AT406689B

AT406689B - Verfahren zum regenerieren von entschwefelungsschlacke

Info

Publication number: AT406689B
Application number: AT86998A
Authority: AT
Inventors: Hermann Dipl Ing Pirker
Original assignee: Voest Alpine Ind Anlagen
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2000-07-25
Also published as: ATA86998A; ITMI990862A1; DE19913645A1; IT1312304B1

Description


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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regeneration von Entschwefelungsschlacke in einem Verfahren zur Entschwefelung von flüssigem Roheisen, wobei a) flüssiges Roheisen und flüssige Entschwefelungsschlacke in einem Behandlungsgefäss in innigen Kontakt gebracht werden und das flüssige Roheisen entschwefelt wird, b) das entschwefelte flüssige Roheisen grösstenteils aus dem Behandlungsgefäss abgegossen wird, wobei die Entschwefelungsschlacke im Behandlungsgefäss verbleibt, c) die flüssige Entschwefelungsschlacke durch Behandeln mit gasformigen Oxidationsmitteln regeneriert und S02 aus der Entschwefelungsschlacke entfernt wird. 



   Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP 0 627 012 B1 bekannt. Das dann offenbarte Verfahren beschreibt die Entschwefelung von Eisenschmelzen, wobei eine synthetische Schlacke in einem kippbaren Ofen mittels Widerstandsheizung aufgeheizt und mit dieser Schlacke eine schwefelhaltige Eisenschmelze entschwefelt und die Eisenschmelze abgegossen wird Die Schlacke wird kontinuierlich oder diskontinuierlich regeneriert, indem durch eine oder mehrere Lanzen Luft, Sauerstoff, Wasserdampf, Eisenoxid, Manganoxid oder Kombinationen davon in die Schlacke eingeblasen werden.

   Dieses Verfahren weist gegenüber früheren Roheisenentschwefelungsverfahren eine Reihe von Vorteilen auf Die Entsorgung schwefelhaltiger Schlacke wird vermieden, das Verfahren weist keine Eisenverluste auf, und der Verbrauch an Entschwefelungsmitteln ist praktisch gleich Null, weil die ideal zusammengesetzte Entschwefelungsschlacke immer wieder regeneriert wird und somit erhalten bleibt 
Dieses Regenerationsverfahren weist aber folgenden Nachteil auf: Das bei der oxidativen Regenerierung der Entschwefelungsschlacke mit Luft oder Sauerstoff anfallende S02, das aus dem Ofen abgezogen werden muss, ist mit grossen Mengen an Falschluft "verunreinigt", welche im Zuge der Absaugung durch Undichtigkeiten oder ohnehin bestehende Ausnehmungen in der Ofenabdeckung in den Ofen eintritt und mitabgesaugt wird In der Folge werden grosse Mengen an schwach SOrhaltigem Gas abgesaugt.

   Die nachgeschalteten Behandlungseinrichtungen fur dieses Gas müssen für grosse Gasmengen ausgelegt sein und sind daher entsprechend kostenaufwendig zu installieren und zu betreiben. Darüber hinaus kann nie gänzlich vermieden werden, dass   SOrhaltiges   Gas durch die erwähnten Undichtigkeiten und Ausnehmungen in der Ofenabdeckung in die Umgebung austritt und eine schwere Belastung für die Umwelt darstellt 
Die gegenstandliche Erfindung stellt es sich daher zur Aufgabe, beim Regeneneren von Entschwefelungsschlacke den einer Behandlung zuzuführenden Abgasstrom zu verringern,

   so dass diese Behandlung apparatetechnisch und energetisch mit geringerem Aufwand und somit kostengünstiger durchzuführen ist Darüber hinaus soll das Austreten von SO2-haltigern Gas aus dem Ofen verhindert und Umweltbelastungen dadurch vermieden werden 
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Entschwefelungsschlacke durch Eintauchen einer Tauchglocke unter die Schlackenoberfläche und durch ein innerhalb der Tauchglocke und unterhalb der Schlackenoberfläche erfolgendes Einblasen der gasförmigen Oxidationsmittel regeneriert wird, wobei der untere Rand der Tauchglocke unter der Schlackenoberfläche und über der Grenzfläche Roheisen/Schlacke gehalten wird und wobei das entstehende, hoch SOrhältige Abgas aus der Tauchglocke abgezogen wird. 



   Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz einer Tauchglocke, welche beispielsweise aus der Stahlherstellung bekannt ist und dort zur Sicherstellung einer schlackefreien Oberfläche und sauerstofffreien Atmosphäre innerhalb der in den Stahl eintauchenden Glocke dient, die erfindungsgemäss gestellte Aufgabe gelöst werden kann. 



   Im Gegensatz zur Stahlherstellung wird beim erfindungsgemässen Verfahren die Tauchglocke nicht durch die   Schlackenschicht   bis in die Eisenschmelze eingetaucht, sondern nur soweit, dass sich der untere Rand der Tauchglocke in der Entschwefelungsschlacke befindet. 



   Durch den erfindungsgemässen Einsatz der Tauchglocke wird ein nach oben hin hermetisch abgeschlossener Raum geschaffen, innerhalb dessen die Regenerierung der Entschwefelungsschlacke durchgeführt wird. S02 bzw.   S02-hältiges   Abgas kann nur innerhalb der Tauchglocke entstehen und wird in konzentrierter Form aus der Tauchglocke abgezogen. Eine "Verunreinigung" des S02 mit Falschluft wird dadurch ausgeschlossen, ebenso wie der Austntt von   SOrhältigen   Gasen in die Umgebung vermieden wird. 



   Ebenso wie bei bekannten Verfahren wird beim erfindungsgemässen Verfahren der Inhalt des 

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 Behandlungsgefässes während der Entschwefelung des Roheisens, sowie während der Regeneration der Entschwefelungsschlacke durch vom Boden und gegebenenfalls von den Seitenwänden des Behandlungsgefässes erfolgendes Einblasen von Ruhrgasen gerührt. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird während des Regenerierens der Entschwefelungsschlacke vom Boden des Behandlungsgefässes - unterhalb der Tauchglocke - ein zusätzliches Rührgas in Richtung der Tauchglocke in das Behandlungsgefäss eingeblasen 
Wahrend das erstgenannte Einblasen von Rührgas dazu dient, einen innigen Kontakt zwischen Entschwefelungsschlacke und zu entschwefelndem Roheisen sicherzustellen und das Gesamtvolumen aus Schlacke und Roheisen umzuwälzen, wird durch das nach oben, in Richtung der Tauchglocke gerichtete Einblasen von Rührgas dafür gesorgt, dass ein ausreichender Stoffaustausch zwischen der Entschwefelungsschlacke innerhalb und ausserhalb der Tauchglocke hergestelltwird 
Als Rührgas wird dabei in an sich bekannter Weise bevorzugterweise Argon und/oder Stickstoff verwendet. 



   Das beim erfindungsgemässe Verfahren verwendete gasformige Oxidationsmittel wird in bevorzugter Weise von Luft und/oder Sauerstoff gebildet, wobei die Verwendung von Sauerstoff, beispielsweise von "technischem" Sauerstoff, wie er beispielsweise aus einer Luftzerlegungsanlage erhalten wird, besonders bevorzugt ist 
Die Verwendung von Sauerstoff weist den Vorteil auf, dass die anfallenden Gasmengen besonders gering sind und demzufolge das abgezogene Abgas einen besonders hohen Gehalt an SO2 aufweist. 



   Das beim erfindungsgemässen Verfahren anfallende hoch S02-hältige Abgas kann in an sich bekannter und vorteilhafterweise einer Weiterverwertung zugeführt werden 
Nach einer Ausführungsform wird das beim Regenerieren der Entschwefelungsschlacke aus der Tauchglocke abgezogene, hoch SO2-haltige Abgas einer Gipserzeugung zugeführt. Dies kann beispielsweise in einem herkömmlichen Wäscher durch Umsetzen mit Kalkhydrat durchgeführt werden Wie bereits weiter oben angeführt wurde, ist es wegen der insgesamt kleineren Abgasmengen möglich, einen solchen Wäscher entsprechend kleiner dimensioniert auszulegen und daher bei seiner Herstellung und seinem Betrieb beträchtliche Kosteneinsparungen zu erzielen. 



   Alternativ oder zusätzlich zur Gipsherstellung kann das beim Regenerieren der Entschwefelungsschlacke aus der Tauchglocke abgezogene, hoch SOrhältige Abgas einer Schwefelsäureerzeugung zugeführt werden. 



   Der erfindungsgemässe Einsatz der Tauchglocke ist selbstverständlich auch dann durchführbar, wenn die Entschwefelung des Roheisens und die Regenerierung der Entschwefelungsschlacke gleichzeitig durchgeführt werden. 



   Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Regeneration von Entschwefelungsschlacke und zur Entschwefelung von flüssigem Roheisen, enthaltend ein Behandlungsgefäss, in dem Schlacke durch Widerstandsheizung mittels eintauchender Elektroden heizbar ist, wobei das Behandlungsgefäss zum Ausgiessen von entschwefeltem Roheisen kippbar ist und wobei das Behandlungsgefäss mit einem Siphonausguss versehen ist, welcher in die Roheisenschmelze hineinragt, und wobei im Boden und gegebenenfalls in den Steinwänden des Behandlungsgefässes ein Mittel, beispielsweise ein oder mehrere Düsensteine, zum Einblasen von Rührgas angeordnet ist. 



   Eine solche zur Lösung der erfindungsgemäss gestellten Aufgabe geeignete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Tauchglocke vorgesehen ist, welche von oben in die Schlackenschmelze eintauchbar ist, wobei in der Tauchglocke Mittel zum Einblasen gasförmiger Oxidationsmittel in die Schlackenschmelze angeordnet sind und wobei die Tauchglocke mit einer Ableitung zum Abziehen hoch S02-hältiger Abgase versehen ist. 



   Eine solche Tauchglocke ist beispielsweise in herkömmlicher Weise aus einem Metallkem und einer Auskleidung bzw. Beschichtung aus feuerfester Hochtonerdegiessmasse gefertigt Auch andere bekannte Feuerfestmaterialien sind verwendbar. 



   Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist im Boden des Behandlungsgefässes, und zwar unterhalb der Tauchglocke, ein weiteres Mittel, 

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 beispielsweise ein oder mehrere Düsensteine, zum Einblasen von Rührgas angeordnet, wobei die Blasrichtung des Mittel zum Einblasen von Rührgas nach oben zur Tauchglocke ausgerichtet ist 
Durch das Zusammenwirken aller im Behandlungsgefäss befindlichen Mittel zum Einblasen von Rührgas werden einerseits Eisenschmelze und Entschwefelungsschlacke miteinander in innigen Kontakt gebracht und andererseits der Stoffaustausch zwischen regenerierter Entschwefelungsschlacke aus der Tauchglocke und der restlichen im Behandlungsgefäss befindlichen Schlacke bewirkt. 



   Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform ist als Mittel zum Einblasen gasförmiger Oxidationsmittel in die Schlackenschmelze zumindest eine Blaslanze in der Tauchglocke angeordnet 
Eine solche Blaslanze durchsetzt den Mantel der Tauchglocke vorzugsweise gasdicht, sowie derart, dass bei einer in die Entschwefelungsschlacke getauchten Tauchglocke auch die Blaslanze in die Schlacke eindringt 
Vorzugsweise ist eine solche Blaslanze dabei so angeordnet, dass sie den unteren Rand der Tauchglocke nicht bzw. nicht wesentlich nach unten überragt, also nicht in die Roheisenschmelze hineinragt. 



   Alternativ oder zusätzlich zu einer oder mehreren Blaslanzen sind als Mittel zum Einblasen gasförmiger Oxidationsmittel ein oder mehrere Düsensteine in der Tauchglocke angeordnet 
Ziel des Einsatzes mehrerer Lanzen und von Düsensteinen ist es, durch eine möglichst grosse Kontaktfläche des eingeblasenen gasförmigen Oxidationsmittels - in möglichst kleinen Bläschen - eine effektive Entschwefelung der Schlacke sicherzustellen 
Solche Düsensteine sind vorteilhafterweise entlang des unteren Randes der Tauchglocke angeordnet, wobei die Blasrichtung der Düsensteine nach oben und/oder zur Seite, also in Richtung des Tauchglockeninneren, und/oder nach unten ausgerichtet ist 
Die Versorgung der Dusensteine mit gasförmigem Oxidationsmittel erfolgt mittels im Mantel der Tauchglocke geführten Gasleitungen. 



   Im folgenden werden das erfindungsgemässe Verfahren, sowie die erfindungsgemässe Vorrichtung anhand des in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. 



   Fig 1 zeigt die Beschickung des Behandlungsgefässes 1 mit flüssigem Roheisen 2. Das Behandlungsgefäss 1 enthält bereits eine flüssige Entschwefelungsschlacke 3. Von oben sind durch die Abdeckung des Behandlungsgefässes 1 Elektroden 4, sowie eine Tauchglocke 5 geführt, wobei eine Blaslanze 6 den Mantel der Tauchglocke durchsetzt und eine Ableitung 7 zum Abziehen von   S02-hältigen   Gasen an die Tauchglocke 5 oben anschliesst. 



   Am Boden des Behandlungsgefässes 1 sind hier schematisch angedeutete Düsensteine 8,8' angeordnet, die jeweils mit Rührgasleitungen 9 verbunden sind. 



   Fig 2 stellt die Entschwefelung des Roheisens mit in die Entschwefelungsschlacke 3 eingetauchten und in Betrieb befindlichen Elektroden 4 dar. Durch die Düsensteine 8 eingeblasenes Rührgas sorgt für eine Umwälzung von Roheisen und Entschwefelungsschlacke 3 
In Fig 3 wird der grösste Teil des entschwefelten Roheisens durch Kippen des Behandlungsgefässes 1 durch das Ausgussrohr 10 abgegossen, die Entschwefelungsschlacke 3 verbleibt im Behandlungsgefäss 1. 



   Fig. 4 stellt den Entschwefelungsvorgang der Entschwefelungsschlacke 3 dar, die Elektroden sind wieder in die Entschwefelungsschlacke 3 getaucht und in Betrieb. Die Tauchglocke 5 ist ebenfalls in die Entschwefelungsschlacke 3 getaucht Über die Lanze 6 wird Sauerstoff in das Schlackenbad geblasen, das entstehende   S02-hältige   Abgas über die Ableitung 7 abgezogen und einer nicht weiter dargestellten Behandlung bzw. Weiterverwertung zugeführt. 



   Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern umfasst auch alle dem Fachmann bekannten Mittel, die zur Ausführung der Erfindung herangezogen werden können. 

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Claims

Patentansprüche : 1. Verfahren zur Regeneration von Entschwefelungsschlacke in einem Verfahren zur Entschwefelung von flüssigem Roheisen, wobei <Desc/Clms Page number 4> a) flüssiges Roheisen und flüssige Entschwefelungsschlacke in einem Behandlungsgefäss in innigen Kontakt gebracht werden und das flüssige Roheisen entschwefelt wird, b) das entschwefelte flussige Roheisen grösstenteils aus dem Behandlungsgefass abgegossen wird, wobei die Entschwefelungsschlacke im Behandlungsgefäss verbleibt, c) die flüssige Entschwefelungsschlacke durch Behandeln mit gasformigen Oxidationsmitteln regeneriert und S02 aus der Entschwefelungsschlacke entfernt wird, dadurch gekennzeichnet,

dass die Entschwefelungsschlacke durch Eintauchen einer Tauchglocke unter die Schlackenoberfläche und durch ein innerhalb der Tauchglocke und unterhalb der Schlackenoberfläche erfolgendes Einblasen der gasförmigen Oxidationsmittel regeneriert wird, wobei der untere Rand der Tauchglocke unter der Schlackenoberflache und über der Grenzflache Roheisen/Schlacke gehalten wird und wobei das entstehende, hoch SO2- hältige Abgas aus der Tauchglocke abgezogen wird.
2 Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Inhalt des Behandlungsgefässes während der Entschwefelung des Roheisens, sowie während der Regeneration der Entschwefelungsschlacke durch vom Boden und gegebenenfalls von den Seitenwänden des Behandlungsgefässes erfolgendes Einblasen von Rührgasen gerührt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Regenerierens der Entschwefelungsschlacke vom Boden des Behandlungsgefässes - unterhalb der Tauchglocke - ein zusätzliches Rührgas in Richtung der Tauchglocke in das Behandlungsgefass eingeblasen wird.
3 Verfahren nach einem der Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Rührgas Argon und/oder Stickstoff verwendet wird
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als gasförmiges Oxidationsmittel Luft und/oder Sauerstoff, bevorzugterweise Sauerstoff, verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Regenerieren der Entschwefelungsschlacke aus der Tauchglocke abgezogene, hoch SO2- hältige Abgas einer Gipserzeugung zugeführt wird
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Regenerieren der Entschwefelungsschlacke aus der Tauchglocke abgezogene, hoch SO2- hältige Abgas einer Schwefelsäureerzeugung zugeführt wird.
7 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte a) und c) gleichzeitig durchgeführt werden.
8 Vorrichtung zur Regeneration von Entschwefelungsschlacke (3) und zur Entschwefelung von flüssigem Roheisen (2), enthaltend ein Behandlungsgefäss (1), in dem Schlacke durch Widerstandsheizung mittels eintauchbarer Elektroden (4) heizbar ist, wobei das Behandlungsgefäss (1) zum Ausgiessen von entschwefeltem Roheisen kippbar ist und wobei das Behandlungsgefäss (1) mit einem Siphonausguss (10) versehen ist, welcher in die Roheisenschmelze hineinragt, und wobei im Boden und gegebenenfalls in den Seitenwänden des Behandlungsgefässes (1) ein Mittel (8), beispielsweise ein oder mehrere Düsensteine, zum Einblasen von Rührgas angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tauchglocke (5) vorgesehen ist, welche von oben in die Schlackenschmelze (3) eintauchbar ist, wobei in der Tauchglocke (5) Mittel (6) zum Einblasen gasförmiger Oxidationsmittel in die Schlackenschmelze (3)

angeordnet sind und wobei die Tauchglocke (5) mit einer Ableitung (7) zum Abziehen hoch SO2-hältiger Abgase versehen ist.
9 Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden des Behandlungsgefässes - unterhalb der Tauchglocke (5) - ein weiteres Mittel (8'), beispielsweise ein oder mehrere Düsensteine, zum Einblasen von Rührgas angeordnet ist, wobei die Blasrichtung des Mittels (8') zum Einblasen von Rührgas nach oben zur Tauchglocke (5) ausgerichtet ist.
10 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass - als Mittel (6) zum Einblasen gasförmiger Oxidationsmittel in die Schlackenschmelze (3) - zumindest eine Blaslanze in der Tauchglocke (5) angeordnet ist <Desc/Clms Page number 5>
11 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass - als Mittel (6) zum Einblasen gasformiger Oxidationsmittel in die Schlackenschmelze (3)-ein oder mehrere Düsensteine in der Tauchglocke (5) angeordnet sind Hiezu 2 Blatt Zeichnungen