BE1016102A3

BE1016102A3 - Procede et dispositif de production de gaz reducteur destine, en particulier a la reduction de minerai.

Info

Publication number: BE1016102A3
Application number: BE2004/0318A
Authority: BE
Inventors: Ribesse Jacques Max S Ghislain
Original assignee: Ribesse Jacques Max Stanislas
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-03-07
Also published as: EP1789362A1; WO2006000579A1

Abstract

Procédé de production d'un gaz réducteur comprenant une étape de chauffe d'un réacteur chargé de matières thermiques et d'au moins une masse catalytique de reformage par traversée de ce réacteur par un gaz de chauffe, et une étape de reformage. Dispositif de pour la mise en oeuvre de procédé.

Description


  "PROCEDE ET DISPOSITIF DE PRODUCTION DE GAZ REDUCTEUR DESTINE, EN PARTICULIER, A LA REDUCTION DE MINERAI" La présente invention se rapporte à un procédé de production d'un gaz réducteur et à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Le gaz réducteur produit étant, notamment, destiné à la réduction de minerai.
De tels procédés de production de gaz réducteur destiné à la réduction de minerai sont largement utilisés et comprennent généralement une unité de reformage catalytique, composée d'un ensemble de tubes métalliques garnis de catalyseurs et réalisant la réaction de reformage du gaz naturel avec des gaz oxydants (air, vapeur, gaz issus de la réduction comprenant du CO2et H2O).

   Certains de ces procédés comportent un traitement des gaz de reformage pour éliminer du gaz le CO2et l'H2O, et un chauffage des gaz traités pour obtenir une température suffisante avant injection dans la cuve de réduction du minerai.
Le reformage en tubes, garnis de catalyseurs, commun à tous ces procédés est bien connu mais présente l'inconvénient de limiter la température des gaz produits, pour éviter une surchauffe des tubes chauffés extérieurement, les parois de ces tubes ne pouvant pas dépasser une température de 900 à 950[deg.]C. Ceci limite la température du gaz réducteur à maximum 900[deg.]C.

   D'autre part, le reformage en tubes garnis de catalyseurs nécessite un excès de gaz oxydant (H2O - CO2) pour éviter la formation de suies dans le catalyseur et la destruction progressive de celui-ci; cet excès d'oxydant doit être d'au moins 10 à 15 % par rapport au rapport stoechiométrique C - O. Cet excès d'oxydant induit une production d'une quantité de gaz CO2et H2O affectant l'efficacité réductrice du gaz réducteur dans la cuve de réduction. Certains procédés procèdent au lavage de ces gaz CO2et H2O ce qui nécessite de traiter les gaz et de les chauffer ensuite à une température limitée.

   L'efficacité de réduction du minerai est généralement insuffisante avec CO2+ H2O > à 7 - 8 % (% par rapport au volume total de gaz) et le coût des installations d'extraction du CO2et H2O du gaz réducteur et le chauffage à 900 [deg.]C sont assez élevés.
L'invention a pour but de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus en procurant une invention permettant d'atteindre des températures nettement plus élevées de gaz réducteur.

   Pour résoudre ce problème, il est prévu suivant l'invention un procédé tel qu'indiqué au début comprenant:
une étape de chauffe d'un réacteur chargé de matières thermiques et d'au moins une masse catalytique appropriée pour un reformage de gaz à reformer, par traversée de ce réacteur par un gaz de chauffe, et  une étape de reformage comprenant :

  
une alimentation du réacteur chauffé en ledit gaz à reformer et en un gaz oxydant, et
un passage dudit gaz à reformer et dudit gaz oxydant à travers lesdites matières thermiques chauffées et ladite au moins une masse catalytique chauffée avec chauffage de ces gaz par contact direct avec lesdites matières thermiques et reformage dudit gaz à reformer en ledit gaz réducteur par contact direct avec ladite au moins une masse catalytique,  ainsi qu'éventuellement un chauffage additionnel du gaz réducteur obtenu par reformage par contact direct avec lesdites matières thermiques chauffées.
Dès lors, grâce à ces caractéristiques,

   le procédé permet avantageusement que l'énergie apportée à la réaction de reformage se fasse directement par apport de chaleur au catalyseur et à la matière thermique sans transfert de chaleur à travers des tubes métalliques (on évite une perte de 50 à 100 [deg.]C). De plus, la quantité de gaz oxydant nécessaire à la réaction de reformage est réduite au strict minimum, soit 1 à 3 % (% par rapport au volume total de gaz), car les traces de suies déposées pendant la phase de reformage (3 à 4 %) (% par rapport au volume total de gaz) sont éliminées immédiatement pendant la phase de chauffage au contact direct avec les gaz de combustion, ce qui permet de limiter à 2 à 3 % %) (% par rapport au volume total de gaz) la quantité de gaz non réducteur CO2+ H2O dans le gaz réducteur obtenu par le reformage.

   Le catalyseur utilisé est n'importe quel catalyseur approprié pour une opération de reformage de gaz. De préférence ce catalyseur permet une résorption des traces de carbone déposées et la réduction des oxydes formés dans le catalyseur à l'aide d'une purge au gaz réducteur. Il est en outre capable de résister à des températures élevées et de subir de fréquentes variations thermiques. De préférence il offre la possibilité de fonctionner suivant un rapport O/C (oxygène/carbone) très proche de l'unité. Il participe également à l'accumulation de chaleur à chaque étape de chauffe, énergie qu'il cède pendant la phase de reformage endothermique.

   On peut utiliser par exemple un catalyseur sur support à base par exemple d'alumine à 95 % et de silice à 2 %; il peut présenter une surface spécifique de 200 m<2>/g, l'élément actif étant de préférence du Nickel dont la teneur varie de 4 à 5 % en poids par rapport à la masse de catalyseur sur support. Le catalyseur peut représenter sous forme sphérique une approchante 7, d'un diamètre par exemple de 10-15 mm. Il peut aussi avoir une forme de plaquettes rectangulaires d'une épaisseur par exemple de 15 à 20 mm, de plaquettes rainurées par des canaux, et analogues.
Grâce au chauffage par contact direct, la température du gaz réducteur suivant le procédé selon l'invention peut être réglée sans limitation à la valeur optimale de 900 à 1300 [deg.]C grâce à l'absence de parois métalliques d'échange thermique.

   Il est dès lors possible suivant l'invention de produire, soit de l'éponge de fer à plus de 98 % de métallisation, à l'état solide vers 1000 [deg.]C ou 1100 [deg.]C (sans agglomération du minerai) ou encore d'obtenir la fusion de l'éponge de fer par une opération à double injection de gaz réducteur en 2 zones (1000 et 1300 [deg.]C) et d'oxygène et ainsi d'obtenir de l'acier liquide et du laitier par voie séparée.
Le procédé de production de gaz réducteur suivant l'invention peut ne pas comporter de système d'extraction de CO2ou de H2O ou de chauffage complémentaire du gaz réducteur, ce qui entraîne un coût d'investissement et d'exploitation minimaux.
La consommation spécifique en gaz naturel est diminuée de 5 à 20 % par rapport aux procédés concurrents et donc une diminution équivalente en gaz à effet de serre (CO2).
De plus,

   grâce aux possibilités offertes par le procédé suivant l'invention de produire un gaz à plus haute température, on peut envisager, suivant la nature du minerai, de fabriquer directement de l'acier liquide moyennant un apport d'oxygène.
Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, pendant une première période de temps, le procédé comprend la réalisation, dans un premier réacteur, de ladite étape de chauffe et simultanément dans un deuxième réacteur, la réalisation de ladite étape de reformage et, inversement, dans une deuxième période de temps,

   les étapes réalisées par le deuxième réacteur pendant la première période de temps sont effectuées par le premier réacteur et l'étape réalisée dans le premier réacteur pendant cette même première période de temps est effectuée par le premier réacteur.
La réalisation des deux étapes simultanément dans un premier et dans un deuxième réacteur fonctionnant alternativement permet d'améliorer le rendement, d'éviter les temps morts qui sont réellement les failles des procédés de production en général. Le procédé a l'avantage de diminuer considérablement les émissions de gaz à effet de serre (1/3 des systèmes classiques Haut fourneau - cokerie), et de gaz toxiques et d'améliorer la consommation énergétique.

   D'autres formes de réalisation du procédé suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
L'invention se rapporte aussi à un dispositif comprenant au moins un réacteur comportant :
des matières thermiques et une masse catalytique appropriée pour un reformage de gaz à reformer,
d'un premier côté des matières thermiques et de la masse catalytique, une entrée de gaz de chauffe et, d'un deuxième côté de celles-ci, opposé au premier, une sortie de gaz de chauffe,
une entrée de gaz à reformer et une entrée de gaz oxydant au deuxième côté susdit, et
une sortie de gaz réducteur au premier côté susdit.
Tenant compte de la possibilité du procédé suivant l'invention de produire le gaz réducteur à une température pouvant atteindre 1300 [deg.]C,

   le dispositif selon l'invention peut avantageusement comprendre une cuve de réduction de minerai qui sera avantageusement adaptée suivant l'invention pour permettre la production d'épongé de fer ou même de métal liquide moyennant l'injection d'une quantité réduite d'oxygène et la présence d'une cuve de séparation acier - laitier.
D'autres formes de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux dessins annexés.

   La figure 1 est une vue schématisée d'un dispositif selon l'invention de production de gaz réducteur relié à une cuve de réduction de minerai.
La figure 2 est une vue schématisée d'une forme de réalisation avantageuse de la cuve de minerai.
La figure 3 est une vue schématisée d'une variante de dispositif de production de gaz réducteur suivant l'invention.
Brièvement, la production de gaz réducteur est réalisée par reformage catalytique d'hydrocarbures, de gaz naturel ou autres au moyen de gaz résiduel issu de la cuve de réduction du minerai et composé généralement de CO2, H2O et de CO et H2.
Comme on peut le voir à la figure 1 , l'unité de production de gaz réducteur comprend 2 réacteurs 1 ,1' refractorisés et garnis de matières thermiques 4,4',6,6',8,8' et de masses catalytiques 7,7' appropriées, fonctionnant alternativement suivant un cycle court,

   en 2 phases : dans le premier réacteur 1 , il se produit une première phase de reformage et de production de gaz réducteur à haute température de 900 à 1300 [deg.]C, afin de l'envoyer dans une cuve de réduction 23 et, dans le second réacteur 1 ', il se produit une seconde phase de chauffe dont les gaz de combustion sont évacués et refroidis à l'atmosphère. Le dispositif est à fonctionnement continu. Le gaz réducteur produit est envoyé à haute température dans une cuve de réduction 23 à contre-courant du minerai brut et des charges calcaires. Le minerai y est réduit normalement sous forme d'épongé de fer réduit à plus de 97 %.

   Ce matériau peut ensuite être traité , directement à environ 1000 [deg.]C dans un four électrique 30, tel que les fours de fusion de mitraille, ou être compacté et envoyé comme charge en haut fourneau, pour réduire sensiblement la consommation de coke.
Le procédé suivant l'invention est avantageusement basé sur un système utilisant 2 réacteurs 1 et l' composés de cylindres verticaux (figure 1 ), connectés ensemble aux 3/4 de la hauteur par une canalisation 2,2' vers un collecteur 32 relié à un réservoir 20.

   Ces réacteurs 1 ,1' refractorisés comportent chacun successivement à partir d'un premier côté vers un second côté:
- un brûleur 3 ou 3' - des matières thermiques céramiques 4,4' situées sous les chambres de combustion 5 et 5' dans le cas de cylindres verticaux, et placées au-dessus des canalisations 2 et 2' d'évacuation du gaz réducteur dont la température atteint de 900 à 1300 [deg.]C au choix, ces matières thermiques étant formées d'éléments de garnissage capables de capter la chaleur d'un gaz chaud et de rétrocéder celle-ci à un gaz froid, par exemple des billes, plaques ou autres corpuscules en matières réfractaires ou céramiques, dont la taille et la nature dépendent de la température choisie pour le gaz réducteur,
- des matières thermiques 6,6' situées en dessous des canalisations 2 et 2',
- des masses catalytiques 7,

  7' favorisant la réaction de reformage entre le gaz naturel ou autre hydrocarbure et du gaz oxydant tout en assurant également la charge thermique due à la réaction endothermique. Il est bien entendu que la température choisie mentionnée ci-dessus dépendra et sera fonction des propriétés du catalyseur 7,7' (résistance à la température, et surtout aux variations fréquentes de température etc.),
- des matières thermiques 8 et 8' assurant le préchauffage des réactifs jusqu'à 500-550[deg.]C, éventuellement 600[deg.]C, - des canalisations 9,9' comprenant des vannes d'entrée
90,90' de gaz naturel ou d'hydrocarbures, des canalisations 10,10' de gaz oxydant comprenant des vannes d'entrée 100,100'.

   Ce gaz sort en 41 de la cuve de réduction 23, et subit un refroidissement dans un échangeur 14. - des canalisations 1 1 ,11 ' d'évacuation des gaz de chauffe brûlés, refroidis, 11 et 11' comprenant des vannes d'évacuation 110,110' vers une machine d'expansion 12 (turbine d'expansion) permettant la récupération d'énergie de ces gaz.
- Des canalisations 13,13' comprenant des vannes 130,130' alimentant les brûleurs 3 et 3' en air de combustion réchauffé dans l'échangeur 14 et provenant du compresseur 15, éventuellement alimenté en l'énergie récupérée de la turbine 12.
- des canalisations 16,16' comprenant des vannes 160, 160' assurant l'alimentation des brûleurs en gaz résiduel à brûler, ce gaz étant issu de la cuve de réduction 23, préalablement refroidi dans l'échangeur 14 et passé dans le laveur-filtre 15,

   puis surpressé par le compresseur 17.
Le procédé suivant l'invention fonctionne avantageusement de manière cyclique :
Le réacteur 1 reçoit à sa base les réactifs, c'est-à-dire du gaz naturel ou des hydrocarbures à reformer par la canalisation 18 et le gaz oxydant par la canalisation 10, lequel est issu de la cuve de réduction 23 après refroidissement. Les gaz s'échauffent progressivement jusqu'à environ 580-600[deg.]C dans la matière thermique 8, puis passent dans la masse catalytique 7 où ils subissent la réaction de reformage. Une poursuite du chauffage du gaz réducteur formé a lieu dans la matière thermique 6 jusqu'à la température prévue entre 900 et 1300[deg.]C. Ce gaz réducteur quitte le réacteur 1 via la tubulure 2 et de là est dirigé vers la cuve de réduction du minerai 23 via le tube 19 et des tuyères d'injection.

   Cette étape de reformage a une durée de 2 à 4 minutes.
Pendant cette opération, le réacteur l' est en phase de chauffe par allumage du brûleur 3' alimenté en air de combustion surchauffé via le tube 13' et la vanne 130 et en gaz de chauffe via la canalisation 16' et la vanne 160'. Le gaz de chauffe est lui aussi issu de la cuve de réduction et est formé, comme le gaz oxydant du réacteur 1 , du gaz résiduel qui s'échappe de cette cuve. Le gaz de chauffe brûlé traverse la chambre de combustion 5', les matières thermiques 4' et 6' ainsi que la masse catalytique T. Pendant la traversée, la combustion des traces de carbone déposées pendant la phase de reformage est effectuée. Ces gaz traversent la matière thermique 8' et quittent le réacteur V par le bas via la canalisation 11 ' et la vanne 110' à une température abaissée jusqu'à 200 [deg.]C.

   Ces gaz sont évacués après passage dans la turbine d'expansion 12 en récupérant ainsi l'énergie nécessaire à la compression de l'air de combustion dans le compresseur 40. On procède ensuite à une inversion des circuits entre les réacteurs 1 et 1 ' grâce aux vannes à inversion 130,130',160,160',90,90',100,100',110 et 110', vannes fonctionnant à température modérée et contrôlées par un dispositif automatique, connu en soi. Au moment de l'inversion des circuits, il est procédé, à la purge du réacteur à la fin de sa période de chauffe, (à ce moment, il contient des gaz brûlés). Cette purge est réalisée au moyen d'une injection de gaz réducteur par les canalisations 31 ou 31' via les vannes 310,310', Ce gaz est issu d'un réservoir 20.

   Le réservoir 20 reçoit une partie du gaz réducteur par la canalisation 19, lors de l'évacuation des gaz issus du reformage chaud par les canalisations 2 et 2'. Le gaz réducteur est, par la soufflante 21 , surpressé avant stockage dans le réservoir 20.
Cette phase de purge est limitée à 3 à 5 secondes, ce qui a pour résultat de ne pas provoquer de perte puisque le gaz réducteur injecté par la canalisation 31 , 31' reste donc, après traversée du catalyseur 7,7' , dans celui-ci et repart lors du cycle suivant dans le réservoir de stockage 20.
Le gaz réducteur contenant de 95 à 97 %) (% par rapport au volume total de gaz) de CO + H2est injecté à la base de la cuve de réduction 23 par la canalisation 19. Dans cette cuve, le minerai est introduit via le sas (entrée d'alimentation en minerai brut) 22.

   Il s'échauffe progressivement et l'oxyde se convertit progressivement en FeO puis en fer pur. Celui-ci reste généralement en phase solide sous forme d'épongé de fer comme dans les autres procédés antérieurs, à 900 - 1000 [deg.]C, en mélange avec les déchets de minerai et des produits de la réaction avec le calcaire ajouté.
De là, l'éponge de fer est évacuée vers un four électrique 30 via le dispositif de contrôle où elle est compactée et livrée à d'autres usages tels que l'alimentation de haut fourneau.
Une variante de la cuve de réduction 23 est illustrée à la figure 2. Cette variante nécessite la production de gaz réducteur à plus haute température, comme le permet le procédé selon l'invention.
Dans ce cas la cuve de réduction 23 comporte plusieurs niveaux d'injection de gaz réducteur, et elle est complétée par une cuve 23' à phase liquide.

   Elle comprend en outre un premier niveau de tuyères 19 amenant le gaz réducteur refroidi à 1000 - 1100 [deg.]C pour éviter l'agglomération du minerai dans la cuve 23. Ce refroidissement a lieu dans un échangeur de chaleur 24 qui peut servir par exemple à réchauffer le gaz résiduel sortant de la cuve 23 via la canalisation 41. A ce niveau inférieur de la cuve 23, la matière est de l'éponge de fer à l'état solide et non aggloméré. L'éponge de fer est introduite dans la cuve 23' par un orifice de passage 29. La cuve 23' comporte en outre un second niveau de tuyères 25 qui injecte une partie du gaz réducteur chaud non refroidi (1300 [deg.]C) et des tuyères 26 pour l'injection d'oxygène, ce qui assure une élévation de température importante au-delà de 1500 [deg.]C ayant pour résultat la liquéfaction de l'éponge de fer.

   Le bas de cuve est pourvu d'orifices de sortie pour le laitier et l'acier liquide. Les gaz chauds issus de la cuve 23' sont réinjectés dans la cuve 23 au moyen de tuyères 34. Cette version assure la production directe d'acier sans faire appel à des opérations complémentaires. Le dispositif illustré à la figure 3 représente deux réacteurs 1 , 1 ' agencés bout à bout dans une enceinte unique 35. Les deux réacteurs comportent une sortie de gaz réducteur commune 2 et une chambre de combustion commune 5,5' divisée en deux par une paroi centrale munie d'orifices 36.

   Les deux réacteurs fonctionnent comme le dispositif illustré à la figure 1 , à ceci près que, lorsque l'on évacue les gaz de chauffe brûlés par la canalisation 11 ,11 ' via la vanne 110,110', on impose un débit légèrement supérieur au débit de gaz à l'entrée de sorte que l'on crée une dépression et le sens du flux de gaz est contrôlé et forcé à partir de la chambre de combustion 5,5' vers la sortie 9,9', 10, 10', 11 ,11 '.

   Grâce à cette différence de débit contrôlée, le gaz de chauffe brûlé de la première partie (zone) de l'enceinte ne traverse pas les orifices de la paroi 36 pour se mélanger avec l'autre partie de l'enceinte (zone). 
Le tableau suivant donne les caractéristiques des gaz obtenus en différents points du procédé suivant l'invention en mode de production d'épongé de fer comme illustré à la figure 1.
Pour 1 mole de gaz naturel considéré comme CH4
Matière Gaz Gaz Gaz Gaz première réducteur résiduel résiduel % résiduel
(gaz à issu de la recyclé (par combust.

   reformer) cuve rapport au (par volume rapport au total de volume gaz) total de gaz)
Nombre de moles 1 5,6 5,6
Analyse CH4100 0,45 0,45
% valeur
(par rapport au volume total de gaz)
H20 0 1 ,59 32,85 58 % 42 %
CO 0 38,29 20,74
C020 0,56 18,14
H20 59,08 27,82
C02HzO / 2,1 50,39
97,35 48,57
CO+H2
Température 30[deg.]C 1000[deg.]C 750 [deg.]C
Pression bars 3-4 2 1 ,3
 <EMI ID=12.1> 

Résultats:

  
Production de fer pur = 50 g/mole de CH4 soit 1 ,669/tonne métrique de Fe pur émission = 0,7 tonne CO2/ Tonne fer (1/3 à des systèmes classiques d'aciérie (Haut fourneau + cokerie).
II est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.

   
Liste des éléments 1 ,1 ' réacteur
2,2' canalisation sortie de gaz réducteur 3,3' brûleur 4,4' matière thermique
5,5' chambre de combustion 6,6' matière thermique 7,7' masse catalytique 8,8' matière thermique 9,9' canalisation injection de gaz naturel
10,10' canalisation entrée de gaz oxydant 11 ,11 ' canalisation de gaz brûlés
12 turbine d'expansion
13 canalisation d'air de combustion 14 échangeur de chaleur
15 compresseur
16 canalisation de gaz à reformer
17 refroidisseur
18 canalisation de gaz naturel ou autre hydrocarbure 19 canalisation de gaz réducteur
20 réservoir
21 soufflante
22 sas
23 cuve de réduction 24 échangeur de chaleur
25 tuyère d'injection de gaz réducteur chaud
26 tuyère d'injection d'oxygène
29 orifice
30 four électrique 31 ,31' canalisation de gaz réducteur (du réservoir 20 à l'entrée du réacteur 1 ,1 ')

   32 collecteur
34 tuyère
35 enceinte
36 paroi 40 compresseur
41 canalisation
90,90' vanne de la canalisation 9,9' respectivement 100,100' vanne de la canalisation 10,10' respectivement 110,110' vanne de la canalisation 11 ,11 ' respectivement 130,130' vanne de la canalisation 13,13' respectivement
160,160' vanne de la canalisation 16,16' respectivement 310,310' vanne de la canalisation 31 ,31 ' respectivement

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de production d'un gaz réducteur comprenant

une étape de chauffe d'un réacteur chargé de matières thermiques et d'au moins une masse catalytique appropriée pour un reformage de gaz à reformer, par traversée de ce réacteur par un gaz de chauffe, et

une étape de reformage comprenant :

une alimentation du réacteur chauffé en ledit gaz à reformer et en un gaz oxydant, et un passage dudit gaz à reformer et dudit gaz oxydant à travers lesdites matières thermiques chauffées et ladite au moins une masse catalytique chauffée avec chauffage de ces gaz par contact direct avec lesdites matières thermiques et reformage dudit gaz à reformer en ledit gaz réducteur par contact direct avec ladite au moins une masse catalytique,

ainsi qu'éventuellement un chauffage additionnel du gaz réducteur obtenu par reformage par contact direct avec lesdites matières thermiques chauffées.

2. Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend en outre une réduction de minerai par ledit gaz réducteur avec formation de gaz résiduel et de minerai à l'état réduit.

3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une utilisation d'au moins une première partie dudit gaz résiduel en tant que gaz oxydant pour ledit reformage.

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le gaz résiduel contient du CO2, H2O, CO, H2et en ce que le procédé comprend une élimination au moins partielle du H2O contenu dans ce gaz résiduel.

5. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz à reformer est un hydrocarbure, en particulier du méthane.

6, caractérisé en ce qu'il comprend une formation dudit gaz de chauffe par combustion d'au moins une deuxième partie dudit gaz résiduel en présence d'air de combustion.

6. Procédé suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit passage comprend le chauffage dudit gaz à reformer et dudit gaz oxydant à travers une première section de matières thermiques chauffées de façon qu'il atteigne une température d'environ 500-600[deg.]C, et ledit reformage à travers ladite masse catalytique appropriée avec poursuite d'une augmentation de température, et en ce que le procédé comprend ledit chauffage additionnel du gaz réducteur à une température allant de 900 à 1300[deg.]C.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend un refroidissement de ladite deuxième partie du gaz résiduel et un chauffage de l'air de combustion par un échange thermique entre eux.

9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la combustion est effectuée à une entrée dudit réacteur pour ledit gaz de chauffe et en ce que la température à une sortie dudit réacteur pour ledit gaz de chauffe est de l'ordre de 200[deg.]C.

10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, après passage du gaz de chauffe dans le réacteur, une expansion de celui-ci, avec éventuellement récupération d'énergie.

11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pendant une première période de temps, il comprend, dans un premier réacteur, ladite étape de chauffe et simultanément dans un deuxième réacteur, ladite étape de reformage et en ce que, inversement, dans une deuxième période de temps, les étapes réalisées par le deuxième réacteur pendant la première période de temps sont effectuées dans le premier réacteur et l'étape réalisée dans le premier réacteur pendant cette même première période de temps est effectuée dans le deuxième réacteur.

12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, pendant une première période de temps, il comprend, dans une première zone dudit réacteur, ladite étape de chauffe et simultanément, dans une deuxième zone de celui-ci, ladite étape de reformage et en ce que, inversement, dans une deuxième période de temps, les étapes réalisées dans la deuxième zone pendant la première période de temps sont effectuées dans la première zone et l'étape réalisée dans la première zone pendant cette même première période de temps est effectuée dans la deuxième zone.

13. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, après ladite étape de chauffe, une étape de purge par injection d'une fraction dudit gaz réducteur obtenu.

14. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une réduction de minerai de fer par injection dans celui-ci dudit gaz réducteur obtenu, à une température comprise entre environ 1000 et 1100[deg.]C, et ainsi une formation d'une éponge de fer.

15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une injection dudit gaz réducteur obtenu, à une température d'environ 1300[deg.]C, ainsi que d'oxygène dans ladite éponge de fer, ce qui assure une liquéfaction de celle-ci et une formation de laitier et d'acier liquide.

16. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un réacteur comportant des matières thermiques et une masse catalytique appropriée pour un reformage de gaz à reformer, d'un premier côté des matières thermiques et de la masse catalytique, une entrée de gaz de chauffe et, d'un deuxième côté de celles-ci, opposé au premier, une sortie de gaz de chauffe,

une entrée de gaz à reformer et une entrée de gaz oxydant au deuxième côté susdit, et

une sortie de gaz réducteur au premier côté susdit.

17. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend une cuve de réduction de minerai comprenant - une entrée de minerai,

- une sortie de minerai à l'état réduit,

- une entrée de gaz réducteur reliée à ladite sortie de gaz réducteur du réacteur, et

- une sortie de gaz résiduel pouvant être reliée, d'une part, à ladite entrée de gaz oxydant et, d'autre part, à l'entrée de gaz de chauffe.

18. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'entrée de gaz de chauffe comprend un brûleur, alimenté en au moins une partie dudit gaz résiduel et en air comprimé préchauffé, et une chambre de combustion en aval du brûleur.

19. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que lesdites matières thermiques et masse catalytique comprennent, successivement du deuxième côté susdit vers le premier, une première couche de matière thermique, une couche de masse catalytique et une seconde couche de matière thermique et en ce qu'éventuellement elles comprennent en outre une troisième couche de matière thermique, la sortie de gaz réducteur étant alors agencée entre la deuxième et la troisième couche de matière thermique.

20. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que le réacteur comprend en outre une entrée de gaz de purge située au premier côté susdit, et reliée à ladite sortie de gaz réducteur.

21. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 16 à 20, caractérisé en ce qu'il comprend deux réacteurs, en ce que, pendant une première période de temps, l'entrée et la sortie de gaz de chauffe d'un des deux réacteurs sont en position ouverte, alors que l'entrée de gaz à reformer et l'entrée de gaz oxydant sont en position fermée, et l'entrée et la sortie de gaz de chauffe de l'autre des deux réacteurs sont en position fermée alors que l'entrée de gaz à reformer et l'entrée de gaz oxydant sont en position ouverte et en ce que, pendant une deuxième période de temps,

chacun des deux réacteurs présente les positions d'ouverture et de fermeture desdites entrées et sorties que présentait l'autre des deux réacteurs pendant la première période de temps.

22. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 21 , caractérisé en ce que chaque réacteur présente l'entrée de gaz de purge en position ouverte, à la fin de ladite étape de chauffe, et avant l'étape de reformage, les autres entrées et sorties (?) étant en position fermée.

23. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 16 à 22, caractérisé en ce qu'il comprend deux réacteurs agencés bout à bout dans une enceinte unique et en ce que ces deux réacteurs comportent une sortie de gaz réducteur commune.