(57)【要約】  本発明は、上部還元域（１６）と下部冷却域（１８）を有する垂直反応炉（１２）で直接還元鉄を製造する方法であって、該方法は酸化鉄供給材料（２０）を垂直反応炉（１２）の上部（２２）に供給するステップと、前記酸化鉄供給材料（２０）が垂直反応炉（１２）の下部（２４）の材料排出部に重力により流れる負荷を形成するようにするステップと、垂直反応炉（１２）の還元域（１６）の下部（２６）に高温還元ガスを供給し、該高温還元ガスが垂直反応炉（１２）の上部（２２）のガス排出口に向かって負荷に対する逆流として流れるようにするステップと、垂直反応炉（１２）の下部（２４）で直接還元鉄を回収するステップと、垂直反応炉（１２）の上部（２２）で上部ガスを回収するステップと、該回収上部ガスの少なくとも１部を再利用プロセスにかけるステップと、該再利用上部ガスを垂直反応炉（１２）に送り戻すステップとを含む。本発明の重要な観点によれば、再利用プロセスは回収上部ガスを予備加熱装置にて加熱した後、改質装置（３６）に送り、改質装置（３６）に揮発性炭素含有物質（３８）を送り、該揮発性炭素含有物質（３８）をして脱揮発成分処理しそして前記回収上部ガスと反応せしめ、脱硫剤を改質装置（３６）内又は上流の前記回収上部ガスに送り込み、改質装置（３６）を加熱し、改質装置（３６）から回収された改質上部ガスを、硫黄含有物質（４５）を除くため、粒子分離装置（４６）に送り通して成る。
2012522889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部還元域と下部冷却域を有する垂直反応炉で直接還元鉄を製造する方法であって、該方法が次のステップ、即ち
酸化鉄供給材料を前記垂直反応炉の上部に供給し、前記酸化鉄供給材料が前記垂直反応炉の下部の材料排出部に重力により流れる負荷を形成すること、
前記垂直反応炉の前記還元域の下部に高温還元ガスを供給し、該高温還元ガスが前記垂直反応炉の前記上部のガス排出口に向かって負荷に対する逆流で流れること、
前記垂直反応炉の前記下部で直接還元鉄を回収すること、
前記垂直反応炉の前記上部で上部ガスを回収すること、
前記回収上部ガスの少なくとも１部を再利用プロセスにかけること、及び
前記再利用上部ガスを前記垂直反応炉に送り戻すステップを含むものにおいて、
前記再利用プロセスが
前記回収上部ガスを加熱装置にて加熱してから、前記回収上部ガスを改質装置に送ること、
前記改質装置に揮発性炭素含有物質を送り、該揮発性炭素含有物質をして脱揮発成分処理しそして前記回収上部ガスと反応せしめ、
脱硫剤を前記改質装置内又は上流の前記回収上部ガスに送り込み、
前記改質装置を加熱し、
前記改質装置から回収された改質上部ガスを、硫黄含有物質を除くため、サイクロンに送り通して成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記揮発性炭素含有物質が揮発性物質少なくとも２５％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは約３５％の揮発性石炭を含んで成る請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記揮発性炭素含有物質が揮発性物質少なくとも５０％の揮発性プラスチック材料を含んで成る請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記揮発性炭素含有物質が発熱量少なくとも１５ＭＪ／ｋｇを有して成る請求項１〜３の何れか１つに記載の方法。
【請求項５】
前記揮発性炭素含有物質が粉砕及び／又は乾燥されてから、前記改質装置に投入されるようにして成る請求項１〜４の何れか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記改質装置がプラズマトーチ少なくとも１つ及び／又は回収上部ガス流への酸素注入により加熱されるようにして成る請求項１〜５の何れか１つに記載の方法。
【請求項７】
前記加熱装置が熱風炉又はペブル加熱器を含んで成る請求項１〜６の何れか１つに記載の方法。
【請求項８】
前記回収上部ガスを前記改質装置に導入する前に、温度少なくとも９００°、好ましくは１１００〜１３００°、好ましくは約１２５０°に加熱するようにして成る請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記回収上部ガスはその少なくとも１部が前記垂直反応炉の前記冷却域を通し送られることによって前記加熱装置の上流で更に加熱され、前記回収上部ガスの前記１部が前記冷却域の下部に注入され、前記冷却域の上部で回収され、前記注入部上部ガスが前記下部から前記上部に、前記負荷に対する逆流として流れるようにして成る請求項１〜８の何れか１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記脱硫剤がカルシウム含有脱硫剤である請求項１〜９の何れか１つに記載の方法。
【請求項１１】
前記脱硫剤が前記改質装置の上流で前記回収上部ガスに送り込まれる炭酸カルシウム含有物質である請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記脱硫剤が直接、前記改質装置内の前記回収上部ガスに送り込まれるようにして成る請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記脱硫剤が粒度少なくとも８０ミクロン、好ましくは１００ミクロンを有して成る請求項１〜１２の何れか１つに記載の方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、
前記回収上部ガスの第１の部分が熱風炉又はペブル加熱器に送られ、且つ
前記回収上部ガスの第２の部分が前記熱風炉又はペブル加熱器に送られる前に、前記垂直反応炉の前記冷却域に送り通され、前記回収上部ガスの前記第２部分が前記冷却域の下部に注入され、前記冷却部の上部で回収され、前記注入上部ガスが前記下部から前記上部に、前記負荷に対し逆流にて流れるようにして成る方法。
【請求項１５】
上部還元域と下部冷却域を有する垂直反応炉と、
上部ガスを前記垂直反応炉から回収し、前記上部ガスの少なくとも１部を再利用プロセスにかけ、前記再利用上部ガスを前記垂直反応炉に戻し送り込むためのガス再利用装置とを含む、直接還元鉄を製造するための装置であって、
前記ガス再利用装置が加熱装置と改質装置を含み、
前記ガス再利用装置が請求項１〜１３の何れか１つによる方法を実施するように構成されて成ることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に垂直反応炉にて、直接還元鉄（ＤＲＩ）を製造する方法に関する。本発明はまた、直接還元鉄を製造する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スポンジ鉄とも呼ばれる直接還元鉄は、天然ガス又は石炭から生成される還元ガスによる、鉄鉱（塊状、ペレット状又は微粒子状）の直接還元によって製造される。このような鉄鉱の直接還元は一般に、鉄鉱負荷が下方に流され、その間還元ガスは上方に流され負荷と反応するようにする垂直反応炉内で行われる。
【０００３】
ＤＲＩを製造する殆どの装置は天然ガスをその燃料源として用いている。酸化鉄から化学結合した酸素を取り去るのに必要な還元ガスは、ＣＯ２及びＨ２Ｏが天然ガスによってＣＯ及びＨ２に改質される複合工程ガスシステムにて発生される。注目すべきことは、必要な還元ガスを生成するための装置は複雑であり、従って高価であることである。この装置の更なる不利益は、最大鋼生産国では概して天然ガスの価格が比較的高いことである。
【０００４】
代替として、ＤＲＩ製造用の燃料源として石炭を用いる装置が提案されている。かかる、例えばＵＳ４１７３４６５に記載の装置は、新鮮な還元ガスを生成するのにガス化施設の使用を提案する。還元ガスによっては、垂直反応炉から回収される使用済み還元ガスの再利用によって得られるものもある。だが使用済み還元ガスは、還元ガスとして再利用されるのに十分高いガス品質を得るため、先ずそのＣＯ２の殆どが除去されなければならない。これを達成するためには一般に圧力変動吸着（ＰＳＡ）又は真空圧力変動吸着（ＶＰＳＡ）形式のＣＯ２除去装置が用いられる。ＰＳＡ／ＶＰＳＡ装置、例えばＵＳ６４７８８４１に示されたものは、ＣＯ及びＨ２リッチの第１ガス流とＣＯ２及びＨ２Ｏリッチの第２ガス流を生成する。第１ガス流は還元ガスとして用いることができる。第２ガス流は装置から除去され、残留発熱量の抽出後に、排気される。この処理は議論のあるところだが、貯蔵のため地下の穴にＣＯ２リッチガスを圧入することから成る。更に、ＰＳＡ／ＶＰＳＡ装置はトップガス（上部ガス）内のＣＯ２含有量を約３５％〜約５％とかなり低下できるものの、取得、保守及び動作が極めて高価であり、また大きな空間を要する。ＰＳＡ／ＶＰＳＡ装置からの第１のガス流、即ちＣＯ２除減ガスは次いで、ガス化施設により生成される新鮮な還元ガスと混合される。この時点で、結果として生ずる還元ガスは室温に近く、垂直反応炉に注入される前に加熱されなければならない。
【０００５】
他の装置では、還元ガスの殆どを生成する溶融・ガス化装置の使用を提案する。かかる溶融・ガス化装置では、上部ガスは溶融・ガス化装置の還元坑から回収され、これもまた垂直炉から上部ガスを受け取るＰＳＡ／ＶＰＳＡに送られる。ＰＳＡ／ＶＰＳＡからガスは加熱ステージを通過した後、垂直反応炉における還元ガスとして用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ４１７３４６５
【特許文献２】ＵＳ６４７８８４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は直接還元鉄（DRI）を製造する改良方法を提供することにある。この目的は請求項１に記載の方法によって達成される。本発明の更なる目的は直接還元鉄を製造するための改良装置を提供することにある。この目的は請求項１５に記載の装置によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上部還元域と下部冷却域を有する垂直反応炉で直接還元鉄を製造する方法であって、酸化鉄供給材料を前記垂直反応炉の上部に供給するステップと、前記酸化鉄供給材料が前記垂直反応炉の下部の材料排出部に重力により流れる負荷を形成するステップと、前記垂直反応炉の前記還元域の下部に高温還元ガスを供給し、該高温還元ガスが前記垂直反応炉の前記上部のガス排出口に向かって、負荷に対する逆流で流れるステップと、前記垂直反応炉の前記下部で直接還元鉄を回収するステップと、前記垂直反応炉の前記上部にて上部ガスを回収するステップと、該回収上部ガスの少なくとも１部を再利用工程にかけるステップと、該再利用上部ガスを前記垂直反応炉に送り戻すステップとを含む方法を提案する。
【０００９】
本発明の重要な観点によれば、前記再利用工程は前記回収上部ガスを加熱装置にて加熱してから、前記回収上部ガスを改質装置に送り、該改質装置に揮発性炭素含有物質を送り、該揮発性炭素含有物質をして脱揮発成分処理及び前記回収上部ガスと反応せしめ、脱硫剤を前記改質装置内又は上流の前記回収上部ガスに送り込み、前記改質装置を加熱し、前記改質装置から回収された改質上部ガスを粒子分離装置に送り硫黄含有物質を、好ましくは石炭から残る残留物（脈石又は灰＋固定炭素の一部）をも除くようにする。
【００１０】
回収上部ガスは改質装置の上流に設けられる加熱装置で加熱される。かかる加熱装置は好ましくは、カウパー等の熱風炉又はペブル加熱器又は任意の高温熱交換器である。回収上部ガスを揮発性炭素含有物質と混合させると、上部ガス内のＣＯ２含量を還元でき、またガス容積を増大することもできる。実際、回収上部ガスが送り込まれる改質装置に揮発性炭素含有物質が入ると、揮発性炭素含有物質は改質装置に行き渡る高温による少なくとも部分的脱揮発成分処理にかけられる。これにより、揮発性炭素含有物質の揮発分の１部が付加的ガスとして解放され、これによりガス体積の増大を惹き起す。同時に、揮発性炭素含有物質の炭素分が上部ガス中の二酸化炭素を反応し、反応ＣＯ２＋Ｃ→２ＣＯに従って二酸化炭素を一酸化炭素に変換する。この工程を通して、相当量の二酸化炭素を一酸化炭素に変換することができる。
【００１１】
ＰＳＡ／ＶＰＳＡ設備により得られるものと同様のＣＯ２還元が得られる、即ちＣＯ２含量を３５〜４０％から４〜８％まで還元できる。だが、本方法を実施するのに要する設備はＰＳＡ／ＶＰＳＡ設備よりかなり廉価である。設備の取得が廉価であるだけでなく、その保守及び操作も廉価である。本方法はＣＯ２還元のために上部ガスの冷却を要しないことも注目すべきである。その結果、上部ガスは垂直反応炉に注入のため後段で、即ち改質装置を通った後、加熱される必要はない。上部ガスは本発明により、ＣＯ２還元前に加熱されるが、必要な全加熱はＰＳＡ／ＶＰＳＡ設備と比較して少なくなる。
【００１２】
回収上部ガスを脱硫剤に混合させると、上部ガス中の硫黄含量を低下できる。実際、脱硫剤は上部ガスと反応し合うと、硫黄は硫黄レセプターに結合し、粒子分離装置、例えばサイクロンにより上部ガスから容易に除去可能な粒子状物質を形成する。この脱硫剤及び上部ガスからの硫黄の除去により、垂直反応炉に還元ガスとして送り込まれる上部ガス中の硫黄レベルは、直接還元工程に対して許容可能な最大値の下に保つことができる。
【００１３】
注目すべきことは、本方法による上部ガスの改質及び脱硫は、これ等のステップが並列に行われる従来方法とは反対に直列に行われることである。
【００１４】
本発明の文脈では、揮発性炭素含有物質は発熱量少なくとも１５ＭＪ／ｋｇを有し、揮発性石炭、揮発性プラスチック材又はそれ等の混合物から成るものである。発熱量少なくとも１５ＭＪ／ｋｇを有する他の揮発性炭素含有物質でも実現可能であろう。
【００１５】
好ましくは、揮発性石炭は揮発性物質少なくとも２５％を含むものと、理解される。揮発性石炭は有利には、揮発性物質少なくとも３０％を含む高揮発性石炭である。改質装置に投入される揮発性石炭は例えば、揮発性物質約３５％を含んで良い。尚、揮発性物質の百分率は好ましくはできるだけ高いものが望ましく、上の百分率表示は揮発性物質含有率の上限を示唆する意図のものでは無い。
【００１６】
好ましくは、揮発性プラスチック材は揮発性物質少なくとも５０％を含むプラスチック材料と理解される。プラスチック材は例えば、自動車破砕機残留物で良い。尚、揮発性物質の百分率は好ましくはできるだけ高いものであり、上の百分率表示は揮発性物質含有率の上限を示唆する意図のものでは無い。
【００１７】
有利には、揮発性炭素含有物質は改質装置におけるその脱揮発成分処理を促進するため、粉砕及び／又は乾燥されてから、改質装置に投入される。
【００１８】
改質装置は好ましくは、プラズマトーチ少なくとも１つ及び／又は回収上部ガス流への酸素注入により加熱される。改質器を加熱する他の手段も実現可能であろう。だが、それ等は好ましくは窒素のシステムへの供給を回避するものである。
【００１９】
回収上部ガスを有利には、改質装置への導入前に、温度少なくとも９００°、好ましくは１１００〜１３００°、好ましくは約１２５０°に加熱する。
【００２０】
本発明は更に、加熱装置の上流で上部ガスを加熱する実施態様であって、回収上部ガスの１部が垂直反応炉の冷却域に送られるようにする態様を提供する。回収上部ガスの一部は冷却域の下部に冷却ガスとして注入され、冷却域の上部で回収され、注入上部ガスは下部から上部に、負荷に対する逆流にて流れるようにして良い。高温負荷と低温上部ガスの相互作用のため、熱は負荷から上部ガスに移って行き、負荷の冷却とともに上部ガスの加熱をもたらす。冷却域で加熱された上部ガスは冷却域の上部で垂直反応炉から回収され、予備加熱上部ガスとして加熱装置に送られる。
【００２１】
脱硫剤は好ましくは、例えば炭酸カルシウム又は酸化カルシウム等のカルシウム含有脱硫剤である。炭酸カルシウムは改質器の上流で回収上部ガスに送り込まれる。上部ガスが高温であるため、炭酸カルシウムは酸化カルシウムに変質し、酸化カルシウムは次いで上部ガスと反応し、硫黄と結合する。或いはまた、酸化カルシウムは直接、改質装置内の回収上部ガスに送り込まれる。
【００２２】
サイクロンにおける硫黄含有物質の除去を促進するため、脱硫剤は好ましくは粒度少なくとも８０μｍ、より好ましくは少なくとも１００μｍを有する。
【００２３】
本発明はまた、上部還元域と下部冷却域を有する垂直反応炉と、上部ガスを前記垂直反応炉から回収し、上部ガスの少なくとも１部を再利用プロセスにかけ、該再利用上部ガスを垂直反応炉に戻し送り込むためのガス再利用装置とを含む、直接還元鉄を製造するための装置に関する。本発明の重要な観点によれば、ガス再利用装置が加熱装置と改質装置を含み、ガス再利用装置が上記記載の方法を実施するように構成されて成る。
本発明の好適な実施態様を以下、添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
図１は本発明の方法により直接還元鉄を製造するための装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は概略、直接還元鉄を製造する装置１０であって、排出ガス清浄システム１３及び還元ガス再利用装置１４を備える垂直反応炉１２を含む装置１０を示す。垂直反応炉１２は上部の還元域１６と下部の冷却域１８を有する。酸化鉄供給材料２０からなる装入材は垂直反応炉１２の還元域１６の上部２２に供給され、垂直反応炉１２の冷却域１８の下部２４に向かって重力で流れる負荷流を形成する。還元域１６の下部２６において、還元ガスが垂直反応炉に送り込まれる。還元ガスは還元域１６の上部２２に向かって、負荷流に対する逆流として進む。負荷と還元ガスの相互作用のため、酸化鉄供給材料２０は直接還元鉄に形質転換され、該直接還元鉄は冷却域１８の下部２４において垂直反応炉１２から抽出される。直接還元鉄製造用垂直反応炉１２の作動は周知であり、ここでは更に記載しない。
【００２６】
装置１０は更に、使用済み還元ガスを上部ガスとして垂直反応炉１２から回収するための手段と、回収上部ガスを処理するための手段と、処理上部ガスを還元ガスとして垂直反応炉に送り戻すための手段とを備えるガス再利用装置１４を含む。ガス再利用装置１４を以下、詳細に説明する。
【００２７】
使用済み還元ガスは垂直反応炉１２の上部２２から回収され、先ず排ガス清浄システム１３に送り通され、そこで塵又は異物粒子の量を除減させる。
【００２８】
排ガス清浄システム１３を通った後、上部ガスは第１の分配弁３０に送られ、垂直反応炉１２に戻し注入されるべき所定量のガスが残れるようにする。過剰上部ガス３２は装置１０から排出され、他の用途に用いても良い。特に、過剰上部ガス３２は他の装置の加熱のために用いることができる。
【００２９】
第１分配弁３０から所定量の上部ガスがカウパー加熱器３４で表されている加熱装置に送られ、そこで上部ガスは１１００〜１３００℃の範囲の、好ましくは１２５０℃の温度に加熱される。
【００３０】
加熱上部ガスは次いで改質装置３６に送られ、そこで上部ガスが処理される。加熱上部ガスにから離れたところで、高揮発性炭素含有物質３８が改質装置３６に投入される。上部ガスは一般に、二酸化炭素ＣＯ２を３０〜４０％含む。上部ガスの温度が高いため、高揮発性炭素含有物質３８はガス状のその揮発分を解放して、炭素含量を残し、この炭素分は上部ガスの二酸化炭素と、化学式ＣＯ２＋Ｃ→２ＣＯに従って、反応し合う。二酸化炭素の相当量を、この工程を通して一酸化炭素に変換できる。本出願人の計算によれば、この工程は概略３０％から約１５％以下までＣＯ２の還元を可能にする。
【００３１】
更に、脱硫剤４０、４２、好ましくはカルシウム含有脱硫剤が改質装置３６内又は上流の上部ガスに送り込まれる。好適な実施態様によれば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）含有物質４０がカウパー加熱器３４と改質装置３６の間の加熱上部ガスに投入される。上部ガスの温度が高いため、炭酸カルシウム含有物質４０は化学式ＣａＣＯ３→ＣａＯ＋ＣＯ２に従って形質変換する。もう１つの実施態様によれば、酸化カルシウム（ＣａＯ）含有物質４２が改質装置３６直接内の加熱上部ガスに投入される。改質装置３６では、酸化カルシウムが硫黄と反応し、化学式ＣａＯ＋Ｓ→ＣａＳ＋Ｏに従って硫化カルシウム（ＣａＳ）を形成する。
【００３２】
改質装置３６は、揮発性炭素含有物質の脱揮発成分処理と二酸化炭素の一酸化炭素への変換を促進するため、更に加熱される。これを達成するには、酸素４４を改質装置３６に送り込めば良い。或いはまた、プラズマトーチを１つ以上設け、この付加熱を供給するようにしても良い。この付加熱を供給する他の手段も実現可能であろう。だが、それ等はシステムへの窒素供給を避けるべきである。
【００３３】
硫化カルシウムが形成されると、上部ガスに含まれる硫黄４５の除去が可能になる。実際、垂直反応炉１２に硫黄が送り戻されるのは避けるべきである。改質装置３６を出た上部ガスは従って、粒子分離装置４６、例えばサイクロンに送り送られる。硫黄含有物質及び石炭残留物の除去を促進するため、脱硫剤の粒度は好ましくは少なくとも１００μｍに選ばれる。
【００３４】
上記工程は上部ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）の増大のみならず、水素（Ｈ２）の増大をも惹き起す。改質装置３６内のガス体積の増大のため、第１分配弁３０は改質装置３６を出る改質上部ガスの量が垂直反応炉１２に吹き戻されるべきガスの所望量に対応するように制御される。
【００３５】
第２の分配弁４８を第１分配弁３０とカウパー加熱器３４の間に設け、回収上部ガスの１部を垂直反応炉１２の冷却域１８に通して送っても良い。回収上部ガスは冷却ガスとして冷却域１８の下部２４に送り込まれ、冷却室１８の上部５０に向かって、負荷に対する逆流として走行する。高温の負荷と低温上部ガスとの間の相互作用のより、熱は負荷から上部ガスに移って、負荷の冷却をもたらすと共に上部ガスを加熱する。冷却域１８で加熱された上部ガスは冷却域１８の上部５０で垂直反応炉１２から回収され、予備加熱上部ガスとしてカウパー加熱器３４に送られる。
【符号の説明】
【００３６】
１０          直接還元鉄製造装置
１２          垂直反応炉
１３          排ガス清浄システム
１４          ガス再利用装置
１６          還元域
１８          冷却域
２０          酸化鉄供給材料
２２          還元域上部
２４          冷却域下部
２６          還元域下部
２７          直接還元鉄
３０          第１分配弁
３２          過剰上部ガス
３４          カウパー加熱器
３６          改質装置
３８          揮発性炭素含有物質
４０          炭酸カルシウム含有物質
４２          酸化カルシウム含有物質
４４          酸素
４５          硫黄
４６          粒子分離装置
４８          第２分配弁
５０          冷却域上部
【図１】
2012522889.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月8日(2011.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部還元域と下部冷却域を有する垂直反応炉で直接還元鉄を製造する方法であって、該方法が次のステップ、即ち
酸化鉄供給材料を前記垂直反応炉の上部に供給し、前記酸化鉄供給材料が前記垂直反応炉の下部の材料排出部に重力により流れる負荷を形成すること、
前記垂直反応炉の前記還元域の下部に高温還元ガスを供給し、該高温還元ガスが前記垂直反応炉の前記上部のガス排出口に向かって負荷に対する逆流で流れること、
前記垂直反応炉の前記下部で直接還元鉄を回収すること、
前記垂直反応炉の前記上部で上部ガスを回収すること、
前記回収上部ガスの少なくとも１部を再利用プロセスにかけること、及び
前記再利用上部ガスを前記垂直反応炉に送り戻すステップを含むものにおいて、
前記再利用プロセスが
前記回収上部ガスを加熱装置にて加熱してから、前記回収上部ガスを改質装置に送ること、
前記改質装置に揮発性炭素含有物質を送り、該揮発性炭素含有物質をして脱揮発成分処理しそして前記回収上部ガスと反応せしめ、ここで前記揮発性炭素含有物質は少なくとも１５ＭＪ／Ｋｇの発熱量を有し、少なくとも２５％の揮発性材料を有する揮発性石灰又は少なくとも５０％の揮発性材料を有する揮発性プラスチックであり、
脱硫剤を前記改質装置内又は上流の前記回収上部ガスに送り込み、
前記改質装置を加熱し、
前記改質装置から回収された改質上部ガスを、硫黄含有物質を除くため、サイクロンに送り通して成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記揮発性炭素含有物質が揮発性物質少なくとも３０％、好ましくは約３５％の揮発性石炭を含んで成る請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記揮発性炭素含有物質が粉砕及び／又は乾燥されてから、前記改質装置に投入されるようにして成る請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記改質装置がプラズマトーチ少なくとも１つ及び／又は回収上部ガス流への酸素注入により加熱されるようにして成る請求項１〜３の何れか１つに記載の方法。
【請求項５】
前記加熱装置が熱風炉又はペブル加熱器を含んで成る請求項１〜４の何れか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記回収上部ガスを前記改質装置に導入する前に、温度少なくとも９００°、好ましくは１１００〜１３００°、好ましくは約１２５０°に加熱するようにして成る請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記回収上部ガスはその少なくとも１部が前記垂直反応炉の前記冷却域を通し送られることによって前記加熱装置の上流で更に加熱され、前記回収上部ガスの前記１部が前記冷却域の下部に注入され、前記冷却域の上部で回収され、前記注入部上部ガスが前記下部から前記上部に、前記負荷に対する逆流として流れるようにして成る請求項１〜６の何れか１つに記載の方法。
【請求項８】
前記脱硫剤がカルシウム含有脱硫剤である請求項１〜７の何れか１つに記載の方法。
【請求項９】
前記脱硫剤が前記改質装置の上流で前記回収上部ガスに送り込まれる炭酸カルシウム含有物質である請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記脱硫剤が直接、前記改質装置内の前記回収上部ガスに送り込まれるようにして成る請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記脱硫剤が粒度少なくとも８０ミクロン、好ましくは１００ミクロンを有して成る請求項１〜１０の何れか１つに記載の方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、
前記回収上部ガスの第１の部分が熱風炉又はペブル加熱器に送られ、且つ
前記回収上部ガスの第２の部分が前記熱風炉又はペブル加熱器に送られる前に、前記垂直反応炉の前記冷却域に送り通され、前記回収上部ガスの前記第２部分が前記冷却域の下部に注入され、前記冷却部の上部で回収され、前記注入上部ガスが前記下部から前記上部に、前記負荷に対し逆流にて流れるようにして成る方法。
【請求項１３】
上部還元域と下部冷却域を有する垂直反応炉と、
上部ガスを前記垂直反応炉から回収し、前記上部ガスの少なくとも１部を再利用プロセスにかけ、前記再利用上部ガスを前記垂直反応炉に戻し送り込むためのガス再利用装置とを含む、直接還元鉄を製造するための装置であって、
前記ガス再利用装置が加熱装置と改質装置を含み、
前記ガス再利用装置が請求項１〜１２の何れか１つによる方法を実施するように構成されて成ることを特徴とする装置。
【国際調査報告】
2012522889.tif 000004
2012522889.tif 000005
2012522889.tif 000006