KR20000011107A - 유동화에 의한 미립물질의 환원방법 및 이를 위한 장치를 가진환원로 - Google Patents

Abstract

미립물질을 유동층법으로 처리하는 방법에 있어서, 미립물질은 하측으로부터 상측으로 흐르는 환원처리가스에 의하여 유동층(2)에 유지되어 처리된다.

환원처리가스를 최소로 소모하고, 미립자가 환원처리가스에 의하여 비말동반되는 것을 저감시키기 위하여, 넓은 입자분포 및 상대적으로 미립자가 많은 미립물질을 환원처리에 사용하고, 유동층(2)의 환원처리가스의 표면속도는 상기 미립물질의 가장 큰 입자의 유동화에 필요한 속도보다 적게 유지된다.

Description

유동화에 의한 미립물질의 환원방법 및 이를 위한 장치를 가진 환원로

이러한 종류의 방법은, 예를 들면 US-A-2,909,423, WO 92/02458 및 EP-A-0 571 358에 공지되어 있다. 이 방법에서는, 산화철함유물질, 예를 들면 분광석은 환원반응로를 하측으로부터 상측으로 관통하면서 노즐그레이트(nozzle grate)를 거쳐 유동층환원반응로 내로 공급되는 유동층환원반응로 내부의 환원가스에 의하여 유지된 유동층에서 환원되는 반면, 산화철함유물질은 환원가스흐름과 대략 역류로환원반응로에 장입된다. 유동층을 유지하기 위하여, 장입물질 입경의 함수인 유동층대 내부의 환원가스의 특정속도가 필요하다.

공지의 방법에서는, 필연적으로 환원가스의 속도가 비교적 빠르기 때문에 산화철함유물질의 미립자가 상당하게 배출될 뿐만 아니라 이미 환원된 산화철함유물질은 환원공정의 사전단계에서 유동층으로부터 배출되고, 그 후 상기 미립자는 환원가스에 함유된다. 상기 미립자를 환원가스로부터 제거하기 위하여 - 즉, 부분적으로 산화된 환원가스를, 예를 들면 선행하여 배열된 환원반응로용으로 더 사용하거나, 또는 유실될 수 있는 산화철함유물질이나 이미 환원된 물질을 회수할 수 있도록 - 미립자를 함유한 환원가스를 사이클론과 같은 분진분리기를 통하게 하고, 분리된 분진을 유동층 내로 재순환시킨다. 분진분리기 또는 사이클론은 반응로 내부에 각각 배열되는 것이 바람직하지만(US-A-2,909,423 참조), 반응로의 외부에 또한 설치될 수도 있다.

본 발명은 미립물질을 유동층법으로 처리, 바람직하게는 환원, 특히 분광석을 환원하는 방법 및 상기 방법을 실행하는 환원로에 관한 것으로서, 상기 미립물질은 하측으로부터 상측으로 흐르는 환원처리가스에 의하여 유동층에 유지되어 처리된다.

도 1은 본 발명에 따른 환원로의 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 환원로를 사용할 수 있는 철광석 환원용 공정도이고,

도 3은 본 발명에 따라 처리될 철광석 미분의 몇 가지 입경분포를 나타낸 선도이다.

실제로, 부분적으로 환원되거나 또는 완전하게 환원된 미립자 산화철함유물질은 상호간에 및/또는 반응로 혹은 사이클론의 벽 및 연결관 혹은 이송관에 들러붙거나 또는 응고되는 경향이 있다는 것은 분명하다. 이러한 현상을 "스티킹(sticking)" 또는 "파울링(fouling)" 이라고 한다. 스티킹 또는 파울링은 산화철함유물질의 환원온도 및 환원정도의 함수이다. 부분적으로나 또는 완전하게 환원된 산화철함유물질이 환원반응로의 벽 또는 설비의 다른 부분에 이렇게 들러붙거나 또는 부착되면 고장을 일으킬 수 있어서, 조업을 중단하지 않고 설비를 장기간 계속해서 가동시키는 것이 불가능하다. 일 년 이상 계속해서 가동시키는 것은 거의 불가능한 것을 알았다.

부착물 또는 응고물을 제거하기 위하여는 상당량의 작업을 필요로 하게 되어 많은 비용, 즉 근로자 임금 및 설비의 생산손실로 인해 발생하는 비용이 수반된다. 종종, 이들 부착물이 저절로 떨어지며, 그 결과 부착물이 유동층 내로 떨어지기도 하여 환원공정에 장애를 일으키거나, 또는 - 부착물이 사이클론으로부터 떨어지는 경우 - 사이클론으로부터 유동층으로 통하는 분진 재순환채널을 막아 버려 환원가스로부터 분진을 추가로 분리하는 것이 완전히 불가능하게 된다.

실제로, 공지의 유동층법에서의 한 가지 단점은 환원처리가스흐름의 분리 및 공급, 즉 전술한 종래 기술의 공정에서는 환원가스흐름의 분리 및 공급의 불요성 및 곤란함에 있다. 종래 기술에서의 또 다른 단점은, 각 공정단계, 즉 예열, 예비환원 및 최종환원에서, 대부분의 경우 공정단계로 배치된 장치를 떠나는 두 가지 이상의 제품흐름이 슬러스 되어야하고, 이로써 이송 및 슬러스수단(sluice means)에 상당한 비용이 든다는 것이다. 또한, 각 공정단계에 두 가지 가스공급시스템을 조정하여야 하는데, 이것은 실제로 고온 분진함유가스의 경우 매우 곤란하다.

또한, 환원가스는 비교적 고속으로 흐르기 때문에, 환원가스가 상당히 많이 소모된다. 환원공정 그 자체에 필요한 것보다 단지 유동층을 유지하기 위하여 상당히 많은 환원가스가 소모된다.

금속광석을 유동층법에 의하여 환원하는 공정은 GB-A-1 101 199에 또한 공지되어 있다. 상기 특허에서는, 환원공정 중에 물질이 함께 응고되도록 공정조건을 선택함으로써, 물질의 크기 때문에, 유동화 되지 않은 괴광이 형성된다. 따라서, 유동층반응로로부터 하향하여 배출되는 완전하게 환원된 물질이 유동상태로 잔류되어 있는 완전하게 환원되지 않은 물질로부터 분리될 수 있다. 보다 작은 제품입자는 유동층의 상단부에 회수된다. 따라서, 이 공정에서도 마찬가지로 두 가지 제품흐름이 일어나게 되어 장치에 상당한 비용이 들어가는 것은 필연적이다.

본 발명의 목적은 이들 단점 및 곤란함을 회피하며, 미립자 산화철함유물질을 스티킹 또는 파울링으로 인한 고장위험 없이 상당기간에 걸쳐 최소량의 환원처리가스를 소모하여 처리할 수 있는 전술한 종류의 방법 및 상기 방법을 실행하는 환원로(vessel)를 제공하는 것이다. 특히, 유동층을 유지하는데 필요한 환원처리가스량 및 환원처리가스의 유속 양자 모두를 저감시킬 수가 있어서 단지 최소량의 미립자만 배출된다.

본 발명에 따라서, 상기 목적은 상대적으로 미립물질이 많고 큰 입자도 일정부분 포함하는 넓은 입자분포를 갖는 미립물질이 환원처리에 사용되며, 유동층 내 환원처리가스의 표면속도는 상기 미립물질 중 입자가 큰 부분의 유동화에 필요한 속도보다 적게 유지되고, 보다 큰 입자는 미립자와 함께 모두 상측으로 이동하여 유동층의 상단영역으로부터 배출되는 것으로 달성된다.

넓은 입자분포를 갖는 경우에도, 유동층의 표면속도는 상기 미립물질 중 가장 큰 입자의 유동화에 필요한 속도의 0.25 ∼ 0.75의 범위 이내에 유지된다.

입자밴드가 상기 미립물질 중 가장 큰 입경의 0.02 ∼ 0.15, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.10의 중간 입경을 가진 입자의 미립물질을 사용하는 것이 바람직하다.

유동층 위의 환원처리가스에 대한 표면속도는 유동층을 수용하도록 배치된 환원로의 가장 큰 직경에 대하여 이론상 절단 입경 50 ∼ 150 μm, 바람직하게는 60 ∼ 100 μm으로 조정되는 것이 적합하며, 유동층에는 표면속도가 0.3 m/s ∼ 2.0 m/s 사이의 범위로 조정되어 파쇄된(run of mine) 분광석이 환원되는 것이 바람직하다.

미립자 산화철함유물질을 본 발명에 개시된 방법에 따라 유동층법으로 직접환원하는 방법에 있어서, 개질가스(reformed gas)는 산화철함유물질의 직접환원에서 형성되는 톱가스와 혼합되어 유동층환원대에 환원가스로서 공급되고, 톱가스 및 개질가스 양자 모두는 CO₂스크러빙(scrubbing)을 거치며 톱가스와 개질가스의 혼합으로 형성된 환원가스는 특정의 H₂및 CO 함유량으로 조정된다.

본 발명에 따른 방법을 실행하는 환원로는 다음 특징이 결합되는 것을 특징으로 한다.

유동층을 수용하며, 가스분배바닥층, 환원처리가스 공급관, 및 가스분배바닥층 위에 배설된 미립물질 공급수단 및 배출수단을 포함하는 원통형 하단 유동층부,

유동층부 위에 상기 유동층에 이어서 배열되어 원뿔형으로 상향하여 넓어지는 콘형상부, 상기 콘형상부의 벽은 반응로의 중앙축에 대하여 6 ∼ 15°, 바람직하게는 8 ∼ 10°로 경사지고,

콘형상부에 이어져서 상단에서 폐쇄되고, 환원처리가스 배출관이 분지되는 최소한 부분적으로 원통형인 정지부(calming section)를 포함하고,

원통형영역 정지부의 단면적 대 유동층부의 단면적의 비율은 ≥2이다.

유동층에서 광석환원방법을 실행하는, 직경이 상이한 두 개의 원통형부 및 상기 원통형부 사이에 배설된 매우 짧고 뚜렷한 콘형상부를 포함하는 환원로는, 예를 들어 EP-A-0 022 098에 공지되어 있다. 그러나, 이 환원로에는 두 개의 가스공급관, 즉 하측 원통형부 아래에 하나와 콘형상부에 하나가 배설되어 있다. 완전환원된 광석은 이 유동층반응로로부터 하향으로 배출된다.

바람직하게는, 본 발명에 있어서 원통형영역 내 정지공간의 단면적은 이 영역에서 조정되는 표면속도에 대하여 크기가 충분하여 입경이 약 50 μm 이상인 입자가 가스로부터 충분하게 분리될 수 있다.

미립자 산화철함유물질을 유동층법에 의하여 직접환원하는 설비는, 본 발명에 개시된 환원로에 따라 구성되며, 산화철함유물질을 수용하는 최소한 하나의 유동층 반응로, 상기 유동층반응로와 통하는 환원가스공급관과 환원공정에서 형성된 톱가스를 유동층반응로로부터 배출하는 톱가스배출관, 리포머, 리포머로부터 분지되어 톱가스배출관과 합쳐지는 개질가스관, 및 CO₂스크러버를 포함하고, 개질가스 및 톱가스로 형성된 환원가스는 환원가스공급관을 통하여 유동층반응로로 들어가고, 개질가스관 및 톱가스배출관 양자 모두는 CO₂스크러버로 통하며 환원가스공급관은 CO₂스크러버로부터 유동층반응로로 통하는 것을 특징으로 한다.

다음에, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 유동층반응로, 특히 환원반응로로 구성된 환원로(1)를 나타내는 도면으로서, 유동층(2)을 수용하며 노즐그레이트(4)로 구성된 가스분배최하층이 소정의 높이레벨에 배설되어 환원가스를 공급 및 균일하게 분배시키는 하단 유동층부(3)를 포함한다. 환원가스는 노즐그레이트(4)로부터 시작하여 하측으로부터 상측으로 환원반응로를 통과한다. 원통형 유동층부(3) 내의 노즐그레이트(4) 위에는 이송관(5, 6), 즉 분광석 공급관 및 배출관이 배설된다. 유동층(2)은 노즐그레이트(4)로부터 분광석 배출관(6)레벨, 즉 개구(8) 까지의 층높이(7)를 나타낸다.

원통형 유동층부(3)에는 상향으로 플레어(flare)되는 콘형상부(9)가 연결되며, 이 콘형상부(9)의 벽(10)의 반응로 중앙축(11)에 대한 경사도는 최대 6 ∼ 15°, 바람직하게는 8 ∼ 10°가 된다. 이 영역에서, 콘형상부(9)의 단면(12)이 계속 증가함으로써 상향으로 흐르는 환원가스의 표면속도가 꾸준히 그리고 계속해서 줄어들게 된다.

콘형상부(9)의 벽(10)이 약간만 경사져 있기 때문에, 단면(12)이 확대되는 경우에도 상기 콘형상부(9) 내에는 벽(10)으로부터 난류(turbulence) 및 분리되지 않는 흐름을 얻을 수 있다. 이로써, 환원가스의 속도를 국부적으로 증가시킬 수 있는 난류가 방지된다. 따라서, 단면(12)에 걸친 환원가스의 표면속도가 콘형상부(9)의 전체 높이를 통하여, 즉 콘형상부의 모든 레벨에서 균일하고 계속적으로 확실하게 감소된다.

콘형상부(9)의 상측말단(13)에는, 원통형 벽(14)이 배설되며 그 상단은 레벨을 이루는(또는 부분적으로 구형 형상으로 구성된) 천장(ceiling)(16)에 의하여 폐쇄되는 정지부(calming section)(15)가 연결되어 있다. 환원가스 배출용 개구(18)가 천장(16) 위에 배열된 반응로 천장(17)의 중앙에 배열되어 있다. 콘형상부(9)의 단면적은 정지부(15)의 단면적(19) 대 유동층부(3)의 단면적(20) 비율이 ≥2가 되도록 크게 설계된다.

환원반응로(1) 내부에는, 환원가스의 분진분리용 사이클론(21)이 정지부(15)의 원통형섹션에 배설되어 있다. 사이클론(21)으로부터 분지된 분진재순환관(22)은 수직으로 하향하여 유동층 내로 통한다. 사이클론(21)의 가스배출관(23)은 천장(16)과 반응로 천장(17) 사이에 위치된 공간(24) 내로 통한다.

본 발명에 따라서, 상대적으로 미분을 많이 포함하는 넓은 입자분포를 갖는 분광석이 환원반응로(1)에서 처리된다. 예를 들어, 이러한 유형의 입자 분포의 예는 다음과 같을 수 있다.

질량율

4 mm 까지 100 %

1 mm 까지 72 %

0.5 mm 까지 55 %

0.125 mm 까지 33 %

대체로 전술한 입자분포를 가진 분광석은 유동층(2)에서 분리되지 않고 유동화될 수 있고, 표면속도 V_super는 분광석의 가장 큰 입자의 최저 유동화속도보다 항상 낮은 것이 본 발명에서는 필수적임을 알았다.

V_super의 최적의 동작범위는 다음 비율이 되는 것을 알았다.

V_super= 0,25 ∼ 0.75 · V_min(d_max)

V_super- 분포 최하층(4) 위 유동층(2)의 표면속도

V_min(d_max) - 장입된 분급물(fraction) 중 가장 큰 입자의 최저 유동화속도

전술한 바와 같이, 넓은 입자분포를 갖는 분광석이 본 발명에서는 필수적이다. 이러한 입자분포는 파쇄된 분광석, 즉 작게 부순 후 스크리닝(screening)을 거치지 않은 분광석의 특징이다. 파쇄된 철광석의 몇 가지 예의 입자분포를 도 3에 나타낸다. 파쇄된 철광석의 이들 입자분포는 항상 상당 부분이 미립자 분급물로서 너무 작아서 유동층에 잔류하지 않고 가스와 함께 배출되어 사이클론을 거쳐 재순환된다. 미립자 분급물은 매우 큰 입자가 단지 비교적 느린 환원처리가스의 표면속도로 유동화되는 것을 확실하게 할 필요가 있다.

본 발명에 따라서, 넓은 입자분포를 갖는 미립자의 펄스가 보다 큰 미립자로의 펄스전송이 일어나는 효과를 이용한다. 따라서, 환원가스의 표면속도가 보다 큰 미립자에 필요한 표면속도 이하인 경우에도, 큰 미립자의 유동화가 가능하다. 본 발명에 따라서, 자연적인 입자분포(파쇄된 상태)의 분광석을 d_max가 바람직하게는 12 mm 까지, 최대 16 mm 까지를 나타내는 임의의 사전 스크리닝없이 사용하는 것이 가능하다.

전술한 특징에 따라 설계된 환원반응로를 사용하고, 비교적 미립자가 많은 분광석을 사용함으로써, 유동화 성질에 대하여 다음 장점을 얻는다.

·장입원료의 변경에 따라 고체밀도 및 입경분포가 변경되는 점에서의 융통성 있는 시스템

· 입자의 분해, 즉 공급물질흐름과 제품흐름 사이에 발생하는 미립자부분의 변경에 있어서의 둔감성(insensitivity)

환원로(1)는 예열환원로 및 예비환원과 최종환원환원로로서 동등한 장점을 가지고 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 구성된 전술한 유형의 환원로(1)가 바람직하게 배설된 설비를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.

선철 또는 철강반제품을 생산하는 설비는, 직렬로 계속해서 연결되며 전술한 환원로(1)의 특징을 나타내는 대체로 유사한 구성을 가진 4 개의 유동층반응로(1, 1', 1", 1"')를 포함한다. 파쇄된 분광석과 같은 산화철함유물질은 광석공급관(5)을 거쳐 분광석의 예열 및 가능하게는 예비환원이 일어나는 예열단계인 제1 유동층반응로(1)에 장입되고, 이어서 이송관(5, 6)을 거쳐 유동층반응로(1)에서 유동층반응로(1')로 또는 유동층반응로(1')에서 유동층반응로(1")로 각각 이송된다. 제2 유동층반응로(1') 내부에서는 예비환원단계인 예비환원이 일어나며 계속해서 연결되어 있는 유동층반응로(1")에서 보다 광범위한 환원이 일어나고, 마지막에 배열된 유동층반응로(1"') 내부에서는 최종환원단계인 철광석이 해면철로 최종환원된다.

완전하게 환원된 물질, 즉 해면철은 연탄화기(briquetting plant)(25)에서 고온 또는 냉온으로 연탄화된다. 필요한 경우, 환원철은 도시되지 않은 불활성가스 시스템에 의하여 연탄화 가동 중에 재산화가 방지된다.

분광석을 제1 유동층반응로(1) 내에 공급하기 전에, 상기 분광석은 상세하게 도시되지 않은 건조 및 시빙(sieving)과 같은 광석 준비를 거친다.

환원가스는 유동층반응로(1)로부터 유동층반응로(1')에서 유동층반응로(1"')로 광석흐름과 역류로 전달되며, 톱가스배출관(26)을 거쳐 가스의 흐름방향으로 보아 마지막에 배열된 유동층반응로(1)로부터 톱가스로서 배출되어 습식 스크러버(27)에서 냉각 및 스크러브된다. 환원가스는 관(28)을 통하여 공급되어 탈유황기(29)에서 탈유황화된 천연가스를 재형성함으로써 리포머(30)에서 발생한다. 천연가스 및 증기로부터 형성된 개질가스는 H₂, CO, CH₄, H₂O 및 CO₂로 이루어지는 것이 필수적이다. 상기 개질가스는 개질가스관(31)을 거쳐 여러 개의 열교환기(32)에 공급되어 여기에서 주위온도로 냉각되고, 이로써 가스로부터 물이 응축된다.

개질가스관(31)은 톱가스가 컴프레서(33)에 의하여 압축된 후 톱가스배출관(26)과 연통하게 된다. 얻어진 가스혼합물은 CO₂스크러버(34)를 통과하여 CO₂가 제거된 후 환원가스로서 사용가능하게 된다. 환원가스공급관(35)을 거친 환원가스는 CO₂스크러버(34)에 이어서 연결된 가스히터(36)에서 대략 800℃의 환원온도까지 가열되어 가스흐름방향으로 첫 번째 연결된 유동층반응로(1"')에 공급되고, 여기에서 분광석과 재반응하여 직접환원된 철이 생산된다. 유동층반응로(1"')에서 유동층반응로(1)는 직렬로 연결되어 있고, 연결관(37)을 거쳐 환원가스가 유동층반응로(1"')로부터 유동층반응로(1") 등으로 통과한다.

톱가스 중 일부는 가스사이클(26, 35, 37)로부터 슬러스되어 N2와 같은 불활성가스가 많지 않게 된다. 슬러스된 톱가스는 분지관(38)을 거쳐 가스히터(36)에 공급되어 환원가스를 가열하고 거기에서 연소된다. 부족할 수 있는 에너지는 공급관(39)을 거쳐 공급된 천연가스로 보충된다.

리포머에서 배출되는 개질가스 및 리포머 플루가스(fluegases)의 감지가 능한 열은 회복기(recuperator)(40)에 사용되어 천연가스를 탈유황기(29)를 통과한 후 예열시켜, 개질 작용에 필요한 증기를 발생시킬 뿐만 아니라 관(41)을 거쳐 가스히터(36)에 공급된 연소공기 및 선택적으로 환원가스 또한 예열시킨다. 관(42)을 거쳐 리포머에 공급된 연소공기도 또한 예열된다.

Claims (9)

1. 하측으로부터 상측으로 흐르는 환원처리가스에 의하여 유동층(2)에 유지되어 환원처리되는 미립물질을 유동층법으로 처리, 바람직하게는 환원, 특히 분광석을 환원하는 방법에 있어서,

   상대적으로 미립물질이 많고 큰 입자도 일정부분 포함하는 넓은 입자분포룰 갖는 미립물질이 환원처리에 사용되며, 상기 유동층(2) 내 환원처리가스의 표면속도는 상기 미립물질 중 입자가 큰 부분의 유동화에 필요한 속도보다 적게 유지되고, 큰 입자는 미립자와 함께 모두 상측으로 이동하여 유동층의 상단영역으로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 유동층(2)의 표면속도는 상기 미립물질 중 가장 큰 입자의 유동화에 필요한 속도의 0.25 ∼ 0.75의 범위 이내에 유지되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입자밴드가 상기 미립물질 중 가장 큰 입경의 0.02 ∼ 0.15, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.10의 중간 입경을 가진 입자의 미립물질이 사용되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
4. 제1항, 제2항, 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동층(2) 위 환원처리가스에 대한 표면속도는 상기 유동층(2)을 수용하도록 배치된 환원로의 가장 큰 직경에 대하여 이론상 절단 입경 50 ∼ 150 μm, 바람직하게는 60 ∼ 100 μm으로 조정되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 유동층(2)에는 표면속도가 0.3 m/s ∼ 2.0 m/s 사이의 범위로 조정되어 파쇄된(run of mine) 분광석이 환원되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
6. 미립자 산화철함유물질을 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 개시된 방법을 채택하는 유동층법에 의하여 직접환원하는 방법에 있어서,

   개질가스는 산화철함유물질의 직접환원에서 형성되는 톱가스와 혼합되어 유동층대에 환원가스로서 공급되고, 톱가스 및 개질가스 양자 모두는 CO₂스크러빙을 거치며 톱가스와 개질가스의 혼합으로 형성된 환원가스는 특정의 H₂및 CO 함유량을 가지도록 조정되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
7. 유동층(2)을 수용하며, 가스분배바닥층(4), 처리가스 공급관(35, 37), 및 상기 가스분배바닥층(4) 위에 배설된 미립물질 공급수단 및 배출수단을 포함하는 원통형 하단 유동층부(3),

   상기 유동층부(3) 위에 유동층에 이어서 배열되어 원뿔형으로 상향하여 넓어지는 콘형상부(9), 상기 콘형상부(9)의 벽(10)은 반응로의 중앙축(11)에 대하여 6 ∼ 15°, 바람직하게는 8 ∼ 10°로 경사지고,

   상기 콘형상부(9)에 이어져서 상단에서 폐쇄되고, 환원처리가스 배출관(26, 37)이 분지되는 최소한 부분적으로 원통형인 정지부(15)를 포함하고,

   상기 원통형영역 내 정지부(15)의 단면적 대 상기 유동층부(3)의 단면적의 비율은 ≥2인

   특징이 결합되는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하는 환원로.
8. 제7항에 있어서, 상기 원통형영역 내 상기 정지공간(15)의 단면적(19)은 상기 영역에서 조정되는 표면속도에 대하여 크기가 충분하여 입경이 50 μm 이상인 입자가 가스로부터 충분하게 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 환원로.
9. 산화철함유물질을 수용하는 유동층반응로(1 ∼ 1"')로 구성된 제7항 또는 제8항에 따른 최소한 하나의 환원로, 상기 유동층반응로(1 ∼ 1"')와 통하는 환원가스공급관(35, 37)과 환원공정에서 형성된 톱가스를 상기 유동층반응로(1)로부터 배출하는 톱가스배출관(26), 리포머(30), 상기 리포머(30)로부터 분지되어 상기 톱가스배출관(26)과 합쳐지는 개질가스관(31), 및 CO₂제거기(34)를 포함하며,

   개질가스 및 톱가스로 형성된 환원가스는 상기 환원가스공급관(35, 37)을 통하여 상기 유동층반응로(1 ∼ 1"')로 들어가고,

   상기 개질가스관(31) 및 상기 톱가스배출관(26) 양자 모두는 상기 CO₂제거기(34) 내로 통하며 상기 환원가스공급관(35, 37)은 CO₂제거기(34)로부터 상기 유동층반응로(1 ∼ 1"')로 통하는 것을

   특징으로 하는 미립자 산화철함유물질을 제6항에 따른 유동층법에 의하여 직접환원하는 설비.