ氧化碳分離裝置可為PSA裝置，或者可為通過使用低溫法、氨/胺吸收法、吸附劑使用法、MOF及膜分離法中的任一種而分離ニ氧化碳的裝置。本發(fā)明的另ー實施例的鐵水制備裝置，可包括第一鐵礦石還原裝置，通過還原鐵礦石而制備還原鐵；鐵水制備爐，接收所述還原鉄，以生產(chǎn)鐵水并產(chǎn)生副產(chǎn)氣體；ニ氧化碳重整裝置，重整所述副產(chǎn)氣體以產(chǎn)生氫氣及ー氧化碳；以及第ニ鐵礦石還原裝置，接收所述氫氣及所述ー氧化碳，以還原鐵礦石。所述鐵水制備裝置可在所述鐵水制備爐和所述ニ氧化碳重整裝置之間包括副產(chǎn)氣體提純設備，所述副產(chǎn)氣體提純設備能夠提純所述副產(chǎn)氣體中的有害成分。所述鐵水制備裝置可在所述ニ氧化碳重整裝置和所述鐵礦石還原裝置之間包括氣體分配裝置，所述氣體分配裝置能夠?qū)⒃谒謦搜趸贾卣b置產(chǎn)生的所述氫氣及所述一氧化碳的一部分供給至所述第一鐵礦石還原裝置，并將剩余的氣體供給至所述第二鐵礦石還原裝置。所述第一鐵礦石還原裝置或所述第二鐵礦石還原裝置可以為流動還原爐。根據(jù)本發(fā)明，在鐵水制備エ序中能夠減少ニ氧化碳的生成量的同時回收利用ニ氧化碳。另外，根據(jù)本發(fā)明，在鐵水制備エ序中能夠生產(chǎn)液體燃料及電能。


圖I是本發(fā)明第一實施例的鐵水制備裝置的示意圖。圖2是本發(fā)明第二實施例的鐵水制備裝置的示意圖。圖3是本發(fā)明第三實施例的鐵水制備裝置的示意圖。圖4是本發(fā)明第四實施例的鐵水制備裝置的示意圖。圖5是本發(fā)明第五實施例的鐵水制備裝置的示意圖。
圖6是本發(fā)明第六實施例的鐵水制備裝置的示意圖。圖7是本發(fā)明第七實施例的鐵水制備裝置的示意圖。圖8是本發(fā)明第八實施例的鐵水制備裝置的示意圖。
具體實施例方式以下參照附圖，詳細說明本發(fā)明的實施例，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實施本發(fā)明。本發(fā)明能夠體現(xiàn)為多種不同的形態(tài)，并不局限于在此說明的實施例。為了清楚說明本發(fā)明，在附圖中省略了與說明無關(guān)的部分，對于在整個說明書中類似的部分，使用了類似的附圖
o圖I是本發(fā)明ー實施例的鐵水制備裝置的示意圖。參照圖1，本發(fā)明ー實施例的鐵水制備裝置包括鐵水制備爐110、ニ氧化碳重整裝置120、鐵礦石還原裝置130、副產(chǎn)氣體提純設備140、水蒸氣分離裝置150及發(fā)電裝置160。鐵水制備爐110是用含鐵原料和含碳原料生產(chǎn)鐵水及熔渣并產(chǎn)生副產(chǎn)氣體的一種裝置。含鐵原料可以是鐵礦石，含碳原料可以是煤。在鐵水制備爐110中含鐵原料的還原反應通過一氧化碳(CO)和氫氣(H2)來完成，分別顯示為以下化學式(I)和(2)。
權(quán)利要求
1.ー種鐵水制備裝置，包括 鐵水制備爐，生產(chǎn)鐵水并產(chǎn)生副產(chǎn)氣體； ニ氧化碳重整裝置，通過重整所述副產(chǎn)氣體而產(chǎn)生氫氣及ー氧化碳；及 鐵礦石還原裝置，接收所供給的所述氫氣及所述ー氧化碳以還原鐵礦石。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵水制備裝置，其特征在于 在所述鐵水制備爐和所述ニ氧化碳重整裝置之間包括副產(chǎn)氣體提純設備， 所述副產(chǎn)氣體提純設備提純所述副產(chǎn)氣體中的有害成分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵水制備裝置，其特征在于 所述副產(chǎn)氣體提純設備包括旋風裝置、過濾器及洗滌器中的至少ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵水制備裝置，其特征在于 在所述ニ氧化碳重整裝置和所述鐵礦石還原裝置之間包括氣體分配裝置， 所述氣體分配裝置將在所述ニ氧化碳重整裝置中產(chǎn)生的所述氫氣及所述ー氧化碳的一部分供給至所述鐵水制備爐，將剩余的氣體供給至所述鐵礦石還原裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵水制備裝置，其特征在于 包括第一熱交換器， 所述第一熱交換器將在所述鐵水制備爐產(chǎn)生的熱量供給至所述ニ氧化碳重整裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵水制備裝置，其特征在于 包括連接于所述鐵礦石還原裝置的水蒸氣分離裝置， 所述水蒸氣分離裝置分離并除去在所述鐵礦石還原裝置中產(chǎn)生的水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鐵水制備裝置，其特征在于 包括連接于所述水蒸氣分離裝置的發(fā)電裝置， 所述發(fā)電裝置從所述水蒸氣分離裝置接收所供給的水蒸氣及混合氣體，井生產(chǎn)電能。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵水制備裝置，其特征在于 所述發(fā)電裝置為渦輪機。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵水制備裝置，其特征在于 在所述鐵水制備爐和所述ニ氧化碳重整裝置之間包括水蒸氣重整裝置， 所述水蒸氣重整裝置使所述副產(chǎn)氣體中的水蒸氣與ー氧化碳進行反應而產(chǎn)生氫氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵水制備裝置，其特征在于 在所述鐵水制備爐和所述ニ氧化碳重整裝置之間包括ニ氧化碳分離裝置， 所述ニ氧化碳分離裝置分離所述副產(chǎn)氣體中的ニ氧化碳，并將所述ニ氧化碳移送至所述ニ氧化碳重整裝置，將剩余的氣體移送至所述鐵水制備爐。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鐵水制備裝置，其特征在于 所述ニ氧化碳分離裝置為變壓吸附裝置，或者為通過使用低溫法、氨/胺吸收法、吸附劑使用法、金屬有機骨架及膜分離法中的任一種而分離ニ氧化碳的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵水制備裝置，其特征在于 包括連接于所述鐵礦石還原裝置的液體燃料生成裝置， 所述液體燃料生成裝置從所述鐵礦石還原裝置接收混合氣體并生成液體燃料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鐵水制備裝置，其特征在于 在所述液體燃料生成裝置生成的液體燃料包含甲醇、ニ甲醚及碳氫化合物中的至少ー種。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鐵水制備裝置，其特征在于 所述液體燃料生成裝置為漿料反應器。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鐵水制備裝置，其特征在于 包括第二熱交換器， 所述第二熱交換器將在所述液體燃料生成裝置產(chǎn)生的熱量供給至所述ニ氧化碳重整裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鐵水制備裝置，其特征在于 在所述鐵礦石還原裝置和所述液體燃料生成裝置之間包括壓縮器。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鐵水制備裝置，其特征在于 包括連接于所述液體燃料生成裝置的發(fā)電裝置， 所述發(fā)電裝置從所述液體燃料生成裝置接收水蒸氣及混合氣體，井生產(chǎn)電能。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的鐵水制備裝置，其特征在于 所述發(fā)電裝置為渦輪機。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的鐵水制備裝置，其特征在于 在所述液體燃料生成裝置和所述發(fā)電裝置之間包括ニ氧化碳分離裝置， 所述ニ氧化碳分離裝置從所述混合氣體中分離ニ氧化碳，并將所述ニ氧化碳供給至所述ニ氧化碳重整裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鐵水制備裝置，其特征在于 所述ニ氧化碳分離裝置為變壓吸附裝置，或者為通過使用低溫法、氨/胺吸收法、吸附劑使用法、MOF及膜分離法中的任一種而分離ニ氧化碳的裝置。
21.ー種鐵水制備裝置，包括 第一鐵礦石還原裝置，通過還原鐵礦石而制備還原鐵； 鐵水制備爐，接收所供給的所述還原鉄，以生產(chǎn)鐵水并產(chǎn)生副產(chǎn)氣體； ニ氧化碳重整裝置，通過重整所述副產(chǎn)氣體而產(chǎn)生氫氣及ー氧化碳；及 第二鐵礦石還原裝置，接收所供給的所述氫氣及所述ー氧化碳以還原鐵礦石。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的鐵水制備裝置，其特征在于 在所述鐵水制備爐和所述ニ氧化碳重整裝置之間包括副產(chǎn)氣體提純設備， 所述副產(chǎn)氣體提純設備提純所述副產(chǎn)氣體中的有害成分。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的鐵水制備裝置，其特征在于 在所述ニ氧化碳重整裝置和所述鐵礦石還原裝置之間包括氣體分配裝置， 所述氣體分配裝置將在所述ニ氧化碳重整裝置產(chǎn)生的所述氫氣及所述ー氧化碳的ー部分供給至所述第一鐵礦石還原裝置，將剩余的氣體供給至所述第二鐵礦石還原裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求21至23中的任ー項所述的鐵水制備裝置，其特征在于 所述第一鐵礦石還原裝置或所述第二鐵礦石還原裝置為流動還原爐。
全文摘要
本發(fā)明的一實施例提供一種鐵水制備裝置，包括鐵水制備爐，生產(chǎn)鐵水并產(chǎn)生副產(chǎn)氣體；二氧化碳重整裝置，通過重整所述副產(chǎn)氣體而產(chǎn)生氫氣及一氧化碳；及鐵礦石還原裝置，接收所供給的所述氫氣及所述一氧化碳以還原鐵礦石。
文檔編號C21B11/00GK102656283SQ201080057243
公開日2012年9月5日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者李始衡, 申明均, 鄭宗憲, 金基鉉, 金聲萬 申請人:Posco公司