<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zum Betrieb eines Schachtofens, in welchem das Behandlungsgut reduziert wird
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Schachtofens, in welchem das Behandlungsgut reduziert wird, wie beispielsweise eines Metallreduktionsofens, Eisenschwammofens, Hochofens usf. Solche Typen von öfen bzw.
Schachtöfen werden üblicherweise mit festen Brennstoffen, wie Kohle und insbesondere Koks betrieben. Bei solchen bekannten Ofentypen kommt ein Teil der festen Brennstoffe lediglich als Reduktionsmittel zur Wirkung. Der Bedarf an festen Brennstoffen setzt sich somit hiebei aus der für die Erhitzung erforderlichen Brennstoffmenge und aus dem- Bedarf an Reduktionsmitteln zusammen.
Die Erfindung besteht nun im wesentlichen darin, dass bei solchen Öfen reduzierende Gase, insbesondere Erdgas oder öle bzw. Erdöle in zerstäubter, verdampfter oder vergaster Form oberhalb der Düsen, durch welche die Verbrennungsluft dem Ofen zugeführt wird, in die Reaktionszone des Ofens als Reduktionsmittel eingeblasen werden und so einen Teil des üblichen festen Brennstoffes ersetzen. Dieses Einblasen des Reduktionsgases oberhalb der Luftdüsen in die Reaktionszone des Ofens ist rundlegendi'verschieden. vom Betrieb eines Ofens mit gasförmigen Brennstoffen als solchen, in welchem Falle nämlich das Gas mit der Luft unmittelbar bei der Einströmung in den Ofen verbrannt wird und als Heizmittel dient.
Auch bei mit festen Brennstoffen betriebenen Schachtöfen wurde bereits vorgeschlagen, Gase, die ihrem Wesen nach als reduzierende Gase'angesprochen werden können, zuzuführen, jedoch erfolgte dort die Zuführung der Gase in die Verbrennungszone, so dass sie nicht als Reduktionsmittel, sondern als Heizmittel ausgenützt werden. Da gemäss der Erfindung die reduzierenden Gase od. dgl. als Reduktionsmittel in die Reaktionszone des Ofens eingeblasen werden, steht im Bereich der Einblasstelle kein freier Sauerstoff zur Verfügung, so dass diese reduzierenden Gase in ihrer Gesamtheit zur Reduktion des Behandlungsgutes ausgenützt werden.
Auf diese Weise ermöglicht die Erfindung eine Ersparnis an festen Brennstoffen, welche in Laan- dern, welche nicht über genügend Vorkommen an festen Brennstoffen verfügen, sowie auch dort, wo die Transportkosten ins Gewicht fallen, von Be- deutung ist. In erster Linie aber wird durch die Erfindung der Vorteil erreicht, dass die Zuführung des Reduktionsmittels in Form von reduzierenden Gasen oder von verdampften, zerstäubten oder vergasten ölen zur Reduktionszone die Möglichkeit ergibt, den Prozessverlauf weitgehend zu steuern und daher wesentlich besser zu beherrschen als bai Beschickung des Ofens mit festen Reduktionsmitteln in Form von festen Brennstoffen.
Gemäss der Erfindung können die reduzierenden Gase od. dgl. gleichmässig über den Ofenumfang verteilt, in wenigstens einer Horizontalebene des Ofens, oberhalb der Lufteinblasedüsen von der Seite her eingeblasen werden. Es kann auf diese Weise erreicht werden, dass das nunmehr gasförmige Reduktionsmittel tatsächlich im Schachtquer- schnitt richtig verteilt werden kann und es kann der Verlauf der Reaktion im Ofen weitgehend be-
EMI1.1
bzw. willkürliche VeränderungTemperatur der in den Ofen einzuMasenden reduzierenden Gase od. dgl. gesteuert werden. Es kann durch Erhöhung der Temperatur der einzublasenden reduzierenden Gase od. dgl. die Reaktion beschleunigt und durch Verringerung der Temperatur desselben die Reaktion gehemmt werden.
Das Ausmass der Vorwärmung der reduzierenden Gase od. dgl. kann für den vorgesehenen Prozess vorausbestimmt werden und die Vorwärmung kann in einfacher Weise in an sich bekannten Wärmeaus- tauschern bzw. Rekuperatoren erfolgen. Wenn aber der Reaktionsverlauf im Laufe des Betriebes wechselnd gesteuert werden soll, erscheint es, um eine schnelle Temperaturveränderung der einzublasenden reduzierenden Gase od. dgl. zu erreichen, vorteilhaft, das Verfahren so durchzuführen, dass reduzierende Gase od. dgl. von hoher und niedriger Temperatur dem Ofen zugeführt werden und das Temperaturniveau in der Reaktionszone durch Veränderung des Verhältnisses von heissem und kaltem Anteil in den eingeblasenen Gasen od. dgl, geregelt wird, wobei die reduzierenden Gase od.
EMI1.2
schung oder durch gesonderte Düsen eingeblasen werden können. Hiebei können die Bereiche der Temperaturen der einzublasenden Gase od. dgl. so gewählt werden, dass diese Gase od. dgl. eine höhere oder eine niedrigere Temperatur als die in derjenigen Höhenzone des Schachtes herrschende Tem-
<Desc/Clms Page number 2>
peratur aufweisen, in welcher die Einblasung erfolgt. Eine Temperaturerhöhung der einzublasenden Gase od. dgl. über das Temperaturniveau in der betreffenden Höhenzone des Schachtes wird eine merkliche Beschleunigung der dort stattfindenden chemischen Reaktion bewirken, während bei Einblasen kühlerer Gase od. dgl. das Ausmass der Hemmung der Reaktion von der Grösse der Differenz zwischen den in dem betreffenden Schachtniveau herrschenden Temperaturen und den Temperaturen der einzublasenden Gase abhängig ist.
Hiebei ist gemäss der Erfindung die Möglichkeit geboten, die reduzierenden Gase vor ihrem Eintritt in den Ofen auf die an der Einblasstelle im Ofen herrschende Temperatur bzw. auf die Reaktionstemperatur vorzuwärmen und auf diese Weise die reduzierenden Gase bereits ausserhalb des Ofens in Reaktionsbereitschaft zu bringen.
Durch die Wahl der Höhe der Einblasedüsen für die reduzierenden Gase od. dgl. im Schacht, kombiniert mit der Wahl der Temperatur des eingeblasenen Gases od. dgl. kann eine willkürlich Verlagerung oder Verschiebung und gleichzeitig eine Intensivierung der Reaktionszonen ira Schacht-
EMI2.1
od. dgl. erfolgt und/oder der Einblaserichtung kann gemäss der Erfindung die Reaktionszone in einfacher Weise verlagert werden.
Es können Düsenreihen für die Einblasung der reduzierenden Gase od. dgl. in verschiedenen Höhenzonen des Schachtofens vorgesehen sein, welche wahlweise und willkürlich in Wirkung oder ausser Wirkung gesetzt werden können, so dass, je nachdem, welcher Düsenreihe die reduzierenden Gase od. dgl. zugeführt werden, die Einblasung in einer höheren oder tieferen Zone des Schachtes erfolgen kann.
Es können aber auch Düsen in einer Reihe, jedoch radial schräg nach oben und/oder schräg nach unten angeordnet sein, wobei dann die reduzierenden Gase den entsprechenden Düsengruppe wahlweise zugeführt werden. Letzten Endes kann auch der aus den Düsen austretende Gasstrom nach oben oder nach unten abgelenkt und dadurch die Reaktionszone verlagert werden, wobei die Ablenkung des Gasstromes od. dgl. beispielsweise durch bawegliche Anordnung der Düsen erfolgen kann.
Die Erfindung bietet aber auch die Möglichkeit, innerhalb einer Höhenzone des Ofens das Zentrum der Reaktion horizontal zu verlagern bzw. den Reaktionsbereich gleichmässig über den ganzen Schachtquerschnitt in einer Höhenzone zu verteilen. Dies kann gemäss der Erfindung dadurch erfolgen, dass die in einer Höhenzone dem Ofen zugeführten reduzierenden Gase od. dgl. in Teilströmen von verschiedener Geschwindigkeit bzw. unter verschiedenen Drücken eingeblasen werden. Je höher der Druck vor der Düse bzw. die Geschwindigkeit der aus der Düse austretenden reduzierenden Gase od. dgl. ist, desto weiter gelangen die reduzierenden Gase dd. dgl. zum Schachtzentrum.
Je geringer der Druck vor der Düse und damit die
EMI2.2
zierenden Gase od. dgl. ist, desto stärker wird der Mantelbereich des Schachtes durchgast. Eine solche Durchgasung des Mantelbereiches kann auch dadurch erreicht werden, dass die Einblaserichtung
EMI2.3
Düsen gegenwobei die Einblasung mit hohem Druck aufrechterhalten werden kann. Der hohe Druck vor der Düse kann hiebei vorteilhaft sein, um die Düsen- öffnung freizuhalten. Es kann auf diese Weise somit der gesamte Schachtquerschnitt beherrscht werden.
Gemäss der Erfindung kann ein Anteil der reduzierenden Gase. od. dgl. ungefähr radial unter höherem Druck und ein Anteil derselben ungefähr radial unter geringerem Druck, oder gleichfalls unter höherem Druck aber in einer zur Tangentialen abgelenkten Richtung, eingeblasen werden, wobei das Verhältnis des erstgenannten Anteiles zum zweitgenannten Anteil so gawählt ist, dass
EMI2.4
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1